火力發(fā)電廠中熱能動力鍋爐的燃料及其燃燒探究

孫學鵬 鞠歡

摘要：由于近年來我國較大人口基數(shù)導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。火力發(fā)電廠作為能耗較高的企業(yè)，關系著國民生產(chǎn)生活的正常用電，同時也關系著環(huán)境保護等諸多方面。通過在火力發(fā)電廠鍋爐中加強燃煤節(jié)能質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)進一步的發(fā)展、社會和環(huán)境共同進步。

關鍵詞：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行詳細分析并加強管理，保證充足的能源供應，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就是能量設備的轉換。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)濟效益、技術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，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。

煤炭構成非常復雜，包含氧、氨、氫、碳、硫等多種化學成分。硫分為好幾種，其中硫單質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、硫酸鹽或單質的形式存在，對人體而言，天然單質硫是無毒無害的，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)生化學反應，對鍋爐來說是非常危險的因素，可能會使鍋爐的金屬結構遭到腐蝕而損壞，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，這些水對能量的轉換也有一定的影響，會降低能量的轉換效率，在實際的運輸?shù)拳h(huán)節(jié)中也可能會因煤炭進水而增加鍋爐燃燒難度、降低煤炭資源的使用率，進而極大降低火力發(fā)電的效率和質量。

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，就要積極改進鍋爐的結構，提高鍋爐燃煤質量管理水平。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)都存在嚴重的電能應用不足、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)生十分嚴重的能源不足問題，甚至會導致無法維持社會發(fā)展和運行。可見，應當將節(jié)能降耗理念充分應用于電廠鍋爐中，加強調解和改善鍋爐設備和運行模式。火力發(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行控制從而提升火力發(fā)電廠的生產(chǎn)實效。當前，很多發(fā)電廠仍然采用的是主導性的動力設備，這是亟需改進之處。相關人員需要加強電廠節(jié)能降耗的改進，以鍋爐為切入點，將鍋爐動力設備的工作效率進一步提升。此外，為了將鍋爐實際能源消耗降低，需要加強各項參數(shù)的優(yōu)化。為此，工作人員需要對鍋爐實際運行情況進行考慮，對鍋爐參數(shù)進行優(yōu)化設計，根據(jù)節(jié)能指標調整鍋爐參數(shù)。

3電廠熱能動力鍋爐燃料

燃料的燃燒屬于化學反應，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瞬間加速;燃燒指的是氧化反應持續(xù)劇烈進行。燃料達到著火點后才能夠實現(xiàn)燃燒。而對于氣體燃料而言，原料達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，這樣燃料才能夠進行充分的化學反應即燃燒。

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，固體燃料的結構表面存在大量的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行蒸發(fā)轉化成氣體，將燃料氣體與空氣中的氧氣進行混合后進行燃燒反應;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)生化學反應，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。其中當前我國火力發(fā)電普遍應用的燃料為煤炭，就煤炭燃料而言，其包含大量的碳氫氧等元素，碳元素的占比一般為50%～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，良好的通風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，提高燃料的利用率。因此，對電廠熱能動力鍋爐的燃燒反應來看，燃燒反應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預熱過程

在燃料燃燒前，要進行科學化的處理，將燃料進行烘干處理后，再進行加熱。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。通常，電廠熱能動力鍋爐內的固體燃料在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，可預先升高電廠熱能動力鍋爐內溫度，并且保持較高的溫度。因此能夠使原料在高溫下達到預熱的效果。預熱的過程中，要注意燃料水分的影響，水分越大，通風量要加大，并且要保持爐內的溫度穩(wěn)定，溫度的變化和風量的變化都會對原料的預熱產(chǎn)生影響。因此，在實際的應用過程中應當結合現(xiàn)實情況進行合理化的調整。

4.2燃燒過程

燃料經(jīng)過熱處理后，煤炭已經(jīng)達到最佳的燃燒狀態(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

嚴格遵守鍋爐蒸汽負荷要求最重要的是調節(jié)燃燒量，主要是因為鍋爐通風直接影響通風控制。燃料控制是為了消除內部干擾，提高系統(tǒng)效率。因為它們是密切相關的，我們還必須注意它們之間的相互作用，所以我們應該注意燃料質量和鍋爐通風設備的適用性。

結語

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)濟效益也產(chǎn)生了一定影響，為保證其經(jīng)濟效益需提高燃料的利用率，利用先進的技術進行創(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方式，借助新技術加強鍋爐內部零件的日常保養(yǎng)和維護，進一步提高鍋爐的工作效率。

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