熱能與動力工程在鍋爐運用中存在的問題及解決對策

摘 要：科學技術的進步，社會生產力的不斷發展，能源缺乏成為了生產生活亟待解決的問題，熱能作為長期廣泛被應用的能源，在眾多的企業發展，工程作業中發揮著重要的作用，尤其是在動力工程中。眾多的企業鍋爐工廠、藥廠等都對熱能和動力工程有著不時之需。并且應用范圍逐漸擴大，應用領域也不斷延伸，發展前景不可估量，本文從熱能動力工程的發展現狀、在鍋爐工程方面存在的問題，以及今后的發展方向等問題進行了探討和研究，希望能夠為該專業領域的理論研究和工程實踐提供幫助。

關鍵詞：熱能；動力；鍋爐

1 熱能動力工程

熱能動力工程，簡而言之就是熱能與動力工程的有機結合體，它的研究范圍廣泛，涉及學科眾多，與很多相關專業出現了交叉現象，專業研究的方向主要被定位于二者之間的相互轉換問題，能源的來源及利用途徑問題。

2 我國的熱能動力工程發展情況

20世紀80年代以來，我國的整體生產力水平得到了飛速的發展，社會主義市場經濟也在如火如荼的進行，其中熱能動力工程的發展也隨之呈現出突飛猛進的發展態勢，不斷擴大的人才市場需求，使得不少高校對于專業人才培養的方向上也做出了科學的調整。將許多相關專業學科的分類重新做出了部署，比如說，在九三年，我國擁有數十個與熱能動力工程有關聯的學科，人才培養過于細化，不能適應素質教育的需要。所以有關部門將其進行整改，出現了九個新的學科，在五年以后同樣做出了規劃改革，這才逐步形成了目前為大家所熟知的熱能與動力工程專業。其實這一專業所涵蓋的學科知識并不狹窄，而是囊括了合并之前的所有專業技能知識，包括制冷工程、水利水電工程、流體機械工程、熱能工程等等，并且在全國范圍內有上百所高等教育學校開設了該專業。通過本科內容的進修，對各專業學科的理論學習，掌握相應的知識技能，服務于社會經濟建設的各個領域，這是人才培養的主要目標。能源動力是我國建設市場經濟的重要組成部分，是開發利用能源，實現動力應用的基礎，國家有關教育部門對該項人才培養越來越重視，投入了大量的人力、財力和物力。

3 熱能動力工程在鍋爐風機方面需要解決的問題

鍋爐風機中對于熱能動力工程原理的應用自然也是必不可少的，風機常常被用來提供氣體輸送工作，有時候會通過對氣體進行壓縮，進而使風能轉換為機械能，以便鍋爐正常順利運轉，風機自身的性能決定了它能否正常的工作，是夠會給鍋爐其他設備設施帶來生產安全麻煩，比如說，風機的自身故障導致鍋爐的電機受損，這將直接造成不可估量的經濟損失，同時還可能會對技術操作人員的安全構成威脅，給鍋爐設備的檢修工作帶來巨大的麻煩，所以，能夠將熱能動力工程準確的運用到風機的改進和創新上，將鍋爐的順利生產奠定基礎。

4 熱能動力工程爐內燃燒控制技術運用

隨著電子信息技術的發展，自動化裝置控制技術在不同領域得到了廣泛應用，鍋爐內燃控制技術中的關鍵要從該技術進行考量，既然該項技術的主要目的是通過控制燃料的燃燒進而控制機械設備之間能量的轉換，那么就要從燃燒材料控制著手，在不斷的發展過程中，人力方式基本已經被自動化裝置所取代，如此，不但解放了勞動力，而且人員安全問題也得到了有力的保障。根據自動化控制方法的不同，鍋爐內燃物的控制可以從下面幾個方面進行研究。

4.1 以燒嘴、燃燒控制器、電動蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計、氣體分析裝置以及PLC等部件組成的空燃比里連續控制系統。這種燃燒控制系統是由熱電偶檢測出數據傳送至PLC與其本身設定的數值進行比較，偏差值通過使用比例積分及微分運算輸出電信號同時分別對比例閥門以及電動蝶閥的開放程度進行調節，從而達到控制空氣與燃料比例調節鍋爐內溫度的目的，此種方式溫度控制并不十分精確，需要仔細確認額定數值。

4.2 由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計、熱電幾個部分組成的雙交叉先付控制系統，其工作原理主要是通過溫度傳感器熱電偶吧需要進行精確測量的溫度變成電信號，這個電信號即是用來代表測量點的實際溫度，此測量點溫度期望給定值是由預先存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的，并根據兩者數據之間的偏差值的大小，由PLC自動調整燃料與空氣流量閥門的開合程度，通過電動的方式運行機構的定位以及空氣和燃料的控制比例，并接住孔板和差壓變送器測量空氣的流量，燃料的控制也通過一個專用的質量控制裝置來測量，是溫度精確的控制在必要的數值上。

5 仿真鍋爐風機翼型葉片

鍋爐的內部的葉輪機械內部流暢需要帶有十分強烈的非定常特征，并且其內部構造十分復雜，不容易進行十分細致的測量實驗，并且到目前為止，仍然沒有可以解釋流動分離、失速和喘振等流動現象的完善的流體力學原理，因此要了解機械內部流動的本質需要更加可靠詳細的流動實驗和數值模擬實驗，通過使用軟件二維數值模擬鍋爐風機翼型葉片，對空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動分離進行模擬，并根據模擬的數值創建而未模型，進行網格的劃分，設定邊界條件和區域，最后輸出網格，在使用求解器求解，這樣才可以對不同的氣流攻角的流動進行二維數值模擬，達到模擬的目的，同時可以根據模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析，最后得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。

6 熱能動力工程的發展方向

6.1 熱能動力及控制工程方向（含能源環境工程方向）主要掌握熱能與動力測試技術、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環境、動力機械設計、熱力發電廠、熱工自動控制、傳熱傳質數值計算、流體機械等知識。

6.2 熱力發動機及汽車工程方向掌握內燃機（或透平機）原理、結構，設計，測試，燃料和燃燒，熱力發動機排放與環境工程，能源工程概論，內燃機電子控制，熱力發動機傳熱和熱負荷，汽車工程概論等方面的知識。

6.3 制冷低溫工程與流體機械方向掌握制冷、低溫原理、人工環境自動化、暖通空調系統、低溫技術學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統仿真與控制等方面的知識。使學生掌握該方向所涉及的制冷空調系統、低溫系統，制冷空調與低溫各種設備和裝置，各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。

從發展發展方向上不難看出，熱能動力工程在未來的市場開發方面有著不可限量的發展潛能，能夠逐漸使人類的生活生產方向向著智能自動化發展，空調制冷，鍋爐供暖，電能的供應和運輸目前都已經應用到人們的生活中等等。當然也一定還存在著眾多的未知領域，有待專業學者們去開發和瞻望。

7 結束語

熱能動力工程滲透到了經濟發展以及人們生活的各個領域，機械智能化設備的不斷創新，都要求該專業的發展更上一個臺階，那就要從人才培養著手，對教育的專業理論持有批判精神，與國內外有經驗的專家學者進行研究分析，在擁有強大的理論基礎上，設立更多的實踐機床和工廠，是人才的培養不至于是紙上談兵，理論與實踐相結合，敢于發現問題，敢于提出問題，是專業健康發展的有力保障。

參考文獻

[1]安連鎖.泵與風機[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]袁春杭.鍋爐引風機事故的預防[J].中國鍋爐壓力容器安全，2005，14（6）：38-39.