熱能動力工程在鍋爐中的應用分析

郭紅偉　王云

【摘要】伴隨著市場競爭的日益激烈化，以及對于自身工業發展的需要，熱能動力工程在我國應用范圍不斷擴大，在工業生產生活中發揮了不可替代的重要作用。本文探討了熱能動力工程在鍋爐中的應用。

【關鍵詞】熱能動力工程；鍋爐方面；應用；探討

Application of Thermal Energy Engineering in Boiler

Guo Hong-wei，Wang Yun

（China Energy Construction Group Shanxi Electric Power Construction Co.， LtdTaiyuanShanxi030012）

【Abstract】With the increasingly fierce competition in the market， as well as for their own industrial development needs， thermal power engineering projects in China continue to expand， in industrial production and life played an irreplaceable important role. This paper discusses the application of thermal power engineering in boilers.

【Key words】Thermal power engineering；Boiler；Application

熱能動力工程館就是利用轉換的原理，將原材料燃燒產生的熱能通過轉換變為工業生產所需要的機械能力。今天我們所要研究的是熱能動力工程在鍋爐方面的發展，鍋爐在社會的生產生活中是一個非常常見的物體，其本職就是工業上的一種能量轉換的媒介工具。目前，鍋爐的分類有很多，主要是根據其功能分類以及按照燃燒材料的不同分類。對于工業生產而言，鍋爐是密不可分的一個重要動力工具。但是，隨著我國實施可持續發展戰略以及原材料價格的普遍上漲，如何合理的利用資源已經成為了所有企業都在考慮的問題。由此，利用熱能動力工程對于企業的動力工具進行改造已經成為了提高生產效率、降低生產成本、瞬移國家可持續發展戰略的重點。

1. 熱能動力工程

（1）從理論層面來講，熱能動力工程就是“熱能”與“工程”之間關系的引發的相關應用實體機械與工程。目前，熱能動力工程的應用范圍非常普遍，部分企業引入了熱能發電機作為企業的供電設備。還有一部分條件的企業引入了水利電動力工程為企業的生產提供動力，這里需要注意的是相對于傳統的燃燒礦物資源來提供生產動力，水利電動力工程是目前比較環保的一種動力工程建設，但是相對造價要比傳動動力設備高。目前，雖然國家在大力提倡環保節能建設，但是，水利電動力工程僅僅是有條件的大企業在采用。本文中所探討的鍋爐，其主要涉及了熱力發電機、相關的熱能轉換動力機械等方面的技術。

（2）熱能動力工程無論設計的相關科目有多少，其最根本的就是“熱能”與“動力”之間的關系，也就是兩者的轉換問題。目前，國內熱能動力工程的主要應用與熱電廠、空調制冷方向以及部分流程的自動化方向，未來的發展趨勢也將立足于這些具體的應用來進一步解決相關能源應用的問題。從上述我們可以看出，熱能動力工程主要解決我國工業生產生活中的最根本的動力問題，由此熱能動力工程的相關發展與國民經濟的進一步發展息息相關，熱能動力工程的改革將對于我國可持續發展道路起到重要的作用。

2. 鍋爐的相關構成

（1）鍋爐根據其功能的不同和燃燒材料的不同可以分為很多種類，不同種類的鍋爐為了滿足不同的生產生活需要，在構成方面存在一定的差異。但是，其主要的外殼以及核心的前期控制部分是不變的。鍋爐的外殼對于整個鍋爐來講是一個“外表”，鍋爐在工作過程中利用這個“外表”對自身進行固定，并且防風防灰塵的襲擾。

（2）鍋爐中還有一個很重要的部分就是其電器控制器。電氣控制器對于鍋爐來說就相當于“大腦”，通過“大腦”來控制鍋爐內部的主要活動。隨著科技的不斷發展，鍋爐的電氣控制器已經與信息產業相結合，產生了微電腦控制的自動控制模式，一改傳統的人力操作，在溫度的精確程度、恒溫性方面得到了很大的改善。

3. 鍋爐方面存在的問題

目前，鍋爐方面存在的問題主要集中在鍋爐的風機。風機是鍋爐進行熱能與動能轉換不可缺少的一部分，主要是利用風機的旋轉，來提升鍋爐內部的大氣壓力，由此壓縮后的氣體運送到企業安裝制定的機械中，氣壓恢復正常時原本被壓縮的膨脹，進而形成機械運作的動力。風機的工作地點主要是在鍋爐的內部，但是由于企業生產壓力的增加，往往鍋爐都是超負荷的運轉，由此風機經常出現燒壞電機的情況。燒壞電機不僅僅直接造成了企業的經濟損失，對于操作人員的人身安全也造成了極大的威脅。因此，對于風機的改造就需要利用熱能動力工程的相關技術，提高鍋爐的安全性、避免出現安全問題刻不容緩。

4. 熱能動力熱能動力工程中鍋爐及工業爐的發展

（1）工業革命首先在英國興起的，鍋爐的產生推動了動力的改革，是人力能夠得到解放，由此，伴隨著1872年世界上第一臺鍋爐的出現，蒸汽時代來臨。為了保證鍋爐的正常工作效率，在經濟需求增大的時代背景下，分離冷凝器問世。分離冷凝器的出現以及廣泛應用代表了在工業上鍋爐運作體系已經開始走向完善。

（2）在實際的企業應用中，鍋爐與工業爐基本就是“雙生花”，甚至有些工程學的學者將鍋爐劃為工業爐的某一個分支。在實際應用中，兩者的運作方式是一樣的。鍋爐與工業爐都是利用礦物燃料的燃燒產生熱能，然后通過熱能進行動力的轉換來拉動工業生產設備的運行。追溯歷史，春秋戰國時期我國的冶鐵業就開始發展，在冶金活動的推動下我國商代就已經出現了工業爐的雛形。但是，第一臺成熟的真正意義的工業爐問世與1794年。伴隨著信息技術的不斷發展，目前IT技術已經與工業爐的操作系統進行了完美的結合，微電子控制正在逐步替代傳統的人力操作對工業爐的操作系統進行精確的控制。endprint

5. 工業生產過程中內燃控制技術的應用與發展

在實際的操作 過程中，對于能量轉換環節的控制時工業爐或鍋爐對于動力燃料燃燒控制技術的核心。隨著時代的進步，傳統的人力添加燃料的模式已經無法滿足實際工廠生產的需要，由此自動填充模式成為了主流。部分大企業引入的國外設備已經能夠實現整個流程的全自動化，微電腦操作系統完全實現了對于燃燒的控制。根據控制技術的不同，目前將鍋爐的燃燒控制系統主要分為了一下兩種。

5.1目前企業比較常用的就是空燃比里連續控制系統。該系統主要由可編程的邏輯控制器、比例閥、燃燒控制器等部分組成。目前，空燃比里連續控制系統主要是利用鍋爐內部相關燃燒數據的分析傳入可編程的邏輯控制器，通過邏輯控制器對于向比例閥傳輸電子信號，對其開放程度進行調控，由此來控制鍋爐內部的溫度。但是，受到科技發展的局限性，目前利用空燃比里的連續控制系統在具體操作過程中，其對于溫度控制的準確度沒有達到預想的目標，還是需要專業技術人員的操作干涉。

5.2目前應用比較普遍的雙交叉先付系統。雙交叉先付系統對于鍋爐的控制主要依靠溫度傳感系統來實現。通過對于溫度的準備測量，將溫度信號傳遞到邏輯控制器，然后通過邏輯控制器對空氣流量閥的打開程度進行調解。同時，對于燃料的進出口進行調解，精確的控制溫度。

6. 仿真鍋爐風機翼型葉片

目前鍋爐系統普遍使用的葉輪機械的內部構造十分復雜，并且其運作帶有不穩定的特征。到目前為止沒有經過經過論證的力學理論可以解釋流動分流等相關現場產生的原因。為了詳細了解鍋爐內部流

動、分流的本職，需要進行相關流動方式的實驗，并且模仿鍋爐內部的實際環境。對不同的氣流攻角的流動進行二維數值模擬，，達到模擬的目的，同時可以根據模擬不同攻角卜所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析，最后得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。

7. 結束語

根據以上的分析和具體的實驗理論結果我們可以看出，熱能動力技術普遍應用與工業鍋爐，提高鍋爐的燃燒控制達到企業生產的要求的各個環節中都離不開熱能動力技術的參與。因此，熱能動力學對于我國工業生產過程中的動力改革具有不也替代的作用。因此，利用熱能動力學的相關原理對工業鍋爐進行積極的改造，對于提高生產效率、節約能源都將發揮巨大的作用。

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