摘要：众所周知，燃烧过程需要三个要素的参与，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，向锅炉输入燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等，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。
关键词：电厂；热能动力；锅炉燃料；燃烧
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。本文通过对工业锅炉燃料和燃烧进行分析，促使人们对其有更加深入的了解，有利于工业锅炉的发展。
一、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、天然气等深度利用价值远远高于其直接燃烧的价值，因此我国主要采用燃煤等火力发电方式。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。每一种用于锅炉燃料的煤炭，包含的燃烧物质构造与数量都有区别，从而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，进而影响火力发电的发电效率。
二、电厂热能动力锅炉的基本情况
（一）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。
（二）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容器，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。
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三、电厂热能动力锅炉燃料燃烧过程
（一）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℃。因此在预热阶段，可令电厂热能动力锅炉内保持高温条件，使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。
（二）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。
（三）燃尽阶段
当燃烧反应持续进行时，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。
四、结论
总之，随着能源问题日益严峻，在可持续发展理念下，要注重提高资源利用率，并在科学技术的支持下，合理开发新能源，并优化锅炉燃烧技术，促进电厂热能动力锅炉内部燃料达到充分燃烧状态，维护电厂热能动力锅炉的安全高效运转，从而真正实现节能减排，保护环境。
参考文献
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[2]李文成.电厂热能动力锅炉燃料和燃烧解析[J].科技创新与应用,2017(09):72.
[3]庄廷勇,张春雨.热能与动力工程在锅炉应用中的问题分析[J].科技创新与应用,2017(08):131.
论文作者:许亚军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/24
标签：锅炉论文; 燃料论文; 热能论文; 动力论文; 电厂论文; 氧气论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第23期论文;