摘 要：针对电厂的热能动力锅炉，在简要阐述热能动力设施和锅炉的基础上，对其燃料、燃料燃烧方式、特点与燃烧过程进行了深入分析，最后通过实践得出“应用热能动力锅炉，能起到节能环保、促进电力行业持续发展的作用”的结论，旨在为电厂生产结构转型以及行业的可持续发展规划提供可靠支持。
关键词：电厂；热能动力锅炉；燃料；燃烧方式
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.152
实践表明，随着电力行业的不断发展，在电厂中广泛引进全新的热能动力锅炉，不仅可以在日常生产中有效提升锅炉应用率，还可以从根本上缓解能源短缺的状况，并且在节能环保等方面起到关键性作用。由此可见，对电厂热能动力锅炉的燃料与燃烧进行深入分析是十分重要的。
1 电厂热能动力设施与锅炉
电厂热能动力设施主要是指将燃烧产生的热能转化成机械动能的装置。该装置主要热能来源为各种燃料通过燃烧生成的热能。常见的燃料有石油、煤炭和天然气等。热能动力设置由3个部分构成，分别为内燃机、燃气轮机和汽轮机。作为重要的能源转换装置，热能动力锅炉则是把燃料当中的能量送至锅炉当中，然后经过锅炉自身转换，输出具有一定能量的蒸汽和水。锅炉基本工作原理为：将燃烧热能、生产余热等传递至容器当中的水中，水会不断吸收锅炉中的热量，产生高温蒸汽和热水，最后使用。燃料此时会在装置内持续燃烧，放出大量的热能，而且生产得到的高温气体也会作用于锅炉受热面。
2 电厂热能动力锅炉燃料分析
锅炉实质上是一种换热装置，按照能量的来源来分主要有电锅炉、生产余热锅炉、煤炭燃烧锅炉、石油燃烧锅炉、天然气燃烧锅炉等。其中，煤炭燃烧锅炉就是将煤炭作为主要燃料的锅炉，将煤炭通过高温燃烧转换成热量，再将水等热载体加热至一定的温度和压力。煤炭燃烧锅炉的燃料有贫煤、无烟煤和烟煤等。石油燃烧锅炉包括多种形式，比如热水锅炉、采暖锅炉和洗浴锅炉等。石油燃烧锅炉燃料主要有柴油和重油等。天然气燃烧锅炉也包括很多形式，比如热水锅炉、蒸汽锅炉等。天然气燃烧锅炉主要燃料有天然气、煤气、沼气和液化石油气等。除此之外，锅炉还可将木材、谷糠等作为燃料。通常情况下，在电厂当中，热能动力锅炉主要运用三大燃料，即煤炭、重油和天然气。通过对现有技术水平及经济利益的分析可知，我国很多电厂都使用煤炭。煤炭由碳、氧、氮、硫、水等元素构成，碳元素的含量最高，一般在50%～70%.在这些成分中，碳、氢和硫均可燃烧，氧气为燃烧提供必要的条件。由此可见，在这种锅炉中，热量大多由碳燃烧产生。
3 热能动力锅炉的燃烧方式及特征
虽然燃料的类型不同，但燃烧过程都会经过着火和燃烧这2个环节。由原始的缓慢氧化状态瞬间转变成剧烈的氧化过程即为着火，而不断进行的剧烈氧化即为燃烧。燃料只能在温度达到着火点才不断燃烧。在气体燃料和空气混合以后，气体燃料的总量必须占到气体体积的一定限度才可以着火燃烧。这一限度即为气体燃料的着火浓度，与碳元素氧化灵敏度、空气和产物实际扩散速度等有一定的关系。能使燃料充分燃烧的基础条件有2个，分别为具备充足的氧气、燃料和氧气间的直接接触面积。
对于气体燃料而言，其燃烧方式主要有3种，分别为长焰、短焰和无焰。其中，长焰燃烧还可称作“擴散燃烧”，燃料在烧嘴当中与空气不接触，在喷出以后依靠扩散的作用与空气混合燃烧，产生的火焰相对较长；短焰燃烧指的是燃气在烧嘴中先与一部分空气混合，喷出以后部分燃烧，而另外一部分与二次空气混合以后持续燃烧，产生的火焰相对较短；无焰燃烧指的是燃料与空气在进入烧嘴以前就充分混合，在喷出烧嘴以后，由于燃烧十分快速，因此为无焰燃烧。
对于固体燃料而言，其燃烧方式主要有蒸发、冒烟、分解和表面。其中，蒸发燃烧指的是熔点相对较低的燃料在燃烧以前通过熔融变为液体的状态，然后液体再受到热能作用而蒸发成气体，与空气当中的氧气接触完成燃烧；冒烟燃烧指的是在较易出现热分解现象的物质中，由于通过热分解作用生成的挥发分温度比自发着火温度低，所以会在燃烧过程中产生大量烟气；分解燃烧指的是分解温度相对较低的燃料因为加热作用产生的分解现象，燃料表面易挥发分从固体表面分离出来与氧气发生燃烧；表面燃烧是指在没有挥发分与易热分解组分，且碳为主要组成的燃料中完成的，碳分析与氧产生反应，其产物包含二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳与碳反应还会生成一氧化碳。
4 电厂热能动力锅炉燃烧过程
4.1 预热
预热是指在燃烧以前对燃料实施烘干、挥发和预热处理。燃料在高温条件下的分解速度最快。在燃料送至锅炉内以后，通过有效的预热与蒸发，能快速脱掉燃料中的水分，从而更好地燃烧。此外，燃料的预热过程是无需氧气参与的。
4.2 燃烧
通过之前的燃料预热，燃料已得到有效挥发，在所有挥发分燃烧殆尽后，剩余的焦炭等就会开始燃烧，进入正式的燃烧环节。在正式燃烧环节中，需要十分充足的氧气，通过与氧气之间的紧密结合，燃料进入剧烈燃烧状态。
4.3 燃尽
在此环节中，焦炭中所有可燃物已燃烧殆尽，仅剩下内部少量可燃物。该环节仍需大量空气，以此促进这些可燃物进行后续燃烧，以免浪费。此外还要注意，在这一环节中，燃烧的速度相对较慢，而且热量也较少。
5 结束语
伴随社会的持续发展，城市人口越来越多，资源匮乏现象日益严重，亟需借助现代化技术有效提升资源的实际利用率。电力资源行业同样面临着资源供需矛盾。为有效处理这一问题，热能动力锅炉等先进装备和技术应运而生。热能动力锅炉为典型的能量转换装置，通过对燃料的输入，可得到多种形式的热能，比如高温蒸汽和高温热水等。总而言之，通过对热能动力锅炉及其相关燃烧技术的合理应用，能起到显著提升燃料燃烧效率，减少污染的作用。
参考文献
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〔编辑：刘晓芳〕