生物質(zhì)用于設(shè)施供暖，在較小程度上用于發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)。生物量一詞包括各種各樣的材料，包括各種來(lái)源的木材、農(nóng)業(yè)殘留物、動(dòng)物和人類廢物。本節(jié)的重點(diǎn)僅限于木質(zhì)生物質(zhì)的熱量。本指南的其他技術(shù)資源頁(yè)面包括生物質(zhì)電力、來(lái)自填埋氣體的沼氣和厭氧消化:

木質(zhì)生物質(zhì)通常以三種形式用于設(shè)備加熱:全原木或木柴、木屑和木球。系統(tǒng)可從6000英熱單位(Btu)/小時(shí)到超過(guò)1億英熱單位/小時(shí)。小型系統(tǒng)，特別是中小型顆粒、測(cè)井系統(tǒng)和生物質(zhì)蒸汽發(fā)生器，可從許多制造商的現(xiàn)貨供應(yīng)。更大的顆粒系統(tǒng)和木屑燃燒系統(tǒng)可以從幾家公司獲得。較大的系統(tǒng)通常需要設(shè)施改造和系統(tǒng)定制，主要用于燃料存儲(chǔ)、處理和輸送系統(tǒng)的集成。

與太陽(yáng)能和風(fēng)能等其他可再生能源系統(tǒng)相比，生物質(zhì)能系統(tǒng)需要更多的操作員參與。這包括訂購(gòu)和交付燃料，清除灰塵，以及維護(hù)活動(dòng)部件。然而，總的來(lái)說(shuō)，生物質(zhì)加熱系統(tǒng)通常只需要每天幾分鐘的關(guān)注，加上每年幾小時(shí)的年度維護(hù)。

與目前大多數(shù)其他可再生能源相比，生物質(zhì)具有可調(diào)度性的優(yōu)勢(shì)，這意味著它是可控的，在需要的時(shí)候是可用的，類似于化石燃料加熱和發(fā)電系統(tǒng)。生物質(zhì)用于設(shè)備加熱的缺點(diǎn)是需要購(gòu)買、采購(gòu)、運(yùn)送和儲(chǔ)存燃料。生物質(zhì)燃燒也產(chǎn)生排放，必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，以符合法規(guī)。

本綜述旨在為聯(lián)邦機(jī)構(gòu)提供具體的細(xì)節(jié)，以考慮將生物質(zhì)加熱技術(shù)作為新建設(shè)項(xiàng)目或重大改造的一部分。有關(guān)生物質(zhì)加熱的進(jìn)一步一般信息可從生物質(zhì)能源中心獲得。

描述

生物質(zhì)熱水鍋爐由若干關(guān)鍵部件組成，其中包括下列各項(xiàng)的某些組合:

• 燃料儲(chǔ)存及處理/輸送

• 燃燒室

• 鍋爐

• 滅火系統(tǒng)

• 泵

• 球迷

• 廢氣/排放管制

• 系統(tǒng)控制

• 自動(dòng)除灰(可選)

• 備用鍋爐

• 建筑設(shè)施的熱量分配系統(tǒng)。

對(duì)于較小的系統(tǒng)，如球團(tuán)爐和木火爐，這些部件大部分集成到一個(gè)封裝單元中，只需要通過(guò)墻壁或煙囪排出廢氣。中型顆粒和木屑系統(tǒng)通常使用一個(gè)或多個(gè)筒倉(cāng)來(lái)存儲(chǔ)燃料。筒倉(cāng)的位置必須便于運(yùn)輸，通常是在室外，這就需要某種形式的運(yùn)輸系統(tǒng)將燃料運(yùn)送到燃燒裝置。較大的木屑系統(tǒng)通常需要與它所在的建筑物進(jìn)行更多的集成，特別是如果木屑掩體是建筑物結(jié)構(gòu)的一部分。

所有的生物質(zhì)系統(tǒng)都需要燃料儲(chǔ)存空間，通常還需要某種燃料處理設(shè)備和控制裝置。使用木屑或木球的系統(tǒng)通常將燃料儲(chǔ)存在燃料倉(cāng)或筒倉(cāng)中。自動(dòng)控制系統(tǒng)使用皮帶、螺旋或氣動(dòng)運(yùn)輸?shù)慕M合將燃料從儲(chǔ)存區(qū)輸送出來(lái)。燃料儲(chǔ)藏量的大小可以滿足一天到幾周的燃料需求量。

一般情況下，建議這個(gè)存儲(chǔ)空間的大小能夠提供至少三天的運(yùn)行所需的燃料，以度過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)而寒冷的周末，而不需要額外的燃料交付。此外，附近往往有大量的燃料供應(yīng)，以減少在惡劣天氣中耗盡燃料的機(jī)會(huì)。

計(jì)量倉(cāng)或緩沖倉(cāng)通常是燃料處理系統(tǒng)的一個(gè)部分，控制燃料被送到燃燒室的速度。燃燒室也被稱為火箱或反應(yīng)堆。圓球和圓木系統(tǒng)可以直接加熱空氣作為傳熱介質(zhì)，也可以加熱鍋爐或熱水系統(tǒng)中的水，稱為水培加熱系統(tǒng)。芯片燃燒系統(tǒng)幾乎總是使用水作為傳熱介質(zhì)。

燃燒室與鍋爐可以端對(duì)端配置，也可以將鍋爐安裝在燃燒室頂部。第一種配置需要更多的樓層空間，第二種配置需要更多的垂直凈空。一些大型生物質(zhì)加熱設(shè)備的制造商制造了所有的系統(tǒng)組件，包括鍋爐/熱交換器和燃燒室。還有一些專門研究特定的部件，如燃燒室和燃料處理系統(tǒng)，以及將部件集成到完整的系統(tǒng)中。

在指定生物質(zhì)加熱系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)潛在的混淆領(lǐng)域是用于指定系統(tǒng)容量的各種單元系統(tǒng)。每小時(shí)加熱系統(tǒng)描述的Btu(經(jīng)常錯(cuò)誤地聲明只是Btu),或每小時(shí)百萬(wàn)英熱單位(縮寫冠以MMBtu /小時(shí),MBtu /人力資源,或MMBtuh),美國(guó)瓦茨(W)千瓦(千瓦),或兆瓦(MW),鍋爐馬力(1馬力約等于9810 W或33479英熱單位/小時(shí)),每小時(shí)磅的蒸汽,相當(dāng)于直接輻射(EDR),等等。一些供應(yīng)商根據(jù)燃料輸入指定系統(tǒng)大小，盡管大多數(shù)系統(tǒng)大小的指定是根據(jù)鍋爐的輸出容量。在說(shuō)明加熱系統(tǒng)的效率時(shí)，也可能出現(xiàn)類似的混淆，特別是對(duì)于像木屑這樣的高水分燃料。這使得計(jì)算給定空間的加熱負(fù)荷的燃料輸入要求特別具有挑戰(zhàn)性。

滅火系統(tǒng)有時(shí)用來(lái)防止火災(zāi)從燃燒室蔓延到傳送系統(tǒng)，在傳送系統(tǒng)中木屑被保存在計(jì)量箱中。例如，該系統(tǒng)可能包括安裝在燃燒室上游的給水系統(tǒng)上的溫度傳感器，以及在火勢(shì)蔓延到給水系統(tǒng)之前用來(lái)滅火的供水和控制系統(tǒng)。

在使用蒸汽或熱水的水合系統(tǒng)中，泵用于將熱水從熱水箱循環(huán)到系統(tǒng)加熱的空間或建筑物，通過(guò)由恒溫器或其他溫控器控制的流量閥。

這張照片拍攝的是加利福尼亞溫室屋頂上的一個(gè)生物質(zhì)能系統(tǒng)的排氣管

加利福尼亞溫室里的一個(gè)生物質(zhì)能系統(tǒng)上的排氣管

生物質(zhì)加熱系統(tǒng)通常使用感應(yīng)通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)機(jī)的組合來(lái)控制進(jìn)入火箱的燃燒空氣，并通過(guò)任何排放控制系統(tǒng)強(qiáng)制空氣進(jìn)入。

排氣系統(tǒng)用于向大氣中排放燃燒副產(chǎn)物、初級(jí)二氧化碳和水。排放控制可能包括旋風(fēng)或多旋風(fēng)、袋式除塵器或靜電除塵器(按增加資本成本和效率的順序列出)來(lái)捕捉顆粒物。旋風(fēng)除塵器和多旋風(fēng)除塵器可作為除塵器的預(yù)收塵器，用于除塵器(織物過(guò)濾器)或靜電除塵器上游較大的顆粒。

系統(tǒng)控制通常協(xié)調(diào)輸送系統(tǒng)、燃燒風(fēng)扇、點(diǎn)火器、吹灰器、自動(dòng)除灰設(shè)備和備用鍋爐的功能，通常還包括診斷系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，以便將系統(tǒng)問(wèn)題通知操作人員。一些系統(tǒng)可以包括電話撥號(hào)器，程序可以發(fā)送文本或電子郵件消息，并且可以啟用web，允許遠(yuǎn)程查看系統(tǒng)參數(shù)。

木質(zhì)生物質(zhì)通常含有1%到5%的灰分，這是一種不燃物質(zhì)。為了確保系統(tǒng)繼續(xù)正常工作，必須定期從系統(tǒng)中清除這些灰。在一些系統(tǒng)中，用特殊的耙子或鏟子手動(dòng)清除煤灰。在其他系統(tǒng)中，攪龍會(huì)自動(dòng)從火箱中清除灰燼，并將其放入桶或其他容器中進(jìn)行處理。

包括自動(dòng)化系統(tǒng)將增加資本成本，但將減少操作和維護(hù)成本。

生物燃料加熱系統(tǒng)通常包括一個(gè)二次化石燃料加熱單元。這提供了幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，包括:

• 通過(guò)縮小生物質(zhì)系統(tǒng)的規(guī)模，降低了資本成本，提高了運(yùn)行效率

• 減少了不確定性，因?yàn)榧词股锪肯到y(tǒng)因?yàn)槿魏卧蛳陆?，建筑物仍然有熱?/p>

• 增加了操作的靈活性

• 增加燃料的選擇。

許多設(shè)施包括一個(gè)備用鍋爐，甚至還有一個(gè)化石燃料系統(tǒng)。在這種情況下，備用鍋爐的成本將不計(jì)入生物質(zhì)財(cái)務(wù)分析。

較小的生物燃料系統(tǒng)通常位于被加熱的空間，這使得空間可以通過(guò)輻射和自然和強(qiáng)制對(duì)流加熱。較大的系統(tǒng)通常與水合分配系統(tǒng)相結(jié)合，后者通過(guò)輻射地板或底板系統(tǒng)提供空間供暖。在生物燃油鍋爐的照片中，可以看到一些分配管道。這個(gè)特殊的系統(tǒng)使用絕緣的地下管道將熱水輸送到校園內(nèi)的幾棟建筑。