摘要:煤是目前世界上主要的能源之一,其烧火取暖、发电、加工生产等方面用途广泛。而燃煤锅炉作为使用煤进行采暖和工业加工的重要设备之一,其燃烧煤的方式也有很多。本文将从锅炉烧热方式的原理、燃煤方式的分类、煤的燃烧过程以及燃煤锅炉的性能对比四个方面,详细解析煤怎么烧火的问题,帮助读者更好地了解燃煤锅炉。
燃煤锅炉的热能来源于燃烧煤炭过程中所释放出的化学能,也就是热效应。具体的热效应过程为:燃料(煤、燃气等)在氧气的作用下,经过一系列的化学反应,释放出大量热能,其中主要的反应是碳与氧气之间的化合反应。在煤炭氧化的过程中,根据煤质不同、煤种不同,氧化过程所释放出的能量也各不相同。另外在煤的氧化过程中,也产生了一定的废气,主要是二氧化碳、水蒸气、氧气和氮气等。
锅炉在燃煤过程中,主要有两种方式烧热蒸汽,分别为内燃式和外燃式。内燃式燃煤锅炉的热能生成在锅炉内部,而外燃式燃煤锅炉则需要在炉外燃烧煤,通过换热器将热量传递给锅炉内的水进行汽化产生蒸汽。
热效应是锅炉产生热量的必要条件,准确地把握热效应的变化规律,可以保证锅炉的运行稳定,提高燃烧效率,降低燃料消耗,从而减少燃料成本。
燃煤锅炉的燃烧方式可以按照煤粉进给方式分为:手工投炭炉、固定炉式自动进给煤粉炉、流化床煤粉炉等。手工投炭炉是最简单的一种煤炭锅炉,其不需要使用任何进给煤粉的设备,只需要手工将煤粒投入炉膛中,点火后即可产生蒸汽。但是,手工投炭炉燃烧效率低,运行成本高,目前已经逐渐被淘汰。固定炉式自动进给煤粉炉采用自动进给煤的方式,这种锅炉的燃烧效率较高,可同时燃烧多种不同的燃料。
流化床煤粉炉是指在炉膛内吹入高速的气流,将煤粉悬浮在炉膛内,形成像流体一样的流态。流化床采用这种燃烧方式的锅炉具有热容量大、燃烧效率高、污染物排放低等优点,因此得到了广泛的应用。
除此之外,燃煤锅炉的燃烧方式还可按照燃烧空气的方式进行分类,其中有层燃烧式、燃气逆流式、溅流式、旋流式、流化床式等等。每种燃烧方式的特点不同,适用于不同的建筑、环境和气象要求。
锅炉燃烧煤的过程中,煤会发生一系列的物理化学反应,其中最主要的是煤的热解反应、氧化反应、还原反应等。这些反应的特点和条件不同,对应的热效应也不同,直接影响锅炉的燃烧效率和稳定性。
煤的热解反应是指煤受热后分解成气体、液体和焦炭的过程,其中液体和气体是参与燃烧反应的主要物质。氧化反应是指煤中含氧化物在氧气作用下发生氧化反应,因为这些氧化物一般是含硫、含氧比较高的成分,所以氧化反应同时会伴随一定的二氧化硫和氮氧化物的生成。还原反应是指产生一部分可燃气体,如一氧化碳等,也可以增加锅炉燃烧效率,但如果还原反应过程不彻底,则会释放出一部分的有害气体。
燃煤锅炉的完美运行需要热解反应、氧化反应和还原反应三者的有机结合,单独的一种反应不能满足燃煤锅炉稳定的运行。同时,煤的质量和燃烧时的工况等也会影响锅炉的运行和燃烧效率。
燃煤锅炉的燃烧效率是锅炉能否保持长期稳定运行的重要因素之一,它直接影响着锅炉的节能和环保性能。我们可以通过对不同纵向(LHV)的煤种在不同锅炉上的燃烧效率进行对比来判断锅炉性能的优劣。
冷凝式燃煤锅炉是基于火用热循环系统的锅炉,主要特点是在煤气进入锅炉炉膛前,首先进行预处理,锅炉排放废气水平明显降低。冷凝式燃煤锅炉由于热效应的完美结合,燃烧效率达到了98%左右。而对比之下,常规的燃煤锅炉燃烧效率只有70%左右,能耗相对较高,排放污染物的数量也更多。
综合来看,冷凝式燃煤锅炉可以说是目前使用效率最高、排放最少、能源利用率最高的一种锅炉。在未来的发展中,如果能够进一步提高煤炭的燃烧效率,以及提高锅炉的整体性能,对于保障国家能源安全和减轻大气污染等方面都具有重要意义。
总结:
从锅炉烧热方式的原理、燃煤方式的分类、煤的燃烧过程以及燃煤锅炉的性能对比四个方面,我们对煤怎么烧火进行了详细的解析。锅炉热效应是燃烧煤炭产生热量的必要条件,燃煤锅炉的燃烧方式和燃烧流程对于锅炉的稳定运行和燃烧效率都具有重要作用。同时,相对来讲,冷凝式燃煤锅炉是目前性能表现最优的一种锅炉,因其能耗低、环保、效率高等特点,可以满足不同场所的采暖、发电、加工等不同需求。我们相信,随着技术的不断进步和锅炉体系的逐步完善,燃煤锅炉的性能和质量会有更大更好的发展空间!
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