熱能與動(dòng)力工程在鍋爐運(yùn)用中存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

摘 要：科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，能源缺乏成為了生產(chǎn)生活亟待解決的問(wèn)題，熱能作為長(zhǎng)期廣泛被應(yīng)用的能源，在眾多的企業(yè)發(fā)展，工程作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，尤其是在動(dòng)力工程中。眾多的企業(yè)鍋爐工廠、藥廠等都對(duì)熱能和動(dòng)力工程有著不時(shí)之需。并且應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷延伸，發(fā)展前景不可估量，本文從熱能動(dòng)力工程的發(fā)展現(xiàn)狀、在鍋爐工程方面存在的問(wèn)題，以及今后的發(fā)展方向等問(wèn)題進(jìn)行了探討和研究，希望能夠?yàn)樵搶?zhuān)業(yè)領(lǐng)域的理論研究和工程實(shí)踐提供幫助。

關(guān)鍵詞：熱能；動(dòng)力；鍋爐

1 熱能動(dòng)力工程

熱能動(dòng)力工程，簡(jiǎn)而言之就是熱能與動(dòng)力工程的有機(jī)結(jié)合體，它的研究范圍廣泛，涉及學(xué)科眾多，與很多相關(guān)專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)了交叉現(xiàn)象，專(zhuān)業(yè)研究的方向主要被定位于二者之間的相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題，能源的來(lái)源及利用途徑問(wèn)題。

2 我國(guó)的熱能動(dòng)力工程發(fā)展情況

20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的整體生產(chǎn)力水平得到了飛速的發(fā)展，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)也在如火如荼的進(jìn)行，其中熱能動(dòng)力工程的發(fā)展也隨之呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，不斷擴(kuò)大的人才市場(chǎng)需求，使得不少高校對(duì)于專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的方向上也做出了科學(xué)的調(diào)整。將許多相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)科的分類(lèi)重新做出了部署，比如說(shuō)，在九三年，我國(guó)擁有數(shù)十個(gè)與熱能動(dòng)力工程有關(guān)聯(lián)的學(xué)科，人才培養(yǎng)過(guò)于細(xì)化，不能適應(yīng)素質(zhì)教育的需要。所以有關(guān)部門(mén)將其進(jìn)行整改，出現(xiàn)了九個(gè)新的學(xué)科，在五年以后同樣做出了規(guī)劃改革，這才逐步形成了目前為大家所熟知的熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。其實(shí)這一專(zhuān)業(yè)所涵蓋的學(xué)科知識(shí)并不狹窄，而是囊括了合并之前的所有專(zhuān)業(yè)技能知識(shí)，包括制冷工程、水利水電工程、流體機(jī)械工程、熱能工程等等，并且在全國(guó)范圍內(nèi)有上百所高等教育學(xué)校開(kāi)設(shè)了該專(zhuān)業(yè)。通過(guò)本科內(nèi)容的進(jìn)修，對(duì)各專(zhuān)業(yè)學(xué)科的理論學(xué)習(xí)，掌握相應(yīng)的知識(shí)技能，服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，這是人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)。能源動(dòng)力是我國(guó)建設(shè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，是開(kāi)發(fā)利用能源，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力應(yīng)用的基礎(chǔ)，國(guó)家有關(guān)教育部門(mén)對(duì)該項(xiàng)人才培養(yǎng)越來(lái)越重視，投入了大量的人力、財(cái)力和物力。

3 熱能動(dòng)力工程在鍋爐風(fēng)機(jī)方面需要解決的問(wèn)題

鍋爐風(fēng)機(jī)中對(duì)于熱能動(dòng)力工程原理的應(yīng)用自然也是必不可少的，風(fēng)機(jī)常常被用來(lái)提供氣體輸送工作，有時(shí)候會(huì)通過(guò)對(duì)氣體進(jìn)行壓縮，進(jìn)而使風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以便鍋爐正常順利運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)自身的性能決定了它能否正常的工作，是夠會(huì)給鍋爐其他設(shè)備設(shè)施帶來(lái)生產(chǎn)安全麻煩，比如說(shuō)，風(fēng)機(jī)的自身故障導(dǎo)致鍋爐的電機(jī)受損，這將直接造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還可能會(huì)對(duì)技術(shù)操作人員的安全構(gòu)成威脅，給鍋爐設(shè)備的檢修工作帶來(lái)巨大的麻煩，所以，能夠?qū)崮軇?dòng)力工程準(zhǔn)確的運(yùn)用到風(fēng)機(jī)的改進(jìn)和創(chuàng)新上，將鍋爐的順利生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

4 熱能動(dòng)力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)運(yùn)用

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化裝置控制技術(shù)在不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，鍋爐內(nèi)燃控制技術(shù)中的關(guān)鍵要從該技術(shù)進(jìn)行考量，既然該項(xiàng)技術(shù)的主要目的是通過(guò)控制燃料的燃燒進(jìn)而控制機(jī)械設(shè)備之間能量的轉(zhuǎn)換，那么就要從燃燒材料控制著手，在不斷的發(fā)展過(guò)程中，人力方式基本已經(jīng)被自動(dòng)化裝置所取代，如此，不但解放了勞動(dòng)力，而且人員安全問(wèn)題也得到了有力的保障。根據(jù)自動(dòng)化控制方法的不同，鍋爐內(nèi)燃物的控制可以從下面幾個(gè)方面進(jìn)行研究。

4.1 以燒嘴、燃燒控制器、電動(dòng)蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計(jì)、氣體分析裝置以及PLC等部件組成的空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)。這種燃燒控制系統(tǒng)是由熱電偶檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳送至PLC與其本身設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，偏差值通過(guò)使用比例積分及微分運(yùn)算輸出電信號(hào)同時(shí)分別對(duì)比例閥門(mén)以及電動(dòng)蝶閥的開(kāi)放程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制空氣與燃料比例調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)溫度的目的，此種方式溫度控制并不十分精確，需要仔細(xì)確認(rèn)額定數(shù)值。

4.2 由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計(jì)、熱電幾個(gè)部分組成的雙交叉先付控制系統(tǒng)，其工作原理主要是通過(guò)溫度傳感器熱電偶吧需要進(jìn)行精確測(cè)量的溫度變成電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)即是用來(lái)代表測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度，此測(cè)量點(diǎn)溫度期望給定值是由預(yù)先存貯在上位機(jī)中的工藝曲線(xiàn)自動(dòng)給定的，并根據(jù)兩者數(shù)據(jù)之間的偏差值的大小，由PLC自動(dòng)調(diào)整燃料與空氣流量閥門(mén)的開(kāi)合程度，通過(guò)電動(dòng)的方式運(yùn)行機(jī)構(gòu)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(cè)量空氣的流量，燃料的控制也通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用的質(zhì)量控制裝置來(lái)測(cè)量，是溫度精確的控制在必要的數(shù)值上。

5 仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片

鍋爐的內(nèi)部的葉輪機(jī)械內(nèi)部流暢需要帶有十分強(qiáng)烈的非定常特征，并且其內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜，不容易進(jìn)行十分細(xì)致的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并且到目前為止，仍然沒(méi)有可以解釋流動(dòng)分離、失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象的完善的流體力學(xué)原理，因此要了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)的本質(zhì)需要更加可靠詳細(xì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)使用軟件二維數(shù)值模擬鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片，對(duì)空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動(dòng)分離進(jìn)行模擬，并根據(jù)模擬的數(shù)值創(chuàng)建而未模型，進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，設(shè)定邊界條件和區(qū)域，最后輸出網(wǎng)格，在使用求解器求解，這樣才可以對(duì)不同的氣流攻角的流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬，達(dá)到模擬的目的，同時(shí)可以根據(jù)模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進(jìn)行比較和分析，最后得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。

6 熱能動(dòng)力工程的發(fā)展方向

6.1 熱能動(dòng)力及控制工程方向（含能源環(huán)境工程方向）主要掌握熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、熱工自動(dòng)控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、流體機(jī)械等知識(shí)。

6.2 熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車(chē)工程方向掌握內(nèi)燃機(jī)（或透平機(jī)）原理、結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)，測(cè)試，燃料和燃燒，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放與環(huán)境工程，能源工程概論，內(nèi)燃機(jī)電子控制，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷，汽車(chē)工程概論等方面的知識(shí)。

6.3 制冷低溫工程與流體機(jī)械方向掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過(guò)程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識(shí)。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)，制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置，各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識(shí)。

從發(fā)展發(fā)展方向上不難看出，熱能動(dòng)力工程在未來(lái)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)方面有著不可限量的發(fā)展?jié)撃?，能夠逐漸使人類(lèi)的生活生產(chǎn)方向向著智能自動(dòng)化發(fā)展，空調(diào)制冷，鍋爐供暖，電能的供應(yīng)和運(yùn)輸目前都已經(jīng)應(yīng)用到人們的生活中等等。當(dāng)然也一定還存在著眾多的未知領(lǐng)域，有待專(zhuān)業(yè)學(xué)者們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)和瞻望。

7 結(jié)束語(yǔ)

熱能動(dòng)力工程滲透到了經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)械智能化設(shè)備的不斷創(chuàng)新，都要求該專(zhuān)業(yè)的發(fā)展更上一個(gè)臺(tái)階，那就要從人才培養(yǎng)著手，對(duì)教育的專(zhuān)業(yè)理論持有批判精神，與國(guó)內(nèi)外有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行研究分析，在擁有強(qiáng)大的理論基礎(chǔ)上，設(shè)立更多的實(shí)踐機(jī)床和工廠，是人才的培養(yǎng)不至于是紙上談兵，理論與實(shí)踐相結(jié)合，敢于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，敢于提出問(wèn)題，是專(zhuān)業(yè)健康發(fā)展的有力保障。

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