電廠熱能動力鍋爐燃料及燃料

◎隋本友

電廠熱能動力鍋爐燃料及燃料

◎隋本友

電廠熱能動力鍋爐根據(jù)其鍋爐燃料不同可以劃分為不同的種類，對于其燃料進行分析能夠保證鍋爐在使用過程中能夠為燃料的充分燃燒提供條件。根據(jù)不同燃料的燃燒特征，采用先進的技術(shù)手段對于燃料燃燒過程進行控制，能夠保證燃料充分燃燒以提供最大的能量，并且減少排放到空氣中的尾氣中污染物的含量。

隨著人類社會的不斷發(fā)展和世界人口的不斷增多，能源短缺現(xiàn)象已經(jīng)越來越明顯，利用先進的科學(xué)技術(shù)尋找新能源，節(jié)約使用現(xiàn)有能源迫在眉睫。電能在各行各業(yè)的發(fā)展過程中占據(jù)著重要的地位，耗電量的增大以及現(xiàn)有能源的短缺需要對于電廠熱能動力鍋爐燃料進行分析，以采用科學(xué)合理的方式發(fā)揮現(xiàn)有燃料的最大能量。

熱能動力鍋爐概述

熱能動力裝置是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的成套熱力設(shè)備，其中熱能的來源主要是媒、石油、天然氣等礦物質(zhì)燃料燃燒所釋放出來的熱能。熱能動力裝置包括汽輪機、內(nèi)燃機、燃氣輪機和核能等動力裝置組成，火力發(fā)電廠通過燃料燃燒推動熱能動力裝置產(chǎn)生原動力驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生電能。

熱能動力鍋爐是一種發(fā)電廠中進行能量轉(zhuǎn)換的一種重要裝備，通過燃料燃燒的釋放出來的熱能使得水的溫度達到所需要的溫度或者使得水由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的熱力設(shè)備。電廠熱能動力鍋爐的工作原理是通過向熱能動力鍋爐中輸入燃料，利用燃料燃燒后釋放出的熱能以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱傳遞給容器，蘊藏在其中的能量經(jīng)過鍋爐的轉(zhuǎn)化向外輸出具有熱能的蒸汽、高溫水等，推動汽輪機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生機械能。

在燃燒設(shè)備中，燃料燃燒不斷釋放熱量，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱崃總鬟f給鍋爐，自身的溫度由于能量的減少而降低，最終通過煙囪排除。鍋爐中的水，在鍋爐中受到受熱面吸收到的熱能而能量增加，達到具有一定溫度和壓力的蒸汽，從而推動汽輪機轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生機械能，通過發(fā)電機的作用再將機械能轉(zhuǎn)化為電能。

熱能動力鍋爐燃料分析及燃燒特性

熱能動力鍋爐是一種換熱器，根據(jù)鍋爐的能量來源劃分為：電鍋爐、太陽能鍋爐、余熱鍋爐、燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐等?；鹆Πl(fā)電廠一般采用的燃料主要事煤、石油、天然氣等作為熱能電動鍋爐燃料，我國火力發(fā)電廠的熱能動力鍋爐一般采用煤炭作為燃料。燃煤鍋爐是以煤作為燃料的鍋爐，經(jīng)過通過在爐膛中燃燒煤炭釋放熱量，把熱媒水和其他熱載體加熱到一定溫度的電能熱動力設(shè)備。燃煤鍋爐的燃料包括：貧媒、煙煤、無煙煤、褐煤等。

燃料燃燒過程包括“著火”和“燃燒”兩個階段，“著火”階段是燃料從緩慢氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯×已趸磻?yīng)的瞬間；“燃燒”是持續(xù)劇烈的氧化反應(yīng)階段。燃料充分燃燒需要具備兩個方面的條件：氧氣濃度充足；氧氣與可燃物的接觸面積足夠。根據(jù)燃料的原始物態(tài)可以將燃料分為三種：氣體燃料、固體燃料和液體燃料，但是由于在燃燒過程中液體燃料經(jīng)過預(yù)熱已經(jīng)蒸發(fā)成為氣體狀態(tài)，所以在進行燃料分類時將燃料主要分為氣體燃料和固體燃料。

氣體燃料的燃燒方式有三種：無焰燃燒、短焰燃燒、長焰燃燒。無焰燃燒的燃氣和空氣在進入燒嘴前或者在燒嘴內(nèi)完全融合，因為燃燒迅速，所以在燒嘴內(nèi)噴出后看不到火焰。短焰燃燒的燃氣與空氣在燒嘴內(nèi)進行以此混合，另一部分在噴出燒嘴后與空氣進行二次混合后繼續(xù)進行燃燒，能夠看到較短火焰。長焰燃燒的燃氣在燒嘴內(nèi)不同空氣混合，而是在噴出燒嘴后通過擴散作用與空氣進行混合，因此能夠看到較長火焰。

固體燃料的燃燒方法有四種：表面燃燒、蒸發(fā)燃燒、冒煙燃燒、分解燃燒。表面燃燒主要在幾乎不含揮發(fā)分子和見熱易分解的燃料中進行的燃燒。蒸發(fā)燃燒的燃料熔點比較低，固體燃料在燃燒之前由于受到高溫作用，首先融化成為液體狀態(tài)，液體狀態(tài)的燃料受熱之后蒸發(fā)成氣態(tài)與空氣接觸進行燃燒。冒煙燃燒的燃料遇熱易分解，由于熱分解產(chǎn)生的溫度低于燃料燃燒的著火點溫度，所以會產(chǎn)生帶有大量濃煙的表面燃燒現(xiàn)象。分解燃燒的燃料是分解溫度較低的固體燃料時由于產(chǎn)生熱分解作用，其揮發(fā)物質(zhì)與氧氣反應(yīng)，在固體物質(zhì)表面上發(fā)生燃燒現(xiàn)象。

熱能動力鍋爐燃料燃燒過程分析

預(yù)熱。預(yù)熱階段是在燃料燃燒之前對燃料進行烘干、揮發(fā)、預(yù)熱，保證燃料在高溫下達到完全分解。預(yù)熱階段在鍋爐中不需要氧氣，防止預(yù)熱階段燃料燃燒，只需要燃料在高溫預(yù)熱整過過程中能夠快速脫去水分即可。

燃燒。經(jīng)過預(yù)熱之后的燃料已經(jīng)得到充分揮發(fā)，燃燒階段的鍋爐內(nèi)需要大量充足的氧氣，燃料通過與氧氣的充分結(jié)合，產(chǎn)生劇烈的燃燒現(xiàn)象，并且釋放出大量的熱。這一階段在整個燃燒過程中發(fā)揮著重要的作用，其為電廠熱能動力鍋爐提供主要能量。燃燒階段是電廠熱能動力鍋爐產(chǎn)生能量的主要階段，其發(fā)電過程中的能量主要來自這一階段燃料燃燒所釋放出來的熱能轉(zhuǎn)化成的機械能，并最后轉(zhuǎn)化成為電能。

燃盡。經(jīng)過燃燒階段之后，灰燼中依然留存了部分可燃物，這就需要一定量的空氣幫助剩余的可燃物繼續(xù)燃燒，釋放其中的熱能。這個過程中的燃燒速度較慢，其釋放的熱能也遠遠沒有燃燒階段多。

燃料燃燒過程主要經(jīng)過這三個階段，經(jīng)過三個階段的燃燒之后不僅能夠保證燃料的充分燃燒之后蘊藏在燃料中的能量全部釋放出來，減少現(xiàn)有能源的浪費，而且能夠有效減少由于燃料不完全燃燒產(chǎn)生的有毒有害氣體排放到空氣中污染環(huán)境。

電廠熱能動力鍋爐燃料種類眾多，但是根據(jù)其燃料的原始物態(tài)主要可以分為氣態(tài)和固態(tài)、液態(tài)兩種形式，但是由于液態(tài)燃料在燃燒過程中在預(yù)熱階段就已經(jīng)蒸發(fā)為氣態(tài)，因此電廠熱能動力鍋爐燃料主要分為氣態(tài)和固態(tài)兩種。無論那種形態(tài)的燃料在燃燒過程中都要經(jīng)過預(yù)熱、燃燒和燃盡三個階段，根據(jù)不同階段的燃燒情況不同提供氧氣，發(fā)揮燃料的最大能量對于提高電廠熱能動力鍋爐具有重要的作用。

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