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        火力發(fā)電廠中熱能動(dòng)力鍋爐的燃料及其燃燒探究

        2021-11-24 10:55:18孫學(xué)鵬鞠歡
        科學(xué)與生活 2021年18期
        關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠探究

        孫學(xué)鵬 鞠歡

        摘要:由于近年來我國(guó)較大人口基數(shù)導(dǎo)致人均能源占比不高,要想獲得持續(xù)性發(fā)展,就要堅(jiān)持走節(jié)能降耗路線。火力發(fā)電廠作為能耗較高的企業(yè),關(guān)系著國(guó)民生產(chǎn)生活的正常用電,同時(shí)也關(guān)系著環(huán)境保護(hù)等諸多方面。通過在火力發(fā)電廠鍋爐中加強(qiáng)燃煤節(jié)能質(zhì)量管理有助于降低能源消耗,有助于提升能源利用率,有助于企業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展、社會(huì)和環(huán)境共同進(jìn)步。

        關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠;熱能動(dòng)力鍋爐;燃料;燃燒;探究

        引言

        通過對(duì)熱能動(dòng)力鍋爐燃料和燃燒進(jìn)行詳細(xì)分析并加強(qiáng)管理,保證充足的能源供應(yīng),提升能源的利用率,保證火電廠的穩(wěn)定發(fā)展。

        1熱能動(dòng)力鍋爐燃料的概述

        熱能動(dòng)力鍋爐的工作性質(zhì)就是能量設(shè)備的轉(zhuǎn)換。從目前火力發(fā)電廠的工作流程中可知,常見燃料中工業(yè)油、煤炭等都是不可再生資源。從經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)水平及能源利用率等方面看,即使我國(guó)的天然氣、石油等資源比較豐富,但通過燃燒方式來獲取所需能源的方式是非常不合理的,因?yàn)槿紵a(chǎn)生的價(jià)值比本身的價(jià)值要低很多,用來作為燃料是一種浪費(fèi)。我國(guó)煤炭資源十分豐富且煤炭產(chǎn)量也在逐年增長(zhǎng),而且可滿足火力發(fā)電廠的資源供應(yīng),所以現(xiàn)階段我國(guó)大部分火力發(fā)電廠都是依靠煤炭資源作為熱能動(dòng)力鍋爐的主要燃料。

        煤炭構(gòu)成非常復(fù)雜,包含氧、氨、氫、碳、硫等多種化學(xué)成分。硫分為好幾種,其中硫單質(zhì)的同素異形體也有很多種,有斜方硫、單斜硫和彈性硫等。硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸鹽或單質(zhì)的形式存在,對(duì)人體而言,天然單質(zhì)硫是無毒無害的,而稀硫酸、硫酸鹽、亞硫酸和亞硫酸鹽有毒,硫化物通常有劇毒。濃硫酸會(huì)腐蝕人體皮膚,另外硫化物能通過燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng),對(duì)鍋爐來說是非常危險(xiǎn)的因素,可能會(huì)使鍋爐的金屬結(jié)構(gòu)遭到腐蝕而損壞,影響鍋爐的正常運(yùn)行,最終縮短鍋爐的使用壽命。另外這些氣體會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定污染,必須進(jìn)行處理后才能排放。煤炭中有一定含量的水分,這些水對(duì)能量的轉(zhuǎn)換也有一定的影響,會(huì)降低能量的轉(zhuǎn)換效率,在實(shí)際的運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中也可能會(huì)因煤炭進(jìn)水而增加鍋爐燃燒難度、降低煤炭資源的使用率,進(jìn)而極大降低火力發(fā)電的效率和質(zhì)量。

        2鍋爐節(jié)能降耗的重要意義

        火電廠運(yùn)行中必不可少的一部分內(nèi)容就是鍋爐,同時(shí),鍋爐也是電廠實(shí)際運(yùn)行中能源消耗較大的部分,要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果,就要積極改進(jìn)鍋爐的結(jié)構(gòu),提高鍋爐燃煤質(zhì)量管理水平。我國(guó)在近年來的發(fā)展中對(duì)電能的需求量不斷增大,很多行業(yè)都存在嚴(yán)重的電能應(yīng)用不足、電能供需失衡的問題。如果沒有充分重視節(jié)能降耗問題,那么,不久的將來必然會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的能源不足問題,甚至?xí)?dǎo)致無法維持社會(huì)發(fā)展和運(yùn)行。可見,應(yīng)當(dāng)將節(jié)能降耗理念充分應(yīng)用于電廠鍋爐中,加強(qiáng)調(diào)解和改善鍋爐設(shè)備和運(yùn)行模式?;鹆Πl(fā)電廠有著較高的鍋爐運(yùn)行參數(shù),鍋爐具有較大容量,在實(shí)際運(yùn)行中需要消耗巨大的能源。為此,要對(duì)鍋爐能耗總量進(jìn)行控制從而提升火力發(fā)電廠的生產(chǎn)實(shí)效。當(dāng)前,很多發(fā)電廠仍然采用的是主導(dǎo)性的動(dòng)力設(shè)備,這是亟需改進(jìn)之處。相關(guān)人員需要加強(qiáng)電廠節(jié)能降耗的改進(jìn),以鍋爐為切入點(diǎn),將鍋爐動(dòng)力設(shè)備的工作效率進(jìn)一步提升。此外,為了將鍋爐實(shí)際能源消耗降低,需要加強(qiáng)各項(xiàng)參數(shù)的優(yōu)化。為此,工作人員需要對(duì)鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行考慮,對(duì)鍋爐參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)節(jié)能指標(biāo)調(diào)整鍋爐參數(shù)。

        3電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃料

        燃料的燃燒屬于化學(xué)反應(yīng),燃燒需要經(jīng)歷兩個(gè)過程,這兩個(gè)過程就是點(diǎn)燃和燃燒。點(diǎn)燃指的是燃料的氧化反應(yīng)瞬間加速;燃燒指的是氧化反應(yīng)持續(xù)劇烈進(jìn)行。燃料達(dá)到著火點(diǎn)后才能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒。而對(duì)于氣體燃料而言,原料達(dá)到著火點(diǎn)不一定能夠點(diǎn)燃,它的燃燒也與空氣中的自身占比有關(guān)系。燃料的燃燒離不開空氣中的氧氣,燃料和氧氣充分接觸下并且氧氣充足,這樣燃料才能夠進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)即燃燒。

        對(duì)固體燃料來說,固體燃料燃燒的揮發(fā)性相對(duì)較差。在實(shí)際燃燒過程中,固體燃料的結(jié)構(gòu)表面存在大量的CO2和CO。其燃燒方式有冒煙、蒸發(fā)、表面等。冒煙燃燒指的是燃料中的碳分子沒有充分的燃燒,燃料的利用率較低;蒸發(fā)燃燒主要是將固體燃料融化成液體,再將液體形式的燃料進(jìn)行蒸發(fā)轉(zhuǎn)化成氣體,將燃料氣體與空氣中的氧氣進(jìn)行混合后進(jìn)行燃燒反應(yīng);表面燃燒一般在含碳量較高且容易分解和揮發(fā)的燃料中出現(xiàn),換而言之,燃料中的碳分子與燃料表面的氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而生成一氧化碳和二氧化碳燃料產(chǎn)物,生成的一氧化碳有助于燃燒,使燃料的燃燒更充分。其中當(dāng)前我國(guó)火力發(fā)電普遍應(yīng)用的燃料為煤炭,就煤炭燃料而言,其包含大量的碳?xì)溲醯仍?,碳元素的占比一般?0%~70%,其他氧氫硫等元素滿足煤炭燃燒的需求,使煤炭能夠充分的燃燒。電廠熱能動(dòng)力鍋爐工作的過程中,需要保持良好的通風(fēng),良好的通風(fēng)能夠給燃料提供充足的氧氣,使燃料發(fā)生充分的氧化反應(yīng),提高燃料的利用率。因此,對(duì)電廠熱能動(dòng)力鍋爐的燃燒反應(yīng)來看,燃燒反應(yīng)主要為碳燃燒釋放能量的過程。

        4電廠熱能動(dòng)力鍋爐燃料燃燒過程

        電廠熱能動(dòng)力鍋爐內(nèi)的燃燒主要是由碳、硫、氫三種元素實(shí)現(xiàn)。燃料燃燒不夠充分就會(huì)產(chǎn)生一氧化硫、一氧化碳等多種有害氣體,有害氣體的產(chǎn)生不僅降低燃料的利用率而且可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。燃料的充分燃燒不僅能夠提高利用率而且能夠最大化降低環(huán)境污染。燃料的燃燒通常分為以下幾個(gè)過程。

        4.1預(yù)熱過程

        在燃料燃燒前,要進(jìn)行科學(xué)化的處理,將燃料進(jìn)行烘干處理后,再進(jìn)行加熱。燃料烘干后有助于充分燃燒,在加熱時(shí),燃料的溫度會(huì)逐漸上升,燃料內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)速度逐漸加快,這樣有助于燃料在燃燒的過程中發(fā)生充分的氧化反應(yīng)。通常,電廠熱能動(dòng)力鍋爐內(nèi)的固體燃料在300℃條件下,實(shí)現(xiàn)充分燃燒并發(fā)生分解。因此,燃料在燃燒前,可預(yù)先升高電廠熱能動(dòng)力鍋爐內(nèi)溫度,并且保持較高的溫度。因此能夠使原料在高溫下達(dá)到預(yù)熱的效果。預(yù)熱的過程中,要注意燃料水分的影響,水分越大,通風(fēng)量要加大,并且要保持爐內(nèi)的溫度穩(wěn)定,溫度的變化和風(fēng)量的變化都會(huì)對(duì)原料的預(yù)熱產(chǎn)生影響。因此,在實(shí)際的應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行合理化的調(diào)整。

        4.2燃燒過程

        燃料經(jīng)過熱處理后,煤炭已經(jīng)達(dá)到最佳的燃燒狀態(tài),因此只需要向熱能動(dòng)力鍋爐輸入充足的氧氣即可。充足的氧氣可以保證燃料與其充分的燃燒,提供最大化的熱量,從而提升熱能動(dòng)力鍋爐的燃燒利用率。

        4.3燃料控制

        嚴(yán)格遵守鍋爐蒸汽負(fù)荷要求最重要的是調(diào)節(jié)燃燒量,主要是因?yàn)殄仩t通風(fēng)直接影響通風(fēng)控制。燃料控制是為了消除內(nèi)部干擾,提高系統(tǒng)效率。因?yàn)樗鼈兪敲芮邢嚓P(guān)的,我們還必須注意它們之間的相互作用,所以我們應(yīng)該注意燃料質(zhì)量和鍋爐通風(fēng)設(shè)備的適用性。

        結(jié)語

        綜上,熱能動(dòng)力鍋爐在實(shí)際的運(yùn)行中還存在一些問題,運(yùn)行的狀態(tài)對(duì)火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益也產(chǎn)生了一定影響,為保證其經(jīng)濟(jì)效益需提高燃料的利用率,利用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,改善熱能動(dòng)力鍋爐的燃燒狀態(tài)。選擇合適的煤炭燃料和送風(fēng)方式,借助新技術(shù)加強(qiáng)鍋爐內(nèi)部零件的日常保養(yǎng)和維護(hù),進(jìn)一步提高鍋爐的工作效率。

        參考文獻(xiàn)

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