熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的問(wèn)題分析

徐小國(guó)

（南京華電節(jié)能環(huán)保股份有限公司，江蘇 南京 210000）

隨著全球變暖問(wèn)題的不斷加重，為了緩解全世界的能源壓力，進(jìn)一步降低能源消耗對(duì)于周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響，提高鍋爐能源的燃燒效率，在鍋爐工作的時(shí)候應(yīng)用熱能和動(dòng)力工程。鍋爐是東北的冬季必不可少的一項(xiàng)供暖設(shè)備，鍋爐燃燒能源的過(guò)程中實(shí)際上就是一種熱量傳輸?shù)倪^(guò)程。因?yàn)殄仩t需要燃燒大量的煤炭等能源物質(zhì)，就很容易造成霧霾天氣，影響城市的空氣環(huán)境，進(jìn)一步造成環(huán)境污染。所以，要明確鍋爐廠在生產(chǎn)過(guò)程中熱能和動(dòng)力工程轉(zhuǎn)換技術(shù)。

1 熱能和動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用

1.1 熱能和動(dòng)力工程概況分析

熱能和動(dòng)力工程主要是將熱能轉(zhuǎn)化成為動(dòng)能，從保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的角度出發(fā)考慮，來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)動(dòng)力供給?；诳沙掷m(xù)發(fā)展的原理來(lái)看，不管是什么行業(yè)的發(fā)展都必須要以保護(hù)環(huán)境以及節(jié)約資源為基本出發(fā)點(diǎn)，只有這樣，才能保證人類文明和自然文明和諧共處。換一個(gè)角度來(lái)考慮，熱能和動(dòng)力工程就是研究熱能和動(dòng)力的一項(xiàng)工程，如果根據(jù)電廠的鍋爐角度來(lái)看，熱能和動(dòng)力工程則包括：熱能工程、發(fā)電機(jī)、動(dòng)力機(jī)械設(shè)備等等，熱能和動(dòng)力工程中熱能動(dòng)力主要就是將熱能轉(zhuǎn)換成為動(dòng)力，借助鍋爐的運(yùn)作方式服務(wù)于廣大人民群眾的生產(chǎn)生活中，在我們國(guó)家的能源發(fā)展過(guò)程中起到不可替代的作用[1]。

1.2 鍋爐的構(gòu)成分析

鍋爐的構(gòu)成主要是根據(jù)外殼部分以及燃?xì)忮仩t電器控制部分來(lái)組成的，外殼部分主要是分為底殼和面殼，底殼部位主要是用來(lái)固定鍋爐的燃料，底殼部分也被稱之為燃燒器，鍋爐的底殼部分會(huì)安裝其他機(jī)械設(shè)備，達(dá)到和墻體固定的作用；鍋爐的面殼主要是一種保護(hù)作用，能夠有效隔絕外界的風(fēng)、水、灰塵等等。在我們國(guó)家的現(xiàn)階段的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，都是采用一種信息化的控制方式，這種方式能夠有效控制室內(nèi)的溫度。鍋爐的工作原理是：將燃燒的熱能、生產(chǎn)過(guò)程中余熱傳遞給容器中的水，水通過(guò)不斷吸收鍋爐中的熱量，繼而產(chǎn)生水蒸氣以及熱水，最后投入到生產(chǎn)使用中。燃料此時(shí)會(huì)在裝置內(nèi)部通過(guò)高溫燃燒，放出大量的熱能，生產(chǎn)出來(lái)的高溫氣體也會(huì)作用在鍋爐的表面。

2 熱能和動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中存在的問(wèn)題分析

2.1 能源效率問(wèn)題

在能源的轉(zhuǎn)化效率方面，雖然采用了相應(yīng)的燃燒控制技術(shù)，但是能源轉(zhuǎn)化效率的問(wèn)題也依然沒(méi)有解決。在鍋爐轉(zhuǎn)化能源效率的過(guò)程中，鍋爐本身的運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致大量的能源消耗，即使鍋爐能源效率不斷地增加，但是在鍋爐能源利用方面，整體利用程度還是比較低的。所以，在面對(duì)這種情況的過(guò)程中，如果要想滿足鍋爐的能源效率要求，就必須要從鍋爐的燃燒量開(kāi)發(fā)，通過(guò)增加鍋爐燃燒的負(fù)擔(dān)進(jìn)一步提高能源的供應(yīng)，但是這樣就會(huì)造成鍋爐設(shè)備損害的問(wèn)題[2]。那么，如何提高鍋爐的能源使用效率，從而降低自身的能源消耗呢？這就需要在熱能和動(dòng)力工程中進(jìn)行探討。

2.2 鍋爐風(fēng)機(jī)的損傷問(wèn)題

鍋爐最重要的組成部分就是風(fēng)機(jī)，在鍋爐的進(jìn)行工作的過(guò)程中，鍋爐風(fēng)機(jī)通過(guò)將氣體進(jìn)行壓縮，在經(jīng)過(guò)傳輸?shù)倪^(guò)程中，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)熱能和動(dòng)力能源的相互轉(zhuǎn)化，才能進(jìn)一步促進(jìn)鍋爐的正常運(yùn)作。在鍋爐進(jìn)行運(yùn)作的期間，因?yàn)殄仩t的任務(wù)量不斷提高，這時(shí)候就需要鍋爐的風(fēng)機(jī)進(jìn)行承擔(dān)更加重要的氣體進(jìn)行傳遞，而這傳輸?shù)倪^(guò)程中也會(huì)造成鍋爐風(fēng)機(jī)的損傷。在鍋爐風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，大部分的設(shè)計(jì)人員都沒(méi)有考慮到風(fēng)機(jī)本身的承重量，而在使用過(guò)程中會(huì)不斷增加風(fēng)機(jī)的壓力，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的損傷嚴(yán)重，從而進(jìn)一步影響到風(fēng)機(jī)的正常工作。如果鍋爐的風(fēng)機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，那么鍋爐的其他設(shè)備也不能進(jìn)行工作，只是致使整個(gè)鍋爐都停止運(yùn)行。

2.3 燃燒控制方面存在的問(wèn)題

燃燒系統(tǒng)作為整個(gè)鍋爐系統(tǒng)中的核心組成部分，提升鍋爐燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行效率能夠有效提高鍋爐燃燒的效率。根據(jù)鍋爐運(yùn)用的熱能動(dòng)力，工業(yè)鍋爐燃燒的控制系統(tǒng)就是單回路控制、串級(jí)的控制，通過(guò)調(diào)節(jié)燃煤量、燃煤和空氣的比例，進(jìn)風(fēng)量以及引風(fēng)量等相關(guān)的數(shù)據(jù)，在保證安全的狀況下，借助自動(dòng)化的手段來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒產(chǎn)熱，以此來(lái)滿足蒸汽的負(fù)荷量[3]。現(xiàn)在好多的自動(dòng)化鍋爐已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鍋爐進(jìn)料、除渣、溫度控制等全自動(dòng)運(yùn)行的手段，進(jìn)一步整體提高了鍋爐的熱效率。

3 熱能和動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的解決對(duì)策分析

3.1 改進(jìn)鍋爐風(fēng)機(jī)的葉片

鍋爐的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以在實(shí)際的熱能和動(dòng)力工程測(cè)量過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的困難，現(xiàn)階段，我們國(guó)家還沒(méi)有形成一套比較完善的鍋爐風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)行控制體系，進(jìn)而也就不能提供一些有價(jià)值的參考信息。所以，要想優(yōu)化鍋爐的風(fēng)機(jī)葉片，能夠借助鍋爐風(fēng)機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn)，將風(fēng)向確定好，之后在運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，進(jìn)一步測(cè)試在不同的風(fēng)速之下，每一個(gè)鍋爐風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)行的狀況，進(jìn)一步獲得對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)之間的對(duì)比，再次調(diào)整鍋爐風(fēng)機(jī)的矢量，得出相應(yīng)的矢量圖之后，就能找到鍋爐風(fēng)機(jī)的最佳葉片改進(jìn)方案。

3.2 創(chuàng)新鍋爐燃燒控制技術(shù)

在鍋爐燃燒的過(guò)程中，需要控制好能量的轉(zhuǎn)換，才能進(jìn)一步提高鍋爐能源的利用效率。在過(guò)去的鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中，大部分都是人工方式進(jìn)行煤炭能源的填充；隨著現(xiàn)代科學(xué)性技術(shù)的不斷進(jìn)步，大多數(shù)的電力企業(yè)已經(jīng)逐漸淘汰了人工填料的方式，慢慢演變成為自動(dòng)填料的工作形式。自動(dòng)填料主要是借助鍋爐的控制技術(shù)，通過(guò)各種機(jī)械設(shè)備來(lái)對(duì)裝置進(jìn)行監(jiān)控，完成對(duì)鍋爐環(huán)境、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控[4]。除此之外，通過(guò)熱電偶來(lái)設(shè)定燃燒的參數(shù)，借助信息技術(shù)手段，計(jì)算其中相應(yīng)的數(shù)值誤差，進(jìn)一步提高鍋爐燃燒控制技術(shù)的準(zhǔn)確性。

3.3 提升機(jī)械能和熱能轉(zhuǎn)換的效率

按照熱能和動(dòng)力工程的相關(guān)理論性內(nèi)容進(jìn)行分析，能夠充分了解到鍋爐設(shè)備發(fā)電的主要方式是能量的轉(zhuǎn)化，所以，在現(xiàn)如今的社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，提高能源轉(zhuǎn)化的效率，進(jìn)一步提高鍋爐的使用效率，是促成熱能和動(dòng)力工程技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵因素。根據(jù)鍋爐在能源轉(zhuǎn)化存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，如果提升鍋爐的使用效率，就必須要對(duì)鍋爐的各個(gè)零件進(jìn)行改造，才能進(jìn)一步提升鍋爐的能源轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)的工作人員在進(jìn)行改良的過(guò)程中，要多選擇幾家零部件材料，貨比三家，選擇價(jià)格優(yōu)惠、質(zhì)量上乘的鍋爐零部件。

4 熱能和動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用發(fā)展

4.1 鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

在工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，鍋爐是主要的組成部分，鍋爐的主要作用就是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成為熱量，再將熱量用于工廠熱加工的產(chǎn)品上。鍋爐在我們國(guó)家的使用年代比較久遠(yuǎn)，現(xiàn)如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的手工燒鍋爐的方式慢慢轉(zhuǎn)化成為信息化鍋爐方式，但是目前也僅僅是在部分工業(yè)中完成，也沒(méi)有進(jìn)行大幅度的推廣，相信隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)的某一天，信息化、智能化鍋爐會(huì)成為一種必然趨勢(shì)。因此，我們國(guó)家正不斷研究將熱能和動(dòng)力工程應(yīng)用于工業(yè)鍋爐中。

4.2 鍋爐在火力發(fā)電中的應(yīng)用

我們國(guó)家的火力發(fā)電鍋爐的使用時(shí)間很長(zhǎng)，而且一直都是人工手動(dòng)火力發(fā)電鍋爐的方式，通過(guò)相關(guān)工作人員控制鍋爐的開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行鍋爐的工作和使用，但是，這樣的人工火力發(fā)電鍋爐存在一定的危險(xiǎn)性，控制的力度也不夠準(zhǔn)確。

所以，我們國(guó)家開(kāi)始研究將熱能和動(dòng)力工程應(yīng)用于火力發(fā)電鍋爐中，通過(guò)熱能和動(dòng)力工程，能夠有效提高火力發(fā)電鍋爐的安全性能，同時(shí)還能促進(jìn)火力發(fā)電鍋爐的能源轉(zhuǎn)化效率。

4.3 鍋爐在煙氣余熱回收利用中的應(yīng)用

熱管式鍋爐是一種高效率的熱能回收裝置，主要是用來(lái)回收煙氣余熱，回收的蒸汽可以一起并入到壓力的蒸汽管網(wǎng)里，以此來(lái)補(bǔ)充化工生產(chǎn)系統(tǒng)的蒸汽量，蒸汽量如果比較大的話，并且熱源還更加穩(wěn)定，熱管式鍋爐還能用于發(fā)電或者其他用途。

5 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，熱能和動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中占有非常重要的地位，鍋爐技術(shù)的高低直接影響電力生產(chǎn)效率，對(duì)此，要想擴(kuò)大電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就需要提高鍋爐的使用技術(shù)，優(yōu)化鍋爐的生產(chǎn)性能?，F(xiàn)如今的我們國(guó)家已經(jīng)在熱能和動(dòng)力工程取得了小小的成績(jī)，將熱能和動(dòng)力工程應(yīng)用在鍋爐工作過(guò)程中，能夠有效減少熱能能源以及動(dòng)力的消耗。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，相關(guān)人員要根據(jù)其中存在的問(wèn)題，提出有效的解決對(duì)策，保證熱能和動(dòng)力工程發(fā)揮最大價(jià)值。