淺談熱能與動力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用問題創(chuàng)新

徐娜　周陽　潘曉光　李冬寧　宋福鵬

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國各類資源的年消耗量在不斷增加，我國面臨著越來越嚴(yán)峻的能源問題，能源短缺成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為了解決這一問題，我國采取了可持續(xù)發(fā)展措施，通過不斷提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)，來促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在電力行業(yè)中，為了提高能源利用效率，熱能與動力工程學(xué)被應(yīng)用到了鍋爐發(fā)電中，下面，筆者將對熱能與動力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：熱能；動力工程；鍋爐；應(yīng)用

在我國電力行業(yè)中，發(fā)電所使用的鍋爐類型較多，不同類型鍋爐在能源分配上存在較多的問題，會造成熱量的損耗。因此，應(yīng)用熱能與動力工程學(xué)，不斷優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì)，提升鍋爐的利用率，推動鍋爐的創(chuàng)新，可以有效解決鍋爐能源分配上的問題，減少能源的浪費(fèi)。

1.熱能與動力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用

在我國的發(fā)電廠中，鍋爐設(shè)備較為常見。鍋爐設(shè)備作為一種將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備，是電力廠發(fā)電中的重要能量轉(zhuǎn)化設(shè)備。鍋爐的工業(yè)應(yīng)用有效的提升了傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了水能、熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。在發(fā)電廠中，鍋爐的作用主要是將生物或化學(xué)材料產(chǎn)生的熱能，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過機(jī)械能推動發(fā)電廠其它設(shè)備的運(yùn)行，從而使整個生產(chǎn)線開始運(yùn)作，在鍋爐運(yùn)作的過程中，需要運(yùn)用到熱能與動力工程學(xué)的相關(guān)知識。因此，通過熱能與動力工程學(xué)相關(guān)知識的更新，可以實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，讓鍋爐更高效的運(yùn)作，從而實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線工作效率的提升。

2.熱能與動力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用問題

2.1鍋爐風(fēng)機(jī)的損傷問題

風(fēng)機(jī)是鍋爐的重要組成部分，在鍋爐的運(yùn)行中起著非常重要的作用。風(fēng)機(jī)通過將氣體壓縮與傳輸，實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐的正常運(yùn)行。在鍋爐運(yùn)行的過程中，由于鍋爐生產(chǎn)任務(wù)量的不斷增加，風(fēng)機(jī)需要承擔(dān)更重的氣體傳輸任務(wù)，這在一定程度上會給風(fēng)機(jī)造成一定的損傷。風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)的過程中，基本上沒有考慮到風(fēng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)的承受能力，因此，氣體壓縮與傳輸?shù)墓ぷ髁吭谠黾拥耐瑫r，也會增加對風(fēng)機(jī)的壓力，從而可能造成風(fēng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)的損傷，影響到風(fēng)機(jī)正常的運(yùn)行效果。在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)損傷時，鍋爐的其他設(shè)備也會受到相應(yīng)的影響，整條生產(chǎn)線的工作效率會明顯下降。因此，利用熱能與動力工程學(xué)進(jìn)行風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改良顯得尤為重要。

2.2能源效率問題

在鍋爐能源的轉(zhuǎn)化效率方面，雖然采取了相應(yīng)的燃燒控制技術(shù)，但是鍋爐的燃燒效率還是沒有得到有效的提升。在鍋爐進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)化的過程中，鍋爐本身的運(yùn)行會造成大量的熱能損耗，從總體上來看，雖然鍋爐的燃燒效率在不斷的增加，但是在鍋爐能源利用方面上來看，利用的程度還是偏低。因此，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時，要滿足鍋爐的生產(chǎn)需求，就需要從增加鍋爐的燃燒量入手，通過加重鍋爐的燃燒負(fù)擔(dān)，以保證提高能源的供應(yīng)，這就會造成鍋爐設(shè)備損耗的問題。因此，如何提升鍋爐的能源效率，降低鍋爐自身的能耗，提升鍋爐的能源利用效率，還需要從熱能與動力工程學(xué)中尋找到相應(yīng)的技術(shù)支持。

3.熱能與動力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用創(chuàng)新

3.1創(chuàng)新鍋爐燃燒控制技術(shù)

在鍋爐燃燒過程中，加強(qiáng)對能量轉(zhuǎn)換的控制，是提升鍋爐能源利用效率的重要部分。在鍋爐的早期生產(chǎn)中，鍋爐燃燒時，主要是依靠人工進(jìn)行鍋爐燃料的填充。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多電力企業(yè)淘汰了人工填料的方式，采用了自動填料。自動填料依靠鍋爐燃燒控制技術(shù)，借助各種氣體分析儀以及控制裝置，實(shí)現(xiàn)對鍋爐環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測，同時，利用熱電偶實(shí)現(xiàn)對燃燒參數(shù)的設(shè)定，在利用計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)值誤差的計(jì)算，以提升計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。鍋爐燃燒控制需要利用熱能與動力工程學(xué)的相關(guān)計(jì)算實(shí)現(xiàn)。

3.2鍋爐風(fēng)機(jī)葉片的改進(jìn)

風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在實(shí)際的熱能與動力測量中有較大的難度。當(dāng)前，我國還沒有形成一整套的風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)行控制體系，無法對風(fēng)機(jī)葉片的制造提供相應(yīng)的參考借鑒。因此，要實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)優(yōu)化，就需要通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方式對風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣流的運(yùn)動進(jìn)行分析，通過風(fēng)機(jī)運(yùn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)向的最優(yōu)化分離。然后，使用計(jì)算機(jī)對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行模擬設(shè)定，采用模擬實(shí)現(xiàn)的方法，測算不同風(fēng)速下，葉片運(yùn)行的不同情況，獲取實(shí)驗(yàn)的對比數(shù)據(jù)，根據(jù)對比數(shù)據(jù)的差異，自動調(diào)整風(fēng)機(jī)最優(yōu)化的矢量，得出矢量圖，找出最優(yōu)的風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)方案中，需要保證鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離與攻角的最優(yōu)關(guān)系，從而提升風(fēng)機(jī)自身的承載力。

3.結(jié)語

隨著我國電力需求的不斷增大，電力行業(yè)在不斷發(fā)展。在電力鍋爐的運(yùn)行過程中，需要應(yīng)用到熱能與動力工程學(xué)的相關(guān)理論。通過熱能與動力工程學(xué)可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低鍋爐運(yùn)行的能耗，保障鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)我國的可持續(xù)發(fā)展。