摘要：现如今，国家发展越来越好，各领域都得到了前所未有的发展，电厂热能行业也不例外。近些年来，中国GDP增长迅速，经济社会不断发展，这在某种程度上也造成了社会资源消耗增大，比如电厂的消耗资源就在不断增大。这就产生了增加电力行业能源的需求，为了适应时代的发展，出现了电厂热能动力锅炉燃烧技术。这种技术内部构造科学合理，能够大大增强燃料燃烧的效率，有其独特的燃烧方式。使锅炉的效率得到提升，更加科学合理的运用资源。
关键词：电厂；热能动力；锅炉燃料；燃烧
引言
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。因此，电厂热能动力锅炉燃料及燃烧的分析非常重要。
1在锅炉中热能动力工程的具体运用
热能工程学科、热能发动机学科、动力机械学科、工程热物理和能源工程的有关知识内容是锅炉中的热能动力工程关键应用的知识。随着科学技术的快速发展，人类通过锅炉利用新的技术把其应用到工业中，天然气的运用和把电能转化变成了热能，使污染大大的降低了。由此可见，在工业的历史发展中应用锅炉具有至关重要的作用。现在的工业锅炉是运用燃料的燃烧或者是电能转化的热量，实施加热物料或者工件。此外，在锅炉对热能动力工程的运用中关键以软件仿真锅炉风机的翼型叶片和炉内燃烧控制技术为主，现阶段的炉内燃烧控制技术不再是手动控制已经变成了自动控制，其控制的形式能够是双交叉限幅控制体系或是空燃比例持续控制体系2种中的随便一种。
2热能锅炉燃料概述
从本质上而言，锅炉是属于一种换热器装置。依据不一样的能量来源，包含多种类型的燃气燃煤燃油。所谓的燃煤锅炉，一般是指燃料为煤。一般位于炉膛实施燃烧煤，之后得以释放很多的热量，把这些相关热量释放出来，可以完成加热热媒水，让其可以达到所需现实温度，使有关压力要求得到满足。对于燃煤锅炉，燃料本身相对多样的类型，包含了贫煤烟煤褐煤几种类型。对于燃油锅炉，燃料一样包含几种类型，关键有柴油或者重油。燃油锅炉能够用于加热水，也能够用于实施采暖，或者实施洗浴等，对于燃气锅炉也是这样。而燃气锅炉选用燃料，一般包含液化石油气体，还包含天然气，还有页岩气与沼气。一般而言，对于中国大部分火力发电厂，为了更高的经济利益，同时思考到技术条件，通常是煤炭作为燃料。在煤炭中，相对多氧碳氢氮硫元素。在这其中，碳元素相对而言最多，可以占到50%以上。而碳氢硫这3种元素，都可以完成充分燃烧。特别是假如在锅炉中实施合理通风或者引入氧气，更可以推动上述燃料燃烧。在锅炉中，燃烧发生的热量通常来自碳释放。
3电厂热能动力锅炉的基本情况
3.1锅炉能效
目前，工业锅炉在越来越多的地区得到了应用，也成为了我国工业不断发展的重要源动力，而且还在一定程度上促进了城市的稳定运行，其本身具有积极意义。通过使用工业锅炉为社会的生产和发展起到了促进作用，但是工业锅炉也存在很大的缺陷和问题，需要相关工作人员采取措施加以解决。通过工业锅炉具体使用情况来看，影响锅炉发展的一个非常重要因素便是其在使用时将会排放大量污染物，而且所消耗的能源也相对较多。根据相关调查显示，在我国大型城市当中因工业锅炉而产生的污染已经远远超过了基础排放量，是我国城市环境重要污染源。我国人口基数非常庞大，造成能源消耗速度非常快，这也是近些年我国能源出现严重短缺的重要原因。在2015年，已经超过1500家企业拥有了生产和制造锅炉的资格，其中燃煤锅炉生产量超过了80%。当前，我国所使用的工业锅炉在数量上已经超过了700万台，而这些锅炉主要是燃煤锅炉，每年在锅炉上所消耗的煤炭资源能够占到全国总消耗量的1/3。虽然，我国所使用的工业锅炉在规模上十分庞大，但是其所产生的实际效率却很难得到保障，和发达国家相比较，此方面所存在的差距更为明显，我国锅炉在效率上仅仅为国外的50%左右，导致我国煤炭资源的使用和产出效率存在严重的失衡，从而出现非常严重的资源浪费现象。
3.2动力设施
在电厂当中，热能动力设施的动力来源主要是燃烧燃料来获取所需要的热能。但在具体操作时，绝大多数的热能锅炉所使用的燃料原料为煤炭、石油等化石能源，而动力设施主要是由汽轮机、燃气轮机和内燃机等部件所构成。锅炉在运行时需要先将燃烧所得到的热能转变成为动力热能，然后再借用蒸汽来形成动力。由于锅炉在实际使用中，需要将燃烧预热传输给水溶漆，如此便非常容易使水吸收锅炉燃烧所产生的热量，此时便可将其转化成为内燃动力。
4锅炉使用的燃料
电厂锅炉使用的燃料种类较多，有气体燃料、液体燃料和固体燃料等，其中使用最多的是天然气、煤、重油等。就现目前的技术以及自然资源而言，煤炭的储量要多于重油和天然气。因此，为保障火电厂的经济效益，一般以煤为主要燃料。对煤炭资源尽可能的多利用、节省以及降低自身的运营成本，需要在保证煤锅炉混合物效率的前提下，合理地采用低质量的煤资源，最终达到降低成本的目的。混合搭配使用时，要坚持安全为主、兼顾高效的原则，并结合科技手段不断改善，为机组安全稳定运行提供保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般燃料组合物主要包括氧、氢、碳、硫、氮等元素和一定量的灰分及水分，碳、硫会在运行的过程中被燃烧掉，其与氧气在燃烧的过程中发生化学反应转变为二氧化硫、二氧化碳和水蒸气等，同时释放出大量的热量。煤燃料中50%～70%的碳是最基础的成分燃烧燃料，多数煤燃烧过程中被碳放热。氢的燃烧热虽然非常高，但其含量较少，因此可以忽略。比氢含量高的硫，虽然可以燃烧放热，但在燃烧过程中产生的二氧化硫，是锅炉发生腐蚀以及污染空气的有害物质，因此其含量越高则表明煤质越差。高灰煤由于发热量比较低，会对锅炉的传热性能造成影响，严重时还会导致停机，因此，需要认真仔细的处理。水分煤不但热量低，蒸发过程中还会降低锅炉的内部温度，使燃料的燃烧不充分，增加金属加热面的低温腐蚀。
5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。在这一过程中要注意的是燃料水分的影响，当燃料水分越大时，排风量也进一步加大，同时也要注意温度的保持，过高或者过低的温度都会影响预热的质量，在锅炉燃烧中需要结合实际情况来对预热进行科学的调整。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。为了保证整个燃烧阶段的质量，就需要合理控制氧气的投入以及整个锅炉的温度，如果空气过少则会导致燃料的不完全燃烧，造成损失，而空气过多则会影响整体的温度，同样也会影响整体的燃烧程度，降低了锅炉的热效率，同时也要给予充分的燃烧时间，确保其足够充分的燃烧。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。与燃烧阶段不同，往往这时的锅炉中已经形成了较大的温差，越接近燃烧的地方温度越高，而炉膛出口的温度则会与燃烧中心的温度有着较大的差距，这是一个温度场逐渐减弱的过程。虽然燃烧已经接近了尾声，但实际上，在燃尽阶段也离不开氧气的支持，以确保炭灰内部包裹的可燃性物质成分得以充分燃烧，满足生产生活的热能需求，从而避免资源出现浪费。
结语
对于热能作为动力的电厂锅炉进行控制，包含了控制燃烧的实际方式，以及控制锅炉风机的运作等。锅炉进行燃烧的基本方式，可以分成层次性的燃烧、悬浮性的燃烧、利用旋风作用的燃烧，以及沸腾状态下的燃烧几种。在工作实践中，热能动力类型的锅炉，还存在着工作效率不高、能源的转化概率有待提升等问题。我们应当立足于热能动力的基本运用原理，研究改进锅炉燃烧的措施，来促进燃料的充分燃烧，确保电厂锅炉运行顺利。同时，要科学控制和管理电厂锅炉的燃烧，控制好燃烧方式、风机运作、氧气进量等，以提高燃烧效率。今后要针对电厂热能动力锅炉工作效率低、能源转化率不高等问题，要进一步创新思路。
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论文作者:尹涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：锅炉论文; 燃料论文; 热能论文; 电厂论文; 动力论文; 氧气论文; 热量论文; 《电力设备》2018年第23期论文;