關于熱能與動力工程在鍋爐中應用問題的探討

摘 要：熱能與動力工程學是目前能源研究中的熱門科目，其研究內容能夠在很大程度上改善目前的工業(yè)動力體系，在應用中能夠有效地體現節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展思想。熱能與動力工程與能源供給有非常深入的聯系，在工業(yè)生產中得到了比較廣泛的應用，尤其是在鍋爐的應用中提高了能源供給速率和燃燒利用率，有效促進了生產效率的提高。本文分析了熱能與動力工程在鍋爐中的發(fā)展及應用，同時提出了應用過程中還存在的問題，以促進應用效果的進一步改善發(fā)展。

關鍵詞：熱能；動力工程；鍋爐；應用

隨著世界能源危機的到來，對于新的能源和動力工程的研究也在不斷快速發(fā)展，熱能作為一種應用廣泛的能源，能夠通過動力工程轉化為機械能，并借助相應的工業(yè)生產器械進一步轉化為生產需要的電能等其他形式的能量。

熱能與動力工程學通過對熱能和動能之間的轉化研究使得熱能能夠以更加高效的形式在工業(yè)生產中得到應用，在提高能源應用效率的同時也減少了能源的浪費。

電廠鍋爐作為整個電力工業(yè)生產中的主要能源供給和轉換設備，就很好地應用了熱能及動力工程學的內容，提高了鍋爐的能源轉化效率，但是在目前的應用中也還存在一些有待解決的問題。通過對熱能和動力工程在鍋爐中的具體應用和問題的研究，能夠更好地促進該應用技術的創(chuàng)新發(fā)展，進一步提高鍋爐的能源利用效率。

1 熱能與動力工程在鍋爐中應用發(fā)展的過程

鍋爐是一種將熱能與機械能進行轉化的工業(yè)設備，在我國的發(fā)電廠等工業(yè)生產中十分常見，是能量轉化的關鍵設備。鍋爐的產生標志著蒸汽機時代的出現，其工業(yè)應用大幅度地提高了工業(yè)生產效率，實現了能量的自由轉換。

熱能是鍋爐利用的主要能源形式，通過物料的燃燒產生熱能促使鍋爐工作，并在工作的過程中將產生的機械能轉化為其他的工業(yè)生產設備所需要的動力，帶動整個生產線的工作，現代工業(yè)的發(fā)展離不開鍋爐，而鍋爐的不斷發(fā)展則得益于熱能和動力工程學的研究進步。通過人能動力工程的不斷改進，鍋爐的生產轉換效率也在不斷提高，進而帶動了整個生產線效率的提高。

目前國內外有關鍋爐結構的優(yōu)化和熱能、動力工程學的研究都還在不斷發(fā)展，針對目前熱能與動力工程在鍋爐應用中還存在的主要問題進行研究解決，以便能夠進一步提高鍋爐的能源利用效率。

2 熱能與動力工程在鍋爐中的具體應用

要了解人熱能及動力工程在鍋爐中的應用，首先就要了解鍋爐的結構和工作流程。鍋爐主要的結構包括鍋爐鍋爐本體（drum）、輔助設備和安全裝置幾個部分，其中，主體主要是指鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐墻等主要部件。而鍋爐的工作流程則是首先在爐膛中放入物料，經過燃燒控制技術使得物料充分燃燒并產生大量的熱能，熱能沿著鍋爐的結構傳送到鍋筒并對存儲在鍋筒內的水進行加熱，加熱產生的水蒸氣蘊含大量的動力，再經過汽輪、風機等設備將機械能轉化為生產所需要的動能。

在整個鍋爐的工作過程中，熱能與動力工程的工業(yè)化應用主要有兩項核心技術，第一是燃燒控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)利用熱電偶檢測出燃燒數據并傳送到PLC，然后將這些數據與設定數值進行對比，經過微積分運算將偏差值轉化為電信號，進而控制比例閥門，通過改變空氣壓力來調節(jié)燃燒情況；第二是雙交叉先付控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是利用溫度傳感器來收集信息并將其轉化為電信號，然后根據測量數據與標準數據之間的差距，利用PLC來調整燃料與空氣流量閥門的開合程度，進而控制整個燃燒情況。在鍋爐工作的核心技術中，利用熱能與動力工程學知識，實現更加自動化的調整，有效促進了鍋爐效率的提升。

3 熱能與動力工程在鍋爐應用中存在的問題

盡管鍋爐的發(fā)展時間已經較長，熱能與動力工程學知識的應用已經比較成熟，但是目前該應用技術中還存在一些問題，影響了應用效果。

第一是鍋爐風機的損傷問題，風機是鍋爐中非常重要的設備，主要是通過壓縮和傳送氣體來將氣體的能量轉化為機械能，從而保證鍋爐的正常運轉，是鍋爐動力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，但是，隨著生產負擔的加重，鍋爐要承擔更大量的能量轉化任務，這為鍋爐的風機帶來了非常大的損傷壓力，風機的結構本身承受能力不是特別強，在加大壓力的情況下會影響風機的運行效果，甚至可能造成損壞，一旦風機的運轉出現問題，就會導致其他設備受到影響，甚至影響整個生產過程的順利進行，對于風機結構及動力應用形式的改良是目前鍋爐應用改良中的主要問題。

第二個問題是能源的效率問題，盡管采用了多重的燃燒控制技術，但是鍋爐中燃料的燃燒效率仍然是比較低的，再經過能量轉化的時候也必然面臨著能量損耗的問題，整體來說能源效率雖然在不斷提高，但是平均水平仍然比較低，在這種情況下為了滿足生產需要，就只能增加物料、加重鍋爐的生產負擔，這會造成更多的能源浪費和機器損耗問題，如何進一步提高鍋爐的能源轉化和利用效率一直是熱能與動力工程在鍋爐應用研究中的主要問題，并且必然還將持續(xù)研究下去。在鍋爐的未來發(fā)展創(chuàng)新中，只有針對這些問題盡快進行技術改進，才能夠從根本上提高熱能與動力工程在鍋爐中的應用效果。

4 結語

鍋爐作為一種能源轉化的主要設備在各種工業(yè)領域中都得到了廣泛的應用，鍋爐利用了熱能與動力工程學知識，建立了合理的能源轉化結構，實現了熱能轉化為動能的目的，促進了工業(yè)生產力的大幅度提高。但是，在應用過程中，鍋爐本身的結構以及熱能動力工程的利用效率仍然還存在一些問題，這些問題目前還沒有得到有效的解決，只有通過對鍋爐結構的進一步優(yōu)化以及對熱能與動力工程學的深入研究才可能找到合適的解決方案，促進熱能與動力工程在鍋爐中的應用發(fā)展。

我國應該繼續(xù)培養(yǎng)相關的人才和工程師，對該領域繼續(xù)進行研究探索，大膽進行合理的創(chuàng)新設計，促進我國的熱能與動力工程在鍋爐應用技術的突破，進而提高能源利用效率，減少資源的浪費，促進工業(yè)生產力的提高。

參考文獻：

[1] 陳雅麗，張俊萍.熱能動力工程在熱電廠中的運用探討[J].電子制作，2014（24）.

[2] 羅戰(zhàn)杰，許少群.淺談電廠中熱能與動力工程的有效運用[J].科技與企業(yè)，2015（09）.

作者簡介：劉敏（1972-），男，現任國電內蒙古上海廟熱電有限公司副總工程師。