探讨热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

探讨热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

罗跃

广州永兴环保能源有限公司广东省广州市510540

摘要：作为典型的工程专业，热能动力工程在我国各领域均有着较为广泛应用，基于热能动力工程的炉内燃烧控制技术便属于其中典型，基于此，本文简单介绍了热能动力工程技术，并详细论述了热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：热能动力工程技术；炉内燃烧控制；锅炉风机

前言：热能动力工程是建立在机械工程学、动力工程、热能基础上的综合学科，将热能转化为机械能属于其主要应用，我国能源的开发和利用便离不开热能动力工程学科的支持，而为了保证热能动力工程较好服务于锅炉运作并推动我国能源利用领域的发展，正是本文围绕热能动力工程炉内燃烧控制技术开展具体研究的原因所在。

1.热能动力工程技术

机械工程、工程热物理等科学领域均属于热能动力工程研究范围，由此开展的电动力、机械工程方面控制，需要基于热能和动力的转换实现，因此热能动力工程也被视作现代动力工程学的基础。随着热能动力工程学科的不断推进，热能动力工程技术的应用日渐广泛化，空调制冷和锅炉热能转换、液体机械及其自动控制、电厂热能工程及自动化均属于该技术的应用典型，而这些应用实现的热能工程、流体工程、热力发电机、动力机械、制冷技术等方面的能源利用优化，则大大提升了能源的利用效率，由此可直观了解热能动力工程技术在能源研究发展中所占据的重要地位[1]。

2.热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

2.1锅炉运行原理

作为实现热能转换的工具，锅炉在我国有着较为广泛的应用，工业发展、社会进步均离不开锅炉的支持。在工业生产领域，锅炉主要负责燃烧燃料热能的转换，而按照使用燃烧燃料的不同，锅炉可细分为燃油锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉、太阳能锅炉、电加热锅炉、沼气锅炉。值得注意的是，随着科学技术的不断发展，现代锅炉的科技含量也在不断提升，感应装置、计算机信息设备因此开始大量应用于锅炉设备，由此实现的锅炉自动控制大大提升了锅炉工作效率。

2.2具体运用

以电站锅炉的运作中，其运作流程可简单描述为：“燃烧燃料产生热量→加热锅炉中水→形成高温、高压水蒸气→输送至汽轮机→水蒸气降温→汽轮机高速旋转→发出电能”，由此热能通过锅炉被转化为机械能并最终发出电能。简单了解锅炉运作原理后，即可更深入了解本文研究的热能动力工程炉内燃烧控制技术，其实质上是一种控制锅炉燃烧情况以提升热能转化机械能效率的技术形式，而随着近年来自动化技术的发展，热能动力工程炉内燃烧控制技术已经实现了自动化控制应用。在实际调研中发现，广泛应用于我国各领域锅炉的燃烧控制系统便属于典型的热能动力工程炉内燃烧控制技术应用，这类系统一般由流量PLC、电动蝶阀、比例阀、燃烧控制器、连接烧嘴构成，采用数学运算方式计算电信号以实现对应设备控制，锅炉燃烧效率能够由此实现长足提升，这一系统实质上属于空燃比例连续控制系统，此外由燃烧控制器、流量阀、流量计、连接烧嘴组成的燃烧控制系统同样属于热能动力工程炉内燃烧控制技术应用的典型，该系统属于典型的双交叉先付系统，通过温度传感器实现空气与燃料比例调节属于系统的基本原理。

例如，图1为典型的某电厂锅炉燃烧系统示意图，该系统存在燃烧器的煤粉分配不合理问题，长期以来该电厂的运行人员大多利用积累的工作经验进行燃烧控制，锅炉工作效率因此受到了较为负面影响，而随着引入热能动力工程炉内燃烧控制技术，电厂建立了科技含量较高的锅炉燃烧控制系统，系统由送风量控制系统、引风量控制系统、燃料量控制系统三大子系统组成，考虑到系统中变量与被调量不是一一对应的关系，因此系统还引入了模糊控制技术，图2为模糊控制技术在锅炉燃烧控制系统中应用的基本原理，由此实现精确量模糊化、模糊控制算法设计、去模糊化，即可保证模糊控制技术、热能动力工程炉内燃烧控制技术较好服务于电厂锅炉燃烧控制[2]。

2.3其他应用

值得注意的是，虽然热能动力工程技术能够较好服务于锅炉燃烧控制，但该技术在应用中存在的不足也必须得到关注，这种不足主要体现在锅炉的风机部分。在锅炉运作过程中，风机主要负责压缩和输送气体，机械能向动能的转化也需要锅炉运送气体到制定位置的支持，但由于风机同样会消耗巨大能量，这就在一定程度上对经济效益造成了影响。因此，近年来学界围绕热能动力工程在锅炉风机部分的应用开展了大量研究，但由于风机内部结构复杂且叶轮机械运作过程的影响因素较多，很多研究人员面临着难以精确检测和控制的难题，难以处理风机内部流动现象属于这类难题出现的根本原因，虽然上文中提到的模糊控制技术能够在一定程度上解决风机耗能问题，但这一问题的根本解决还需要学界开展更深入研究。

2.4发展展望

随着科学技术的快速发展，自动控制式填充燃料方式已经在业界实现了普及，锅炉燃烧控制系统也因此处于不断改进、升级状态，这一现状便为热能动力工程技术在锅炉燃烧控制领域的应用提供了广阔前景。但在实际调研中发现，热能动力工程技术现阶段在锅炉燃烧控制领域的应用还存在一定不足之处，因此本文建议学界围绕制约热能动力工程技术应用的因素开展重点研究，这一研究过程还需要重点关注锅炉燃烧废弃物的处理，由此即可为资源节约型、环境友好型社会的创建提供有力支持。此外，有能力的企业必须不断进行锅炉设备的改造并加大检修与安全问题排查力度，由此适应现代社会快速发展现状，即可保证锅炉更好服务于企业生产。

结论：综上所述，热能动力工程炉内燃烧控制技术具备较为广阔的应用前景，在此基础上，本文涉及的空燃比例连续控制系统、双交叉先付系统、锅炉燃烧模糊控制系统等内容，则提供了可行性较高的热能动力工程炉内燃烧控制技术应用路径，而为了进一步推动我国锅炉燃烧控制领域的发展，BP神经网络、遗传算法在热能动力工程炉内燃烧控制技术中的应用也需要得到关注。

参考文献：

[1]王圣康.热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用[J].设备管理与维修,2018(08):173-175.

[2]李明.试分析新形势下电厂锅炉应用在热能动力的发展前景[J].中国高新区,2018(02):142.