鍋爐領(lǐng)域中熱能與動力工程的有效運用策略探究

張軍淮

摘要：近年來我國的工業(yè)化進程發(fā)展較快，工業(yè)生產(chǎn)的動力來源很大一部分依賴于鍋爐燃燒。而鍋爐研究領(lǐng)域中的熱能與動力工程的結(jié)合使用，在提高使用效率的同時極大地節(jié)約了能源，為企業(yè)帶來巨大的利潤。動力工程在鍋爐燃燒中的應(yīng)用，很好地解決了燃燒氣體污染環(huán)境的問題，使工業(yè)生產(chǎn)逐漸向節(jié)能環(huán)保的方向靠攏。下面圍繞熱能與動力工程展開討論，主要介紹其概念、在工程中的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鍋爐燃燒；熱能；動力工程

隨著生活水平的不斷提高，人類對各項能源的需求量也不斷增加，目前熱能與動力工程的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會生活的方方面面。該項工程是以機械工程、熱力學(xué)、動力學(xué)為理論基礎(chǔ)的，是工程應(yīng)用的典型專業(yè)。鍋爐燃燒在供給生活和生產(chǎn)所需時會產(chǎn)生大量的浪費，如何將燃燒后的所有能源利用起來是當(dāng)前科學(xué)研究的首要任務(wù)，由此可見鍋爐燃燒具有很大的發(fā)展空間。

一、對鍋爐結(jié)構(gòu)和熱能動力工程的介紹

（一）鍋爐結(jié)構(gòu)概述

鍋爐燃燒的本質(zhì)是將煤炭等燃料進行燃燒，產(chǎn)生的熱能通過管道輸送給發(fā)電廠、制造廠等，在此過程中就實現(xiàn)了由熱能向電能、機械能等多種能量的轉(zhuǎn)換，從而達到為各項生產(chǎn)活動提供動力的目的。由于其能量轉(zhuǎn)換的靈活性，鍋爐燃燒行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，鍋爐通常都是二十四小時不間斷的工作，因此對其質(zhì)量的要求比較嚴格。鍋爐也有很多種分類，大型鍋爐廠和小型鍋爐廠對鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)也不完全相同，目前最常見的鍋爐要數(shù)電站鍋爐和工業(yè)鍋爐，工業(yè)鍋爐的應(yīng)用范圍更廣。為滿足不同企業(yè)對鍋爐的需求，相應(yīng)的生產(chǎn)廠家需要生產(chǎn)不同型號和規(guī)格的鍋爐。

鍋爐主要由兩部分組成，即外殼和電器控制系統(tǒng)。前者又由底殼和面殼構(gòu)成，底殼是鍋爐工作的核心，沒有底殼鍋爐就不能正常運轉(zhuǎn)。面殼能夠保證鍋爐的燃燒不會受到外界環(huán)境的干擾。電器控制是鍋爐的控制終端，通過對鍋爐各部分的控制，能夠使各部分很好地配合鍋爐的燃燒工作。

（二）對該項工程的相關(guān)介紹

該項工程涉獵的領(lǐng)域比較廣泛，例如熱力發(fā)電、流體工程、制冷制熱等，其工作原理就是熱能到各類動力的轉(zhuǎn)換，比鍋爐燃燒還多一項燃燒尾氣再次利用和處理的功能。將燃燒后的能量合理利用，在減少成本投入的同時保護環(huán)境。相對于其它國家，我國的煤炭儲量是較大的。基于此種現(xiàn)狀，對煤炭的開采并未加以節(jié)制，導(dǎo)致我國的煤炭儲量急劇減少。而熱能與動力工程在一定程度上緩解了環(huán)境污染，若想將污染問題徹底解決，還需對工程做出更加詳細的規(guī)劃。

二、該項工程在鍋爐領(lǐng)域的運用概述

熱能與動力工程的深入研究，將能量之間的轉(zhuǎn)化效率有效提高，在提高生產(chǎn)的同時極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效益。為進一步提高轉(zhuǎn)化效率，相關(guān)企業(yè)在人員配備和研究設(shè)施的提升方面投入了大量資金。對該項工程進行研究的要點是理論和實踐的有效結(jié)合，在鍋爐生產(chǎn)中該項工程能夠得到最大程度的應(yīng)用。隨著科技的飛速發(fā)展，該項工程在各個行業(yè)中都有運用，在提高產(chǎn)業(yè)利潤的同時有效提高了市場競爭力，下面對其在鍋爐中的應(yīng)用進行介紹。

（一）鍋爐風(fēng)機監(jiān)控中該項工程的運用

風(fēng)機是鍋爐結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其優(yōu)越的性能是保證鍋爐正常運轉(zhuǎn)的重要保證，因此風(fēng)機性能的不斷優(yōu)化是非常重要的。風(fēng)機在鍋爐中的工作原理是運送空氣，也叫吹氧操作。風(fēng)機性能的好壞主要體現(xiàn)在其運行時間上，為提升資源的利用率需要將其運行時間延長。風(fēng)機在進行工作時，熱量隨著風(fēng)機運行逐漸增加，若沒有良好的排熱系統(tǒng)將會使風(fēng)機在高溫下被燒毀，因此必須做好其熱量排放工作。

基于風(fēng)機構(gòu)造復(fù)雜的特點，在對其內(nèi)部溫度進行測量時不能使用常規(guī)手段。熱能與動力工程中有直接測量溫度的軟件，將軟件安裝于鍋爐相連的監(jiān)測系統(tǒng)上，就能實現(xiàn)對溫度的實時監(jiān)控。熱能動力工程在風(fēng)機測量中的合理運用，能夠綜合各方面的因素對風(fēng)機溫度進行分析，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)建造二維模型，通過網(wǎng)格劃分實現(xiàn)對各項數(shù)據(jù)的計算。對風(fēng)機運行中存在的問題進行分析并給出改進方案，保證風(fēng)機工作的穩(wěn)定性和有序性[2]。

（二）鍋爐燃燒對該項工程的運用

鍋爐在燃燒控制中充當(dāng)?shù)氖寝D(zhuǎn)換設(shè)備，是將煤炭燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成工業(yè)生產(chǎn)所需的各項能量，如電能、機械能等。熱能動力工程對鍋爐燃燒的控制，主要體現(xiàn)在相應(yīng)控制技術(shù)的應(yīng)用上。傳統(tǒng)鍋爐的填料是人工進行的，控制技術(shù)的使用有效推進了鍋爐工作過程的自動化程度，下面對兩類控制系統(tǒng)進行詳細闡述：

第一種是連續(xù)控制系統(tǒng)，其內(nèi)部組成包括燒嘴、蝶閥、控制器等。該系統(tǒng)的工作原理如下：溫度檢測裝置對鍋爐溫度進行24小時監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)傳回PLC控制終端，在與標(biāo)準(zhǔn)溫度值比較后計算其電信號，運算方式為比例積分法。通過計算數(shù)據(jù)對空氣和燃料的比值進行調(diào)整，從而將燃燒效率提高。該類系統(tǒng)只是對鍋爐溫度進行大致的測量，具有較大誤差。

第二種是交叉限幅控制系統(tǒng)，其組成與上述系統(tǒng)較為相似。但在溫度的測量方面比連續(xù)控制系統(tǒng)要精確的多，通過系統(tǒng)計算出來的電信號值與標(biāo)準(zhǔn)值相差不大，可對其燃燒混合比例進行微調(diào)來提高燃燒率。同時可利用孔板、差壓變送器實現(xiàn)對空氣流量的測量和控制，進而控制燃燒比例。

三、對該項工程存在的問題和未來發(fā)展方向的介紹

（一）現(xiàn)階段存在的問題

該項工程應(yīng)用時存在的不足主要體現(xiàn)在風(fēng)機的工作方面。風(fēng)機在鍋爐燃燒中既能將空氣運送到燃燒室內(nèi)，又擔(dān)負著將燃燒后的氣體進行壓縮和輸送的任務(wù)。在其運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量熱量，會對大大減少鍋爐的使用壽命。目前對風(fēng)機的降溫措施只能降低其一部分熱量，剩余熱量的疏散是現(xiàn)階段研究工作的重點。

（二）對未來的展望

熱能動力工程在很多領(lǐng)域都有滲透，如制冷、流體工程等，提高生產(chǎn)效率的同時增加了企業(yè)效益。其實熱能的作用不僅僅局限于目前的研究，在未來的發(fā)展中，可能會向著節(jié)能環(huán)保的方向靠近，并在應(yīng)用領(lǐng)域上不斷擴大。該項工程中使用的各項技術(shù)和設(shè)備也會得到全面的升級和優(yōu)化[3]。

四、結(jié)束語

通過對熱能和動力工程的詳細介紹，可以看出其在鍋爐應(yīng)用中占據(jù)的重要地位。鍋爐制造在我國起源較早，幾百年之前就已經(jīng)初具規(guī)模，不斷的流傳和發(fā)展，直到現(xiàn)代熱能和動力工程在其燃燒過程中加以運用。該項過程的運用解決了許多鍋爐燃燒中的難題，有效提高工作效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，目前熱能動力工程還在不斷地研究當(dāng)中。

參考文獻：

[1]張子軒.熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展?fàn)顩r分析[J].電子制作，2015，（3）：263-263.

[2]滿正鑫.鍋爐領(lǐng)域中熱能與動力工程的有效運用策略探究[J].黑龍江科技信息，2015，（29）：104-104.

[3]吳立平.熱能與動力工程在鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用探究[J].裝飾裝修天地，2016，（1）：183-183.

（作者單位：江蘇捷達交通工程集團有限公司）