電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒研究

劉觀來

摘? 要：在我國電廠的具體生產(chǎn)過程當(dāng)中，熱能動力鍋爐是十分重要的一項設(shè)備。熱能動力鍋爐在具體運行過程中可以燃燒燃料，并在具體的燃燒過程中釋放出大量的熱能，同時還會在燃燒時產(chǎn)生壓力，使鍋爐能夠發(fā)揮出自身的使用功能，并使電能的利用率得到提高，降低了燃燒過程的能源損耗。但同時，電廠的熱能動力鍋爐在具體燃燒過程中還存在著相應(yīng)的問題，對此，需要相關(guān)技術(shù)人員合理優(yōu)化電廠熱能公立鍋爐燃燒和燃料，從而使能源利用率得到有效提高。

關(guān)鍵詞：電廠;熱能動力鍋爐;燃料;燃燒

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的資源消耗量日益增加，尤其是電力企業(yè)消耗的資源總量日益增加，電力行業(yè)的能源需求問題日益嚴(yán)重。為了滿足現(xiàn)代社會的發(fā)展需求，電廠需要大力引進(jìn)熱能動力鍋爐燃燒技術(shù)，提高燃料燃燒的效率。基于此，文章介紹了電廠熱能動力鍋爐燃料的相關(guān)內(nèi)容，研究了提升電廠熱能動力鍋爐燃燒效率的措施。

1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兀荚氐恼急纫话銥?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。對氣體燃料而言，其燃燒過程具有長焰、短焰和無焰三種燃燒方式。長焰燃燒方式主要是指在鍋爐的燒嘴中，氣體燃料并沒有發(fā)生燃燒反應(yīng)，待氣體噴出燒嘴后與空氣中的氧氣進(jìn)行接觸，然后才會發(fā)生劇烈的燃燒，這時候就會出現(xiàn)較長的火焰;短焰燃燒主要是指在汽水中，氣體燃料已經(jīng)與少量的空氣發(fā)生混合，待混合氣體噴出燒嘴時，少量的燃料氣體已經(jīng)發(fā)生燃燒反應(yīng)，其余未燃燒的燃料與空氣進(jìn)行充分的混合后進(jìn)行二次燃燒，這樣就會出現(xiàn)肉眼可視的火焰;無焰燃燒指的是燃料氣體與空氣在燒嘴中已經(jīng)發(fā)生充分的混合與接觸，但燃料噴出燒嘴后即發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)，因為其化學(xué)反應(yīng)過于迅速，肉眼幾乎看不到燃燒的火焰。

2電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒研究

2.1提升熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率

只有嚴(yán)格遵循熱能動力學(xué)原理，鍋爐才能保證熱量的有效轉(zhuǎn)換。目前，發(fā)電廠鍋爐已經(jīng)不止圍繞基礎(chǔ)技術(shù)的改進(jìn)這一問題來開展，同時還專注于加強(qiáng)鍋爐效率的提升，使鍋爐的效能轉(zhuǎn)化在運行中得到有效的提高。通過將熱力與之相結(jié)合，可以達(dá)到相關(guān)原理，這些理論可用于計算變壓器的運轉(zhuǎn)功率，并與電廠的實際運行情況進(jìn)行比較，還要注意應(yīng)與電廠的部件相結(jié)合。因此，相關(guān)人工作員必須加強(qiáng)對零部件的有效管理，技術(shù)人員必須將電力生產(chǎn)與電力實際需求量相結(jié)合，確保鍋爐內(nèi)零部件協(xié)調(diào)工作。

2.2氣體燃料燃燒

電廠熱能動力鍋爐在具體燃燒過程當(dāng)中，氣體燃料具有著十分顯著的優(yōu)勢，這是因為氣體燃料可以在整個鍋爐內(nèi)部充斥，因此具有較大的燃燒面積，而且其不會和氣體燃料發(fā)生直接接觸，因此在具體燃燒過程中會呈現(xiàn)出擴(kuò)散性特點。在點燃之后，氣體燃料可以和空氣有效結(jié)合，確保燃料燃燒充分，提升了燃燒效率。在氣體燃料燃燒過程中，只要確?？諝夤?yīng)的充足，便能夠使氣體燃燒充分燃燒，所產(chǎn)生的廢棄物也相對較少。在氣體燃燒過程中，火焰噴射也會對燃燒效果產(chǎn)生影響，但由于氣體燃燒料性質(zhì)具有特殊性，因此不會和空氣充分接觸，而且火焰穩(wěn)定性相對較低，因此無法有效監(jiān)測這一過程。

2.3固體燃料燃燒

固體燃料燃燒的揮發(fā)性比較差，在實際燃燒過程中，固體燃料的結(jié)構(gòu)表面有大量CO2和CO，在特定環(huán)境下，CO2會被氧化而轉(zhuǎn)化成可燃燒的CO結(jié)構(gòu)。固體燃料燃燒的適宜條件是熔點低、不直接接觸氧氣。在此條件下，燃燒結(jié)構(gòu)表面的可燃性會降低，形成固體燃燒狀態(tài)。固體燃燒是日常生活中常見的形式，如蠟燭等。在使用時間過長的情況下，會發(fā)現(xiàn)固體燃燒的特性，固體燃燒主要針對易被燃燒分解的結(jié)構(gòu)，因而在實際燃燒過程中產(chǎn)生煙霧，可以被看作結(jié)構(gòu)燃燒不充分，造成固體燃燒。

2.4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。

2.5燃燒后處理

鍋爐燃燒后的處理，具體是在鍋爐內(nèi)燃料徹底燃燒結(jié)束后開展的一項工作。由于鍋爐在具體燃燒過程當(dāng)中，燃燒結(jié)束階段時多數(shù)燃料被燃燒，但鍋爐內(nèi)還會殘留一部分燃料。與此同時，燃料燃燒后所產(chǎn)生的物質(zhì)中也有一些可以回收利用的物質(zhì)。因此，在鍋爐燃燒結(jié)束后，工作人員需要繼續(xù)向其進(jìn)行供氧，確保充分燃燒可燃物，同時還要回收處理燃燒中所產(chǎn)生的煙氣，使鍋爐的利用率和節(jié)能性得到有效提高。

結(jié)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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