Solid biomass combustors are being increasingly deployed for energy supply to help reduce global greenhouse gas emissions, despite the fact that they still suffer from some uncontrolled deflections. Biomass composition variability is a factor that can provoke uncertainty in combustion properties, although it has not been sufficiently studied so far. This paper quantifies the impact of fuel composition variability on thermal and emission aspects of biomass combustion properties in a moving-grate boiler. A one-dimensional transient numerical model of the biomass bed combustion is developed. A set of thermogravimetric analysis experiments on randomly selected biomass pellets are conducted to determine the proximate analysis of the particles. The expected mean value and corresponding standard deviation of fuel particle composition are included in the combustion model in order to analyze the boiler operation data under uncertainty conditions. From this study, it was generally concluded that the fuel combustion properties are profoundly affected by char content, more than moisture and volatile matters. High char content creates less uncertainty, whereas the main source of uncertainty arises from moisture variability. Heat generation from the boiler varies up to 6.7 and 10.7% for wood pellets and bamboo chips, respectively. The flame-temperature fluctuation resulting from composition variability is negligible for both fuel cases. The mean ignition rate for wood pellets can deviate up to 9%, and it increases to 11% for bamboo. Eventually, NO_x emission from biomass combustion is vigorously influenced by volatile content variability. This study intuitively concludes that using processed biochar in the combustion system not only improves heat production but also limits uncertainty to a great extent.

中文翻译：

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移动炉床燃烧生物量组成变异性影响的不确定度量化：一种基于实验的方法

固体生物质燃烧器正越来越多地用于能源供应，以帮助减少全球温室气体排放，尽管它​​们仍然遭受一些无法控制的偏转。尽管到目前为止尚未进行充分的研究，但生物质组成的可变性是引起燃烧特性不确定性的一个因素。本文量化了移动式锅炉中燃料成分变异性对生物质燃烧特性的热和排放方面的影响。建立了生物质床燃烧的一维瞬态数值模型。对随机选择的生物质颗粒进行了一组热重分析实验，以确定颗粒的近似分析。燃烧模型中包含了燃料颗粒成分的预期平均值和相应的标准偏差，以便分析不确定条件下的锅炉运行数据。根据这项研究，通常得出的结论是，燃料的燃烧性能受炭含量的影响很大，而不仅仅是水分和挥发性物质。较高的炭含量可减少不确定性，而不确定性的主要根源则在于水分的可变性。对于木屑颗粒和竹片，锅炉产生的热量分别高达6.7和10.7％。在两种燃料情况下，由成分变化引起的火焰温度波动都可以忽略不计。木质颗粒的平均着火率可偏差高达9％，而竹子则可提高到11％。最终，没有 通常得出的结论是，燃料的燃烧性能受炭含量的影响很大，而不仅仅是水分和挥发性物质。较高的炭含量可减少不确定性，而不确定性的主要根源则在于水分的可变性。对于木屑颗粒和竹片，锅炉产生的热量分别高达6.7和10.7％。在两种燃料情况下，由成分变化引起的火焰温度波动都可以忽略不计。木质颗粒的平均着火率可偏差高达9％，而竹子则可提高到11％。最终，没有 通常得出的结论是，燃料的燃烧性能受炭含量的影响很大，而不仅仅是水分和挥发性物质。较高的炭含量可减少不确定性，而不确定性的主要根源则在于水分的可变性。对于木屑颗粒和竹片，锅炉产生的热量分别高达6.7和10.7％。在两种燃料情况下，由成分变化引起的火焰温度波动都可以忽略不计。木质颗粒的平均着火率可偏差高达9％，而竹子则可提高到11％。最终，没有 分别。在两种燃料情况下，由成分变化引起的火焰温度波动都可以忽略不计。木质颗粒的平均着火率可偏差高达9％，而竹子则可提高到11％。最终，没有 分别。在两种燃料情况下，由成分变化引起的火焰温度波动都可以忽略不计。木质颗粒的平均着火率可偏差高达9％，而竹子则可提高到11％。最终，没有生物质燃烧产生的_x排放受到挥发物含量变化的强烈影响。这项研究直观地得出结论，在燃烧系统中使用经过处理的生物炭不仅可以提高热量产生，而且可以在很大程度上限制不确定性。