在能源結構加速向綠色低碳轉型的當下，生物質燃料憑借其可再生、碳中性的特性，成為工業(yè)供熱與發(fā)電領域的重要選擇。然而，受原料來源廣泛、加工工藝差異等因素影響，生物質燃料顆粒度波動較大，這給穩(wěn)定燃燒帶來了巨大挑戰(zhàn)。顆粒過大易導致燃燒不充分、結渣嚴重；顆粒過小則可能引發(fā)火焰不穩(wěn)定、飛灰增多等問題。如何克服顆粒度波動對燃燒穩(wěn)定性的影響，成為充分發(fā)揮生物質能源優(yōu)勢的關鍵所在。

一、顆粒度波動對燃燒穩(wěn)定性的影響機制

生物質燃料顆粒度的變化直接影響其燃燒過程中的傳熱、傳質與化學反應速率。當燃料顆粒較大時，其比表面積小，與氧氣的接觸面積有限，導致燃燒反應速度減緩，燃料在爐膛內停留時間不足，難以完全燃燒，進而造成能源浪費與污染物排放增加。同時，大顆粒燃料在爐排上堆積，阻礙空氣流通，容易形成局部缺氧，引發(fā)結渣現(xiàn)象，嚴重時甚至堵塞爐排，影響鍋爐正常運行。

反之，若燃料顆粒過小，在爐膛內的運動速度加快，極易被煙氣攜帶出燃燒室，造成飛灰損失增加。此外，小顆粒燃料燃燒速度極快，火焰?zhèn)鞑ゲ环€(wěn)定，可能導致燃燒溫度波動劇烈，影響鍋爐熱效率與蒸汽參數(shù)穩(wěn)定。部分過小的顆粒還可能在爐膛內形成懸浮燃燒，與固定床燃燒的大顆粒燃料相互干擾，破壞燃燒的均勻性與穩(wěn)定性。

二、優(yōu)化鍋爐結構以適應顆粒度波動

（一）可調式爐排設計

針對生物質燃料顆粒度的變化，采用可調式爐排結構是有效應對策略。通過安裝可調節(jié)爐排間隙的裝置，操作人員可根據(jù)燃料顆粒大小實時調整爐排縫隙寬度。當燃料顆粒較大時，增大爐排間隙，便于空氣穿透燃料層，促進充分燃燒；顆粒較小時，則縮小爐排間隙，防止燃料顆粒漏下或被氣流帶走。同時，采用分段式爐排，將燃燒過程分為預熱、燃燒、燃盡等不同區(qū)域，根據(jù)各區(qū)域的燃燒需求，獨立調節(jié)爐排運動速度與通風量，使不同顆粒度的燃料都能在合適的工況下穩(wěn)定燃燒。

（二）擴大爐膛容積與優(yōu)化氣流組織

適當增大爐膛容積，為不同顆粒度的生物質燃料提供充足的燃燒空間，可延長燃料在爐膛內的停留時間，確保大顆粒燃料能夠充分燃燒。同時，通過合理布置二次風噴口，優(yōu)化爐膛內的氣流組織。二次風可采用分級送風方式，在燃料燃燒的不同階段，精準控制二次風的風速、風量與角度，增強氣流對燃料的擾動作用，促進燃料與空氣的充分混合，使小顆粒燃料迅速著火燃燒，大顆粒燃料也能獲得足夠的氧氣，維持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)。

三、先進燃燒技術提升燃燒適應性

（一）循環(huán)流化床燃燒技術

循環(huán)流化床燃燒技術對生物質燃料顆粒度波動具有極強的適應性。在循環(huán)流化床鍋爐中，燃料與大量高溫惰性床料（如石英砂）混合，在流化狀態(tài)下進行燃燒。由于床料的蓄熱能力強，即使燃料顆粒度發(fā)生較大變化，也能迅速將其加熱至著火溫度，實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。同時，未燃盡的大顆粒燃料與飛灰在分離器的作用下，被重新送回爐膛循環(huán)燃燒，大大提高了燃料的燃盡率。此外，通過調節(jié)床料高度、一次風速等參數(shù)，可靈活適應不同顆粒度燃料的燃燒需求，有效降低顆粒度波動對燃燒穩(wěn)定性的影響。

（二）富氧燃燒與氣化燃燒技術

富氧燃燒技術通過提高助燃空氣中的氧氣濃度，加快燃燒反應速率，使生物質燃料在顆粒度波動時仍能保持穩(wěn)定燃燒。較高的氧氣濃度能夠彌補因顆粒度變化導致的傳質不足問題，促進燃料的快速著火與充分燃燒。氣化燃燒技術則將生物質燃料在缺氧條件下轉化為可燃氣體，再對氣體進行燃燒。該技術可有效規(guī)避固體燃料顆粒度差異帶來的燃燒問題，氣化過程中，不同顆粒度的燃料均能被裂解為氣體，實現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的燃燒，同時降低污染物排放。

四、精細化燃料預處理與管理

（一）嚴格的顆粒度篩選與分級

建立完善的生物質燃料預處理體系，在燃料進入鍋爐前，利用振動篩、滾筒篩等篩選設備，對燃料進行嚴格的顆粒度篩選與分級。根據(jù)鍋爐的設計要求，將燃料按顆粒大小分為不同等級，分別儲存與輸送。在燃燒過程中，通過合理調配不同等級燃料的摻燒比例，使進入爐膛的燃料顆粒度保持相對穩(wěn)定。例如，將大顆粒燃料與小顆粒燃料按一定比例混合，既能保證大顆粒燃料獲得充足的氧氣，又能利用小顆粒燃料快速燃燒產生的熱量，促進大顆粒燃料的著火與燃燒。

（二）標準化加工工藝與質量控制

規(guī)范生物質燃料的加工工藝，采用標準化生產流程，嚴格控制顆粒成型過程中的原料粉碎粒度、壓縮比、水分含量等參數(shù)。通過引入先進的自動化生產設備，提高燃料加工的精度與穩(wěn)定性，減少因加工工藝差異導致的顆粒度波動。同時，建立完善的質量檢測體系，定期對燃料的顆粒度、水分、熱值等指標進行檢測，確保燃料質量符合鍋爐燃燒要求。對于顆粒度不符合標準的燃料，及時進行返工處理或單獨存放，避免影響鍋爐的穩(wěn)定燃燒。