很多客戶來我們【平客壁爐】展廳的時候都問過這樣一個問題:你們的壁爐有二次燃燒功能嗎?其實這個提法是不正確的,二次燃燒不是一個壁爐的功能,它是木柴燃燒的一種狀態(tài)。今天就給大家詳細地講講什么是木柴的二次燃燒,希望能幫到想了解壁爐知識的朋友們。
二次燃燒的說法是從英文Secondary Combustion翻譯過來的,意思是第二個級別的燃燒。既然有第二級那必然還得有個第一級啊,是的,對應的英文叫做Primary Combustion。
Primary的意思是基礎的,初級的,比如說primary school是小學,primary stage 初始階段,primary combustion 初級燃燒。Secondary的意思是第二級的,第二期的,第二代的,升級版的,比如說secondary school 是中學,secondary market 二級市場。
Secondary combustion的意思是第二個級別的燃燒,或者叫做高級燃燒,而不是第二次燃燒,因此翻譯成“二次燃燒”并不準確。
我們先來看看木柴是怎樣燃燒的。
當火苗接觸到木柴表面的時候會發(fā)生什么?木柴受熱后首先發(fā)生的是干燥過程,木柴里的水分會吸收大量熱量后蒸發(fā)變成水蒸氣。徹底干燥后的木柴隨著溫度不斷升高開始分解成可燃氣體(甲烷、一氧化碳、氫氣、乙烯、乙炔、丙烯等)、焦油和木炭,這個過程叫做熱解。這些可燃氣體在空氣中的燃點如下:
打火機的火苗溫度在300~500℃之間,可以點燃部分可燃氣體,但燃燒是否能夠繼續(xù)下去取決于熱量是否足夠維持上述干燥、熱解的過程。
假設木柴被成功點燃,爐膛溫度逐步上升,木柴開始釋放出更多可燃氣體,但它們中的大部分不會在如此低的溫度下燃燒,此時的爐火顏色偏黃。
當爐溫接近并超過600℃時,占可燃氣體主要部分的甲烷和一氧化碳開始燃燒,釋放出大量熱量,此時火焰清晰明亮,幾乎所有可燃氣體和碳顆粒都被充分燃燒,煙囪上看不到一絲煙。
當木柴中所有可燃氣體都被釋放出來并燒光后,只有木炭剩下來繼續(xù)緩慢燃燒,這個過程可能會持續(xù)數(shù)小時,最后就只剩下少量爐灰,其成分是不可燃的碳酸鹽和硅酸鹽。
從上述整個木柴的燃燒過程可以看出600℃是一個重要的分界線:
600℃以下只有少量燃點較低的氣體被點燃(乙烯,乙炔,丙烯等),大部分氣體都還沒有燃燒就被排放到戶外浪費掉了;超過600℃后高燃點高熱值的甲烷和一氧化碳被點燃并劇烈燃燒,釋放出極大熱量,這部分熱量占木柴總化學能的60%左右,是實現(xiàn)高效率燃燒的關鍵。
因此,人們以600℃為界把木柴燃燒劃分為兩個階段,即低溫狀態(tài)下的初級燃燒(Primary Combustion)和高溫狀態(tài)下的二級燃燒(Secondary Combustion)。
這樣一分析大家就知道了,二級燃燒指的是木柴在600℃以上的高溫環(huán)境中高效率燃燒的狀態(tài),而不是壁爐的一個功能。只要爐膛溫度能夠達到600℃并有充足的氧氣供應,木柴就能夠發(fā)生二級燃燒,這個并不困難,難點在于如何能讓木柴盡快進入二級燃燒狀態(tài)并長時間保持在該狀態(tài)下而不是曇花一現(xiàn),這才是拉開壁爐效率高低的關鍵。人人都會跑步,但能跑完馬拉松的猛人就不多了。
高效率的壁爐就是能讓木柴更容易發(fā)生二級燃燒的壁爐,木柴在這樣的壁爐里能釋放出比在普通壁爐里多得多的熱量。為了直觀地展示這種不同,我們以Morso 6848(效率81%)和Morso 2110(效率72%)為例進行對比測試,兩臺火爐都是鑄鐵火爐,標稱功率也非常接近,測試中采取相同的點火方式和添柴頻率,在開始后的第三個小時最后一次加入等量木柴。
根據(jù)測試結(jié)果繪制出如下溫度-時間曲線,黃色曲線代表Morso 6848,藍色曲線代表Morso 2110,曲線與時間軸圍起來的面積代表燃燒等量木柴產(chǎn)生的熱量。
從示意圖上可以看出黃色曲線比藍色曲線更快抵達600℃線而且比后者停留在600℃線上方的時間更長,黃色區(qū)域的面積也比藍色區(qū)域大很多,多出來的面積代表6848比2110多產(chǎn)生的熱量。
如何實現(xiàn)二級燃燒呢?
好木柴、好壁爐、好煙囪,一個都不能少。首先,木柴必須要充分干燥,要風干一年,讓含水率降低到18%以下。其次,盡量選擇那些燃燒效率高的壁爐:配備有Skamol蛭石保溫板,肖特耐高溫玻璃(最好鍍有反射膜的IR Max玻璃),預熱進氣道,爐膛多點送風…… 最后,選擇專業(yè)公司按照歐洲標準安裝煙囪,特別要注意煙囪的高度、保溫、橫向位移、與屋脊和高大建筑物的間距,確保煙囪產(chǎn)生足夠強的抽力。
只要上述三點都按照規(guī)范做到位,木柴就能很容易地發(fā)生二級燃燒,就能更充分地釋放出蘊含的能量。