选择生物质来产生热量是小型农场经营的一个选择，目的是降低化石燃料热水供暖系统的高成本。使用当地生产的生物量可大大节省成本并支持当地经济。由于燃烧控制的新进展和加热网络效率的提高，300千瓦(1 MBTUh)以下的小型生物质加热系统具有低排放特性，这使它们成为一个有吸引力的选择。

本概况提供了关于使用小型手动或自动生物质锅炉的六种技术和管理选项的信息，其输出功率低于300千瓦(1 MBTUh)。这些选择提高了生物质加热系统的整体安全性、燃烧效率和季节效率。

生物质燃烧:技术选择

与传统的生物质热水锅炉相比，高效生物质热水锅炉具有明显的节能优势。表1比较了几种技术，表明一些高效设备可以在成本和性能上产生差异。现代生物质锅炉的主要发展方向是自动化。更新的燃烧监测控制自动调整空气和燃料的比例，以实现更高的燃烧效率。其他自动化设备在需要加热时管理生物量的时间和体积。

这些自动化技术对小型生物质锅炉非常重要，因为它们的维护和操作越来越类似于使用天然气、丙烷或石油等化石燃料的锅炉。它们较高的资本成本可以通过节省燃料、提高耐用性、较低的维护和更简单的(自动)操作得到回收。这些好处减少了回收期，这取决于购买的技术选择和使用的燃料质量。

有关可用于自动加油的不同尺寸燃料的描述，请参见OMAFRA Factsheet，生物质致密化用于能源生产。

根据热负荷获得合适的尺寸的专业建议，以获得较低的季节性燃料成本。一个高效率的生物质热水锅炉如果因热负荷过大，将会消耗更多的燃料，过早地发生故障，并不能抵消设备使用寿命中较高的资本成本。

目前小型高效生物质锅炉具有以下几个技术特点:

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• 两级燃烧区

• 氧传感器

• 灰管理

• 熟料管理

• 热水储存等方法，以限制空转

• 生物质自动投喂和启动

两级燃烧区

北美地区更严格的监管要求促使制造商开发出燃烧效率更高的小型生物质锅炉和热水锅炉。这是通过使用更先进的燃烧技术和控制，这是以前只有在更大的生物质加热系统，并通过将燃烧过程分为两个不同的阶段。这些较新的生物质锅炉以及生物质颗粒壁炉在两个独立的区域使用受控燃烧空气供应，如图1所示。

第一阶段位于初级燃烧空气与燃烧生物质混合的地方。生物质气体和热量从第一个区域释放出来，然后转移到第二个区域，在那里它们与二次空气混合。当适当数量的二次空气与生物质气体(或烟雾)混合时，额外的氧气供应会产生高温火焰，燃烧剩余的烟雾和碳氢化合物。第二阶段燃烧比传统的单阶段燃烧提供更多的热量和释放更少的排放。根据燃烧室的设计，这两个区域可以彼此靠近，如在自动上引两级机组中，或在单独的燃烧室中。

氧传感器，也称为Lambda传感器，是两级生物质燃烧系统的一个重要特性，因为它们自动调节进气。传感器检测烟气中剩余的氧气量，并相应地调整燃烧空气供应。这使得锅炉控制可以改变空气与燃料的比例，类似于汽车的压缩点火发动机。这种传感器技术的应用减少了一氧化碳和碳氢化合物的排放，并增加了燃料的节省。

对于输出功率大于1mw (3mbtuh)的大型生物质加热系统，推荐使用燃油蒸汽发生器，以提高其耐久性和可靠性。但是，对于较小的生物质锅炉，更好使用集成的氧传感器，以实现对空气-燃料混合物的自动控制。集成的氧气传感器将允许自动调整燃烧空气，并适应不同的燃料特性，如生物质大小、水分和挥发性碳含量，以实现更佳的氧气烟道气含量。显示了为汽车市场设计的后市场烟道气氧传感器，该传感器安装在两级生物质燃烧系统上。表盘显示空气中游离氧含量为20.9%。除非由锅炉控制自动启动，否则操作者可以根据所使用的燃料，手动控制生物质锅炉的更佳氧气烟气含量(5%-11% O2)。该传感器还提供了用于数据记录和模拟输出功能的个人计算机输出。