熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的問題分析

蔣清福

摘要：熱能與動(dòng)力工程是一項(xiàng)十分復(fù)雜的學(xué)科，包含很多其他周邊學(xué)科的內(nèi)容，其主要是以跨熱能動(dòng)力工程及機(jī)械工程方面為理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和熱能之間的能量轉(zhuǎn)換。鍋爐作為一種十分重要的能量轉(zhuǎn)換機(jī)械設(shè)備，鍋爐的燃燒過程就是能量轉(zhuǎn)換過程，需要計(jì)算出鍋爐在燃燒的過程中需要的動(dòng)力值。為了能夠提高鍋爐的燃燒效率，節(jié)省資源，就需要在鍋爐的設(shè)計(jì)過程中以熱能與動(dòng)力工程為原則。但是目前來看，我國(guó)針對(duì)鍋爐熱能方面的研究還比較少，研究的還不夠深入和透徹，距離理想的水平還存在著一定的差距，需要相關(guān)學(xué)者對(duì)鍋爐的運(yùn)用和熱能與動(dòng)力工程的關(guān)系進(jìn)行深入分析。本文就此展開了論述，以供參閱。

關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程;鍋爐;應(yīng)用問題;策略

引言

熱能與動(dòng)力工程作為現(xiàn)階段常見系統(tǒng)工程，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用，均產(chǎn)生了顯著效益，在鍋爐中的應(yīng)用作為一項(xiàng)常見內(nèi)容，有利于進(jìn)一步完善鍋爐功能。在鍋爐設(shè)備中應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程，要充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，就需要對(duì)當(dāng)前熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用中的問題展開深層次分析，明確問題形成的具體原因，從而能夠在鍋爐中應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程時(shí)，做到有的放矢，確保鍋爐設(shè)備的使用更加符合現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際需求。鑒于此，本文對(duì)“熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的問題”展開深層次分析具備一定的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)踐價(jià)值。

一、熱能與動(dòng)力工程基本內(nèi)容探討

熱能與動(dòng)力工程，指的是熱能與動(dòng)力學(xué)多種能力的轉(zhuǎn)化方法?；诋?dāng)前我國(guó)現(xiàn)狀，電廠能源主要以常規(guī)能源為主，如煤炭、石油等，且主要使用燃燒方式釋放能量，從而使得水從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w狀態(tài)，整個(gè)過程為一個(gè)循環(huán)過程。蒸汽熱能推動(dòng)汽輪機(jī)過程中實(shí)現(xiàn)熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，同時(shí)由汽輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，在這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化。

鍋爐在能量轉(zhuǎn)化過程中的主要作用在于實(shí)現(xiàn)礦物質(zhì)燃料的轉(zhuǎn)換，即化學(xué)能到熱能的轉(zhuǎn)換，在此過程中，需高度關(guān)注鍋爐效率這一重要指標(biāo)。之所以如此，是因?yàn)殄仩t效率直接影響能量轉(zhuǎn)化效果，通常情況下，鍋爐效率高則能量轉(zhuǎn)換效果好;反之，能量轉(zhuǎn)換效果欠佳。鍋爐燃燒控制技術(shù)主要是對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，以此提高鍋爐效率，同時(shí)可以嚴(yán)控污染物的排放。若大型發(fā)電廠運(yùn)行中通過燃燒控制技術(shù)提高1%的鍋爐效率，即可有效提高電廠整體運(yùn)行效率的0.3%～0.4%，且可以減少燃料的消耗，切實(shí)提高能量轉(zhuǎn)換效率。因此，熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用在鍋爐中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，集中體現(xiàn)在可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，切實(shí)提高現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

二、熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用的具體問題分析

1.能源效率整體有待提高

現(xiàn)如今，鍋爐運(yùn)行中，已經(jīng)大范圍推廣應(yīng)用燃燒控制技術(shù)，雖極大地提高了鍋爐燃燒效率，但是在實(shí)踐應(yīng)用中，因客觀因素的制約，依舊缺乏較高的鍋爐燃燒效率。鍋爐內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程中也存在能耗損壞方面的問題?；谡w角度分析，燃燒控制技術(shù)雖可以提高能源轉(zhuǎn)換效率，但是其平均水平不足，這種情況下，唯有選擇不斷提高物料的使用量，才能進(jìn)一步提高鍋爐燃燒效率。但是這種措施會(huì)加重鍋爐的整體生產(chǎn)負(fù)荷，使鍋爐運(yùn)行過程中因長(zhǎng)期負(fù)荷過大會(huì)造成相關(guān)機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。因此，鍋爐運(yùn)行過程中，唯有選擇合適的方法，做好鍋爐能源轉(zhuǎn)化工作，對(duì)鍋爐能源轉(zhuǎn)換展開深層次研究，并在未來發(fā)展過程中，加強(qiáng)燃燒控制技術(shù)的研究，才能更好地在鍋爐中應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.鍋爐風(fēng)機(jī)損傷幾率高

鍋爐系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)是重要組成部分。鍋爐能源轉(zhuǎn)換過程主要通過壓縮機(jī)及傳送氣體進(jìn)行氣體的轉(zhuǎn)換，以此保障鍋爐高效、穩(wěn)定運(yùn)行。因此，風(fēng)機(jī)狀態(tài)備受重視。但是伴隨鍋生產(chǎn)負(fù)荷的增加，鍋爐承擔(dān)了更多的能量轉(zhuǎn)換工作，一定程度上增加了鍋爐風(fēng)機(jī)壓力，長(zhǎng)期在高負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，增加了損壞的幾率。鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中，風(fēng)機(jī)若出現(xiàn)損壞性故障，其他與之相關(guān)設(shè)備也會(huì)受到牽連，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響。因此，鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中，相關(guān)人員需高度重視鍋爐風(fēng)機(jī)損傷問題，確保風(fēng)機(jī)狀態(tài)良好，一方面可以保證鍋爐系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行;另一方面可以極大地提高鍋爐燃燒效率，從而有助于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

三、熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的問題相關(guān)改善措施

1.改進(jìn)創(chuàng)新燃燒控制技術(shù)，提升能源效率

鍋爐主要是通過對(duì)能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)其燃燒的控制。目前我國(guó)仍有小部分的企業(yè)通過人力完成燃料填充，這一填充方式傳統(tǒng)且效率較低，但這一填充方式可有效的保障燃燒的運(yùn)行正常和穩(wěn)定，且一定程度上降低可對(duì)燃燒控制技術(shù)的要求。但近年來隨著生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于能量轉(zhuǎn)換的要求也提升了，因而延用這一傳統(tǒng)的填充方式并不能滿足當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)需求，因而出現(xiàn)可自動(dòng)化填充技術(shù)，這一技術(shù)有效的提升的填充的效率，但同時(shí)也提升可對(duì)燃燒控制技術(shù)的要求。目前燃燒控制技術(shù)大部分采用連續(xù)控制系統(tǒng)進(jìn)行，這一系統(tǒng)主要是由氣體分析器和燃燒控制器進(jìn)行，可計(jì)算出較為精準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒具體情況的有效控制，確保鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)正常，也可確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是這一控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果仍不是很理想，因而還需進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)。近幾年為了對(duì)能源效率進(jìn)行提升，涌現(xiàn)除了多種新型的燃燒控制技術(shù)。層燃爐燃燒、室燃爐燃燒及旋風(fēng)爐燃燒是近幾年在鍋爐生產(chǎn)中應(yīng)用的新型燃燒控制技術(shù)。層燃爐燃燒的應(yīng)用可有效地對(duì)燃燒層的熱量供給進(jìn)行保障，使得其燃燒的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。室燃爐燃燒是一種通過將燃料與氣體共同運(yùn)輸至鍋爐中進(jìn)行燃燒流動(dòng)的技術(shù)。而旋風(fēng)爐燃燒這是介于上述兩種燃燒控制技術(shù)的一種新技術(shù)，其與層燃爐一樣具有運(yùn)動(dòng)的燃料層，但厚度較為輕薄，同時(shí)其也是將燃料與氣體共同運(yùn)輸至爐內(nèi)燃燒，但其燃燒主要在爐內(nèi)進(jìn)行。沸騰爐燃燒也是近幾年廣泛應(yīng)用的燃燒控制技術(shù)，但其較于前面三種發(fā)展前景較大，其不僅可保證燃料與氣體充分的接觸，還可使得燃料停留在沸騰層的時(shí)間延長(zhǎng)，使得燃燒的質(zhì)量提升，也十分適合應(yīng)用在燃燒質(zhì)量較差的燃料中。

2.應(yīng)用模擬鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片

基于鍋爐設(shè)備現(xiàn)狀而言，鍋爐葉輪設(shè)備購(gòu)置較為復(fù)雜，且運(yùn)行中出現(xiàn)故障幾率較大，同時(shí)故障發(fā)生后，要想有效解決此類故障具有一定的難度。因此，一般情況下，相關(guān)人員會(huì)直接忽略精細(xì)化檢測(cè)試驗(yàn)?，F(xiàn)如今，鍋爐系統(tǒng)缺乏完善的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一定程度上，影響鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行。針對(duì)此類問題，企業(yè)要想保障鍋爐系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，唯有采取有效方法予以控制，通常采用模擬鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片，并建立二維模型，可以進(jìn)一步明確整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和范疇，輸出網(wǎng)格，采用科學(xué)合理的計(jì)算方法，保證計(jì)算出的結(jié)果科學(xué)可靠，這樣即可完成整個(gè)過程的模仿，為保障鍋爐系統(tǒng)安全運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

結(jié)束語：總而言之，隨著生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和鍋爐在生產(chǎn)業(yè)中的地位提升，因?yàn)闊崮芘c動(dòng)力工程這一工程技術(shù)與鍋爐生產(chǎn)密切相關(guān)，所以其關(guān)注度和研究熱度也會(huì)提升。在鍋爐實(shí)際生產(chǎn)中，熱能與動(dòng)能工程技術(shù)起到十分重要的作用，但在實(shí)際應(yīng)用中也存在些許問題和不足，一定程度上影響可鍋爐的生產(chǎn)，如能源效率較低、鍋爐風(fēng)機(jī)易損傷等問題，因此相關(guān)研發(fā)部分應(yīng)提起重視，分析其問題產(chǎn)生的原因，積極改進(jìn)、創(chuàng)新和優(yōu)化技術(shù)，從而使得問題得到有效解決，使得鍋爐生產(chǎn)得到促進(jìn)，也使得我國(guó)能源轉(zhuǎn)化行業(yè)發(fā)展得到促進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉敏.關(guān)于熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用問題的探討[J].科技風(fēng)，2019（15）：167.

[2]董晴.淺析電廠鍋爐方面對(duì)熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用創(chuàng)新[J].科技展望，2019，26（09）：50

[3]李洪亮.熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的問題分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2019（12）