熱能與動力工程在鍋爐中應(yīng)用問題研究

徐 楠 陳 娟 霍光明（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450000）

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熱能與動力工程在鍋爐中應(yīng)用問題研究

徐 楠 陳 娟 霍光明
（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450000）

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，對能源的需求呈現(xiàn)不斷攀升的趨勢。為解決能源短缺問題，我國加大了對科學(xué)技術(shù)的重視、投資力度，以期充分利用能源。眾所周知，我國熱能與動力工程專業(yè)建立較晚，且經(jīng)歷多年發(fā)展。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，熱能與動力工程被廣泛應(yīng)用于鍋爐中，且在其技術(shù)中居于核心地位。就鍋爐專業(yè)來講，熱能與動力工程在制藥廠、鍋爐廠等方面得到了充分的體現(xiàn)。本文根據(jù)筆者實際經(jīng)驗，并結(jié)合相關(guān)文獻資料，首先，解讀了熱能與動力工程、鍋爐構(gòu)成的內(nèi)涵；其次，論述了熱能與動力工程在鍋爐中的發(fā)展及存在的問題；再者，探究了熱能動力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)的應(yīng)用；最后，分析了熱能與動力工程的發(fā)展方向，旨在做出重要的分享。

關(guān)鍵詞：熱能與動力工程；鍋爐；問題；應(yīng)用；發(fā)展方向

隨著社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國各行各業(yè)取得了顯著的成績。其中，熱能與動力工程愈來愈受到社會各界的高度重視，換句話說，熱能與動力工程在我國獲得了廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)筆者實際從業(yè)經(jīng)驗，從熱能與動力工程、鍋爐構(gòu)成的內(nèi)涵、熱能與動力工程在鍋爐中的發(fā)展及存在的問題、熱能動力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)的應(yīng)用、熱能與動力工程的發(fā)展方向4個方面對熱能與動力工程在鍋爐中的應(yīng)用進行了深入研究，旨在為各位同仁提供參考。

一、對熱能與動力工程、鍋爐的構(gòu)成

（一）熱能與動力工程

就熱能與動力工程表層意義而言，其主要涉及熱能、動力兩個方面的內(nèi)容，也就是說，熱能與動能之間的循環(huán)轉(zhuǎn)換（熱能轉(zhuǎn)化為功能或動能轉(zhuǎn)化為熱能）。當(dāng)然，某些時候，在這起技術(shù)的作用下，動能可以轉(zhuǎn)化為電能，以滿足電力行業(yè)的需求，從而促進其高效發(fā)展。經(jīng)調(diào)查、研究發(fā)現(xiàn)，能量轉(zhuǎn)換過程中所應(yīng)用的技術(shù)與其他工程存有很大的區(qū)別。與此同時，其涉及多個學(xué)科的內(nèi)容。此外，熱能與動力工程具有廣闊的發(fā)展前景，主要包括工程物理工程、電廠熱能工程等。實踐證明，熱能與動力工程的存在、發(fā)展在緩解我國能源壓力方面發(fā)揮著不可替代的作用。由此可知，熱能與動力工程必然會受到社會各界的高度重視，以滿足我國經(jīng)濟、生活對能源的需求。

（二）鍋爐的構(gòu)成

對于鍋爐的構(gòu)成，主要包括燃?xì)忮仩t電氣控制、外殼等，如圖1所示。其中，鍋爐的外殼由面殼、底殼構(gòu)成，其在鍋爐作業(yè)過程中發(fā)揮著各自的價值。就底殼而言，其主要用于固定鍋爐的燃燒器，從而確保鍋爐使用的安全性。此外，鍋爐底殼上配置了其他部件，以構(gòu)成一個整體，從而更好地發(fā)揮其自身的作用。防風(fēng)防塵是面殼的主要功能，能夠有效保護鍋爐，以保證鍋爐平穩(wěn)、有序運行。現(xiàn)今，科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，很多企業(yè)大都傾向于采用計算機控制方法。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，計算機控制具有高度的科學(xué)性、精確性。

二、熱能與動力工程在鍋爐中的發(fā)展及存在的問題

（一）熱能與動力工程在鍋爐中的發(fā)展

自19世紀(jì)70年代第一臺鍋爐誕生，人們開始邁入蒸汽時代。18世紀(jì)90年代，分離冷凝器面世，這標(biāo)志著具備完整運作體系的鍋爐初步確立。經(jīng)調(diào)查、研究發(fā)現(xiàn)，鍋爐與工業(yè)爐在原理方面存有一定的共性。嚴(yán)格意義上來講，鍋爐屬于工業(yè)爐范疇。所謂的工業(yè)爐指的是一種工業(yè)設(shè)備，其存在有利于實現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)換。在我國，工業(yè)爐起源于商代，主要用于加熱提煉銅器。隨著時代的發(fā)展，鑄鐵技術(shù)應(yīng)運而生，其充分反映出工業(yè)爐在控制溫度方面的進步、發(fā)展。近年來，社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，對于鍋爐系統(tǒng)的控制不再是人工，而是計算機。通常吸納連續(xù)加熱爐主要包括兩種類型：步進式爐、推鋼式爐，其存在著一定的差異性：運輸燃料的方式。

（二）熱能與動力工程在鍋爐中存在的問題

眾所周知，鍋爐中的風(fēng)機具備轉(zhuǎn)換能量（機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽┑淖饔谩５?，?dāng)前國民經(jīng)濟、生活對能量的需求量不斷增大，處于作業(yè)狀態(tài)的風(fēng)機極易損壞電機，甚至?xí)绊懙绞褂谜叩娜松戆踩４送?，其對企業(yè)經(jīng)濟效益具有負(fù)面影響，嚴(yán)重妨礙了企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，企業(yè)改善、提高風(fēng)機裝備對解決鍋爐中存在的問題頗有益處、推動熱能與動力工程發(fā)展進程等頗有益處。

三、熱能動力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)的應(yīng)用

眾所周知，調(diào)整能量轉(zhuǎn)換幅度的核心技術(shù)是整個鍋爐的燃燒控制。在目前的社會發(fā)展過程中，鍋爐的燃料填充方式不斷發(fā)展變化，逐漸由傳統(tǒng)的人力向鍋爐內(nèi)填充燃料，轉(zhuǎn)變?yōu)椴竭M式的自動控制型的填充燃料方式。另外，更加先進的鍋爐甚至?xí)捎萌詣拥娜紵刂葡到y(tǒng)。根據(jù)鍋爐運用的熱能動力，以及自動控制技術(shù)的不同，一般的鍋爐燃燒控制會分為幾種類型：一是燃燒的控制系統(tǒng)是以燒嘴、燃燒控制器、熱電偶、電動蝶閥、比例閥、氣體分析裝置以及PLC等相應(yīng)的部件組成。這種燃燒的控制系統(tǒng)一般會由熱電偶檢測出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并以最快的速度傳送到PLC，并與其本身所設(shè)定的數(shù)值進行對比，偏差值也會通過使用一定的比例積分，或微分運算輸出信號，同時分別對比例閥門，以及電動蝶閥的開放程度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使其達到控制空氣與燃料的比例，最終能夠調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)的溫度。然而，采用這種方式對鍋爐的溫度進行控制，不是完全的精確，一般需要極其仔細(xì)的確認(rèn)額定的數(shù)值。二是雙交叉先付控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是燒嘴、流量閥、流量計、燃控制器、熱電偶等幾個部分組成。其主要的工作原理是通過溫度傳感器，熱電偶會將需要進行準(zhǔn)確測量的溫度轉(zhuǎn)化成具體的電信號。這樣的電信號刻意用來代表測量點的實際溫度。該測量點的具體溫度一般會由預(yù)先貯存在上位機中的工藝曲線自動限定的。通常情況下，根據(jù)兩者數(shù)據(jù)之間的偏差值的大小，會使用PLC自動調(diào)節(jié)燃料與空氣流量閥門的開合程度，使其具有一定的準(zhǔn)確性。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，在測量空氣的流量時可以借助孔板和差壓變送器。另外，可以通過專用的質(zhì)量控制裝置來測量燃料的控制，這也是精確控制溫度的一個重要數(shù)值。值得注意的是，這種燃燒控制的最大優(yōu)點在于能更好地節(jié)省一些部件，也能保證鍋爐溫度的控制是精確無誤的。

四、熱能與動力工程的發(fā)展方向

目前，隨著社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，熱能與動力工程的發(fā)展前景更為廣闊，其對多個領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義，例如：汽車工程、熱力發(fā)電機、熱能動力及控制工程等。然而，值得注意的是，將熱能與動力工程應(yīng)用于工程發(fā)展中時，須理解、掌握其所涉及的原理知識，并針對不同問題進行不同分析，從而確保各項工程平穩(wěn)、有序地進行。與此同時，鑒于熱能與動力工程良好的發(fā)展前景，相關(guān)人員應(yīng)通過不斷學(xué)習(xí)，加強自身技能、綜合素質(zhì)，為更好地促進其的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，進而最大程度地滿足我國經(jīng)濟、社會等對能源日益增長的需求。

圖1　鍋爐內(nèi)部構(gòu)成圖

結(jié)語

綜上所述，筆者對熱能與動力工程的應(yīng)用及解決其存在的問題的措施等進行了全面的分析。實踐證明，這些方法對促進鍋爐運轉(zhuǎn)、提高鍋爐工作的有效性等具有重要的意義，以提高企業(yè)自身的核心競爭力，進而提高其經(jīng)濟效益。此外，能源動力在我國市場經(jīng)濟中占據(jù)著舉足輕重的位置，是開發(fā)利用能源、實現(xiàn)動力應(yīng)用的基礎(chǔ)。由此可見，對于熱能與動力工程的發(fā)展，相關(guān)人員須注重理論、實際的有機結(jié)合，遵循“實事求是”的原則，且葆有積極樂觀的工作態(tài)度等，以突破、創(chuàng)新方法技術(shù)，從而提高企業(yè)的運營效率。筆者堅信，唯有如此，我國能源短缺的問題才能得到有效解決，有利于推動我國經(jīng)濟發(fā)展進程及提高我國的綜合實力。

參考文獻

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