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[摘 要]在步入二十一世纪的知识经济时代,由于历年来我国人口总量的持续增长,造成各类自然资源的供应已经趋于紧张,而且还出现了人类生存与自然环境相处严重不和谐的矛盾。基于此类状况,我们应当坚持创新思想,积极采用和研发新兴的能源利用技术,不断地加大能源的运用效率和附加值。对于电力行业的动力锅炉来说,就应该尽力提升锅炉燃煤的燃烧效果,使燃煤燃烧反应完全,降低热损失,下面就这一问题展开讨论。
[关键词]发电厂;蒸汽动力锅炉;燃烧效率;热量分析
中图分类号:TM621.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0066-01
引言
长时间的生产运行历程足以证明,在发电企业的锅炉运转过程当中,先进热力蒸汽锅炉的燃烧工艺,能够在很大程度上增强锅炉的燃烧效率,促进发电装置的能源利用效果,这样可使能源紧张的局面得到改善,同时亦可以有效推动环境治理的进程。
1、热能动力设施和热力蒸汽锅炉
从实际应用上来说,把热能转变为机械能,从而提供装置运转原动力的设备系统被称作热能动力设施。其用作产生热能的原料有地壳中的煤、原油、石油汽、油岩矿、生物能源等,可通过它们的燃烧反应所释放的热能进行动力转化,亦可利用核能、太阳光能、丰富的地热能源进行能量转化。热能动力系统包含汽轮机动力设备、内燃机动力设备、燃汽轮机动力设备及核能动力设备等几种类型。其基本都是靠主动机和它的附属设备来共同构成。同时利用煤燃烧热能的设备系统也就是热能动力系统所产生的原动力来带动发电机发电。
热能动力锅炉亦属一类能量转化装置,给锅炉输送的能量包含燃煤中的化学能、电力能、空气和燃料所携带的内能等能源类型,而依托锅炉装置进行能量转化,给外界送出携带一定能量的饱和水蒸汽或过热蒸汽,还输送出具有很高温度的热水及有机热载体。锅炉设备的基本工作过程是:由外界陆续供入的具有一定发热值的燃料经过在燃烧炉内充分进行化学反应并放出燃烧热(也可利用工业生产运行中的废热),将这些热量传送给锅炉盘管内的水,促使水吸收热量后温度升至所需要的范围或者使水转变成具有相应压力蒸汽的热力装置。锅炉设备兼有锅和炉的功能,而且此两个机构同时连续运行。将水通入锅炉,让水连续地吸收热量之后变成具有特定温度及压力的热水或者蒸汽,此种热水或蒸汽被通入外部留作工业用途。在燃烧炉内,燃料进行燃烧反应并持续地释放热量,燃料进行燃烧时所产生的烟气依靠热辐射和热传导方式,把热量传送至锅炉内盘管传热表面,从而把自身温度减低一定幅度,且从烟筒口排入大气。
2、 热能动力锅炉燃烧用的原料
锅炉本身即为一类传热装置,依照它的供给能源渠道可将其区别为:电力热源锅炉、废热利用锅炉、燃烧原煤锅炉、燃烧油类锅炉、燃烧液化石油气锅炉、燃烧生物质锅炉、水煤浆燃料锅炉等等。燃烧原煤锅炉即为将原料煤作为其能源供应的热力锅炉,其系依托使原料煤在锅炉燃烧室内充分燃烧从而释放出大量的反应热,进而使热水或其他循环载热介质(比如用来传输热的有机油类)吸收热量而将自身温度和压力提升至生产工艺上要求指标范围的热力转化和传动装置。燃烧原煤锅炉的燃料适宜选择:次等贫煤,烟煤(一、二、三等)、浅层褐煤,无烟原煤(一、二、三等),品外煤矸石等。燃烧油类锅炉的类型可分为:饱和开水锅炉、过热热水锅炉、冬季采暖锅炉、浴池洗澡用锅炉等等。燃烧油类锅炉的的燃料基本上可分为:普通柴油,工业重油等;燃烧石油液化气锅炉可将其类型划分为:饱和开水锅炉、过热热水锅炉、饱和蒸汽锅炉和过热蒸汽锅炉。它的燃料特点就是燃烧石油液化气,这些燃料可大致分为如下类型;原油气、甲烷气、城市焦炉气、地下煤层瓦斯气、浅层煤岩气、人工制沼气等。另外也有用植物果实外皮及工业下脚料还有木材等当做锅炉燃料。通常而言,在燃煤发电企业中,热力蒸汽锅炉燃烧所用的物料主要是原煤、工业重油、液化石油气等。由其获取的经济收效、工艺基础水平、供应来源和燃料利用上来考虑,我们国家大多数燃煤热电厂所利用的热能原料基本均为国产原煤。工业原煤所含的主要化学组分是O、S、C、N、H、P、固定结合水和游离水分等。上述组分当中,C元素是最主要的,其占总成分的比例大约为百分之五十到百分之七十。另外,其组分中所含的C、H、S、P成分均系能够燃烧的成分,而O2是它们燃烧时的最佳助燃物质。故于热力蒸汽锅炉内部燃烧室中主要是碳元素在氧气助燃的条件下发生燃烧反应并释放出大量的热能且用以给水传热制备蒸汽[1]。
3、 热力蒸汽锅炉燃料进行燃烧反应的过程特征
所有可燃物质的燃烧反应历程均可分为“引燃”和“稳定燃烧”两个环节,从细微范围的氧化反应初始过程过度到剧烈氧化过程的短暂时间段可谓“引燃”,稳定进行燃料剧烈氧化过程的阶段叫做“稳定燃烧”。任何可燃物质都必须达到其自身的着火点温度方可实现持续地燃烧进程。而气态燃料亦一定要在使其与空气混合所占体积份额达到其燃烧所要求的范围之内时才能够发生燃烧。此要求范围可叫做着火浓度区间或着火浓度上限。其和C进行燃烧反应的速率与空气及燃烧反应的产物向外扩散速率有密切关联。促使燃料完全进行燃烧反应的两条必要基础要素是:(1)O2的扩散弥漫浓度(丰富的氧气),(2)燃料粒子和氧气的接触表面积。这两项要素都必须达到足够的程度。
通常而言,可燃物的燃烧反应模式依据它的燃烧反应特点可划分为长焰式燃烧反应、短焰式燃烧反应及无焰式燃烧反应。长焰式燃烧反应亦可叫作扩散、蔓延性燃烧过程,可燃气(亦可叫做煤气)于燃烧嘴内基本属于纯净物状态,在这里还未与空气相混合,等它由喷嘴喷出以后便扩散、蔓延以至于弥漫于空气当中而且开始燃烧,并且其燃烧火焰很长。短焰燃烧过程说的是可燃气在烧嘴内提前与少量空气(即初始空气)相混合,所喷出的气体夹带着部分火焰[2],另外一些未燃气体继续与二次空气相融合进而持续燃烧,产生较短的火焰。无焰燃烧过程说的是燃料气体与空气在通入燃烧嘴前或在燃烧嘴中即已充分混合,于烧嘴中或燃气喷出后瞬间燃烧,基本观察不到火焰的出现[3]。
4、热能动力锅炉燃料燃烧的过程
4.1预热阶段
预热阶段指的是在燃料进行燃烧之前,对将要燃烧的燃料进行烘
干、挥发、预热的过程。燃料在300-400℃的温度下蒸发分解的最迅速、最完全。燃料进入锅炉后,在高温预热蒸发的过程中,迅速的脱掉水分,最后只剩下焦炭。
4.2燃烧的阶段
在前面的预热阶段,燃料经过预热已经得到充分的挥发,在挥发分燃尽之后,燃料剩下的焦炭就会开始燃烧,进入燃烧的阶段。燃料在燃烧阶段,需要足够的氧气,通过和氧气的结合,燃料剧烈的燃烧放热。
4.3燃尽阶段
在燃尽的阶段,焦炭中的可燃物质已经燃烧的所剩无几,只有被炭灰包裹的内部有少许为充分燃尽的可燃物质,这个阶段还需要一定量的空气,帮助这些剩余的可燃物质充分的燃烧产生热能。
结语
综上所述,随着社会的发展,人口的增多,资源的减少,我们需要充分的利用现代科技提高资源的利用率,生产新能源。电力资源上也面临着电力资源供需的矛盾,为了解决这一矛盾,电厂热能动力锅炉燃烧技术应运而生。热能动力锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。电厂热能动力。
参考文献
[1]宁华兵.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].科学时代,2013,(18).
[2]高新玉.新形势下电厂锅炉应用在热能动力的发展前景[J].黑龙江科技信息,2014,(10):56.
[3]朱博.探究热能动力工程在锅炉方面的发展[J].科技致富向导,2013,(18):186.
[关键词]发电厂;蒸汽动力锅炉;燃烧效率;热量分析
中图分类号:TM621.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0066-01
引言
长时间的生产运行历程足以证明,在发电企业的锅炉运转过程当中,先进热力蒸汽锅炉的燃烧工艺,能够在很大程度上增强锅炉的燃烧效率,促进发电装置的能源利用效果,这样可使能源紧张的局面得到改善,同时亦可以有效推动环境治理的进程。
1、热能动力设施和热力蒸汽锅炉
从实际应用上来说,把热能转变为机械能,从而提供装置运转原动力的设备系统被称作热能动力设施。其用作产生热能的原料有地壳中的煤、原油、石油汽、油岩矿、生物能源等,可通过它们的燃烧反应所释放的热能进行动力转化,亦可利用核能、太阳光能、丰富的地热能源进行能量转化。热能动力系统包含汽轮机动力设备、内燃机动力设备、燃汽轮机动力设备及核能动力设备等几种类型。其基本都是靠主动机和它的附属设备来共同构成。同时利用煤燃烧热能的设备系统也就是热能动力系统所产生的原动力来带动发电机发电。
热能动力锅炉亦属一类能量转化装置,给锅炉输送的能量包含燃煤中的化学能、电力能、空气和燃料所携带的内能等能源类型,而依托锅炉装置进行能量转化,给外界送出携带一定能量的饱和水蒸汽或过热蒸汽,还输送出具有很高温度的热水及有机热载体。锅炉设备的基本工作过程是:由外界陆续供入的具有一定发热值的燃料经过在燃烧炉内充分进行化学反应并放出燃烧热(也可利用工业生产运行中的废热),将这些热量传送给锅炉盘管内的水,促使水吸收热量后温度升至所需要的范围或者使水转变成具有相应压力蒸汽的热力装置。锅炉设备兼有锅和炉的功能,而且此两个机构同时连续运行。将水通入锅炉,让水连续地吸收热量之后变成具有特定温度及压力的热水或者蒸汽,此种热水或蒸汽被通入外部留作工业用途。在燃烧炉内,燃料进行燃烧反应并持续地释放热量,燃料进行燃烧时所产生的烟气依靠热辐射和热传导方式,把热量传送至锅炉内盘管传热表面,从而把自身温度减低一定幅度,且从烟筒口排入大气。
2、 热能动力锅炉燃烧用的原料
锅炉本身即为一类传热装置,依照它的供给能源渠道可将其区别为:电力热源锅炉、废热利用锅炉、燃烧原煤锅炉、燃烧油类锅炉、燃烧液化石油气锅炉、燃烧生物质锅炉、水煤浆燃料锅炉等等。燃烧原煤锅炉即为将原料煤作为其能源供应的热力锅炉,其系依托使原料煤在锅炉燃烧室内充分燃烧从而释放出大量的反应热,进而使热水或其他循环载热介质(比如用来传输热的有机油类)吸收热量而将自身温度和压力提升至生产工艺上要求指标范围的热力转化和传动装置。燃烧原煤锅炉的燃料适宜选择:次等贫煤,烟煤(一、二、三等)、浅层褐煤,无烟原煤(一、二、三等),品外煤矸石等。燃烧油类锅炉的类型可分为:饱和开水锅炉、过热热水锅炉、冬季采暖锅炉、浴池洗澡用锅炉等等。燃烧油类锅炉的的燃料基本上可分为:普通柴油,工业重油等;燃烧石油液化气锅炉可将其类型划分为:饱和开水锅炉、过热热水锅炉、饱和蒸汽锅炉和过热蒸汽锅炉。它的燃料特点就是燃烧石油液化气,这些燃料可大致分为如下类型;原油气、甲烷气、城市焦炉气、地下煤层瓦斯气、浅层煤岩气、人工制沼气等。另外也有用植物果实外皮及工业下脚料还有木材等当做锅炉燃料。通常而言,在燃煤发电企业中,热力蒸汽锅炉燃烧所用的物料主要是原煤、工业重油、液化石油气等。由其获取的经济收效、工艺基础水平、供应来源和燃料利用上来考虑,我们国家大多数燃煤热电厂所利用的热能原料基本均为国产原煤。工业原煤所含的主要化学组分是O、S、C、N、H、P、固定结合水和游离水分等。上述组分当中,C元素是最主要的,其占总成分的比例大约为百分之五十到百分之七十。另外,其组分中所含的C、H、S、P成分均系能够燃烧的成分,而O2是它们燃烧时的最佳助燃物质。故于热力蒸汽锅炉内部燃烧室中主要是碳元素在氧气助燃的条件下发生燃烧反应并释放出大量的热能且用以给水传热制备蒸汽[1]。
3、 热力蒸汽锅炉燃料进行燃烧反应的过程特征
所有可燃物质的燃烧反应历程均可分为“引燃”和“稳定燃烧”两个环节,从细微范围的氧化反应初始过程过度到剧烈氧化过程的短暂时间段可谓“引燃”,稳定进行燃料剧烈氧化过程的阶段叫做“稳定燃烧”。任何可燃物质都必须达到其自身的着火点温度方可实现持续地燃烧进程。而气态燃料亦一定要在使其与空气混合所占体积份额达到其燃烧所要求的范围之内时才能够发生燃烧。此要求范围可叫做着火浓度区间或着火浓度上限。其和C进行燃烧反应的速率与空气及燃烧反应的产物向外扩散速率有密切关联。促使燃料完全进行燃烧反应的两条必要基础要素是:(1)O2的扩散弥漫浓度(丰富的氧气),(2)燃料粒子和氧气的接触表面积。这两项要素都必须达到足够的程度。
通常而言,可燃物的燃烧反应模式依据它的燃烧反应特点可划分为长焰式燃烧反应、短焰式燃烧反应及无焰式燃烧反应。长焰式燃烧反应亦可叫作扩散、蔓延性燃烧过程,可燃气(亦可叫做煤气)于燃烧嘴内基本属于纯净物状态,在这里还未与空气相混合,等它由喷嘴喷出以后便扩散、蔓延以至于弥漫于空气当中而且开始燃烧,并且其燃烧火焰很长。短焰燃烧过程说的是可燃气在烧嘴内提前与少量空气(即初始空气)相混合,所喷出的气体夹带着部分火焰[2],另外一些未燃气体继续与二次空气相融合进而持续燃烧,产生较短的火焰。无焰燃烧过程说的是燃料气体与空气在通入燃烧嘴前或在燃烧嘴中即已充分混合,于烧嘴中或燃气喷出后瞬间燃烧,基本观察不到火焰的出现[3]。
4、热能动力锅炉燃料燃烧的过程
4.1预热阶段
预热阶段指的是在燃料进行燃烧之前,对将要燃烧的燃料进行烘
干、挥发、预热的过程。燃料在300-400℃的温度下蒸发分解的最迅速、最完全。燃料进入锅炉后,在高温预热蒸发的过程中,迅速的脱掉水分,最后只剩下焦炭。
4.2燃烧的阶段
在前面的预热阶段,燃料经过预热已经得到充分的挥发,在挥发分燃尽之后,燃料剩下的焦炭就会开始燃烧,进入燃烧的阶段。燃料在燃烧阶段,需要足够的氧气,通过和氧气的结合,燃料剧烈的燃烧放热。
4.3燃尽阶段
在燃尽的阶段,焦炭中的可燃物质已经燃烧的所剩无几,只有被炭灰包裹的内部有少许为充分燃尽的可燃物质,这个阶段还需要一定量的空气,帮助这些剩余的可燃物质充分的燃烧产生热能。
结语
综上所述,随着社会的发展,人口的增多,资源的减少,我们需要充分的利用现代科技提高资源的利用率,生产新能源。电力资源上也面临着电力资源供需的矛盾,为了解决这一矛盾,电厂热能动力锅炉燃烧技术应运而生。热能动力锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。电厂热能动力。
参考文献
[1]宁华兵.电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析[J].科学时代,2013,(18).
[2]高新玉.新形势下电厂锅炉应用在热能动力的发展前景[J].黑龙江科技信息,2014,(10):56.
[3]朱博.探究热能动力工程在锅炉方面的发展[J].科技致富向导,2013,(18):186.