电厂锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂锅炉燃料及燃烧特点分析

江贺

(国家电投协鑫滨海发电有限公司江苏盐城224500)

摘要：在我国社会经济发展过程中，对于电力资源的需求量也在不断提升，电厂规模仍在不断扩大。目前，火电仍是我国重要组成部分，而电厂锅炉则是电厂的重要生产设备。本文分析了电厂锅炉燃料与燃烧特征，研究了锅炉燃料燃烧过程，并提出了提升锅炉燃料燃烧效率的措施。

关键词：电厂；电厂锅炉；燃料；燃烧特点

引言

电厂生产过程中将消耗大量能源，只有不断优化锅炉燃烧过程，方可减少发供电煤耗，节约能源，从而实现可持续发展目标。现阶段，很多火电厂都开始使用新型燃烧技术，以提升燃烧的稳定性及发电厂生产效率。火电厂生产过程就是通过在锅炉内燃烧燃料，产生高温高压的水蒸汽，冲动汽轮发电机组，从而将热能转换为电能，生产出人们生活、工作、生产所必须的电能资源。因而，为实现节能减排、持续发展目标，需加强对电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点的研究。

1电厂锅炉燃料与燃烧特征

1.1电厂锅炉运行特征

电厂在运行过程中，需要添加适量燃料，燃料燃烧过程中将产生热能，并由水蒸汽传递热能，进行热能转换。燃料燃烧过程中释放的热能将水转换为水蒸汽，然后水蒸汽引出锅炉进入汽轮机做功，将热能转换为电能。

燃料在燃烧过程中，将释放大量热能，因此锅炉内部温度将升高，从而产生大量高温烟气，高温烟气将热能经水冷壁、过热器、再热器等经辐射换热或对流换热传递给工质，进而提高工质温度，在热能传递完后，烟气温度将逐渐降低，并由烟囱排出。

为确保电厂锅炉可靠运行，需保证向锅炉提供适当的燃料量（若燃料投放量较多，则将影响热量转换质量；若燃料投放量较少，则将延长热量传递时间），如此才可保证火电厂经济效益。

1.2电厂锅炉燃料

可应用在电厂锅炉燃料有很多，比如：天然气、煤炭、秸秆、城市生活垃圾等等，目前在电厂应用最多的燃料就是煤炭、天然气等燃料。研究发现，我国煤炭资源存储量明显多于天然气与重油。电厂为降低生产成本、提高经济效益，需在保证锅炉燃烧效率的基础上，合理应用低质量煤炭资源。在混合使用多种煤炭资源时，需保证锅炉燃烧的安全性及稳定性。同时，电厂还需积极应用多种先进技术，优化锅炉燃烧稳定性及安全性。

煤炭中的碳元素属于燃料最终的燃烧成分，其在燃烧过程中将形成热能。虽然氢燃烧过程中也将形成热能，但是其能量较少。虽然在燃烧过程中硫也将产生一定热量，但是在煤炭燃烧过程中将形成二氧化硫，其将导致空预器低温腐蚀、环境被污染（硫元素含量可用于判断煤炭资源质量）。与高质量煤炭相比，高灰煤燃烧过程中产生的热量较低，且将对电厂锅炉传热性能造成不良影响，燃烧不稳，严重的甚至会出现锅炉灭火，因而电厂需降低高灰煤的掺烧比例。水分较大的煤燃烧过程中并不会产生大量热能，且其燃烧过程中将影响锅炉内部温度，炉内温度降低，进而影响煤粉燃烧质量，增加锅炉腐蚀几率。

1.3燃料燃烧特征

电厂锅炉主要燃烧形式为火室燃烧、旋风燃烧、分层次燃烧这几种。不同燃烧形式当中燃料燃烧特征也不相同。下文进行简要分析：

首先，火室燃烧。燃料在锅炉中处于悬浮状态，在此状态下燃烧，为保证燃料燃烧质量，煤炭经磨煤机撵磨为煤粉，之后煤粉经一次风输送至炉膛，与二次风充分混合。将煤粉输入至锅炉中时，需确保锅炉中温度已达到煤粉着火点，经过高温烟气的卷吸，经煤粉引燃，否则需要投油助燃。只有保证燃料可与空气充分接触，才可保证燃料燃烧质量及效率。然而采用此种燃烧方式，不能确保燃料与空气同时输入锅炉中，如此可能导致燃料被浪费。

其次，旋风燃烧。燃料以切线角度输入锅炉中，随之在炉膛内部将形成高速气流，从而使燃料随之旋转。选用此种燃烧方式，可提升燃料燃烧质量。然而采用此种燃烧方式，需保证合适的过量空气系数，否则燃料燃烧不充分，造成锅炉效率下降。

最后，分层次燃烧。将固体燃料放置在锅炉炉排表面位置，因此固体燃料可分层燃烧。采用此种方式，可保证燃料可充分燃烧，并在燃烧过程中释放大量热能。但是此种燃烧方式的缺点为：工作人员需严格控制通风时间。

2电厂热能动力锅炉燃料燃烧过程

2.1预热阶段

预热的目的是提高燃料燃烧效率及质量，因而在燃料燃烧之前需与燃料进行预热。然后，工作人员可采用和热处理的方式提升锅炉内部问题（温度需控制在300—4000摄氏度之间）。在此温度背景下，煤炭将在锅炉中充分燃烧，进而形成焦炭。

2.2燃烧阶段

预热过程中，燃料中的水分已挥发干净，在煤炭充分燃烧且形成焦炭后，焦炭也将开始燃烧，此时属于燃烧阶段。在此阶段中，为保证燃料可充分燃烧，需保证锅炉中有做够氧气。

2.3燃尽阶段

燃料在经过上时间燃烧后将处于燃尽阶段，在此阶段，可燃物质已充分燃烧，因此锅炉中可燃物质逐渐减低。在被炭灰包裹的内部，仍存有部分可燃物质，因此在此过程中，还需保证锅炉中拥有足够氧气保证燃料仍可充分燃烧，从而产生大量热能。煤炭在燃尽阶段燃烧速度并不快，因而其释放的热能也并不高。

3提升锅炉燃料燃烧效率的措施

3.1科学选用送风策略

为保证电厂锅炉可安全运行、保证燃料可充分燃烧，工作人员需提高合理配风的重视程度。需对整个配风工作环节进行深入分析，严格控制风量、风速，如此才可保证送风工作质量（若风速较低，喷燃器温度将逐渐增高，严重的甚至会出现烧损燃烧器；若风速过高，煤粉燃烧时间将被推迟）。为保证煤炭可充分燃烧，电厂工作人员需加强对送风风量及风速的控制。

3.2科学选择燃煤种类

由于不同型号的锅炉结构存在差别，因此其适用的燃料也不相同。电厂工作人员需依据锅炉结构及实际运行情况，选择最合适的燃煤。此外，电厂工作人员在选择燃煤时，还需详细分析其燃烧质量，锅炉经济效益等多种因素，如此才可保证燃煤种类的合理性。另外，电厂在选择燃煤时，也可进行实验，在保证燃煤可充分燃烧，且释放大量热能的情况下，才可将其作为锅炉的燃料。

4结语

总之，火电厂锅炉燃料与采用的燃烧技术将直接影响其生产效率及生产质量。为提升电厂生产效率及经济效益，需提升燃料燃烧质量。因此，电厂工作人员需加强对燃料及燃烧技术的研究，不断优化燃烧技术，提高燃料燃烧质量，这对电厂稳定、健康发展具有重要意义。

参考文献：

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[2]肖金平,蒋晓霞.火力发电厂中热能动力锅炉的燃料及其燃烧探究[J].中国高新技术企业,2016，(23):110-111.

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