关于电厂热能动力锅炉燃料和燃烧的探析

关于电厂热能动力锅炉燃料和燃烧的探析

王海燕

国家电投集团平顶山热电有限公司

摘要：热动能力锅炉的运用提高了锅炉运行效率，保障了锅炉的安全性以及降低了能源的过多消耗，促使电厂锅炉设计逐渐向着节约环保的方向发展。但是电厂热能动力锅炉使用过程中，仍然存在诸多问题，本文概述了电厂热能动力锅炉，对电厂热能锅炉燃料以及电厂热能动力锅炉的燃烧形式与燃烧过程进行探讨分析。

关键词：电厂热能动力锅炉；燃料；燃烧形式；燃烧过程；

一、电厂热能动力锅炉的概述

电厂锅炉通常由锅炉的外壳、用于控制的电器等构成。其中外壳包含了底部的外壳和表面的外壳两类；底部的外壳用来将燃烧成分固定，起到了燃烧器的作用。在底部的外壳上面，设置了膨胀类型的水箱、轮回方式的水泵、燃气闸门、三通阀门、交换热量的设施、电控的装置盒等配件，它们通过底部的外壳连成一个完整的结构。同时，底部的外壳和墙体相连。表面的外壳，则可以抵挡外界灰尘对于电厂锅炉的侵蚀，保护锅炉的内部构造。锅炉用于控制的电器是构成电厂锅炉硬件体系的关键性成分，其作用是控制燃烧流程，并控制水泵、锅炉风机设施、开关设施、燃气闸门、轮回的锅炉水流、温度测量设施等。采用计算机方式来实现对于锅炉的自动化控制，能够有效保证锅炉的工作温度，确保在燃烧时锅炉内外温度平衡。电厂锅炉的实际结构，应当与热能动力的基本原理相吻合，才能维持锅炉在工作时的正常燃料温度。采用热能作为动力的电厂锅炉，需要具备正常的燃烧温度；要合理掌控这个温度，就需要及时调整燃料转换的频率和数量。热能动力原理中的控制燃料实际燃烧措施，可以将分析气体的设施以及控制燃烧的设施组成具有连续性的体系，通过测定锅炉的热电偶，来设置合适的燃烧数值；再通过微机手段，准确计算这一数据的偏差程度，这种方法有助于保证微机输出数值的准确性。

二、电厂热能锅炉燃料的分析

锅炉属于一种换热器装置，其在实际运行过程中并不生产热量，而是将燃料转化热量，以此产生源源不断的动力。根据热源选用的不同，锅炉也分为多个种类，其中以电锅炉、生产余热锅炉、石油锅炉、天然气锅炉及煤炭燃烧锅炉最为普遍。煤炭燃烧的主要燃烧原料即是煤炭，通过对煤炭结构的分解，来提高煤炭的热力动能。在此过程中，利用水等载体进行进一步的加热，此时便可产生一定的温度与压力。石油锅炉的基本种类较多，其实际的用途也相对广泛。热水锅炉及采暖锅炉等均包括在石油锅炉之内。天然气锅炉相比于石油锅炉污染更低，同时运行效率也相对更高，是未来锅炉技术发展与制造的主要方向。天然气锅炉适应性较强，不仅可将天然气作为动力热能转换的原料，同时也可对木材及谷糠进行燃烧，并将其转化为实际的运行动力。在电厂的热能动力锅炉使用过程中，仍以煤炭、石油及天然气为主，其中煤炭锅炉在电厂中应用较为广泛，是我国主要的锅炉动力来源之一。煤炭锅炉应用效果良好的主要原因是其结构构成稳定，其中碳、氧、氮等主要元素是煤炭燃烧重要结构体，氧气作为燃烧的辅助体，能够更为有效为碳结构提供燃烧热力，因而在实际燃烧过程中能够产生更大的燃烧动能，继而有效提升了锅炉的应用效果。

三、电厂热能动力锅炉燃烧形式及其燃烧过程的分析

1、电厂热能动力锅炉的燃烧形式。主要表现为：（1）分层次燃烧分析。分层次燃烧具体是指将锅炉中的可燃物质按照其薄厚程度进行分层形式的燃烧，使其能够完全分布在锅炉炉排表面上，通常也将这种燃烧形式称之为火床燃烧，一般被广泛应用于固体可燃物质燃烧中。并且，层次性的燃烧方法能够适应于多种不同的燃料类型，也不会对煤炭颗粒体积有着过多的限制。但是，一旦煤炭无法与周围空气很好的混合在一起，或是空气供给含量控制不到位，将会大大影响燃烧效果，甚至还会产生大量有毒气体，严重威胁了人们的生命安全，需要引起相关使用单位的高度重视。这种方式的优势在于：由于燃料是被分层次的燃烧处理，其中包含了许多能量，再加之燃烧进程相对稳定，锅炉熄灭的可能性不大。其次，即使加入新的可燃物质，也能够快速与已经燃烧的原料很好的接触在一起，将会被迅速点燃。这种方式的缺陷在于：只有将固体作为主要燃料时，才会达到预设的燃烧状态，否则其他燃料很难与周围空气相互结合在一起。所以，对于大容量的热动能力锅炉来说，并不适合应用这样的燃烧方式。（2）悬浮状态下燃烧的分析。是指将可燃物质制作成粉末形状、喷雾形状或者气体形状，与空气一起送进锅炉中进行燃烧，又可以叫做火室燃烧。悬浮情况下的燃烧，只需要一个较高的炉膛，燃烧的不同阶段都在炉膛内部悬浮进行；随着燃烧产生烟雾，燃料也在不断的运动之中，可燃物质停留在炉膛里面的时间并不长。这种方式的优势在于：可燃物质能够迅速着火，燃烧得比较充分，效率也比较高。燃料对于负荷量改变的适应性较强，较容易进行自动形式的燃烧控制。这种方式的缺陷在于：在某些情况下，燃料的运动与周围空气并不同步，产生的粉末较多。（3）旋风情况下燃烧的分析。指的是可燃物质和周围的空气，沿着切线的角度被送进锅炉内部，产生运动速度很高的气流，形成强度较大的螺旋状态运动，并实现燃烧。这种方式的优势为：燃烧的流程十分稳定，且遗留的燃料物质很少；能够运用在多种类型煤炭的燃烧上；节省燃料成本，具备较强的利用剩余燃料的能力。这种方式的缺陷为：在通风操作时，会损失较多的能量；锅炉设施的构造相对复杂，在实现灰量较大的煤原料燃烧时，会损失一部分物理状态的热量。通过比较可以知道：每一种燃烧的形式都有优点和弊端，因此，在确定燃烧的方法时，需要考虑到燃料的物理和化学属性，以及锅炉自身对于燃料的适应能力。

2、电厂热能动力锅炉燃料的燃烧过程分析。通常对于电厂热能动力锅炉燃料，为了实现较为充分燃烧，一般包括三个阶段。（1）预热阶段。一般是指燃料还未燃烧时候，需要对燃料科学处理，予以烘干挥发，还要进行相应预热。通常对于固体燃料，如果位于300℃左右，蒸发分解比较彻底。而燃料一旦进入锅炉，通过高温条件进行预热蒸发，能够及时脱掉自身水分，并且在最后成为焦炭。通常对于燃料预热阶段，在锅炉炉膛中，不需要引入氧气。（2）燃烧阶段。经过前面进行充分预热，充分挥发出物质，等到挥发分燃尽，剩下的一部分焦炭随后进行燃烧，最终进入到整个燃烧过程。在进行燃烧的过程中，应具备充足的氧气，燃料和氧气需要进行充分接触，这样燃料才能强烈燃烧，并且能够实现充分放热。（3）燃尽阶段。燃料最后进行燃尽，因而对于燃尽阶段，在产生的焦炭中，可燃物质实现充分燃烧，因而锅炉内实际上所剩无几。仅仅炭灰包裹内部，相对来说存在少量可燃性物质成分，通常到达这个阶段，仍需要相应氧气。这样才能有效促进那些可燃物，能够进行较为充分燃烧，最终产生真正满足于群众日常各项生产生活的热能。对于这个实际过程，燃烧进展十分缓慢，同时该过程中释放的那些热量，相对于燃烧过程来说也会很少。

结束语

综上所述，电厂锅炉燃烧对于锅炉效益非常重要，通过热能动力锅炉可以充分促进不同能量之间的转换。并且燃烧技术的有效利用，不仅能够充分缓解资源短缺现象，还利于节能减排，真正实现环保节能。

参考文献：

[1]鞠志刚.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].有色金属文摘，2015（2）

[2]李阳冬.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].江西建材，2014（20）

[3]许亦然等.基于电厂热能动力锅炉燃料及燃烧过程的分析[J].华东科技，2016（09）