熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用問(wèn)題的創(chuàng)新

劉曉曦

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)黑龍江能源建設(shè)有限公司 黑龍江哈爾濱 150016

1 電廠鍋爐、熱能和動(dòng)力工程概述

1.1 電廠鍋爐

依據(jù)焚燒物品和作用的不同，能夠?qū)㈠仩t劃分為各種不同的類型。由于所需滿足的社會(huì)功能不同，其構(gòu)成要素也存在許多的不同之處，但也擁有不需要改變的部分，包括鍋爐的操控部分和鍋爐的外側(cè)。鍋爐的重要部分是操控部分，主要擔(dān)負(fù)著鍋爐內(nèi)的物資充分燃燒的重任。另外，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)電廠都采用電子控制的方式，這樣更有利于實(shí)現(xiàn)信息化和精準(zhǔn)化操作，也有助于提升控制的效果，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)控制的最終要求和理想目標(biāo)。

1.2 熱能和動(dòng)力工程

熱能動(dòng)力學(xué)的重要分析知識(shí)是把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，借助能量的轉(zhuǎn)變和使用，來(lái)使煤炭、石油、天然氣等自然資源的使用量減少，實(shí)現(xiàn)真正意義上的可持續(xù)發(fā)展。它整體可以分為熱能和動(dòng)力體系兩個(gè)方面，而且這兩個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)互相轉(zhuǎn)化，在有些情況下可以利用蒸汽產(chǎn)生熱量，并將它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，提高電力系統(tǒng)的服務(wù)與應(yīng)用水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年我國(guó)火力發(fā)電占全部發(fā)電量的71.8%，而電廠鍋爐的效率僅為40%左右，存在著較嚴(yán)重的能量浪費(fèi)。根據(jù)相關(guān)研究，鍋爐效率每上升1%，發(fā)電效率會(huì)相應(yīng)提高0.3%，大大減少了燃煤消耗，這對(duì)于電廠而言意義重大，所以提高鍋爐的熱能轉(zhuǎn)變效率對(duì)國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展具有重大意義，熱能轉(zhuǎn)化技術(shù)則需要對(duì)應(yīng)的熱能動(dòng)力理論作為基礎(chǔ)。從描述中不難看出，《熱能動(dòng)力工程》這門(mén)課程具有較強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性，涉及到的內(nèi)容也十分復(fù)雜多樣。

1.3 我國(guó)鍋爐中所存在的問(wèn)題

在我國(guó)的鍋爐之中，鍋爐風(fēng)機(jī)所承擔(dān)的熱能與動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化這項(xiàng)艱巨的任務(wù)，相應(yīng)的鍋爐風(fēng)機(jī)是鍋爐問(wèn)題中最為主要的一部分，鍋爐風(fēng)機(jī)所承擔(dān)的主要任務(wù)就是將鍋爐中的大氣壓進(jìn)行提升，在輸送氣體的時(shí)候就需要對(duì)上文我們所提到的熱能與動(dòng)力學(xué)研究的課題進(jìn)行運(yùn)用，鍋爐風(fēng)機(jī)的工作量極大，基本上風(fēng)機(jī)的工作都屬于超負(fù)荷的工作，這些也就使得鍋爐的電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)損壞的狀況，這種情況往往就會(huì)使得我們的工作人員產(chǎn)生一定的心理壓力，這種情況不僅僅會(huì)對(duì)員工的安全方面造成一定的威脅，倘若真實(shí)發(fā)生，對(duì)企業(yè)或者是工廠的經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)比較大，在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)方面的改進(jìn)之時(shí)，就需要研究人員運(yùn)用到熱能與動(dòng)力學(xué)的相關(guān)管理技術(shù)，從而提高我國(guó)鍋爐風(fēng)機(jī)的性能，轉(zhuǎn)變鍋爐在運(yùn)用過(guò)程中的劣勢(shì)[1]。

2 鍋爐方面對(duì)熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用創(chuàng)新

2.1 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐風(fēng)機(jī)方面的創(chuàng)新及應(yīng)用

上文也已經(jīng)提到，鍋爐的風(fēng)機(jī)是鍋爐存在問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之一，在對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)方面的創(chuàng)新主要是將仿真類的異形葉片應(yīng)用到鍋爐的風(fēng)機(jī)之中，我國(guó)鍋爐的風(fēng)機(jī)一般都處在鍋爐的下方，即鍋爐的內(nèi)部位置，鍋爐的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程當(dāng)中，還有著一套精準(zhǔn)的運(yùn)轉(zhuǎn)方案，所以在風(fēng)機(jī)的實(shí)際測(cè)量過(guò)程當(dāng)中存在著許多的問(wèn)題，我國(guó)無(wú)論是在對(duì)于鍋爐葉輪的制作方面還是對(duì)其的運(yùn)轉(zhuǎn)方面都缺乏相對(duì)應(yīng)的研究工作，并且在我國(guó)的研究界對(duì)這方面并沒(méi)有一個(gè)比較完整的體系去解決這項(xiàng)問(wèn)題，而我們?cè)趯?duì)機(jī)械內(nèi)部的氣流方向進(jìn)行評(píng)估的階段，我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法從而獲得一些有效的數(shù)值，在獲取了有價(jià)值的數(shù)據(jù)之后就需要進(jìn)行計(jì)算，研究出在不同的轉(zhuǎn)速之下的矢量圖，隨后將矢量圖與幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，把風(fēng)機(jī)翼型邊界層以及相應(yīng)的攻角之間的關(guān)系進(jìn)行研究，為之后的進(jìn)一步研究做好準(zhǔn)備。

2.2 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐燃燒及控制方面的創(chuàng)新應(yīng)用

鍋爐的燃燒控制方面是鍋爐整個(gè)工作體系中最為重要的一部分，鍋爐燃燒控制方面的技術(shù)研究影響著這一行業(yè)之后的發(fā)展，可見(jiàn)鍋爐燃燒控制的重要程度，現(xiàn)在機(jī)械化的普及已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的人力投扔燃料的使鍋爐燃燒的方式，現(xiàn)代化的自動(dòng)控制技術(shù)一共分為兩種，一種是空燃比里連續(xù)控制的技術(shù)方式，另外一種是雙交叉先付的控制方式，其中的空燃比里連續(xù)控制技術(shù)方式，PCL技術(shù)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理工作，熱電能比例閘主要處理數(shù)據(jù)的交換工作，同時(shí)我們還需要利用微積分來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行設(shè)置，燃嘴燃燒控制器的開(kāi)放也需要得到準(zhǔn)確的控制。雙交叉先付的控制方式則是：由熱電偶生成信號(hào)，并且通過(guò)它自身的溫度轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，之后就將測(cè)量出用電信號(hào)標(biāo)記的鍋爐的燃燒溫度，此外，相較來(lái)說(shuō)更加特別的是，雙交叉先付的控制方式之中有一個(gè)專門(mén)對(duì)燃料質(zhì)量進(jìn)行控制的裝置，這樣會(huì)更方便于對(duì)燃料質(zhì)量的管理，這樣以來(lái)我們的數(shù)據(jù)就可以更加精確化，有助于之后的數(shù)據(jù)處理工作。

2.3 提高熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率

根據(jù)熱能動(dòng)力學(xué)，針對(duì)電廠鍋爐進(jìn)行分析，改進(jìn)熱能和電能的轉(zhuǎn)變效率?，F(xiàn)在電廠鍋爐分析的重要部分是聯(lián)系熱能動(dòng)力學(xué)的理論和需求，根據(jù)國(guó)內(nèi)的技術(shù)條件，提高電廠鍋爐的效率，促進(jìn)效能的相互轉(zhuǎn)化，堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合，提出更加可靠的理論分析，并且把它運(yùn)用到現(xiàn)在的工作之中，促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新。

3 結(jié)語(yǔ)

鍋爐是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中極其重要能源轉(zhuǎn)化設(shè)備，當(dāng)今的科技水平還不能廣泛的利用其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)大量能源的轉(zhuǎn)化工作，在鍋爐中蘊(yùn)含的熱力學(xué)和工程學(xué)技術(shù)是其的重要技術(shù)支持，利用鍋爐能夠?qū)⑵渌问降哪芰哭D(zhuǎn)化為機(jī)械能的形式極大的提高了工業(yè)生產(chǎn)中的工作效率。但是在當(dāng)今需要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境的前提下，鍋爐中存在的能源轉(zhuǎn)換效率低下和排放大量廢棄的問(wèn)題并沒(méi)有得到根本解決，通過(guò)對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化能夠有效減少內(nèi)能的損耗，促進(jìn)鍋爐能量轉(zhuǎn)換率的提高，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的最大利潤(rùn)化，并且也符合我國(guó)現(xiàn)階段發(fā)展經(jīng)濟(jì)的要求。