1 引言

据中商产业研究院大数据库显示：2016 年 3 月中国工业锅炉产量为 38858。0 蒸发量吨， 同比上涨 15。1%。2016 年一季度中国工业锅炉产量为 100199。2 蒸发量吨，同比上涨 4。49%。 据估计，每年耗煤量约为全国煤耗总量的 1／3。然而，就目前而言，我国拥有的燃煤工业锅 炉大都分布在城区内及城市周边，因为烧的都是含硫量高的劣质煤，锅炉无脱硫装置，再加 上操作等因素，导致冒黑烟、 硫污染等直接影响了城市及周边的空气质量。故按照 2014 国 家七部委《燃煤炭锅炉节能环保综合提升工程实施方案》的要求，纷纷开始限制燃煤工业锅 炉的使用，将于 2017 年取缔 10 吨及以下的燃煤锅炉，取而代之，为了解决能源的巨大需求， 大量的工业锅炉必须改成采用洁净能源。

油气燃料、电力等洁净能源，却在我国存在油气资源不丰、电力供需等突出矛盾，因此， 假若把发展燃油、燃气锅炉和电加热锅炉作为发展重点，则其能源供应不能得到长期稳定的 保证。换个方向研究发现，我国拥有丰富的生物质资源，其中，农林剩余物占有很大的比重， 但农村能源利用率低，其生物质能源综合利用率仅 16％，薪柴超伐量达 54％，秸杆直接燃烧 用量占 60％，对生物质能源存在不合理规划与消耗，若作为锅炉燃料使用则具有环境友好、 可以再生的特点。因此，研究工业锅炉生物质燃烧技术，开发生物质燃料锅炉，有利于优化 我国能源结构，减少污染能源的比例，从而达到节约常规能源来减轻环境污染。

1。1 生物质量燃料的发展

上个世纪 30 年代开始，以美国、日本、芬兰为主的许多发达国家都投入了大量人力和物

力来研究生物质成型技术及木质成型燃料。经过长时间发展，到 80-90 年代间，技术日趋成

熟，形成了一定规模。直至 90 年代，在日本、美国及欧洲一些国家，生物质木质颗粒燃料燃 烧设备已经定型，并形成了产业化，在加热、供暖、干燥等领域已推广应用。然而，由于我 国的生物质燃料以农作物秸秆为主，国外的大部分以木制颗粒燃料为主的研究制造经验并不 能适应中国国情，急需相关实验研究。

目前，制约我国生物质燃料成型燃料推广应用的关键问题是还没有与之相适应的燃烧设 备。虽然有关于生物质成型燃料燃烧设备的研究、设计及制造已经在不停地发展提升，但还 是远不能满足日益增长的需求。

1。2 生物质成型燃料的特性

大量的实验研究结果及数据显示，生物质燃料的发热量略低于工业锅炉中常用的二类烟 煤；和煤炭相比，生物质燃料挥发份很高，容易点燃，并易于燃烧；灰分含量很低，非常容

易燃尽；燃料中的硫成分非常少，接近于零，因而燃烧后排放的 SOX 等有害气体较少、降低 重金属污染物排放；氮含量较高，会产生 NOX；生物质生长和利用的整个周期中排放的 CO2 接近为零，生物质作为燃料不仅有利于减轻环境污染还可以减缓温室效应；灰渣可还田。与 煤相比，生物质是易于实现高效利用的洁净燃料，因此，用生物质燃料替代煤炭作为锅炉燃 料是一个很好的技术改进。

生物质成型燃料是原生物质经机械压缩、高压形成的块状、棒状或颗粒状等特定形状的 燃料。成块后的密度远大于原生物质，其特有的结构与组织特征决定了挥发分的逸出速度与 传热速度都大大降低，点火性能变差且点火温度升高，但比煤的点火性能好。由于挥发分的 逸出速度降低，使其燃烧速度降低，能够使挥发分放出的热量及时传递给受热面，降低排烟 热损失。燃烧所需的空气量与外界扩散所能提供的空气量能很好的匹配，燃烧过程稳定，固 体不完全燃烧热损失降低。总之，生物质成型燃料较原生物质燃烧速度适中，所需空气量稳 定，热损失降低，燃烧过程相对稳定，非常利于炉内燃烧。