淺談鍋爐熱能動力

劉麗

（黑龍江省松花江林業(yè)管理局鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所 150001）

【摘 要】電力資源上也面臨著電力資源供需的矛盾，為了解決這一矛盾，電廠熱能動力鍋爐燃燒技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電廠熱能動力鍋爐燃燒技術(shù)的運(yùn)用可以極大的提高鍋爐的應(yīng)用效率，提高電力能源利用率。本文介紹了電廠熱能動力鍋爐，并對其燃料和燃燒做了分析。

【關(guān)鍵詞】電廠；熱能動力；鍋爐；技術(shù)分析

[Abstract] This paper introduced the thermal power boiler of power plant and analyzes its fuel and combustion.

[Key words] power plant； thermal power； boiler； technical analysis

1 熱能動力裝置和熱能動力鍋爐

熱能動力裝置就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而產(chǎn)生原動力的成套熱力設(shè)備。熱能的來源包括利用煤、石油、天然氣、油頁巖、生物質(zhì)能等燃料燃燒所放出的熱能以及核能、太陽能、地?zé)崮艿?。熱能動力裝置包括汽輪機(jī)動力裝置、內(nèi)燃機(jī)動力裝置、燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置和核能動力裝置等。火力發(fā)電就是利用熱能動力裝置所產(chǎn)生的原動力來驅(qū)動發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電能。

熱能動力鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能、高溫?zé)煔獾臒崮艿刃问?，而?jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機(jī)熱載體。鍋爐的主要工作原理是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱傳遞給容器內(nèi)的水，使水達(dá)到所需要的溫度或一定壓力蒸汽的熱力設(shè)備。水進(jìn)入鍋爐以后，在汽水系統(tǒng)中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應(yīng)用。在燃燒設(shè)備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。

2 熱能動力鍋爐使用的燃料

鍋爐就是一種換熱器，按其能量來源可分為：電鍋爐，太陽能鍋爐，余熱鍋爐，燃煤鍋爐，燃油鍋爐，燃?xì)忮仩t，生物質(zhì)鍋爐，水煤漿鍋爐等。燃煤鍋爐就是燃料為燃煤的鍋爐，是指經(jīng)過燃煤在爐膛中燃燒釋放熱量，把熱媒水或其它有機(jī)熱載體（如導(dǎo)熱油等）加熱到一定溫度（或壓力）的熱能動力設(shè)備。燃煤鍋爐的燃料可以是：貧煤，煙煤，無煙煤，褐煤，煤矸石等。燃油鍋爐包括燃油開水鍋爐、燃油熱水鍋爐、燃油采暖鍋爐、燃油洗浴鍋爐等。燃油鍋爐的燃料一般是：柴油，重油等；燃?xì)忮仩t包括燃?xì)忾_水鍋爐、燃?xì)鉄崴仩t、燃?xì)庹羝仩t等，指的是燃料為燃?xì)獾腻仩t。燃?xì)忮仩t的燃料一般是：液化石油氣，天然氣，城市煤氣，煤層氣，頁巖氣，沼氣等。鍋爐還用木材，木康，稻殼，谷糠，糠醛渣等作燃料。一般來說，在火力發(fā)電廠中，熱能動力鍋爐使用的燃料有煤、重油、天然氣等。從經(jīng)濟(jì)利益、技術(shù)條件和資源應(yīng)用上來說，我國大部分火力發(fā)電廠熱能動力鍋爐使用的燃料大都是煤炭。煤炭的基本成分有O2、C、N、H、H、水分等，其中碳占50%～70% 。C、H、S都可以燃燒，氧氣幫助這些燃料燃燒。所以在熱能動力鍋爐中煤燃料燃燒產(chǎn)生的熱量大部分都是碳釋放的熱量。

3 熱能動力鍋爐燃料燃燒的特性和方式

任何燃料的燃燒過程都包括“著火”及“燃燒”兩個階段，燃料只有達(dá)到著火溫度才能穩(wěn)定燃燒。當(dāng)氣體燃料與空氣混合后，氣體燃料占整個混合氣體的體積百分比必須在一定的范圍內(nèi)，才能著火燃燒，這一范圍稱為著火濃度范圍或著火濃度極限。與C的氧化反應(yīng)速度、空氣及燃燒產(chǎn)物的擴(kuò)散速度有關(guān)。一般來說氣體燃料的燃燒方式有長焰燃燒，短焰燃燒和無焰燃燒。長焰燃燒也稱為擴(kuò)散式燃燒，燃?xì)庠跓靸?nèi)完全不和空氣混合，待噴出后靠擴(kuò)散作用與空氣混合進(jìn)行燃燒，火焰較長。短焰燃燒是指燃?xì)庠跓靸?nèi)預(yù)先和部分空氣混合，噴出后部分燃燒，而另一部分與空氣混合后繼續(xù)燃燒，火焰較短。無焰燃燒是指燃?xì)夂涂諝庠谶M(jìn)燒嘴前或在燒嘴內(nèi)完全混合，在燒嘴內(nèi)或噴出后，因燃燒迅速，幾乎看不到火焰。

4 熱能動力鍋爐燃料燃燒的過程

燃料的燃燒主要是C、H、S的燃燒，如果燃燒不充分就會產(chǎn)生SO，H等，燃料的熱能不能完全的釋放，造成資源的浪費(fèi)。燃料燃燒完全就會產(chǎn)生CO2、SO2、水蒸氣等，可以充分的利用燃料資源。一般來說固體燃料的燃燒分為三個階段。

4.1 預(yù)熱階段

熱階段指的是在燃料進(jìn)行燃燒之前，對將要燃燒的燃料進(jìn)行烘干、揮發(fā)、預(yù)熱的過程。燃料在300℃～400℃的溫度下蒸發(fā)分解的最迅速、最完全。燃料進(jìn)入鍋爐后，在高溫預(yù)熱蒸發(fā)的過程中，迅速的脫掉水分，最后只剩下焦炭。在預(yù)熱階段鍋爐中是不需要氧氣的。

4.2 燃燒的階段

在前面的預(yù)熱階段，燃料經(jīng)過預(yù)熱已經(jīng)得到充分的揮發(fā)，在揮發(fā)分燃盡之后，燃料剩下的焦炭就會開始燃燒，進(jìn)入燃燒的階段。燃料在燃燒階段，需要足夠的氧氣，通過和氧氣的結(jié)合，燃料劇烈的燃燒放熱。

4.3 燃盡階段

在燃盡的階段，焦炭中的可燃物質(zhì)已經(jīng)燃燒的所剩無幾，只有被炭灰包裹的內(nèi)部有少許為充分燃盡的可燃物質(zhì)，這個階段還需要一定量的空氣，幫助這些剩余的可燃物質(zhì)充分的燃燒產(chǎn)生熱能。在這個過程中燃燒的速度比較緩慢，釋放的熱量也很少。

參考文獻(xiàn)：

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