火力发电厂中热能动力锅炉的燃料分析

火力发电厂中热能动力锅炉的燃料分析

韩东

河北国华沧东发电有限责任公司 061113

摘要：随着我国经济不断进步，我国能源行业也快速发展，能源行业作为社会生产生活的关键行业，担负着提高生产力，提升人民生活质量等任务，在第二次工业革命后，电能逐渐成为社会生产生活的主要能源，但电能是能源的最终利用形式，其来源可以有多种途径，比如利用风能、潮汐能、太阳能等多种自然资源，传统的电能产生方式都源于热能的转化，这是最基础也是最广泛产出电能的方式，目前世界上的大多电能资源都是利用锅炉燃烧燃料产生热能的方式而来的，火力发电厂就成为最常见的发电产出地；但随着能源行业的不断进步，火力发电中产生了很多需要进一步完善的缺陷，本文就针对火力发电厂动力锅炉的燃料，以节能的角度出发，深入探究了锅炉燃料及燃烧过程中出现的问题。

关键词：火力发电厂；热能动力锅炉；燃料分析

引言

对于现代火力发电厂来说，热能动力锅炉的燃烧工作就决定了发电的整体效率，提升热能动力锅炉的燃烧效率就相当于提高了发电厂的经济效益，如何避免发电锅炉燃料在燃烧过程中热能的损耗，以及燃料不完全燃烧产生的资源浪费，成为热能发电需要解决的重要课题之一。在借助燃料产生电力能源时，火力发电厂的工作人员必须了解燃料燃烧的机制，对涉及发电设施的锅炉有足够的操作经验，与此同时，通过更加高效的操作手段提高锅炉内燃料的燃烧效能，从而保障整体发电效率得到质的提升。

1 热能动力锅炉燃烧过程介绍

1.1 燃烧准备阶段

现有的火力发电所用燃烧原料主要是煤，通过研磨机将煤块研磨成煤粉，在煤粉气流喷入锅炉内部到点火之前是燃料燃烧的准备阶段，在此阶段，煤粉气流要在锅炉管道内不断进行预热，直至水蒸气蒸发完全，热解成分得到充分挥发才可以进入下一步燃烧阶段，一般煤粉的预热阶段需要至少1100℃的环境温度，所以，在燃烧的准备阶段，为使燃烧准备阶段的热能损耗降至最少，应将煤粉进行提前的干燥，尽可能提升一次预热风温，使煤粉可以快速达到燃烧的温度条件^[1]。

1.2 燃烧过程阶段

燃烧过程主要是指煤粉点燃并在热能动力锅炉中燃烧发热并散发热能的过程，此过程中煤粉燃烧会产生大量积聚热能，在煤粉燃烧中主要需要注意的是煤粉的完全燃烧问题，煤粉的完全燃烧需要使煤粉尽可能与锅炉内的空气完全接触，保证风粉的混合和焦炭的聚集燃烧，使燃料发出足够大量且持续的热量。

1.3 燃烧殆尽阶段

这个阶段是煤粉燃料在锅炉燃烧一段时间后形成的过程，在煤粉燃烧过程的中后期由于空气和热能的饱和作用，煤粉燃烧产生的煤灰会和焦炭聚集抱团，形成包裹在焦炭表面的灰壳，空气很难与内部的炭粒结合，于是就会降低燃烧效率，可以适当采用锅炉内部搅动，击破灰壳的方式，尽可能使燃料的燃烧效能发挥至最大。

2 热能动力锅炉燃料燃烧的控制分析

对锅炉燃烧过程的控制步骤进行细致的分析，可以有效地了解燃料在热能动力发电设施中燃烧的各个过程，对于提高锅炉燃烧的节能效果，探索火力发电的具体节能措施具有十分重要的意义。

首先，对于锅炉燃烧过程来说，最基本的就是燃料的用量，控制燃料一次的投放量在合理的范围内，需要根据热能动力锅炉的燃烧负荷进行精准的设计，燃料的投放量还与发热量紧密相关，燃烧量是一个完整的系统，涉及送风量与燃烧压力的协调，必须经过详尽全方面的设计；其次，燃烧过程中，对燃料整体的控制措施也是必不可少的环节，包括对送风和引风的控制，对燃烧辅助机械装置的使用控制，我们需要根据燃烧量设置送风的多少，还要根据具体的燃烧情况进行引风的操作，一般为了保证经济节能的效果，要在燃烧前设置好送风量与燃烧量，使二者保持燃烧平衡，并且在二者的基础上时时把控燃烧的引风过程，引风操作主要是为了维持炉膛内压力的正常，燃烧压力过大会使燃烧装置喷火甚至爆炸，燃烧压力过小则会导致燃烧不完全，燃料产出热能偏差，影响整体的发电过程；最后，在锅炉燃烧的控制过程中，要注意燃料的品质把控，保证所选燃料的含炭量和纯净度，还要在燃料燃烧的操作灵敏度上下功夫，一般送风过程可以当作燃烧系统的反馈信号，根据送风的完成度调节引风机挡板的工作，这需要预先在系统调节器上预设比例，保证此调节比例在正常偏差范围内，以保障整个燃烧过程的操作灵敏度^[2]。

3 提升热能动力锅炉燃料燃烧效率的策略

3.1 科学把控燃料质量

燃烧锅炉的正常工作需要保证燃料的质量，不同类型的燃料需要使用不同型号和类型的锅炉进行燃烧，一旦燃煤不符合锅炉燃烧的功能，就会极大影响锅炉的运行状况，可能会使锅炉发生损坏，并影响发电效益，造成不必要的原料浪费；在燃料投入燃烧运行前，应对燃料进行科学的燃烧试验，在保证纯度质量后再投入使用；除燃烧原料本身的质量把控外，还要尽可能提高燃料燃烧条件参数，提高煤粉的细度，使其燃烧的接触表面积更大，增加单位时间内燃煤的吸热量，这样可以大大减少预热消耗，节约大量热量的耗损，对于难以完全燃烧的贫煤、褐煤也可以采取更精细的研磨使其尽快燃烧

^[3]。

3.2 采取合理的送风措施

合理的送风对燃烧过程具有重要作用，应当完善送风的各个环节，采取更有效的送风策略，使燃料燃烧更加完全，从根本上提高节能效果。第一，严格控制送风量和风速，风量的控制极大影响燃烧效率，风速不够会导致喷燃器自燃，使未燃烧的煤粉沉淀，风速过大则会延迟煤粉的燃烧时间，使燃料燃烧更加不完全，所以控制送风风量和风速，使风粉完全混合十分重要。通常来说，要根据燃煤的挥发成分含量设置合理的风量和风速，挥发成分含量越高，一次送风的风量和风速就要越大，而挥发性能查的燃煤，则要在一定程度上限制送风风量和风速，一般用风率作为送风风量和风速的衡量，无烟煤的风率要保持在20%以内，贫煤和烟煤的风率最好达到25%，而褐煤的风率要提高至40%左右；第二，要适当控制一次送风的风温大小，要提升燃料的燃烧效率就要使燃料尽可能快地燃烧，快速达到燃烧着火点，这就需要适当提高一次风温，通过提升风温，加快燃料达到预热着火的标准点，尤其对于那些难以燃烧的无烟煤和烟煤，要适当提升预热管道内的风温，保证出粉口热风的温度，使燃煤更好地被点燃，以减免锅炉内不必要的升温损耗；第三，要合理控制二次送风并保证二次风的风温与风速，燃料在燃烧过程中会快速发出热量，极速消耗燃烧所需的氧气，这就需要在燃烧中进行二次送风，二次送风的时间主要取决于燃煤的类型和锅炉的构造，要在第一次燃烧基本完成，煤灰沉淀前进行二次送风，为使燃煤中间的温度不降低，最好采取分次进行二次送风过程，而且在保障二次风的风量控制前提下，也要完善设置二次风的风速和风温，二次风的风温风速要尽可能提高，避免因送风引起锅炉内温度的大幅降低^[4]。

3.3 严格监控锅炉内的空气动力状况

锅炉内燃料的燃烧始终保持在悬浮的状态下进行，锅炉内部的空气动力运行状况是保证能源最大限度激发的前提，由于燃料本身通常与空气的混合不充分，所以要在送风引风系统的基础上，严格监控锅炉内的空气状况，采取及时合理的措施加快燃料与空气的混合速度，加大燃料在热能传导中的利用效率。

4 结束语

更好的节能效果和更大的产能效率一直是火力发电厂生产的原则，在热能动力锅炉内，燃料的性质把控以及燃料燃烧过程的调控是减小能源损耗的关键，火力发电工作要始终遵循实际情况，了解锅炉在实际发电中的工作特性和机制，精准掌控燃料燃烧的各个环节，达到节约能源并提升经济效益的最终目标。

参考文献

[1]蓝录勤.火力发电厂中热能动力锅炉的燃料分析[J].科技创新与应用,2020, No.304(12):121-122.

[2]李福伟.火力发电厂中热能动力锅炉的燃料分析[J].科研,2017(3):00238-00238.

[3]张雨翔.火力发电厂中热能动力锅炉的燃料及其燃烧探究[J].电力系统装备,2019,000(001):115-116.

[4]鞠志刚.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].有色金属文摘, 2015, 30(002):68.