熱能與動力工程在鍋爐應用中的問題分析

莊廷勇　張春雨

摘 要：熱能是能源結構中的重要組成成分，對于能源的轉換起到十分重要的作用。隨著社會的不斷進步以及人們生活水平的逐漸提高，熱能應用的范圍越來越廣。熱能與動力工程主要研究的對象就是熱能，隨著人們重視程度的增加，對熱能的研究更加深入。鍋爐在熱能與動力工程中扮演著十分重要的角色，通過在鍋爐中使用熱能與動力工程技術能夠有效提高燃料的燃燒率，進而起到節約能源的作用，同時還能夠減少鍋爐安全事故的發生。文章主要針對當前熱能與動力工程在鍋爐中的應用情況進行分析，特別是對應用過程中出現的種種問題進行深入探討，希望能夠給相關人員一定的借鑒作用，促進我國熱能與動力工程事業的發展。

關鍵詞：熱能與動力工程；鍋爐；應用；分析

熱能與動力工程是一項十分復雜的學科，包含很多其他周邊學科的內容，其主要是以跨熱能動力工程及機械工程方面為理論基礎，實現機械和熱能之間的能量轉換。鍋爐作為一種十分重要的能量轉換機械設備，鍋爐的燃燒過程就是能量轉換過程，需要計算出鍋爐在燃燒的過程中需要的動力值。為了能夠提高鍋爐的燃燒效率，節省資源，就需要在鍋爐的設計過程中以熱能與動力工程為原則。但是目前來看，我國針對鍋爐熱能方面的研究還比較少，研究的還不夠深入和透徹，距離理想的水平還存在著一定的差距，需要相關學者對鍋爐的運用和熱能與動力工程的關系進行深入分析。

1 熱能與動力工程研究的基本內容

熱能與動力工程可以說是一門研究熱能與動能之間轉化規律的學科，包含的內容涉及的范圍比較廣泛，影響因素也比較多，需要研究人員對該學科進行全方位了解，并能夠找到該學科的發展規律，使其能夠在其他學科建設中更好地被應用。鍋爐是熱能與動力工程研究的主要設備，在鍋爐的設計和生產過程中會運用到大量的熱能與動力工程知識，并形成了系統性的理論知識。因此在鍋爐應用的過程中特別注意機械工程、能源工程、物理工程等領域的應用情況，從中發現提高鍋爐燃燒效率的規律。同時每個學科的發展方向和研究領域會隨著社會的發展以及科技的進步發生改變，熱能與動力工程的應用領域也向著智能化方向發展，特別是物理工程領域，我國相關拓展領域的研究還處于初級階段，專業人才數量嚴重不足，面臨這些情況需要加強對熱能與動力工程領域的研究，逐步地積累經驗，發揮出熱能與動力工程的最大作用，提高鍋爐生產企業的經濟效益，促進相關領域的共同發展。

2 對鍋爐結構及動力原理的分析

一般的鍋爐結構主要包括外殼、燃氣的控制及鍋爐生產主體部分。其中外殼又分為底殼和面殼兩部分，底殼承擔鍋爐燃燒的功能，也是鍋爐在燃燒過程中的主要涉及環節。在底殼處安設有熱交換器以及電控盒等主要部件，同時底殼還是連接鍋爐各部分的樞紐，對鍋爐的整體性穩定起到決定性的作用。面殼主要作用是防止灰塵以及其它不相關物質進入到鍋爐內部，扮演保護傘的角色，從而更好的保護鍋爐，延長鍋爐的使用壽命。燃氣的控制及鍋爐生產主體部分是鍋爐結構的核心，對控制鍋爐生產活動起到決定性作用。

3 熱能與動力工程在鍋爐中的應用以及應用中主要面臨的問題

在人類工業文明的開始階段，鍋爐就作為一種熱能轉化工具被發明和使用。隨著工業革命的開始和不斷推進，鍋爐的生產已經形成了一套比較完整的體系。鍋爐的使用是工業革命不斷前進的主要推動力，直到今天，鍋爐仍然是熱能和動能之間轉化的主要機械設備，在眾多領域中被應用。自從熱能與動力工程在鍋爐中使用，雖然提高了鍋爐的使用效率，但是仍然存在著一些問題，這些問題影響著鍋爐的正常運行。

過去的工業鍋爐主要的作用就是滿足人們對熱能的需要，隨著工業化的不斷發展，工業生產中需要大量的動力，而工業鍋爐就作為熱能轉化為動能的主要設備。此外，在制造業生產中，鍋爐能夠提供熱能和動力。科技的進步以及社會的發展，促進了工業鍋爐生產技術的提高，同時也擴大了工業鍋爐的應用范圍。在工業鍋爐發展的過程中也加深了對熱能與動力功能之間的轉化研究，轉化效率得到了極大的提高，但是當前仍然存在著一些問題需要解決，保證工業鍋爐的正常使用。

鍋爐的構成部件十分復雜，其中風機是通過把電能轉化為動能并向鍋爐內部輸送氧氣的重要部件，風機的工作承受度是有限的，隨著人們對能源需求量的逐年增加，企業為了追求更多的利益，開始盲目地增加鍋爐的工作量，進而超過風機工作的承受度，導致風機出現損壞的現象，不僅對鍋爐整體設備造成不良影響，同時也中斷了企業的生產。由于風機內部構造十分繁雜，工作人員很難準確判定風機內部的溫度，所以應該加強對鍋爐中風機內部溫度測量的研究，目前最為常用的方法就是通過對不同方向上流入風機葉片的燃燒速度進行測量，根據測量的數據進行建模并劃分出網絡結構，直觀地觀察風機和其他部件之間的聯系，并逐漸完善風機的設計，提高風機的工作能力和效率，進而提高整個鍋爐的運轉能力。

4 運行熱能動力工程知識做好對燃燒技術的控制

為了能夠有效地提高鍋爐內部燃料的燃燒效率，需要做好鍋爐內部燃燒溫度的控制，同時做好該項工作還能夠提高鍋爐熱能轉化效率，在熱能與動力工程研究中最需要解決的問題就是如何實現對鍋爐內部燃燒溫度的控制。下面就針對當前幾種燃燒方式進行分析，在對每種方式的特點詳細了解的基礎上，做好燃燒溫度控制工作，提高能源的燃燒率，在保證能量轉換質量的前提下實現節約資源的目的。

（1）層燃爐：其主要燃燒形式是將燃料加固至爐排上，從而形成燃料層，其主要優點是形成的燃料層可以保持很多的熱量，可以促進燃燒穩定，很好地避免滅火現象的發生。

（2）室燃爐：室燃爐主要是直接將燃料和空氣送至燃燒爐中，中間不經過爐排，這樣，空氣和燃料在爐膛中一邊流動一邊燃燒，可以促進燃料充分燃燒。這種燃燒方式起初是用在氣體燃料以及液體燃料中，目前已經可以使用在煤粉燃料。

（3）旋風爐：其爐子的形狀為長圓筒形，有臥式、立式兩種。燃燒所需的燃料和空氣沿著圓筒的切線方向從頂端螺旋送至底端。筒中的高速氣流帶著燃料和空氣做高速運轉和進行燃燒，這樣在很大程度上促進了燃料和空氣中氧氣的充分結合，燃燒更充分。該種燃燒方式實際上就是介于層燃爐和室燃爐之間的燃燒。

（4）沸騰爐：其底設有布風板，在板上放置一定密度的燃料層，燃料層的底部為風室。其主要燃燒特點是燃料和空氣之間的接觸面積較大，在這種燃燒方式的應用中，主要采用煤粒作為燃料，這樣煤燃料層在沸騰層中的停留時間就比較長，其混合效果良好，所以燃燒清冽，燃燒充分。

5 結束語

在社會進步的同時應該加強鍋爐方面的生產，在鍋爐生產中使用熱能與動力工程技術，這不僅是時代發展的需要，同時也是減少鍋爐安全事故、提高燃料燃燒率、節約能源資源的重要舉措。對于我國來說，針對二者結合的研究還不是很多，而且我國相關方面的技術水平還不是很高，在鍋爐生產中出現很多問題。為了滿足當前消費者的需求，就必須提高鍋爐的生產效率，加快鍋爐中熱能與動力工程的應用速度，實現理論與實踐相結合，不斷創新，促進我國鍋爐生產行業的快速發展，進而推動全社會不斷前進。

參考文獻

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