摘要：随着我国经济的进步发展，社会生产规模也在不断的扩大。而能源则是维持社会正常运转的关键所在。第一次工业革命之后，人类利用能源的方式发生了翻天覆地的变化，蒸汽能的使用使社会生产力大大提高。而第二次工业革命则又引发了能源界新的一场革命。电能开始成为社会生产中使用的主要能源，这种情况一直延续至今。我们国家目前也依仗电能来保证社会生产。而现如今电力行业面临着缺少能源的状态，尤其是部分常规的燃料能源。电厂的锅炉，基本作用是转化能量，因此，锅炉的内部构造方式要科学，设计应当合理，才能提升燃料燃烧的效率。热能动力类型的锅炉，与传统类型电厂锅炉在构造、功能发挥形式上都有区别，用热能作为动力的锅炉，在燃烧方式上也有独特性。因此，有必要探究热能作为动力类型的锅炉工作方式，以及内部燃料在燃烧时的实际状态。
关键词：热能动力锅炉；燃料；燃烧状态；策略
1 引言
伴随着当前我国经济建设的飞速发展、人口的增多、可利用资源的不断锐减，我们需要充分地利用现代科学技术来促进各种资源利用率的提升，并积极开发出新型能源。在电力行业中，电力资源供需的问题一直阻碍着电力企业的发展，为了有效地处理这一问题，需要创新新型技术来改善。下文主要以电厂热能动力锅炉燃烧技术为例进行分析，在电力行业中，热能动力锅炉作为一种常见的能量转换设备得以广泛的应用。
2 热能动力锅炉概述
锅炉的组成是由外壳部分以及燃气锅炉电器控制部分组成的，其外壳部分主要分为底壳和面壳，其中底壳主要是用来固定锅炉的燃烧，通常也叫燃烧器，在底壳部位会安装一些其他的设备，然后底壳能够与墙体固定连接；而面壳主要是起到防风防灰尘防外物影响的保护作用，燃气锅炉电器控制部分对于锅炉来说是最主要的硬件部分。当前实际生产中逐渐开始采用电脑自动控制运行的方式，有利于精确的操控温度。
热能动力锅炉其本质就是一类能量转化装置，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。
3 火力发电厂热能动力锅炉的燃料分析
上述可知，锅炉其本质就是一种能量的转换装置，按其能量来源，通常可以分为太阳能、余热、电、燃煤、燃油、燃气、水煤浆等锅炉种类。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。
煤炭是一种成分非常复杂的固体燃料，它的化学基本成分主要有氧、碳、氨、氮、氢、硫、水分等。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。
4 火力发电厂热能动力锅炉的燃烧分析
4.1 燃料的燃烧形式
在热能动力锅炉当中，燃料的燃烧主要有以下三种形式：
4.1.1 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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种燃烧形式，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。
4.1.2 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。
4.1.3 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。
4.2 热能动力锅炉燃烧的控制措施
通常，对于热能动力锅炉的燃烧控制主要在对燃料量的控制、送风量的控制以及引风量的控制。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。
5 提高火力发电厂热能动力锅炉燃烧效率的策略
5.1 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。
5.2 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。
5.3 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。
5.4 控制锅炉给水品质，加强保养维护
在火电厂锅炉中，对于给水设备，为了保证给水能够满足锅炉使用标准，不仅需严格依据锅炉给水处理的操作标准来实施和加强控制水中的各项杂质，同时还要根据锅炉的受热面结渣状况来实施监察管理，定期地进行锅炉管道当中的结垢、结渣的清除，做好保养维护工作。
6 结语
随着我国经济的发展，对电能的需求也会越来越大。面对这种情况，电厂必须重视对热能动力锅炉发电工作的改善提升，要通过一系列的实际举措切实提高利用燃料燃烧发电的效率，提高我国能源的利用率，这样才能满足国家发展和人民生活的需要。
参考文献：
[1]闫凯，张建文.富氧燃烧条件下锅炉燃料燃烧计算研究[J].锅炉技术，2013（01）.
[2]关振海.锅炉燃料的燃烧过程分析与燃烧方式分析[J].经营管理者，2009（07）.
[3]刘久斌.电厂锅炉燃料量控制系统研究[J].热力发电，2008（08）.
论文作者:高桂英
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/28
标签：锅炉论文; 燃料论文; 热能论文; 动力论文; 火力发电厂论文; 煤炭论文; 过程中论文; 《防护工程》2017年第17期论文;