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电厂热能动力锅炉燃料及其燃烧分析

人气指数: 发布时间:2013-12-07 14:18  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 郑冠青
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  【摘要】随着社会经济的不断进步,电厂资源的消耗量也在增加。电力行业面临着缺少能源的状态,尤其是部分常规的燃料能源。电厂的锅炉,基本作用是转化能量,因此,锅炉的内部构造方式要科学,设计应当合理,才能提升燃料燃烧的效率。热能动力类型的锅炉,与传统类型电厂锅炉在构造、功能发挥形式上都有区别,用热能作为动力的锅炉,在燃烧方式上也有独特性。因此,有必要探究热能作为动力类型的锅炉工作方式,以及内部燃料在燃烧时的实际状态。

  【关键词】电厂热能动力锅炉;燃料;燃烧状态

  要实现燃料的充分燃烧,应当提供可燃物、充足的氧气以及适合燃烧的环境温度。用于锅炉工作的燃料,包含了煤炭、油物质和某些气体;这些燃料在燃烧时,会给锅炉提供工作需要的能量。电厂新型热能动力锅炉,具有独特的燃烧方式与流程;节约新型电厂锅炉需要的燃料,改进燃烧的流程,有助于提升这种锅炉的工作效率,并推动电厂的节能和减排工作进步。在这样的形势下,应当详细研究燃料的实际成分以及燃烧状况。

  1热能作为动力的锅炉概述

  电厂的锅炉,通常由锅炉的外壳、用于控制的电器等构成。其中,外壳包含了底部的外壳和表面的外壳两类;底部的外壳用来将燃烧成分固定,起到了燃烧器的作用。在底部的外壳上面,设置了膨胀类型的水箱、轮回方式的水泵、燃气闸门、三通阀门、交换热量的设施、电控的装置盒等配件,它们通过底部的外壳连成一个完整的结构。同时,底部的外壳和墙体相连。表面的外壳,则可以抵挡外界灰尘对于电厂锅炉的侵蚀,保护锅炉的内部构造。

  锅炉内部用于控制的电器,是构成电厂锅炉硬件体系的关键性成分。这部分的重要作用,是控制燃烧流程,并控制水泵、锅炉风机设施、开关设施、燃气闸门、轮回的锅炉水流、温度测量设施等。采用计算机方式来实现对于锅炉的自动化控制,能够有效保证锅炉的工作温度,确保在燃烧时锅炉内外温度平衡。电厂锅炉的实际结构,应当与热能动力的基本原理相吻合,才能维持锅炉在工作时的正常燃料温度。

  采用热能作为动力的电厂锅炉,需要具备正常的燃烧温度;要合理掌控这个温度,就需要及时调整燃料转换的频率和数量。热能动力原理中的控制燃料实际燃烧措施,可以将分析气体的设施以及控制燃烧的设施组成具有连续性的体系,通过测定锅炉的热电偶,来设置合适的燃烧数值;再通过微机手段,准确计算这一数据的偏差程度。这种方法有助于保证微机输出数值的准确性。然而,对于这种控制手段的调查证明:即便是采用微机方式,数值还是可能存在偏差,因为控制燃烧流程需要十分精确的信息作为支持。

  此外,还存在一种热电偶、流量限制阀门、燃烧嘴和控制设施共同构成的热能动力类型锅炉。这种锅炉对于燃烧的限制,属于交叉方式的限制,也就是由温度的传感设施将待测的温度变换为电能信号,判断测量得出的温度数值,是否符合预设的数值。通过这样的方法,来实现控制燃烧进程的效果。这种模式不仅可以节约燃料和配件,还可以提升数值的精准程度,应当被电厂进一步推广采用。

  2燃料和燃烧的实际状态

  锅炉中的燃料要想实际燃烧,应当同时具备燃料物质、氧气和燃点温度三个前提。锅炉的燃料中,可以被燃烧的那部分物质,主要包含了碳元素、氢元素和硫元素组成的物质。每一种用于锅炉的燃料,包含的燃烧物质构造与数量都有区别,因此,这些原料需要的氧气含量也会有差别。我们把一立方米的原料燃烧所用到的氧气量,称作理论上需要的燃烧空气含量。

  然而,在热能作为动力的锅炉工作实际中,由于支持燃烧的设施等问题,导致燃料内部的可燃性物质无法均匀与氧气结合,也就不能实现预设的燃烧标准。如果采纳理论上的氧气供应含量,那么会存在一部分缺少氧气而无法充分燃烧的原料。因此,在锅炉实际工作之前,需要添加略多于预设含量的氧气,为热能动力的锅炉提供更多量的空气。要合理掌控这部分过量的空气,因为含量过大,就会吸收热量并造成排烟系统和风机能量的损失;而含量过小,就会导致燃烧失去稳定性,甚至造成锅炉熄灭。

  向热能动力类型锅炉中添加的过量氧气,其计算所用的系数,取决于原料的种类、燃烧的实际方式,以及设施的操作手段。通常而言,这个数值的浮动范围保持在1.1和1.5之间。确保锅炉原料能够燃烧的基本温度,称作锅炉的着火温度。用来燃烧的煤炭原料中,无烟煤的着火点为700摄氏度;有烟煤为400摄氏度左右;褐色煤为300摄氏度以上。当温度上升时,燃料的反应将会加剧,这有助于加快燃烧的进程,并促进原料热效率的提升。

  热能动力类型锅炉的具体燃烧形式,又可以分成以下几类:

  第一种是分层次的燃烧。分层形式的燃烧,指的是将锅炉的可燃物质按照特定的薄厚程度,分布于锅炉的炉排上面,又可以叫做火床燃烧,它应用在固体可燃物质的燃烧过程中。这种层次性的燃烧,能够适应许多原料煤的类型,且不限制煤炭颗粒的体积。如果煤炭与周围空气混合得不够完全,或者空气的供给含量没有达到标准,那么燃烧过程将无法彻底实现,会产生有害的气体。

  这种方式的优势在于:燃料的层次所蕴含的能量很多,燃烧的进程比较稳定;锅炉中途熄灭的可行性小,新添加的可燃物质,可以和已经燃烧起来的原料实现接触,容易被点着。这种方式的缺陷在于:只能适用在采用固体作为燃料的情况下,同时燃料很难与周围的空气充分融合。因此,容量大的热能动力类型锅炉,较少适用这样的方式。

  第二种是悬浮状态下的燃烧。这是指将可燃物质制作成粉末形状、喷雾形状或者气体形状,与空气一起送进锅炉中进行燃烧,又可以叫做火室燃烧。悬浮情况下的燃烧,只需要一个较高的炉膛,燃烧的不同阶段都在炉膛内部悬浮进行;随着燃烧产生烟雾,燃料也在不断的运动之中,可燃物质停留在炉膛里面的时间并不长。

  这种方式的优势在于:可燃物质能够迅速着火,燃烧得比较充分,效率也比较高。燃料对于负荷量改变的适应性较强,较容易进行自动形式的燃烧控制。这种方式的缺陷在于:在某些情况下,燃料的运动与周围空气并不同步,产生的粉末较多。

  第三种是旋风情况下的燃烧,指的是可燃物质和周围的空气,沿着切线的角度被送进锅炉内部,产生运动速度很高的气流,形成强度较大的螺旋状态运动,并实现燃烧。这种方式的优势为:燃烧的流程十分稳定,且遗留的燃料物质很少;能够运用在多种类型煤炭的燃烧上;节省燃料成本,具备较强的利用剩余燃料的能力。

  这种方式的缺陷为:在通风操作时,会损失较多的能量;锅炉设施的构造相对复杂,在实现灰量较大的煤原料燃烧时,会损失一部分物理状态的热量。通过比较可以知道:每一种燃烧的形式都有优点和弊端,因此,在确定燃烧的方法时,需要考虑到燃料的物理和化学属性,以及锅炉自身对于燃料的适应能力。

  3结语

  对于热能作为动力的电厂锅炉进行控制,包含了控制燃烧的实际方式,以及控制锅炉风机的运作等。锅炉进行燃烧的基本方式,可以分成层次性的燃烧、悬浮性的燃烧、利用旋风作用的燃烧,以及沸腾状态下的燃烧几种。在工作实践中,热能动力类型的锅炉,还存在着工作效率不高、能源的转化概率有待提升等问题。我们应当立足于热能动力的基本运用原理,研究改进锅炉燃烧的措施,来促进燃料的充分燃烧,确保电厂锅炉运行顺利。

  参考文献:

  [1]闫凯,张建文.富氧燃烧条件下锅炉燃料燃烧计算研究[J].锅炉技术,2013(01).

  [2]关振海.锅炉燃料的燃烧过程分析与燃烧方式分析[J].经营管理者,2009(07).

  [3]刘久斌.电厂锅炉燃料量控制系统研究[J].热力发电,2008(08).


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