浅谈电厂热能动力锅炉燃料和燃烧

浅谈电厂热能动力锅炉燃料和燃烧

闫恩超

国家能源集团新疆化工有限公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 831400

摘要：目前我国社会发展相对来说较为迅速，我国人口数量也在呈现增长。而在大量的人口之下，人均资源占有量出现严重降低。因此对于我们而言，只有合理运用现代化科技手段，才有可能促进资源实现合理利用，并能够开发出对人类有益的新能源。目前我国电力资源方面，供需相对来说较为紧张。因此要想充分克服这一矛盾，有效发挥火力发电厂的功能，需要大力普及热能动力锅炉，积极引进先进燃烧技术。通过燃烧技术的普及，能够有效促进锅炉更加良好的应用。本文探讨热能动力锅炉相关技术，对锅炉燃料如何实现较为合理燃烧予以一定研究。

关键词：火力发电厂；资源动力；燃料；锅炉技术

　 引言

　　电厂是能源消耗非常多的场所，需要不断找寻新的燃烧调控技术，才能适应节能减排的要求。近年来，电厂通过引进新的热能动力锅炉和应用新型燃料技术，有效缓解了现阶段存在的电能供需矛盾。促进电能更为合理地利用以及调配，缓解资源短缺问题是电厂持续健康运转的基础条件。电力的生产过程是燃料燃烧，热传递，水的蒸发，过热蒸汽能量转换的过程。因此，电厂热能动力锅炉燃料及燃烧的分析非常重要。

1、热能动力锅炉设施概述

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。　

2、燃料的燃烧形式

　　2.1分层次的燃烧

　　分层次的燃烧适用于多种原料煤的燃烧，并且这种燃烧方式，对煤炭的颗粒大小没有要求。这种燃烧方式的缺点为只能用于固体燃料的燃烧，并且需要保证燃料与空气中的氧气充分的接触，如果空气供应不足，则会导致燃烧不充分，进而降低燃料的利用率。分层燃烧方式的优点在于其燃烧过程较为稳定，而且燃烧所释放的能量较多。

　　2.2悬浮状态的燃烧

　　这种方式的元素主要是将固体燃料加工成气体或粉末形状，并且保证燃料与氧气在锅炉中充分混合，进行燃烧反应。因为燃料保持的是悬浮状态，所以这对热能动力锅炉的炉膛高度有一定的要求。燃料采用悬浮状态的燃烧形式，可以提高燃料的利用率，燃料的燃烧较充分且迅速。但是如果悬浮的燃料与空气接触并不充分则会导致悬浮的颜料粉末无法进行燃烧反应，产生浪费。

　　2.3旋风情况下的燃烧

旋风情况下的燃烧主要是指燃料物体，在空气的旋风下送进锅炉发生燃烧。燃料在较高的空气流速中进行燃烧。这种燃烧方式对锅炉的内部结构提出了较高的要求，并且空气的旋风操作会损失部分能量。但这种燃烧方式能够充分利用燃料的燃烧能力，燃料的燃烧方式较为稳定，且残留很少。

3、电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

　　3.1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℃。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优化二次风量和燃尽风量

　　锅炉的燃烧效率与空气的供给密切相关，所以有效地提升燃料的利用率需要在空气的供给方面下足功夫。对风量的供给提出进一步的优化策略。为了能够确保煤炭燃料能够得到充分的燃烧，将煤炭进行分层隔开燃烧，并且在每层的二次风箱配有最优的风量比例。为了确保二次风箱中风量供给的合理性，通过科学地测量，把握风量的供给程度。因为锅炉内部结构的多样化，导致在风量的测量过程中出现各种不同的阻碍，所以对于锅炉风量供给的研究还有待于进一步的深化。

　　2.3送风量控制

　　为了保证燃烧的经济性，应对燃料容量的变化，适当改变送风量，送风的主要任务是调整送风量和燃料量，保证锅炉燃烧效率达到最高水平，使锅炉的经济效益满足用户的需要。但是，进风流量控制系统要求炉膛压力控制必须在规定的标准范围内，因此进风和送风必须平衡。炉膛压力的高低也直接关系到锅炉燃烧的安全性和经济性。压力喷射过大会引起爆炸，当压力较小的冷空气进入炉膛时，会直接影响燃烧。因此，送风量可以作为前馈信号，提高系统的调节能力。因此通过风量及燃料最佳配比，使可燃物充分燃烧，减少资源浪费，使燃料的燃烧能量最大化。

　　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，阻止了氧气与燃料的接触，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。

结束语

随着社会经济的快速发展，社会对电能消耗量及需求量会持续增加，为满足社会对电能的需求，应该采取有效手段提高电厂热能动力锅炉生产效率。通过优化燃料选型、改善燃料燃烧方式，进一步提高能源有效利用率，确保燃料在锅炉内燃烧充分，以降低燃料损耗。

　　参考文献：

[1]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.

[2]贾晓军.电厂热能动力锅炉燃料和燃烧研究[J].百科论坛电子杂志,2021(9):2742.

[3]原蔡兵.电厂热能动力锅炉燃料和燃烧探析[J].百科论坛电子杂志,2018(18):740.