一文说透什么是木柴的二次燃烧,不是壁炉多个进风就可实现!

2023.06.13 阅读量:1344 分享到:
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很多客户来我们【平客壁炉】展厅的时候都问过这样一个问题:你们的壁炉有二次燃烧功能吗?其实这个提法是不正确的,二次燃烧不是一个壁炉的功能,它是木柴燃烧的一种状态。今天就给大家详细地讲讲什么是木柴的二次燃烧,希望能帮到想了解壁炉知识的朋友们。


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二次燃烧的说法是从英文Secondary Combustion翻译过来的,意思是第二个级别的燃烧。既然有第二级那必然还得有个第一级啊,是的,对应的英文叫做Primary Combustion。

Primary的意思是基础的,初级的,比如说primary school是小学,primary stage 初始阶段,primary combustion 初级燃烧。Secondary的意思是第二级的,第二期的,第二代的,升级版的,比如说secondary school 是中学,secondary market 二级市场。

Secondary combustion的意思是第二个级别的燃烧,或者叫做高级燃烧,而不是第二次燃烧,因此翻译成“二次燃烧”并不准确。


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我们先来看看木柴是怎样燃烧的。

当火苗接触到木柴表面的时候会发生什么?木柴受热后首先发生的是干燥过程,木柴里的水分会吸收大量热量后蒸发变成水蒸气。彻底干燥后的木柴随着温度不断升高开始分解成可燃气体(甲烷、一氧化碳、氢气、乙烯、乙炔、丙烯等)、焦油和木炭,这个过程叫做热解。这些可燃气体在空气中的燃点如下:


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打火机的火苗温度在300~500℃之间,可以点燃部分可燃气体,但燃烧是否能够继续下去取决于热量是否足够维持上述干燥、热解的过程。

假设木柴被成功点燃,炉膛温度逐步上升,木柴开始释放出更多可燃气体,但它们中的大部分不会在如此低的温度下燃烧,此时的炉火颜色偏黄。

当炉温接近并超过600℃时,占可燃气体主要部分的甲烷和一氧化碳开始燃烧,释放出大量热量,此时火焰清晰明亮,几乎所有可燃气体和碳颗粒都被充分燃烧,烟囱上看不到一丝烟。

当木柴中所有可燃气体都被释放出来并烧光后,只有木炭剩下来继续缓慢燃烧,这个过程可能会持续数小时,最后就只剩下少量炉灰,其成分是不可燃的碳酸盐和硅酸盐。


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从上述整个木柴的燃烧过程可以看出600℃是一个重要的分界线:

600℃以下只有少量燃点较低的气体被点燃(乙烯,乙炔,丙烯等),大部分气体都还没有燃烧就被排放到户外浪费掉了;

超过600℃后高燃点高热值的甲烷和一氧化碳被点燃并剧烈燃烧,释放出极大热量,这部分热量占木柴总化学能的60%左右,是实现高效率燃烧的关键。

因此,人们以600℃为界把木柴燃烧划分为两个阶段,即低温状态下的初级燃烧(Primary Combustion)和高温状态下的二级燃烧(Secondary Combustion)。

这样一分析大家就知道了,二级燃烧指的是木柴在600℃以上的高温环境中高效率燃烧的状态,而不是壁炉的一个功能。只要炉膛温度能够达到600℃并有充足的氧气供应,木柴就能够发生二级燃烧,这个并不困难,难点在于如何能让木柴尽快进入二级燃烧状态并长时间保持在该状态下而不是昙花一现,这才是拉开壁炉效率高低的关键。人人都会跑步,但能跑完马拉松的猛人就不多了。


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高效率的壁炉就是能让木柴更容易发生二级燃烧的壁炉,木柴在这样的壁炉里能释放出比在普通壁炉里多得多的热量。为了直观地展示这种不同,我们以Morso 6848(效率81%)和Morso 2110(效率72%)为例进行对比测试,两台火炉都是铸铁火炉,标称功率也非常接近,测试中采取相同的点火方式和添柴频率,在开始后的第三个小时最后一次加入等量木柴。


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根据测试结果绘制出如下温度-时间曲线,黄色曲线代表Morso 6848,蓝色曲线代表Morso 2110,曲线与时间轴围起来的面积代表燃烧等量木柴产生的热量。


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从示意图上可以看出黄色曲线比蓝色曲线更快抵达600℃线而且比后者停留在600℃线上方的时间更长,黄色区域的面积也比蓝色区域大很多,多出来的面积代表6848比2110多产生的热量。

如何实现二级燃烧呢?

好木柴、好壁炉、好烟囱,一个都不能少。首先,木柴必须要充分干燥,要风干一年,让含水率降低到18%以下。其次,尽量选择那些燃烧效率高的壁炉:配备有Skamol蛭石保温板,肖特耐高温玻璃(最好镀有反射膜的IR Max玻璃),预热进气道,炉膛多点送风…… 最后,选择专业公司按照欧洲标准安装烟囱,特别要注意烟囱的高度、保温、横向位移、与屋脊和高大建筑物的间距,确保烟囱产生足够强的抽力。

只要上述三点都按照规范做到位,木柴就能很容易地发生二级燃烧,就能更充分地释放出蕴含的能量。


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