熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用問題分析

馬肖飛 劉兵/河南油田新疆勘探開發(fā)中心春光采油隊(duì)

熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用問題分析

馬肖飛 劉兵/河南油田新疆勘探開發(fā)中心春光采油隊(duì)

由于我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)期，對(duì)能源的需求量不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致現(xiàn)有的能源運(yùn)用匱乏，無法滿足當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。能源的廣泛利用問題受到人們的重視。另外，在鍋爐專業(yè)中，對(duì)熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)用也非常重視，尤其是爐內(nèi)燃燒的技術(shù)上，利用熱能與動(dòng)力工程不僅能夠提高爐內(nèi)燃燒的利用程度，還能增強(qiáng)爐內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)效益。本文就以熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的技術(shù)應(yīng)用及存在的問題進(jìn)行深入的分析與探討。

熱能與動(dòng)力工程；鍋爐應(yīng)用；問題分析

引言：熱能與動(dòng)力工程是一門綜合性學(xué)科，其理念是以跨熱能動(dòng)力和機(jī)械工程學(xué)為研究方向，將機(jī)械能與熱能間的相互轉(zhuǎn)化為基本原理，從而計(jì)算在生產(chǎn)中出爐所需的動(dòng)力。鍋爐生產(chǎn)主要以熱能與動(dòng)力工程間的能量轉(zhuǎn)化為主導(dǎo)對(duì)象，保證鍋爐的利用率，使鍋爐的生產(chǎn)總值提高。目前，我國(guó)的鍋爐在生產(chǎn)制造及運(yùn)用上存在著鍋爐風(fēng)機(jī)方面等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)效益降低，影響鍋爐的正常運(yùn)作。因此，在鍋爐的應(yīng)用方面需要進(jìn)一步的改善和提高，控制好熱能與動(dòng)力工程的能源運(yùn)作問題對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。

一、熱能與動(dòng)力工程在鍋爐生產(chǎn)中的應(yīng)用

鍋爐是對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的一種設(shè)備，將化學(xué)能、熱能、電能等具有能量的燃料輸入到鍋爐中，通過高溫轉(zhuǎn)換成液體和氣體等有機(jī)載體，多用于工廠、船舶、機(jī)電等工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域[1]。鍋爐主要以電站鍋爐與工業(yè)鍋爐兩種應(yīng)用較為廣泛，為工業(yè)發(fā)展方向奠定了完整的生產(chǎn)體系。鍋爐的作用主要呈現(xiàn)在能量的轉(zhuǎn)化上，“鍋”和“爐”兩部分同時(shí)運(yùn)作，通過燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行熱量傳播，使受熱面均勻，實(shí)現(xiàn)熱平衡的效果，達(dá)到熱能的高度利用。

熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，對(duì)工業(yè)用爐有重要意義[2]。隨著科技的迅速發(fā)展，熱能與動(dòng)力工程的不斷提升，工業(yè)用爐的作用也越來越重要。工業(yè)爐是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是鍋爐的一個(gè)重要分支點(diǎn)。同時(shí)，工業(yè)爐包含鍋爐，兩者間相互滲透、影響。工業(yè)爐是通過工業(yè)生產(chǎn)中的燃料燃燒與電能間轉(zhuǎn)化的熱量進(jìn)行加熱的一種工業(yè)設(shè)備，工業(yè)爐的應(yīng)用較為廣泛，多運(yùn)用于冶金工業(yè)中的金屬熔煉、石油工業(yè)的蒸餾裂化、食品工業(yè)的烘烤等，對(duì)社會(huì)發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)的工業(yè)用爐就已經(jīng)達(dá)到一個(gè)高潮，并且通過熔銅爐技術(shù)的提高，掌握了冶金技術(shù)的制造，使鐵器在工業(yè)爐的生產(chǎn)中迎來先鋒。熱能與動(dòng)力工程是一門新型學(xué)科，是工業(yè)用爐制造中最重要的技術(shù)，通過對(duì)熱能與動(dòng)力工程學(xué)的深入研究，不僅能提高能量的利用率，還能穩(wěn)定工業(yè)爐的發(fā)展，提升熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用在工業(yè)爐中的作用。

二、熱能與動(dòng)力工程在爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)的運(yùn)用

在爐內(nèi)燃燒技術(shù)不斷改革的過程中，傳統(tǒng)的人力控制爐內(nèi)燃燒溫度的方式，即消耗體力，又極不安全[3]；采取自動(dòng)化裝置控制技術(shù)不僅能控制燃料燃燒與機(jī)械設(shè)備間的能量轉(zhuǎn)換，又能保證能源的質(zhì)量，減少能源的消耗量，是爐內(nèi)燃燒控制的關(guān)鍵，運(yùn)用范圍廣泛。鍋爐的燃燒溫度應(yīng)根據(jù)自動(dòng)化控制方法的差異，進(jìn)行研究。

（1）通過燃燒控制器、熱電偶、流量計(jì)、燒嘴、電動(dòng)蝶閥、比例閥、PCL及氣體分析裝置等部件組成的一個(gè)連續(xù)性的空燃控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是先以熱電偶檢測(cè)出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給PLC，再將設(shè)定的數(shù)據(jù)與所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，計(jì)算出兩組數(shù)據(jù)間的差異值，差異值可用微分及比例積分運(yùn)算，然后再做出相應(yīng)的電信號(hào)輸出；在信號(hào)輸出的同時(shí)，通過比例閥門和電動(dòng)蝶閥的開放程度，調(diào)節(jié)爐內(nèi)的溫度。這種燃燒控制的方式并不能使?fàn)t內(nèi)溫度完全精確到適宜程度，在操作時(shí)要對(duì)數(shù)值仔細(xì)確認(rèn)。

（2）通過流量計(jì)、燃燒控制器、熱電、燒嘴及流量閥等部件組成的一個(gè)先付性的雙交叉控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是先以熱電偶對(duì)溫度的傳感器進(jìn)行精準(zhǔn)的溫度測(cè)量，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過電信號(hào)測(cè)量實(shí)際溫度，該測(cè)量點(diǎn)是以事先設(shè)定的期望值儲(chǔ)存在溫度上位機(jī)上自動(dòng)擬定的，再對(duì)兩組數(shù)據(jù)的差異值進(jìn)行比較，并根據(jù)空氣流量閥門和PCL的閉合程度自動(dòng)調(diào)整燃料燃燒的溫度，使用電動(dòng)的運(yùn)行方式對(duì)空氣及燃料的控制比例進(jìn)行定位，然后通過專用的質(zhì)量控制裝置對(duì)溫度測(cè)量。這種控制的方式能夠減少的材料的使用，也能精準(zhǔn)的控制溫度，值得廣泛運(yùn)用。

三、熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中存在的問題

熱能與動(dòng)力工程促進(jìn)鍋爐的生產(chǎn)，鍋爐的運(yùn)用促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)，熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中存在的鍋爐的風(fēng)機(jī)問題，影響能量間轉(zhuǎn)化的效益，降低鍋爐的利用率。

鍋爐的生產(chǎn)離不開風(fēng)機(jī)的運(yùn)作[4]。風(fēng)機(jī)的工作是對(duì)爐內(nèi)氣體的傳送與壓縮，其作用是將燃燒時(shí)產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，便于鍋爐生產(chǎn)的正常運(yùn)行。但由于目前的能源需求量不斷的加大，很多鍋爐生產(chǎn)的企業(yè)為了獲取更大的利潤(rùn)，對(duì)鍋爐進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的負(fù)荷性工作，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)燒壞燒毀的故障，導(dǎo)致工廠設(shè)備維修和置新上的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響工作人員的人身安全。因此，企業(yè)在使用鍋爐的過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鍋爐的工作時(shí)間，加強(qiáng)企業(yè)的管理機(jī)制，維護(hù)員工的人身和財(cái)產(chǎn)安全。我們必須深入研究熱能與動(dòng)力工程理論，不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新鍋爐應(yīng)用技術(shù)，將風(fēng)機(jī)運(yùn)作的損害減到最低。此外，由于鍋爐內(nèi)部的葉齒輪的構(gòu)造非常復(fù)雜，測(cè)量溫度是會(huì)受到不確定因素的影響，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；對(duì)于鍋爐風(fēng)機(jī)的兩側(cè)翼型邊界的分離和折角處的數(shù)據(jù)分析，可采用熱能與動(dòng)力工程研究中開發(fā)的軟件測(cè)定不同方向的風(fēng)流的燃料燃燒速度，劃分設(shè)定的數(shù)值和創(chuàng)建網(wǎng)格二維模型，使用求解器算出模擬結(jié)果。

四、結(jié)語

綜上所述，熱能與動(dòng)力工程技術(shù)在鍋爐中的應(yīng)用廣泛，尤其是在鍋爐燃燒的溫度控制方面，既能提高鍋爐的轉(zhuǎn)化效率，又能精準(zhǔn)的控制燃燒溫度。熱能與動(dòng)力工程技術(shù)在鍋爐中的風(fēng)機(jī)問題，應(yīng)加強(qiáng)熱能與動(dòng)力工程技術(shù)的研究，更好的完善和控制風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。熱能與動(dòng)力工程技術(shù)在鍋爐中的發(fā)展對(duì)能源的生產(chǎn)非常重要，因此，我們要合理的利用熱能與動(dòng)力工程技術(shù)，提升鍋爐能量的利用率，降低能源的消耗現(xiàn)象，這有利于促進(jìn)我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]袁春杭.熱能與動(dòng)力工程在鍋爐運(yùn)用中存在的問題及解決對(duì)策[J].中國(guó)鍋爐壓力容器安全，2012,14（6）：38-39.

[2]田青.關(guān)于熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用問題的探討[J].科技向?qū)В?013,18（24）：455-456.

[3]常鑫.熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用探究 [J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013,19（85）：233-234.

[4]楊婷.熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用問題的探討 [J].區(qū)域供熱，2011,12（72）：33-34.