淺談鍋爐熱能動力

劉麗

（黑龍江省松花江林業管理局鍋爐壓力容器檢驗所 150001）

【摘 要】電力資源上也面臨著電力資源供需的矛盾，為了解決這一矛盾，電廠熱能動力鍋爐燃燒技術應運而生。電廠熱能動力鍋爐燃燒技術的運用可以極大的提高鍋爐的應用效率，提高電力能源利用率。本文介紹了電廠熱能動力鍋爐，并對其燃料和燃燒做了分析。

【關鍵詞】電廠；熱能動力；鍋爐；技術分析

[Abstract] This paper introduced the thermal power boiler of power plant and analyzes its fuel and combustion.

[Key words] power plant； thermal power； boiler； technical analysis

1 熱能動力裝置和熱能動力鍋爐

熱能動力裝置就是將熱能轉化為機械能而產生原動力的成套熱力設備。熱能的來源包括利用煤、石油、天然氣、油頁巖、生物質能等燃料燃燒所放出的熱能以及核能、太陽能、地熱能等。熱能動力裝置包括汽輪機動力裝置、內燃機動力裝置、燃氣輪機動力裝置和核能動力裝置等。火力發電就是利用熱能動力裝置所產生的原動力來驅動發電機生產電能。

熱能動力鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式，而經過鍋爐轉換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐的主要工作原理是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業生產中的余熱傳遞給容器內的水，使水達到所需要的溫度或一定壓力蒸汽的熱力設備。水進入鍋爐以后，在汽水系統中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應用。在燃燒設備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產生的高溫煙氣通過熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。

2 熱能動力鍋爐使用的燃料

鍋爐就是一種換熱器，按其能量來源可分為：電鍋爐，太陽能鍋爐，余熱鍋爐，燃煤鍋爐，燃油鍋爐，燃氣鍋爐，生物質鍋爐，水煤漿鍋爐等。燃煤鍋爐就是燃料為燃煤的鍋爐，是指經過燃煤在爐膛中燃燒釋放熱量，把熱媒水或其它有機熱載體（如導熱油等）加熱到一定溫度（或壓力）的熱能動力設備。燃煤鍋爐的燃料可以是：貧煤，煙煤，無煙煤，褐煤，煤矸石等。燃油鍋爐包括燃油開水鍋爐、燃油熱水鍋爐、燃油采暖鍋爐、燃油洗浴鍋爐等。燃油鍋爐的燃料一般是：柴油，重油等；燃氣鍋爐包括燃氣開水鍋爐、燃氣熱水鍋爐、燃氣蒸汽鍋爐等，指的是燃料為燃氣的鍋爐。燃氣鍋爐的燃料一般是：液化石油氣，天然氣，城市煤氣，煤層氣，頁巖氣，沼氣等。鍋爐還用木材，木康，稻殼，谷糠，糠醛渣等作燃料。一般來說，在火力發電廠中，熱能動力鍋爐使用的燃料有煤、重油、天然氣等。從經濟利益、技術條件和資源應用上來說，我國大部分火力發電廠熱能動力鍋爐使用的燃料大都是煤炭。煤炭的基本成分有O2、C、N、H、H、水分等，其中碳占50%～70% 。C、H、S都可以燃燒，氧氣幫助這些燃料燃燒。所以在熱能動力鍋爐中煤燃料燃燒產生的熱量大部分都是碳釋放的熱量。

3 熱能動力鍋爐燃料燃燒的特性和方式

任何燃料的燃燒過程都包括“著火”及“燃燒”兩個階段，燃料只有達到著火溫度才能穩定燃燒。當氣體燃料與空氣混合后，氣體燃料占整個混合氣體的體積百分比必須在一定的范圍內，才能著火燃燒，這一范圍稱為著火濃度范圍或著火濃度極限。與C的氧化反應速度、空氣及燃燒產物的擴散速度有關。一般來說氣體燃料的燃燒方式有長焰燃燒，短焰燃燒和無焰燃燒。長焰燃燒也稱為擴散式燃燒，燃氣在燒嘴內完全不和空氣混合，待噴出后靠擴散作用與空氣混合進行燃燒，火焰較長。短焰燃燒是指燃氣在燒嘴內預先和部分空氣混合，噴出后部分燃燒，而另一部分與空氣混合后繼續燃燒，火焰較短。無焰燃燒是指燃氣和空氣在進燒嘴前或在燒嘴內完全混合，在燒嘴內或噴出后，因燃燒迅速，幾乎看不到火焰。

4 熱能動力鍋爐燃料燃燒的過程

燃料的燃燒主要是C、H、S的燃燒，如果燃燒不充分就會產生SO，H等，燃料的熱能不能完全的釋放，造成資源的浪費。燃料燃燒完全就會產生CO2、SO2、水蒸氣等，可以充分的利用燃料資源。一般來說固體燃料的燃燒分為三個階段。

4.1 預熱階段

熱階段指的是在燃料進行燃燒之前，對將要燃燒的燃料進行烘干、揮發、預熱的過程。燃料在300℃～400℃的溫度下蒸發分解的最迅速、最完全。燃料進入鍋爐后，在高溫預熱蒸發的過程中，迅速的脫掉水分，最后只剩下焦炭。在預熱階段鍋爐中是不需要氧氣的。

4.2 燃燒的階段

在前面的預熱階段，燃料經過預熱已經得到充分的揮發，在揮發分燃盡之后，燃料剩下的焦炭就會開始燃燒，進入燃燒的階段。燃料在燃燒階段，需要足夠的氧氣，通過和氧氣的結合，燃料劇烈的燃燒放熱。

4.3 燃盡階段

在燃盡的階段，焦炭中的可燃物質已經燃燒的所剩無幾，只有被炭灰包裹的內部有少許為充分燃盡的可燃物質，這個階段還需要一定量的空氣，幫助這些剩余的可燃物質充分的燃燒產生熱能。在這個過程中燃燒的速度比較緩慢，釋放的熱量也很少。

參考文獻：

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[2] 高新玉.新形勢下電廠鍋爐應用在熱能動力的發展前景[J].黑龍江科技信息，2014（10）.