电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析路来通

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析路来通

路来通王颖

（山东省阳光工程设计院有限公司山东济南250101）

摘要：随着能源问题日益严峻，在可持续发展理念下，要注重提高资源利用率，并在科学技术的支持下，合理开发新能源，并优化锅炉燃烧技术，促进电厂热能动力锅炉内部燃料达到充分燃烧状态，维护电厂热能动力锅炉的安全高效运转，从而真正实现节能减排，保护环境。本文对电厂热能动力锅炉燃料及燃烧进行分析。

关键词：电厂热能动力；锅炉燃料；燃烧分析

电厂锅炉燃料以及燃烧技术对生产效率和经济效益具有很大的影响。为了使燃料得到充分的利用，使燃烧过程的安全性更高，提供合理的炉温和空气，以及在一定的空间环境中，使空气和燃料能够充分的接触混合。对此，电厂相关工作人员需要在确保质量和经济效益的前提下，积极研发新型燃料以及燃烧技术，推动电厂持续健康发展。

1概述

热能源与动力工程学是现代工程学领域中的一项新兴学科其主要的研究对象是热能源与动力工程。而热能源又是现代工业中最主要的能源动力，这就决定了热能动力工程学这一专业的重要性。现如今在我国的很多高等院校或高职院校中开展了热能动力工程学的相关专业希望能够为社会培养更多的热能动力专业人才。在早期的热能动力工程专业中主要是以热动能专业为主，其主要的研究内容为流体机械工程与热能工程。而现如今的热能动力工程专业则是以机械工程研究为主，其研究的内容主要是机械类以及动力工程，即将热动能的研究应用在机械工程实践中，实现了热动能与动力工程的结合。当前的热能动力工程专业要求学生必须要熟练掌握工程热力学、传热学以及热工测试等方面的理论与实践技能并能够将其创新应用在热动力机械的制冷装置与动力机械工程中。

2电厂热能动力设施与锅炉

电厂热能动力设施主要是指将燃烧产生的热能转化成机械动能的装置。该装置主要热能来源为各种燃料通过燃烧生成的热能。常见的燃料有石油、煤炭和天然气等。热能动力设置由3个部分构成，分别为内燃机、燃气轮机和汽轮机。作为重要的能源转换装置，热能动力锅炉则是把燃料当中的能量送至锅炉当中，然后经过锅炉自身转换，输出具有一定能量的蒸汽和水。锅炉基本工作原理为：将燃烧热能、生产余热等传递至容器当中的水中，水会不断吸收锅炉中的热量，产生高温蒸汽和热水，最后使用。燃料此时会在装置内持续燃烧，放出大量的热能，而且生产得到的高温气体也会作用于锅炉受热面。

3热能动力锅炉使用的燃料

锅炉包括诸多类型，如电锅炉、太阳能锅炉、余热锅炉、燃煤锅炉、生物质锅炉、燃油锅炉等，这种划分依据是能量来源的差异。燃煤锅炉的主要原料是燃煤，在炉膛中燃烧燃煤，有热量释放出来，加热热媒水或其他有机热载体等，促使其达到一定的温度要求。贫煤、烟煤和无烟煤、煤矸石等都是燃煤锅炉的重要燃料。燃油锅炉也包括诸多的类型，如燃油开水锅炉、燃油热水锅炉、燃油采暖锅炉等，柴油和重油通常可以作为燃油锅炉的燃料；燃气锅炉则包括燃气开水锅炉、燃气热水锅炉等类型，燃气是它的主要燃料。液化石油气、天然气、城市煤气、煤层气等是燃气锅炉的主要燃料，锅炉还可以采取其他类型的燃料，如木材、谷糠、稻壳等。对于火力发电厂来讲，煤、重油和天然气等，都是热能动力锅炉。我国在火力发电厂热能动力锅炉燃料使用方面，综合考虑了经济利益、技术条件等因素，将煤炭作为主要的燃料。众所周知，氧、碳、氢、硫等都是煤炭的组成成分，其中碳占到了一半左右。碳硫氢的燃烧性较好，而氧气则是发挥辅助燃烧的作用；因此，碳释放的热量是热能动力锅炉中煤燃料燃烧产生的大部分热量。

4电厂热能动力锅炉中燃料的燃烧方式

着火和燃烧为全部燃料燃烧一定要经历的2个阶段。当中，着火指的是从缓慢的氧化反应变为剧烈的氧化反应的一个瞬间，燃烧则是指连续的剧烈氧化反应，只有达到着火点，燃料才可以确保稳定的燃烧。一般状况下，气体燃料关键有无焰、短焰、长焰这3种燃烧形式。当中，无焰燃烧指的是在烧嘴中，便已完全混合的燃气和空气，喷出后因为快速燃烧，几乎没有看到什么火焰。短焰燃烧则指的是在烧嘴中，预先混合的燃气与一些空气，喷出后有一些燃烧，另外的部分则和空气混合后不断燃烧，产生相对长的火焰。而长焰燃烧则是指在烧嘴中，燃气完全不和空气产生混合，喷出后只通过扩散作用和空气混合，燃烧并发出相对长的火焰。对于固体燃料来说，其燃烧形式关键有蒸发、冒烟、分解与表面。当中，蒸发燃烧指的是在燃烧之前熔点相对低的燃料通过熔融变为液体的状态，之后液体再受到热能功能而蒸发成气体，燃烧在和空气当中的氧气接触完成；冒烟燃烧指的是在相对容易发生热分解情况的物质中，因为经过热分解功能生成的挥发分温度比自发着火温度低，因此会在燃烧的时候形成很多的烟气；分解燃烧指的是分解温度比较低的燃料悠悠加热作用形成的分解情况，燃料表面容易挥发分从固体表面分离出来和氧气产生燃烧；表面燃烧是指在没有挥发分和容易热分解组分，而且碳为关键组成的燃料中完成的，碳分析和氧形成反应，其产物包括二氧化碳与一氧化碳，二氧化碳和碳反应还会生成一氧化碳。

5燃料燃烧过程概述

锅炉内燃料的燃烧，一般针对于碳氢硫这三种元素的燃烧作用。一旦燃烧不够充分，可能生成一氧化硫危害气体，或者氢气等。此时对于燃料燃烧出现的热能，难以彻底的得到释放，因而可能导致资源出现一定程度浪费。一旦燃料燃烧比较完全，将生成大量CO2气体，还有SO2以及水蒸气等物质，燃料资源能够合理利用。通常来说，对于锅炉炉膛内固体燃料，为了实现较为充分燃烧，一般包括三个阶段。

5.1预热

通常预热的作用在于提高燃料的蒸发效果使其能够迅速的溶解，所以在开始燃烧前需对锅炉中的燃料进行烘干。然后通过与热处理的方式进行增温。通常温度需保持在300益以上，最高温度不得超于4000益在环境下煤炭的热力动能燃烧较为充分，能够有效地脱去煤炭中的水分，继而形成焦炭。

5.2燃烧

当完成预热工作后，燃料中的水分得到了充分发挥，使煤炭转变成具有良好燃烧效果的焦炭。在进行燃烧时还需要为其提供所需要的氧气，当氧气含量保持充足时，那么焦炭则会产生良好的燃烧效果，从而解决锅炉本身所存在的燃烧效果不佳的现象。

5.3燃尽阶段

燃料最后进行燃尽，因而对于燃尽阶段，在产生的焦炭中，可燃物质实现充分燃烧，因而锅炉内实际上所剩无几。仅仅炭灰包裹内部，相对来说存在少量可燃性物质成分，通常到达这个阶段，仍需要相应氧气。这样才能有效促进那些可燃物，能够进行较为充分燃烧，最终产生真正满足于群众日常各项生产生活的热能。对于这个实际过程，燃烧进展十分缓慢，同时该过程中释放的那些热量，相对于燃烧过程来说也会很少。

结束语：

电厂是能源消耗非常多的场所，需要不断找寻新的燃烧调控技术，才能适应节能减排的要求。近年来，电厂通过引进新的热能动力锅炉和应用新型燃料技术，有效缓解了现阶段存在的电能供需矛盾。促进电能更为合理的利用以及调配，缓解资源短缺问题是电厂持续健康运转的基础条件。电力的生产过程是燃料燃烧，热传递，水的蒸发，过热蒸汽能量转换的过程。

参考文献：

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