基于电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

基于电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

陈志远

内蒙古华云新材料有限公司热电厂 内蒙古包头市 014040

摘要：电厂热能动力锅炉是一种热能动力装置，可以将热能转换为机械能，而其热能的来源主要是燃烧煤和石油等形成的，再经过动力装置的作用进行转换。通过动力装置所产生的初始动力，可以驱动电厂发电机器，从而实现发电完成能量转换。在该锅炉装置中，会输入产生的热能等，经过一定作用输出高温液体或者水蒸汽。在燃烧燃料进行热能供应时，燃料会在装置设备部分燃烧而产生持续热能，经过传递到达锅炉装置的受热表面。因此本文深入探析了电厂热能动力锅炉燃料与燃烧方式，以期为电厂生产实现结构转型提供有力帮助。

关键词：电厂;热能动力锅炉;燃料;燃烧

按能量来源不同，锅炉可以分为燃气与燃煤等不同类型。其中，燃煤锅炉的燃料是煤炭，在炉膛中充分燃烧煤炭后，可以释放大量热量，并促使热煤水加热满足压力需要。燃煤锅炉自身也包括各式各样的燃料，即烟煤、褐煤等。而燃油锅炉的主要燃料是柴油和重油等，其可以加热水，并在取暖和洗浴等各个领域实现有效应用。燃气锅炉的主要燃料是燃气，即天然气和沼气等。一般情况下，我国大多数火力发电厂为了确保经济效益良好，会把煤炭作为主要燃料。在煤炭中，氢和碳等元素的含量比较高，其能够促使煤炭充分燃烧，如果锅炉中适当引入氧气，便可以进一步促进燃料燃烧。　　

　　1 电厂热能动力锅炉燃烧方式

　　1.1 气体燃料燃烧

　　锅炉气体燃烧仍旧是长焰燃烧，而由于其燃烧面积过大，不会与气体之间产生直接性接触，因此称为扩散性燃烧。在气体燃烧过程中，需在喷射火焰环节，发挥扩散优势与空气实现切实结合，从而保证燃烧的整体效果良好，此时火焰燃烧长度也会随之增长。受烧嘴限制影响，气体燃烧无法与空气产生接触，但是在喷射的时候，需要在其他部分燃烧时接触空气，以保障火焰燃烧具备显著效果。由于空气具有一定的助燃性，火焰长度比较短，而其他部分燃烧与气体结合，就会进一步加速火焰喷射速度，因为速度不断加快，一般来说根本无法实时观测火焰具体形状与结构特性。

　　1.2 固体燃料燃烧

　　固体燃料燃烧主要存储在挥发性较差，且不具备挥发结构的固体燃料内。在实际燃烧时，结构表面主要产生CO2和CO。在实际燃烧条件允许的情况下，CO2通过氧化作用，转化成燃烧的CO结构。主要燃烧条件为熔点比较低，在实际燃烧中，因为无法充分与氧气接触，从而使得燃烧结构表面的可燃性明显降低，以此成为固体的燃烧形态。另外，固体燃烧在平时日常生活中的应用比较常见，例如蜡烛，在使用时，如果时间过长，那么就可以发现固体燃烧的特性。固体燃烧针对的是极易被燃烧分解的结构，所以燃烧时一般产生的烟雾都比较厚重，也可以被看作是结构燃烧不充分，造成固体燃烧。

　　2电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

　　2.1预热处理

　　预热阶段，就是对燃料进行科学处理，待烘干挥发后，对其进行预热，以促进燃料燃烧。在这一阶段，燃料被充分加热，温度逐渐上升，燃料表面和缝隙中的水分就会被蒸发，使燃料表面变得干燥，而随着温度的进一步上升，燃料内部的水分也会慢慢消失。总而言之，这一部分燃料并没有放出热量，反而吸收了大部分热量，而燃料中的水分含量越多，热量吸收也就越多。一般情况下，电厂热能动力锅炉内的固体燃料可在300℃条件下实现充分燃烧，进而蒸发，并产生分解作用，一般燃料最佳预热温度不可低于300℃，不可超出400℃，如表2所示。因此在预热阶段，可令电厂热能动力锅炉内保持高温条件，令进入锅炉内的燃料达到预热效果，促进其自身水分蒸发，在预热作用下，燃料最终成为焦炭。在电厂热能动力锅炉内燃料燃烧的预热阶段，锅炉炉膛中无需引入氧气即可实现预热。在这一过程中要注意的是燃料水分的影响，当燃料水分越大时，排风量也进一步加大，同时也要注意温度的保持，过高或者过低的温度都会影响预热的质量，在锅炉燃烧中需要结合实际情况来对预热进行科学的调整。

　　2.2对汽轮机的使用效率进行提升

　　在锅炉燃烧过程中，火力发电厂的发电原理主要是通过汽轮机做功，把其中蒸汽产生的热能转化为发电所需的动能。可是，在汽轮机的使用过程中，由于内部结构的设置存在着一定的问题，比如由于叶片存在着一定间隙，在汽流经过时会造成一定的热能损失。针对这样的问题存在，相关人员应该对其进行修改，可以采用更改叶片类型或加快汽流经过速度等措施，使汽轮机在火力发电过程中，使用效率得到提高。

　　2.3对燃煤类型进行合理选择

　　因为锅炉炉型的结构是具有一定的差异，所以燃煤类型也是多种多样的，在对燃煤类型进行选择时，相关人员要从锅炉的运行情况、经济效益等多方面进行考虑，对可能造成锅炉无法正常运行的原因进行分析。此外，在燃煤类型的选择过程中，可以事先开展相应的燃烧试验，进而合理地选出合适的燃煤类型。

　　2.4燃烧阶段

　　这一阶段燃料继续被加热，温度继续升高，当达到一定程度时就会开始析出挥发分，进而形成热分解反应。当温度继续上升时，挥发分与氧的化学反应速度会加快，随后挥发分就会连续着火，在初期燃料表面覆盖的都是挥发分，阻滞了氧气與燃料的接触，燃烧的主体是燃料析出的物质，而随着挥发分的消耗，燃料最终得以与氧气进行接触，实现充分燃烧，物质得以充分发挥，待燃尽后，部分焦炭处于燃烧状态，此时即进入整个燃烧过程。为确保燃烧充分，这一阶段中必须引入氧气，满足燃烧需求，在燃烧阶段令氧气与燃料充分接触，达到强烈燃烧的状态，此时可充分释放热量，电厂热能动力锅炉的使用功能也得到充分发挥。为了保证整个燃烧阶段的质量，就需要合理控制氧气的投入以及整个锅炉的温度，如果空气过少则会导致燃料的不完全燃烧，造成损失，而空气过多则会影响整体的温度，同样也会影响整体的燃烧程度，降低了锅炉的热效率，同时也要给予充分的燃烧时间，确保其足够充分的燃烧。

　　2.5燃尽阶段

　　通过对炭灰进行观察可以发现，其包裹内部仅存部分可燃性物质成分，在这一过程中燃烧的速度会越来越慢，其热辐射的效率也会受到影响。与燃烧阶段不同，往往这时的锅炉中已经形成了较大的温差，越接近燃烧的地方温度越高，而炉膛出口的温度则会与燃烧中心的温度有着较大的差距，这是一个温度场逐渐减弱的过程。虽然燃烧已经接近了尾声，但实际上，在燃尽阶段也离不开氧气的支持，以确保炭灰内部包裹的可燃性物质成分得以充分燃烧，满足生产生活的热能需求，从而避免资源出现浪费。

　　3 结语

　　综上所述，我国电力资源供需矛盾突出，为了及时加以消除，需要合理利用电厂热能动力锅炉燃烧技术。其中热能动力锅炉可以转换能量，向锅炉内部添加燃料的高温烟气和化学能等热能形式，通过锅炉转换，输出包含热能的有机热载体、高温水与蒸汽等。而且电厂热能动力锅炉燃烧技术的合理利用，能够提高锅炉应用的整体效率和水平，从而保证电能资源利用率。

　　参考文献：

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　　[2] 康付帅.电厂热能动力锅炉燃料和燃烧探析[J].科技创新与应用，2017（15）：155～156.

　　[3] 隋本友.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧[J].环球市场信息导报，2016（48）：127.