火力發(fā)電廠中熱能動力鍋爐的燃料及其燃燒探究

孫學(xué)鵬 鞠歡

摘要：由于近年來我國較大人口基數(shù)導(dǎo)致人均能源占比不高，要想獲得持續(xù)性發(fā)展，就要堅持走節(jié)能降耗路線?；鹆Πl(fā)電廠作為能耗較高的企業(yè)，關(guān)系著國民生產(chǎn)生活的正常用電，同時也關(guān)系著環(huán)境保護(hù)等諸多方面。通過在火力發(fā)電廠鍋爐中加強(qiáng)燃煤節(jié)能質(zhì)量管理有助于降低能源消耗，有助于提升能源利用率，有助于企業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展、社會和環(huán)境共同進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;熱能動力鍋爐;燃料;燃燒;探究

引言

通過對熱能動力鍋爐燃料和燃燒進(jìn)行詳細(xì)分析并加強(qiáng)管理，保證充足的能源供應(yīng)，提升能源的利用率，保證火電廠的穩(wěn)定發(fā)展。

1熱能動力鍋爐燃料的概述

熱能動力鍋爐的工作性質(zhì)就是能量設(shè)備的轉(zhuǎn)換。從目前火力發(fā)電廠的工作流程中可知，常見燃料中工業(yè)油、煤炭等都是不可再生資源。從經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)水平及能源利用率等方面看，即使我國的天然氣、石油等資源比較豐富，但通過燃燒方式來獲取所需能源的方式是非常不合理的，因為燃燒所產(chǎn)生的價值比本身的價值要低很多，用來作為燃料是一種浪費。我國煤炭資源十分豐富且煤炭產(chǎn)量也在逐年增長，而且可滿足火力發(fā)電廠的資源供應(yīng)，所以現(xiàn)階段我國大部分火力發(fā)電廠都是依靠煤炭資源作為熱能動力鍋爐的主要燃料。

煤炭構(gòu)成非常復(fù)雜，包含氧、氨、氫、碳、硫等多種化學(xué)成分。硫分為好幾種，其中硫單質(zhì)的同素異形體也有很多種，有斜方硫、單斜硫和彈性硫等。硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸鹽或單質(zhì)的形式存在，對人體而言，天然單質(zhì)硫是無毒無害的，而稀硫酸、硫酸鹽、亞硫酸和亞硫酸鹽有毒，硫化物通常有劇毒。濃硫酸會腐蝕人體皮膚，另外硫化物能通過燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對鍋爐來說是非常危險的因素，可能會使鍋爐的金屬結(jié)構(gòu)遭到腐蝕而損壞，影響鍋爐的正常運行，最終縮短鍋爐的使用壽命。另外這些氣體會對環(huán)境產(chǎn)生一定污染，必須進(jìn)行處理后才能排放。煤炭中有一定含量的水分，這些水對能量的轉(zhuǎn)換也有一定的影響，會降低能量的轉(zhuǎn)換效率，在實際的運輸?shù)拳h(huán)節(jié)中也可能會因煤炭進(jìn)水而增加鍋爐燃燒難度、降低煤炭資源的使用率，進(jìn)而極大降低火力發(fā)電的效率和質(zhì)量。

2鍋爐節(jié)能降耗的重要意義

火電廠運行中必不可少的一部分內(nèi)容就是鍋爐，同時，鍋爐也是電廠實際運行中能源消耗較大的部分，要想實現(xiàn)節(jié)能降耗的效果，就要積極改進(jìn)鍋爐的結(jié)構(gòu)，提高鍋爐燃煤質(zhì)量管理水平。我國在近年來的發(fā)展中對電能的需求量不斷增大，很多行業(yè)都存在嚴(yán)重的電能應(yīng)用不足、電能供需失衡的問題。如果沒有充分重視節(jié)能降耗問題，那么，不久的將來必然會產(chǎn)生十分嚴(yán)重的能源不足問題，甚至?xí)?dǎo)致無法維持社會發(fā)展和運行?？梢姡瑧?yīng)當(dāng)將節(jié)能降耗理念充分應(yīng)用于電廠鍋爐中，加強(qiáng)調(diào)解和改善鍋爐設(shè)備和運行模式?；鹆Πl(fā)電廠有著較高的鍋爐運行參數(shù)，鍋爐具有較大容量，在實際運行中需要消耗巨大的能源。為此，要對鍋爐能耗總量進(jìn)行控制從而提升火力發(fā)電廠的生產(chǎn)實效。當(dāng)前，很多發(fā)電廠仍然采用的是主導(dǎo)性的動力設(shè)備，這是亟需改進(jìn)之處。相關(guān)人員需要加強(qiáng)電廠節(jié)能降耗的改進(jìn)，以鍋爐為切入點，將鍋爐動力設(shè)備的工作效率進(jìn)一步提升。此外，為了將鍋爐實際能源消耗降低，需要加強(qiáng)各項參數(shù)的優(yōu)化。為此，工作人員需要對鍋爐實際運行情況進(jìn)行考慮，對鍋爐參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)節(jié)能指標(biāo)調(diào)整鍋爐參數(shù)。

3電廠熱能動力鍋爐燃料

燃料的燃燒屬于化學(xué)反應(yīng)，燃燒需要經(jīng)歷兩個過程，這兩個過程就是點燃和燃燒。點燃指的是燃料的氧化反應(yīng)瞬間加速;燃燒指的是氧化反應(yīng)持續(xù)劇烈進(jìn)行。燃料達(dá)到著火點后才能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒。而對于氣體燃料而言，原料達(dá)到著火點不一定能夠點燃，它的燃燒也與空氣中的自身占比有關(guān)系。燃料的燃燒離不開空氣中的氧氣，燃料和氧氣充分接觸下并且氧氣充足，這樣燃料才能夠進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)即燃燒。

對固體燃料來說，固體燃料燃燒的揮發(fā)性相對較差。在實際燃燒過程中，固體燃料的結(jié)構(gòu)表面存在大量的CO2和CO。其燃燒方式有冒煙、蒸發(fā)、表面等。冒煙燃燒指的是燃料中的碳分子沒有充分的燃燒，燃料的利用率較低;蒸發(fā)燃燒主要是將固體燃料融化成液體，再將液體形式的燃料進(jìn)行蒸發(fā)轉(zhuǎn)化成氣體，將燃料氣體與空氣中的氧氣進(jìn)行混合后進(jìn)行燃燒反應(yīng);表面燃燒一般在含碳量較高且容易分解和揮發(fā)的燃料中出現(xiàn)，換而言之，燃料中的碳分子與燃料表面的氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成一氧化碳和二氧化碳燃料產(chǎn)物，生成的一氧化碳有助于燃燒，使燃料的燃燒更充分。其中當(dāng)前我國火力發(fā)電普遍應(yīng)用的燃料為煤炭，就煤炭燃料而言，其包含大量的碳?xì)溲醯仍?，碳元素的占比一般?0%～70%，其他氧氫硫等元素滿足煤炭燃燒的需求，使煤炭能夠充分的燃燒。電廠熱能動力鍋爐工作的過程中，需要保持良好的通風(fēng)，良好的通風(fēng)能夠給燃料提供充足的氧氣，使燃料發(fā)生充分的氧化反應(yīng)，提高燃料的利用率。因此，對電廠熱能動力鍋爐的燃燒反應(yīng)來看，燃燒反應(yīng)主要為碳燃燒釋放能量的過程。

4電廠熱能動力鍋爐燃料燃燒過程

電廠熱能動力鍋爐內(nèi)的燃燒主要是由碳、硫、氫三種元素實現(xiàn)。燃料燃燒不夠充分就會產(chǎn)生一氧化硫、一氧化碳等多種有害氣體，有害氣體的產(chǎn)生不僅降低燃料的利用率而且可能會對環(huán)境造成破壞。燃料的充分燃燒不僅能夠提高利用率而且能夠最大化降低環(huán)境污染。燃料的燃燒通常分為以下幾個過程。

4.1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。

4.2燃燒過程

燃料經(jīng)過熱處理后，煤炭已經(jīng)達(dá)到最佳的燃燒狀態(tài)，因此只需要向熱能動力鍋爐輸入充足的氧氣即可。充足的氧氣可以保證燃料與其充分的燃燒，提供最大化的熱量，從而提升熱能動力鍋爐的燃燒利用率。

4.3燃料控制

嚴(yán)格遵守鍋爐蒸汽負(fù)荷要求最重要的是調(diào)節(jié)燃燒量，主要是因為鍋爐通風(fēng)直接影響通風(fēng)控制。燃料控制是為了消除內(nèi)部干擾，提高系統(tǒng)效率。因為它們是密切相關(guān)的，我們還必須注意它們之間的相互作用，所以我們應(yīng)該注意燃料質(zhì)量和鍋爐通風(fēng)設(shè)備的適用性。

結(jié)語

綜上，熱能動力鍋爐在實際的運行中還存在一些問題，運行的狀態(tài)對火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益也產(chǎn)生了一定影響，為保證其經(jīng)濟(jì)效益需提高燃料的利用率，利用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，改善熱能動力鍋爐的燃燒狀態(tài)。選擇合適的煤炭燃料和送風(fēng)方式，借助新技術(shù)加強(qiáng)鍋爐內(nèi)部零件的日常保養(yǎng)和維護(hù)，進(jìn)一步提高鍋爐的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)華，肖娟.電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒淺析[J].信息記錄材料，2017，18（8）：77-78.

[2]宋健，劉朝青，譚慎遷.火力發(fā)電廠鍋爐的燃料及其燃燒分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，5.

[3]藍(lán)錄勤.火力發(fā)電廠中熱能動力鍋爐的燃料分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020，12.

[4]邱大來.火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能對策分析[J].智能城市，2018，4（22）：82-83.