目前華北農(nóng)村取暖主要使用燃煤爐灶，通過爐壁與煙囪向室內(nèi)供暖，這種爐灶純粹是做飯用的爐子的一種簡單改造，不僅熱效率低，污染環(huán)境，還有可能造成煤氣中毒。因此，利用生物質(zhì)成型顆粒燃料，制造熱風(fēng)采暖爐對解決華北農(nóng)村地區(qū)的采暖問題具有重要的意義，富通新能源生產(chǎn)銷售的木屑顆粒機、秸稈顆粒機專業(yè)壓制生物質(zhì)成型顆粒燃料。
1、設(shè)計依據(jù)
1.1生物質(zhì)成型燃料的特性
參照國家標準GB212-91煤的工業(yè)分析方法和CB5186生物質(zhì)燃料發(fā)熱量測試方法，對3種生物質(zhì)工業(yè)分析和發(fā)熱量進行測定，所得結(jié)果如表1所示：
由表1可看出，生物質(zhì)的揮發(fā)分遠高于煤，灰分和含碳量遠小于煤，其熱值小于煤，生物質(zhì)這種燃料特點就決定了它的燃燒具有一定的特征。
1.2生物質(zhì)成型燃料的燃燒特點
生物質(zhì)成型燃料是生物質(zhì)廢棄物經(jīng)過高壓而形成的塊狀燃料，其結(jié)構(gòu)和組織特征大大降低了揮發(fā)分的溢出速度。但是點火溫度有所提高，點火性能相對變差。燃燒開始時揮發(fā)分緩慢分解，燃燒處于動力區(qū)，隨著揮發(fā)分燃燒逐漸進入過渡區(qū)與擴散區(qū)，燃燒速度始終能夠使揮發(fā)分放出的熱量及時傳遞給受熱面，使排煙熱損失降低。同時揮發(fā)分燃燒所需的氧與外界較好的匹配。減少了氣體不完全燃燒損失與排煙熱損失。
揮發(fā)分燃燒后，剩余的焦碳骨架結(jié)構(gòu)緊密，運動的氣流不能使骨架解體懸浮，使其保持層狀燃燒。此時炭的燃燒所需要的氧與靜態(tài)滲透擴散的氧相當，燃燒波浪較小，燃燒相對穩(wěn)定，從而減少了固體與排煙熱損失。
總之，秸稈成型燃料燃燒速度均勻適中，燃燒所需的氧量與外界滲透擴散的氧量能夠較好的匹配，燃燒波浪減小，燃燒相對穩(wěn)定。
2、生物質(zhì)成型燃料熱風(fēng)爐的設(shè)計
2.1生物質(zhì)成型燃料熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)及工作原理
生物質(zhì)燃料采暖熱風(fēng)爐是一種新型的采暖方式，目前在國內(nèi)外還沒有研究，它是根據(jù)生物質(zhì)成型塊的燃燒特性而設(shè)計的一種采暖熱風(fēng)爐，而且這種爐子是采用熱風(fēng)供暖而不是用媒介水來加熱室內(nèi)空氣，生物質(zhì)成型燃料采暖熱風(fēng)爐主要由爐膛、爐排、輻射及對流換熱面、煙囪、散熱器、冷空氣進口、熱空氣出口、填料口、兩個出灰口等組成，富通新能源生產(chǎn)銷售的木屑顆粒機專業(yè)壓制生物質(zhì)成型燃料。
工作原理：燃料在爐排2上點火成功后，成型塊從進料口13處進入有熾熱底料的爐膛5，根據(jù)生物質(zhì)容易著火的燃燒特性，片刻就會燃燒起來。在冷風(fēng)口12處鼓風(fēng)機14把室內(nèi)的冷空氣鼓入爐膛夾層3內(nèi)，爐膛外圍有環(huán)繞的肋片6，空氣在爐膛四圍一邊被加熱一邊被肋片引導(dǎo)著向上流動，這樣即防止空氣在夾層內(nèi)產(chǎn)生短路，又使空氣在夾層內(nèi)停留更多的時間。被加熱的空氣穿過爐膛夾層3，進入爐膛上部列管散熱器10處，沖刷著列管散熱器流向熱空氣出口7，進入熱風(fēng)管道并進入室內(nèi)開放式散熱器12內(nèi)，熱空氣15從開放式散熱器內(nèi)的各個小空洞分散到房間，此時溫度及速度都有很大的降低。高溫?zé)煔庾呦驗椋簭臓t膛5出來直接進入爐膛上部列管散熱器8內(nèi)，來加熱外圍流經(jīng)的空氣，之后進入煙囪11排向外界。
2.2燃燒系統(tǒng)的設(shè)計與計算
參照鍋爐設(shè)計手冊5,6J（熱風(fēng)爐的設(shè)計計算及實際選用一般都以工業(yè)鍋爐設(shè)計代表性為依據(jù)），爐膛容積與爐排面積計算如公式(1)、(2)所示：
2.3傳熱系統(tǒng)的設(shè)計與計算
2. 3.1熱風(fēng)爐的換熱面積
熱風(fēng)爐的換熱面積取決于熱風(fēng)爐的供熱能力及換熱器的綜合傳熱系數(shù)。影響綜合傳熱系數(shù)的因素較多（煙氣、空氣的合理流速，換熱氣的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)等）。換熱面積由公式(3)求得：
2. 3.2 熱風(fēng)爐的供熱能力
熱風(fēng)爐的供熱能力大小的主要指標是熱風(fēng)爐的供熱量或換熱量。熱風(fēng)爐換熱量由公式(5)表示如下：
3、生物質(zhì)成型燃料采暖熱風(fēng)爐熱工性能試驗與分析
為了試驗熱風(fēng)爐的設(shè)計是否適合生物質(zhì)成型燃料的燃燒，其熱工性能指標及主要的設(shè)計參數(shù)能否達到設(shè)計要求，根據(jù)國標GB10180 - 2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程，對四種工況（按供風(fēng)量的大小分）下的生物質(zhì)成型燃料熱風(fēng)爐進行了熱工性能試驗。
3.1試驗儀器
①KM9106綜合燃燒分析儀；②SWJ精密數(shù)字熱電偶溫度計；③3012H型自動煙塵（氣）測試儀；④XRY- IA數(shù)顯氧彈式量熱計；⑤IRT - 2000A手持式快速紅外測溫儀；⑥磅稱、米尺、秒表、水銀溫度計；⑦大氣壓力計。
4、結(jié)論
(1)對熱風(fēng)爐經(jīng)過正反平衡試驗，對該爐的熱工性能進行測試，說明爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，熱效率達到設(shè)計要求，能滿足室內(nèi)采暖的需要。
(2)以生物質(zhì)成型塊作為熱風(fēng)爐的燃料，節(jié)約了煤炭資源，為農(nóng)村秸稈的利用找到了一條就地解決、轉(zhuǎn)廢為寶的方法，達到節(jié)能與環(huán)保效益。為彌補農(nóng)村傳統(tǒng)的采暖的不足，解決農(nóng)村采暖問題提供了有效途徑。
(3)該爐制造工藝簡單、使用起來也比較方便，富通新能源不但生產(chǎn)銷售木屑顆粒機，而且還大量銷售木屑顆粒機壓制的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料。
