电厂热能动力锅炉设计与燃料燃烧分析

摘要：随着城市化进程的逐渐加快，国民对电力资源的需求量也日益增长。为了有效解决供需矛盾，电厂热能动力锅炉技术应运而生并发挥了重要的作用。热能动力锅炉技术的应用，有效提升了锅炉的运行效率，进而促进了电力资源的生产效率。基于此，本文将对电厂热能动力锅炉设计进行简单的介绍，然后对燃料燃烧情况进行分析，以期能够促进锅炉工作效率的进一步提升。

关键词：电厂;热能动力;锅炉;燃料燃烧

锅炉的正常运行是保证电厂供电平稳的关键环节之一，热能动力锅炉的应用，在很大程度上提升了燃料燃烧的效率，同时也有效降低了燃烧过程中污染物的排放量，与节能减排、绿色环保的生产理念相适应。为了充分发挥热能动力锅炉的价值，有必要对电厂热能动力锅炉设计及燃料燃烧进行深入分析。

一、热能动力锅炉设计分析

热能动力装置的主要应用原理是将热能转化为机械能，其主要包括核能动力装置、燃气轮机动力装置、内燃机动力专职以及汽轮机动力装置等几个重要的部分组成。在锅炉的构造设计方面，部分环节存在的问题会直接影响到热能动力锅炉的正常运作。如：焊接部位容易生锈、主体钢架容易弯曲变形、输送管道长时间运行容易出现裂缝漏气的现象，在这样的情况下，如果热力过大，就很容易导致爆裂的情况产生，为电厂带来了巨大的经济损失。

基于上述情况可知，需要加强电厂热能动力锅炉的设计，对其薄弱环节进行适当的改造和优化设计，借助先进的技术和设计理念来对热能动力锅炉的设计，以提升热能动力锅炉的运行效率。如：针对漏风问题，可以对漏风控制系统进行适当的改造，在适当的位置加装激光测量传感器、温度传感器组件、电气控制柜、现场控制柜、增加温度传感器至电气控制柜的信号线缆、增加有DCS至电气控制柜的机组负荷信号线缆等，以此来改善热能动力锅炉漏风的情况。在热能动力锅炉设计的过程中，还应当要注重先进技术的使用，如：人工变频技术，该技术与传统的交流调速技术相比较，在功率、动态响应、频率等方面都有着一定的优势。其通过安装变频调速调节阀门来对锅炉的风量和风速进行控制，在很大程度上消除了辅机的缺陷性问题，并有效降低了资源的消耗。

二、热能动力锅炉燃料燃烧分析

由于热能动力锅炉结构上设计上的缺陷，使得锅炉燃料的浪费量逐年增加，不仅浪费了燃料，同时也没有达到预期的燃烧效果。因此，需要对热能动力锅炉燃料燃烧问题进行分析和改进。

（一）电厂热能动力锅炉燃烧方式

从能量来源的角度来看，锅炉的燃烧方式可以分为燃气方式以及燃煤方式等，通常情况下，我国多数发电厂都会选择煤炭来作为主要的燃料。第一，气体燃料燃烧方式。现阶段，锅炉气体燃料燃烧方式仍然采用长焰燃烧的方式，该方式燃料燃烧的面积较大，在气体燃烧的过程中需要喷射火焰来保证良好的燃烧效果。受到烧嘴的影响，使得气体燃烧的过程中无法与空气直接接触，而喷射的过程中需要在其他部位燃烧时与空气进行接触，保证火焰燃烧的整体效果。第二，固体燃料燃烧方式。固体燃料燃烧方式在实际燃烧的过程中，在固体结构的表面会产生以CO₂以及CO为主的气体，由于燃烧过程中无法与氧气进行充分接触，使得燃烧结构表面可燃性降低，形成了固体燃料的燃烧形态。

（二）电厂热能动力锅炉燃烧特点

电厂热能动力锅炉的燃烧特点主要包括以下几方面：第一，火室燃烧特点。锅炉燃料是在悬浮的状态下进行燃烧的，在燃料输入的过程中，需要保证燃烧的温度达到燃点，并且保证燃料始终处于悬浮的状态，采用火室燃烧法进行燃烧，能够促进材料在短时间内进入到燃烧状态。但是由于空气与燃料不同能够同时送入，因此，很容易就出现了燃料浪费的现象。第二，旋风燃烧特点。旋风燃烧主要是指将一定量的燃料以一定的切线角度送入到锅炉中，形成大的螺旋状进行燃烧，这种方式能够减少燃料的剩余，但是可能会造成能量的浪费。第三，分层次燃烧特点。该方式主要是将固体燃料均匀排布，并进行分层燃烧，这种方式能够将各个层次燃料的能量全部释放，燃烧过程稳定且燃烧充分，但是如果通风不及时，就很容易导致大量有害气体的产生。

（三）电厂热能动力锅炉燃烧过程

在热能动力锅炉燃料燃烧的过程中，主要可以将燃烧分为三个阶段：预热阶段、燃烧阶段以及燃尽阶段。第一，预热阶段的存在目的是为了保证燃料的蒸发效果，通过预热的方式来加速其被溶解的速度。通常情况下，燃料在燃烧之前会在锅炉中进行烘干，并适当进行热处理、加温处理，将温度控制在300-4000摄氏度之间，在这个温度范围内，煤炭中的水分挥发彻底，形成焦炭。第二，当预热阶段结束后，剩下的焦炭开始燃烧，燃料进入到燃烧阶段，在此阶段，燃料与氧气有充分的接触并发生剧烈的燃烧，释放出大量的热量。第三，在燃料充分燃烧了一定的时间后，燃料只剩下小部分由于碳灰包裹而未完全燃烧的，此时持续通氧促使剩余的小部分燃料进行充分燃烧，进而提升燃料的燃烧效率。

（四）电厂热能动力锅炉燃烧控制

为了提升电厂热能动力锅炉的燃烧质量和效率，应当要采取适当的措施对热能动力锅炉的燃烧进行有效控制。第一，燃料燃烧方面的控制。应当要对燃料燃烧方面相关环节进行有效的控制，如：严格按照锅炉蒸汽的负荷要求特别是燃烧量进行控制，消除锅炉内部对燃料燃烧的影响，改善锅炉燃烧的效率。与此同时，还要加强对燃料质量以及供给装置机械的数量，保证燃料的质量、供给装置能够满足燃烧的需求。第二，送风量的控制。为了促进燃料的充分燃烧，同时也为了应对燃料量的变化，可以通过适当改变送风量的方式来协调送风量与燃料量之间的供需关系，保证燃烧效率达到最为理想的状态。

三、结束语

总而言之，在电厂中，热能动力锅炉的设计以及燃料燃烧情况对整个热能动力工程的效率都有着直接的影响。基于热能动力锅炉中存在的缺陷性问题，应当要采取适当的措施来加强结构设计，并对燃料燃烧情况进行分析，采取有效措施来加以控制，提升燃料燃烧的整体效率。

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