传统炉灶及其改进

三、传统炉灶及其改进

针对广大农村的特点，本章将重点介绍生物质直接燃烧中的省柴灶。因为省柴灶的推广应用，可有效缓解农村生活用能的紧缺状况，对改善农民生活条件能起到积极推动作用。

1.省柴灶

炉灶燃烧是最原始的利用方法，但一般适用于农村或山区分散独立的家庭用炉，投资最省，但效率最低，燃烧效率只有15%~ 20%。在农村若提高生物质的燃烧效率，主要以改造节柴炉灶为主。改造后，大多炉灶的热效率可提到30%左右。典型的省柴灶的结构如图6-3所示。

图6-3　省柴灶结构示意图

省柴灶是按照薪柴燃烧和热量传递的原理设计的，与旧式柴灶相比，主要不同点有以下几点。

（1）设有灶箅与灰室。燃料燃烧时供给空气充分而均匀，使燃料能够燃尽。

（2）设有可开关的灶门，填完燃料时将门关上，减少热量损失。

（3）燃料离锅底近，吊火高度（指灶算到锅的最低点距离）小，一般为12~16 cm，烧软柴时取14~16 cm，烧硬柴时取12~14 cm。

（4）有拦火圈与回烟道。拦火圈的作用是延长火焰与高温烟气在灶膛锅底的时间，拦火间隙在烟气出口方向（图中左）小，在灶门方向（图中右）大，从左至右为2~ 5 cm。回烟道的作用是增加烟气在锅底四周回旋的路线和时间。有了拦火圈与回烟道，锅就能充分吸收燃烧的热能。

（5）增加灶体保温措施。选用导热性差的材料作灶体，适当加大厚度，以减少热损失。有的省柴灶在灶膛与灶体之间设二次进风管，让在回烟道中未燃尽的炭粒再次燃烧，释放热量。

2.节柴炉

图6-4为典型的节柴炉结构，相对于旧式炉而言，改良机理与省柴灶基本类似。有的柴炉还作了进一步改进：增加了二次进风道（图6-5），使薪柴燃烧时析出的挥发物与空气充分混合燃烧，减少了烟尘和焦油的排放量，提高了燃料的利用效率。

有的柴炉，在炉膛与烟囱之间设有副炉膛，远炉膛便是主炉膛。主炉膛内有薪柴燃烧；而副炉膛内没有薪柴，常有从主炉膛窜过来的火焰和烟气。烟气经副炉膛后再通往烟囱。一般主炉膛上面炊具用于煮饮、炒菜；副炉膛上面的炊具用于烧热水，以提高炉的热效率。

图6-4　节柴炉

图6-5　有二次进风道的节柴炉

1-炉箅；2-炉门；3-炉膛；4-烟囱；5-拦火圈；6-保温层；7-炉体；8-座锅圈

1-炉箅；2-炉门；3-炉膛；4-烟囱；5-拦火圈；6-二次进风道；7-保温层；8-炉体；9-座锅圈

图6-6为华中农业大学工学院樊洲、袁巧霞、张衍林等开发的新型半气化炉，也属于高效节柴炉的一种，已获得国家专利（国家实用新型专利号:200920227700.9）。该炉由加料口、一次进风口、灰室、炉栅、二次进风道、二次燃烧室、保温层、灶台、烟筒以及炉体等部分组成。产品主要特征在于：炉膛为柱锥形结构，气化室和燃烧室在同一个空间炉膛内，组合炉栅纵向剖面为“W”形，一次进风口开度有级可调，二次进风采用夹层通风，在夹层外壁有保温层，做饭过程中可随时从加料口加料。

该炉的性能优点在于：①加料方便：在没有生炉前，可以将料从灶台炉口或加料口加入炉膛，做饭过程中可随时从加料口加料；②进风可调：在炉里生物质引燃后，可根据烟度的变化，更换不同开度的炉门；③节省电能：由于采用自然进风，无需电动鼓风机，相比而言可节省电能；④热效率高：由于进风系统设计合理，生物质通过一次部分燃烧和气化及二次燃烧，使得可燃成分燃烧完全，且采用了保温措施，热效率可35%；⑤排放污染小：由于采用了“W”炉栅结构和二次锥口进风技术，排放物中的黑烟量少、无焦油；⑥对燃料的适应性好：可适应多种生物原料，如木块、薪柴、棉秆、稻和麦草；⑦使用安全：由于采用了隔热保温层，外炉壁温度在人体可接触的安全温度范围内。

图6-6　户用二次自然进风生物质半气化炉实物图（专利号：200920227700.9)