南方论坛302023年4月下SouthForum基于碳中和理念的蔬菜大棚供暖炉设计*郭天源，谢梓文，刘雨菡，黄重然，崔有正，谢李傲（齐齐哈尔大学机电工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006）摘要：为解决蔬菜大棚冬季供暖、过度燃烧化石燃料导致二氧化碳浓度增加等问题，课题组设计了基于碳中和理念的蔬菜大棚供暖炉。该设备的生物质颗粒成型装置可以对秸秆进行粉碎、压粒成型处理，得到生物质颗粒燃料，使得原料利用率最大化；再燃烧该燃料以提供热源，燃烧后的炉灰可作为草木灰肥得到有效利用，并结合富氧燃烧技术提高燃料燃烧效率；利用尾气处理技术得到高浓度二氧化碳并减少环境污染，使尾气通入蔬菜大棚，由智能二氧化碳浓度控制器控制二氧化碳浓度，为植物提供气体肥料，促进植物光合作用，提高产量，从而减少排放到大气中的二氧化碳，实现碳中和目标。同时，尾气进入大棚的热循环管路，利用尾气的温度达到为蔬菜大棚供暖的目的，最大限度地利用了燃料燃烧产生的热量。仿真结果表明，该储料仓设计合理，符合当今社会发展趋势和人民群众需求，可为实现碳中和目标提供支持。关键词：供暖炉；生物质颗粒燃料；富氧燃烧技术；碳中和；大棚供暖中图分类号：S626；TU832文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.08.009冬季气温寒冷，农村大多采用大棚种植蔬菜，大棚可为蔬菜提供温度适宜的生长环境，保证蔬菜产量，大棚需要热源为其提供持续热量，保持其内部温度。中国宣布2060年前实现碳中和的目标，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上。而我国冬季供暖大多采用化石能源，导致大气中二氧化碳浓度增加[1]。同时每逢秋收，大量农作物秸秆等待处理，而直接露天燃烧秸秆会对大气产生污染，秸秆燃烧会导致二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物超标，且产生大量温室气体。为减少二氧化碳排放量，课题组认为科学合理地将秸秆用作供暖的燃料，并对其燃烧尾气进行处理，有效利用其中的温室气体，既可以解决农田秸秆处理问题，又可以减少温室气体排放量，为实现碳中和目标提供解决方案[2]。1设计理念概述基于碳中和理念的蔬菜大棚供暖炉是一种既可以降低二氧化碳排放量，又可以合理利用农作物废弃秸秆作为燃料的冬季供暖装置[3]。在此次供暖炉的设计研发中，课题组以碳中和理念为出发点，在传统上吸式炉子以及气化炉的基础上，改进其火力不易控制、燃烧不充分、焦油污染...
