電廠鍋爐基于熱能與動力工程的應用創新研究

楊振林

【摘要】電能資源的使用已經滲入人們生活的方方面面，為使電能需求得到滿足，電廠鍋爐的實際運行必須滿足穩定、安全、高效的基本條件。但電廠鍋爐在實際運行過程中仍存在著諸多問題需要解決，本文基于熱能與動力工程，為電廠鍋爐運行提供應用創新方案，以期提升我國電廠鍋爐運行效率。

【關鍵詞】熱能與動力工程;電廠鍋爐;創新

電廠鍋爐，顧名思義，就是在電廠里工作的鍋爐，其主要作用是提供發電所需的熱能。電廠鍋爐實際運行期間的諸多環節需要通過熱能和動力進行轉化，提升鍋爐內部蒸汽溫度和壓力，借此對蒸汽進行輸送，同時輸送的蒸汽會在不同參數環境中產生不同的變化，從而轉化為動力，達到催動機械運作的效果[1]。但在這一過程中，電廠鍋爐風機的作用異常重要，它是轉化熱能和動力的核心構件，目前我國電廠鍋爐在運行期間存在著一個非常重要的問題，就是生產過程參數壓力會不斷增加，使風機處于超負荷狀態，長此以往，極易導致機械癱瘓，對電廠的可持續運行具有嚴重的消極影響。因此對電廠鍋爐實際運行狀態進行干預是非常有必要的，充分運用熱能和動力工程相關知識及技術，對鍋爐風機進行有效改進，可在一定程度上提升鍋爐風機的安全性與穩定性，對電廠可持續發展有利。

1 電廠鍋爐的結構類型與布置方式

1.1 電廠鍋爐的結構類型

電廠鍋爐的結構類型區間因素有很多，主要包括蒸汽參數、鍋爐容量、燃料特性等。目前，倒U型、塔型和箱型是目前最為常見的類型（如圖1所示）。

1.2 電廠鍋爐的布置方式

四角布置、前后墻對沖布置以及前墻布置是電廠鍋爐最為常見的布置方式[2]。四角布置，即于爐膛四角布置直流式燃燒器，爐膛中心與噴口中心線形成假想圓相切的定位，這種布置方法雖然燃燒穩定，但風道布置較復雜，可適用于煙煤、貧煤、褐煤等多種燃料;前后墻對沖布置和前墻布置通常選用旋流式燃燒器，可簡化煤粉管道布置工序，但對于高灰分和低揮發分的燃料不宜。

2 電廠鍋爐應用期間存在的不足

2.1 能量轉換效率低

電廠鍋爐在能量轉換過程中，主要是將化學能轉化為熱能，或將機械能轉化為熱能。電廠工作人員在進行實際操作時，需要依照電能需求控制發電量，是電能資源得到合理應用。隨著我國社會經濟發展進程加快，人們的生活質量得到了飛速提升，因此也就有了較高的電量需求，但電廠鍋爐運行所使用的相關技術創新并沒有突破性進展，導致電能轉換率異常低下，因此也就無法保證電能的需求得到滿足。從目前來看，電能資源浪費的現象非常嚴重，這一問題若不加以解決，可能會嚴重影響到設備的正常運轉，從而抑制電能運輸，使電廠的可持續發展受到阻礙。

2.2 相應技術的改革創新效率不足

現階段，應用于電廠鍋爐的相關技術多種多樣，為了滿足發展需求，這些技術都進行了改革和創新，但整體效率卻顯得相對不足。目前電能已經滲入人們生活的各個角落，所需的電能不可與過去相提并論，但在我國發展進程中，同時也倡導節能減排理念，這是當前電廠鍋爐相應技術改革不能同步實現的，因此需要重點加強節能與滿足用電需求的協同作用。

3 電廠鍋爐方面對熱能與動力工程的應用創新

3.1 風機仿真類翼型葉片的應用創新

由于電廠鍋爐風機的系統結構相對復雜，且運轉精密度相對較高，致使風機實際測量誤差性較大。這一問題與風機的葉輪存在著實質性的關系。目前我國電廠鍋爐尚未解決風機葉輪制作與運行問題，通常采用模擬試驗的方法對機械內部氣流流動變化進行測評，這種方式需要對出入風機的模擬氣體進行分離，方能得到精確度較高的測評值，隨后采用計算器對測評值進行模擬設定[3]。對于模擬試驗的應用而言，對熱能和動力工程實質性內容進行 深入探索，分析不同速率所對應的矢量圖，這一過程是至關重要的。模擬的過程需要重復多次，得到多組數據和矢量圖，經過對比分析后，方可確定風機翼型，只有這樣才能使電廠鍋爐的實際運作更加具有安全性和穩定性。

3.2 鍋爐燃燒控制技術的應用創新

（1）空燃比例連續控制技術

該技術的應用主要涵蓋了流量計氣體、PCL等構成要素。在分析相關數據的過程中，必須充分利用PCL，發揮熱電偶比例閥的實際功能，使數據傳遞效率提升。同時，在設置信號時，應合理應用微積分等計算法。只有將各構成要素的實質作用充分發揮，才能使該技術的控制效果得到升華，從而對電廠鍋爐運行溫度進行合理調節。但在實際運行過程中，該技術尚且無法對電廠鍋爐運行溫度進行精準控制，因此必須要確保數據計算的精準性，才能夠使該技術的控制效果得到保障。

（2）雙交叉先付控制技術

該技術的應用主要涵蓋了燒嘴、流量閥、燃燒控制器等構成要素。這種技術應用于電廠鍋爐，熱電偶發揮的實質性作用不容小覷。熱電偶可有效生成電信號，適應環境變化，從而改善自身溫度，使電信號生成，從而獲取到同一時間內鍋爐燃燒待測定點的溫度。但在實際應用過程中，獲取待測定點溫度值時，需合理應用工藝曲線。一般情況下，溫度的實際測量值和期望值是存在一定偏差的，因此就需要合理應用PCL，以兩值的偏差程度作為參考依據，從而有效調節閥門的松緊度，使溫度得到完美控制[4]。與此同時，該技術的應用還能實現對燃料使用的控制，使其損耗降低，并減少相應部件的應用，提升溫度數據提取的精準度，最終達到合理控制溫度的目的。

4 結束語

目前，我國電廠鍋爐仍存在著不容忽視的問題，對其進行科學處理必然需要有效結合熱能和動力工程的相關理論和技術，只有將兩者有效結合起來，才能使能量轉換過程更為穩定，對人們的生活帶來更多的利益。

參考文獻

[1]黃楷戈. 能源動力工程在鍋爐和能源方面的創新進展[J]. 科技經濟導刊， 2020， v.28;No.703（05）：100-100.

[2]王麗春. 淺析火力發電廠熱能動力鍋爐的燃料分析與燃燒改善[J]. 工程技術發展， 2021， 1（2）：22-23.

[3]趙銳芳. 電廠鍋爐應用于熱能與動力工程的創新研究[J]. 黑龍江科技信息， 2020， 000（003）：176-177.

[4]婁正灶. 熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發展探究[J]. 低碳世界， 2020， v.10;No.209（11）：158-159.

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