熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發展概況

唐洪剛　陳建宇

摘 要：近年來由于人們環保意識的不斷加強，對于新能源的使用也有了新的認識與了解，如何有效的加強其新能源的使用，對于現階段經濟發展建設而言有著極其重要的作用。隨著熱能與動力工程的廣泛發展，在鍋爐使用方面起到了節能降耗的重要作用。文章主要針對其在這方面使用所存在的問題進行簡要的分析與總結，并提出相應的參考意見，供大家參考。

關鍵詞：熱能動力工程；鍋爐；能源；發展

1 前言

隨著人們對資源環境認識的逐漸提高，如何有效的進行資源合理利用，減少成本，制約其符合發展規律的高效節能減排的施工工藝就成為了當今世界亟待解決的問題之一。鍋爐在燃燒的過程中，會產生大量的空氣污染元素，嚴重影響著空氣環境質量，長久以往還將威脅到人們的生命安全。對此，要加強其重視，不斷引進外國的先進除塵技術以及各種施工工藝，在進行機械設備購置的同時，要以最優的價格進行產品質量性能對比，選擇適合本國，本工廠的鍋爐燃燒設備，真正做到節能環保的目的。目前脫硫技術已經在很多工業設備中被廣泛的加以使用，在施工運作中真正的起到了減排的作用，對經濟建設和社會發展起到了一定的推動作用，對此有著很好的發展前景。

2 現代社會的能源及其分類

2.1 一次能源與二次能源

一次能源，顧名思義就是自然界中純天然的固有的資源；二次能源就是經由一次能源進行加工轉化的能源，也成人工能源。

2.2 可再生能源與非再生能源

可再生能源和非可再生能源主要區別就在于是否可以進行反復的加工及其使用，能夠反復加工并且使用的一次能源就被稱作可再生資源，反之則是非可再生資源。

2.3 常規能源與新能源

常規能源是指技術上已經成熟、已大量生產并廣泛利用的能源；新能源是指技術上正在開發、尚未大量生產和廣泛利用的能源。

2.4 清潔能源與非清潔能源

在進行能源加工與利用的同時，要特別注意其環境污染程度，針對其污染程度小或是無污染的能源我們稱之為清潔能源，反之稱為非清潔能源。

3 現階段的熱能動力裝置

燃料在適當的設備中燃燒而產生的熱能，然后在熱能動力機中將熱能轉變為機械能。燃燒設備、熱能動力機以及他們的輔助設備統稱為熱能動力裝置。熱能動力裝置主要有兩大類：一種是以燃燒產生的燃氣直接進入發動機進行能量轉換，如內燃機和燃氣輪機等；另一種則首先將燃料燃燒產生的熱能傳遞給某種液體使其汽化，然后將蒸汽導入發動機進行熱功轉換，如蒸汽機和汽輪機等。

4 當前狀況下熱能工程技術需要解決的能源問題

當前經濟社會的發展，能源的日益緊缺，已經引起了全世界的關注與重視，熱能與動力工程在國民經濟建設發展過程中起到了非常重要的作用，并推動其經濟的發展。熱能與動力工程這一新興技術產業被廣泛的應用于經濟建設的方方面面。現以風機為例，重點闡述熱能與動力工程在其應用中的重要意義。風機是一種通過氣流推動進行旋轉的軸承作業機械，在運行過程中，葉片將軸承上的機械能轉化，進而推動其氣體流動，這種轉化大大推高了氣流的運行速度和風機的工作效率 。就現階段而言，風機被廣泛的應用于發電廠、鍋爐、車輛、船舶、各種通風機械等。在其發電廠，由于其機組發展的很快，所以風機的使用也開始向智能化方向發展，為了有效的提供風機在發電廠中的使用效果，不斷引進先進的技術手段和方法，從而真正起到節能高效的作用。在鍋爐風機運行中，當前亟待解決的問題之一就是風機的耗電問題。由于其在運行中會由于多種原因而導致電機燒壞、葉片軸承損壞，葉片飛車等現象，這些問題的存在不僅僅影響鍋爐運行的效率，更加嚴重威脅著工作人員的人身安全，對此必須引起相關人員的足夠重視，改變風機的作業方式，這樣不僅僅能夠降低損失，更加能節約成本，促進鍋爐作業的發展。

5 熱能專業之中工業爐的發展

在工業生產之中，工業爐是十分重要的設備，它主要是通過對燃料燃燒以及電能轉化的熱量進行一定程度上的利用，并以此來對物料以及工件進行有效的加熱。中國的爐煉技術具有較為悠久的歷史，最早出現于商代，當時的煉銅爐較為完善。而在春秋戰國時期，又在原先的基礎之上進一步發展的爐溫提高的技術。到了近現代，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。而在目前狀況下，隨著經濟的發展以及科學技術水平的不斷提高，再加之現代化管理水平的提高，逐漸出現了連續加熱爐。就連續加熱爐而言，目前狀況下主要有兩大類，分別是推鋼式爐以及步進式爐。推鋼式爐以及步進式爐最大的差異主要表現在爐內的輸料方式存在著一定程度的差異。

6 爐內燃燒控制技術

以前，爐內燃燒的控制主要是通過手動完成，而隨著時代的發展，這種手動過控制方式已經不能適應其發展，逐漸被自動控制所取代。就目前狀況而言，大規格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式主要有兩種，分別是空燃比例連續控制系統控制以及雙交叉限幅控制系統控制，下面對這兩種控制技術進行簡要的闡述。

6.1 空燃比例連續控制系統

空燃比例連續控制系統是由多個部分共同組成的，其部件主要有燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣比例閥、空氣/燃氣電動蝶閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等。這一控制系統的操作原理如下：首先由熱電偶或氣體分析裝置進行一定程度上的檢測，然后再將檢測到的數據向PLC進行有效的傳送，在這一操作完成之后，將檢測到的數據與設定值進行一定程度上的對比分析，然后再將偏差值按照比例積分以及微分進行一定程度上的運算，并在此基礎之上輸出4-20mA的電信號分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調節，這樣一來，就可以對空氣/燃氣比例以及爐內的溫度進行有效的控制。

6.2 雙交叉限幅控制系統

雙交叉限幅控制系統的組成與空燃比例連續控制系統存在相似之處，其組成部件主要有燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣流量閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶等。其操作原理主要如下：首先，檢測出相關的溫度，然后對溫度傳感器熱電偶進行一定程度上的使用，以此來對溫度進行轉化，使其成為一個電信號，那么這一信號就表示了測量點的實際溫度，該測量點的溫度期望給定值是由預存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。然后在此基礎之上對兩個溫度值的偏差進行一定程度上的分析，PLC對燃氣/空氣流量閥的開度進行自動校準，這一流量閥的定位主要是通過電動執行機構來完成的。通過對孔板和差壓變送器進行一定程度的使用，以此來對空氣流量進行有效的測量，而燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質量流量計來測量，這樣一來，就能夠對溫度進行精確而有效的控制。

7 結束語

文章主要針對熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發展概況進行研究與分析。首先對當前狀況下熱能工程技術需要解決的能源問題以及熱能專業之中工業爐的發展進行了一定程度上的闡述，然后在此基礎之上從空燃比例連續控制系統以及雙交叉限幅控制系統兩個方面分析了爐內燃燒控制技術。希望我們的研究能夠給讀者提供參考并帶來幫助。

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