电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析
张曙明
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张曙明,. 电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J]. 动力技术研究,202112. DOI:10.12721/ccn.2021.159112.
摘要: 电厂在实际展开基础的热电供应工作时,经常会使用热能动力锅炉,以燃烧可燃物的方式,来产生热量,完成热能的转化与传输工作。基于此,工作人员应当科学挑选合适的燃料及燃烧方式。本文主要介绍的是气体和固体两种燃料种类各自的优缺点,并从火床、火室和旋风燃烧等多种方式展开进一步的分析,主要研究的是各种燃烧方式的适用条件和操作要点。新时期,技术人员正在结合燃料的燃烧过程和锅炉装置的特点,研究提升燃料使用价值,保证热能供应充足的方法。
关键词: 电厂;热能动力系统;锅炉燃料;燃烧特性
DOI:10.12721/ccn.2021.159112
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电厂在使用锅炉燃烧燃料的方式来供热时,应当了解热能转化的原理,对比各种燃料的热能转化率。重点做好对燃料及燃烧方式的综合分析,应当在保证热能转化安全性的前提下,完成锅炉燃烧工作的规划设计和实际管理工作。

1.热能动力锅炉常见的燃料种类

对气体燃料和固体燃料的特点进行区分,确定各种燃料的应用优缺点,才能在展开热能转化工作时,做出合理的选择,发挥出燃料的使用价值。

1.1气体

现阶段,大部分电厂所应用的锅炉气体燃烧为气体长焰燃烧,此种燃烧模式能够扩大燃烧面积,不会直接接触气体,因此属于扩散型燃烧。在燃烧期间,空气进入到火焰喷射中,以此提升燃烧效率和效果。但是,气体燃料燃烧也会受到烧嘴的影响,喷嘴限制燃料无法在燃料过程中充分燃烧,烧嘴喷射期间能够使燃料充分接触空气,通过空气助燃剂加快火焰喷射。不过,由于喷射速度比较高,无法观察火焰结构和形态。

1.2固体

常见的固体燃料主要以煤炭资源为主,要利用火焰来点燃煤炭。从其弊端处进行分析,煤炭属于不可再生资源,而且,煤炭燃烧过程会产生大量烟尘,污染环境。同时,煤炭燃烧后存在固体废弃物,这些都是固体燃料的主要弊端。不过,使用固体燃料方便控制燃料的使用量,能够直观的观察火苗的大小,调控火力。而且,固体燃料的燃烧方式更加安全,熔点也相对比较低,燃烧生热的难度比较小。所以,使用固体燃料来供热的方式,在目前各个电厂当中仍然被广泛使用。

2热能动力锅炉常见的燃烧形式

锅炉的燃烧方式有很多,每种方式在经济性、实用性、安全性和适用条件等方面都存在较大差异。电厂要根据经济成本、技术条件和供热工作的基本要求,选择出最佳的锅炉燃料燃烧方法。

2.1火床

此种燃烧方式多应用到固体可燃物的燃烧工作中,在锅炉炉排上,根据燃烧物质的厚度进行排列。火床燃烧的优势在于燃料层次能量多,燃料过程稳定。但是不足之处表现为:在空气与燃料接触后,当空气供给量不足时,就会出现有害气体。而且经济成本比较高,锅炉占地空间较大。所以,大容量热能动力锅炉通常不应用此种燃烧方式。

2.2火室

此种燃烧方式主要是通过气体和粉末燃烧,将可燃物加工为空气或者粉末,将其送入到高温炉膛中,炉膛温度高,以此确保可燃物处于悬浮状态。可燃物可以磁粉接触空气,所以此种方式的优势在于传火迅速,且充分燃烧,效率非常高。然而空气和可燃物不同步,极易产生粉末,加剧资源浪费。而且,存在一定的安全风险问题。

2.3旋风

此种燃烧方式是在悬浮燃烧状态下开展的,可燃物质和空气会沿着切线角度进入锅炉内部,此时就会产生高速气流,进一步形成高强度螺旋运动状态。此种燃烧方式的可燃物与空气同步性高,且整个燃烧过程稳定,能够降低燃料成本,提升燃料的可利用率。要注意,在燃烧时要做好通风操作处理。

3.介绍锅炉燃料的燃烧过程

要了解燃料燃烧的过程,结合燃烧特点来有针对性的分析如何提升燃烧效率。通常燃烧工作可以分成三个步骤,分别是:预热、燃烧和燃尽后的处理。

3.1预热

在燃料燃烧到可以产生热量的程度之前,需要经过预热的阶段。火焰在点燃燃料后,温度是一个逐步上升的过程。为了提高工作效率,缩短温度由低温变成高温状态的时长,可以对锅炉进行空炉预热,温度控制在35摄氏度以上,这样能够全面激发出燃料的热能。

3.2充分燃烧

在预热之后,燃料已经得到烘干与挥发处理,可以将煤炭转变为焦炭。在燃烧过程中,需要提供充足的氧气,以此提升焦炭的燃烧效果,有助于处理热力锅炉燃烧效果不理想问题。

3.3燃尽

待至燃料充分燃烧一段时间后,基本完成燃料中可燃物的燃烧过程,然而有时还会遗留一部分。比如固体燃料在燃烧后,灰烬包裹无法充分燃烧,需要供应空气和氧气,确保剩余可燃物充分燃烧,提升燃料的利用率。

4.提升热能动力锅炉燃料使用价值的方法

保证锅炉燃料的充分燃烧,提高热能转化效率,是目前热电厂的一项基本工作任务。

4.1基础设施

完善基础设施建设工作,做好对锅炉燃烧装置的定期保养和维修,这也是保障锅炉使用安全的基础前提。当发现锅炉装置存在老化问题、密闭性不强等情况时,应考虑是否需要更换新设备。同时,可以通过改造锅炉内部装置的方式,让燃料可以实现充分的燃烧。比如,在使用汽轮机期间,优化叶片类型、加快气流流经速度等整改措施,确保汽轮机在发电期间能够不断提升运行效率。

4.2燃料选择

要以对比分析的方式,确定气体、固体燃料的应用优缺点,重点要考虑热电厂热能供应工作的经济效益问题,研究如何合理节约热能转化成本。这并不是让电厂选择廉价的燃料,而是要做好对燃料质量的管理工作,通过技术研发工作,提高燃料的综合利用率,才是节约成本的最佳方式。同时,在具体工作中,要考虑燃料燃烧后产生的废弃物和烟尘污染如何解决,着重做好环境保护工作。

结语:以对比分析的方式判断出各种燃料、燃烧方式的特点,并积极从锅炉预热工作环节出发,研究让燃料可以充分燃烧的方法。同时,如果使用的是固体燃料,比如,煤炭。则在燃料燃尽后,还要对煤灰进行处理。要注意,煤灰中可能包裹着还没有完全燃尽的煤块,应当对这些剩余物进行重复利用,避免资源浪费的情况。此外,应通过完善基础设施,改造锅炉内部构造,保证锅炉的正常运作状态。还要重点做好燃料的质量管理工作,从而全面提高燃烧效率,确保热能转化工作的安全与稳定。

参考文献:

[1]丁利佳.电厂热能动力锅炉燃料及其燃烧分析[J].建筑工程技术与设计,2016(11):472.

[2]彦自明.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析[J].电力系统装备,2019,(23):128-129.