微型反燒爐

馬翠忠

摘? 要：只有一個燃燒室是反燒爐微型化的關鍵，燃燒室雙向供氧，體積小，功率大。通過改變煙氣排出通道的位置，形成了一正一反2個燃燒層，燃料經過預熱、干餾，揮發份與空氣混合后下降到高溫區得以充分燃燒，環保節能。爐體受熱面大，高溫煙氣排出路徑長，熱效率高。水套下部溫度高，有利于供暖系統熱水的自然循環。供暖管道、暖氣片提高安裝位置，不占用房間面積，自然循環動力強。

關鍵詞：微型;反燒爐;煙囪

中圖分類號：TK229? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

常規反燒鍋爐有雙層爐排、2個燃燒室，燃料從上部燃燒室加入。上部燃燒室主要完成對燃料的預熱，為不完全燃燒，未燃盡的燃料掉入下部燃燒室后繼續燃燒。

煙囪效應使下部燃燒室內為負壓，吸引上部燃燒室內的氣體穿過上層爐排向下運動，即所謂反燒。氣流中的揮發份及碳微粒經過下部燃燒室的高溫區得以充分燃燒，環保節能，得到廣泛應用。

家用燃煤爐由于體積太小，不可能設計2個獨立的燃燒室，否則必然導致體積的增大。

目前市場上號稱微型反燒爐的大體可分為兩類：一類為直燒爐，只是煙氣從燃燒室外部下返、增加了爐體的吸熱面積而已。另一類為水平排列的2個燃燒室（圖1），對于家庭使用來說，體積略顯大，結構復雜、成本高。

燃燒室的水平排列雖然可以實現反燒，但由于燃料進入第二燃燒室的動力不足，只有很少一部分燃料能到達第二燃燒室，大部分燃料還未到達第二燃燒室就已經從爐排掉下，不能進入第二燃燒室的燃料供氧嚴重不足，燃燒不充分。同時由于第二燃燒室內燃料少，通風條件好，負壓不大，反燒動力不足。

如何利用一個燃燒室，實現真正的反燒，該文提供了3套解決方案，他們的共同特點是：從物理空間上看只有一個燃燒室，但由于改變了其煙氣排出通道的位置，形成了一正一反2個燃燒層，其燃燒過程與常規反燒爐完全一致。

1? 取暖專用微型反燒爐

結構如圖2所示，爐體為長方形，外層水套包裹了整個爐體，“U”形水套倒扣在爐體內，其內部至爐排的空間為燃燒室，其外側與爐體內壁的夾縫為煙氣排出通道。

燃燒室只有一層爐排，與直燒爐不同的是其煙氣出口在燃燒室下部1/3處，位于燃料層的中部高溫區。由于煙囪效應產生的強大吸力，使上部燃料層內的氣流向下流動，從而實現反燒，氣流中的碳微粒經過高溫區得以充分燃燒。

爐體頂部左右兩側分別設置有觀察窗口，其作用有3個。1）觀察爐內燃燒情況。2）當煙道不暢時清理灰塵。3）在封火時打開窗口蓋，內外相通以降低爐內負壓，延長封火時間。

由于特殊的爐體結構，人手不能深到燃燒室底部，當爐火意外熄滅時，殘煤無法取出。爐排如圖3所示，由2組活動爐排和一根活動爐條組成。中間的爐條可以抽出，用以排出未燃盡的殘煤。

本爐適宜無煙煤或生物質顆粒燃料，使用煙煤時煙氣通道易堵塞。由于方形結構不耐壓，只適宜2層以下建筑或在2層以內使用，否則爐體將有明顯變形。

2 暖炊兩用微型反燒爐

結構如圖4所示，由爐體、爐膽、反燒蓋構成其基本結構，另外還有爐蓋、蓋圈、爐排和粉煤筒等配件。爐體為圓形，內壁有導流板，以使環形通道內煙氣流量均勻，同時可以增加吸熱面積。爐膽為耐火保溫材料制作，是本爐型實現反燒的核心元件。反燒蓋是暖、炊功能轉換元件。

爐膽將爐膛分為3個功能區，下部為主燃燒室，爐膽內部為燃料預熱室，爐膽外側與爐體內壁的夾縫為煙氣排出通道。在煙囪效應產生的負壓吸引下，預熱室內燃料析出的揮發份及細顆粒物與空氣混合后的氣流向下流動，從而實現反燒，氣流經過下部的高溫區得以充分燃燒。

反燒蓋的使用與否決定兩用爐的工作狀態。取暖狀態時，反燒蓋連接爐體與爐膽，高溫煙氣沿爐膽與爐體的環形縫隙向上運動，完成對循環水的加熱，然后匯集到反燒蓋與爐體形成的環形通道經煙囪排出。炊事狀態時，待新加入的燃料全部點燃后取下反燒蓋，爐火直接向上燃燒，成為普通直燒爐。

粉煤筒專門為使用粉狀或細顆粒燃料而設計，主要目的是為空氣提供通道。使用無煙煤塊時取出粉煤筒，使用粉狀煤炭或顆粒較小時，安裝粉煤筒，煤炭在筒中，空氣沿筒與爐膽之間的空隙下行。

兩用爐的主要特點有4個。1）結構簡單，體積小，重量輕。2）上部加煤，使用方便，燃料適應范圍廣，塊煤、粉煤、秸稈均能使用。3）加煤口氣流向下，加煤時煤粉不會向空中飄散，干凈衛生。4）取暖、炊事功能轉換方便。5）結構可拆卸，煙道堵塞易清理。

3 簡易反燒取暖爐

簡易取暖爐完全依靠自身和煙囪的熱輻射向外散熱，在農村地區仍有大量使用，主要特點就是體積小巧，價格低廉，各種燃料均能使用，兼具炊事功能。其缺點也是顯而易見的：燃料燃燒不充分，冒黑煙，污染環境;煙囪容易堵塞，需要經常清理。簡易反燒取暖爐結構如圖5所示，是兩用爐的簡化縮小版，結構原理與之相同，不再贅述。

4 微型反燒爐的特點

微型反燒爐有4個特點。1）燃燒室雙向供氧，體積小，功率大。上部低溫燃料層為反燒，煤炭或其他燃料經過預熱、干餾，揮發份與空氣混合后下降到高溫區得以充分燃燒，環保節能。燃燒過程供氧充足，燃料燃燒完全，火力強。2）爐體受熱面大，高溫煙氣排出路徑長，有充足的時間進行熱交換，熱效率高。3）由于高溫煙氣從燃燒室的中部以下排出，因此水套下部溫度高，有利于供暖系統熱水的自然循環。4）隨著燃燒的進行，下層燃料體積逐漸縮小，上部的燃料依靠自身重力自動下落補充，因此一次可以添加大量煤炭，具有懶漢爐的特點，不再要求少量勤加燃料，管理輕松，封火時間長。

5 家用取暖系統安裝的改進

隨著建筑物的跨度越來越大，內部結構的復雜程度增加，供暖管道過門的情況必然出現（圖6），如何做到供暖性能與美觀兼顧成為必須解決的問題。

家庭獨立供暖一般按自然循環安裝，傳統安裝方法把暖氣片放在地上，供水管在上部，回水管在下部，如圖6虛線部分，這種方法的缺點主要有3個。1）暖氣片與爐子的高差小，自然循環動力不足，往往需要強制循環。2）回水管無法過門。3）管道及暖氣片均占用房間的使用面積。

為了克服上述缺點，主要采取2點措施。1）供、回水管全部走房門的上部，適合樓房及帶套間的房屋。2）提高暖氣片的位置，暖氣片懸掛在墻壁上，離地面1.2 m左右。

這樣做的好處一是加大了暖氣片與爐子的高差，循環動力大。二是由于管道及暖氣片均在高處，不占用房間的有效面積。

安裝注意事項：管道按上坡（2∶100）安裝，以使氣體排出的方向與熱水的流向一致，以減小水流阻力。各暖氣片高度應隨管道逐步抬高，逐步提高其循環動力以抵消其沿程阻力，使各暖氣片溫度基本保持一致，避免近端熱遠端涼。

參考文獻

[1]中國輕工業聯合會.民用燃煤取暖爐安全通用技術條件：GB 32438—2015[S].北京：中國標準出版社，2018：1.

[2]中華人民共和國農業農村部.民用水暖煤爐通用技術條件：GB 16154—2018[S]. 北京：中國標準出版社，2018：2.

[3]中華人民共和國農業農村部.民用水暖煤爐性能試驗方法：GB/T 16155—2018[S].北京：中國標準出版社，2018：2.