摘要：在我国进入21世纪以来，电厂热能动力锅炉是我国电厂中重要构成部分，我国在此方面的研究也相对较为成熟，也是保障我国电力行业获得良好发展的重要基础。现阶段，虽然我国在锅炉方面具有良好的应用效果，但是在很多方面依然存在问题，与国外发达国家具有明显的差距。因此，需要相关人员加强在此方面的研究和探讨。基于此，本文首先简要介绍了热能动力学科和电厂热能动力锅炉的基本情况及其燃料，然后针对电厂热能动力锅炉的燃烧类型和燃烧流程进行探讨，使人们对工业锅炉有一个更深的了解和认识。
关键词：热能动力锅炉；锅炉能效；气体燃料
引言
众所周知，在燃烧过程中需要三个要素的参与，他们分别是可燃物，氧气和温度。因此，在燃烧过程中，想要避免资源浪费，使燃料充分燃烧，必须保证充足的氧气和足够的温度供给。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。电厂新型热能动力锅炉，不仅能够节约燃料还改进了燃烧的整个流程，适应节能减排的要求，本文将从燃料、燃烧、改善措施三方面进行论述。
1锅炉系统
电厂主要设备锅炉的主要作用是在高温高压的条件下将水变成蒸汽。燃料燃烧、热传递贯穿锅炉工作的整个过程。锅炉一般是由外壳和用于控制的电器以及辅助设备组成。外壳又分为表面外壳和底部外壳，底部外壳的主要作用是固定燃烧成分，组成部分包括汽水系统、烟道、炉膛以及炉墙和构架等。表面外壳的作用是抵挡外界的灰尘对锅炉的损坏，锅炉设备还需要配备一系列的附件，如水位计、安全伐、热工测量仪、吹灰机等。汽水系统：通过对水进行加热，蒸发，设备过热等。整个过程会涉及到省煤器、水冷壁、下管、鼓、过热器、再热器等设备。风烟系统：燃料燃烧与风结合时产生烟气，烟气中的热量再进入大气层。制粉系统主要由磨、煤以及煤分离器等组成。锅通又称为滚筒，将锅炉的压力部件达成自然循环与强制循环，通过加热、蒸发以及连接轮毂过热等过程，使工作流体在整个过程中能够正常循环。为确保锅炉水循环正常，还需要安装连续排污以及筒式磁选机等装置。只有其存在一定量的水，才能确保其储热能力，使锅炉的运行顺利。降液管：在汽包管的底部有几根下降管接头，安装在汽包底部确保下降管入口的上部水层高度为最大，有利于进口工质汽化。水冷壁是炉膛周围炉墙上敷设的受热面。水冷壁几乎全部属于蒸发受热面的是中压自然循环锅炉，通常在炉膛的上部布置辐射式再热器或辐射式过热器，水冷壁不但是水加热和蒸发的受热面，还是过热器的受热面。
2电厂热能动力锅炉燃烧类型
2.1气体燃料
现阶段，锅炉气体在燃烧时的类型为气体长焰燃烧，此种燃烧类型面积相对较大，一般不会和气体发生直接接触，所以被人们称为扩散型燃烧。此种类型气体在实际燃烧时需要在火焰喷射时通过利用扩散本身的优势来与空气进行接触，因此将此种燃烧类型称之扩散型燃烧。在该类型燃烧当中，需要在火焰实际燃烧时充分利用此类型燃烧本身所存在的优势和空气进行良好地结合，以此来提高燃烧所产生的效果，从而促使火焰在燃烧长度上能够得到有效增加。此种类型燃烧还会受到烧嘴本身的制约，无法在燃烧时和空气进行充分接触，其实在喷射时需要在另一部燃烧时和空气进行良好接触，从而提高火焰本身所产生的燃烧效果，由于受到空气所产生的影响，火焰长度此刻将会变得相对较短，同时另一部燃烧也能够和气体完全结合在一起，如此便能够加速在火焰上的喷射，但正因如此，也无法充分观察到火焰具体的结构和形状。
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2.2旋风情况下的燃烧
这种操作方式是悬浮状态燃烧的进阶版，可燃物质与空气，沿着切线的角度进入锅炉内部时，就会产生速度很高的气流，形成强度较大的螺旋状态运动。比起悬浮状态下的燃烧这种燃烧方式，空气和可燃物一般同步程度较高，燃烧的流程稳定，并且节约燃料成本，剩余燃料能力利用率也较高。但为了这种燃烧方式需要在通风过程中加入操作，并且锅炉设施的结构也会更复杂，如果煤炭的灰量比较大，在燃烧过程中，也会损失一部分物理状态能量。
3电厂热能动力锅炉燃料燃烧过程
就电厂热能动力锅炉内部燃料燃烧过程来看，其燃烧作用的形成主要是由碳、氢、硫三种元素所实现的。在电厂热能动力锅炉燃料燃烧过程中，煤粉未充分燃烧，除了生成有害气体，比如一氧化硫等外，同时造成不完全燃烧热损失，导致电厂热能动力锅炉内部资源出现不同程度的浪费。而当电厂热能动力锅炉内燃料达到充分燃烧后，能够有效提高燃料利用率，促进电厂热能动力锅炉使用价值的充分发挥。为确保电厂热能动力锅炉内部燃料达到完全燃烧，可从三个阶段加以控制。第一阶段是预热阶段，就是对燃料进行科学处理，待烘干挥发后，对其进行预热，以促进燃料燃烧。在这一阶段，燃料被充分加热，温度逐渐上升，燃料表面和缝隙中的水分就会被蒸发，使燃料表面变得干燥，而随着温度的进一步上升，燃料内部的水分也会慢慢消失。总而言之，这一部分燃料并没有放出热量，反而吸收了大部分热量，而燃料中的水分含量越多，热量吸收也就越多。一般情况下，电厂热能动力锅炉内的固体燃料可在300℃条件下实现充分燃烧，进而蒸发，并产生分解作用，一般燃料最佳预热温度不可低于300℃，不可超出400℃，如表2所示。因此在预热阶段，可令电厂热能动力锅炉内保持高温条件，令进入锅炉内的燃料达到预热效果，促进其自身水分蒸发，在预热作用下，燃料最终成为焦炭。在电厂热能动力锅炉内燃料燃烧的预热阶段，锅炉炉膛中无需引入氧气即可实现预热。第二阶段是燃烧阶段，这一阶段燃料继续被加热，温度继续升高，当达到一定程度时就会开始析出挥发分，进而形成热分解反应。当温度继续上升时，挥发分与氧的化学反应速度会加快，随后挥发分就会连续着火，在初期燃料表面覆盖的都是挥发分，阻滞了氧气与燃料的接触，燃烧的主体是燃料析出的物质，而随着挥发分的消耗，燃料最终得以与氧气进行接触，实现充分燃烧，物质得以充分发挥，待燃尽后，部分焦炭处于燃烧状态，此时即进入整个燃烧过程。为确保燃烧充分，这一阶段中必须引入氧气，满足燃烧需求，在燃烧阶段令氧气与燃料充分接触，达到强烈燃烧的状态，此时可充分释放热量，电厂热能动力锅炉的使用功能也得到充分发挥。第三阶段是燃尽阶段，当燃烧反应的持续进行时，燃料的体积会逐渐变小，而燃料原本没有参与燃烧的中心也会加入到燃烧反应中来，形成一个循序渐进的过程。随着燃烧的持续进行，燃料与氧气的反应最后会渐渐减弱，由于燃料的量已经消耗了许多，所以这一部分的燃烧就接近了尾声，这是电厂热能动力锅炉内部燃料燃烧的最后阶段，焦炭中可燃物质充分燃烧，电厂热能动力锅炉内部几乎无所剩余。通过对炭灰进行观察可以发现，其包裹内部仅存部分可燃性物质成分，在这一过程中燃烧的速度会越来越慢，其热辐射的效率也会受到影响。
结语
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。
参考文献：
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［2］许亦然，贾涛.基于电厂热能动力锅炉燃料及燃烧过程的分析［J］.华东科技学术版，2016（9）：97.
［3］鞠志刚.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析［J］.资源信息与工程，2015，30（2）：68.
论文作者:李晓品
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/14
标签：燃料论文; 锅炉论文; 热能论文; 电厂论文; 动力论文; 氧气论文; 阶段论文; 《电力设备》2018年第27期论文;