電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐燃料及燃料

隋本友

電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐根據(jù)其鍋爐燃料不同可以劃分為不同的種類(lèi)，對(duì)于其燃料進(jìn)行分析能夠保證鍋爐在使用過(guò)程中能夠?yàn)槿剂系某浞秩紵峁l件。根據(jù)不同燃料的燃燒特征，采用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)于燃料燃燒過(guò)程進(jìn)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(lèi)社會(huì)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(lái)越明顯，利用先進(jìn)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(guò)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(duì)于電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐燃料進(jìn)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(dòng)力鍋爐概述

熱能動(dòng)力裝置是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的成套熱力設(shè)備，其中熱能的來(lái)源主要是媒、石油、天然氣等礦物質(zhì)燃料燃燒所釋放出來(lái)的熱能。熱能動(dòng)力裝置包括汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和核能等動(dòng)力裝置組成，火力發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)燃料燃燒推動(dòng)熱能動(dòng)力裝置產(chǎn)生原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。

熱能動(dòng)力鍋爐是一種發(fā)電廠(chǎng)中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的一種重要裝備，通過(guò)燃料燃燒的釋放出來(lái)的熱能使得水的溫度達(dá)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(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐的工作原理是通過(guò)向熱能動(dòng)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(guò)程中產(chǎn)生的余熱傳遞給容器，蘊(yùn)藏在其中的能量經(jīng)過(guò)鍋爐的轉(zhuǎn)化向外輸出具有熱能的蒸汽、高溫水等，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)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(guò)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(dá)到具有一定溫度和壓力的蒸汽，從而推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)械能，通過(guò)發(fā)電機(jī)的作用再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

熱能動(dòng)力鍋爐燃料分析及燃燒特性

熱能動(dòng)力鍋爐是一種換熱器，根據(jù)鍋爐的能量來(lái)源劃分為：電鍋爐、太陽(yáng)能鍋爐、余熱鍋爐、燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t等?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)一般采用的燃料主要事煤、石油、天然氣等作為熱能電動(dòng)鍋爐燃料，我國(guó)火力發(fā)電廠(chǎng)的熱能動(dòng)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(guò)通過(guò)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(dòng)力設(shè)備。燃煤鍋爐的燃料包括：貧媒、煙煤、無(wú)煙煤、褐煤等。

燃料燃燒過(guò)程包括“著火”和“燃燒”兩個(gè)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(gè)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(guò)程中液體燃料經(jīng)過(guò)預(yù)熱已經(jīng)蒸發(fā)成為氣體狀態(tài)，所以在進(jìn)行燃料分類(lèi)時(shí)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(wú)焰燃燒、短焰燃燒、長(zhǎng)焰燃燒。無(wú)焰燃燒的燃?xì)夂涂諝庠谶M(jìn)入燒嘴前或者在燒嘴內(nèi)完全融合，因?yàn)槿紵杆?，所以在燒嘴?nèi)噴出后看不到火焰。短焰燃燒的燃?xì)馀c空氣在燒嘴內(nèi)進(jìn)行以此混合，另一部分在噴出燒嘴后與空氣進(jìn)行二次混合后繼續(xù)進(jìn)行燃燒，能夠看到較短火焰。長(zhǎng)焰燃燒的燃?xì)庠跓靸?nèi)不同空氣混合，而是在噴出燒嘴后通過(guò)擴(kuò)散作用與空氣進(jìn)行混合，因此能夠看到較長(zhǎng)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(jiàn)熱易分解的燃料中進(jìn)行的燃燒。蒸發(fā)燃燒的燃料熔點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)溫度，所以會(huì)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(shí)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(dòng)力鍋爐燃料燃燒過(guò)程分析

預(yù)熱。預(yù)熱階段是在燃料燃燒之前對(duì)燃料進(jìn)行烘干、揮發(fā)、預(yù)熱，保證燃料在高溫下達(dá)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(guò)過(guò)程中能夠快速脫去水分即可。

燃燒。經(jīng)過(guò)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(guò)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(gè)燃燒過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，其為電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐提供主要能量。燃燒階段是電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐產(chǎn)生能量的主要階段，其發(fā)電過(guò)程中的能量主要來(lái)自這一階段燃料燃燒所釋放出來(lái)的熱能轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能，并最后轉(zhuǎn)化成為電能。

燃盡。經(jīng)過(guò)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(gè)過(guò)程中的燃燒速度較慢，其釋放的熱能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有燃燒階段多。

燃料燃燒過(guò)程主要經(jīng)過(guò)這三個(gè)階段，經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的燃燒之后不僅能夠保證燃料的充分燃燒之后蘊(yùn)藏在燃料中的能量全部釋放出來(lái)，減少現(xiàn)有能源的浪費(fèi)，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(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐燃料種類(lèi)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(guò)程中在預(yù)熱階段就已經(jīng)蒸發(fā)為氣態(tài)，因此電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐燃料主要分為氣態(tài)和固態(tài)兩種。無(wú)論那種形態(tài)的燃料在燃燒過(guò)程中都要經(jīng)過(guò)預(yù)熱、燃燒和燃盡三個(gè)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(duì)于提高電廠(chǎng)熱能動(dòng)力鍋爐具有重要的作用。