熱能動(dòng)力工程在電廠鍋爐中的運(yùn)用分析

林德剛

[摘? ? 要 ]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電廠鍋爐的發(fā)展迎來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)以及人民群眾日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)生活需求使得環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。為了節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，我國(guó)不斷升級(jí)發(fā)電方式?，F(xiàn)階段我國(guó)主要通過(guò)火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電，火力發(fā)電占比較大?；鹆Πl(fā)電需要在高溫高壓的條件下進(jìn)行，所以要想保障發(fā)電的穩(wěn)定性，就必須加強(qiáng)熱能動(dòng)力工程在電廠鍋爐中的運(yùn)用，提高資源利用率，保障發(fā)電?；诖?，本文首先簡(jiǎn)要介紹了熱能動(dòng)力工程基本原理和操作流程，然后分析了現(xiàn)階段電廠鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在的問(wèn)題，接著從5個(gè)方面分析了熱能動(dòng)力工程在電廠鍋爐中的運(yùn)用，以此來(lái)供相關(guān)人士交流參考。

[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力工程;電廠鍋爐;運(yùn)用分析

[中圖分類號(hào)]TM621.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]With the continuous development of social economy， the development of power plant boilers has ushered in new opportunities and challenges. The rapid development of the economy and the increasing production and living needs of the people have made environmental problems increasingly serious. In order to save energy and protect the environment， my country has continuously upgraded its power generation methods. At this stage， my country mainly uses thermal power， wind power and solar power to generate electricity， but thermal power generation accounts for a relatively large proportion. Thermal power generation needs to be carried out under conditions of high temperature and high pressure. Therefore， in order to ensure the stability of power generation， it is necessary to strengthen the application of thermal power engineering in power plant boilers， improve resource utilization， and ensure power generation. Based on this， this article first briefly introduces the basic principles and operating procedures of thermal energy and power engineering， and then analyzes the problems existing in the operation of power plant boilers at this stage， and then analyzes the application of thermal energy and power engineering in power plant boilers from five aspects. For the reference of relevant people to exchange.

[Keywords]thermal power engineering; power plant boilers; application analysis

隨著人們的生活質(zhì)量不斷提升，用電需求也不斷地加大。電力作為工業(yè)生產(chǎn)的重要條件，對(duì)于人們的生產(chǎn)生活有著至關(guān)重要的作用。為了改善我國(guó)能源短缺的問(wèn)題，提高能源利用效率，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，越來(lái)越多的電廠鍋爐將熱能動(dòng)力工程應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，提高電廠鍋爐的運(yùn)作效率，保障能源的穩(wěn)定輸出。

1 熱能動(dòng)力工程的概述

熱能動(dòng)力工程涉及范圍十分廣泛，是一門研究熱能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化規(guī)律的復(fù)雜學(xué)科。熱能動(dòng)力工程是由兩門學(xué)科組成的，分別是熱能動(dòng)力工程和機(jī)械工程學(xué)。其基本原理是在一定條件下降熱能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)化，為相關(guān)設(shè)備供能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然運(yùn)作原理十分簡(jiǎn)單，但是實(shí)際操作過(guò)程中需要花費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力。近年來(lái)，機(jī)械自動(dòng)化和人工智能飛速發(fā)展，研究人員將人工智能與熱能動(dòng)力工程相結(jié)合，很大程度上提高了熱能動(dòng)力工程的運(yùn)行效率。這門學(xué)科容易受到諸多因素的影響，所以要求研究人員不斷加深對(duì)學(xué)科的了解程度，把握熱能動(dòng)力工程的發(fā)展規(guī)律，將這門學(xué)科的價(jià)值發(fā)揮到最大。在熱能和動(dòng)力工程中，鍋爐都是一個(gè)重要的必不可少的設(shè)備。不論在設(shè)計(jì)生產(chǎn)階段，還是在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)階段，鍋爐都需要運(yùn)用到大量的熱能動(dòng)力工程知識(shí)，經(jīng)過(guò)許多年的發(fā)展，這些知識(shí)逐漸變得系統(tǒng)。我國(guó)將熱能動(dòng)力工程應(yīng)用到電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)中，不僅極大地提高了電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，還降低了能源消耗，做到了節(jié)能減排，減少了對(duì)環(huán)境的損害。

目前我國(guó)大部分電廠通過(guò)火力進(jìn)行發(fā)電，為社會(huì)提供工業(yè)用電和生活用電?；鹆Πl(fā)電的主要設(shè)備就是電廠的鍋爐。隨著社會(huì)用電需求的不斷增加，提高電廠鍋爐設(shè)備的性能是十分重要的。熱能動(dòng)力工程剛好可以即將整個(gè)電廠內(nèi)的鍋爐設(shè)備的使用率提高到最大，并且充分地利用能源，為電廠生產(chǎn)電能提供充足的動(dòng)力，因此，在電廠鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)用熱能動(dòng)力工程技術(shù)是十分必要的，對(duì)于我國(guó)的電力事業(yè)有著重要影響。

2 電廠鍋爐的使用現(xiàn)狀

2.1 能量轉(zhuǎn)換率較低

現(xiàn)階段，大部分電廠鍋爐都有能量轉(zhuǎn)換率較低的問(wèn)題。在實(shí)際的電廠鍋爐運(yùn)作當(dāng)中，工作人員需要以實(shí)際的發(fā)電量和電能需求量為基礎(chǔ)，合理調(diào)節(jié)電廠鍋爐的運(yùn)作。但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄娔艿男枨笠膊粩嘣龃?，由于現(xiàn)階段的相關(guān)發(fā)電技術(shù)還存在一定的問(wèn)題，所以導(dǎo)致電廠鍋爐的整體轉(zhuǎn)換率較低，往往會(huì)出現(xiàn)電能浪費(fèi)的情況，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊戨姀S設(shè)備的正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電廠無(wú)法正常為居民和企業(yè)進(jìn)行供電，對(duì)于電廠的電能輸送和長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展有著制約作用。

2.2 電廠鍋爐的風(fēng)機(jī)存在問(wèn)題

電廠鍋爐的風(fēng)機(jī)的工作原理主要是通過(guò)壓縮氣體將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以此來(lái)保障電廠鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的風(fēng)能來(lái)支持，隨著社會(huì)對(duì)電能的需求越來(lái)越大，電廠鍋爐就必須使用大量的風(fēng)能來(lái)提高生產(chǎn)效率和鍋爐的燃燒效率，這就導(dǎo)致電廠的風(fēng)機(jī)承受了較大的負(fù)荷，隨著需求的增加，負(fù)荷業(yè)余來(lái)越大，影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，最終影響電廠鍋爐的生產(chǎn)效率，使得電廠的經(jīng)濟(jì)效益下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害電廠整體的發(fā)展，對(duì)人們的正常用電產(chǎn)生影響。

3 熱能動(dòng)力工程在電廠鍋爐中的應(yīng)用

3.1 基本應(yīng)用

電廠鍋爐的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)需要充足的電能來(lái)支撐。人們需要通過(guò)熱能與電能之間的高效轉(zhuǎn)換，來(lái)控制鍋爐的燃燒速度，并且利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，保障電廠鍋爐的填料順利進(jìn)行。燃料填充的自動(dòng)化對(duì)于提高電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率有著極大的幫助。熱能動(dòng)力技術(shù)主要是用于控制電廠鍋爐的燃燒過(guò)程，主要有2種情況，一種是通過(guò)多個(gè)部分構(gòu)建而成的連續(xù)控制體系來(lái)控制電廠鍋爐內(nèi)部的溫度，根據(jù)電廠鍋爐的實(shí)際溫度來(lái)為提供熱能，并且不斷提高鍋爐燃燒的效率。這種通過(guò)監(jiān)測(cè)溫度來(lái)控制鍋爐的方法存在一定的缺陷，很容易因?yàn)闇囟忍綔y(cè)不準(zhǔn)確導(dǎo)致供能不足，進(jìn)而影響鍋爐的燃燒。第二種是雙交叉空子體系。這種方法通過(guò)精準(zhǔn)的控制溫度來(lái)控制電廠鍋爐的燃燒，因此被廣泛應(yīng)用到電廠鍋爐的生產(chǎn)之中。在電廠鍋爐實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，大多使用工業(yè)爐。因此工作人員要不斷研究工業(yè)爐在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的特點(diǎn)，尋找出節(jié)約能耗的途徑，進(jìn)而推動(dòng)工業(yè)爐的良好發(fā)展，做到節(jié)能減排。

3.2 創(chuàng)新應(yīng)用

電廠鍋爐包含于工業(yè)爐的范疇之內(nèi)，其工作的主要原理是通過(guò)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量為相關(guān)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)功能。電廠鍋爐在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的污染物，導(dǎo)致環(huán)境污染，且由于技術(shù)的限制，電廠鍋爐存在著較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。現(xiàn)階段，隨著科技的不斷發(fā)展，電廠鍋爐為了節(jié)能減排應(yīng)用了很多先進(jìn)技術(shù)。如在設(shè)計(jì)電廠鍋爐的時(shí)候就應(yīng)用熱能動(dòng)力技術(shù)，建設(shè)節(jié)約型的電廠鍋爐。工作人員可以通過(guò)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的控制，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。目前，大部分的電廠鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)就以節(jié)約能源為設(shè)計(jì)原則，熱能動(dòng)力技術(shù)對(duì)于節(jié)約型的電廠鍋爐設(shè)計(jì)有很大的幫助，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）熱能動(dòng)力工程能夠?qū)⒖諝馀c燃料之間的比值進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，通過(guò)使用先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，計(jì)算出科學(xué)可靠的比值，并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)，這很大程度上加強(qiáng)了鍋爐運(yùn)行的自動(dòng)化程度;并且在熱能動(dòng)力技術(shù)的幫助下，電廠鍋爐利用熱能的效率越來(lái)越高，可以很好地完成鍋爐運(yùn)行的預(yù)期目標(biāo)，充分利用熱能資源。

（2）熱能動(dòng)力工程對(duì)于電廠鍋爐的風(fēng)機(jī)有很大的作用。在電廠鍋爐的風(fēng)機(jī)中應(yīng)有熱能動(dòng)力工程可以幫助工作人員精準(zhǔn)探測(cè)鍋爐內(nèi)燃料的燃燒速度，并且以實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建科學(xué)的數(shù)學(xué)模型，模擬預(yù)期的理想效果，并以此為基礎(chǔ)，調(diào)整鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)。如工作人員可以記錄鍋爐運(yùn)行過(guò)程中燃料的使用情況，并將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型中，借助數(shù)學(xué)模型分析燃料燃燒的速度。此外，還可以通過(guò)科學(xué)的數(shù)學(xué)模型深入了解電廠鍋爐內(nèi)部構(gòu)件的性能，根據(jù)鍋爐的實(shí)際性能采取針對(duì)性的措施，對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的地方及時(shí)加以改善，不斷提高電廠鍋爐的性能，演唱電廠鍋爐的使用壽命。

3.3 熱能動(dòng)力工程在吹灰技術(shù)中的應(yīng)用

很大一部分電廠通過(guò)會(huì)通過(guò)噴水的形式來(lái)減小再熱器出口汽溫的偏差，雖然這種方式直接且有一定的效果，但是在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)損耗大量的熱能，造成資源的浪費(fèi)，甚至?xí)霈F(xiàn)欠溫的現(xiàn)象。在電廠鍋爐安全運(yùn)行且沒(méi)受熱面沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)渣現(xiàn)象時(shí)，工作人員可以利用熱能動(dòng)力工程對(duì)氣溫進(jìn)行調(diào)整，這種方法可以很大程度上減少過(guò)熱器吹灰的頻率，使其換熱技術(shù)降低，通過(guò)提高再熱器的受熱面入口的煙霧溫度和換熱溫差來(lái)保障受熱面處于一個(gè)整潔的狀態(tài)。與此同時(shí)，熱能動(dòng)力工程還可以用于縮小汽溫的偏差。在電廠鍋爐運(yùn)行時(shí)，如果再熱器的出口汽溫存在著較大的偏差，工作人員就需要調(diào)整鍋爐內(nèi)燃料的燃燒方法或者調(diào)整吹灰的技術(shù)，具體的操作流程有以下幾個(gè)方面。首先要減少再熱器附近受熱面的吹灰程度，減少再熱器的吸熱，并對(duì)再熱器爐膛中的受熱面再一次進(jìn)行吹灰操作，從而提高再熱器的吸熱能力，使得受熱面的吸熱偏差適應(yīng)煙氣偏差，防止電廠鍋爐受熱面中間溫度過(guò)低，為受面的安全提供保障。此外，需要通過(guò)不斷擴(kuò)大再熱器周圍的受熱面和中間的受熱面的煙氣偏差來(lái)推進(jìn)高溫部分進(jìn)行再熱器的低溫區(qū)域，縮小汽溫的誤差，進(jìn)而提高再熱器和鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3.4 提高熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率

在優(yōu)化電廠鍋爐的生產(chǎn)效能時(shí)，主要是通過(guò)研究熱能動(dòng)力原理來(lái)提高能量的轉(zhuǎn)化效率。提高生產(chǎn)能效是一個(gè)電廠發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵因素?；诖耍芏嚯姀S不斷分析和研究現(xiàn)階段的熱能動(dòng)力成果，并且以此為依據(jù)，不斷優(yōu)化電廠鍋爐的生產(chǎn)效率。此外，許多電廠加快了將理論應(yīng)用到實(shí)踐中的腳步，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高實(shí)際計(jì)算中的精準(zhǔn)度，進(jìn)而提高電廠鍋爐轉(zhuǎn)化能量的效率。內(nèi)部元件的配合對(duì)電廠鍋爐的運(yùn)行質(zhì)量有著直接影響。因此，電廠需要安排專業(yè)檢修人員定期維護(hù)和檢修電廠鍋爐內(nèi)部的相關(guān)構(gòu)件，并制定嚴(yán)格的操作流程和規(guī)范的管制制度，規(guī)范工作人員的操作流程。此外，工作人員需要定期檢查鍋爐的實(shí)際情況，并以鍋爐的實(shí)際生產(chǎn)狀況為基礎(chǔ)，對(duì)鍋爐內(nèi)的元件進(jìn)行更新或者維修，保障電廠鍋爐內(nèi)的各個(gè)元件完美配合，進(jìn)而為鍋爐穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。

3.5 仿真鍋爐風(fēng)機(jī)的葉片翼型

電鏟鍋爐內(nèi)部的構(gòu)造十分復(fù)雜，特別是內(nèi)部葉輪機(jī)械的構(gòu)造，一般對(duì)其進(jìn)行精確地測(cè)量和實(shí)驗(yàn)。從我國(guó)目前的技術(shù)來(lái)看，仍然沒(méi)有相關(guān)技術(shù)能夠縮減內(nèi)部葉輪機(jī)械的流速，不能將流體力學(xué)的原理充分應(yīng)用到內(nèi)部葉輪機(jī)械中。所以要想對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)內(nèi)部的葉片流動(dòng)速度進(jìn)行充分地了解，相關(guān)研究人員就必須進(jìn)行更加詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建更加科學(xué)完善的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。研究人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)仿真的二維鍋爐風(fēng)機(jī)內(nèi)部的葉片，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)值并且進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的劃分，最終將數(shù)據(jù)輸出網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)這種方式模擬鍋爐風(fēng)機(jī)葉片對(duì)不同氣流的流動(dòng)性，來(lái)達(dá)到模擬效果和目的，得到仿真鍋爐葉片的分離和攻腳之間存在的關(guān)系，最終為實(shí)際鍋爐風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，讓風(fēng)機(jī)更好地運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將熱能動(dòng)力工程應(yīng)用于電廠鍋爐之中有著重要的意義，不僅提高了電廠的生產(chǎn)效率，提高了經(jīng)濟(jì)收益，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還節(jié)約了資源，減少了有害物質(zhì)的排放，為保護(hù)環(huán)境做出了一定的貢獻(xiàn)?，F(xiàn)階段，電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)離不開(kāi)熱能動(dòng)力技術(shù)的幫助。因此，工作人員要科學(xué)運(yùn)用熱能動(dòng)力技術(shù)，在電廠鍋爐的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用階段都科學(xué)地應(yīng)用熱能動(dòng)力技術(shù)，提高鍋爐的燃燒效率，進(jìn)而提高整個(gè)電廠的收益，促進(jìn)電力企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。相關(guān)研究人員要不斷改進(jìn)熱能動(dòng)力技術(shù)，解決電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的種種問(wèn)題，從根本上促進(jìn)電廠鍋爐效率的提高，為穩(wěn)定供電提高保障。

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