随着人们生活水平的提高，木材下脚料、植物秸秆的剩余量越来越大，由于这些废弃物都是密度小，体积膨松，大量堆积，销毁处理不但需要一定的人力、物力，且污染环境，因此世界各国都在探索解决这一问题的有效途径，日本在1954年前后，研制了棒状燃料成型
秸秆压块机及相关的燃烧设备，美国在1976年开发了颗粒燃烧成型设备，西欧一些国家早已有了冲压式成型机及配套的燃烧设备，亚洲一些国家已建了不少固化、碳化专业生产厂，并己研制出相关的燃烧设备．因此生物质成型燃料直接燃用是世界范围内解决生物质高效、洁净化利用的一个有效途径，在中国一些地区已形成批量生产，并形成研究、开发的良好势头，在未来的能源消耗中将占有越来越大的比重．中国对秸秆成型燃料燃烧所进行的理论研究和应用研究很少，还没有性能优良的秸秆成型燃料专用锅炉．为了燃烧大量的秸秆成型燃料，一些单位必须把原有的燃煤锅炉加以改造，但改造后的锅炉仍存在着炉膛的容积、形状与秸秆成型燃料不匹配，锅炉的受热面与秸秆成型燃料不匹配，过�？掌凳虢崭殉尚腿忌詹黄ヅ�，空气流动场与秸秆成型燃烧不匹配，致使锅炉燃烧效率及热效率较低，出力及I质参数下降，污染物排放超标．根据秸秆成型燃烧理论作者己研制出秸秆成型燃料专用锅炉，秸秆成型燃料锅炉空气流动场试验主要是对锅炉炉膛内空气及燃烧产物流动方向以及速度值分布进行测试，通过锅炉空气流动场试验，可获得锅炉空气流动场分布情况，以便调整锅炉安全、稳定、经济燃烧条件，从而对锅炉燃烧设备优化设计及技术改造而提供科学指导。
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生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料。
1、秸秆成型燃料锅炉的结构与工作过程
设计的秸秆成型燃料锅炉由上炉门、中炉门、下炉门、上炉排、辐射受热面、下炉排、风室、炉膛、燃烬室、对流受热面、炉墙、排汽管、烟道、烟囱等部分组成，该锅炉采用双层炉排结构，即在手烧炉排一定高度另加一道水冷却的钢管式炉排，双层炉排的上炉门�？魑度剂嫌牍┯掌�；中炉门用于调整下炉排上燃料的燃烧和清除灰渣，仅在点火及清渣时打开；下炉门用于排灰及供给少量空气，正常运行时微开，开度视下炉排上的燃烧情况而定．上炉排以上的空间相当于风室，上下炉排之间的空间为炉膛，其后墙上设有烟气出口，烟气出口不宜过高，以免烟气短路，影响可燃气体的燃烧和火焰充满炉膛，但也不宜过低，以保证下炉排有必要的灰渣层厚度( 100～200 mm).
双层炉排秸秆成型燃料锅炉的工作过程是一定粒径的秸秆成型燃料经上炉门加在炉排上，下吸燃烧，上炉排漏下的秸秆屑和灰渣到下炉排上继续燃烧并燃尽，秸秆成型燃料在上炉排上燃烧后形成的烟气和部分可燃气体透过燃料层、灰渣层进入上、下炉排间的炉膛进行燃烧，并下炉排上燃料产生的烟气一起，经两炉排间的出烟口流向燃尽室和后面的对流受热面，这种燃烧方式，实现了秸秆成型燃料的分步燃烧，缓解秸秆燃烧速度，达到燃烧需氧与供氧的匹配，使秸秆成型燃料稳定持续完全燃烧，起到了消烟除尘作用。
2、试验方法及仪器
2.1试验方法
对作者设计的双层炉排秸秆成型燃料锅炉在热态4种工况下进行空气流动场试验．双层炉排燃烧按供风量大小可分为4种工况：工况1（维持锅炉燃烧最小供风量a为1.60）；工况2（供风量较小，amax为2.20，这时锅炉热效率最高）；工况3（风量较大amax为3 .16，这时锅炉出力最大）；工况4（维持锅炉燃烧最大供风量amax为4.41）．根据直接测试需要采用有限元分割法把上炉排、下炉排划分为许多小矩形，对每个小矩形对交线的交点作为每个截面的测量点，在每个测点分别测出垂直风速。
2.2试验仪器
(1) KM9106综合燃烧分析仪，可用来测量02，CO，C02的浓度，效率、排烟温度等；(2)Test0445测速计，可用来测量气体压力、速度；(3)CLCH -工型全自动碳氢元素分析仪，可用来测量燃料碳氢元素；(4)毕托管，可用来测量气体压力、速度；(5)大气压力计，可用来测量大气压力．
3、结果与分析
试验燃料为液压成型玉米秸秆，粒度为直径130 mm圆柱，密度为0.919 t m-3，收到基净发热量为15 658 kJ kg-1，含水率为7%，环境温度为11℃，大气压力为98 kPa.对双层炉排秸秆成型燃料锅炉在热态分别按4种工况进行空气流动场试验，在热态，分别对工况1（最小风门）、工况2（最佳风门）、工况3（较佳风门）、工况4（最大风门）进行风速测定。
3.1风速随炉膛宽度的变化
从图2可看出，在不同工况，上炉排上风速随着炉膛宽度的增大呈现相似的变化规律，风速在炉膛中间两侧出现2个峰值，而炉膛中间区域风速出现最低值，风速在炉膛宽度方向上分布不均匀，这主要是由于中间燃料层厚，阻力大而引起的，由图4可看出，在不同工况下，上炉排下风速随着炉膛宽度的变化几乎呈现一条直线，风速在炉膛宽度方向上的分布均匀一致，这主要是因为当空气流过燃料层后，受其热态燃料堆积空隙的影响，其速度自然变得均匀一致。
3.2风速随炉膛深度的变化
由图3可看出，在不同工况，上炉排上风速随着炉膛深度的增大，呈现相似变化规律，风速在第二个测点（距前墙16cm处）呈现峰值，这主要是因为在该供风方式，引起中间加料厚，阻力大，由图5可看出，不同工况，上炉排下风速随着炉膛深度增大，几乎呈一条线，风速在炉膛深度方向上分布均匀，这也是因为当空气流过燃料层时，受其热态燃料堆积空隙影响，其速度自然变得均匀一致。
3.3风速分布状态的变化
从图2-图5可以看出，在热态，对应的上炉排下风速分布比冷态对应上炉排下风速分布均匀且变小，在热态时，尤其是当燃料燃烧处于相对稳定燃烧状态时，块状生物质成型燃料必定会变的松软，堆放空隙变小、变多，但总体透气率减少，空气经过燃料层时受其影响，风速分布变小变匀，因此每种热态工况，上炉排下的风速比冷态上炉排下的风速均匀且变小。
4、结论
1)测出热态双层炉排燃烧方式4种工况下，上炉排上下流速分布规律并与冷态作了对比分析，对于双层炉排燃烧上炉排下的风速比上炉排上的风速分布均匀，且速度值小于冷态情况下速度值。
2)试验证实热态双层炉排燃烧，空气流动场分布合理，炉排上下流速分布均匀，空气流动在墙壁周围并存在涡流现象，空气流动无贴壁现象，炉膛内空气充满度高，从而增加了空气与燃料接触范围和面积，从而为燃料安全燃烧，稳定燃烧与经济燃烧打下了良好的基础。
3)从试验找出炉膛形状与流场分布还有不匹配的地方，炉膛四周的直角处还存在空气流动死角，空气流动充满程度还有提高的潜力，如果炉膛四周能加工成流线型过度圆弧，将增加空气流动合理性与充满度，为提高燃料经济燃烧奠定了基础，同时为新型炉膛优化设计将提供一定参考。
4)经试验得出了双层炉排燃烧方式热态空气流动场特性与分布规律，为秸秆成型燃料双层炉排燃烧空气流动场的数学模型建立及计算机模拟试验提供了一定数据依据。
