熱能動(dòng)力在鍋爐與能源上的發(fā)展探析

郝艷軍

摘 要：熱能動(dòng)力對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要作用，在各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用。近些年人們環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，對(duì)使用新能源具有新的認(rèn)識(shí)和了解，怎樣加強(qiáng)新能源使用，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)具有重要作用。本文是筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)熱能動(dòng)力在鍋爐和能源的發(fā)展進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：熱能動(dòng)力；鍋爐和能源；發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

隨著人們環(huán)保意識(shí)不斷提高，怎樣合理利用資源，降低成本，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能減排是全世界急需解決的問(wèn)題之一。而鍋爐燃燒時(shí)會(huì)排除大量的污染元素，嚴(yán)重影響空氣環(huán)節(jié)質(zhì)量，對(duì)人們生命安全造成威脅。因此必須高度重視鍋爐燃燒排放，不斷引入先進(jìn)除塵技術(shù)及各種施工工藝，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。因此，探究熱能動(dòng)力在鍋爐和能源上的發(fā)展具有實(shí)用價(jià)值。

1.熱能動(dòng)力在鍋爐與能源上的發(fā)展

1.1 熱能動(dòng)力的發(fā)展

熱能動(dòng)力學(xué)是現(xiàn)代工程領(lǐng)域中一項(xiàng)新興學(xué)科，主要研究對(duì)象為熱能源和動(dòng)力工程。熱能源是現(xiàn)代工業(yè)中重要的能源動(dòng)力，從而確定熱能動(dòng)力工程的重要性。如今許多高等院校開(kāi)設(shè)熱能動(dòng)力學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，為社會(huì)培養(yǎng)更多相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才。早期熱能動(dòng)力專(zhuān)業(yè)中，熱動(dòng)能還是發(fā)展的主體，研究的主要內(nèi)容就是熱能和流體機(jī)械兩個(gè)工程。但是隨著社會(huì)需求不斷變化，現(xiàn)在熱能動(dòng)力工程主要研究是機(jī)械工程，而研究?jī)?nèi)容也就轉(zhuǎn)變到機(jī)械類(lèi)及動(dòng)力工程方面，即將熱動(dòng)能轉(zhuǎn)變到機(jī)械工程的應(yīng)用與實(shí)踐中，這樣就有效實(shí)現(xiàn)了熱動(dòng)能和動(dòng)力兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的結(jié)合。如今熱動(dòng)能動(dòng)力工程需要學(xué)生掌握多種理論知識(shí)與技能實(shí)踐，包含了傳熱學(xué)、熱工測(cè)試以及工程熱力學(xué)等各種內(nèi)容，而且還將這種知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，之后應(yīng)用到制冷裝置和動(dòng)力機(jī)械工程之中。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，工業(yè)也進(jìn)入高速發(fā)展階段，自然就需要大量的、各種各樣的高科技人才，因此從目前就業(yè)形勢(shì)來(lái)看，熱能動(dòng)力方面的人才就業(yè)形勢(shì)非常好，并且這個(gè)專(zhuān)業(yè)就業(yè)范圍相對(duì)較廣，所以學(xué)生在就業(yè)上也就比較寬廣。能夠在工程熱物理、熱能自動(dòng)化及流體機(jī)械自動(dòng)化等各種領(lǐng)域中。總而言之，如今熱能動(dòng)力工程屬于朝陽(yáng)學(xué)科，發(fā)展前景非常廣闊。

1.2 熱能動(dòng)力在能源方面的發(fā)展

經(jīng)濟(jì)建設(shè)促進(jìn)工業(yè)高速發(fā)展，能源動(dòng)力成為一種新的生產(chǎn)力，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，而且成為這些領(lǐng)域的主要生產(chǎn)資源。但是怎樣才能夠提高應(yīng)用這種動(dòng)力的效率，從而降低熱動(dòng)能應(yīng)用功能中的無(wú)功損耗，是相關(guān)研究人士急需解決的重要問(wèn)題。只有發(fā)揮熱能的真正效率，才能有效發(fā)揮節(jié)能環(huán)保的效果，才能夠促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。熱能技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，但是主要體現(xiàn)在風(fēng)機(jī)方面。

在工業(yè)領(lǐng)域中，風(fēng)機(jī)是一種非常廣泛普遍的機(jī)械設(shè)備，在許多工程領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛，可以說(shuō)是不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備，比如船舶、車(chē)輛等等，應(yīng)用風(fēng)機(jī)主要就是利用風(fēng)機(jī)上許多葉片快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生出機(jī)械能，這種機(jī)械能就成為機(jī)械動(dòng)力能源，推動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著機(jī)械設(shè)備性能要求越來(lái)越高，自然對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的效率要求更高。這樣不僅能夠提高風(fēng)機(jī)的性能，還能夠有效節(jié)省動(dòng)力能源，而能源也就成為熱能動(dòng)力研究的主要方向。在工業(yè)鍋爐中也大量應(yīng)用風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片快速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必然會(huì)在鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生出極強(qiáng)的機(jī)械流場(chǎng)，這種流場(chǎng)存在一定的不確定性，因此非常復(fù)雜。因此如果要對(duì)鍋爐中的風(fēng)機(jī)進(jìn)行非常詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究，必然存在一定困難，涉及許多個(gè)細(xì)節(jié)，而且這些細(xì)節(jié)也比較煩瑣，從目前獲取的研究成果來(lái)看要達(dá)到這種程度還需要不斷完善。從研究鍋爐具體情況來(lái)看，研究鍋爐的流動(dòng)分離等各類(lèi)現(xiàn)象是當(dāng)今研究的重要課題。在研究過(guò)程中，就必須要構(gòu)建可靠的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄟ^(guò)這些途徑詳細(xì)探究機(jī)械流場(chǎng)的內(nèi)部形成過(guò)程。相關(guān)專(zhuān)家在研究風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了研究這個(gè)過(guò)程中鍋爐內(nèi)部的空氣流轉(zhuǎn)情況，就使用軟件建立二維數(shù)值進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健５遣捎眠@種軟件模擬數(shù)值實(shí)驗(yàn)時(shí)，就必須要先創(chuàng)建二維模型，然后依據(jù)數(shù)值形成網(wǎng)格形式，并且還要設(shè)定這些網(wǎng)格形式的邊界區(qū)域，采用多種多樣的方式求解出網(wǎng)格，當(dāng)然在整個(gè)解答過(guò)程中可利用求解器。最后就是將求解的結(jié)果構(gòu)建出二維數(shù)值模型，并且比較分析最終結(jié)果與速度矢量圖，從而獲取到鍋爐風(fēng)機(jī)的葉片分離和攻角二者間存在的關(guān)系。

尤其是在各個(gè)電站中，因?yàn)殡娙萘康男枨罅吭絹?lái)越大，機(jī)組就不斷朝著自動(dòng)化、大容量、高轉(zhuǎn)速以及高效率等各個(gè)現(xiàn)代化方向發(fā)展，自然電子對(duì)風(fēng)機(jī)也就提出新的要求，對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性及可靠性要求更高。但是從運(yùn)行情況來(lái)看，在運(yùn)行過(guò)程中鍋爐風(fēng)機(jī)時(shí)常燒壞葉輪飛車(chē)、電機(jī)、軸承等各種配件，從而引發(fā)各種各樣的事故，對(duì)人生安全及設(shè)備造成巨大的危害，同時(shí)又會(huì)影響到電廠的生產(chǎn)效率，給電廠帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。在電站的設(shè)備耗能中，風(fēng)機(jī)是主要的耗能大戶，而且電站配備了許多設(shè)備都是鍋爐的輔機(jī)，比如送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)以及冷煙風(fēng)機(jī)等，因此怎樣才能夠降低這些設(shè)備的耗能，是電站節(jié)能中必須思考的重要課題。

1.3 熱能動(dòng)力在鍋爐方面的發(fā)展

雖然我國(guó)應(yīng)用的鍋爐各式各樣，而且大小不同，但是相對(duì)而言比較常用的鍋爐是工業(yè)爐，這種鍋爐是工業(yè)加熱工程中使用相對(duì)普遍的加熱設(shè)備，同時(shí)也被各個(gè)行業(yè)廣泛使用，使用數(shù)量較大，不但涉及范圍比較廣而且種類(lèi)繁多，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要影響。從權(quán)威部門(mén)調(diào)查情況來(lái)看，我國(guó)最少都有12個(gè)行業(yè)在選擇使用這種鍋爐，當(dāng)然在不斷應(yīng)用這種鍋爐發(fā)揮鍋爐作用同時(shí)，也凸顯出了很多問(wèn)題，尤其是風(fēng)機(jī)耗能太大，這種鍋爐的耗能量幾乎占據(jù)了我國(guó)所有能源消耗量的1/4，而且工業(yè)鍋爐類(lèi)型并不單一，其中相對(duì)而言比較重要的為燃料爐，這種鍋爐耗能量更大，幾乎占據(jù)整個(gè)工業(yè)爐消耗能源的90%，因此具有重要的意義。

熱動(dòng)力學(xué)非常重要，對(duì)我國(guó)鍋爐發(fā)展以及國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)息息相關(guān)，尤其是現(xiàn)在我國(guó)不斷提倡要建設(shè)成節(jié)約型的社會(huì)，節(jié)能減排就成為我國(guó)各行業(yè)高度重視，努力奮斗的目標(biāo)，因此培養(yǎng)熱能動(dòng)力方面的專(zhuān)業(yè)人才是社會(huì)所需，也是滿足相關(guān)行業(yè)需求。在這種模式下不僅要引導(dǎo)學(xué)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，還要多掌握一些技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生自身分析問(wèn)題能力，懂計(jì)算機(jī)，這些都是相關(guān)人才今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。而且社會(huì)要發(fā)展是離不開(kāi)能源的，國(guó)家擁有能源多少直接影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，因此對(duì)于這個(gè)專(zhuān)業(yè)人才，就必須要加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保研究的力度，研究出更好更有效的環(huán)保措施，并且將這種措施應(yīng)用到鍋爐上，從而有效降低鍋爐在工作過(guò)程中的耗能量。而且能源還是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基本條件，能源應(yīng)用效率高低直接影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐，因此熱能動(dòng)力相關(guān)專(zhuān)業(yè)就要培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才，不僅要掌握相關(guān)的技術(shù)，還必須要具備創(chuàng)新力，在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷研發(fā)出新技術(shù)，有效提升我國(guó)能源的利用率，尤其是鍋爐燃燒所用的燃料，更是要提高燃燒效率。

從目前狀況來(lái)看，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，已經(jīng)出現(xiàn)連續(xù)加熱爐，這種加熱爐主要存在兩個(gè)大類(lèi)，分別是走進(jìn)式爐及推鋼式爐，這兩種爐子最大差異就是在爐內(nèi)輸送料模式存在一定差異。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)熱能動(dòng)力工程而言，無(wú)論是能源方面還是鍋爐方面，均存在各種問(wèn)題，還需要不斷改進(jìn)和完善，例如鍋爐燃燒損耗能源大，而且利用能源的效率不高，這也是工業(yè)界面臨的重要問(wèn)題之一，因此熱能動(dòng)力相關(guān)專(zhuān)業(yè)在培養(yǎng)人才時(shí)，不僅要培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才的理論知識(shí)，還必須要培養(yǎng)學(xué)生自己的探索能力。

參考文獻(xiàn)

[1]安連鎖.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011：93.

[2]袁春杭.鍋爐引風(fēng)機(jī)事故的預(yù)防[J].中國(guó)鍋爐壓力容器安全，2015（6）：108-109.

[3]蔡兆林，吳克啟，穎達(dá).離心風(fēng)機(jī)損失的計(jì)算[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2013（1）：187-188.

[4]金茜.熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].能源環(huán)境，2014（8）：206-207.