電廠鍋爐燃料的燃燒分析

邱培華??

【摘要】目前我國社會發(fā)展相對來說較為迅速，我國人口數(shù)量也在呈現(xiàn)增長。而在大量的人口之下，人均資源占有量出現(xiàn)嚴(yán)重降低。因此對于我們而言，只有合理運(yùn)用現(xiàn)代化科技手段，才有可能促進(jìn)資源實(shí)現(xiàn)合理利用，并能夠開發(fā)出對人類有益的新能源。目前我國電力資源方面，供需相對來說較為緊張。因此要想充分克服這一矛盾，有效發(fā)揮火力發(fā)電廠的功能，需要大力普及熱能動力鍋爐，積極引進(jìn)先進(jìn)燃燒技術(shù)。通過燃燒技術(shù)的普及，能夠有效促進(jìn)鍋爐更加良好的應(yīng)用。本文根據(jù)電廠實(shí)際特點(diǎn)，探討熱能動力鍋爐相關(guān)技術(shù)，對鍋爐燃料如何實(shí)現(xiàn)較為合理燃燒予以一定研究。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠；資源動力；燃料；鍋爐技術(shù)

Combustion Analysis of Boiler Fuel in Power Plant

Qiu Pei-hua

（China Energy Construction Group Shanxi Electric Power Construction Third LimitedTaiyuanShanxi030000）

【Abstract】At present， China's social development is relatively fast， China's population is also showing growth. And under a large population， the per capita resource occupancy is seriously reduced. Therefore， for us， only the rational use of modern scientific and technological means， it is possible to promote the rational use of resources， and can develop new energy for human benefit. At present， China's power resources， supply and demand is relatively more tense. Therefore， in order to fully overcome this contradiction， effectively play the function of thermal power plants， the need to vigorously popularize thermal power boilers， and actively introduce advanced combustion technology. Through the popularity of combustion technology， can effectively promote the boiler more good application. In this paper， according to the actual characteristics of power plants to explore the thermal power boiler technology， how to achieve a more reasonable boiler fuel combustion to be a certain study.

【Key words】Thermal power plant；Resource power；Fuel；Boiler technology

大量的研究表明，鍋爐燃燒技術(shù)的引入，能夠有效促進(jìn)電廠鍋爐的科學(xué)運(yùn)用，電能利用率也持續(xù)提升。一方面能夠充分緩解資源短缺現(xiàn)象，另一方面利于節(jié)能減排，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能。所以通過進(jìn)行深入探討，便于我們合理掌握電廠鍋爐如何運(yùn)行，充分了解燃料如何進(jìn)行燃燒。

1. 熱能動力設(shè)施以及熱能動力鍋爐

（1）所謂熱能動力裝置，通常就是指與熱力有關(guān)設(shè)施。在成套熱力設(shè)施之下，熱能可以實(shí)現(xiàn)一定程度轉(zhuǎn)化，最終成為能夠?yàn)槿怂枰臋C(jī)械能。而熱能從來源上講，不僅涵蓋了化石燃料燃燒，還包括生物質(zhì)能，以及我們可利用的核能，能夠無限循環(huán)利用的太陽能等[1]。而產(chǎn)生熱能動力的裝置，一般包括原動機(jī)還有輔助機(jī)械。其中對于原動機(jī)來說，不僅包括汽輪機(jī)，還包括了內(nèi)燃機(jī)，以及燃?xì)廨啓C(jī)等。而要想實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電，需要借助于熱能動力設(shè)施形成原動力，然后能夠驅(qū)動對應(yīng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)而最終生成可供人類生產(chǎn)生活需要的電能。

（2）而通過熱能動力鍋爐，能夠?qū)崿F(xiàn)能量的有機(jī)轉(zhuǎn)換。我們通過對鍋爐放入燃料，經(jīng)過動力鍋爐一定程度的轉(zhuǎn)化，最終能夠向外輸出熱能，通常以蒸汽高溫水形式出現(xiàn)，還可以是其他熱載體。我們要想真正了解鍋爐，需要首先了解其工作原理。利用煤等燃料進(jìn)行充分燃燒，然后釋放一定規(guī)模熱能，然后傳遞給水等物質(zhì)，水不斷進(jìn)行升溫最終符合所需溫度，蒸汽也能夠達(dá)到相應(yīng)壓力。而水一旦進(jìn)入鍋爐，通過相應(yīng)的汽水系統(tǒng)，鍋爐利用自身受熱面結(jié)構(gòu)，把自身已經(jīng)完成吸收的熱量，能夠完成傳遞給水，因而讓水實(shí)現(xiàn)充分加熱，達(dá)到相應(yīng)的溫度與壓力。熱水還可能最終變?yōu)檎羝缓笸ㄟ^一定裝置被引出。通過一定燃燒設(shè)備，燃料能夠得到充分燃燒，并且能夠持續(xù)放出相應(yīng)熱量。通過爐膛內(nèi)燃燒作用，產(chǎn)生一定劑量高溫?zé)煔猓缓罄脽岬膫鞑ピ恚瑹崃磕軌蜓杆賯鬟f到鍋爐，煙氣自身溫度卻不斷下降，隨后通過煙囪排出去。

2. 熱能鍋爐燃料概述

鍋爐從本質(zhì)上講，屬于一種換熱器裝置。根據(jù)能量來源不同，包括燃?xì)馊济喝加投喾N類型。所謂的燃煤鍋爐，通常是指燃料為煤。煤通常位于爐膛進(jìn)行燃燒，然后得以釋放大量熱量，釋放的這些相應(yīng)熱量，能夠?qū)崿F(xiàn)將熱媒水加熱，使其能夠達(dá)到所需實(shí)際溫度，滿足相關(guān)壓力要求。對于燃煤鍋爐，燃料種類本身較為多樣，包括了貧煤煙煤褐煤多種類型[2]。對于燃油鍋爐，燃料同樣包括多種類型，主要有柴油或者重油。燃油鍋爐可以用于加熱水，也可以用于進(jìn)行采暖，或者進(jìn)行洗浴等，對于燃?xì)忮仩t亦是如此。而燃?xì)忮仩t選用燃料，通常包括液化石油氣體，還包括天然氣，以及頁巖氣和沼氣。通常來說，對于我國多數(shù)火力發(fā)電廠，為了經(jīng)濟(jì)利益更高，同時考慮到技術(shù)條件，一般是煤炭作為燃料。在煤炭中，氧碳?xì)涞蛟剌^多[3]。在這其中，碳元素相對來說最多，能夠占到50%以上。而碳?xì)淞蜻@三種元素，均能夠?qū)崿F(xiàn)充分燃燒。尤其如果在鍋爐中進(jìn)行適當(dāng)通風(fēng)或者引入氧氣，更能夠促進(jìn)上述燃料燃燒。在鍋爐中，燃燒出現(xiàn)的熱量一般來自碳釋放。endprint

3. 燃料燃燒究竟具備何種特性

（1）對于任何燃料，在進(jìn)行實(shí)際燃燒的過程中，均需要首先經(jīng)歷著火過程，然后才是燃燒階段。燃料剛開始只是發(fā)生緩慢氧化，然后才發(fā)展成劇烈氧化反應(yīng)，介于兩個過程的瞬間我們一般叫做著火階段。而延續(xù)這種劇烈氧化過程，我們一般稱之為燃燒[4]。通常對于煤炭等燃料，如果超過了自身的著火溫度，才能保持穩(wěn)定的燃燒過程。而氣體作為鍋爐的燃料，還需要注意應(yīng)和空氣進(jìn)行充分混合，在整個混合氣體中，只有保持較為科學(xué)燃料百分比，才能實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的著火。而關(guān)于這一范圍，專業(yè)上一般將其叫做著火濃度范圍，一般這和碳元素的氧化過程，燃燒擴(kuò)散速度情況，以及空氣擴(kuò)散等聯(lián)系密切。為了促進(jìn)可燃物完全燃燒，通常情況下需要滿足兩個條件，一是應(yīng)該保障氧氣的濃度良好，二是對于可燃物以及氧氣，應(yīng)接觸面積達(dá)到一定大小。

（2）通常來說，對于鍋爐內(nèi)氣體燃料，還需要選擇較為合適的燃燒方式。所謂長焰燃燒，一般通過擴(kuò)散式燃燒方法，在鍋爐燒嘴內(nèi)部，通常不與空氣混合徹底，只有等到氣體噴出之后，憑借氣體自身具有的擴(kuò)散作用，能夠?qū)崿F(xiàn)和空氣充分混合，予以較為有效的燃料燃燒，并且鍋爐內(nèi)火焰比較長。而所謂的短焰燃燒，通常是指用作燃料的燃?xì)猓畛跖c部分空氣混合完全，這里的部分空氣，在專業(yè)上也就是所說的一次空氣。在噴出之后，能夠?qū)崿F(xiàn)部分氣體燃料的燃燒。對于氣體另一部分，一般需要和二次空氣進(jìn)行混合，然后才能進(jìn)行繼續(xù)燃燒反應(yīng)，通常火焰相比之下就會較短[5]。而所謂的無焰燃燒，在實(shí)際進(jìn)入鍋爐燒嘴之前，燃料與空氣徹底混合反應(yīng)，而在鍋爐燒嘴內(nèi)，由于此燃燒反應(yīng)進(jìn)行的相對比較迅速，因而我們幾乎看不到現(xiàn)象。

（3）對于固體燃料在鍋爐內(nèi)燃燒，也包括較多實(shí)際方法。通常表面燃燒是指，燃料不具備揮發(fā)性，易受熱條件下實(shí)現(xiàn)分解，一般由碳等元素組成。一般情況下認(rèn)為，對于碳分子以及碳表面，由于本身具備較強(qiáng)的吸附作用，因而容易和氧氣產(chǎn)生一定程度化學(xué)反應(yīng)。從燃燒產(chǎn)物上看，無論是CO2還是C0，可能同時存在。而CO2氣體可能和碳反應(yīng)，最終得以生成CO。碳表面附近，可能進(jìn)行相應(yīng)氣相反應(yīng)，然后最終生成CO2。所謂的蒸發(fā)燃燒，在實(shí)際進(jìn)行燃燒之前，需要對燃料預(yù)先進(jìn)行熔融，使之能夠成為液態(tài)。隨后液體由于進(jìn)行受熱，進(jìn)行充分蒸發(fā)產(chǎn)生氣體，并能夠和空氣中氧進(jìn)行充分接觸，予以一定程度燃燒，類似于蠟燭燃燒。對于冒煙燃燒，通常針對不穩(wěn)定物質(zhì)，容易出現(xiàn)熱分解。熱分解作用下，將產(chǎn)生一定量的揮發(fā)分，然而此時溫度就會出現(xiàn)相應(yīng)降低，因而將引起大量濃煙，出現(xiàn)碳表面進(jìn)行燃燒，類似于潤濕的紙燃燒。在冒煙燃燒時，可燃成分容易出現(xiàn)散失。對于分解燃燒而言，分解溫度如果想對來說較低，那么對于鍋爐內(nèi)相應(yīng)的固體燃料，由于受到相應(yīng)加熱作用，產(chǎn)生相應(yīng)熱分解現(xiàn)象。對于易揮發(fā)組分，在進(jìn)行離開固體表明過程中，容易和氧氣之間進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)生燃料的充分燃燒，類似于木材紙質(zhì)燃燒。而對于分解燃燒，實(shí)際上和之前講的蒸發(fā)燃燒并不矛盾，可同時進(jìn)行發(fā)生。

4. 燃料燃燒過程概述

鍋爐內(nèi)燃料的燃燒，一般針對于碳?xì)淞蜻@三種元素的燃燒作用。一旦燃燒不夠充分，可能生成一氧化硫危害氣體，或者氫氣等。此時對于燃料燃燒出現(xiàn)的熱能，難以徹底的得到釋放，因而可能導(dǎo)致資源出現(xiàn)一定程度浪費(fèi)。一旦燃料燃燒比較完全，將生成大量CO2氣體，還有SO2以及水蒸氣等物質(zhì)，燃料資源能夠合理利用。通常來說，對于鍋爐爐膛內(nèi)固體燃料，為了實(shí)現(xiàn)較為充分燃燒，一般包括三個階段。

（1）預(yù)熱階段。

所謂的預(yù)熱階段，一般是指燃料還未燃燒時候，需要對燃料科學(xué)處理，予以烘干揮發(fā)，還要進(jìn)行相應(yīng)預(yù)熱。通常對于固體燃料，如果位于300℃左右，蒸發(fā)分解比較徹底。而燃料一旦進(jìn)入鍋爐，通過高溫條件進(jìn)行預(yù)熱蒸發(fā)，能夠及時脫掉自身水分，并且在最后成為焦炭。通常對于燃料預(yù)熱階段，在鍋爐爐膛中，不需要引入氧氣。

（2）燃燒階段。

經(jīng)過前面進(jìn)行充分預(yù)熱，充分揮發(fā)出物質(zhì)，等到揮發(fā)分燃盡，剩下的一部分焦炭隨后進(jìn)行燃燒，最終進(jìn)入到整個燃燒過程。在進(jìn)行燃燒的過程中，應(yīng)具備充足的氧氣，燃料和氧氣需要進(jìn)行充分接觸，這樣燃料才能強(qiáng)烈燃燒，并且能夠?qū)崿F(xiàn)充分放熱。

（3）燃盡階段。

燃料最后進(jìn)行燃盡，因而對于燃盡階段，在產(chǎn)生的焦炭中，可燃物質(zhì)實(shí)現(xiàn)充分燃燒，因而鍋爐內(nèi)實(shí)際上所剩無幾。僅僅炭灰包裹內(nèi)部，相對來說存在少量可燃性物質(zhì)成分，通常到達(dá)這個階段，仍需要相應(yīng)氧氣。這樣才能有效促進(jìn)那些可燃物，能夠進(jìn)行較為充分燃燒，最終產(chǎn)生真正滿足于群眾日常各項(xiàng)生產(chǎn)生活的熱能。對于這個實(shí)際過程，燃燒進(jìn)展十分緩慢，同時該過程中釋放的那些熱量，相對于燃燒過程來說也會很少。

5. 結(jié)語

本文根據(jù)電廠實(shí)際特點(diǎn)，探討熱能動力鍋爐相關(guān)技術(shù)，對鍋爐燃料如何實(shí)現(xiàn)較為合理燃燒予以一定研究。由此可見，當(dāng)前社會持續(xù)發(fā)展，同時我國人口數(shù)量也得到不斷增加，這也在一定程度上導(dǎo)致我國資源出現(xiàn)不斷減少。因?yàn)閷τ谖覈鴣碚f，應(yīng)合理運(yùn)用現(xiàn)代科技，爭取資源能夠更加合理利用，并且能夠有效開發(fā)出新能源。另一方面對于我國電力資源，供需之間的矛盾才能克服。對于火力發(fā)電廠，鍋爐燃燒技術(shù)十分重要，通過熱能動力鍋爐，可以充分促進(jìn)不同能量之間的轉(zhuǎn)換。化學(xué)能熱能等，經(jīng)過鍋爐設(shè)備的有效轉(zhuǎn)化，最終能夠向外輸出熱能，通常以蒸汽高溫水形式出現(xiàn)，還可以是其他熱載體。通過燃燒技術(shù)的有效利用，能夠大大利于鍋爐實(shí)現(xiàn)更加良好應(yīng)用，一方面能夠充分緩解資源短缺現(xiàn)象，另一方面利于節(jié)能減排，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能。

參考文獻(xiàn)

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