熱能與動力工程在鍋爐中應用問題研究

徐 楠 陳 娟 霍光明（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450000）

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熱能與動力工程在鍋爐中應用問題研究

徐 楠 陳 娟 霍光明
（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450000）

摘 要：近年來，我國經濟迅猛發展，對能源的需求呈現不斷攀升的趨勢。為解決能源短缺問題，我國加大了對科學技術的重視、投資力度，以期充分利用能源。眾所周知，我國熱能與動力工程專業建立較晚，且經歷多年發展。根據調查結果顯示，熱能與動力工程被廣泛應用于鍋爐中，且在其技術中居于核心地位。就鍋爐專業來講，熱能與動力工程在制藥廠、鍋爐廠等方面得到了充分的體現。本文根據筆者實際經驗，并結合相關文獻資料，首先，解讀了熱能與動力工程、鍋爐構成的內涵；其次，論述了熱能與動力工程在鍋爐中的發展及存在的問題；再者，探究了熱能動力工程爐內燃燒控制技術的應用；最后，分析了熱能與動力工程的發展方向，旨在做出重要的分享。

關鍵詞：熱能與動力工程；鍋爐；問題；應用；發展方向

隨著社會經濟、科學技術的迅猛發展，我國各行各業取得了顯著的成績。其中，熱能與動力工程愈來愈受到社會各界的高度重視，換句話說，熱能與動力工程在我國獲得了廣泛的應用。本文根據筆者實際從業經驗，從熱能與動力工程、鍋爐構成的內涵、熱能與動力工程在鍋爐中的發展及存在的問題、熱能動力工程爐內燃燒控制技術的應用、熱能與動力工程的發展方向4個方面對熱能與動力工程在鍋爐中的應用進行了深入研究，旨在為各位同仁提供參考。

一、對熱能與動力工程、鍋爐的構成

（一）熱能與動力工程

就熱能與動力工程表層意義而言，其主要涉及熱能、動力兩個方面的內容，也就是說，熱能與動能之間的循環轉換（熱能轉化為功能或動能轉化為熱能）。當然，某些時候，在這起技術的作用下，動能可以轉化為電能，以滿足電力行業的需求，從而促進其高效發展。經調查、研究發現，能量轉換過程中所應用的技術與其他工程存有很大的區別。與此同時，其涉及多個學科的內容。此外，熱能與動力工程具有廣闊的發展前景，主要包括工程物理工程、電廠熱能工程等。實踐證明，熱能與動力工程的存在、發展在緩解我國能源壓力方面發揮著不可替代的作用。由此可知，熱能與動力工程必然會受到社會各界的高度重視，以滿足我國經濟、生活對能源的需求。

（二）鍋爐的構成

對于鍋爐的構成，主要包括燃氣鍋爐電氣控制、外殼等，如圖1所示。其中，鍋爐的外殼由面殼、底殼構成，其在鍋爐作業過程中發揮著各自的價值。就底殼而言，其主要用于固定鍋爐的燃燒器，從而確保鍋爐使用的安全性。此外，鍋爐底殼上配置了其他部件，以構成一個整體，從而更好地發揮其自身的作用。防風防塵是面殼的主要功能，能夠有效保護鍋爐，以保證鍋爐平穩、有序運行。現今，科學技術、社會經濟的迅猛發展，很多企業大都傾向于采用計算機控制方法。根據調查結果顯示，計算機控制具有高度的科學性、精確性。

二、熱能與動力工程在鍋爐中的發展及存在的問題

（一）熱能與動力工程在鍋爐中的發展

自19世紀70年代第一臺鍋爐誕生，人們開始邁入蒸汽時代。18世紀90年代，分離冷凝器面世，這標志著具備完整運作體系的鍋爐初步確立。經調查、研究發現，鍋爐與工業爐在原理方面存有一定的共性。嚴格意義上來講，鍋爐屬于工業爐范疇。所謂的工業爐指的是一種工業設備，其存在有利于實現熱量的轉換。在我國，工業爐起源于商代，主要用于加熱提煉銅器。隨著時代的發展，鑄鐵技術應運而生，其充分反映出工業爐在控制溫度方面的進步、發展。近年來，社會經濟、科學技術迅猛發展，對于鍋爐系統的控制不再是人工，而是計算機。通常吸納連續加熱爐主要包括兩種類型：步進式爐、推鋼式爐，其存在著一定的差異性：運輸燃料的方式。

（二）熱能與動力工程在鍋爐中存在的問題

眾所周知，鍋爐中的風機具備轉換能量（機械能轉變為動能）的作用。但是，當前國民經濟、生活對能量的需求量不斷增大，處于作業狀態的風機極易損壞電機，甚至會影響到使用者的人身安全。此外，其對企業經濟效益具有負面影響，嚴重妨礙了企業的長遠發展。因此，企業改善、提高風機裝備對解決鍋爐中存在的問題頗有益處、推動熱能與動力工程發展進程等頗有益處。

三、熱能動力工程爐內燃燒控制技術的應用

眾所周知，調整能量轉換幅度的核心技術是整個鍋爐的燃燒控制。在目前的社會發展過程中，鍋爐的燃料填充方式不斷發展變化，逐漸由傳統的人力向鍋爐內填充燃料，轉變為步進式的自動控制型的填充燃料方式。另外，更加先進的鍋爐甚至會采用全自動的燃燒控制系統。根據鍋爐運用的熱能動力，以及自動控制技術的不同，一般的鍋爐燃燒控制會分為幾種類型：一是燃燒的控制系統是以燒嘴、燃燒控制器、熱電偶、電動蝶閥、比例閥、氣體分析裝置以及PLC等相應的部件組成。這種燃燒的控制系統一般會由熱電偶檢測出相應的數據，并以最快的速度傳送到PLC，并與其本身所設定的數值進行對比，偏差值也會通過使用一定的比例積分，或微分運算輸出信號，同時分別對比例閥門，以及電動蝶閥的開放程度進行適當的調節，使其達到控制空氣與燃料的比例，最終能夠調節鍋爐內的溫度。然而，采用這種方式對鍋爐的溫度進行控制，不是完全的精確，一般需要極其仔細的確認額定的數值。二是雙交叉先付控制系統，該系統主要是燒嘴、流量閥、流量計、燃控制器、熱電偶等幾個部分組成。其主要的工作原理是通過溫度傳感器，熱電偶會將需要進行準確測量的溫度轉化成具體的電信號。這樣的電信號刻意用來代表測量點的實際溫度。該測量點的具體溫度一般會由預先貯存在上位機中的工藝曲線自動限定的。通常情況下，根據兩者數據之間的偏差值的大小，會使用PLC自動調節燃料與空氣流量閥門的開合程度，使其具有一定的準確性。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，在測量空氣的流量時可以借助孔板和差壓變送器。另外，可以通過專用的質量控制裝置來測量燃料的控制，這也是精確控制溫度的一個重要數值。值得注意的是，這種燃燒控制的最大優點在于能更好地節省一些部件，也能保證鍋爐溫度的控制是精確無誤的。

四、熱能與動力工程的發展方向

目前，隨著社會經濟、科學技術的高速發展，熱能與動力工程的發展前景更為廣闊，其對多個領域的發展具有重要的意義，例如：汽車工程、熱力發電機、熱能動力及控制工程等。然而，值得注意的是，將熱能與動力工程應用于工程發展中時，須理解、掌握其所涉及的原理知識，并針對不同問題進行不同分析，從而確保各項工程平穩、有序地進行。與此同時，鑒于熱能與動力工程良好的發展前景，相關人員應通過不斷學習，加強自身技能、綜合素質，為更好地促進其的發展奠定堅實的基礎，進而最大程度地滿足我國經濟、社會等對能源日益增長的需求。

圖1　鍋爐內部構成圖

結語

綜上所述，筆者對熱能與動力工程的應用及解決其存在的問題的措施等進行了全面的分析。實踐證明，這些方法對促進鍋爐運轉、提高鍋爐工作的有效性等具有重要的意義，以提高企業自身的核心競爭力，進而提高其經濟效益。此外，能源動力在我國市場經濟中占據著舉足輕重的位置，是開發利用能源、實現動力應用的基礎。由此可見，對于熱能與動力工程的發展，相關人員須注重理論、實際的有機結合，遵循“實事求是”的原則，且葆有積極樂觀的工作態度等，以突破、創新方法技術，從而提高企業的運營效率。筆者堅信，唯有如此，我國能源短缺的問題才能得到有效解決，有利于推動我國經濟發展進程及提高我國的綜合實力。

參考文獻

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中圖分類號：TK223

文獻標識碼：A