電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒研究

黃偉強(qiáng)

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)全球化和科技現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)村城市化進(jìn)程也開始加快，可利用資源匱乏，我們需要通過利用現(xiàn)代化技術(shù)開發(fā)出新型能源，以滿足人民群眾的需求。此外，隨著汽車新能源行業(yè)的崛起，社會對電力的需求日益增大，電力供需面臨著巨大的壓力。所以我們需要創(chuàng)新科技，探索出新型技術(shù)，減輕電力供需的壓力。因此積極研究電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒是必須的。

關(guān)鍵詞：電廠;熱能動力;鍋爐燃料;燃燒

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

鍋爐主要是由外部框架中的外殼及內(nèi)部鍋爐燃?xì)饪刂平M件構(gòu)成，外部框架又分為底殼和面殼，底殼的主要作用是固定鍋爐的燃燒，具有穩(wěn)定性的作用，通常也會用一些輔助的設(shè)備安裝在固定鍋爐的位置，從而使底殼和墻體固定連接。面殼的主要作用是防止塵土等因素對鍋爐的影響，具有防護(hù)作用。燃?xì)忮仩t內(nèi)部電氣控制組件是整個鍋爐的核心，隨著技術(shù)水平的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，目前在控制鍋爐燃燒上逐漸向自動化、智能化發(fā)展，而鍋爐燃燒的溫度控制也越來越準(zhǔn)確。

1燃料的燃燒形式

1.1分層次的燃燒

分層次的燃燒適用于多種原料煤的燃燒，并且這種燃燒方式，對煤炭的顆粒大小沒有要求。這種燃燒方式的缺點為只能用于固體燃料的燃燒，并且需要保證燃料與空氣中的氧氣充分的接觸，如果空氣供應(yīng)不足，則會導(dǎo)致燃燒不充分，進(jìn)而降低燃料的利用率。分層燃燒方式的優(yōu)點在于其燃燒過程較為穩(wěn)定，而且燃燒所釋放的能量較多。

1.2懸浮狀態(tài)的燃燒

這種方式的元素主要是將固體燃料加工成氣體或粉末形狀，并且保證燃料與氧氣在鍋爐中充分混合，進(jìn)行燃燒反應(yīng)。因為燃料保持的是懸浮狀態(tài)，所以這對熱能動力鍋爐的爐膛高度有一定的要求。燃料采用懸浮狀態(tài)的燃燒形式，可以提高燃料的利用率，燃料的燃燒較充分且迅速。但是如果懸浮的燃料與空氣接觸并不充分則會導(dǎo)致懸浮的顏料粉末無法進(jìn)行燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生浪費(fèi)。

1.3旋風(fēng)情況下的燃燒

旋風(fēng)情況下的燃燒主要是指燃料物體，在空氣的旋風(fēng)下送進(jìn)鍋爐發(fā)生燃燒。燃料在較高的空氣流速中進(jìn)行燃燒。這種燃燒方式對鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出了較高的要求，并且空氣的旋風(fēng)操作會損失部分能量。但這種燃燒方式能夠充分利用燃料的燃燒能力，燃料的燃燒方式較為穩(wěn)定，且殘留很少。

2電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒策略

2.1選擇熱能動力鍋爐燃料

火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中離不開燃料的使用，通過燃料的燃燒來產(chǎn)生所需的能源，首先將燃料的化學(xué)能熱能傳遞給中間的介質(zhì)，如常用的介質(zhì)之一水，然后將其溫度逐漸升高產(chǎn)生蒸汽，當(dāng)蒸汽達(dá)到一定的壓力后，燃料的化學(xué)能通過轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)化為熱能，在汽輪機(jī)中將熱能在向機(jī)械能轉(zhuǎn)換，最后在發(fā)電機(jī)中實現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)化。從熱能動力鍋爐的本質(zhì)看鍋爐就是一種換熱器裝置，從不同資源中獲取所需能量，我國的燃?xì)狻⑷济旱荣Y源類型比較豐富，因此可給發(fā)電廠供應(yīng)所需燃料資源。但鍋爐燃料本身還存在一定特殊性，煤炭是鍋爐燃燒的主要燃料，在鍋爐內(nèi)部通過煤炭的燃燒來釋放大量熱量，且熱量可滿足熱媒水加熱的需求，當(dāng)水達(dá)到一定的溫度才能保證所需的壓力，熱能動力鍋爐的運(yùn)行才能發(fā)揮應(yīng)有的價值。相對的還有燃油和燃?xì)忮仩t，燃油鍋爐的燃料類型也非常繁多，常見的是柴油燃料和重油燃料。而燃?xì)忮仩t主要是以天然氣、液化石油氣體等作為燃料。目前我國很多火力發(fā)電廠受到經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等因素的影響，在發(fā)展過程中以煤炭作為主要燃料。煤炭組成來看，氧、硫等元素可滿足燃燒要求，可以促進(jìn)鍋爐的燃燒。

在火力發(fā)電廠中還有固體燃料，固體燃料的燃燒通常是說不能在燃燒的過程中揮發(fā)或揮發(fā)性較差的燃料。一般燃燒的整體結(jié)構(gòu)以一氧化碳和二氧化碳為主，在有足夠的燃燒條件下，二氧化碳會通過氧化轉(zhuǎn)化為一氧化碳。如燃燒條件熔點較低，在進(jìn)行燃燒過程中沒有和氧氣充分的融合接觸，會大大降低固體燃料結(jié)構(gòu)的可燃性，從而出現(xiàn)固體燃燒的形態(tài)。固體燃燒在生活中是比常見的，比較瀝青的燃燒，只有經(jīng)過長時間的燃燒才能充分體現(xiàn)出固體燃料本身特有的獨特性。固體燃燒又分為兩類，其中一類為蒸發(fā)/升華的氣體燃燒，燃燒速度取決于揮發(fā)速度，如萘的燃燒;另外一類為固體直接燃燒，燃燒速度取決于空氣入侵固體的速度，如焦碳的燃燒、粉塵燃燒或爆炸。固體燃料是易分解的結(jié)構(gòu)，不同的燃料在燃燒時所產(chǎn)生的形態(tài)不同，在進(jìn)行燃燒時也要選擇合適的固體燃料，從而提高熱能動力鍋爐的效率。

2.2優(yōu)化二次風(fēng)量和燃盡風(fēng)量

鍋爐的燃燒效率與空氣的供給密切相關(guān)，所以有效的提升燃料的利用率需要在空氣的供給方面下足功夫。對風(fēng)量的供給提出進(jìn)一步的優(yōu)化策略。為了能夠確保煤炭燃料能夠得到充分的燃燒，將煤炭進(jìn)行分層隔開燃燒，并且在每層的二次風(fēng)箱配有最優(yōu)的風(fēng)量比例。為了確保二次風(fēng)箱中風(fēng)量供給的合理性，通過科學(xué)的測量，把握風(fēng)量的供給程度。因為鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多樣化，導(dǎo)致在風(fēng)量的測量過程中出現(xiàn)各種不同的阻礙，所以對于鍋爐風(fēng)量供給的研究還有待于進(jìn)一步的深化。

2.3送風(fēng)量控制

為了保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)對燃料容量的變化，適當(dāng)改變送風(fēng)量，送風(fēng)的主要任務(wù)是調(diào)整送風(fēng)量和燃料量，保證鍋爐燃燒效率達(dá)到最高水平，使鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益滿足用戶的需要。但是，進(jìn)風(fēng)流量控制系統(tǒng)要求爐膛壓力控制必須在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，因此進(jìn)風(fēng)和送風(fēng)必須平衡。爐膛壓力的高低也直接關(guān)系到鍋爐燃燒的安全性和經(jīng)濟(jì)性。壓力噴射過大會引起爆炸，當(dāng)壓力較小的冷空氣進(jìn)入爐膛時，會直接影響燃燒。因此，送風(fēng)量可以作為前饋信號，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。因此通過風(fēng)量及燃料最佳配比，使可燃物充分燃燒，減少資源浪費(fèi)，使燃料的燃燒能量最大化。

2.4預(yù)熱過程

在燃料燃燒前，要進(jìn)行科學(xué)化的處理，將燃料進(jìn)行烘干處理后，再進(jìn)行加熱。燃料烘干后有助于充分燃燒，在加熱時，燃料的溫度會逐漸上升，燃料內(nèi)部分子的運(yùn)動速度逐漸加快，這樣有助于燃料在燃燒的過程中發(fā)生充分的氧化反應(yīng)。通常，電廠熱能動力鍋爐內(nèi)的固體燃料在300℃條件下，實現(xiàn)充分燃燒并發(fā)生分解。因此，燃料在燃燒前，可預(yù)先升高電廠熱能動力鍋爐內(nèi)溫度，并且保持較高的溫度。因此能夠使原料在高溫下達(dá)到預(yù)熱的效果。預(yù)熱的過程中，要注意燃料水分的影響，水分越大，通風(fēng)量要加大，并且要保持爐內(nèi)的溫度穩(wěn)定，溫度的變化和風(fēng)量的變化都會對原料的預(yù)熱產(chǎn)生影響。因此，在實際的應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)實情況進(jìn)行合理化的調(diào)整。

結(jié)束語

綜上所述，電廠熱能動力鍋爐能夠使燃料發(fā)生充分的反應(yīng)，降低環(huán)境的污染和提升燃料的利用率。通過本文的分析可知，電廠在實際的應(yīng)用熱能動力鍋爐中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的實際情況，選擇燃燒方式和燃料，科學(xué)合理的燃燒方法有利于燃料充分地燃燒，提高燃燒效率，減少燃燒成本，充分地發(fā)揮熱能動力鍋爐的優(yōu)勢與潛力，提高電廠運(yùn)作的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)電廠在區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)和社會基礎(chǔ)性保障能力。

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