（广东美的制冷设备有限公司）
摘要：随着技术的不断发展，越来越多技术已经逐渐走进大众视野，同时也为一些设备制造企业的发展带来了新的方向。节能环保属于重要的发展理念，将其融入到供暖、烹饪设备设计之中具有十分重要意义。本文以一种烹饪和供暖两用生物质颗粒燃烧炉设计分析，希望可以为生物质颗粒燃烧炉的发展提供一定帮助。
关键词：供暖；烹饪；生物质颗粒；燃烧炉
生物质能技术的发展十分迅速，也是当前社会各界比较关注的先进技术之一，生物质能技术可以通过环保生物质能的使用，有效降低污染物的排放，减小能源使用过程中对环境造成的危害。生物质颗粒燃料技术属于生物质能技术中的一种，此种技术更利于推广与使用，因此近些年对此技术研究越来越深入。将生物质颗粒燃料技术与锅炉相结合，设计一种新型的炊事炉具，兼具供暖的功能，更为全面满足用户的需求，促进锅炉技术的进一步发展。
1.烹饪和供暖两用颗粒燃烧炉设计与检测
1.1烹饪和供暖两用颗粒燃烧炉设计
为了更为科学研究生物颗粒烹饪和供暖两用燃烧炉，初步设计三种生物颗粒烹饪和供暖两用燃烧炉，并采用专业设备与仪器对两用炉的情况进行调查分析，以便于深入分析两用炉的实际情况。设计三种烹饪和供暖两用颗粒燃烧炉如下：
实验设计炉具1号：主要用途为烹饪和供暖两用，设计可以装生物颗粒量为1.5kg，单独供风机的功率为6W。此两用炉的特点在于其可以一次性装料，预计一次装料可以满足4口之家一顿正餐，且可以满足烹饪时间内室内供热需要，此种生物颗粒两用炉相对上火速度比较快，且火头是可以进行控制的，产生的烟气较为清洁，重量比较轻[1]。
实验设计炉具2号：主要用途为烹饪和供暖两用，设计可以装生物颗粒量为1.5kg，无需单独供风机。此两用炉的特点在于其可以一次性装料，预计一次装料可以满足4口之家一顿正餐，且可以满足烹饪时间内室内供热需要，但是此烹饪和供暖两用生物颗粒燃烧炉需要配置相应的烟囱，以便于将烟气排出，同时该两用炉中设计相应的蓄热内胆，可以实现一定的蓄热功能。
实验设计炉具3号：主要用途为烹饪，设计可以装生物颗粒量为1.5kg，给料方式为重力续料，可以通过相应的料斗实现填料作业，无需单独供风机。此种生物质颗粒燃烧炉具有可以连续填料使用的优势，同时生物质颗粒燃烧炉外围带小料斗、水套可以间隔性填料，但此种燃烧炉形式与实验设计炉具2号相同需要设置相应的烟囱，且其的炉膛要大于实验设计炉具1号与实验设计炉具2号。
1.2生物质颗粒燃烧炉检测
在实验炉具设计检测中选择采用相应的国家标准，包括GB 4363—1984（《民用柴炉、柴灶热性能测试方法》）等[2]。检测的主要方法分别用实验设计炉具1号、实验设计炉具2号、实验设计炉具3号进行烧水实验，且为了缩小实验可能导致的误差，选择采用三次实验的平均值，在实验中三种炉具的燃料是固定，烧水量5.59kg，使加热中的水不断升温与蒸发，对1号—3号实验设计炉具进行相应的升温速度、热效率、回升速度、蒸发速度、排放情况等相关参数进行检测与记录，以全面分析两用炉的实际情况。实验中检测所采用的仪器包括电子台秤、水银温度计、热电偶、烟气成分分析仪等，不同的仪器所测量的参数不同。实验中所采用的具体仪器与其作用如下表1。
表1：1号—3号实验设计炉具测量仪器及作用表
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2.检测结果分析
技术人员对实验设计炉具1号—实验设计炉具3号进行测试，具体检测结果如下：
实验设计炉具1号试验结果与分析：在整个燃烧过程中实验设计炉具1号表现状态较为良好，并没有出现冒烟等情况，且由于其增加了额外的风机，很大程度上了增加了风速，为送风穿透力的增加提供了保证，使得空气可以与生物质颗粒充分接触，保证燃烧质量。实验结果三次试验的热效率平均值相差约1.02%，说明采用三次平行实验的效果相对较好，其实验中产生的误差在相应标准之内，该实验设计炉具1号的热效率23.21％相对较为理想。该炉的蒸发速度测量值的平均值为0.037kg/min左右，说明该炉子操作容易、燃烧性比较稳定，实验中炉子30min达到试验锅水沸点，该两用生物质颗粒锅炉相对较好。烟气检测是在燃烧炉燃烧为9min、17min两个时间点进行测量，结果显示在9min时燃烧炉还没有稳定，烟气中CO约1200×10-6、NO约320×10-6，17min时CO约258×10-6、NOx约156×10-6说明此实验设计炉具1号相对燃烧情况较好，且该炉具也能满足相应的供暖需要，结构设计思路较为合理。
实验设计炉具2号：在整个燃烧过程中实验设计炉具2号表现状态一般，燃烧过程中出现冒烟等情况，空气与生物质颗粒接触不够充分，相对燃烧质量比较差。实验结果三次试验的热效率平均值相差约1.07%，说明采用三次平行实验的效果相对较好，其实验中产生的误差在相应标准之内，该实验设计炉具2号的热效率13.49％，升温速度也比较慢。该炉的蒸发速度测量值的平均值0.156kg/min左右，说明该炉子升温蒸发情况并不是很好，实验中炉子52min达到试验锅水沸点。烟气检测是在燃烧炉燃烧为9min、17min两个时间点进行测量，结果显示在9min时燃烧炉还没有稳定，烟气中CO约1500×10-6、NO约420×10-6，17min时CO约356×10-6、NOx约156×10-6说明此实验设计炉具2号相对燃烧情况不是很好，结构设计也需要进一步进行改善。此炉具不足主要在通风不畅方面，因此在设计方面，相关技术人员可以从炉具通风上入手，进一步改进此炉具。
实验设计炉具3号：在整个燃烧过程中实验设计炉具3号表现状态不是很好，期初有冒烟情况但是短暂之后便消失了，空气与生物质颗粒接触相对较充分，燃烧质量比较好。实验结果三次试验的热效率平均值相差约1.12%，说明采用三次平行实验的效果相对较好，其实验中产生的误差在相应标准之内，该实验设计炉具3号的热效率9.59％，升温速度也比较慢。该炉的蒸发速度测量值的平均值为0.56kg/min左右，说明该炉升温蒸发情况相对较好，实验中炉子22min达到试验锅水沸点。烟气检测是在燃烧炉燃烧为9min、17min两个时间点进行测量，结果显示在9min时燃烧炉还没有稳定，烟气中CO约890×10-6、NO约420×10-6，17min时CO约246×10-6、NOx约116×10-6说明此时实验设计炉具3号相对燃烧情况不是很好，结构设计也需要进一步进行改善[3]。此炉具达到烹饪需要，其采用的持续给料方式，可以确保燃烧的持续性，但是在供暖方面并不是很好，需要进一步改善设计。
3.烹饪和供暖两用生物颗粒燃烧炉发展
根据上述研究的结果，相关技术人员可以积极增强相应两用炉的实践工作，以便于促进技术的实践与应用，为生物颗粒炉的进一步发展与进步提供必要支持。根据上述1号—3号实验设计炉具实验具体情况，技术人员可以结合1号—3号实验设计炉具的具体结果，以实验炉具1号为基础炉具之后对其进行进一步改进，可以适当将持续给料设计应用到其中，使得炉具1在充分燃烧，同时提供持续供热的条件，进一步提升实验1号生物颗粒炉具的质量。另外，除了实验设计炉具1号的改进之外，相关技术人员也可以结合实际情况，对实验设计炉具2号与实验设计炉具3号进行进一步的深入研究与改进，以为生物质颗粒燃烧炉的全面发展提供助力。
结束语
烹饪和供暖两用颗粒燃烧炉可以有效提升燃烧炉燃烧效率，降低能耗，同时还可以充分运用生物质颗粒技术，全面带动燃烧炉与生物质能技术的发展，为技术的全面发展提供一定助力。本文研究了烹饪和供暖两用颗粒燃烧炉实验设计炉具三种，相关技术人员可以在此基础上进行更为深入的研究，以为技术的全面发展贡献力量。
参考文献：
[1]罗锦彬，陈世森.生物质颗粒燃料燃烧锅炉发展浅析[J].石油石化物资采购，2019（2）：38-39.
[2]矫振伟，黄海珍，赵晓文.小型生物质颗粒燃料锅炉燃烧室设计研究[J].节能技术，2018，（02）：99-103.
[3]张晨浩，胡松，汪一.基于尾部烟道CO在线监测的锅炉燃烧优化[J].燃烧科学与技术，2019，（004）：347-352.