電廠熱能動(dòng)力鍋爐設(shè)計(jì)問題及改進(jìn)策略

薛世俊

摘要：社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，導(dǎo)致生產(chǎn)所需要的能源越來越多。為了匹配我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，必須要提高能源供應(yīng)效率，而目前的社會(huì)現(xiàn)狀是，不可再生能源急劇下降，無法滿足于當(dāng)今的生產(chǎn)力水平。想要走出困境，提高生產(chǎn)力，就必須要運(yùn)用新能源。當(dāng)今我國(guó)熱能動(dòng)力工程發(fā)展尤為迅速，不但提升了電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，還為能源的供應(yīng)提供了穩(wěn)定輸出。

關(guān)鍵詞：熱能動(dòng)力工程;電廠鍋爐;運(yùn)用分析

1 熱能動(dòng)力工程運(yùn)用的概述

首先，熱能動(dòng)力工程，是由機(jī)械工程學(xué)和跨熱能動(dòng)力工程兩門學(xué)科組成的，其基本的運(yùn)作原理是將熱能與機(jī)械能，在一定的條件下進(jìn)行互相轉(zhuǎn)化，為設(shè)備提供動(dòng)能，使機(jī)械設(shè)備可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。基本的運(yùn)作原理雖然看上去非常簡(jiǎn)單，但是，我國(guó)花費(fèi)了大量的人力物力財(cái)力，在熱力動(dòng)能工程方面。并且伴隨著近兩年來機(jī)械自動(dòng)化和人工智能化的不斷發(fā)展，我國(guó)將熱力動(dòng)能工程與人工智能相結(jié)合，希望可以提升熱能動(dòng)力工程效率。其中，熱能動(dòng)力工程在電廠鍋爐方面的應(yīng)用最為典型，不僅提升了電廠鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，還減少了電廠鍋爐的能源消耗量，這對(duì)于我國(guó)熱能動(dòng)力工程技術(shù)的運(yùn)用是一極大啟示。其次，熱能動(dòng)力工程作為一個(gè)綜合性的科研項(xiàng)目，從它在電廠鍋爐中應(yīng)用的情況可以看出，我國(guó)對(duì)于熱能動(dòng)力工程的運(yùn)用還是具備控制能力的，不僅提升了電廠鍋爐的燃燒效率，還提高了電廠鍋爐的能源利用率。當(dāng)今我國(guó)對(duì)于熱能動(dòng)力工程的研究，主要放在熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化方面，希望可以通過改良設(shè)備，提升電廠鍋爐的燃燒效率。

2燃料燃燒特性分析

由于燃料性質(zhì)存在一定差異，其燃燒過程的實(shí)現(xiàn)也有所不同，對(duì)于煤炭等燃料來說，當(dāng)著火溫度高于自身溫度時(shí)即可進(jìn)入燃燒狀態(tài)并趨于穩(wěn)定。電廠熱能動(dòng)力鍋爐內(nèi)燃料燃燒的過程中，尤其是氣體燃料對(duì)燃燒方式有著較高的要求。就長(zhǎng)焰燃燒來看，其主要是在鍋爐燒嘴內(nèi)部依靠氣體擴(kuò)散作用，令其與空氣達(dá)到混合狀態(tài)，促進(jìn)燃料燃燒，實(shí)際上屬于一種擴(kuò)散式燃燒方法，鍋爐內(nèi)火焰相對(duì)較長(zhǎng)。就短焰燃燒來看，是指燃料初期與部分空氣達(dá)到混合狀態(tài)，待噴出后，部分氣體燃料燃燒，另外部分氣體與二次空氣混合，以實(shí)現(xiàn)繼續(xù)燃燒，此種燃燒方式下，鍋爐內(nèi)所產(chǎn)生的火焰比較短。除此之外，還包括無焰燃燒，是指燃料進(jìn)進(jìn)入鍋爐燒嘴之前就與空氣達(dá)到完全的混合狀態(tài)，二者之間發(fā)生反應(yīng)。此種情況下，煤粉快速發(fā)生燃燒反應(yīng)，因而幾乎看不到火焰的相關(guān)現(xiàn)象。固體燃料在鍋爐內(nèi)燃燒也包括較多實(shí)際方法，比如表面燃燒、蒸發(fā)燃燒、冒煙燃燒、分解燃燒等，在電廠動(dòng)力鍋爐運(yùn)行過程中，不同的燃燒方法具有各自特性，在實(shí)際操作中要結(jié)合實(shí)際情況加以選用。

3電廠熱能動(dòng)力鍋爐設(shè)計(jì)存在的問題

3.1鍋爐構(gòu)造存在的問題

鍋爐是火力發(fā)電廠的基礎(chǔ)構(gòu)成部分，但是當(dāng)前部分電廠的熱能動(dòng)力鍋爐質(zhì)量并不是很高，電廠鍋爐使用時(shí)間比較長(zhǎng)，而且有些設(shè)備已經(jīng)老舊了也沒有及時(shí)進(jìn)行更換。因此，在使用過程中就呈現(xiàn)出了各種各樣的問題，如有的鍋爐在長(zhǎng)時(shí)間使用之后，焊接部位生銹，由于熱力過大而出現(xiàn)斷裂，還有一些鍋爐由于長(zhǎng)時(shí)間使用主體鋼架彎曲變形，無法滿足生產(chǎn)需求。此外，還有一些鍋爐由于長(zhǎng)期處于燃燒狀態(tài)，輸送管道出現(xiàn)裂縫，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，在情況比較嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)霈F(xiàn)爆裂，給電廠帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2燃料性質(zhì)問題

當(dāng)前我國(guó)電廠中的鍋爐能夠使用的燃料種類比較多，而其中使用最多的燃料是煤。這種燃料較為豐富，而且產(chǎn)生的熱量比較大，價(jià)格也比較低廉。但是使用煤作為鍋爐燃料也衍生了一系列的問題，最為直接的就是環(huán)境污染問題。不同電廠的經(jīng)濟(jì)效益不同，其為了更好地提升經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約經(jīng)營(yíng)成本，在選擇燃料時(shí)可能會(huì)選擇一些質(zhì)量不是很好的煤作為燃料，這些煤在燃燒過程中產(chǎn)生的氣體以及燃燒之后遺留下來的物質(zhì)都給環(huán)境帶來較大的污染。如有的煤中含水量比較高，容易造成煤燃燒不完全，這樣容易產(chǎn)生污染。

4電廠熱能動(dòng)力鍋爐的改進(jìn)方向

4.1改進(jìn)鍋爐構(gòu)造和提高燃燒質(zhì)量

當(dāng)前我國(guó)許多電廠的鍋爐設(shè)備并不十分先進(jìn)，技術(shù)手段也并不完善，這也使得在鍋爐燃燒過程中大量的能源被浪費(fèi)，燃料燃燒不完全。基于這樣的原因，筆者認(rèn)為在進(jìn)行鍋爐燃燒及燃燒分析時(shí)，首先需要做好的就是改進(jìn)鍋爐構(gòu)造和提高燃燒質(zhì)量，將各種新興技術(shù)與其進(jìn)行深度融合。如可以在鍋爐上安裝人工變頻技術(shù)，這種交流變頻技術(shù)相較于過去的交流調(diào)速技術(shù)來說，在功率、頻率以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)上都更具有優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前的電廠中應(yīng)用比較廣泛，取得的經(jīng)濟(jì)效益也比較好。而要應(yīng)用好該技術(shù)主要的改進(jìn)方法就是要在原來的鍋爐手動(dòng)操作基礎(chǔ)之上，使用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)閥門大小以及風(fēng)門的速度，控制好鍋爐的風(fēng)量和風(fēng)速。這種改進(jìn)能夠有效降低電能消耗，而且還能夠消除鍋爐輔機(jī)的缺陷。同時(shí)，使用新技術(shù)之后，還可以嘗試將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)與電廠的控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃料燃燒的智能化控制，燃料燃燒情況以及進(jìn)料需求都能夠及時(shí)進(jìn)行感知和調(diào)整。

4.2改變?nèi)紵剂衔镔|(zhì)

我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，電能消耗速度比較快，而且隨著生活質(zhì)量的提升，人們對(duì)電能的需求量也在不斷增加，電力燃料用量在不斷增長(zhǎng)。但是，當(dāng)前鍋爐燃料以煤為主，煤作為一種不可再生資源，其儲(chǔ)存量是極為有限的，優(yōu)質(zhì)煤的價(jià)格也比較高，電廠企業(yè)在經(jīng)營(yíng)過程中不僅需要滿足用戶的需求，同時(shí)還需要兼顧自身盈利。因此，有些電廠所使用的鍋爐燃料質(zhì)量并不是很好，各個(gè)電廠的鍋爐燃料質(zhì)量參差不齊，這樣不僅不利于鍋爐燃燒發(fā)揮應(yīng)有的作用，同時(shí)其還造成了大量的環(huán)境污染，劣質(zhì)燃料也容易對(duì)鍋爐造成破壞。因此，在當(dāng)前電廠發(fā)展經(jīng)營(yíng)過程中，要最大限度地發(fā)揮鍋爐的作用，就需要改變?nèi)剂喜馁|(zhì)，企業(yè)要認(rèn)識(shí)到使用劣質(zhì)燃料雖然能夠在短期內(nèi)提高其經(jīng)濟(jì)效益，但是其對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展是不利的，如其會(huì)對(duì)鍋爐造成破壞，導(dǎo)致發(fā)電質(zhì)量不高，這些都會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生影響。因此，企業(yè)需要從自身做起，提高能源要求，盡可能使用一些高質(zhì)量的燃料，保證燃燒質(zhì)量。此外，從國(guó)家政府的層面來講，要想促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家必須加大資金投入力度，加強(qiáng)科技研發(fā)，尋找新型的清潔能源，制造出適合鍋爐燃燒的混合能源，盡可能地降低燃燒成本，提高燃燒質(zhì)量。

4.3改進(jìn)鍋爐燃料燃燒方式

鍋爐燃燒的效率主要是受鍋爐內(nèi)的水分含量、氧氣含量以及風(fēng)速度等因素的影響，所以為了達(dá)到最高的燃燒效率，就需要根據(jù)鍋爐的相關(guān)參數(shù)，及時(shí)調(diào)整燃料內(nèi)部的水分比例，控制好氧氣的含量，再適當(dāng)調(diào)節(jié)初次進(jìn)風(fēng)和二次進(jìn)風(fēng)時(shí)間。采取這些方法都能夠有效提升鍋爐的燃燒效率。而在鍋爐燃燒過程中，風(fēng)的作用很大，大出風(fēng)量可以保證鍋爐的燃燒效果處在最佳的狀態(tài)。在具體的燃燒過程中，工作人員可以根據(jù)實(shí)際燃燒需要，做好相關(guān)的調(diào)整工作，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)分析，選擇效果最好的燃燒方法加以利用。同時(shí)，在燃燒過程中，還需要對(duì)設(shè)備使用所產(chǎn)生的費(fèi)用進(jìn)行核算，了解使用的年度和季度費(fèi)用，并結(jié)合不同季度的費(fèi)用情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)分析，使整個(gè)鍋爐燃燒設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，提高電廠企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

結(jié)束語

總之，能源問題一直以來都是國(guó)家在發(fā)展建設(shè)過程中極為重視的一個(gè)問題，從國(guó)家發(fā)展的層面上來講，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展固然重要，但是在可持續(xù)發(fā)展的要求之下，也必須要做好能源保護(hù)工作。電廠熱能鍋爐燃燒不僅需要保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還需要積極的響應(yīng)節(jié)能減排的政策，要以節(jié)能減排作為企業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想，做好鍋爐燃燒機(jī)燃燒分析設(shè)計(jì)工作，提升燃燒質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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