王令方

(山東電力基本建設總公司,北京 100044)

新形勢下電廠鍋爐應用在熱能動力的發(fā)展前景

王令方

(山東電力基本建設總公司,北京 100044)

熱能動力工程的科學原理里物理學為基礎,主要以內(nèi)燃機和其他新型動力機器系統(tǒng)為主要研發(fā)對象。在火力發(fā)電中,熱動力工程的最重要兩個可信專業(yè)就是汽輪機和鍋爐,這兩個專業(yè)的設置時間長,但同時也反映了熱電力工程的核心技術(shù),其主要包括了鍋爐設備和火電工程兩個方面。隨著我國科技發(fā)展,社會資源緊張,鍋爐的應用技術(shù)和較高的使用性能在火力發(fā)電中的應用更為廣泛,在今后很長一段時間中,鍋爐技術(shù)的應用也將成為推動國家經(jīng)濟發(fā)展的重要角色。

鍋爐 熱能動力 工程 機械

改革開放三十多年，國家經(jīng)濟形勢發(fā)展良好，科技不斷進步，社會生產(chǎn)和人們生活都有了很大提高。電力是我國發(fā)展的基礎能源，火力發(fā)電也是我國電廠發(fā)電的基本結(jié)構(gòu)，而且每年在電力生產(chǎn)方面創(chuàng)造出來的電能量都不斷增加。為了滿足當代社會建設對電力的需求，電廠對火力發(fā)電技術(shù)進行了很多調(diào)整。熱能動力工程理論的基礎除了有物理學知識，還需要熱能動力工程以及機械工程的知識，這些都是非常專業(yè)的工程應用理論。熱能動力的基本理論就是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能力從而獲得生產(chǎn)需要原動力，其中，鍋爐就是轉(zhuǎn)換工具，分為鍋和爐兩個部分。

1 熱能動力工程概述

熱能動力，顧名思義，主要是研究熱能與動力兩方面技術(shù)，其中包括熱能工程，熱力發(fā)動機和流體機械及流體工程，熱能工程與動力機械，制冷和低溫技術(shù)工程物理，能源工程，水利電動工程，冷藏工程等多方面。鍋爐的運行主要運用熱力發(fā)動機。動力機械工程，熱能工程，能源及工程熱物理學等方面的專業(yè)技術(shù)知識。熱能動力工程主要是研究熱能與動力之間的相互轉(zhuǎn)換問題，研究方向是在機械工程和物理等多個學科領域，熱能動力工程、機械自動化物理工程、極易自動控制方向流體機械和自動控制方向空調(diào)制冷鍋爐熱能轉(zhuǎn)換。熱能動力工程是我國動力工程的基礎，主要解決能源方面的問題，作為熱能員的主要應用工程，熱能動力工程對整個國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要作用。

2 鍋爐結(jié)構(gòu)構(gòu)成

鍋爐的組成結(jié)構(gòu)并不復雜，有外殼和燃氣鍋爐電氣控制兩部分構(gòu)成，自重，外殼部分主要分為底殼和面殼，鍋爐底殼的作用是固定鍋爐燃燒部分，也就是燃燒器，在底殼安裝膨脹水箱，輪回水泵燃氣閥熱交換器，以及熱交換器電控和等零部件，通過和底殼連接，作為鍋爐的一個整體存在，而且底殼還能夠做到與固體物連接。鍋爐的外殼起到防風防塵的作用，保護燃氣鍋爐電氣控制部分，對于鍋爐來說是最主要的硬件組成。作為主要控燃燒輪回水泵的風機開關，燃氣閥和輪回水流在暖溫度探測器裝置運行。目前在我國應用廣泛的是電腦控制機械設備，這樣可以更加精確地操控鍋爐溫度。

3 保持鍋爐燃燒溫度平衡

熱能動力工程在鍋爐風機操作上需要解決的問題就是風機氣體的壓縮和氣體輸送，它的工作原理就是將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為氣體壓力能和動能，然后將部分氣體輸送到制定的機械上。風機鍋爐經(jīng)常運用的器械，隨著我國對能源的需求量不斷增大，鍋爐風機工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)問題，例如機身燒壞的等，這些問題將會給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟損失，嚴重的很有可能危及人身安全，所以，在鍋爐運行過程中，必須正確使用熱能動力技術(shù)，同時不斷加強風機改進，提高風機運行的安全性。

4 熱能動力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)運用

(1)以燒嘴燃燒控制器電動蝶閥熱電偶比例閥流量計氣體分析裝置以及PLC等部件組成的空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)：這種燃燒控制系統(tǒng)是由熱電偶檢測出數(shù)據(jù)傳送至PLC與其本身設定的數(shù)值進行比較，偏差值通過使用比例積分及微分運算輸出電信號同時分別對比例閥門以及電動蝶閥的開放程度進行調(diào)節(jié)，從而達到控制空氣與燃料比例調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)溫度的目的，此種方式溫度控制并不十分精確，需要仔細確認額定數(shù)值。

(2)由燒嘴燃燒控制器流量閥流量計熱電偶幾個部分組成的雙交叉先付控制系統(tǒng)：其工作原理主要是通過溫度傳感器熱電偶把需要進行精確測量的溫度變成電信號，這個電信號即是用來代表測量點的實際溫度，此測量點溫度期望給定值是由預先存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的，并根據(jù)兩者數(shù)據(jù)之間的偏差值的大小，由PLC自動調(diào)整燃料與空氣流量閥門的開合程度，通過電動的方式運行機構(gòu)的定位以及空氣和燃料的控制比例，并接住孔板和差壓變送器測量空氣的流量，燃料的控制也通過一個專用的質(zhì)量控制裝置來測量，是溫度精確的控制在必要的數(shù)值上，這種燃燒控制優(yōu)點在于方式節(jié)省部件，并且溫度控制精確。

5 仿真鍋爐風機翼型葉片

鍋爐的內(nèi)部的葉輪機械內(nèi)部流暢需要帶有十分強烈的非定常特征，并且其內(nèi)部構(gòu)造十分復雜，不容易進行十分細致的測量實驗，并且到目前為止，仍然沒有可以解釋流動分離失速和喘振等流動現(xiàn)象的完善的流體力學原理，因此要了解機械內(nèi)部流動的本質(zhì)需要更加可靠詳細的流動實驗和數(shù)值模擬實驗，通過使用軟件二維數(shù)值模擬鍋爐風機翼型葉片，對空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動分離進行模擬，并根據(jù)模擬的數(shù)值創(chuàng)建而未模型，進行網(wǎng)格的劃分，設定邊界條件和區(qū)域，最后輸出網(wǎng)格，在使用求解器求解，這樣才可以對不同的氣流攻角的流動進行二維數(shù)值模擬，達到模擬的目的，同時可以根據(jù)模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析，最后得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。

6 結(jié)語

通過以上介紹，讀者基本可以發(fā)現(xiàn)，鍋爐的構(gòu)造中都會摻入很多熱能動力技術(shù)，不管是鍋爐的基本結(jié)構(gòu)，還是鍋爐風機，燃燒控制系統(tǒng)，在熱能動力技術(shù)中都能夠?qū)﹀仩t的運行起到積極的效果，所以，熱能動力工程不管對鍋爐應用還是人們的日常生活來說都是不可缺少的一部分。就目前我國熱力動能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，其今后的發(fā)展?jié)撡|(zhì)巨大，市場前景廣闊，企業(yè)應該積極加強對熱能動力技術(shù)的開發(fā)應用。

[1]王文麗,周力行,李榮先.環(huán)縫燃料進口的丙烷-空氣旋流擴散燃燒的數(shù)值模擬[J].中國電機工程學報,2006(9).

[2]張榮光,那永潔,呂清剛.循環(huán)流化床煤氣化平衡模型研究[J].中國電機工程學報,2005(18).

[3]張科.鍋爐風機變頻與PLC控制系統(tǒng)設計[J].可編程控制器與工廠自動化,2008(2).

[4]王楚鴻.新形勢下電廠鍋爐應用在熱能動力的發(fā)展前景[J].科技視界,2013(31).