高效燃燒是影響生物質(zhì)鍋爐熱效率的重要因素。生物質(zhì)蒸汽鍋爐高效燃燒的“三強(qiáng)”理論包括以下幾個(gè)方面：增強(qiáng)燃燒的初始階段、提升高溫?zé)煔馀c燃料之間的對流換熱效果，以及在燃料燃燒過程中，確保還原氣氛的高濃度聚集。具體內(nèi)容如下：
一、加強(qiáng)燃燒的起始階段
進(jìn)料
生物質(zhì)燃料進(jìn)入爐膛的步是進(jìn)行干燥和吸熱，第二步是燃料的熱解和揮發(fā)物的釋放。在這一階段，需要確保燃料的干燥程度和均勻性，同時(shí)保持爐膛溫度和空氣預(yù)熱器出口溫度在較高水平，點(diǎn)火時(shí)的送風(fēng)一般不宜過大。
燃料著火
揮發(fā)分在燃點(diǎn)溫度下持續(xù)釋放明亮的火焰，此時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率足夠快，能夠確保溫度迅速上升，使燃料能夠迅速點(diǎn)燃并保持高強(qiáng)度燃燒。
燃燒階段
在足夠高的溫度下，燃料與氧氣發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)，此時(shí)燃燒速率非常迅速。在這個(gè)階段，80%的碳性活化物質(zhì)已經(jīng)燃燒殆盡。這個(gè)反應(yīng)主要發(fā)生在爐排的前中部，并且需要大量的空氣來支持燃燒，這一區(qū)域被稱為受熱面輻射區(qū)的核心燃燒區(qū)域。
燃盡階段
在二次風(fēng)口以上和三級過熱器之前，利用爐膛的長度，使20%的可燃物質(zhì)在對流區(qū)域繼續(xù)燃燒，直至完全燃盡。
二、增強(qiáng)高溫?zé)煔馀c燃料之間的對流換熱效果。
1、如果爐膛核心區(qū)的溫度達(dá)到1000℃，那么二次風(fēng)口以上的溫度會迅速降到800℃以下。這主要有以下幾個(gè)原因：一是水冷壁對熱量的吸收；二是火焰的剛性減弱；三是二次風(fēng)的降溫效應(yīng)；四是漏風(fēng)及其他因素的影響。
2、燃料的均勻性和細(xì)碎度必須確保與氧氣有大面積的快速接觸，以提高化學(xué)反應(yīng)的速率。著火時(shí)間與顆粒度成正比，淺層著火始于輕質(zhì)燃料，隨后迅速過渡到硬質(zhì)燃料，形成核心燃燒環(huán)境。
3、一次風(fēng)能夠確保燃料的脈動(dòng)、干燥和氣化，而二次風(fēng)則迅速迎合火焰進(jìn)入，從而形成一個(gè)穩(wěn)定的熱流區(qū)域，營造良好的燃燒環(huán)境。
4、熱力溫度越高，氧氣供給越及時(shí)和充足，燃燒速度就會加快，導(dǎo)致爐內(nèi)出現(xiàn)高溫?cái)U(kuò)散燃燒現(xiàn)象。
三、增強(qiáng)燃料燃燒過程中的還原氣氛濃度集聚。
1、生物質(zhì)的燃燒、熱解和氣化過程中會生成一氧化碳和氮氧化合物。這些可燃?xì)怏w需要保持在較高濃度下，隨著溫度的升高，氣體的活化分解速度加快，燃燒也會更加完全。燃料氣流的濃度會影響顆粒之間的相互作用，濃度效應(yīng)在點(diǎn)燃過程中發(fā)揮著重要作用。在燃料濃縮的環(huán)境中，著火溫度可以降低至250℃。
2、通過使用二次風(fēng)和燃盡風(fēng)，將這些還原性氣體集中在一個(gè)高溫區(qū)域，并迅速點(diǎn)燃。燃料的燃燒過程，即加熱、分解、游離、聚集和徹底燃燒，是一個(gè)質(zhì)量傳遞的過程，通常在2秒內(nèi)完成。
3、熱量與燃燒速率之間存在著熱力平衡的關(guān)系，這被稱為生物質(zhì)燃燒的熱力學(xué)特性。通常通過實(shí)驗(yàn)室中的強(qiáng)烈攪拌模型進(jìn)行說明。