电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

刘杰

（榆林职业技术学院神木校区陕西榆林719300）

摘要：在电能方面，为了适应时代发展的要求，逐渐出现了电厂热能动力锅炉燃烧技术。这种锅炉可以转换能量，将化学能、电能等热能形式输入到锅炉中，经过锅炉转换，将具有一定热能的蒸汽和高温水等向外输出。大量的实践研究表明，通过运用电厂热能动力锅炉燃烧技术，可以促使锅炉的运用效率得到提升，更加高效的利用电力能源。

关键词：电厂；热能动力锅炉；燃料及燃烧

随着电力资源上面临着资源供需的矛盾，电厂热能动力锅炉燃烧技术应运而生。热能动力锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。电厂热能动力锅炉燃烧技术的运用可以极大的提高锅炉的应用效率，提高电力能源利用率。

1火力发电厂热能动力锅炉的燃料

在火力发电厂中，热能动力锅炉常用的燃料主要有煤炭、重油、天然气等，从经济利益、技术条件以及资源应用上来说，虽然我国的石油、天然气等资源丰富，但是从其利用价值来看远远高于其直接燃烧的价值，并且我国煤炭资源丰富且煤炭的产量也在持续增加，足以满足火力发电厂的供销，因此我国绝大部分的火力发电厂中都是采用以煤炭作为主要的燃料的热能动力锅炉。

在煤炭的这些成分中，硫主要以有机硫、硫铁矿和一些硫酸盐等形式存在，在燃烧的过程中，有机硫和硫铁矿生成二氧化硫等有腐蚀性的气体，这些气体不仅容易造成热能动力锅炉内的金属等结构的腐蚀，进而降低了锅炉的使用寿命，同时如果把这些气体直接排放到空气中，非常容易引起空气的污染，因此还需对这些废气进行一系列的处理。此外，在煤炭中水分的影响也不容忽视，在煤炭中的全水分，主要指表面和内在的两种水分，其中表面水分主要是在开采或运输过程中进入的，这些水分是不可避免的，其含量也是受自然条件的影响无法控制的，但是正是由于这种水分的存在，影响了煤炭在锅炉中的燃烧，导致煤炭燃烧的程度减小，发热量也大幅度减小，进而影响火力发电的发电效率。

2火力发电厂热能动力锅炉的燃烧

2.1燃料的燃烧形式

(1)分层次的燃烧。主要应用于固体可燃物质的燃烧过程中，根据锅炉内的可燃物质的特征，按照特定的薄厚程度分布在锅炉的炉排上进行燃烧。这种燃烧形式，可以适用于多种原料煤的燃烧，并且对于煤炭固体颗粒大小没有要求。其优点在于：燃料的层次所蕴含的能量很多，燃烧的进程比较稳定；新添加的可燃物质，可以和已经燃烧起来的原料实现接触，所以锅炉中途熄灭的可行性小。其缺点在于：只能适用在采用固体作为燃料的情况下，并且需要保障燃料与周围的空气充分融合，否则就容易因空气供给不达标引起燃烧不充分，进而影响效益。

(2)悬浮状态下的燃烧。主要指把可燃物质加工成粉末形状、喷雾形状或者气体形状，并将空气一同送进锅炉中进行燃烧。为保证燃烧是在悬浮情况下进行的，就需要炉膛高度较高。悬浮状态下的燃烧形式，其优点在于：可燃物质能够迅速着火，燃烧得比较充分，效率也比较高；燃料对于负荷量改变的适应性较强，较容易进行自动形式的燃烧控制。其缺点在于：在某些情况下，燃料的运动与周围空气并不同步，产生的粉末较多。

(3)旋风情况下的燃烧。主要指的是可燃物质和周围的空气，沿着切线的角度被送进锅炉内部，产生运动速度很高的气流，形成强度较大的螺旋状态运动，并实现燃烧。其优点在于：燃烧的流程稳定，遗留的燃料物质很少；能够运用在多种类型煤炭的燃烧上；节省燃料成本，具有较强的利用剩余燃料的能力。其缺点在于：在通风操作时，会损失较多的能量；锅炉设施的构造相对复杂，在实现灰量较大的煤原料燃烧时，会损失一部分物理状态的热量。

2.2热能动力锅炉燃烧的控制措施

首先，对于燃料的控制，主要是按照锅炉蒸汽的负荷要求，燃烧量的控制是最重要的一个系统，因为锅炉给风的多少直接影响到送风和引风的控制。对于燃料的控制主要的目的就是消除燃料的内部扰动，改善系统的品质，由于各个部分联系比较紧密，所以各个部分之间的影响不能够忽略，所以必须要注意燃料的品质和燃料供给装置的机械的数量。在送风量的控制方面，为了保证经济的燃烧，所以我们需要为了燃料量的变化来改变相应的送风量，送风量的任务也就是让送风量与燃料量相互协调，可以让锅炉的燃烧效率达到最高，最终使锅炉的经济效益达到人们的要求。而在引风量的控制系统中，因为需要炉膛的压力满足在一定的标准之内，所以在引风量与送风量之间需要有一个良好的平衡，同时炉膛的压力也是直接关联到锅炉燃烧过程的安全和经济运行，压力大喷火甚至爆炸，压力小冷风入炉膛，影响燃烧。所以我们可以把送风量当成一种前馈的信号，用来改善系统的调节的能力，同时因为调节的对象是一种比例，所以被调节的量比较灵敏，为了减少由于小幅度的偏差而导致引风机档板不间断动作，可以在调节器上设置一个比例，自动修正，在出现小的偏差时调节器的比例带增大。

3火力发电厂热能动力锅炉燃烧效率的措施

3.1提高火力发电厂中汽轮机的工作效率

在火力发电厂中，通常都是采用的汽轮机将蒸汽的热能转变为动力势能来进行发电。但是，因为在汽轮机当中，当内部的汽流经过喷嘴和叶片出现摩擦时，由于叶片间隙的漏汽，导致汽轮机在蒸汽的热能转化过程中，会有部分的热能损耗。因此在实际操作过程中，我们需要通过提高蒸汽流过动叶栅时的相对速度或者是采用渐缩型叶片等措施来减小叶片出口边的厚度，最终实现减少喷嘴和叶片的摩擦而造成动能的损耗问题。

3.2采取合理送风措施

合理送风要求对于保障锅炉的充分燃烧具有重要意义，因此我们需要加强对送风过程中的各个环节进行合理优化，合理地控制送风过程中的风速和风量，因此，当风速不够时，就会造成喷燃器的温度过高而烧坏，并导致煤粉的沉淀，而风速过大时就会推迟煤粉着火时间，导致燃烧不充分，所以一定要加强控制送风的风速和风量，确保风粉充分混合。

3.3科学合理地选择燃煤类型

通常由于选择的燃煤种类不同，其相应的锅炉炉型在结构上也会有所差别。因此在选用燃煤过程中，如果选用的燃煤符合锅炉的功能，那么就容易影响锅炉的运行状况，不仅容易导致锅炉损坏，同时还无法达到预期的经济效益，所以，我们在燃煤选择过程中，一定要重视那些影响锅炉运行的重要因素。并且，需要安排相关研究人员，在选用燃煤过程中，可以事先开展相应的燃烧试验，进而合理地选出合适的燃煤类型。

结束语

提高燃烧效率取决于燃料和燃烧过程。当前，煤作为主要燃料之一，质量参差不齐，致使燃烧效率不高，要进一步研究探索，加快新型燃料的研发速度，探索更加节能、环保的新型燃料。同时，要科学控制和管理电厂锅炉的燃烧，控制好燃烧方式、风机运作、氧气进量等，以提高燃烧效率。今后要针对电厂热能动力锅炉工作效率低、能源转化率不高等问题，要进一步创新思路。

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