与煤、石油等传统的化石能源相比,生物质能源不仅是可再生的清洁能源,而且开发潜力巨大。随着近年来成型技术及燃烧技术的发展,生物质能的开发和利用越来越受到人们的重视。尤其对于广大的农村地区来说,作为主要的生活用能来源,生物质能扮演着重要的角色。由于形成条件及形成过程不同,生物质与煤的成分和结构不相同,决定了其燃烧设备在结构设计、空气供给等方面与燃煤锅炉有所不同。目前生物质能的利用以直接燃烧为主,燃烧过程中存在诸多问题,其中,以受热面上的沉积问题最为严重,不但阻碍了受热面的热量传递,而且对锅炉效率产生影响。本文在自行设计的气化燃烧炉上进行了相关试验研究。燃烧方式为逆向燃烧,燃料从上部送至燃烧室,燃烧空气从顶部强制鼓入,新燃料受下面已燃烧的燃料层的预热、干燥,进而着火燃烧。首先对玉米秸秆、棉秆及木屑颗粒燃料进行了工业分析、元素分析及热值的测定。其次,利用热电偶测量炉排及炉膛内的烟气温度,利用烟气分析仪测量烟气中的CO浓度,研究炉排面积热负荷、炉膛容积热负荷、燃料含水量及过量空气系数对燃烧过程的影响,确定了适用于生物质燃烧的炉排面积热负荷、炉膛容积热负荷及过量空气系数。通过所建燃烧炉,研究了换热表面污垢沉积对传热过程的影响,结果表明：污垢沉积层导致传热恶化,使传热系数大幅降低。以换热表面的污垢增长率为指标,试验研究了燃料种类、燃料粒度、烟气速度对沉积的影响,总结了引起换热表面灰沉积的原因。针对燃烧炉沉积问题严重、传热不足的缺点,采用换热管内插旋转扭带的方法强化传热。利用CFD技术,建立了扭带管内流体流动的三维物理模型及数学模型,对扭带管及光管内流体的温度场及速度场进行分析,结果表明：扭带管内流体做三维螺旋运动,相同高度截面上轴向速度、切向速度及径向速度均高于光管；扭带降低了流体截面的平均温度,强化了传热。根据模拟结果分析了传热系数及阻力系数随雷诺数的变化规律,以传热与流动性能比作为评价指标,确定了扭带的最佳结构尺寸。最后,对内插旋转扭带的换热管进行试验,结果显示扭带使换热管的传热系数提高35.9%。旋转的扭带具有清除换热表面污垢的作用,清灰后传热系数提高约20%,减少了换热表面的灰沉积,提高了热能利用率