摘要:本文主要以火力发电厂作为研究对象,主要研究了热能动力锅炉中燃料燃烧的过程,先分析得出了燃料的作用,又详细介绍了热能动力锅炉燃料的燃烧过程,燃烧特点以及方式,然后提出了相关的燃料控制方法,最终结论出一热能动力锅炉燃烧的效率的策略。
关键词:火力发电;动力锅炉;燃料
1火力发电厂的热能动力锅炉燃料简介
当前国内的天然气与石油产量也比较大,但是燃烧天然气与石油就会使火力发电厂的经济性降低。而国内的煤炭资源相对较为丰富且产量也越来越多,煤炭资源的产量能够满足火力发电厂的生产需求。因此,选择煤炭作为热能动力锅炉的主要燃料是大势所趋,也是符合因地制宜原则的。
众所周知,煤炭主要是由碳、氢、硫、氧以及水分等成分组成,因此煤炭是一种复合型的固体燃料。其中,煤炭中所含硫元素的主要表现形式为碳酸盐、有机硫以及硫铁矿。在煤炭的燃烧过程中,硫铁矿与有机硫会进行相应的化学反应,从而产生部分二氧化硫,该类气体不但可以使热能动力锅炉内的金属结构受到腐蚀,且对于锅炉的整体使用寿命而言也会带来负面影响。
如果将该类有毒气体排放到空气中,不仅会对环境造成严重的污染,而且还给相关部门带来了工作负担。与此同时,煤炭中所含的水分也需要引起相关部门的重视,由内在水分与表面水分所组成的煤炭水分可以引发一些环境问题,并且会降低煤炭在锅炉中的燃烧程度。与此同时,煤炭里的水分会在一定程度上降低煤炭的发热量,最终对火力发电厂的正常运作产生不利影响[1]。
2热能动力锅炉燃料的燃烧过程
2.1燃烧阶段
所谓燃烧阶段,主要是指煤粉着火之后的时间段。其中,焦炭燃烧以及煤的挥发成分燃烧都属于燃烧阶段。从本质上讲,该阶段会放出大量的热量:首先,煤挥发的成分在燃烧时所释放的能量较高,且很容易形成焦炭粒,从而使焦炭具备更好的稳定性。在燃烧阶段,火力发电厂的工作人员需要注意焦炭的燃烧程度,确保锅炉内部的温度达标的同时,还应当对空气与煤粉进行充分混合,只有这样才能实现煤粉燃烧的高效性。
2.2燃烬阶段
作为燃料燃烧阶段的延续,燃烬阶段主要是指煤粉在完成燃烧之后会出现体积变小的情况,其表面也会形成一层灰壳。然而,考虑到空气与锅炉内部的炭粒很难进行直接接触,因此就会导致燃烧阶段的整体燃烧速度直线下滑。要想解决这一现实问题,就应当对煤粉壳进行破坏,或者是加大扰动力度来烧烬其内部的煤粉,从而有效提升燃料的整体利用率。
3热能动力工程建设
发电厂技术作为发电厂燃烧室中最为核心和基础的应用技术,它不仅提高了发电厂锅炉的运行效率,而且还降低了发电厂燃料的能耗,对于其他能源技术的创新有着积极的借鉴意义。其次,热能动力项目是一项具有高度综合性的科研事业,从其在电厂锅炉上的应用就能窥探一二。
当前,我国热能动力工程的应用具有很强的控制能力,这不仅提高了电站锅炉的燃烧效率,而且还提高了电厂的资源配置率。目前,我国热能动力工程的研究主要集中在热能和机械能的转换上,主要将希望寄托在改进设备,提高电厂锅炉的燃烧效率。
另外,在热能动力技术中增加了自动化技术手段,使得热能技术应用更加方便快捷,大幅度减少了工作人员的工作量。这就需要大量的热能技术和机械自动化人才作支撑,特别是在这种跨学科、综合创新的项目上,这比传统的热能技术研究难度系数要大得多[2]。
4电厂热能动力锅炉的燃料方法及其特点
4.1燃料方法分析
4.1.1气体燃料的具体类型
当前,大多数电厂锅炉气体燃烧的方式都是煤气的长期熄灭,这种方式具有燃烧面积过大,扩散燃烧的特点,在燃烧过程中,空气和火焰燃烧大面积接触并结合,从而有效地提高燃烧持续时间。但是,长期面积熄灭这种方式也存在一些弊端,由于燃烧过程中空气的喷射会受到燃烧器的限制,使火焰在第一次燃烧时变小,但当喷嘴火焰与空气结合时,又会迅速增加火焰的喷射频率,如果喷射频率过高,就无法直接观察到火焰的结构。
4.1.2固体燃料的具体类型
在使用固体燃料时,发电厂中由人驱动的锅炉的燃烧过程是有清晰的步骤和工序先后划分的,首先是燃烧机体的表现机构的燃烧,在燃烧体的表面释放出大量二氧化碳和一氧化碳,然后在一定的温度下用二氧化碳助力燃烧一氧化碳。固体燃料是一种低熔点的燃烧类型,由于在燃烧过程中氧气不能被分离,从而降低了结构的可燃性。
4.2燃料特点
4.2.1火室燃烧
因为锅炉所需的燃料是在悬浮的状态下被燃烧使用的,所以相关技术工人在具体操作过程中,往往利用先进技术工艺将锅炉燃料制成粉末或者气体等状态,同时向锅炉内注入燃料、输送空气。首先,在输入燃料时,应保证锅炉内的燃烧温度符合燃料的燃点,并始终保持燃料在锅炉是悬浮着的[3]。
4.2.2旋风燃烧
技术人员首先要提前准备一定量的燃料,并以斜切的线路将燃料送入锅炉,操作人员在短时间内会观察到锅炉内部产生具有极高转速的气流,最终进入到具有非常高强度的双向螺旋状态。采用旋风燃烧类型,可以大幅减少燃料过剩的浪费,但这种方法也不是完美的,例如,在操作过程中需要人工定期提供氧气和风能,还包含了煤炭燃烧,这都可能会导致某些燃料在物理状态下的能源浪费。
4.2.3分层次燃烧
电厂锅炉热能动力燃料燃烧时,部分固体燃料均匀分布在铁锈的锅炉表面,固体燃料主要采用分层燃烧,应用这种燃烧手段,虽然燃烧过程中可以将产生的所有能量都释放出来,燃烧过程具有相对稳定性,但是在对工作人员的通风时间计算和掌控中存在着明显的弊端和缺陷。往往出现不及时通风现象,就直接导致有害气体的大量排放,威胁着人身安全。
5提升电厂锅炉热能动力应用水平的具体策略
5.1提升热能和机械能的转化效率
只有严格遵循热能动力学原理,锅炉才能保证热量的有效转换。目前,发电厂锅炉已经不止围绕基础技术的改进这一问题来开展,同时还专注于加强锅炉效率的提升,使锅炉的效能转化在运行中得到有效的提高。通过将热力与之相结合,可以达到相关原理,这些理论可用于计算变压器的运转功率,并与电厂的实际运行情况进行比较,还要注意应与电厂的部件相结合。因此,相关人工作员必须加强对零部件的有效管理,技术人员必须将电力生产与电力实际需求量相结合,确保锅炉内零部件协调工作[4]。
结语
综上所述,发电厂的锅炉应用的研究和开发依然存在许多问题不足,要改善这个问题不是一下子就能完成的,需要有耐心地进行多次试验,对相关企业的技术革新进行加强,提升工作人员的意识和观念创新,并早日建立起一个现代化的能源体系,以统一经济和社会的效益,从而促进中国社会的可持续发展。
参考文献:
[1]蓝录勤.火力发电厂中热能动力锅炉的燃料分析[J].科技创新与应用,2020(12):115-116.
[2]宋健,刘朝青,谭慎迁.火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析[J].山东工业技术,2020(05):212.
[3]赵志鹏.火力发电厂中热能动力锅炉的燃料分析[J].化工管理,2020(35):113-114.
[4]王海峰.火力发电厂锅炉运行中燃料管理问题与管理方式分析[J].农村经济与科技,2020,27(20):136.