電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒特點分析

任瀛

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟(jì)和科技有著快速發(fā)展，我國發(fā)展水平良好。但在發(fā)展過程中，也面臨著人口增長與資源之間的矛盾，出現(xiàn)資源緊張的問題。而對資源的開采是一項長期性工作，且一些資源是不可再生的，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要提高資源利用效率。利用高科技技術(shù)，可以實現(xiàn)對資源的合理應(yīng)用，且在新資源開發(fā)中也有著積極作用。其中電能作為社會運行中必要資源，要提升其資源利用效率，對于火電廠功能就要進(jìn)一步進(jìn)行開發(fā)。本文主要探究電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒特點，加強熱能動力燃燒系統(tǒng)應(yīng)用，對其運行管理也可以此為依據(jù)進(jìn)行完善。

關(guān)鍵詞：電廠熱能;動力鍋爐燃料;燃燒特點;燃燒過程

1 熱能動力鍋爐設(shè)施概述

電廠熱能動力鍋爐是一種熱能動力裝置，可以將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，而其熱能的來源主要是燃燒煤和石油等形成的，再經(jīng)過動力裝置的作用進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過動力裝置所產(chǎn)生的初始動力，可以驅(qū)動電廠發(fā)電機器，從而實現(xiàn)發(fā)電完成能量轉(zhuǎn)換。在該鍋爐裝置中，會輸入產(chǎn)生的熱能等，經(jīng)過一定作用輸出高溫液體或者水蒸汽。在燃燒燃料進(jìn)行熱能供應(yīng)時，燃料會在裝置設(shè)備部分燃燒而產(chǎn)生持續(xù)熱能，經(jīng)過傳遞到達(dá)鍋爐裝置的受熱表面。

2 電廠熱能動力鍋爐燃料應(yīng)用

通常情況下，火力發(fā)電廠運行中，其熱能動力鍋爐使用的燃料是多樣的，其中有固體燃料、液體燃料和氣體燃料這三種，具體有煤、重油和天然氣等資源。當(dāng)前，我國煤的儲量更加豐富，且其應(yīng)用比較經(jīng)濟(jì)，燃煤發(fā)電也是我國主要的發(fā)電方式。

2.1 氣體燃料燃燒

氣體燃料通常也被稱之為擴(kuò)散性燃燒方式，這種燃燒方式應(yīng)用中，其烤嘴不需直接接觸空氣，而是在噴射過程中充分結(jié)合空氣，然后進(jìn)行燃燒。使用氣體燃料燃燒，其燃燒后的火焰更長，且僅僅是燒嘴部分會接觸到小部分空氣，其實際使用中接觸的氧氣也就比較少。這種情況下，噴射之后盡可實現(xiàn)局部燃燒，噴射其它部分燃料時，才可接觸空氣而燃燒其余燃料，與上個燃燒階段相比，該階段的火焰較短，且充分混合了空氣的氣體燃料，其燃燒也比較快，因此其火焰消失也很快。

2.2 固體燃料燃燒

固體燃料指的是很少甚至不會揮發(fā)或者在受熱條件下而被分解的燃料，比如煤。該類型燃料的特點，就是充分與氧氣接觸的情況下，受一定條件作用，其產(chǎn)生的氧化反應(yīng)比較劇烈。在燃燒的過程中，會在燃料的表面產(chǎn)生二氧化碳，受一定作用條件影響，其中部分二氧化碳會與碳發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而生成一氧化碳，其原因就在于固體燃料的熔點相對較低，可能在燃燒中未燃燒便已熔化，其形態(tài)也會轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，在溫度持續(xù)升高下會成為氣態(tài)。而氣態(tài)物質(zhì)在與燃料反應(yīng)下，會生成一氧化碳，氣態(tài)的一氧化碳可燃但易揮散，會出現(xiàn)燃燒不充分的問題，且會伴隨產(chǎn)生有害氣體。

3 燃料燃燒特性

無論使用的是氣態(tài)燃料還是液態(tài)燃料，其燃燒都是具有兩個部分，即著火和燃燒。前者是指燃料在一定溫度下會出現(xiàn)氧化反應(yīng)，著火就是該反應(yīng)緩慢增強，持續(xù)一段時間后就達(dá)到燃燒狀態(tài)。而著火燃燒需要燃料在混合物中比例達(dá)到一定條件，其燃燒需要具備充足氧氣，且燃料要與氧氣實現(xiàn)充分的接觸。使用氣體燃料，要注意與空氣實現(xiàn)充分混合，且保持燃料百分比的科學(xué)性，以確保著火的穩(wěn)定，也就是要控制好著火濃度范圍。

一般情況下，會選擇比較合適的燃燒方式來燃燒鍋爐中其它燃料。其中的長焰燃燒就是采用擴(kuò)散式的燃燒方法，鍋爐燒嘴內(nèi)不徹底與空氣混合，而是氣體噴出才憑借其擴(kuò)散作用來與空氣充分混合，形成有效燃燒。短焰燃燒則是燃?xì)馊剂献畛跬耆c部分空氣混合，氣體的其它部分與二次空氣混合，再進(jìn)行持續(xù)燃燒。無焰燃燒則是在燃燒先徹底與空氣混合后，再進(jìn)入燒嘴，在其內(nèi)部的燃燒是比較快的。

4 電廠熱能動力鍋爐燃料燃燒過程

在熱能動力鍋爐中，燃料的燃燒主要是碳、氫和硫的燃燒，在其燃燒不充分的情況下，會有CO、H產(chǎn)生，無法完全釋放熱能，會造成資源浪費。以固體燃料為例，其燃燒過程主要有三個階段：

首先是預(yù)熱階段，指的是在燃料燃燒之前，其烘干、揮發(fā)和預(yù)熱的過程，一般在300℃～400℃范圍內(nèi)，燃料可以實現(xiàn)最快、最完全的蒸發(fā)分解。其進(jìn)入鍋爐后，高溫預(yù)熱蒸發(fā)中會快速將水分脫掉剩下焦炭。此階段不需氧氣。

其次是燃燒階段，在預(yù)熱階段產(chǎn)生的焦炭會開始燃燒，并且進(jìn)入燃燒的階段，該階段需要確保氧氣充足，使燃料可以與氧氣結(jié)合實現(xiàn)劇烈的燃燒放熱。

最后是燃盡階段，在此階段燃料剩余部分幾乎不會存在可燃物質(zhì)，一般只有碳灰中內(nèi)部包裹少部分。該階段需要一定量空氣支持剩余可燃物質(zhì)燃燒生產(chǎn)熱能，且其燃燒速度較慢，會釋放的熱量也相對較少。

5 燃燒過程改進(jìn)策略

要改進(jìn)熱能動力鍋爐燃料的燃燒過程，就要做好三方面工作，即要充分調(diào)配各類燃料、保證空氣量的充足、合理調(diào)節(jié)各階段燃燒。對燃料的充分調(diào)配，有利于構(gòu)建鍋爐中最合適燃燒流程，確保固態(tài)燃料燃燒有序，實現(xiàn)充分燃燒。預(yù)熱、燃燒和燃盡階段要確保通入充足空氣，實現(xiàn)各階段的緊密銜接，促進(jìn)燃料的充分燃燒。此外，要做好燃燒調(diào)節(jié)工作，在烘干材料過程中，還要注意查驗其后續(xù)揮發(fā)情況。

6 結(jié)語

要提升火電廠運行效率，就要科學(xué)掌握電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒特點，對其燃燒過程進(jìn)行合理改進(jìn)，實現(xiàn)熱能的有效生產(chǎn)、有序轉(zhuǎn)化和輸送，對各類燃料做好調(diào)配工作等，促進(jìn)其充分燃燒，真正實現(xiàn)生產(chǎn)效益的提升。

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