電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃料及燃燒特點(diǎn)分析

丁金強(qiáng)

摘要：隨著我國電廠數(shù)量上以及規(guī)模上的不斷增加，熱能動(dòng)力鍋爐得到了較廣泛的應(yīng)用。電廠中熱能動(dòng)力鍋爐的合理運(yùn)用，不僅能夠提高燃料燃燒的效率，還能夠減少污染物排放，提供給人們干凈且整潔的生活環(huán)境。電廠中的熱能動(dòng)力鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能，可以在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵詞：電廠;熱能動(dòng)力鍋爐;燃料;燃燒

1、熱能動(dòng)力設(shè)備與熱能動(dòng)力鍋爐概述

1.1熱能動(dòng)力設(shè)備的定義

熱能動(dòng)力設(shè)備即把熱能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的熱力設(shè)備。其中熱能主要是通過煤、石油以及天然氣的燃燒進(jìn)而產(chǎn)生熱能、核能以及太陽能等。目前，熱能動(dòng)力設(shè)備當(dāng)中主要包含了汽輪機(jī)動(dòng)力設(shè)備、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力設(shè)備以及燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力設(shè)備等。上述設(shè)備的主要組成是原動(dòng)機(jī)和各種輔助設(shè)備。而火力發(fā)電主要是運(yùn)用了熱能動(dòng)力設(shè)備所制造出的原動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的有效驅(qū)動(dòng)進(jìn)而生產(chǎn)出需要的電能。

1.2熱能動(dòng)力鍋爐概述

熱能動(dòng)力鍋爐屬于轉(zhuǎn)換能量的一種裝置，能夠及時(shí)將燃料中相應(yīng)的熱能、化學(xué)能等物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，隨后通過鍋爐內(nèi)部的轉(zhuǎn)換，從而向外部輸送具備熱能的高溫水以及蒸汽等。熱能動(dòng)力鍋爐的基本運(yùn)行原理為通過燃料的燃燒之后所釋放出的熱能以及工業(yè)日常生產(chǎn)當(dāng)中產(chǎn)生的余熱輸送到容器當(dāng)中的水，從而滿足于一定的溫度也或者是壓力蒸汽的一種熱力裝置。當(dāng)鍋爐中“鍋”和“爐”同時(shí)運(yùn)行的時(shí)候，水在進(jìn)入到鍋爐之后，汽水系統(tǒng)當(dāng)中的鍋爐就會(huì)接觸受熱面把吸收所得熱量進(jìn)一步的傳遞到水中，水在加熱到一定的溫度以及壓力之后得到熱水或者是蒸汽，隨后熱水與蒸汽便被輸送出來使用。

2、電廠熱能動(dòng)力鍋爐運(yùn)行及燃燒特點(diǎn)

2.1電廠熱能動(dòng)力鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)

所謂熱能動(dòng)力鍋爐，字面上就可以了解到是在鍋爐里加入燃料后，燃料在燃燒時(shí)產(chǎn)生熱能，再轉(zhuǎn)化成其他能量。在這個(gè)過程中熱能的能量達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)就會(huì)把能量傳到鍋爐里的水里，再通過水傳到外面。鍋爐中的水受熱后溫度越來越高就會(huì)升華成水蒸汽，電廠工人隨后把水蒸汽導(dǎo)出。不斷重復(fù)，鍋爐不間斷地產(chǎn)生熱能。而燃料在燃燒時(shí)鍋爐內(nèi)產(chǎn)生大量的煙氣，而在物理知識(shí)中可以得知這些高溫的煙氣也會(huì)向熱能動(dòng)力鍋爐傳遞熱能，隨后煙氣自身的溫度就會(huì)降低然后排除鍋爐進(jìn)入空氣中。只有經(jīng)驗(yàn)豐富的電廠工人才能很好的控制投入鍋爐的燃料，燃料過多過少都會(huì)影響熱能動(dòng)力鍋爐的效率。

2.2燃料燃燒特性分析

不同的燃料其性質(zhì)也不同，對(duì)燃點(diǎn)的需求和對(duì)氧氣的需求也不一樣。而煤炭等固體燃料比較穩(wěn)定。但是氣體燃料對(duì)燃燒有更高的要求。有三種燃燒方式，分為長焰、短焰、無焰。長焰顧名思義就是火焰較長，原因是熱能動(dòng)力鍋爐的燒嘴內(nèi)部利用燃料氣體的擴(kuò)散和空氣共同作用，是擴(kuò)散式燃燒方法。而短焰相對(duì)復(fù)雜，氣體燃料首次和空氣混合后，把混合的氣體分為兩部分，一部分燃燒另一部分混合氣體繼續(xù)和空氣混合后再繼續(xù)燃燒，這樣燃燒產(chǎn)生的火焰比較短。那么無焰燃燒就是幾乎看不到火焰但并不是沒有火焰，原理是燃料在進(jìn)入鍋爐的燒嘴之前就已經(jīng)和空氣完全混合過了，在這種情況下幾乎是看不見火焰的。固體燃料在熱能動(dòng)力鍋爐內(nèi)燃燒也有許多的方法，比如表面燃燒、蒸發(fā)燃燒、冒煙燃燒、分解燃燒等，不同的燃燒方式有不同的特點(diǎn)，應(yīng)該合理配合，加以運(yùn)用，了解各種燃燒特性取長補(bǔ)短。

2.3熱能動(dòng)力類型鍋爐的具體燃燒形式

（1）火床燃燒同時(shí)也被稱為分層燃燒。該燃燒方式主要通過固體燃料實(shí)現(xiàn)，這一種燃燒方式對(duì)固體燃料的顆粒大小沒有要求，具有很強(qiáng)的兼容性，所以可以使用很多種燃料的類型。是在鍋爐的爐排上進(jìn)行燃燒的一種方式。使用這種燃燒方式的好處是燃料進(jìn)程穩(wěn)定，新進(jìn)的燃料易燃。但是這種燃燒方式的不足也很明顯，需要充足的空氣，要是缺少空氣就會(huì)產(chǎn)生危害人體的氣體。這種燃燒方式對(duì)于大容量的鍋爐性價(jià)比不高，所以很多大型的熱能動(dòng)力鍋爐不會(huì)使用這種燃燒方法。

（2）火室燃燒同時(shí)也被稱為懸浮燃燒。該燃燒方式主要通過粉末或氣體實(shí)現(xiàn)，把燃料加工成粉末或者氣體然后和空氣一起進(jìn)入鍋爐的燃燒室，為了保證燃燒氣體或者粉末漂浮，鍋爐燃燒室的溫度一定要足夠高。因?yàn)槿剂鲜菤怏w或者粉末所以能和空氣充足的接觸，所以這種方式的燃燒火勢迅猛，燃料會(huì)充分燃燒，效率也高。缺點(diǎn)是如果空氣和燃料不能很好的同步，就會(huì)遺留粉末，從而浪費(fèi)燃料。

（3）旋風(fēng)情況下的燃燒。這是一種比較特殊的燃燒方式，可以說是懸浮燃燒的升級(jí)版本。燃燒物在進(jìn)鍋爐燃燒室時(shí)圍繞鍋爐內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使燃燒室形成螺旋強(qiáng)氣流。其優(yōu)點(diǎn)就是燃料和空氣的充分結(jié)合，燃燒的進(jìn)程很穩(wěn)定，節(jié)約燃料。但是這種燃燒方式需要對(duì)鍋爐就行改造，使鍋爐結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，如果燃燒物產(chǎn)生的灰較多的時(shí)候也會(huì)使一些能量折損。

3、火力發(fā)電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃燒效率的措施

3.1對(duì)汽輪機(jī)的使用效率進(jìn)行提升

在熱能動(dòng)力鍋爐燃燒過程中，火力發(fā)電廠的發(fā)電原理主要是使用汽輪機(jī)中的蒸汽產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化成動(dòng)能然后發(fā)電。但是汽輪機(jī)在工作的時(shí)候，如果汽輪機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定缺陷的話，比如導(dǎo)流風(fēng)扇的葉片上縫隙太大，就會(huì)造成氣流在經(jīng)過時(shí)折損氣流的熱能。對(duì)于這樣的設(shè)計(jì)缺陷，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)導(dǎo)流風(fēng)扇進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)葉片的種類進(jìn)行改動(dòng)或者是安裝其他裝置使得氣流更加快速地通過。優(yōu)化汽輪機(jī)可以更好的提高效率。

3.2改進(jìn)鍋爐構(gòu)造和提高燃燒質(zhì)量

現(xiàn)如今我國還有許多電廠的鍋爐設(shè)施并不完善，鍋爐設(shè)備也比較老舊，技術(shù)手段落后，使得熱能動(dòng)力鍋爐在燃燒的時(shí)候燃料燃燒不充分，造成浪費(fèi)，增加了電廠成本。所以一定要深入地做好熱能動(dòng)力鍋爐的研究研發(fā)工作，并且對(duì)老舊鍋爐改造，優(yōu)化鍋爐的結(jié)構(gòu)和提高燃燒的質(zhì)量，一定要充分地使用燃料，避免因?yàn)殄仩t技術(shù)上的問題造成對(duì)燃料的浪費(fèi)。與先進(jìn)的技術(shù)融合。比如參考交流調(diào)速技術(shù)在功率頻率以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)上都有所不足，這時(shí)可以考慮給鍋爐裝上人工變頻技術(shù)，這種技術(shù)要比交流調(diào)速技術(shù)更具有優(yōu)勢，而且應(yīng)用也更加廣泛。

4、結(jié)語

現(xiàn)階段，我國電力資源供需矛盾突出，為了及時(shí)加以消除，需要合理利用電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃燒技術(shù)。其中熱能動(dòng)力鍋爐可以轉(zhuǎn)換能量，向鍋爐內(nèi)部添加燃料的高溫?zé)煔夂突瘜W(xué)能等熱能形式，通過鍋爐轉(zhuǎn)換，輸出包含熱能的有機(jī)熱載體、高溫水與蒸汽等。而且電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃燒技術(shù)的合理利用，能夠提高鍋爐應(yīng)用的整體效率和水平，從而保證電能資源利用率。

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（作者單位：神華國華孟津發(fā)電有限責(zé)任公司）