關(guān)于熱能與動力工程在鍋爐應(yīng)用中的問題分析

王文曼 王啟軍 姚瑞

摘要：伴隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，對于資源的消耗量與日俱增，有限的資源逐步面臨短缺。熱能是能源結(jié)構(gòu)當中的一個重要組成部分，其在能源轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮著不可忽視的重要作用，社會經(jīng)濟發(fā)展步伐越來越快，熱能的應(yīng)用范圍也越來越寬廣，熱能是動力工程研究的主要對象，其在鍋爐當中應(yīng)用比較廣泛。在鍋爐中應(yīng)用熱能與動力工程技術(shù)，需要對能源利用率進行研究，更好的開發(fā)與應(yīng)用熱能。本文圍繞熱能與動力工程在鍋爐應(yīng)用中的問題展開了探討分析。

關(guān)鍵詞：熱能與動力工程;鍋爐;問題

1、前言

熱能動力工程的專業(yè)性是比較強的，其中涉及到很多專業(yè)理論知識，在鍋爐中的應(yīng)用主要是利用熱能轉(zhuǎn)化相關(guān)原理，為鍋爐生產(chǎn)提供動力。鍋爐承擔著能量轉(zhuǎn)化的重要任務(wù)，在應(yīng)用熱能與動力工程時必須考慮科學和理性。

2、熱能與動力工程在鍋爐上的應(yīng)用概述

熱能動力工程指的是熱能同工程生產(chǎn)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及在機械方面的應(yīng)用，當前熱能與動力工程的應(yīng)用范圍越來越寬廣，很多企業(yè)都將熱能發(fā)電機作為供電當中的常用設(shè)備。熱能動力具有較長的發(fā)展歷史，從現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域來看，以在鍋爐專業(yè)應(yīng)用為主，在鍋爐中應(yīng)用影響到了熱能動力工程技術(shù)的長遠穩(wěn)定發(fā)展。熱能動力工程主要是運用轉(zhuǎn)換原理，促進相關(guān)原材料的燃燒，在產(chǎn)生熱能之后再將其轉(zhuǎn)化成為工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程當中所需要的機械能力。近幾年，在綠色環(huán)保理念深入人心的背景下，熱能與動力工程的發(fā)展也越來越重視生態(tài)環(huán)保性，減少能源消耗與污染物排放，實現(xiàn)了保護能源和生態(tài)環(huán)境的目的，有益于社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，同時也是對我國生態(tài)建設(shè)目標的響應(yīng)。鍋爐作為熱能與動力工程發(fā)展過程當中的一道物質(zhì)載體，其承擔的主要任務(wù)就是作為工業(yè)生產(chǎn)所需能量的一個轉(zhuǎn)化媒介，在實際的工業(yè)領(lǐng)域中鍋爐的種類多種多樣，主要是根據(jù)原材料的不同以及鍋爐本身不同的功能來進行分類，在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用，是不可或缺的能量轉(zhuǎn)化工具[1]。當前，伴隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展以及我國可持續(xù)戰(zhàn)略的深入實施，各種原材料的成本也不斷提高，如何提高資源的利用效率是企業(yè)生產(chǎn)過程當中面臨的一個重大問題。因為熱能與動力工程實際上是一門較為復(fù)雜的學科，涉及到很多專業(yè)的理論知識，鍋爐作為能量轉(zhuǎn)換機械設(shè)備，在燃燒過程當中需要計算其動力值，鍋爐設(shè)計需要遵循熱能與動力工程的原則。熱能與動力工程其原理是實現(xiàn)熱能與機械能在一定條件下的轉(zhuǎn)化，為相應(yīng)的設(shè)備提供必需的動能，推動其運轉(zhuǎn)。雖然熱能與動力工程的原理看似簡單，但實際上發(fā)展至今國家耗費的研發(fā)成本是非常高的，近年來，隨著機械自動化技術(shù)水平的不斷提升以及人工智能的發(fā)展，熱能動力工程也有了新的發(fā)展方向，其效率顯著提升，從其在鍋爐應(yīng)用的實際情況來看，推動了鍋爐運轉(zhuǎn)效率的大大提升，，同時也極大的減少了能源的消耗相關(guān)科研人員一直在這方面持續(xù)付出努力。

3、工業(yè)爐的發(fā)展歷程概述

工業(yè)爐在促進工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展的過程當中發(fā)揮著極其重要的作用，早期的工業(yè)爐主要是用來進行燃料燃燒而后在為工業(yè)生產(chǎn)提供必需的熱能，在經(jīng)過一段時間的實踐應(yīng)用之后，人們發(fā)現(xiàn)這個過程對于資源的浪費比較嚴重，而且對于生態(tài)環(huán)境也有較大的破壞性影響，所以隨著技術(shù)水平的不斷提升，工業(yè)爐的使用水平也在不斷提高。鍋爐正是工業(yè)爐的一種重要表現(xiàn)形式，鍋爐的使用。用最早可以追溯到商周時期，鍋爐制造的相關(guān)技術(shù)在當時就已經(jīng)被投入使用，生產(chǎn)出了精度比較高的銅器[2]。伴隨著鍋爐加工溫度控制水平不斷提升，人們對于鍋爐的維護和管理逐步重視，使得鍋爐在熱能動力學方面的應(yīng)用更加深入。尤其是近些年來，伴隨著技術(shù)探索的逐步深入，我國已經(jīng)掌握了計算機控制鍋爐加熱的相關(guān)技術(shù)，大大提高了鍋爐轉(zhuǎn)化熱能的效率。現(xiàn)代化鍋爐主要包括步進式和推鋼式，都運用爐內(nèi)輸料的方式。

4、熱能與動力工程在鍋爐應(yīng)用中所存在的問題分析

鍋爐被發(fā)明和使用實際上已經(jīng)有非常長的歷史，早期鍋爐只是一種簡單的熱能轉(zhuǎn)化工具，工業(yè)革命后其生產(chǎn)與使用逐步體系化，在工業(yè)領(lǐng)域的使用極大地推動了工業(yè)前進的步伐，直到今天，鍋爐依然是能量轉(zhuǎn)化的一種重要機械設(shè)備，在各個領(lǐng)域都可見其身影[3]。

鍋爐的內(nèi)部構(gòu)成部件非常的復(fù)雜，風機是其重要部件之一，風機的主要功能是促進電能轉(zhuǎn)化為動能，并且向鍋爐內(nèi)部輸送氧氣，但是風機具有一定的工作承受度限制，在經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的需求下，各個領(lǐng)域都加大了能源的需求量，風機在長時間的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下很容易出現(xiàn)損毀，從而影響到鍋爐的正常運行。一些企業(yè)在生產(chǎn)的過程當中片面追求經(jīng)濟效益，于是導(dǎo)致鍋爐的生產(chǎn)量遠遠超出了既定范圍，風機受到損壞之后，鍋爐的整體工作效率必然會受到影響，企業(yè)的生產(chǎn)也不得不被中斷。風機的內(nèi)部構(gòu)造是非常繁雜的，所以后期維修的難度也比較大。由于維修人員很多時候無法對風機內(nèi)部溫度進行準確判斷，導(dǎo)致維修比較困難，所以在研究開發(fā)鍋爐時應(yīng)該加強風機溫度測量的相關(guān)研究，目前采用的常見方法是對不同方向流入風機葉片的燃燒速度進行測量，借助于測量數(shù)據(jù)來建設(shè)相關(guān)的數(shù)學模型，最終對風機設(shè)計進行改進，提高鍋爐的整體運轉(zhuǎn)利用效率。

5、運用熱能動力工程控制好鍋爐燃燒的效率

為了提高鍋爐的燃燒效率，科學合理控制內(nèi)部燃燒溫度是非常必要的，以此才能夠有效提高鍋爐的熱能轉(zhuǎn)化效率。以下探討幾種鍋爐燃燒方式以提高燃燒效率，實現(xiàn)資源節(jié)約。第一，層燃爐。其主要的燃燒形式是將燃料放在爐排上進行加固，從而形成燃燒層，其燃燒過程較為穩(wěn)定因此有利于保持熱量，同時也大大減少了火災(zāi)事故發(fā)生率[4];第二，旋風爐。旋風爐可以分為立式與臥式這兩種，空氣以及燃料是直接沿著切線從頂部輸送到底部，在高速旋轉(zhuǎn)的氣流當中進行燃燒;第三，沸騰爐。這種燃燒方法是在沸騰爐的底端設(shè)置了一個風板，風板上放置了一定密度的燃料層，而燃料層的底端則設(shè)置上風室。這種燃燒方式能夠保證燃料與空氣之間有更大的接觸面積，從而保證了燃燒更加充分。在這一燃燒方式當中運用的主要燃燒材料是煤粒，煤燃燒層停留于沸騰層的時間比較長，所以燃燒的效果也比較好。

6、結(jié)束語

綜上所述，熱爐作為應(yīng)用熱能動力工程的載體，必須要引起企業(yè)的高度重視。隨著社會不斷進步，鍋爐生產(chǎn)技術(shù)也應(yīng)該不斷提高，減少鍋爐在生產(chǎn)過程中的安全事故，同時提高燃燒效率，減少資源的浪費，必須加強熱能與動力工程技術(shù)在鍋爐中的應(yīng)用，現(xiàn)階段鍋爐應(yīng)用熱能與動力工程還存在諸多問題，有必要強化研究，創(chuàng)新技術(shù)不斷提高利用效率推動鍋爐生產(chǎn)，適應(yīng)時代發(fā)展。

參考文獻：

[1]孫韜，馬云龍.燃氣鍋爐供熱現(xiàn)存問題及節(jié)能技術(shù)[J].工程技術(shù)研究，2020（8）.

[2]王志杰.工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2019（6）.

[3]張海濤，劉洋.電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（30）.

[4]王衛(wèi)華，肖娟.電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒淺析[J].信息記錄材料，2020（8）.