河北大唐国际丰润热电有限责任公司 河北省唐山市 064000
摘要：工业锅炉的种类相对较多，其在实际应用过程中所产生的效果也存在差异，这便需要相关工作人员能够在实际应用过程中根据具体情况和条件来选择最适当的锅炉类型，以此来有效提高锅炉本身的经济效益。所以，在开展相关的工作时应当对工业锅炉自身的燃烧原理进行分析，解决其中存在的锅炉燃烧过程中的问题，促使其在实际应用过程中产生更好的效果。
关键词：电厂热能动力；锅炉燃料；燃烧分析
1 电厂热能动力锅炉的燃料
在电厂中，热能动力锅炉常用的燃料主要有煤炭、重油、天然气等，尽管我国是个丰富的自然资源国，但出于经济价值考虑，石油、天然气等利用价值远远高于他们直接燃烧的价值，因此，我国主要采用煤炭等火力发电方式。锅炉的燃料中，可以被燃烧的那部分物质，主要包含了碳元素、氢元素和硫元素组成的物质。每一种用于锅炉的燃料，包含的燃烧物质构造与数量都有区别，因此，这些原料需要的氧气含量也会有差别。煤炭中的杂质会产生污染气体，这些污染气体直接排放至空气中，会造成大气污染，不符合节能减排要求，因此需要对这些废气进行进一步的处理。煤炭中的水分也是不可忽视的影响因素，这些水分随着煤炭进入锅炉，会造成煤炭的燃烧程度减小，进而引起火力发电的发电效率。
2燃料燃烧特性分析
由于燃料性质存在一定差异，其燃烧过程的实现也有所不同，对于煤炭等燃料来说，当着火温度高于自身温度时即可进入燃烧状态并趋于稳定。电厂热能动力锅炉内燃料燃烧的过程中，尤其是气体燃料对燃烧方式有着较高的要求。就长焰燃烧来看，其主要是在锅炉烧嘴内部依靠气体扩散作用，令其与空气达到混合状态，促进燃料燃烧，实际上属于一种扩散式燃烧方法，锅炉内火焰相对较长。就短焰燃烧来看，是指燃料初期与部分空气达到混合状态，待喷出后，部分气体燃料燃烧，另外部分气体与二次空气混合，以实现继续燃烧，此种燃烧方式下，锅炉内所产生的火焰比较短。除此之外，还包括无焰燃烧，是指燃料进进入锅炉烧嘴之前就与空气达到完全的混合状态，二者之间发生反应。此种情况下，煤粉快速发生燃烧反应，因而几乎看不到火焰的相关现象。固体燃料在锅炉内燃烧也包括较多实际方法，比如表面燃烧、蒸发燃烧、冒烟燃烧、分解燃烧等，在电厂动力锅炉运行过程中，不同的燃烧方法具有各自特性，在实际操作中要结合实际情况加以选用。
3电厂热能动力锅炉燃烧类型
3．1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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3．2固体燃料
固体燃烧主要是对不能够挥发或是挥发性相对较差的燃料当中。一般情况下，燃烧结构外层主要是以CO和CO2为主，如果燃烧条件允许，那么CO2将会发生氧化作用转变成为CO结构。该燃烧条件为熔点相对较低的燃烧，而在实际燃烧时由于没有氧气进行充分接触，大大降低了固体结构本身的可燃性，从而出现固体燃烧形态。此类燃烧过程在人们的日常生活当中较为常见，例如蜡烛的燃烧，经过长时间的燃烧能够体现固体燃料本身所具有特点。固体燃料主要是对非常容易发生分解的结构，使其在燃烧时产生浓重的烟雾。当燃烧较为潮湿的固体时，此情况便显得更为明显，由此也能够充分了解固体燃料在燃烧不充分时的实际情况。
4电厂热能动力锅炉燃料燃烧过程
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，当经过一段时间燃烧后，燃料当中可燃部分便完成了燃烧工作，但依然会遗留一部分，这主要是因为燃料以后所产生的灰烬将会覆盖一部分燃料，使其得不到充分的燃烧，此时便需要为其提供所需要的空气和氧气，以此来最大程度提高燃料的利用率。
结束语
现阶段，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。
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论文作者:杨志功
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签：燃料论文; 锅炉论文; 电厂论文; 热能论文; 动力论文; 气体论文; 空气论文; 《防护工程》2018年第36期论文;