电厂热能动力锅炉燃料及燃烧研究

　　摘要：通过创新科技、探索新型技术减轻电力供需的压力是电力研究的主要方向，因此，有必要积极研究电厂热能动力锅炉燃料及燃烧。文章首先对电厂热能动力锅炉进行介绍，然后对燃烧情况、电厂热能动力锅炉燃料及燃烧技术的发展趋势进行了分析，以期提高锅炉的工作效率。

　　氧气、燃点和可燃是物质燃烧的三要素。现代能量转换装置中使用最多的是热动力锅炉，其应用原理是将一定时间内的电能和化学能量输入锅炉定量分析，通过热能对锅炉进行有效的功率转换，将电能和化学能在短时间内合理地转化成一定热能。火电锅炉是电厂的重要设备，为保证电厂的高效、稳定运行和电力工业的高速发展奠定了基础。

　　1.热能动力项目工程内容分析

　　电站技术是火电厂燃烧室应用的核心科学技术之一，它能有效提高火电厂锅炉的整体运行效率，把燃料能耗控制在合理的范围内，对其他能源技术的不断创新、应用和发展起到积极的作用。

　　该项目是一项综合性的科研实践活动。国内火电项目的研究主要集中在热能和机械能的有效转化上，重点是对设备的改进和优化，提高电厂锅炉的整体燃烧效率。

　　对火电科技而言，积极引进自动化技术，使热力技术应用便捷的优势突显，减少了技术人员的实际工作量。因此，需要不断引进可靠的热能技术和机械自动化人才，特别是跨学科、创新型的综合性工程。与传统的热能技术相比，这项研究比较困难，若能够实现科学研究的进步，生产规模和效率必将提高，整体会趋于一个较好的发展状态。对全面分析火电厂锅炉燃料及燃烧特性具有研究价值和实践意义。

　　燃料燃烧可以将热能转变成动能，不同燃料需要不同的锅炉。锅炉燃料的合理选择是锅炉经济运行的重要环节，掌握其特点、了解其燃烧机理非常必要，锅炉所用燃料按其物理状态可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料，燃煤锅炉是当前常用的固体燃料锅炉；重油锅炉作为液体锅炉的代表，也是热值高、内杂质少的常用锅炉之一。

　　在正常的燃烧过程中，燃料油燃烧的产物只有挥发性气体，不含焦炭，因此被很多电厂应用。最环保的锅炉是燃气锅炉，它污染小、热值高、操作容易调整。电力锅炉以高环保、高效率、低污染、高适应性等特点成为了电厂的发展方向。天然气的结构效率相对稳定，加入氧气燃烧可使燃料燃速达到较高水平，还可持续提高燃烧的稳定性。

　　2.燃料方法和特点

　　2.1燃料法层面

　　（1）气体燃料。当前，大部分电厂锅炉在燃气燃烧形式、燃烧时间等方面存在问题，具有燃烧面积大、扩散燃烧的特点。在实际燃烧过程中，空气与火焰燃烧区充分接触后延长了燃烧的持续时间，熄灭长时间、大面积的燃烧区域工作还存在很多漏洞。燃烧过程中空气喷射会受到燃烧装置的限制，当喷嘴火焰和空气充分结合时，火焰喷射频率会降低，如果处于高喷射频率状态，火焰结构难以直接观察。

　　（2）固体燃料。在固体燃料的实际使用过程中，电厂手动锅炉燃烧有明确的工作程序。燃烧体的特点是机械燃烧，燃烧体表面释放出大量的CO和CO2，处于特定的温度环境中，CO2就像促进CO燃烧一样。固态燃料属于低熔点燃烧，氧气在燃烧过程中无法分离，因此结构的实际可燃性逐渐降低。在日常生活中，蜡烛是固体燃烧的主要形式。

　　2.2燃料特性层面

　　（1）在燃烧室的燃烧层面。锅炉燃烧所需的燃料在悬浮时会用于燃烧，因此技术人员在实际操作时会引入现代技术，以气体或粉末形式有效支撑锅炉燃料并将燃料注入锅炉中进行空气输送。在燃料投入的实践中，需要保证锅炉的内燃温度与其特性一致，保证锅炉内的燃料保持悬浮状态，由于锅炉燃料能与氧气充分接触，有效引入了火燃法，保证燃料能够快速达到一定的燃烧状态，但燃料和氧气难以同时运输和供应，容易浪费锅炉燃料。

　　（2）在风燃烧层面。技术人员需要准备好燃料，通过斜切割线将燃料输送到锅炉内部，在短时间内观察到锅炉内的高速气流，然后进入高强度双向螺旋状态。在旋风燃烧条件下，燃料过剩问题虽然可以得到有效解决，但效果并不理想。根据实际运行周期，风能和氧气需要人工定时供应，包括燃煤，在物理条件下会浪费更多的燃料。

　　（3）分层燃烧层次。火力发电厂锅炉内燃燃烧过程中，部分固体燃料会均匀地分布在锈蚀锅炉表面，固体燃料主要是分层燃烧。此燃烧方式将在燃烧过程释放更多的能量，使燃烧过程保持稳定。计算通风时间，技术人员可以发现明显缺陷，通风不及时时会排放大量有害气体，对人身安全造成威胁。

　　2.3燃烧过程层面

　　在火力发电锅炉中，燃料主要有燃烧硫、氢、碳等。在燃烧不充分的情况下，会产生H和CO，热能难以完全释放，资源浪费会更加突出。例如，在固体燃料的实际燃烧过程中有3个节点：①在预热节点级别方面，预热节点属于燃料燃烧的早期阶段，即干燥处理、有效挥发、预热等实际操作过程，通常处于300℃~400℃的温度状态，燃料的蒸发、分解迅速、完全。进入锅炉后，由于预热和高温蒸发引起的各种反应，水会很快被去除，留下焦炭。在这个节点，不需要氧气。②在燃烧节点层面，预热过程中产生的焦炭全部燃烧后进入燃烧处理节点，这一阶段需要保持充足的氧气状态，需要保证燃料和氧气有效结合，燃烧剧烈且放热。③在倦怠节点层面，在这个节点，剩余的燃料中很可能不会有可燃物质，里面可能包裹着少量的碳灰。这个节点需要特定量的空气以充分燃烧剩余的可燃物质，生产热能并保持较慢的燃烧速度，释放较少的热量。

　　2.4应用推广层面

　　（1）注重提高热能和机械能的实际转化效率。锅炉只有严格遵循热能动力学的基本原理才能有效地转化热量。目前，电厂内部锅炉不仅注重基础技术的改进或优化，还应注重在锅炉效率转化过程中提高锅炉效率，保证提高运行效率。结合热力学相关原理，实现了变换装置运行功率的有效计算，并结合电厂内相应部件分析了电厂的运行情况。因此，计算器必须有效管理零部件，注重电力生产与电力需求的有效融合，将锅炉内部零部件的有效协调落实到位。

　　（2）切实提升设备的实际运行效率。为提高电站锅炉实际运行效率，严格遵循火电基本原则，提高技师培养意识，有效整合热能消耗方式及相关思维方法，满足实际发展需求。因此，工作重心要在技术升级的基础上进行有效升级，注重现有资源的有效利用；要在技术创新时期注重技术集成、保护和节约的思想观念；注重技术人员实际工作效率的提升，确保工作人员的技能和意识到位，实现技术创新，有效提高电站锅炉的整体运行效率。

　　（3）逐步完善锅炉的整体结构。如果在整体结构的基础上对设备进行优化升级，锅炉活动将得到科学优化。在电厂锅炉主体结构的有效发挥过程中，能够满足实际技术要求，保证设备的整体优化效果。根据大多数专业设备的运行情况，该设备可以保持较长的运行时间，表明设备质量达到标准。结合具体情况，对该技术进行科学优化或改进，保持电厂火电锅炉燃料的最佳燃烧和运行状态。

　　3.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧技术的发展趋势

　　近年来，锅炉燃料和燃烧技术不断发展。电厂要想在长期发展中取得进步，就必须了解当前锅炉燃料和燃烧技术的发展趋势。

　　3.1注意清洁能源燃料的使用

　　传统燃料的燃烧主要是C、H和S的燃烧，如果燃烧不充分，就会产生SO，使燃料的热能无法完全释放，造成资源浪费。同时，电厂锅炉燃烧容易释放有害气体和CO2，造成空气污染、全球变暖等环境问题。电厂需要更加注重环保，所用的燃料和燃烧技术应该是清洁的，以最大限度地保护目前的生态环境。所以，电厂火电锅炉应多采用地热能、生物能等可再生能源等清洁能源。

　　3.2注意燃烧中燃料的循环利用

　　当前，火电厂锅炉燃烧技术已趋于成熟。电厂已认识到环保和热能回收技术的重要性并产生了强烈的环保意识。在动力锅炉的燃烧中，电厂可以利用成熟先进的回收技术回收热能，最大限度地利用电厂的废弃燃料资源。电站运行时回收燃料和热量，能有效地利用技术，提高发电效率，为未来环境发展提供良好的保护。

　　3.3注意使用环保燃料

　　如今，在动力锅炉的燃料中，环保燃料逐渐受到青睐。我国政府明确提出要建设资源节约型、环境友好型的节能社会，在一定程度上促使电厂重视电站锅炉的燃料选择。通过使用环保燃料和清洁燃烧技术能够降低排放的污染程度。甲醇燃料的前景非常广阔，因为甲醇相对于煤、汽油、柴油来说燃烧排放更干净，无颗粒物（PM 2.5、PM10）、O3、SO2、CO、Hg及其化合物。醇基环保燃料可替代煤、汽油和柴油，大大缓解了中国的空气污染压力。大规模使用环保燃料是落实绿色发展理念的具体实践，能够给电厂的发展带来良好的经济效益和环境效益。

　　4.结语

　　总的来说，要想提高电厂的运行效率，必须掌握电厂内火电锅炉的燃料和实际燃烧特性，科学地改进或优化其燃烧过程，保证热能的有效生产，有序地转化和输送热能，调配各种燃料，保证燃料充分燃烧，提高其整体生产效率，为了获得更好的锅炉燃烧效益，应增强员工的专业能力，为电厂的发展提供有效的帮助。

　　（作者单位：中海油东营港有限责任公司）