朱海英

（內(nèi)蒙古達(dá)拉特發(fā)電廠運(yùn)行二部,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

1 電廠熱能動力鍋爐的工作流程

在電廠的生產(chǎn)過程中，主要存在著三種形式的能量轉(zhuǎn)換，分別為：在熱能動力鍋爐中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；在汽輪機(jī)中由熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；在發(fā)電機(jī)中由機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋６鵁崮軇恿﹀仩t、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)即統(tǒng)稱為發(fā)電廠的三大主機(jī)。熱能動力鍋爐的主要工作流程如下：

原煤破碎→原煤干燥與磨制煤粉→煤粉輸送→組織燃燒→空氣加熱→燃料燃燒配風(fēng)→鍋爐給水由省煤器受熱面加熱升溫→由蒸汽受熱面（水冷壁）吸熱將給水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝蛇^熱器將蒸汽進(jìn)一步加熱達(dá)到過熱狀態(tài)→排渣、除灰、煙氣排放。

2 電廠熱能動力鍋爐燃料及其燃燒過程

2.1 鍋爐燃料及其分類

我國煤炭資源非常豐富，已探明儲量在6500億噸以上。因此根據(jù)我國客觀情況，在電廠熱能動力鍋爐中的燃料主要以煤為主?；鹆Πl(fā)電廠熱能動力鍋爐所采用的煤統(tǒng)稱為動力煤，根據(jù)其干燥無灰揮發(fā)分進(jìn)行分類，還可細(xì)分為無煙煤、煙煤、貧煤和褐煤四類。其中，無煙煤的碳化程度最高，揮發(fā)分含量≤10%，但不易點燃；煙煤碳化程度稍微次于無煙煤，揮發(fā)分含量約為20%～37%；貧煤碳化程度與煙煤相接近，而揮發(fā)分含量較低，約為10%～20%；褐煤的碳化程度最低，而揮發(fā)性含量較高，約≥37%，易于點燃但發(fā)熱量偏低。根據(jù)鍋爐動力煤成分的不同，應(yīng)采用相應(yīng)的燃煤技術(shù)，以保證熱能動力鍋爐生產(chǎn)高效。

2.2 鍋爐燃料的燃燒過程

2.2.1 準(zhǔn)備階段

煤粉氣流噴入鍋爐內(nèi)直到著火這一階段即為準(zhǔn)備階段，它也是吸熱階段。在此過程中，煤粉氣流被鍋爐中的煙氣不斷加熱，溫度逐步提高。煤粉受熱后首先水分蒸發(fā)，然后進(jìn)行熱分解并析出揮發(fā)分，揮發(fā)分的析出數(shù)量與成分主要取決于煤的特性、加熱溫度與速度，這一過程一直持續(xù)到1100～1200℃。要使準(zhǔn)備階段中煤粉盡快著火，一方面應(yīng)盡量減少煤粉加熱到著火溫度所需的熱量，可通過預(yù)先干燥煤粉、提高一次風(fēng)溫等措施實現(xiàn)；另一方面則應(yīng)盡快提供給煤粉所需的熱量，可通過提高爐溫等措施加以實現(xiàn)。

2.2.2 燃燒階段

煤粉著火以后即進(jìn)入燃燒階段，這一階段主要包括了煤揮發(fā)分燃燒以及焦炭燃燒，它是一個強(qiáng)烈的放熱階段。首先是煤揮發(fā)分進(jìn)行著火燃燒并釋放出熱量，然后通過加熱焦炭粒，使焦炭的穩(wěn)定迅速提高并得以燃燒。為使燃燒階段煤粉燃燒又快又好，關(guān)鍵在于組織好焦炭的燃燒，即在保證爐內(nèi)足夠高溫的同時，還應(yīng)保證空氣與煤粉充分混合。

2.2.3 燃盡階段

這一階段是燃燒階段的延續(xù)，煤粉經(jīng)過燃燒以后，炭粒變小，其表面容易形成灰殼，由于空氣很難與內(nèi)部炭粒接觸，燃盡階段燃燒速度會明顯降低。為了使煤粉在鍋爐內(nèi)盡可能燃盡，以提高燃料的利用效率，可通過保證燃盡時間、改善風(fēng)粉混合，或者加強(qiáng)擾動以及破煤粉灰殼等措施來加以實現(xiàn)。

3 強(qiáng)化熱能動力鍋爐燃料利用率的具體措施

3.1 提高煤粉細(xì)度

當(dāng)煤粉細(xì)度越高時，其燃燒反應(yīng)的表面積也相應(yīng)增大，單位時間內(nèi)煤粉的吸熱量也會增多。尤其對于難以著火的貧煤、褐煤，更應(yīng)當(dāng)將煤粉研磨更細(xì)，這也有助于煤粉在爐內(nèi)盡快燃燒，有助于煤粉的燃燒更完全。

3.2 適當(dāng)提高一次風(fēng)溫

通過提高一次風(fēng)溫，可以減少煤粉加熱到著火溫度所需熱量，使煤粉在準(zhǔn)備階段能盡快著火。尤其對于難以著火的無煙煤、煙煤而言，應(yīng)當(dāng)將鍋爐預(yù)熱器出口熱溫度提高到350～420℃左右，從而使出口熱風(fēng)溫度得以適當(dāng)提高。

3.3 提供適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)量和風(fēng)速

當(dāng)一次風(fēng)量和風(fēng)速過大時，煤粉著火所需的熱量也會相應(yīng)增大，并會影響到煤粉的完全燃燒；而當(dāng)一次風(fēng)量和風(fēng)速過小時，又會因為氧氣不足而限制煤粉燃燒的發(fā)展。為此，應(yīng)當(dāng)提供適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)量和風(fēng)速，并以保證煤粉揮發(fā)分的充分燃燒為基準(zhǔn)。通常而言，對于揮發(fā)分含量越高的煤，應(yīng)適當(dāng)提高一次風(fēng)量和風(fēng)速，對于揮發(fā)性含量較低的煤，則應(yīng)適當(dāng)加以限制。例如：無煙煤的一次風(fēng)率推薦為15%～20%；貧煤的一次風(fēng)率推薦為20%～25%；煙煤的一次風(fēng)率推薦為20%～25%；褐煤的一次風(fēng)率推薦為40%～45%。

3.4 合理送入二次風(fēng)

在煤粉燃燒階段中，由于該階段燃燒速度非?？?，所提供一次風(fēng)的氧氣會很快耗盡，為保證燃燒過程的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)及時提供二次風(fēng)。二次風(fēng)的送入時間，主要取決于煤粉類型和鍋爐型號，且為了不降低鍋爐內(nèi)燃燒中心區(qū)的溫度，應(yīng)當(dāng)采用分批、分期的方式逐步送入二次風(fēng)。

3.5 保證較高的二次風(fēng)溫與風(fēng)速

二次風(fēng)的提供除了應(yīng)當(dāng)適量供應(yīng)以外，還應(yīng)當(dāng)保證較高的風(fēng)溫與風(fēng)速，以避免鍋爐內(nèi)溫度的大幅降低，并加強(qiáng)氧氣擴(kuò)散以及一二次風(fēng)的混合。通常而言，所提供的二次風(fēng)速，應(yīng)當(dāng)高于一次風(fēng)速。

3.6 合理組織鍋爐內(nèi)部空氣動力工況

由于熱能動力鍋爐中煤粉是在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行燃燒的，煤粉與空氣的混合狀態(tài)通常不太理想。為此，除了應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高二次風(fēng)速以外，還應(yīng)當(dāng)合理組織爐內(nèi)空氣動力工況，以促進(jìn)煤粉與空氣能更好的混合，并提高煤粉的燃燒速度，保證煤粉充分燃燒。

4 總結(jié)

本文從電廠熱能動力鍋爐的工作流程出發(fā)，并就鍋爐燃料及其燃燒特性，以及鍋爐燃料利用率的強(qiáng)化措施進(jìn)行了研究與探索。以此希望在電廠實際生產(chǎn)中，能進(jìn)一步提高鍋爐燃料的利用率，以降低鍋爐生產(chǎn)成本，促進(jìn)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提升。

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