第29卷第15期農業(yè)工程學報Vol 29 No 15102013年8月Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringAug.2013·農業(yè)裝備工程與機械化生物質燃料多功能爐設計與性能測試譚文英12,許勇12,王述洋,左光鑫2,董莘2,王字滿2(1.東北林業(yè)大學材料科學與工程學院,哈爾濱150040;2.東北林業(yè)大學生物質能技術工程中心,哈爾濱150040摘要:為了解決當前生物質燃料爐存在的熱效率低、排放不達標、有焦油味、炊事取暖不兼顧、炊事高度與燒炕爬煙高度不兼顧等問題,該文結合北方地區(qū)農村居民生活習慣,設計了一種集取暖、炊事、洗浴等功能于一體的生物質多功能爐,并對其性能進行了測試。結果顯示,其額定熱功率為80kW,熱效率為69.7%,炊事熱效率為39.2%,炊事火力強度為39926J/g,綜合熱效率為78.55%,煙氣排放指標低于國家標準。研究結果可為中國北方地區(qū)的生物質燃料多功能爐的設計和應用提供參考。關鍵詞:生物質,爐,設計,試驗doi:10.3969/jiss.1002-6819.2013.15.002中圖分類號:TK6,S216.2文獻標志碼:A文章編號:1002-68192013)-15-0010-08譚文英,許勇,王述洋,等.生物質燃料多功能爐設計與性能測試[J].農業(yè)工程學報,2013,29(15):10-17Tan Wenying, Xu Yong, Wang Shuyang, et al. Design and performance test of multi-function stove for biomass fuel[JTransactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSae), 2013, 29(15):10-17.(1Chinese with english abstract)0引言元素,可以全部作為肥料還田。鑒于生物質能源所具有的獨特的可再生性和資源的巨量性優(yōu)勢,目中國農林廢棄生物質資源非常豐富,但并沒有前世界各國無不將其作為國家新能源發(fā)展的重要得到充分的利用。據統(tǒng)計,1999年中國農作物秸稈選擇?？偭考s為6.4億t,2006年左右達到7.5億t,隨著中國的秸稈等農作物資源集中分布在東北部農作物單產的提高,秸稈產量也在隨之增加2。目和中部的農區(qū)和西南部分省市。黑龍江、吉林、山前,中國薪炭林已達429萬hm2,全國有100余個東、河南、河北和江蘇是秸稈等農作物資源分布最薪炭林試點縣,薪柴消耗量約占總能耗的29%。中集中的區(qū)域,其總量占全國的36%以上。林木生國正在大力發(fā)展薪炭林,計劃到2020年,將增建物質資源主要分布在中國主要的林區(qū),黑龍江、內50個薪炭林基地,薪炭林面積也將達到1600多萬蒙古、吉林3省區(qū)占全國總量的27.41%。按照中hm-3。單就農業(yè)秸稈來說,扣除部分用于造紙、飼國生物質資源的分布情況,在吉林、內蒙古、黑龍料和還田等各種利用外,中國每年尚約有27億t江等北方高寒地區(qū),有著推廣應用生物質燃料爐具農業(yè)秸稈本可用于能源利用。但由于目前還沒有的資源基礎明。特別經濟、高效的利用技術而被白白廢棄,大多數(shù)自20世紀80年代開展改灶節(jié)柴工作以來,農在秋后和次年春耕前被農民付之一炬,既沒有轉變村的節(jié)能技術有了很大的提高,創(chuàng)造出了形式各樣成財富,又污染環(huán)境,還影響交通與航空安全。生的節(jié)柴灶和爐具。但分析其燃燒過程,其中大部分物質具有揮發(fā)分高、灰分低、氧含量高、炭活性高、爐型仍是傳統(tǒng)模式,實質上沒有得到改進0近生命周期內CO2零排放、S含量低等特點,特別適年來國內相繼開發(fā)了許多生物質氣化、半氣化爐技合燃燒轉化利用,是一種理想的能源燃料。生物術,在全國范圍內,市場上銷售的各類生物質燃料質燃燒排放的灰渣富含鉀、鎂、磷、鈣等植物營養(yǎng)爐具有很多種,但是在北方農村地區(qū)普及情況并不是很好。根據調查,影響生物質燃料爐在北方農村收稿日期:2012-12-28修訂日期:2013-07-04基金項目:國家星火計劃項目(072223002);黑龍江省科技計劃子課題推廣應用的原因很多,如有的生物質燃料爐效率秸稈多功能燃燒爐的研究(GAO9B501-3-2)低、排放不達標、有焦油味;有的炊事燒炕取暖洗作者簡介:譚文英(1960-),女,副教授,從事生物質能源轉化和利浴不兼顧;有的炊事高度與燒炕爬煙高度不兼顧用方向的研究。哈爾濱東北林業(yè)大學材料科學與工程學院,1500。等。因此,研究設計一種適用于北方高寒地區(qū)使用※通信作者:王述洋(1957—),男,博士,教授,博土生導師,從事的生物質燃料生物質能源與材料開發(fā)利用技術及裝備方向的研究。哈爾濱東北林業(yè)值中國煤化工義和市場價大學生物質能技術工程中心,150040。Email:dljd2008@yaho.com.cnCNMHG第15期譚文英等:生物質燃料多功能爐設計與性能測試1設計依據2生物質燃料爐具設計1.1生物質的燃燒過程2.1整體結構生物質燃料燃燒過程需要經歷預熱與干燥、揮此爐依據生物質燃料爐具設計原則進行設計,發(fā)分析岀和焦碳燃燒等過程。燃料進λ燃燒室后,所甪燃料為玉米秸稈成型燃料。根據燃料燃燒特性隨著溫度的升髙,到100℃左右時,首先蒸發(fā)岀其所選定燃燒方法為層燃,主要結構包括灰室、配風管含的水分。然后,由于溫度繼續(xù)升髙,約在250℃左爐箅子組件、爐膛、拔火筒、周向水箱、水套、煙右時,燃料開始熱分解,析岀揮發(fā)分,形成焦碳。囪、進料機構等裝置。圖1為該生物質燃料爐具的氣態(tài)的揮發(fā)分和周圍高溫空氣混合后被引燃而燃結構簡圖。燒。通常情況下,在燃燒室中,揮發(fā)分包圍著焦碳,氧氣不易滲透到焦碳表面,只有當揮發(fā)分大部分燃燒后,氧氣才有可能接觸到焦碳。此時,焦碳才開始燃燒,并不斷產生灰燼1214。試驗用玉米秸稈型燃料工業(yè)元素分析如表1所示表1試驗用成型燃料工業(yè)元素分析Table 1 Industry analysis and chemical analysis of fuel in項目符號 Symbol數(shù)值Data含碳量 Carbon content/%42.572含氫量 HydrogHer含氧量 Oxygen content含氮量 Nitrogen content%1灰室2爐箅子料機構4爐膛5.二次配風6周向水箱7拔火筒8配風10.周向水管11水套含硫量 Sulphur contLAsh chamber 2nts of grate 3. Feeding mechanism 4. FurnaceCircumferential water box 7. Cupping8. Air duct 9. Fan 10 Circumferential water pipe 11. Water jacket揮發(fā)分含量 Volatile content/灰分含量 Ash content/%圖1生物質燃料多功能爐結構簡圖熱值 Calorific value(kJkg)g I Structural diagram of biomass multifunction stoveQ1468該爐具使用傳統(tǒng)煤爐的爐型以符合農民炊事1.2生物質爐具的設計原則通過對黑龍江省農民生活爐具使用情況和其取暖習慣?；沂椅挥跔t膛下部,爐箅子組件安裝在灰室上面,風機(CZR-42型,80W)安裝在爐膛對爐具的要求及存在的問題進行走訪調研,發(fā)現(xiàn)北的右側,之間通過爐體配風管連接,二次配風位于方農民普遍習慣睡火炕,希望用一把火解決炊事、爐膛的正上方,爐門位于爐膛正前方,并開有自然室內采暖、燒炕以及用熱水洗浴等問題。根據生物通風道;進料裝置通過進料口與爐膛以一定角度連質燃燒可以分作預熱、干燥、揮發(fā)分析岀和焦碳燃接;拔火器安裝在爐膛上方,可拆卸,爐體上部四燒等過程,考慮到農民的生活習慣和經濟條件,爐周安裝有水箱和吸熱管;上出煙口位于爐體右上具設計必須滿足以下原則方,與水套相連,高度為89cm。煙氣通過拔火器,1)功能齊全,結構合理,使用方便,保證農加熱周向水箱和水管后,由上出煙口進入水套后排民一看就懂,一用就會。2)點火容易,上火快,燃燒連續(xù)、穩(wěn)定、宗出;煙氣也可通過加熱水箱吸熱管后由進炕煙口全,火力足,火勢均,排煙通暢,不冒黑煙,不能(高度為40cm)進入火炕。2個煙氣出口均設有開關,以實現(xiàn)煙氣進入炕洞和進入炊事供暖出口之間產生焦油;需有煙氣廢熱利用裝置的切換。采用整體降低爐膛髙度的方式,以保證煙3)灶具的熱負荷應滿足農民一家人日常生活氣在需要的時候能夠順利入炕。炊事時采用裝加拔用能;熱性能穩(wěn)定,炊暖熱效率≥60%15火筒的方式拔高火苗的高度,以適應做飯的需要4)符合農民生活習慣,滿足燃料要求,經濟實用爐體內設有周向水箱,水箱與內壁之間設有周向傳熱管道。在爐體上方出煙口處增設了環(huán)形水套,以利用非進炕煙氣西右白動講料機構,以實現(xiàn)燜火燒炕時中國煤化工CNMHG農業(yè)工程學報2013年2.2爐膛的設計積A的一半,而爐排面積實際上是指爐具爐膛的下爐膛指爐箅上部到爐口下部之間的部分。根據部。爐膛形狀為圓臺型,已知爐膛體積V=0.02m3,秸稈成型燃料燃燒特點,將爐膛設計為喇叭狀,其吊火高度h=0.32m,上爐口半徑r=D/2=0.06m,這空氣進口大而爐口小。大直徑的進口使進入的空氣樣就可以利用圓臺體積公式得出爐膛底部圓的半能夠比較均勺的分布在燃燒室下方,在煙囪抽力作徑R,從而得出爐排的面積A。而圓臺體積公式為:用下使其向上方移動,均勻的供給燃料以形成燃V=πh(r2+rR+R2)燒,而較小的爐口可以起到聚集火焰,增加火力強式中,h為吊火高度,m;R、r分別為爐膛底部圓度的作用的半徑和爐膛上爐口半徑,m;由(2)式可得到決定爐膛容積大小的主要指標是爐膛容積熱個關于R的關聯(lián)式,將已知數(shù)據帶入式(2),可負荷,即每立方米爐膛容積中每小時燃料燃燒的發(fā)得:R=01m。則爐排總面積A=R2=003m2,因此熱量大小。爐膛容積熱負荷過大,則燃料在爐內停爐篦面積A=AP2=0015m2留的時間短,不易完全燃燒;反之,爐膛容積熱負根據生物質燃料的特殊燃燒性能,在爐箅子中荷過小,爐膛容積過大,燃燒分散,火力不集中。心設計了二次通風孔,以保證生物質燃料的充分燃爐膛容積大小的確定按式(1)計算10燒。由于生物質燃料燃燒時,產生的灰分比較多(試qn(1)驗測得,灰分占燃料質量的10%左右),如不及時max清理會影響空氣流通,從而對燃燒性能產生影響。式中,V為爐膛容積,m3;m為生物質爐具每小時根據這一問題設計了動爐算子,通過一個延伸到爐燃料的消耗量,kgh;qsar為試驗用燃料熱值,為外的連桿與之相連,往復拉動連桿時,爐箅子可以14683k/kg。φmx為燃燒室的最大容積熱負荷繞其中心旋轉,從而把爐箅上的灰抖落進灰室。其kW/hm3,n為熱效率,%。作用相當于農村舊灶燒火時的燒火棍,這樣就可以本次設計燃料消耗量m取3kg/h,爐具熱效率隨時清理灰分,減少灰層厚度,降低灰層對空氣的η取0.7,容積熱負荷一般在250~400kWh-m31,阻礙,從而使燃燒更旺盛。根據爐具燃燒室容積的設計經驗,本次設計取容積熱負荷qmx為350kWhm3,代入式(1)可得V=0.02m3,符合中國一般家庭所用的燃煤爐具的爐膛容積0015~0025m3的范圍18,證明選取的容積熱負荷合理。本設計的爐具爐口直徑為D=12cm,這也是農用煤爐爐口的常用尺寸2.3吊火高度和拔火筒的設計230吊火高度是指鍋底與爐排之間的垂直距離。吊火高度由所燒的燃料種類以及鍋的大小確定。根據本設計爐具的結構特點取吊火高度h為32cm,它a.主視圖 Front vievb.俯視圖 Top vier比一般爐具的吊火高度高(一般農村舊灶的吊火高1.通風孔2.爐箅子3.拉桿度為17~20cm,部分生物質燃料爐的吊火高度為1. Air vent2. Grate3. Connecting rod28~30cm1)。本爐具根據生物質燃燒時會產生圖2爐箅子結構簡圖大量可燃性氣體的特性,專門設計了拔火筒(大口直徑Φ234mm,小口直徑Φ134mm,高h137mm)在炊事時有利于聚集火焰,拔高火苗的高度,使鍋25煙囪高度的確定具能夠受到高溫煙氣沖刷,有利于提高上火速度,煙囪高度的確定采用式(3)來計算12提高熱能利用率。在燜火燒炕時,去掉拔火筒,燃29.27h(3)料則主要在爐膛中下部燃燒,產生的高溫煙氣可方便的進入炕洞和對爐體周向換熱水管加熱。273+1273+122.4爐箅的設計式中,ΔP為爐具的吸風壓,Pa,一般為15~25爐箅安裝在爐膛的下部,作用是支撐燃料并通Pa2;P為當?shù)卮髿鈮?Pa;t1為年平均大氣氣溫,風助燃?？諝庥蛇M風口經過爐箅的空隙進入爐膛與℃;t2為煙囪內煙氣平均溫度,℃燃料混合0。本設計爐箅的爐條面積與爐條空隙總取爐具中國煤化工本地情況取面積之比約為1:121,即爐算總面積A為爐排總面P=99500Pa,CNMHG=200℃。將第15期譚文英等:生物質燃料多功能爐設計與性能測試上述數(shù)值代入式(3)可得H=3.4m設置在上方,也與傳統(tǒng)家用爐灶設置在正前方不煙囪截面積可按式(4)計算2同。見圖4。根據生物質燃料的形狀特點以及燃燒B2…V(273+1,)特性,將進料口設置在爐灶的前方偏上。進料通道F3600·W·273由進料口向下斜落入爐膛中心,為了使燃料能夠順式中,B為小時燃料消耗量,kgh;V為每小時燃利下落,進料通道沿垂直方向的傾斜角度不能過料產生的煙氣量,Nm/kg;W為要求的煙氣流速,大,同時也不能過小,否則燃料無法落到爐膛中心ms;t為煙氣溫度,℃。本試驗中,煙氣流速W,位置,根據進料簡和爐膛實際情況,經過多次設計取15m,V取7Nm/g,t取200℃2。將數(shù)值和測試,認為角度在55-60℃之間合適代入式(4)可得F=0.0072m2。本設計采用圓截面白鐵皮煙囪,其直徑為10cm2.6吸熱水套的設計針對大多數(shù)生物質燃料爐沒有吸熱水套或水套吸熱效果不理想的情況,設計了一種大功率換熱水套。在保證岀煙順暢的前提下,通過設障法增加了廢熱煙氣和水套接觸面積,同時也增加了煙氣在水套內的停留時間,從而加強了水套對煙氣熱量的吸收,使出水套煙氣溫度降到100℃C以下,同時加強了煙氣中粉塵的沉降1料箱2進料筒3.螺桿4.電機1. Feed box 2. Feed tube 3, ScreElectromotor該水套主通水道和爐體周向水箱相連,輔通水道和淋浴設施相連接。在該水套的主進水口與出水圖4進料裝置結構簡圖口、輔進水口與出水口各安裝1個閥門。主通水道Fig 4 Structural diagram of feeding device2閥門打開輔通水道2閥門關閉時,則水套和水箱日常使用過程中,自動給料器主要用于維持日相通,同時向與它們相連接的暖氣供暖;主通水道常燜火供暖的供料。例如在冬季取暖時,可將料斗2閥門關閉輔通水道2閥門打開,則可以向淋浴設裝滿顆粒燃料,打開自動給料器使進料速度維持在施提供熱水。見圖3。通過這一途徑實現(xiàn)了供暖與2.5~30kgh,經測試,可完成12hG的夜間供暖沐浴功能的集成。需求(維持暖氣和燒炕)。3生物質燃料多功能爐性能試驗31試驗標準依據中華人民共和國能源行業(yè)標準NB/T34005201123民用生物質固體成型燃料采暖爐具試驗方法來測爐具的額定熱功率和爐具熱效率。依據國標GB/T6412-200924家庭用煤及爐具試驗方法對爐具的炊事熱效率進行測試。依據GB/Tl0180一200325工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程中的反平衡測量方法來測供熱的綜合熱效率。依據GB1327120012鍋爐大氣污染物排放標準的計算方法檢測爐具的煙氣排放。數(shù)據取值采用在線儀表計量與現(xiàn)1出水口(主)2出水口(輔)3水套主體4進水口(輔)5煙場計量氣通道6進水口(主)1. Main water outletssIst water outlet3. Water jacket4.Asis3.2試驗系統(tǒng)water inlet 5. Gas passageway 6 Main water inlet為了測試生物質燃料多功能爐具的熱工性能,圖3水套結構簡圖結合北方農村家庭實際情況,設計了一套完整的試Fig 3 Structural diagram of water tank驗系統(tǒng)。該試驗系統(tǒng)包括試驗爐具主體(包括爐體自動給料系統(tǒng)的設計水套、煙囪等)、浴房(900mm×900mm×1930mm),燒效果。本新型爐灶的進料口既不像燃煤爐具一樣組(7b參么進料口的大小,位置的高低都直接影響燃料燃節(jié)能炕(260中國煤化工)、暖氣片熱裝置和溫CNMHG農業(yè)工程學報2013年度測試系統(tǒng)(包括溫度計和熱電偶)、煙氣分析儀8[G:(t2-4)+G0(-t)等測試裝置。供暖面積為60m2,圖5為試驗系統(tǒng)BOnet. ar +B, onct vart(6)實物圖。Q,=4.18×G3(4-13)+(G3-G4)y式中,B為生物質固體成型燃料用量,kg;Qm為生物質固體成型燃料收到基恒容低位發(fā)熱量,kJkg;B1為引火柴用量,kg; Onet v arl為引火柴的收到基恒容低位發(fā)熱量,kJ/kg:Q為余熱利用熱量kJ;G3為余熱利用裝置內的初始水量,kg;t4-t3為試驗期間余熱利用裝置內水的溫升,℃;G4為試驗量結束后余熱利用裝置內的剩余水量,kg;y為余熱利用裝置內水的汽化潛熱,kJ丿kg圖5多功能爐熱工性能測試系統(tǒng)3.5結果與分析Fig 5 Test system of thermal performance for multi-purpose爐具的額定熱功率和熱效率試驗數(shù)據如表2所示,爐具炊事熱效率采用一次使用(不封火)的試3.3測量儀器和儀表驗方法24,其試驗數(shù)據如表3所示。時鐘1個,日差小于1min;SF-400A型臺秤1表2爐具性能試驗數(shù)據臺,測量范圍0-~10kg,感量0.005kg:TL3011TTable 2 Data of stove performance test型磅秤1臺,測量范圍0~50kg,感量0.02kg;水符號數(shù)值桶2個,容量001m3;風速儀,測量范圍0ItemsSymbol Data燃料用量Fuel10m/s,精度0.5m/s;林格曼黑度圖;干球溫度引火柴用量 Kindling/kgB10.190計、濕球溫度計等溫度計若干,測量范圍O燃料低位熱值 Low calorific value of fuel(kJkg')Qntm14683100℃,分度值0.2℃;GM900型遠紅外測溫儀精度±0.5℃;鎳鉻-鎳硅K型鎧裝熱電偶,測溫范Low calorific value of kindling/(kkg平均出水溫度 Average temperature of outlet water/℃r279.3圍-200~1300℃,使用前需進行溫度標定;嶗應平均進水溫度 Average temperature of inlet water/C I823012H型綜合煙氣分析儀。結束時爐體水溫 End of the furnace temperature℃t72834試驗條件和方法開始時爐體水溫試驗條件:試驗在室內進行;環(huán)境溫度20℃左Beginning of the furnace temperature/C右;相對濕度小于85%;室內風速小于0.5m/s;測 Rise of temperature of waste heat utilization device/C908試工質用常溫水;試驗時爐具及暖氣等遠離其他熱出水總量 Total discharge water/kg源、火源。測試燃料用自然風干的成型玉米秸稈燃爐體容水量 Furnace water capacity/k料(圓柱形,直徑Φ=10mm,長10~50mm)余熱利用裝置初始水量Initial water in waste heat utilization device/kg引火物質為干燥松針余熱利用裝置剩余水量dual water in waste heat utilization device/kg試驗方法:試驗前按照規(guī)定校正儀器,依據試驗時間 Test time /T2T1′14400NB/T34005—2011民用生物質固體成型燃料采暖爐汽化潛熱 Latent heat of vaporization/(kJkg)具試驗方法2進行測試。本次測試共試驗3次,每次試驗4h,數(shù)值取平均值表3炊事效率試驗數(shù)據其額定熱功率按式(5)計算23:Table 3 Data of cooking efficiency test418×[G(2-)+G(t-t)項目 Items公式 Formula數(shù)值DataT2點火時間 Time of ignition T/min T=n-79式中,P為額定熱功率,kW;G2為試驗期間出水上火時間 Time of burning Ty/minT產=T-71總量,kg;l2為平均出水溫度,℃;t為平均進水旺火時間 Time of intense burning Twmin Tw=T5-74溫度,℃;G為爐體容水量,kg;t為試驗結束時可用火時間 Time for cooking T/mil總燃燒時間爐體的水溫,℃;t為試驗開始時爐體的水溫,℃Total time of combustion Tr/minT2-T為試驗時間,s。蒸發(fā)總量 Total evaporation n/g(m2+m)其熱效率按式(6)計算2爐口溫度FireeH中國煤化工CNMHG第15期譚文英等:生物質燃料多功能爐設計與性能測試試驗結果如表4所示。該生物質燃料爐具在進78.55%。熱效率比較高,符合廣大北方農村居民的料速率為2.5~3.5kg/情況下,均能進行正常燃燒,生活習慣。排煙中CO平均體積濃度為O.1%,NOx額定熱功率為80kW,爐具熱效率為697%,炊事平均質量濃度為138mg/m3,SO2平均質量濃度為熱效率為39.2%,炊事火力強度為39926Jg,符合148mg/m3,煙氣格林曼黑度小于1。煙氣污染物排炊事采暖爐具國家標準炊暖型爐熱效率放指標均符合國家有關要求坳,具有較好環(huán)保效ncx≥60%3的要求,表明該爐具設計參數(shù)合理益表4爐具性能試驗結果4結論Table 4 Results of stove performance test項目 Items1)生物質燃料多功能爐額定熱功率為額定功率 Rated power Pe/kw80kW,爐具熱效率為697%,炊事熱效率為爐具熱效率 Stove thermal efticiency n/%69,739.2%,炊事火力強度為39926J/g,符合一般炊事爐具的炊事效率 Stove cooking efficiency%采暖爐具的要求,能夠滿足北方居民日常生活中炊事火力強度 Cooking fire intensity(Jg)用能需求。試驗系統(tǒng)的綜合熱效率檢測和煙氣排放成分2)試驗系統(tǒng)的綜合熱效率為78.55%,熱效率檢測是由黑龍江省節(jié)能監(jiān)測中心工作人員依據較高。GB/T10180-200325工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程和3)生物質燃料多功能爐排煙中CO平均體積濃GB13271-2001鍋爐大氣污染物排放標準的計度為0.1%,NOx平均質量濃度為138mg/m3,SO2算中的規(guī)定和要求進行的現(xiàn)場計量和檢測平均質量濃度為148mg/m,煙氣格林曼黑度小于試驗系統(tǒng)的綜合熱效率是指生物質燃料多功1,均符合國家相關要求,能夠確保潔凈的燃燒。能爐單位時間(24h)輸出的所有有效熱量與投入到爐具內生物質燃料發(fā)熱量的百分比。其有效熱量[參考文獻]韓魯佳,閆巧娟,劉向陽,等.中國農作物秸稈資源包括炊事、暖氣取暖、燒炕、熱水洗浴等全部能夠及其利用現(xiàn)狀門.農業(yè)工程學報,2002,18(3):87利用的熱量。該綜合熱效率的檢測采用反平衡測量91.方法。生物質成型燃料的進料量因工況不同取值在Han Lujia, Yan Qiaojuan, Liu Xiangyang, et al. Straw25~3.5kg/h范圍內,平均為3kg/h。煙氣成分檢resources and their utilization in China []. transactions測在生物質燃料爐具熱性能試驗開始后,爐具燃of the Chinese Society of Agricultural Engineering燒正常狀況下進行,其試驗結果如表5所示。(Transactions of the CSAE), 2002, 18(3):87-91.(in表5綜合熱效率和煙氣排放的試驗結果Chinese with English abstract)Table 5 Results of Comprehensive thermal efficiency and〕]馬文超,陳冠益,顏蓓蓓,等.生物質燃燒技術綜述[flue gas emissions text生物質化學工程,2007,41(1):43-48項目Iems數(shù)據來源結果Ma Wenchao, Chen guanyi, Yan Beibei, et al. Review onData sources Result固體未完全燃燒熱損失 Heat loss from solidbiomass combustion technologies[J]. Biomass Chemical氣體未完全燃燒損失 Heat loss from gas計算 calculate3.60incomplete combustion q3/%English abstract)排煙熱損失 Heat losing of smoke vent2/%計算 Calculate9.85[3]高利偉,馬林,張衛(wèi)峰,等.中國作物秸稈養(yǎng)分資源散熱損失 Heat loss gs/%查表 Lookup2.90數(shù)量估算及其利用狀況門.農業(yè)工程學報,2009,6%計算 Calculate0.1025(7):173-179綜合熱效率 Integrated thermal efficiency n/%100qg78.55料消耗量 Consumption of fuel b1/(kgh)設定 SettingGao Liwei, Ma Lin, Zhang Weifeng, et al. 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Material Science and Engineering of Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; 2. Engineering Centre for BiomassEnergy Technology of Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)Abstract: Rural China has a large number of biomass wastes, but the utilization efficiency of agricultural andforestry wastes are very low. there is a lot of waste in the traditional burning, it destroy the ecology, productindoor air pollution which affects the health of people, affect the sustainable development of rural areasHousehold biomass stoves has a broad application prospects, it not only improves the thermal efficiency, reduceemissions of pollutants, conserve resources, improve the living conditions of rural residents, but also of greatsignificance for China to achieve the sustainable development of the energy. The promotion of the biomass fuelstoves plays an important role for the promotion of the northern region the effective utilization of biomass energyHowever, the biomass stoves in northern China, exist low thermal efficiency, substandard flue gas emission, tarsmell, no consideration of both cooking and heating, no balance for both cooking height and climbing height ofsmoke which was used to warm the kang. In order to solve these problems, combined with the living habits of therural residents in the northern region, design a biomass multi-functional stove in accordance with the relevantnational standards. This design based on the design principles of biomass fuel stove, corn straw briquette fuel wasused. Select layer burning as combustion method according to the fuel combustion characteristics. The mainstructure consists of air duct, components of grate, furnace, Cupping, circumferential water box, water jacket,chimney, feeding device, etc. The furnace volume heat release rate mar is 350 k W/hm, Furnace volume is 0.02m, The adjustment of the flame height is 32 cm, grating area A is 0.015 m". The chimney cross-sectional area F is0.0072 m and white metal chimney of circular cross-section of diameter 10cm was used. Automatic feeder wasused and feed rate is maintained at 2.5 to 3. 0 kg/h, to be completed all night(12 h) of heating demand(heatingand warming kang). The biomass multi-functional stove with functions of heating, cooking, bathing etc integrated,and its performance was tested according to NB/T34005-2011 and GB/T6412-2009 The results show that theated thermal power was 8.0 kw, thermal efficiency was 69.7%0, cooking thermal efficiency was 39.2%0, cookingfire intensity was 39926 J/g, comply with the requirements of the general cooking and heating stove and meet theneeds of the north of peasants'lives. The integrated thermal efficiency and flue gas emission indexes were testedby Energy Conservation Monitoring Center in Heilongjiang Province according to GB/T10180-2003 andGB/T16157-1996. The integrated thermal efficiency was 78.55%0, thermal efficiency is higher than other stoves, ithas good energy saving effect. Flue gas emission indexes were lower than the national standard. Dust emissionconcentration was 14.84 mg/m, average concentration of NOx was 138 mg/m, average concentration of SO2 was14.8 mg/m, average concentration of CO was 0. 1%0, Ringelman emittance class