鍋爐領(lǐng)域中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用策略探究

曲昱霏　莊廷勇

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，熱能與動(dòng)力工程得到了人們的廣泛關(guān)注，而且被應(yīng)用到不同領(lǐng)域，特別是鍋爐領(lǐng)域，進(jìn)一步提高了鍋爐的使用效率，節(jié)約了能源。煤在燃燒的工程中會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，造成大氣污染，給環(huán)境也會(huì)帶來(lái)不良影響，通過(guò)新技術(shù)的使用能夠減少有害氣體的產(chǎn)生，這些都?xì)w功于熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用。文章主要針對(duì)當(dāng)前鍋爐領(lǐng)域中熱能與動(dòng)力工程有效運(yùn)用的具體策略，希望能夠給相關(guān)人員提供一定的借鑒性，促進(jìn)我國(guó)鍋爐工業(yè)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程；鍋爐；熱能動(dòng)力；創(chuàng)新

熱能與動(dòng)力工程在我國(guó)發(fā)展的時(shí)間不算短，已經(jīng)形成了一套自身的理論。隨著社會(huì)進(jìn)步的不斷加快，鍋爐生產(chǎn)企業(yè)對(duì)如何提高鍋爐的熱能越來(lái)越重視。近幾年，通過(guò)把熱能與動(dòng)力工程的理論和具體經(jīng)驗(yàn)融入到鍋爐生產(chǎn)中去，有效地提高了鍋爐的熱能。但是當(dāng)前如何提高熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域中的有效運(yùn)用還沒(méi)有進(jìn)行深入研究，需要引起相關(guān)人士的重視。

1 鍋爐結(jié)構(gòu)分析

鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，也就是把燃料中的熱能轉(zhuǎn)化為電能、光能等形式的能量。由于鍋爐應(yīng)用的范圍十分廣泛，所以鍋爐的質(zhì)量直接關(guān)系到鍋爐企業(yè)以及其他應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)鍋爐可以分為不同的類型，但是不論是哪種類型，其和其他種類的鍋爐具有同樣的實(shí)質(zhì)，起到的作用就是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換。當(dāng)前最為常用的就是電站鍋爐和工業(yè)鍋爐。二者的區(qū)別就是后者比前者使用的范圍更加廣泛。不同的行業(yè)所使用的鍋爐類型是不同的，鍋爐生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該生產(chǎn)不同用途的鍋爐，滿足市場(chǎng)的需求。

從鍋爐的整體來(lái)說(shuō)主要包括以下兩個(gè)部分：外殼與電氣控制。而外殼則是由底殼和面殼兩個(gè)部分組成的，這兩個(gè)部分的作用存在著很大不同，但都對(duì)外殼的正常使用有著重要意義，底殼在功能上支持鍋爐燃燒，在作用上則是鍋爐燃燒的核心部分。在底殼上設(shè)置了電控盒與熱交換器，這兩個(gè)部件和底殼連接在一起就構(gòu)成了一個(gè)完整的部分，同時(shí)也能夠保證與其他部分的連接質(zhì)量。面殼對(duì)于鍋爐的燃燒起到間接保護(hù)的作用，能夠有效地避免雜質(zhì)進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部，對(duì)鍋爐燃燒造成不良影響，同時(shí)也能夠?qū)﹀仩t中的其他部件起到有效地控制作用。

2 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展，人們開(kāi)始針對(duì)熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了深入地研究，如何提高二者之間轉(zhuǎn)化的效率已經(jīng)成為了鍋爐生產(chǎn)企業(yè)必須關(guān)注的問(wèn)題，這也要求研究生產(chǎn)人員具備較高的專業(yè)知識(shí)，特別是工程機(jī)械學(xué)和跨熱能動(dòng)力學(xué)方面。在研究熱能與動(dòng)力學(xué)工程的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合，即把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，從實(shí)踐中總結(jié)出理論知識(shí)，這樣才能更好地促進(jìn)熱能與動(dòng)力學(xué)工程在實(shí)踐中的有效運(yùn)用，特別是在鍋爐生產(chǎn)領(lǐng)域。由于熱能與動(dòng)力工程涉及的內(nèi)容很多，隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展，其獲得了大量高新技術(shù)的支持，在使用中發(fā)揮出更好的作用，促進(jìn)我國(guó)鍋爐生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，也進(jìn)一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存。

2.1 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐風(fēng)機(jī)監(jiān)控中的應(yīng)用

鍋爐的構(gòu)造十分復(fù)雜，其中風(fēng)機(jī)是鍋爐構(gòu)造中十分重要的部件，風(fēng)機(jī)性能的好壞直接關(guān)系到鍋爐能否正常運(yùn)行。風(fēng)機(jī)所起的作用就是把外部夾雜氧氣的氣體運(yùn)送到鍋爐中，這樣才能夠保證鍋爐內(nèi)的燃料充分燃燒，提高了鍋爐的熱能轉(zhuǎn)化率。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展同時(shí)需要消耗大量的能源資源，而能源資源的數(shù)量是有限的，所以為了解決節(jié)省能源資源，就需要延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。但是在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，一旦這些熱量排不出去，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)燒毀，甚至導(dǎo)致整個(gè)鍋爐設(shè)備無(wú)法正常使用。而熱能與動(dòng)能工程在風(fēng)機(jī)監(jiān)控中使用，就能夠改善風(fēng)機(jī)的工作現(xiàn)狀，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的時(shí)間并迅速地排出大量的熱能。

由于風(fēng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜，使用常規(guī)的測(cè)量方式很難正確測(cè)量風(fēng)機(jī)內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)，而且雖然科學(xué)技術(shù)得到了發(fā)展，但是針對(duì)解決風(fēng)機(jī)溫度的測(cè)量方案取得的效果不是很好。把熱能與動(dòng)力工程軟件應(yīng)用到風(fēng)機(jī)溫度測(cè)量中，能夠?qū)崿F(xiàn)從不同方向上對(duì)風(fēng)機(jī)溫度進(jìn)行測(cè)量，而且能夠自動(dòng)創(chuàng)建二維模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，同時(shí)計(jì)算出結(jié)果，使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行得到有效控制。雖然這種方式相比其他的測(cè)量方案取得的效果更加顯著，但是仍然存在一定的誤差，不過(guò)這種誤差都是在可控范圍內(nèi)的。

2.2 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐燃燒控制中的應(yīng)用

鍋爐主要是通過(guò)燃燒燃料來(lái)實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)換。而鍋爐燃燒的控制技術(shù)就是對(duì)能量轉(zhuǎn)換的幅度進(jìn)行控制和調(diào)整的技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，鍋爐填料已經(jīng)從過(guò)去的人工填料轉(zhuǎn)化為自動(dòng)填料，甚至出現(xiàn)了全自動(dòng)智能化鍋爐控制系統(tǒng)。鍋爐燃燒控制技術(shù)可以根據(jù)鍋爐所采取的自控技術(shù)進(jìn)行分類，下面進(jìn)行細(xì)致闡述。

2.2.1 以燒嘴、燃燒控制器、電動(dòng)蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計(jì)、氣體分析裝置以及PLC等部件組成的空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)。這種燃燒控制系統(tǒng)主要是通過(guò)熱點(diǎn)偶檢測(cè)燃燒的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC中，并與已經(jīng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，把兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的偏差值通過(guò)比例積分運(yùn)算輸出電信號(hào)，并同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到滿足鍋爐所需要的空氣和燃料之間比值的目的并有效地調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)部的燃燒溫度，但是使用這種控制系統(tǒng)對(duì)于溫度的控制并不準(zhǔn)確，這就需要工作人員能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行確定并對(duì)燃燒溫度的數(shù)值進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量。

2.2.2 由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計(jì)、熱電偶等組成的雙交叉限幅控制系統(tǒng)。其工作原理主要是通過(guò)溫度傳感器和熱電偶把需要進(jìn)行精確測(cè)量的溫度變成電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)即測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度，此測(cè)量點(diǎn)溫度期望值是由預(yù)先存貯在上位機(jī)中的工藝曲線自動(dòng)給定的，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間偏差值的大小，由PLC自動(dòng)調(diào)整燃料與空氣流量閥門的開(kāi)合程度，通過(guò)電動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的定位及空氣和燃料的比例控制，并借助孔板和差壓變送器測(cè)量空氣的流量，采用一個(gè)專用的質(zhì)量控制裝置來(lái)控制燃料量，從而使溫度精確地控制在需要的數(shù)值上。

3 熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展方向

隨著對(duì)熱能與動(dòng)力工程研究的不斷深入，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的范圍更加廣泛，也更加關(guān)注燃燒污染、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)等方面。除此之外，汽車工程方向也是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用和關(guān)注的主要方向，例如內(nèi)燃機(jī)電子控制、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行等方面。還有一個(gè)方向就是制冷方面?？傊?，當(dāng)前對(duì)熱能與動(dòng)力工程研究的還只是一小部分，還需要專家學(xué)者不斷在實(shí)踐應(yīng)用中總結(jié)，不斷豐富該項(xiàng)技術(shù)的理論知識(shí)，嘗試在其他領(lǐng)域應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章主要針對(duì)當(dāng)前鍋爐領(lǐng)域熱能與動(dòng)力工程的有效應(yīng)用進(jìn)行了分析，使得鍋爐利用效率得到提高，鍋爐燃燒水平呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。除了熱能與動(dòng)力工程知識(shí)以外，其他領(lǐng)域知識(shí)的綜合運(yùn)用也使我國(guó)鍋爐燃燒質(zhì)量更加有保障。熱能與動(dòng)力工程是一門內(nèi)涵豐富的學(xué)科，可運(yùn)用的空間很大，需要社會(huì)人員對(duì)該項(xiàng)工程進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，這對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有促進(jìn)作用。

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