熱動力工程在鍋爐方面的應用研究

郭齊齊

廣州珠江電力有限公司 廣東 廣州 511458

據我國的能源發展現狀可知，我國能源占比非常大，發展過程中能源比較短缺，所以在發展過程中必須對能源給予高度重視。而眾所周知，能源開發過程中熱能和動力工程是可以充分發揮其積極作用的，以此為基礎可以實現能源的高效開發和應用。因此，熱能動力工程對國民經濟發展有一定的影響。熱能動力工程涉及多個領域，在未來建設中需要加大能源動力工業的發展，以此來帶動相關產業發展；而且在各種新型技術不斷涌現的過程中，實現新技術實踐應用，可以在現代理念和技術集中過程中發展新型技術產業，進而促進國家經濟快速發展。

1.1 熱能的來源 熱能與動力工程最重要的理論基礎是工程熱物理學，其通常以內燃機與其他新型動力機械為主要研究對象，研究人員通過對機械工程學、工程力學、環境科學、信息技術、自動技術以及微電子技術等專業知識的有效利用，探索如何采用安全、高效、無污染或低污染的方式將燃料的化學能與液體動能轉換為動力，實際上是包括基本規律和轉換過程設備與系統的自動控制技術。簡單來講，熱能與動力工程的主要作用在于將熱能轉化為動能，或通過將動能轉化為熱能，實現高效利用能源的目的，使兩種能量在形式不同的情況下共同轉化，有效促進生產的多樣化。熱能與動力目前發展的主要目標是在確保能源充分利用的基礎上，提高產業的經濟效益與社會效益，進一步促進我國更快、更好的發展。

1.2 熱能動力裝置 熱能動力裝置是將熱能轉化為機械能而產生原動力的成套熱力設備。熱能動力裝置一般由熱交換器、第一熱電模塊、第二熱電模塊、蒸發器、汽輪機、冷凝器、液體泵、充滿循環介質的管道、保溫材料組成。熱能動力裝置就是將熱能轉化為機械能而產生原動力的成套熱力設備。熱能的來源包括利用煤、石油、天然氣、油頁巖、生物質能等燃料燃燒所放出的熱能以及核能、太陽能、地熱能等。熱能動力裝置包括汽輪機動力裝置、內燃機動力裝置、燃氣輪機動力裝置和核能動力裝置等。它們主要是由原動機(汽輪機、內燃機、燃氣輪機)及其輔助設備組。火力發電就是利用熱能動力裝置所產生的原動力來驅動發電機生產電能。

2 電能生產主要影響因素

2.1 鍋爐運行狀況 鍋爐的運行在鍋爐熱能提供中是最重要的一個過程，鍋爐運轉的效率直接影響了電力生產的效率，鍋爐運轉的時間以及能源的消耗都是影響電力質量的重要因素。在這其中，鍋爐的質量又是影響鍋爐運行的重要條件之一。在日常生產運行當中，鍋爐是電廠的三大主機之一，扮演的位置無比重要。鍋爐的平穩運行也就意味著整個機組的正常運行。鍋爐是燃料通過燃燒來加熱給水。看似簡單過程，實際是非常復雜。首先，通過給煤機把煤從原煤倉送到磨煤機進行研磨，使煤粉細度達標。然后一次風機送來的一次風通過空氣預熱器加熱變成熱一次風把煤粉進行干燥。然后把煤粉送到爐膛與送風機送來的二次風進行混合燃燒。燃燒的過程要均勻的調整各個二次風門，使燃料充分燃燒。這時候從凝汽器過來的通過給水泵加壓的給水，進去省煤器到爐膛水冷壁輻射吸熱，低溫過熱器，高溫過熱器，末級過熱器進行加熱。整個鍋爐的運行過程，磨煤機，風機是重要設備，在運行過程當中要加強檢查。通過參數分析運行情況。不然出現故障，都會影響日常生產。影響經濟效益。

2.2 設備的選擇與熱能損失 熱能動力工程在鍋爐中應用主要涉及熱能工程、發電機和動力機械等相關學科知識。人們最早利用鍋爐實現了熱量轉換，在使用過程中主要是把燃料填進之后進行燃燒，但其會對環境造成嚴重的污染，而且能源不能充分燃燒，導致資源利用效率比較低。隨著當前各種新技術的發展，在工業生產中人們利用新技術實現創新，采取各種有效措施減少環境污染，與國家的綠色環保理念相適合。當前，工業鍋爐運行中的熱量主要是利用燃料燃燒和電能轉化，在此過程中會提前對物料和供電進行加熱處理。除此之外，熱能動力工程應用在鍋爐中，可以研究出相應的仿真鍋爐風機，利用其葉片實現內部燃燒控制。目前，此項控制技術已經實現現代化轉變，由過去的人為手動操控轉變為當前的自動化控制，設備運行中控制技術應用可以自主選擇雙交叉和空燃比例連續控制。鍋爐運行中風機充分發揮作用，可以保障對氣體的輸送和壓縮進而實現動能轉化，由此可見在鍋爐燃燒中風機的重要作用。近些年，社會發展過程中對各種能源的需求量逐漸增多，很多企業在發展中依靠鍋爐，導致鍋爐的工作量逐漸加大，很多鍋爐出現超負荷工作，由此會引發一些實際問題，企業在發展中也會因此有一些損失。比如，鍋爐長期運行時必須保證風機的長時間作業，而風機在長時間使用過程中很容易出現故障進而導致鍋爐不能正常運行。由此可知，企業要想實現長遠發展必須保證風機運行的科學性，并且讓相關工作人員學習專業知識，避免在應用過程中造成不必要的損失。

2.3 鍋爐的排煙損失 排煙損失的影響因素是兩方面共同作用的結果，那就是排煙的溫度和容積。首先排煙的溫度和排煙造成的熱量損失二者成正比，具體的換算關系是排煙的溫度上升15度，排煙損失的比例就增加1%。影響到排煙溫度的因素很多，其中導致排煙溫度上升的原因包括漏風、火焰位置過高、煤炭選用不適當以及受熱面積灰這幾條原因，其中漏風是其中最重要的原因。在整個鍋爐結構中最容易出現漏風問題的部位有爐膛、鍋爐底部以及煙道這幾處。其中尤其應該注意爐膛，爐膛每增加0.1的漏風系數，排煙溫度就會上升5度[5]。除此意外，鍋爐內部的結渣和積灰情況也會對排煙情況帶來不同程度的影響，鍋爐內部的一些關鍵部位積灰嚴重會明顯降低傳熱效果，傳熱效果降低，熱效率也就隨之降低了，這些都是影響到整個鍋爐運行效率的關鍵因素。

3 熱能動力工程在鍋爐方面的應用

3.1 調整燃燒技術 要想減少排煙熱的損失就應及時調整燃燒技術，主要可以從排煙溫度和排煙容積入手。而漏風是造成排煙溫度過高，排煙容積過大的直接原因，降低排煙熱損失可以通過控制漏風來實現。首先，要正確監視并分析不同負荷下省煤器出口氧量以及鍋爐總風量的變化，合理的調整送風量。其次，在鍋爐運行的過程中，還應定期檢查鍋爐水封槽水位，根據環境溫度變化合理調整干式排渣機的冷卻風量。鍋爐本體的看火孔、煙氣取樣孔和人孔門應在使用后關閉嚴密。定期對爐膛、煙道進行檢查，減少漏風狀況的出現。

3.2 鍋爐設備運行技術 鍋爐的燃燒技術以流態t原理為基礎，煤轉化為固定大小的顆粒，入爐后很快著火燃燒。具有能夠穩定燃燒各種劣質煤的特點，對含硫量較高的燃料，也能達到脫硫效率的97.5%。所燃用的煤質(熱值和灰分)是影響鍋爐熱效率的主要因素。目前國內CFB鍋爐主要用于燃燒劣質煤，即熱值為16.72 MJ/kg以下的煤種，都能達到所需的熱效率

3.3 提高鍋爐風機效率 發電廠和供熱鍋爐都需要利用風機，風機是鍋爐設備的重要組成部分，在電廠鍋爐的正常運行中起著重要作用。其工作原理是通過旋轉葉輪來獲取風能，同時將機械能轉換為氣壓，將風送入鍋爐，滿足燃料所需的氧量，使燃料完全燃燒。但是現階段我國鍋爐風機經常出現問題，這是由于許多發電廠鍋爐對于風機的出口壓力要求高，風量大。增加了運行鍋爐設備時風機的工作時間和強度。因此，為了提高風機的運行效率，將引入熱能和動力工程來增強風機的承載能力，有效解決電廠鍋爐運行過程中出現的各種問題。

3.4 爐內燃燒控制技術 燃料能否進行充分燃燒除了與自身性質有關，還與爐膛的氧量有關。一次風和二次風也應進行適當的調節。一次風能夠干燥煤粉，并為燃料的燃燒提供部分的熱量。二次風能夠卷吸高溫煙氣，并為燃料提供燃燒所需的氧量。合理的控制一次風和二次風的風量、風壓，根據不同煤種控制磨煤機出口溫度，可以提高煤粉的燃盡性。另外，根據煤種的變化，通過試驗、計算該煤種經濟細數，以此為依據及時調整磨煤機煤粉細度，提高煤粉的燃盡性和鍋爐運行效率。

4 結論

隨著我國工業水平的提高，能源的需求量越來越大。熱力工程的應用逐漸興起，特別是在鍋爐方面的應用。本文探究了鍋爐在運行過程中對熱力的運用，并且分析了其熱能損失和煙氣損失，并提出了調整燃燒技術，提高風機運行效率等措施。未來應重研究熱能動力工程與其它行業的結合，將熱能動力工程推廣開來，要結合自身熱能動力工程的特點，推動新技術的不斷變革，促進能源的利用，促進經濟發展。