电厂热能动力锅炉燃料及燃烧研究

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧研究

曹 阳

中冶京诚工程技术有限公司 ,北京市 100176

摘要：当前，在我国时代历史进程的步伐逐步加快的趋势下，带动了经建设的高速发展，与此同时，对于能源的需求量也越来越高。对于能源方面的问题，我国无论是在科学技术上的重视度还是对其的投资力度都非常大，目的是为了能够将能源充分的利用起来。热能是能源结构当中非常重要的一部分，它在能源的转换方面有着很重要的作用。当前社会对于热能的应用范围越来越大。在电厂热能动力锅炉当中，主要研究的目标就是燃料及燃烧的研究。本文主要对电厂热能动力锅炉燃料及燃烧的情况进行分析和探讨。

关键词：电厂热能动力；锅炉燃料；燃烧研究

引言

随着经济全球化和科技现代化的发展，城市化进程也开始加快，可利用资源匮乏，我们需要通过利用现代化技术开发出新型能源，以满足人民群众的需求。此外，随着汽车新能源行业的崛起，社会对电力的需求日益增大，电力供需面临着巨大的压力。所以我们需要创新科技，探索出新型技术，减轻电力供需的压力。因此积极研究电厂热能动力锅炉燃料及燃烧是必须的。

1热能动力锅炉的概述

锅炉主要是由外部框架中的外壳及内部锅炉燃气控制组件构成，外部框架又分为底壳和面壳，底壳的主要作用是固定锅炉的燃烧，具有稳定性的作用，通常也会用一些辅助的设备安装在固定锅炉的位置，从而使底壳和墙体固定连接。面壳的主要作用是防止尘土等因素对锅炉的影响，具有防护作用。燃气锅炉内部电气控制组件是整个锅炉的核心，随着技术水平的不断创新和改进，目前在控制锅炉燃烧上逐渐向自动化、智能化发展，而锅炉燃烧的温度控制也越来越准确。热能动力锅炉的本质作用就是将热能向电能转化，但在转化过程中需输送的能量很多，包括煤炭等燃料中的化学能、电能以及燃烧中所产生的热能等，所有的能源都将通过锅炉装置实现能源的转化过程，最终给外界产生丰富的蒸汽和其他有机物质。根据热能动力锅炉在不同阶段的燃料燃烧最终产生所需能量，但由于工作特性的需要，在整个燃烧过程中还需大量氧气支持，燃料只有充分的与空气接触才能最大程度发挥效用，产生更多能量。

2电厂热能动力锅炉燃料

燃料的燃烧属于化学反应，燃烧需要经历两个过程，这两个过程就是点燃和燃烧。点燃指的是燃料的氧化反应瞬间加速；燃烧指的是氧化反应持续剧烈进行。燃料达到着火点后才能够实现燃烧。而对于气体燃料而言，原料达到着火点不一定能够点燃，它的燃烧也与空气中的自身占比有关系。燃料的燃烧离不开空气中的氧气，燃料和氧气充分接触下并且氧气充足，这样燃料才能够进行充分的化学反应即燃烧。对固体燃料来说，固体燃料燃烧的挥发性相对较差。在实际燃烧过程中，固体燃料的结构表面存在大量的CO₂和CO。其燃烧方式有冒烟、蒸发、表面等。冒烟燃烧指的是燃料中的碳分子没有充分的燃烧，燃料的利用率较低；蒸发燃烧主要是将固体燃料融化成液体，再将液体形式的燃料进行蒸发转化成气体，将燃料气体与空气中的氧气进行混合后进行燃烧反应；表面燃烧一般在含碳量较高且容易分解和挥发的燃料中出现，换而言之，燃料中的碳分子与燃料表面的氧气产生化学反应，从而生成一氧化碳和二氧化碳燃料产物，生成的一氧化碳有助于燃烧，使燃料的燃烧更充分。其中当前我国火力发电普遍应用的燃料为煤炭，就煤炭燃料而言，其包含大量的碳氢氧等元素，碳元素的占比一般为50%~70%，其他氧氢硫等元素满足煤炭燃烧的需求，使煤炭能够充分的燃烧。电厂热能动力锅炉工作的过程中，需要保持良好的通风，良好的通风能够给燃料提供充足的氧气，使燃料发生充分的氧化反应，提高燃料的利用率。因此，对电厂热能动力锅炉的燃烧反应来看，燃烧反应主要为碳燃烧释放能量的过程。对气体燃料而言，其燃烧过程具有长焰、短焰和无焰三种燃烧方式。长焰燃烧方式主要是指在锅炉的烧嘴中，气体燃料并没有发生燃烧反应，待气体喷出烧嘴后与空气中的氧气进行接触，然后才会发生剧烈的燃烧，这时候就会出现较长的火焰；短焰燃烧主要是指在汽水中，气体燃料已经与少量的空气发生混合，待混合气体喷出烧嘴时，少量的燃料气体已经发生燃烧反应，其余未燃烧的燃料与空气进行充分的混合后进行二次燃烧，这样就会出现肉眼可视的火焰；无焰燃烧指的是燃料气体与空气在烧嘴中已经发生充分的混合与接触，但燃料喷出烧嘴后即发生剧烈的燃烧反应，因为其化学反应过于迅速，肉眼几乎看不到燃烧的火焰。

3燃料的燃烧形态分析

电厂离不开热能动力锅炉的应用，随着社会经济的发展对电能的需求量不断上升，在电力厂的发展过程中出现了能源不足的问题，为更好处理能源问题，还需提高热能动力锅炉的利用率，选择合理的燃料进行燃烧，降低锅炉的运行成本。通过对燃料的燃烧形态进行分析，进一步提高锅炉的工作效率。分层次的燃烧。该燃烧形态主要应用于固体燃料的燃烧过程，根据锅炉内燃料的燃烧特征，按照一定的燃烧流程进行燃烧。该燃烧形式适应多种原料的燃烧，没有对燃料大小的要求。其优势是燃烧的层次所释放的能量较多且燃烧过程较稳定，锅炉以长时间运行。缺点是在需保证燃料与空气的充分融合，避免出现燃烧不充分，影响锅炉的经济效益。悬浮状态下的燃烧。需把燃料进行二次加工成粉末或气体等形状与空气一起进行燃烧。在燃烧过程中还需注意将炉膛高度升高，保证悬浮燃烧。其优点在于燃料可充分燃烧，燃烧效率也较高。缺点是燃料易与空气在燃烧过程中产生很多粉末物质。旋风情况下的燃烧。燃料与周围空气是沿着切线的角度被送进锅炉内部，可产生较强的气流，形成螺旋运动状态进行燃烧。其优点在于燃烧状态稳定，可节省很多燃料。缺点是在进行通风操作上会损失很多能量。

4电厂热能动力锅炉的燃烧过程

4.1预热

在电厂热能动力锅炉正式燃烧前，为了使燃烧效率得到提高，并缩短燃烧时间，需要合理进行锅炉预热，从而使锅炉内的温度得到有效提升。通过预热操作可以使锅炉内部温度得到提高，进而烘干内部燃料，蒸发燃料中的水分，确保燃料能够燃烧充分。在烘干燃料后，需要进一步升高锅炉内温度，确保其达到燃料的燃点。

4.2燃料控制

严格遵守锅炉蒸汽负荷要求最重要的是调节燃烧量，主要是因为锅炉通风直接影响通风控制。燃料控制是为了消除内部干扰，提高系统效率。因为它们是密切相关的，我们还必须注意它们之间的相互作用，所以我们应该注意燃料质量和锅炉通风设备的适用性。

4.3燃烧后处理

锅炉燃烧后的处理，具体是在锅炉内燃料彻底燃烧结束后开展的一项工作。由于锅炉在具体燃烧过程当中，燃烧结束阶段时多数燃料被燃烧，但锅炉内还会残留一部分燃料。与此同时，燃料燃烧后所产生的物质中也有一些可以回收利用的物质。因此，在锅炉燃烧结束后，工作人员需要继续向其进行供氧，确保充分燃烧可燃物，同时还要回收处理燃烧中所产生的烟气，使锅炉的利用率和节能性得到有效提高。

结语

综上所述，电厂热能动力锅炉能够使燃料发生充分的反应，降低环境的污染和提升燃料的利用率。通过本文的分析可知，电厂在实际的应用热能动力锅炉中，应当结合自身的实际情况，选择燃烧方式和燃料，科学合理的燃烧方法有利于燃料充分地燃烧，提高燃烧效率，减少燃烧成本，充分地发挥热能动力锅炉的优势与潜力，提高电厂运作的经济效益，实现电厂在区域产业链服务和社会基础性保障能力。

参考文献

[1]朱晓春.浅谈电厂热能动力锅炉燃料和燃烧[J].中国化工贸易，2019，11（4）:179.

[2]李桃平.电厂热能动力锅炉燃料的相关研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2016,5(34):3370.