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摘要:目前我国电力资源方面,供需相对来说较为紧张,要想充分克服这一矛盾,有效发挥火力发电厂的功能,需要大力普及热能动力锅炉,积极引进先进燃烧技术。通过现代燃烧技术的普及,能够促进锅炉更有效的应用。本文根据电厂实际特点,探讨电力热能动力锅炉燃料及燃烧相关技术,以供参考。
关键词:热能动力锅炉;燃料;燃烧
1工业锅炉能效现状
现阶段,工业锅炉已在我国多个地区广泛应用,成为现代工业发展的重要推动力之一,同时在城市的稳定运行方面工业锅炉也时刻发挥其重要作用。工业锅炉的广泛普及虽然对于社会的生产与发展提供了一定的便利条件,污染排放过高及能源消耗过大问题仍是工业锅炉发展有待解决的首要问题,其中我国部分大中型城市的工业锅炉污染排放已超过电站锅炉的基本排放量,成为现代环境污染的主要污染源。
由于我国人口基数相对较大,导致能源消耗速度逐步加快,继而使近年来的能源消耗产生了严重的能源短缺及供应紧张的问题。在我国2015年的锅炉生产制造调查过程中,已有1500余家企业取得了实际的燃煤锅炉生产许可,其中燃煤锅炉占锅炉生產总量的80%以上。目前,我国现有工业锅炉总量达702余万台,其中多以燃煤锅炉为主,每年我国在锅炉燃烧方面所消耗的燃煤数量达到全国燃煤产量的三分之一以上。虽然我国工业锅炉使用量规模庞大,但其实际的运行效率却难以得到有效的保障,与现阶段发达国家相比,我国的锅炉运行效率仅有50%左右,这便使燃煤的使用与效益的产出比例失衡问题日益加剧,进而造成了严重的燃煤资源浪费情况。
2电厂热能动力设施与锅炉
电厂热力动力设施通过对燃料进行充分的燃烧来获取热能。在实际的操作过程中,大部分热能锅炉均可将石油、煤炭及天然气等作为主要的燃烧原料。热能动力装置主要由内燃机、燃气轮机及汽轮机构成。在实际运行过程中,热能动力锅炉需首先将燃料热量转换为动力热能。而后通过锅炉对蒸汽与水的输出来提供源源不断的动力。由于锅炉燃烧会将燃烧预热传输至水容器当中,这便使水易对锅炉的基本热能进行吸收,此时即可将其化为内燃动力。
3电厂热能动力锅炉燃料分析
锅炉在实际的运行过程中并不生产热量,而是将燃料转化热量,以此产生源源不断的动力。根据热源选用的不同,锅炉也分为多个种类,其中以电锅炉、生产余热锅炉、石油锅炉、天然气锅炉及煤炭燃烧锅炉最为普遍。煤炭燃烧的主要燃烧原料即是煤炭,通过对煤炭结构的分解,来提高煤炭的热力动能。在此过程中,利用水等载体进行进一步的加热,此时便可产生一定的温度与压力。石油锅炉的基本种类较多,其实际的用途也相对广泛。热水锅炉及采暖锅炉等均包括在石油锅炉之内。天然气锅炉相比于石油锅炉污染更低,同时运行效率也相对更高,是未来锅炉技术发展与制造的主要方向。天然气锅炉适应性较强,不仅可将天然气作为动力热能转换的原料,同时也可对木材及谷糠进行燃烧,并将其转化为实际的运行动力。在电厂的热能动力锅炉使用过程中,仍以煤炭、石油及天然气为主,其中煤炭锅炉在电厂中应用较为广泛,是我国主要的锅炉动力来源之一。煤炭锅炉应用效果良好的主要原因是其结构构成稳定,其中碳、氧、氮等主要元素是煤炭燃烧重要结构体,氧气作为燃烧的辅助体,能够更为有效为碳结构提供燃烧热力,因而在实际燃烧过程中能够产生更大的燃烧动能,继而有效提升了锅炉的应用效果。
4燃料燃烧过程概述
锅炉内燃料的燃烧,一般针对碳氢硫这三种元素的燃烧作用。一旦燃烧不够充分,可能生成一氧化硫危害气体,或者氢气等。此时对于燃料燃烧出现的热能,难以彻底的得到释放,因而可能导致资源出现一定程度浪费。一旦燃料燃烧比较完全,将生成大量CO2气体,还有SO2以及水蒸气等物质,燃料资源能够合理利用。通常来说,对于锅炉炉膛内固体燃料,为了实现较为充分燃烧,一般包括三个阶段。
(1)预热阶段:所谓的预热阶段,一般是指燃料还未燃烧时候,需要对燃料科学处理,予以烘干挥发,还要进行相应预热。通常对于固体燃料,如果位于300℃左右,蒸发分解比较彻底。而燃料一旦进入锅炉,通过高温条件进行预热蒸发,能够及时脱掉自身水分,并且在最后成为焦炭。通常对于燃料预热阶段,在锅炉炉膛中,不需要引入氧气。
(2)燃烧阶段:经过前面进行充分预热,充分挥发出物质,等到挥发分燃尽,剩下的一部分焦炭随后进行燃烧,最终进入到整个燃烧过程。在进行燃烧的过程中,应具备充足的氧气,燃料和氧气需要进行充分接触,这样燃料才能强烈燃烧,并且能够实现充分放热。
(3)燃尽阶段:燃料最后进行燃尽,因而对于燃尽阶段,在产生的焦炭中,可燃物质实现充分燃烧,因而锅炉内实际上所剩无几。仅仅炭灰包裹内部,相对来说存在少量可燃性物质成分,通常到达这个阶段,仍需要相应氧气。这样才能有效促进那些可燃物,能够进行较为充分燃烧,最终产生真正满足于群众日常各项生产生活的热能。
5提高火力发电厂热能动力锅炉燃烧效率的策略
5.1提高火力发电厂中汽轮机的工作效率
在火力发电厂中,通常都是采用的汽轮机将蒸汽的热能转变为动力势能来进行发电。但是,因为在汽轮机当中,当内部的汽流经过喷嘴和叶片出现摩擦时,由于叶片间隙的漏汽,导致汽轮机在蒸汽的热能转化过程中,会有部分的热能损耗。因此在实际操作过程中,我们需要通过提高蒸汽流过动叶栅时的相对速度或者是采用渐缩型叶片等措施来减小叶片出口边的厚度,最终实现减少喷嘴和叶片的摩擦而造成动能的损耗问题。
5.2采取合理送风措施
合理送风要求对于保障锅炉的充分燃烧具有重要意义,因此我们需要加强对送风过程中的各个环节进行合理优化,合理地控制送风过程中的风速和风量,因此,当风速不够时,就会造成喷燃器的温度过高而烧坏,并导致煤粉的沉淀,而风速过大时就会推迟煤粉着火时间,导致燃烧不充分,所以一定要加强控制送风的风速和风量,确保风粉充分混合。
5.3科学合理地选择燃煤类型
通常由于选择的燃煤种类不同,其相应的锅炉炉型在结构上也会有所差别。因此在选用燃煤过程中,如果选用的燃煤符合锅炉的功能,那么就容易影响锅炉的运行状况,不仅容易导致锅炉损坏,同时还无法达到预期的经济效益,所以,我们在燃煤选择过程中,一定要重视那些影响锅炉运行的重要因素。并且,需要安排相关研究人员,在选用燃煤过程中,可以事先开展相应的燃烧试验,进而合理地选出合适的燃煤类型。
5.4控制锅炉给水品质,加强保养维护
在火电厂锅炉中,对于给水设备,为了保证给水能够满足锅炉使用标准,不仅需严格依据锅炉给水处理的操作标准来实施和加强控制水中的各项杂质,同时还要根据锅炉的受热面结渣状况来实施监察管理,定期地进行锅炉管道当中的结垢、结渣的清除,做好保养维护工作。
6结语
综上所述,在火力发电厂热能动力锅炉中,其运行的状态直接影响了整个火力发电厂的经济效益,因此我们不仅要注意燃料煤炭的质量,更需要了解整个锅炉在燃烧发电时的实际工作情况,调节好各个小组件的工作,保证经济性的燃烧,获得较大的经济效益,然而我们在许多方面仍有不足,需要继续努力改进。
参考文献:
[1]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(2)
[2]常奇.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].城市建设理论研究(电子版),2014,(36)