芻議熱能與動力工程在鍋爐中應用問題的創(chuàng)新

劉兆明

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源的消耗量也在呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，而國內(nèi)的能源現(xiàn)狀較為嚴峻，目前已無法滿足現(xiàn)在的經(jīng)濟發(fā)展需求，因此能源問題成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的關鍵因素之一。所以，除了開發(fā)新能源外，我們還要提高科學技術水平，促進能源利用率，減少對資源的浪費?？v觀我國電力行業(yè)的發(fā)展過程，熱能與動力工程的科學合理利用技術始終在熱電廠的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。由于熱能與動力工程專業(yè)在我國高校成立時間較早，因此發(fā)展時間長，積累的經(jīng)驗也較為豐富。其中，能夠代表熱能與動力工程核心技術的是鍋爐以及發(fā)動機專業(yè)，而鍋爐專業(yè)相關技術的應用是熱能與動力工程的關鍵部分，尤其是廣泛應用于制藥廠和鍋爐廠的生產(chǎn)運作中，使鍋爐的燃燒利用率和運作效率均得到了顯著提高。該文就熱能與動力工程在鍋爐中的應用進行全面深入的探討和分析。

關鍵詞：熱能與動力工程 ?鍋爐 ?應用與創(chuàng)新

中圖分類號：TK22 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0079-02

目前，我國鍋爐種類比較多，且在鍋爐的生產(chǎn)制造和能源分配上也存在著相當多的問題[1]。因此我們目前的任務是深入探討并研究熱能與動力工程，制定鍋爐設計的合理方案，從而使鍋爐的利用率得到更好提高，進一步促進鍋爐業(yè)的發(fā)展，這樣才能實現(xiàn)未來熱能與動力工程技術在鍋爐專業(yè)中的創(chuàng)新[2]。下面該文從熱能與動力工程在鍋爐中的應用角度展開論述，同時深入分析并探討了其在科技創(chuàng)新方面的有關問題及今后的發(fā)展趨勢。

1 簡介熱能與動力工程在鍋爐中的應用

1.1 熱能與動力工程在工程中的概述

簡單來說，熱能與動力工程我們從字面上就可以看出主要研究的是熱能與動力兩者之間的能量關系，即熱能有時轉(zhuǎn)化為動能，動能有時再轉(zhuǎn)化為熱能，但在一些情況下，也可通過蒸汽等技術將熱能轉(zhuǎn)化為電能，進而促進電力行業(yè)發(fā)展。作為一門綜合性學科，熱能與動力工程涵蓋了熱力發(fā)動機、流體工程及流體機械等內(nèi)容，另外，與熱能工程相關的因素也相對較多，主要包括熱能工程、熱力發(fā)動機、流體工程及流體機械、動力機械與熱能工程、能源工程、制冷與低溫技術、冷凍冷藏工程、水利電力工程及工程物理等方面，而能夠綜合體現(xiàn)熱能與動力工程相關研究內(nèi)容的是鍋爐業(yè)，在鍋爐制造設計的方案中，很多方面均與熱能和動力工程的研究內(nèi)容相關，而且還具有一定程度的系統(tǒng)綜合性[3]。雖然熱能與動力工程是鍋爐中的重點研究對象，但對其他多種相關領域的研究也不能忽視，如工程物理、能源工程、機械工程等，而在所有的研究內(nèi)容中，熱能與機械能之間的能源轉(zhuǎn)化占有相當大的比重?？v觀我國熱能與動力學的發(fā)展過程及其未來發(fā)展方向，可以得出其具有多面性的特點，而主要發(fā)展方向是電廠熱能工程。

近年來，隨著科技水平的不斷發(fā)展提高，極大的帶動了熱能與動力工程的發(fā)展進步，使其逐漸趨于自動化，然而我國在物理工程方面的人才相對比較匱乏，無法滿足現(xiàn)在的市場需求，因此未來還需特別重視對該類人才的培養(yǎng)，除此之外，還需要進一步提高鍋爐熱能轉(zhuǎn)換及空調(diào)制冷等方面的能源利用率，從而保證熱能動力工程的順利發(fā)展，只有解決了能源使用問題，才能夠使熱能與動力工程在生產(chǎn)中的重要作用得到充分發(fā)揮，進而保障我國經(jīng)濟的順利發(fā)展，因此，對熱能與動力工程進行深入研究具有相當重要的意義。

1.2 鍋爐構(gòu)造及動力的應用原理分析

鍋爐的燃氣控制、鍋爐的外殼及鍋爐的生產(chǎn)配套部分共同構(gòu)成了鍋爐，而燃氣鍋爐外殼還包括底殼和面殼兩方面，每個部分都發(fā)揮著不同的作用，其中底殼主要負責鍋爐燃燒，也是鍋爐燃燒的關鍵環(huán)節(jié)，因底殼上有電控盒和熱交換器等部件，鍋爐通過底殼與其他部分更好的進行連接，從而形成一個完整的結(jié)構(gòu)。而面殼的作用主要是防止灰塵等雜物進入鍋爐，更好的保護鍋爐，進而使其使用壽命得到延長[4]。除此之外，鍋爐的核心部件電氣控制也在鍋爐的運行中發(fā)揮著關鍵作用，其主要任務是保障鍋爐各項工作和鍋爐燃燒的正常運轉(zhuǎn)。近年來，隨著科技水平的不斷進步，使鍋爐行業(yè)得到較快發(fā)展，目前鍋爐業(yè)均已實現(xiàn)自動化控制，這樣就能很好的控制鍋爐的熱平衡及鍋爐的燃燒，從而使鍋爐的燃燒效率得到提高，保證熱能的利用率，從而有效地減少能源浪費。

1.3 熱能與動力工程在鍋爐中的應用

能量轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)在鍋爐燃燒控制中是相當必要的，隨著時代的不斷發(fā)展，鍋爐的類型也發(fā)生了相當大的變化，并且實現(xiàn)了智能填料，不僅節(jié)省了勞動力，還使鍋爐燃燒得到更好的控制。鍋爐在人類工業(yè)發(fā)展進程中發(fā)揮了重要作用，從某種角度講，工業(yè)爐的前身就是鍋爐，是工業(yè)革命進程中不可或缺的重要力量。鍋爐主要是通過燃燒能源產(chǎn)生大量熱能，從而實現(xiàn)能源的有效轉(zhuǎn)化，不僅為進一步發(fā)展工業(yè)文明提供保障，也為提高人類生產(chǎn)力作好基礎鋪墊。

2 熱能與動力工程在鍋爐生產(chǎn)中存在的問題分析

在鍋爐生產(chǎn)中，鍋爐的風機是不可或缺的關鍵組成部分，其主要承擔著將電能向動能轉(zhuǎn)變的作用，在實際生產(chǎn)過程中，保證將氣體順利地輸送到鍋爐內(nèi)部。因此，我們不僅要調(diào)整風機的運行狀態(tài)，還要將熱能與動力工程技術正確合理的應用到鍋爐的制造改進中，不過，需要特別注意的是鍋爐內(nèi)部葉輪機械的結(jié)構(gòu)相當復雜，外界一些不確定因素很容易影響測量的相關溫度變化值，造成了測量中的不可靠性。針對這種情況，目前我國還未研究出有效的解決對策，但是從多種方向?qū)崮芘c動力工程已開發(fā)的相關軟件有效測定風機葉片燃燒的速度，并且還可對所測數(shù)值進行相關模擬，從而獲得較為準確的軟件模擬結(jié)果，為風機葉片的使用壽命作出準確評估，從而使鍋爐燃燒得到更好的控制，降低其生產(chǎn)運行中的使用風險。

3 熱能與動力工程在鍋爐運行中的科技創(chuàng)新

3.1 鍋爐燃燒控制技術的創(chuàng)新

如何有效地調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業(yè)生產(chǎn)中，我國的鍋爐填充燃料絕大多數(shù)是采取人工添加的方式，從而保障鍋爐相關工作的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。不過，隨著科學技術的發(fā)展，絕大部分企業(yè)已從人工填料方式向步進式的自動化轉(zhuǎn)變，而連續(xù)控制系統(tǒng)是主要的鍋爐燃燒方式，其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構(gòu)成，通過熱電偶的有效檢測來設定合理數(shù)值，再利用計算機準確計算出所測數(shù)值偏差，從而保證輸出結(jié)果的準確性，與此同時，還能夠有效且合理的對鍋爐燃燒進行控制。

3.2 鍋爐風機的仿真類翼型葉片

由于鍋爐內(nèi)部的風機結(jié)構(gòu)復雜、運行精密，因此給實際測量帶來一定的困難。目前我國尚未有科學且完整的體系來完善鍋爐的葉輪制造及運行發(fā)展。如果想要獲取準確有效的數(shù)值，就應通過實驗模擬的方法對機械內(nèi)部的氣體流動進行有效評估，模擬空氣以不同方式出入風機時的相關流動分離。最后，再利用計算機對這些數(shù)值進行模擬設定，采用模擬實驗方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖，將多組數(shù)據(jù)進行比較后，確定出鍋爐風機翼型邊界層分離及攻角之間的關系，從而進行深一步的研究。

綜上所述，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，熱能與動力工程在實際生產(chǎn)生活及鍋爐發(fā)展中均越來越發(fā)揮著重要作用，是保證我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎，也是工業(yè)水平提高的一個重要標志。因此，不管現(xiàn)在還是未來，對熱能與動力學的研究都是不可缺少的，從而使其在鍋爐的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)及能源生產(chǎn)中更好的發(fā)揮作用，為我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展及能源利用率提供堅實的保障。

參考文獻

[1] 武偉佳.淺析熱能與動力工程的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（25）：148.

[2] 田青.熱能與動力工程在鍋爐領域的應用探究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（19）：21.

[3] 邱蕊.熱電廠中熱能與動力工程的有效運用分析[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（3）：1025.

[4] 崔瑤.時代背景下熱能與動力工程在電廠中的改革與創(chuàng)新[J].科技與企業(yè)，2014（13）：166.