電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動(dòng)力工程中的發(fā)展

郝劉騰

摘要：眾所周知，電廠鍋爐在我國的電力生產(chǎn)發(fā)展中十分重要，近年來，很多相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)不僅對(duì)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)作中涉及到的技術(shù)或操控方式進(jìn)行了全面的研究，還對(duì)相關(guān)動(dòng)力的應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。熱能動(dòng)力被廣泛的應(yīng)用到了很多領(lǐng)域的發(fā)展中，近年來在電廠鍋爐的應(yīng)用中受到了很多科研團(tuán)隊(duì)的關(guān)注。本文分析了電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動(dòng)力的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐;熱能動(dòng)力;發(fā)展

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，能源問題、環(huán)保問題愈加嚴(yán)重，能源與環(huán)保在本質(zhì)上存在著緊密聯(lián)系，單純的能源無法對(duì)環(huán)境造成影響，也可以說能源是自然生態(tài)的組成部分，但能源經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，從而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。在當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)中，鍋爐的應(yīng)用非常廣泛，更是社會(huì)生產(chǎn)中的必需設(shè)備。

一、熱能與動(dòng)力工程的概述

熱能與動(dòng)力工程是指研究熱能與動(dòng)力學(xué)中所涉及到的各種能量間的轉(zhuǎn)化與利用的方法。火力發(fā)電廠所使用的燃料為石油、煤炭、天然氣，通過燃燒的方式釋放出這些燃料中的能量，同時(shí)，將液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣體狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽動(dòng)力循環(huán)。在蒸汽熱能的推動(dòng)下汽輪機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，把蒸汽中所含有的熱能轉(zhuǎn)化為高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。這一過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，機(jī)械能，最終轉(zhuǎn)化為電能。

電廠鍋爐在這一系列能力轉(zhuǎn)換過程中所起到的作用就是把燃料產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。其中，鍋爐效率是衡量能量轉(zhuǎn)化的一個(gè)關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。以大型火力發(fā)電機(jī)組為例，若鍋爐效率能提高1%，則整套機(jī)組的工作效率能夠提高0.3%～0.4%，并且還能減少供電燃料的消耗。可見，將熱能動(dòng)力工程中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到電廠鍋爐中不僅能提高發(fā)電廠的整體效益，而且還有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

二、電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動(dòng)力工程中的發(fā)展

1、調(diào)整吹灰技術(shù)改善汽溫

在確保受熱面安全運(yùn)行、無嚴(yán)重結(jié)渣的情況下，降低其通過不同等級(jí)過熱器的換熱系數(shù)，以達(dá)到提高再熱器受熱面的熱口煙溫。增加再熱器的吹灰頻率，保證受熱面的干凈，提高再熱器的換熱系數(shù)，這種方式的作用效果等同于增加了再熱器的受熱面。改變偏差。在熱器出口汽溫偏差較大時(shí)需要通過噴水的方式解決部分受熱面超溫的問題，如果能夠有效改善這一問題，欠溫和超溫情況能夠得到有效緩解，通過燃燒調(diào)整和修改吹灰策略這兩種方法都能達(dá)到緩解這一問題的目的。對(duì)于一級(jí)再熱器左右墻附近的受熱面增加吹灰，減少中間受熱面的吹灰，能夠由于其高溫部分較差進(jìn)入二級(jí)再熱器的低溫?zé)焻^(qū)，改善二級(jí)再熱器出口溫度。不對(duì)二級(jí)再熱器靠左右爐墻附近的受熱面進(jìn)行吹灰，能夠有效減少其吸熱情況，增加對(duì)于位于爐膛中間的受熱面進(jìn)行吹灰，能夠增加其吸熱能力，針對(duì)中間高、四周低的溫度情況進(jìn)行調(diào)整，緩解由于煙氣參與而造成了的煙氣偏差。

2、控制鍋爐燃燒均衡技術(shù)

在鍋爐的燃燒技術(shù)方面運(yùn)用熱能動(dòng)力工程可以解決許多的問題，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)在其燃燒中所起到的作用就是進(jìn)行氣體的壓縮及其輸送，簡單的說就是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，用這種動(dòng)能將氣體進(jìn)行定點(diǎn)的輸送，可以說在傳統(tǒng)的鍋爐燃燒中風(fēng)機(jī)起著關(guān)鍵的作用，但隨著我國經(jīng)濟(jì)的加大與加強(qiáng)，對(duì)能源的需求量已經(jīng)今非昔比，這就需要風(fēng)機(jī)承受更大的壓力來進(jìn)行能源的轉(zhuǎn)化，但風(fēng)機(jī)的能力是有限的，因此，在實(shí)際的使用及運(yùn)行中，常常會(huì)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)電機(jī)燒壞的現(xiàn)象，輕則停車停產(chǎn)，重則導(dǎo)致一些人員的傷亡，給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，而要想使鍋爐的燃燒技術(shù)得到科學(xué)、合理的控制，只有對(duì)風(fēng)機(jī)的性能等等方面進(jìn)行改進(jìn)和提高，而熱能動(dòng)力工程是進(jìn)行風(fēng)機(jī)改善的最好辦法，它不僅可以保證能源的合理轉(zhuǎn)換，還可以達(dá)到鍋爐運(yùn)行的安全、高效性，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3、仿真鍋爐風(fēng)機(jī)的翼型葉片

在電廠鍋爐內(nèi)部，葉輪機(jī)械的流暢需要依靠強(qiáng)烈的非定常特征，內(nèi)部的構(gòu)造也非常的復(fù)雜，導(dǎo)致測量實(shí)驗(yàn)無法十分的細(xì)致。目前，還沒有一門力學(xué)原理能夠解釋流動(dòng)分離失速以及喘振等流動(dòng)現(xiàn)象。所以，要了解機(jī)械內(nèi)部的流動(dòng)本質(zhì)要進(jìn)行詳細(xì)可靠的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值的模擬實(shí)驗(yàn)，并且通過軟件的二維數(shù)值來模擬出電廠鍋爐風(fēng)機(jī)的翼型葉片，空氣從不同的方向吹盡翼型葉片中，造成了流動(dòng)分離，然后根據(jù)模擬的數(shù)值來創(chuàng)建模型，在劃分網(wǎng)格，設(shè)定好邊界的區(qū)域與條件，輸出網(wǎng)格，使用求解器進(jìn)行求解，這樣就可以模擬不同的氣流流動(dòng)的二維數(shù)值，進(jìn)而達(dá)到了模擬的目的。另外還能根據(jù)模擬不同角度的速度矢量制作成矢量圖，然后進(jìn)行對(duì)比和分析，得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型編輯曾攻角與分離的關(guān)系。

4、提升風(fēng)機(jī)工作的效果

在電廠的鍋爐系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)時(shí)流體運(yùn)行關(guān)鍵的設(shè)備，通過風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)葉輪能夠產(chǎn)生大量的風(fēng)能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成具有動(dòng)能的氣體壓力，在鍋爐機(jī)械中運(yùn)行這種氣體，能夠促進(jìn)燃料更充分的進(jìn)行燃燒。目前，很多的電廠鍋爐系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)時(shí)出現(xiàn)故障最頻繁的設(shè)備，主要就是風(fēng)機(jī)承受這極大的工作荷載，幫你改且一直長期的持續(xù)工作，工作的環(huán)境狀態(tài)也不是非常好，最終導(dǎo)致風(fēng)機(jī)電機(jī)非常容易被燒壞。利用熱能動(dòng)力來改進(jìn)風(fēng)機(jī)的性能。能夠有效的提升動(dòng)機(jī)的工作效率，從而保證鍋爐系統(tǒng)可以長時(shí)間的正常生產(chǎn)。

5、雙交叉先付控制系統(tǒng)

雙交叉先付控制系統(tǒng)主要是由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計(jì)熱電偶構(gòu)成的。在這個(gè)控制系統(tǒng)中，電信號(hào)的生成是通過熱電偶實(shí)現(xiàn)的，熱電偶把溫度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，把電信號(hào)標(biāo)記為測量點(diǎn)的實(shí)際溫度。需要明確的是，這個(gè)測量點(diǎn)的溫度期望給定值是自動(dòng)給定的，是通過工藝曲線來獲得的，毋庸置疑，這兩者可能會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。當(dāng)PLC對(duì)閥門的開合程度進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候，其調(diào)節(jié)的范圍幅度主要是依據(jù)這個(gè)偏差來衡量的。除此之外，該控制系統(tǒng)具有專門化的特點(diǎn)，燃料的控制測量是由一個(gè)專門的質(zhì)量控制裝置來負(fù)責(zé)的，采用這種控制系統(tǒng)能夠節(jié)省其他部件的使用，降低損耗，另外還可以保障溫度數(shù)值的精確性。我們要重視熱能動(dòng)力工程的燃燒控制技術(shù)，分清空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)和雙交叉先付控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)適當(dāng)?shù)那闆r選取合理的控制系統(tǒng)，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

三、結(jié)語

在未來，電廠鍋爐必將根據(jù)熱能動(dòng)力工程原理進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，全方位提高電廠鍋爐的能量轉(zhuǎn)換效率，滿足市場需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，一方面我們要明確電廠鍋爐各部分和熱能動(dòng)力工程之間的聯(lián)系，運(yùn)用熱能動(dòng)力工程原理對(duì)各個(gè)小部分進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，最后促成對(duì)電廠鍋爐整體的技術(shù)升級(jí)。另一方面，將熱能動(dòng)力原理應(yīng)用到控制系統(tǒng)中去，優(yōu)化鼓入空氣與燃料的配比方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)與控制，最終調(diào)整出燃燒效率最高的方案。

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（作者單位：陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司）