在烤烟农业生产的诸多流程中,烟叶的调制最为耗能。传统上,我国普遍采用燃煤供热烘烤烟叶,每年耗费煤炭约300⁴00万吨,同时产生大量的CO₂、烟尘和有毒气体。近几年,随着国内外对环境保护的呼声日益高涨,燃煤烤烟所产生的空气污染问题越加凸显。然而,烤烟作为一种重要的经济作物,现阶段对我国经济的发展和山区农民脱贫致富起着不可替代的作用。因此,在目前烤烟种植无法取缔的情况下,为实现烟草农业的可持续性发展,有必要立足于绿色环保的清洁能源进行替代煤炭供热的研究。针对目前我国种类繁多的清洁能源,本文借鉴国内外供热设备传热的基础上,选择了具有代表性的生物质固体燃料、醇基液体燃料、天然气气体燃料和太阳能四种类型作为研究对象。采用国家烟草专卖局418号密集烤房的加热室内底部的有效空间,从2013²017年分别研发了几种结构不同的供热设备,并对原有燃煤的智能控制装置根据不同清洁能源的控热流程进行了优化和升级改造。主要研究结果如下:（1）依据生物质燃料的燃烧规律研发的生物质燃烧/气化一体炉供热设备,固体燃料燃烧和气化气体燃烧区域分开,换热器采用4-3-4自左而右三列共11根散热管的纵列结构。为了有序地控制生物质固体燃料的燃烧和气化速率,采取进风闸板控制定量的助燃空气供给。供热时设备左侧剖面温度变化呈现有序的空间分布,存在2个最高温区域。（2）模仿醇基燃料在燃烧时的火焰喷射形状设计了梭圆型燃烧联体炉供热设备。换热器采用6-6-1三横12根细和1根粗散热管,共计13根的横列结构。燃烧机由轻油燃烧机改装而成,智能控制装置根据烟叶烘烤的需要,自动切换燃烧机上配置的大小两个喷嘴（2.0 gal/h和0.8 gal/h）;采用55 W透浦式的离心风机,结合机身底座上的进风口开启2/3能够较好地促进醇基燃料的燃烧。烘烤供热时,散热器的温度分布从梭圆型炉膛的中尾部到连接烟囱出口,呈现先升高后降低趋势,在下集热分流柜体连接的底部6根管道温度达到最高值,超过540℃。（3）根据天然气燃料燃烧机的扁平鸭嘴形助燃空气出风的喷射形状,研发出由分体设计整体加工的凸型燃烧联体炉供热设备,换热器采用6-6-6自下而上三横共18根换热管的横列结构。助燃的透浦式离心风机的功率为60 W（压力（hPa）:32/40、风量（m³/min）:6.5/7.8）。燃烧供热时存在1个最高温区域,出现在炉膛的后端和低棚散热管道的中前部。（4）在闲置的密集烤房的房顶修建了太阳能辅助供热优先的组合装置,可以和不同的热源组合成烤烟的供热设备。安装在密集烤房加热室内的小型离心风机（380 V、0.55 kW、2900 r/min、1247²250 m³/h和901⁹37 Pa）提供动力,通过连接收集器和加热室之间的管道,实现太阳能加热的热风流动到烤房内提供烟叶烘烤。烘烤期间内太阳能收集器内的最高温度可超过120℃,通过智能控制装置全程可为烟叶烘烤供热。本设计的太阳能收集器的收集效率为63.93%,组合热泵供热供热时,每炕烟叶较燃煤供热节约16.38%的燃料消耗。以传统燃煤的供热方式为对照,从2013²017年连续5年在全国7个省份的11个烟叶产区进行各类清洁能源供热设备的试验验证。（5）各类供热设备所控制密集烤房内温度的精度范围分别为:生物质,±0.8℃;醇基燃料,±0.5℃;天然气燃料,±0.5℃;太阳能组合热泵供热,±0.5℃;对照燃煤,±1.5℃。（6）相对于燃煤,生物质、醇基燃料和天然气燃料能够提高8.10¹4.05%的烤房系统热效率,烟囱尾气中的CO、NO_x和SO₂含量是对照燃煤的2%以下。综合烘烤经济分析,每kg干烟的烘烤费用由低到高的顺序是:热泵供热、生物质燃料、煤、醇基燃料和天然气燃料。（7）相对于传统燃煤的供热设备,使用本文所设计的各类清洁能源供热设备,能够适当提高烤后烟叶的橘黄烟比例、改善烟叶内在化学成分的协调性、提高中性致香物质的含量和评吸得分。为了评估不同供热设备的经济运行成本,对上述设计和制造的清洁能源供热设备进行了对比试验。（8）燃料类的供热设备属于投入型支出,每炉烟叶需要支出的总费用大小顺序分别是:热泵供热设备、天然气燃料供热设备、醇基燃料供热设备、燃煤供热设备和生物质燃料供热设备。本文设计的投资型的太阳能组合供热装置,在其使用寿命内是盈利的,建议首推这种能够与不同热源组合进行烘烤供热的方式。在组合不同热源的供热设备时,选择控制温度精度高的设备能够获得较好的烤烟效果。