热能与动力工程在锅炉领域的应用探究赵善威

热能与动力工程在锅炉领域的应用探究赵善威

赵善威

珠海查理科技节能环保有限公司519000

摘要：社会经济的不断发展，各个行业对热能与动力工程的需求越来越高，其中属锅炉领域在市场中的应用广泛度尤其明显，所以，锅炉运行的效率也得到了显著的提升，有效的缓解了我国能源紧张的现状，煤炭在燃烧之后会产生一些有害的气体，使用新技术可以使得有害气体对环境的影响降到最低，热能和动力工程就能起到这样的作用。主要分析了锅炉领域中热能与动力工程的应用，以供参考和借鉴。

关键词：热能与动力工程；锅炉；应用

热能动力工程理论在当今社会的不断发展和应用中，总结出了一系列符合自身发展与社会经济双重需求的理论基础，即跨热能与动力工程学加之机械工程学理论体系。当今热能需求量跟随社会经济的发展急剧提升，与此同时企业在应用锅炉的过程中，为了提升锅炉的工作效率并得到更广泛以及合理的应用，在锅炉使用中加入热能与动力工程技术的创新理念得到了广泛重视。

一、概述锅炉、热能与动力工程基础构成理论

当今热能与动力工程研究的方面主要涵盖热力发动机、热能工程、能源工程、制冷技术、流体工程、流体机械、冷藏冷冻工程以及工程热物理等方面，从本质上来讲就是在各个领域的应用过程中发掘热能与动力相互转化的内在关系。在应用较为广泛的锅炉技术中主要由热能发动机、热能工程、工程热物理、动力机械以及热能工程技术等内容组成。作为主要利用热能工程的热能与动力工程，应将能源与环境保护方面的技术问题作为解决技术发展的主要问题。虽然，中国作为资源大国，具有丰富的煤炭资源，但是由于过度开采与无节制的应用，煤炭作为不可再生资源已面临枯竭危险。此外，基于中国是人口大国，导致人均煤炭总有量仅为世界人均占有率的60%左右。煤炭在燃烧时会产生大量的一氧化碳、一氧化氮、二氧化碳以及二氧化硫等有害物质，不仅是造成全球变暖的主要来源，更会形成酸雨严重威胁人与动物、土壤与环境的和谐共处，不符合我国“人与自然、和谐共处”的可持续发展观。因此，在使用煤炭时利用先进技术来降低煤炭燃烧的有害物质对环境的污染威胁，成为了当前煤炭使用技术创新正在面临的严峻考验。为了做好煤炭科学使用，应从三方面进行考虑：一是做好煤炭总量以及总目标阶段化的使用规划，从而避免因热能与动力工程基础环节薄弱而造成的煤炭应用环境风险；二是根据用户需求设计操作性强的方案，促使热能与动力工程建设有的放矢；三是严把质量关。在热能与动力工程运营中应严格按照国家有关规定加以控制，在避免资源浪费的同时，促使企业在市场经济体制下良性发展。

组成锅炉的主要部分有二：一是燃气锅炉的电力控制部分，二是外壳部分，而外壳部分又分为面壳、底壳两部分。其中，面壳的主要作用是用来防腐、防沙，底壳的主要作用是用于燃烧器的固定，并需要在底壳上安装三通阀、膨胀水箱、轮回水泵、燃气阀以及主热交换器等配件，当安装就位后经由底壳与锅炉连接为一个整体。在锅炉内所有的部件来讲，最为重要的结构组成部分是燃气锅炉电器的控制，燃气锅炉电器由风压开关、轮回水泵、燃气阀、燃料燃烧、控制风机以及地暖温度探测等运行装置构成。在信息技术飞速发展的今日，许多公司电脑控制技术形式对锅炉设备运行给予调控，从而达到控制温度更精准、热能更均衡等优势。

二、概述在电站锅炉领域中热能与动力工程的应用

（一）在电站锅炉燃烧环节中热能与动力工程的应用

为了确保电站锅炉运行科学合理，有关技术人员应对煤炭燃烧环节给予有效控制，并对能量转化幅度结合有效技术形式达到科学调整目的。随着现代锅炉燃烧技术的不断发展，现代自动化填充式技术形式已逐渐取代传统人工填料形式，促使填料燃烧技术向着更加先进、全自动化控制方向实现彻底转变。为了实现电站锅炉燃烧环节更加科学、高效，在研究燃料控制与锅炉燃烧情况基础上，对燃烧环节的创新发展可从两方面进行考虑：一方面是对零部件组成进行控制。在燃烧控制系统中有比例阀、电动蝶阀、气体分析装置以及燃烧控制等零部件构成，每一个零部件都对电站锅炉燃烧质量具有一定影响。热电偶是对该系统进行数据检测的主要系统，并连同通过比例积分与微积分运算处理后的偏差值，输送至PLC中且输出形式为电子信号。同时，对比例阀和电动蝶阀开合程度实现控制，从而达到系统中燃料比与空气比协调控制目的；另一方面是对烧嘴、电热偶以及流量阀所构成的双交叉现付系统实现科学有效的控制。为了实现更好的燃烧控制，应首先明确电站锅炉工作原理。利用温度传感器与电热偶实现温度的测定，并利用电子信号形式，对测量点的实时温度进行控制。在电动运行系统中完成燃料与空气配比控制，并用孔板以及差压变送器实现对空气流量的真实测量，并对燃料数量利用特质控制装置实现高效控制。

（二）在锅炉风机中应用热力动力工程

在锅炉系统中维持系统正常运行最为重要的设备就是风机，它在促进外界氧气高效运输至锅炉内的过程中，完成了促进燃料充分燃烧的设计目的。经济的高速发展，能源作为社会发展的主要动力来源其需求量也随之不断增长，基于此锅炉为了可以满足社会发展与企业获取经济效益对能源的需求，提高锅炉发电以及运行效率刻不容缓，而提高风机运行能效、增强工作效率，从而达到能源供应能力有效提高的目的。然而，根据锅炉风机实际应用规律来看，风机运行时间应科学设置不能盲目以延长运行时间为提高工作效率主要形式。因为，在长时间运行中风机会产生大量热量，所以若是风机降温不及时，则会对距离风机较近锅炉造成严重影响。因此，在风机保持良好运行状态下，应合理运用热能动力工程工作原理，确保运行中节能控制与散热控制可以保持平衡。风机结构复杂并不能利用常规方式满足对温度数据有效测量的需求，从而对技术发展形成了阻碍。结合当今社会飞速发展的技术形式，在热能动力工程中应用相关技术的软件，便可有效实现对燃烧速度多角度的测定，并可实现在数值模拟技术上建立相应二位模型，并结合求解器对划分网格进行计算，从而利用有效的数据结果分析锅炉风机翼型边界分离与攻角的关系。

三、概述热能与动力工程的发展方向

目前热能与动力工程应用广泛并不局限在锅炉方面，在空调制冷以及机车内燃烧机控制等方面都具有良好发展前景。

（一）在热能控制与动力控制工程方向，包含原材料环境工程方面，将发展方向关注到热能和动力测试技术、动力机械设计、汽轮机原理、燃烧污染与环境、锅炉原理、热力发电厂、传热传质数值计算、流体机械以及热工自动控制等方面。

（二）针对电车工程以及热力发电机方向：主要包括原理、内燃机结构、测试、燃料燃烧、设计以及热力发动机排放与环境管理工程等方面，并发展内燃机电子控制、热能发电机传热和热负荷系统、能源工程概论以及汽车工程概论等知识进行发展。

（三）针对流体机械以及制冷低温工程方向发展：着眼于低温原理、暖通空调系统、热工过程自动化、人工环境自动化、制冷、低温技术学以及热工过程自动化等流体机械系统仿真与控制知识。

结语

热能与动力工程在锅炉领域方面的应用，不仅可以提高煤炭的燃烧力，还改变燃烧方式和燃烧量，使得在煤炭使用上进入了一个可以量控的阶段。

参考文献：

[1]朱博.探究热能动力工程在锅炉方面的发展[J].科技致富向导，2013（18）.

[2]常鑫.探究热能动力工程在锅炉方面的发展[J].电源技术应用，2013（1）.

[3]常泽辉，沈炳耘，侯静.开展科学研究对热能与动力工程专业建设促进作用的探究[J].实验室科学，2012（2）.

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