神华宁夏煤业集团有限公司太西洗煤厂锅炉车间 宁夏石嘴山 752000
摘要：近年来，随着社会经济的发展，科学技术不断进步，各行各业的用电量在飞速增长，然而通过火力发电厂发电由于我国面临的能源问题而受到一定限制。我国正在处于经济快速发展的阶段，在能源短缺和环境污染的双重压力下，提高火力发电机组的能源利用率有着重要的作用。电厂锅炉是火力发电机组的三个核心设备之一，采用热能动力工程中的技术提高电厂锅炉的燃烧效率对于火力发电厂的经济效益具有重要的影响作用。
关键词：电厂热能动力；锅炉燃料；燃烧
1热能与动力工程概述
热能与动力工程是研究热能与动力学中所涉及到的各种能量之间的转化与利用的方法。火力发电厂采用以媒、石油、天然气等矿物燃料为能源，通过燃烧的方式释放燃料中的能量，将水从液体状态转化为气体状态完成蒸汽动力循环。蒸汽的热能推动汽轮机转动的过程是将蒸汽中蕴藏的热能转化成为高速转动的机械能，再有汽轮机发电机将机械能转化成为电能，至此完成从化学能到热能、机械能、电能的一系列能量转化。电厂锅炉在这一系列能量转换过程中主要任务是将各种矿物质燃料的化学能转化为蒸汽的热能，能量转化的重要经济指标是锅炉效率。
锅炉燃烧优化技术能够通过控制燃烧系统，优化锅炉内的燃烧状况，到达提高锅炉效率以及降低污染物排放的经济目标。对于大型活力发电机组来说，提高锅炉效率1%，就可以提高整套机组效率的0.3%-0.4%，并且与此同时可以降低供电燃料的消耗。因此，采用热能动力工程中的技术对于电厂锅炉进行改造与完善能够有效实现火力发电厂节能减排、提高发电厂整体效益的发展目标。
2热能动力工程学科的发展概述
热能动力工程学是现代工程学领域中的一项新兴学科，其主要的研究对象是热能源与动力工程。而热能源又是现代工业中最主要的能源动力，这就决定了热能动力工程学这一专业的重要性。现如今，在我国的很多高等院校或高职院校中开展了热能动力工程学的相关专业，希望能够为社会培养更多的热能动力专业人才。在早期的热能动力工程专业中，主要是以热动能专业为主，其主要的研究内容为流体机械工程与热能工程。而现如今的热能动力工程专业则是以机械工程研究为主，其研究的内容主要是机械类以及动力工程，即将热动能的研究应用在机械工程实践中，实现了热动能与动力工程的结合。
当前的热能动力工程专业要求学生必须要熟练掌握工程热力学、传热学以及热工测试等方面的理论与实践技能，并能够将其创新应用在热动力机械的制冷装置与动力机械工程中。由于我国目前的工业还处于高速发展阶段，对高新科技人才的需求量较大，因此热能动力工程专业的学生就业形势相对较好，并且由于该专业的学科范围较广，因此学生的就业面也相对更宽泛。
3电厂热能动力锅炉燃料分析
锅炉在实际的运行过程中并不生产热量，而是将燃料转化热量，以此产生源源不断的动力。根据热源选用的不同，锅炉也分为多个种类，其中以电锅炉、生产余热锅炉、石油锅炉、天然气锅炉及煤炭燃烧锅炉最为普遍。煤炭燃烧的主要燃烧原料即是煤炭，通过对煤炭结构的分解，来提高煤炭的热力动能。在此过程中，利用水等载体进行进一步的加热，此时便可产生一定的温度与压力。石油锅炉的基本种类较多，其实际的用途也相对广泛。
热水锅炉及采暖锅炉等均包括在石油锅炉之内。天然气锅炉相比于石油锅炉污染更低，同时运行效率也相对更高，是未来锅炉技术发展与制造的主要方向。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆天然气锅炉适应性较强，不仅可将天然气作为动力热能转换的原料，同时也可对木材及谷糠进行燃烧，并将其转化为实际的运行动力。
在电厂的热能动力锅炉使用过程中，仍以煤炭、石油及天然气为主，其中煤炭锅炉在电厂中应用较为广泛，是我国主要的锅炉动力来源之一。煤炭锅炉应用效果良好的主要原因是其结构构成稳定，其中碳、氧、氮等主要元素是煤炭燃烧重要结构体，氧气作为燃烧的辅助体，能够更为有效为碳结构提供燃烧热力，因而在实际燃烧过程中能够产生更大的燃烧动能，继而有效提升了锅炉的应用效果。
4电厂热能动力锅炉燃烧的方式及特点
4.1气体燃料燃烧类型
目前，锅炉气体燃烧的主要类型仍以气体长焰燃烧为主，由于其燃烧面积较大，通过不与气体产生直接的接触，继而为称之为扩散型燃烧。在该类型气体燃烧过程中，需在火焰喷射的过程中，利用扩散的基本优势来与空气进行结合，以便于提高燃烧的实际效果，此时火焰的燃烧长度便迅速增加。该类型燃烧受烧嘴的限制，因而无法在实际的燃烧过程中充分的与空气进行接触，其实喷射过程中，需在另一部燃烧过程中与空气进行接触，以此提高火焰的燃烧效果，由于受空气助燃作用的影响，此时火焰的长度相对较短，同时另一部燃烧也与气体充分结合，这便能够使其加速火焰的喷射，由于喷射速度的加速，通常无法直接观察到火焰的形状及结构。
4.2固体燃料燃烧类型
固体燃烧类型主要存在于挥发性质较差及不具备挥发结构的固体燃料中。通常在实际的运行过程中，燃烧结构的表面以二氧化碳及一氧化碳为主，如实际的燃烧条件允许，二氧化碳会通过实际的氧化作用被转化为燃烧的一氧化碳结构。
其主要的燃烧条件主要是熔点相对较低的燃烧，在实际的燃烧过程中，由于未能为氧气充分的接触，这便降低了结构可燃性，继而产生固体的燃烧形态。
该类型燃烧在实际的生活中较为常见，如在蜡烛的使用过程中，使用时间过长即可较为明显的发现固体燃烧的基本特点。固体燃烧主要针对容易被燃烧而分解的结构，所以在燃烧过程中，即可产生较为浓重的烟雾。在燃烧相对较为潮湿的报纸及木材时，该状况的发生较为明显，进而也可被视为结构燃烧的不充分而产生固体燃烧的情况。
5电厂热能动力锅炉燃烧过程
5.1预热
通常预热的作用在于提高燃料的蒸发效果使其能够迅速的溶解，所以在开始燃烧前需对锅炉中的燃料进行烘干。然后通过与热处理的方式进行增温。通常温度需保持在300℃以上，最高温度不得超于4000℃在环境下煤炭的热力动能燃烧较为充分，能够有效地脱去煤炭中的水分，继而形成焦炭。
5.2燃烧
在预热阶段完成后，燃料的烘干与挥发使剩余焦炭燃烧效果大大提高。在此过程中仅需要为其提供充分的氧气即可一步提高焦炭的实际燃烧效果，这便能有效解决电厂热力锅炉燃烧效果不佳的问题。
5.3燃尽
在燃烧一段时间以后，燃料中的可燃部分几乎全部燃烧干净，只有一小部分由于炭灰的包裹而没有得到燃烧，在此阶段，并不能停止供氧，需持续通入一段时间的空气，从而帮助剩余燃料进行燃烧，提高燃烧的利用率。
结语：
电厂热力锅炉种类较多，其实际的应用效果也有着一定的差异。这便使其在应用过程中需根据实际的环境情况及电厂的实际条件来选择适宜的锅炉燃烧种类，从而提升锅炉燃烧的经济效益。因而在未来阶段相关工作的开展过程中，要对电厂热能动力锅炉的实际燃烧原理进行充分研究，从而有效地解决电厂热能动力锅炉燃烧中存在的问题，以便于推动电厂热能动力锅炉有用的规范化与标准化发展。
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[3]马登科.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].山西农经，2016，11：100.
论文作者:谢德勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/11
标签：锅炉论文; 热能论文; 电厂论文; 动力论文; 燃料论文; 过程中论文; 煤炭论文; 《基层建设》2017年第25期论文;