摘要：随着经济的发展与社会的进步，人口数量也在不断的增加，对于各种能源的需求也在不断的增加，社会的发展面临着越来越严峻的能源危机。为了缓解能源方面的问题，需要加强对能源利用的研究，进一步提高现有能源的利用效率，降低能源的损耗率与污染度，并且还要加强对新能源的开发与研究。本文重点分析了电厂热能动力机组锅炉燃料及燃烧方面的内容，以期为我国能源行业的发展与社会的进步作出相应的贡献。
关键词：电厂；热能动力机组；燃料；燃烧
1热能动力机组锅炉概述
热能动力装置是一种将热能转换为机械能的动力装置，其通常是通过燃烧化石能源来产生大量的热量，然后通过吸收产生的热能来将其转化为机械能。热能动力装置常用的能源包括了煤炭、石油、天然气等，还有一些热能动力装置比较先进，其使用的是比较清洁的太阳能或者是地热能，这一类装置对于环境的污染低并且能源的利用效率高，因此具有较高的发展潜力。常见的热能动力装置主要有以下几种类型：汽轮机动力装置、内燃机动力装置、核能动力装置与燃气轮动力装置，其均是由原动机及其相应的辅助设备综合组成。
热能动力锅炉是热能动力装置中的一种，在使用的过程中通过燃烧化石能源从而产大量的热能，通过锅炉来将热能转换为热能蒸汽或者高温水。锅炉在工作的过程中主要是通过锅炉内的水来吸收大量的热能，在高温下水会吸收大量的热能并且转变具体的状态，成为大量的水蒸气，当转换状态后的水蒸气进入汽轮机通道后会推动汽轮机的运作，将热能转变为机械能，带动发电机的运作，最终实现发电的目的
2热能动力锅炉使用的燃料
锅炉本质上是一种能源转换装置，主要吸收热能，也有一部分比较先进的装置能够吸收太阳能或者生物质能。目前，国内大多数的发电厂都是采用的煤炭锅炉，通过燃烧大量的煤炭来产生热能，当温度达到一定的高度以后，锅炉中的热媒介质会吸收大量的热量，并且驱动相应的动力设备。常用的热媒介质是水，除此之外也有一部分电厂会使用导热油。在热能动力锅炉运作的过程中，根据锅炉的具体类型会采用不同的燃料，通常情况下，应用最多的热能动力锅炉就是煤炭锅炉，其主要使用的燃料是各种类型的煤炭，包括了无烟煤、贫煤、褐煤、烟煤等。我厂同样使用的是煤炭锅炉，在进行初期的设计时设计煤种和校核煤种选用的均是品质较好的煤，后来因为经济方面的影响，不得不开始掺烧一部分劣质煤，在一定程度上对电长的发电效率产生了一定的不利影响。除了煤炭锅炉以外，常见的锅炉包括了燃油锅炉、燃气锅炉等。燃油锅炉在运作的过程中主要使用的是柴油、重油等，而燃气锅炉在运作时常用的燃料包括了石油气、天然气、煤气等等。除此之外，还有一部分锅炉会使用大量的木材、谷糠等作为燃料。
3热能动力锅炉燃料燃烧的特性和方式
3.1燃料的燃烧特性
通常情况下，燃料燃烧的过程可以分为两个阶段，分别是着火阶段与燃烧阶段。着火阶段指的是燃料在火焰燃烧下逐步的从缓慢的氧化进入到了距离氧化的过程。而燃烧阶段是燃料保持持续的剧烈氧化反应，在燃烧的过程中，需要保持燃料的充足与氧气的充分，并且要确保温度始终在燃料的燃烧温度以上。在燃料燃烧的过程中，需要对气体的含量进行严格的控制，确保燃烧过程中氧气含量的充足，通常情况下，对于空气含量的直接控制将会对燃料的燃烧过程产生较大的影响，对于燃料的燃烧状态以及燃烧速度产生最直接的影响。在实际的研究中发现，燃料的氧化反应与空气中氧气的含量、燃料的数量以及外界的温度有着最直接的关联，因此在燃料充分的状态下，要想提高燃烧的稳定性与速度，应当提高空气中氧气的含量，但是在燃烧的过程中会不断的消耗空气中的氧气，因此在燃烧的过程中应当尽量确保锅炉中空气的流通，确保其能够始终保持在稳定的燃烧状态下。
3.2气体燃料的燃烧方式
气体燃料在燃烧的过程中，根据其燃烧状态的不同可以将其分为三种不同的类型，分别是长焰燃烧、短焰燃烧以及无烟燃烧三种。
⑴长焰燃烧通常也称为扩散式燃烧，其在燃烧的过程中主要是通过装置来喷射气体燃料，当燃料与空气充分混合后燃烧，在扩散作用下能够有效的保证燃料与氧气的混合，从而确保了燃料的充分，因为其具有较长的焰火因此被称为长焰燃烧。
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⑵短焰燃烧通常是在燃料喷射嘴内进行的燃烧，在燃烧时需要在气体燃料内预先混合一部分的氧气，然后再综合喷射出来进行燃烧，在燃烧的过程中会有一部分燃料直接燃烧，还有一部分燃料在混合外部的空气后再进行燃烧，因为其火焰较短因此被称为短焰燃烧。
⑶无焰燃烧通常在燃烧之前就要将燃料与空气进行充分的混合，在喷出的瞬间就完成了燃料的燃烧，因此火焰存在的时间极端，人眼往往无法识别火焰的存在，因此也被成为无焰燃烧。
3.3固体燃料的燃烧方式
固体燃料在燃烧的过程中同样可以分为几种不同的状态，其分别是：表面燃烧、蒸发燃烧、冒烟燃烧、分解燃烧等等。
⑴表面燃烧主要是因为固体燃烧在燃烧的过程中，内部成分中存在一些不易挥发的物质以及在受热状态下容易分解的物质，在燃烧状态下，会产生大量的二氧化碳，而二氧化碳会与燃料的煤炭发生还原反应对于燃烧的氧化反应产生一定的抑制，进而导致燃烧只能够在燃料的表面进行。
⑵在燃料燃烧的过程中，部分燃料因为熔点较低因此会融化成为液体状态，然后在高温燃烧下会发生部分蒸发，进而以气体的状态进行燃烧，这样的燃烧过程就是蒸发燃烧。
⑶冒烟燃烧通常指的是一种不完全燃烧，因为在燃烧的过程中内部存在大量的不稳定物质，在燃烧的过程中大量的分解，再加上空气的不充分在燃烧的过程中会产生大量的浓烟，冒烟燃烧是一种燃烧效率较低的燃烧方式。
4热能动力锅炉燃料燃烧的过程
热能动力锅炉在燃烧的过程中主要是通过碳元素的氧化反应来实现的，在燃烧的过程中根据燃烧状态的不同可以将其具体分为三个不同的过程，下面针对这三个不同的燃烧阶段进行具体的分析：
4.1预热阶段
预热阶段通常是在正式的燃烧之前发生的，在这一过程中需要烘干、挥发和预热将要燃烧的燃料，通常情况下，环境温度在400摄氏度左右时，燃料可以最为迅速和完全的蒸发分解。锅炉中进入燃料之后，水分会在高温预热蒸发过程中迅速的脱掉，只有焦炭剩下，对于预热阶段，氧气是不需要的。
4.2燃烧阶段
通过预热，已经充分挥发了燃料，燃烧尽挥发分之后，就会燃烧燃料剩下的焦炭，开始燃烧。在燃烧阶段内，燃料对氧气的需求较大，通过结合氧气，燃料方会燃烧。
4.3燃尽阶段
在这个阶段内，已经完全燃烧掉了焦炭中的可燃物质，还有一些可燃物质被碳灰所包裹，那么就需要进入一定的空气，以便充分燃烧剩余的可燃物质。
结语：近年来，世界能源危机越来越紧张，传统的能源利用方式效率太低，不仅造成了大量的能源浪费，还造成了十分严重的环境污染。针对这一问题相关的研究人员应当加强对能源燃烧方式的研究，提高能源的利用效率，降低能源的浪费。电厂热能动力锅炉的燃烧需要消耗大量的能源，对此相关的研究人员应当针对锅炉中能源的燃烧与转换方式进行进一步的研究，优化现有的燃烧方式与能量转化过程，进一步提高能源的利用效率，促进我国能源行业的进一步发展。
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论文作者:徐月燕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：燃料论文; 热能论文; 锅炉论文; 动力论文; 过程中论文; 能源论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第22期论文;