في الفرن الشبكي، يعد توزيع الهواء المناسب أمرًا بالغ الأهمية للاحتراق الكامل والانبعاثات المنخفضة والكفاءة الحرارية العالية. يتم تقسيم إمداد الهواء عادةً إلى هواء أولي وهواء ثانوي، مع استخدام كمية صغيرة أحيانًا كهواء ثالثي أو هواء فوق النار.
يتم إدخال الهواء الأساسي من أسفل الشبكة، ويمر عبر طبقة الوقود. وتتمثل وظائفها الرئيسية في تجفيف الوقود، والتخلص من المواد المتطايرة، وتوفير الأكسجين اللازم للاحتراق الأولي للفحم. يمثل الهواء الأولي عادةً ما بين 60 إلى 80 بالمائة من إجمالي هواء الاحتراق. تعمل نسبة الهواء الأولية الأعلى على تقوية النار على الشبكة ولكنها قد تزيد من ترحيل الرماد المتطاير وتكوين أكاسيد النيتروجين. يؤدي وجود كمية قليلة جدًا من الهواء الأولي إلى احتراق غير كامل ومحتوى عالي من الكربون في الرماد السفلي.
يتم حقن الهواء الثانوي فوق الشبكة، إلى منطقة حد الطفو. إنه يعمل على حرق الغازات المتطايرة المنبعثة من الوقود، وخلق اضطراب، وإكمال احتراق أي هيدروكربونات غير محترقة وأول أكسيد الكربون. يشكل الهواء الثانوي عادة ما بين 20 إلى 40 بالمائة من إجمالي الهواء. يعمل مصدر الهواء الثانوي المضبوط جيدًا على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والديوكسينات والسخام. كما أنه يساعد على التحكم في درجة حرارة الفرن وتقليل أكاسيد النيتروجين عن طريق تنظيم عملية الاحتراق.
عادةً ما يتم ضبط إجمالي تدفق الهواء على 1.4 إلى 1.8 مرة من متطلبات الهواء المتكافئة، وهو ما يتوافق مع نسبة الهواء الزائدة من 1.4 إلى 1.8. يؤدي انخفاض الهواء الزائد إلى تحسين الكفاءة ولكنه يؤدي إلى خطر الاحتراق غير الكامل؛ يؤدي ارتفاع الهواء الزائد إلى تقليل درجة حرارة اللهب وزيادة فقدان الحرارة من خلال غازات المداخن.
تعتمد النسبة المثالية للهواء الأساسي إلى الثانوي على خصائص الوقود وتصميم الشبكة والحمل. بالنسبة لمحطات تحويل النفايات النموذجية إلى طاقة، فإن نقطة البداية المشتركة هي 70 بالمائة من الهواء الأولي و30 بالمائة من الهواء الثانوي. أثناء مناطق التجفيف والإشعال، قد يتم تقليل الهواء الأساسي لمنع تبريد النار. في منطقة الاحتراق، يمكن خفض الهواء الأساسي بينما يتم زيادة الهواء الثانوي لضمان الاحتراق الكامل لمرحلة الغاز.
تستخدم الأفران الشبكية الحديثة المراقبة المستمرة للأكسجين والتحكم في ردود الفعل لضبط نسبة تدفق الهواء في الوقت الفعلي، مما يحقق التوازن بين جودة الاحتراق والامتثال للانبعاثات. يمكن أن يحقق تنظيم الهواء المناسب كفاءة احتراق عالية مع انخفاض انبعاثات أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكربون.
