1.李廷玉 2.陳子健

（沈陽西部環(huán)境有限公司，遼寧 沈陽 11000）

前言

煤炭發(fā)電廠作為國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)的電能通道，在燃燒設(shè)備部件中，在燃料燃燒的過程中，會(huì)不斷地有熱量釋放，通過傳熱的擴(kuò)散，到達(dá)鍋爐受熱面的高溫?zé)煔猓⒃谶@一過程中，將燃燒設(shè)備的溫度降低，最終走出煙囪。提高火力發(fā)電鍋爐的燃燒率，不僅可以降低發(fā)電成本，保持發(fā)電廠自身的經(jīng)濟(jì)效益，而且有助于減少煙塵的產(chǎn)生，從而保護(hù)環(huán)境。

一、熱能動(dòng)力鍋爐使用的燃料

不同鍋爐由于內(nèi)部構(gòu)造、燃燒溫度和控制方法有很大差異，因此適用的燃料類型也有一定的差別。目前國(guó)內(nèi)電廠常用的鍋爐類型有電鍋爐、燃煤鍋爐、燃油鍋爐等。其中，燃煤鍋爐的燃料主要為煙煤、貧煤、煤矸石等，可以通過減小煤塊體積的方式，提高燃料的燃燒率。燃油鍋爐則主要以柴油、重油為主要燃料，并且根據(jù)燃燒方式的不同，可細(xì)分為燃油開水鍋爐、燃油采暖鍋爐等。燃?xì)忮仩t使用的燃料主要有天然氣、液化石油氣等。此外，近年來還出現(xiàn)了一些以秸稈、廢棄塑料等作為燃料的環(huán)保性熱能動(dòng)力鍋爐，實(shí)際應(yīng)用效果良好。

二、熱能動(dòng)力鍋爐燃料的燃燒分析

（一）燃燒形式

1.分層次的燃燒

根據(jù)可燃物燃燒性質(zhì)、放熱能力和燃燒后狀態(tài)的不同，可以采用分層次的燃燒方式，提供更多的燃燒熱能。這種燃燒方式，只適用于固體燃料，例如煤炭、木炭等。其優(yōu)點(diǎn)在于確保了多種燃料在不同燃燒環(huán)境或燃燒階段中，最大化的釋放能量，間接的降低了電廠的發(fā)電成本。但是分層次燃燒也有自身的缺點(diǎn)，例如固體燃料容易出現(xiàn)燃燒不充分的問題。

2.懸浮狀態(tài)下的燃燒

燃料仍然是固體可燃物，但是狀態(tài)從塊狀變?yōu)榱朔勰睢＠霉娘L(fēng)機(jī)等設(shè)備，將粉末狀的可燃物吹入爐膛，在懸浮狀態(tài)下增加可燃物與空氣接觸面積，提高燃燒效率。優(yōu)點(diǎn)是容易控制，燃燒充分。

3.旋風(fēng)狀態(tài)下的燃燒

相比于懸浮狀態(tài)下的直線送風(fēng)，在旋風(fēng)狀態(tài)下，則沿切線進(jìn)行送風(fēng)，這樣就可以保證可燃物在爐膛內(nèi)進(jìn)行一段距離的螺旋運(yùn)動(dòng)，延長(zhǎng)了滯空時(shí)間，燃燒率比懸浮狀態(tài)下更高。缺點(diǎn)是適用范圍受限，如果鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可能會(huì)造成燃料的浪費(fèi)。

（二）燃燒過程

不同類型的燃料，或是相同燃料在不同的狀態(tài)下，燃燒過程都會(huì)存在一定的差異。本文以固體燃料煤炭為例，對(duì)其燃燒過程進(jìn)行簡(jiǎn)單概述：第一步，進(jìn)行預(yù)熱。保證燃料干燥，將鍋爐進(jìn)行預(yù)熱，保持溫度在500℃上下，預(yù)熱時(shí)間大約在1h。在預(yù)熱過程中，燃料內(nèi)部含有的少量水分也會(huì)被逐漸蒸發(fā)。預(yù)熱階段不需要供氧。第二步，燃料燃燒。在預(yù)熱的基礎(chǔ)上，繼續(xù)提高溫度，通風(fēng)后根據(jù)燃燒情況控制風(fēng)量與風(fēng)速。盡可能的提高燃燒效率。第三步，燃料燃盡。燃料完全燃燒后，只剩下灰白色的無機(jī)物。如果有大塊的剩余物，可以檢查內(nèi)部是否有未燃盡的可燃物質(zhì)，如果有可以收集起來，繼續(xù)使用。

三、熱能動(dòng)力鍋爐提高燃燒效率的控制措施

（一）合理送風(fēng)

主要是控制風(fēng)速和風(fēng)量，風(fēng)速可以根據(jù)燃料的類型和燃燒的情況進(jìn)行確定，例如燃料本身燃燒性較好，且燃燒過程中只產(chǎn)生了少量的煙氣，可以減少風(fēng)量，提高熱能利用率；反之，如果燃燒中煙氣濃度較高，甚至制約了進(jìn)一步的燃燒，則需要增加風(fēng)量，盡快通入新鮮空氣，以促進(jìn)燃燒。另外，當(dāng)爐內(nèi)溫度過高時(shí)，可能會(huì)燒毀噴燃器，此時(shí)也需要增加風(fēng)速，可以達(dá)到適當(dāng)降溫的效果。風(fēng)量方面，也需要綜合考慮多種因素進(jìn)行確定。

（二）增加氧氣接觸面積

增加燃料與空氣（氧氣）的接觸面積，也是提高燃料燃燒率的一種有效措施。以煤炭為例，通常來說，在煤質(zhì)保持相同的前提下，煤炭的顆粒度越小，與空氣的接觸面積越大，燃燒也就越充分?；谶@一規(guī)律，可以先將煤塊進(jìn)行粉碎，制成顆粒狀的煤粉，然后利用鼓風(fēng)機(jī)將煤粉吹入鍋爐中，可以將煤炭的燃燒率提高到99%。此外，也要注意控制鍋爐內(nèi)的氧氣濃度，在燃燒不充分的情況下，會(huì)產(chǎn)生硫化物、氮氧化物，導(dǎo)致氧氣濃度降低，阻止煤炭燃燒。因此還要做好爐內(nèi)通風(fēng)工作，將燃燒產(chǎn)生的廢棄及時(shí)收集起來，利用余熱并進(jìn)行無害化處理后方可繼續(xù)排放。

（三）科學(xué)選擇燃煤類型

熱能動(dòng)力鍋爐的爐型與燃煤類型相匹配，可以顯著提升燃燒效率。如果電廠不考慮鍋爐結(jié)構(gòu)，隨便調(diào)整燃煤種類，一方面是容易造成燃料的燃燒不充分，降低熱效率，而且還會(huì)產(chǎn)生較多的煙氣，加劇了空氣污染；另一方面，部分煙塵不能完全排除，堆積在鍋爐內(nèi)壁上，影響鍋爐的熱傳導(dǎo)性能，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成鍋爐爆炸等事故。因此，電廠必須要科學(xué)選擇燃煤類型，如果條件允許，可以在投產(chǎn)之前進(jìn)行一次燃燒試驗(yàn)，提高燃煤的實(shí)用性。

四、結(jié)語

在能源資源日益緊缺的背景下，火電廠必須要嘗試創(chuàng)新工作方式，提高燃料的利用率，在維持發(fā)電工作正常開展的基礎(chǔ)上，兼顧環(huán)境保護(hù)。通過分析熱能動(dòng)力鍋爐燃料及燃燒情況，將化學(xué)能、生物能等高效率的轉(zhuǎn)化為熱能和電能，保障社會(huì)各個(gè)行業(yè)的用電需求，這也是今后火電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>