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火力发电厂中热能动力锅炉的燃料及其燃烧

发表时间：2021/5/20 来源：《基层建设》2020年第35期作者：李瑞芳

[导读] 摘要：随着时代的进步，电能成为各行业发展的基础能源。

        国电投新乡豫新发电有限责任公司 453000
        摘要：随着时代的进步，电能成为各行业发展的基础能源。近年来社会对电能需求量日益增加，为了保证火力发电厂厂经济效益，实现火力发电厂的持续发展，对热能动力锅炉燃料和燃烧进行分析，提升能源利用率，加大电力资源供应，已经成为了火力发电厂寻求更好发展的当务之急。鉴于此，本文在概述热能动力锅炉和燃料的基础上，对火力发电厂热能动力锅炉的燃烧形式以及控制措施进行深入的探讨，以供相关的工作人员参考借鉴。
        关键词：火力发电厂；热能动力锅炉；燃料；燃烧
        1热能动力锅炉和燃料的概述
        1.1热能动力锅炉概述
        锅炉主要是由外部框架以及内部锅炉电气控制组件构成的。外部框架主要分为底壳和面壳，其中，底壳通常用来稳定锅炉的位置，一些辅助设备也会被安装在这一位置，将整个锅炉固定在墙面上。面壳主要起到防护作用，能够有效隔绝尘土等外部因素对锅炉造成的影响；内部锅炉电气控制组件可称得上是整个锅炉中的核心部位，现阶段控制锅炉燃烧的方法已经更加自动化、智能化，对于锅炉燃烧的温度控制也更加精准。热能动力锅炉其本质就是一种能量转化装置，给锅炉输送的能量包含燃煤中的化学、电力能、空气和燃料所携带的内能等能源类型，而依托锅炉装置进行能量转化，给外界送出携带一定能量的饱和水蒸汽或过热蒸汽，还输送出具有很高温度的热水及有机热载体。热能动力锅炉燃料燃烧的基本工作过程是：首先，预热阶段，在燃料进行燃烧之前，对将要燃烧的燃料进行烘干、挥发、预热的过程；其次，燃烧阶段，该阶段主要是指燃料经过充分的预热后，在燃烧炉内充分进行化学反应并放出燃烧热，将这些热量传送给锅炉盘管内的水，促使水吸收热量后温度升至所需要的范围或者使水转变成具有相应压力蒸汽的热力装置。在燃烧炉内，燃料通过不断的燃烧反应进而不断产生热量，在依靠热辐射和热传导的方式，将热量传送到锅炉内盘管传热表面，从而把自身温度降低一定幅度，且从烟筒口排入大气；最后，燃尽阶段，该阶段主要是焦炭中的可燃物质已经燃烧的所剩无几，只有在炭灰内部还残留少量没有燃尽的物质，所以在这个过程中需要提供足够的空气，使其充分燃烧，产生热能。
        1.2热能动力锅炉燃料概述
        根据热能动力锅炉的工作流程可以判定，锅炉在其中起到能量转换的作用。现阶段，在火力发电厂的实际工作流程中，比较常见的燃料主要有煤炭、工业油、天然气等，这些都属于不可再生资源。从经济效益的取得、现阶段的技术水平以及资源利用率等方面考虑，虽然我国幅员辽阔，石油、天然气等天然矿产资源丰富，但直接燃烧获取能量的使用方式所产生的价值远远低于其本身价值，作为燃料无疑是一种浪费。与之相对的，我国的天然煤炭矿产资源十分丰富，同时，其产量也在逐年增加，因此，现阶段我国大部分火力发电厂都是选用煤炭资源作为热能动力锅炉的主要燃料。煤炭的构成十分复杂，主要包含了氧、氨、氢、碳、氮、硫等多种化学成分。其中，硫主要以硫酸盐的形式体现，能够通过燃烧发生化学反应，产生一些具有腐蚀性的气体，对于锅炉来说，是一种危险因素，其会造成锅炉金属结构的损坏，从而破坏其正常工作，减少锅炉的使用寿命，同时，这些气体也会对自然环境造成一定的污染，必须要经过二次处理才能进行排放。此外，煤炭中的水含量也会影响到能量转换的效率，除了煤矿资源本身含有的水分之外，运输、储存等工序也会造成煤炭进水，这些水分使得煤炭的燃烧更加困难，利用率下降，从而降低火力发电的效率。
        2火力发电厂热能动力锅炉的燃烧
        2.1燃料的燃烧形式
        2.1.1分层次的燃烧
        分层次的燃烧主要指的是在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。
        分层次的燃烧的优点在于：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。
        分层次的燃烧的缺点在于：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。

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        2.1.2悬浮状态下的燃烧
        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。
        悬浮状态下的燃烧的优点在于：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。
        悬浮状态下的燃烧的缺点在于：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。
        2.1.3旋风情况下的燃烧
        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。
        旋风情况下的燃烧的优点在于：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。
        旋风情况下的燃烧的缺点在于：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
        在热能动力锅炉燃烧的控制中，其主要表现对燃料的控制、送风量的控制以及引风量的控制。下文将展开具体的叙述：
        2.2.1燃料的控制
        对于燃料的控制的主要的目的就是为了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。
        2.2.2送风量的控制
        在送风量的控制方面，为了保证经济的燃烧，需要根据燃料量的变化来改变相应的送风量，送风量的控制也就是让送风量与燃料量相互协调，从而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。
        2.2.3引风量的控制
        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，压力大会导致喷火甚至爆炸，压力小使得冷风进入炉膛，会影响燃烧。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结束语
        火力发电厂热能动力锅炉的运行状态会对火力发电厂的经济效益产生一定的影响，因此在选择煤炭的时候需要选择质量较好的煤炭燃料，同时需要合理控制燃料的使用数量，而且还必须致力于研究锅炉燃烧过程的每一个细节，从而能够更好的了解其工作情况，确保每个零件始终处于最佳工作状态中，保证锅炉燃烧的经济性，使得火力发电厂能够获得较多的经济效益，促进企业健康长远的发展。
        参考文献：
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        [2]冯帅.基于电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].河北农机，2019，249（03）：53-53.