劉兆明

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源的消耗量也在呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，而國內(nèi)的能源現(xiàn)狀較為嚴(yán)峻，目前已無法滿足現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，因此能源問題成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。所以，除了開發(fā)新能源外，我們還要提高科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)能源利用率，減少對(duì)資源的浪費(fèi)?？v觀我國電力行業(yè)的發(fā)展過程，熱能與動(dòng)力工程的科學(xué)合理利用技術(shù)始終在熱電廠的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。由于熱能與動(dòng)力工程專業(yè)在我國高校成立時(shí)間較早，因此發(fā)展時(shí)間長，積累的經(jīng)驗(yàn)也較為豐富。其中，能夠代表熱能與動(dòng)力工程核心技術(shù)的是鍋爐以及發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)，而鍋爐專業(yè)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用是熱能與動(dòng)力工程的關(guān)鍵部分，尤其是廣泛應(yīng)用于制藥廠和鍋爐廠的生產(chǎn)運(yùn)作中，使鍋爐的燃燒利用率和運(yùn)作效率均得到了顯著提高。該文就熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用進(jìn)行全面深入的探討和分析。

關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程 ?鍋爐 ?應(yīng)用與創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：TK22 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0079-02

目前，我國鍋爐種類比較多，且在鍋爐的生產(chǎn)制造和能源分配上也存在著相當(dāng)多的問題[1]。因此我們目前的任務(wù)是深入探討并研究熱能與動(dòng)力工程，制定鍋爐設(shè)計(jì)的合理方案，從而使鍋爐的利用率得到更好提高，進(jìn)一步促進(jìn)鍋爐業(yè)的發(fā)展，這樣才能實(shí)現(xiàn)未來熱能與動(dòng)力工程技術(shù)在鍋爐專業(yè)中的創(chuàng)新[2]。下面該文從熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用角度展開論述，同時(shí)深入分析并探討了其在科技創(chuàng)新方面的有關(guān)問題及今后的發(fā)展趨勢(shì)。

1 簡介熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用

1.1 熱能與動(dòng)力工程在工程中的概述

簡單來說，熱能與動(dòng)力工程我們從字面上就可以看出主要研究的是熱能與動(dòng)力兩者之間的能量關(guān)系，即熱能有時(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能有時(shí)再轉(zhuǎn)化為熱能，但在一些情況下，也可通過蒸汽等技術(shù)將熱能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而促進(jìn)電力行業(yè)發(fā)展。作為一門綜合性學(xué)科，熱能與動(dòng)力工程涵蓋了熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、流體工程及流體機(jī)械等內(nèi)容，另外，與熱能工程相關(guān)的因素也相對(duì)較多，主要包括熱能工程、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、流體工程及流體機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械與熱能工程、能源工程、制冷與低溫技術(shù)、冷凍冷藏工程、水利電力工程及工程物理等方面，而能夠綜合體現(xiàn)熱能與動(dòng)力工程相關(guān)研究內(nèi)容的是鍋爐業(yè)，在鍋爐制造設(shè)計(jì)的方案中，很多方面均與熱能和動(dòng)力工程的研究內(nèi)容相關(guān)，而且還具有一定程度的系統(tǒng)綜合性[3]。雖然熱能與動(dòng)力工程是鍋爐中的重點(diǎn)研究對(duì)象，但對(duì)其他多種相關(guān)領(lǐng)域的研究也不能忽視，如工程物理、能源工程、機(jī)械工程等，而在所有的研究內(nèi)容中，熱能與機(jī)械能之間的能源轉(zhuǎn)化占有相當(dāng)大的比重?？v觀我國熱能與動(dòng)力學(xué)的發(fā)展過程及其未來發(fā)展方向，可以得出其具有多面性的特點(diǎn)，而主要發(fā)展方向是電廠熱能工程。

近年來，隨著科技水平的不斷發(fā)展提高，極大的帶動(dòng)了熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展進(jìn)步，使其逐漸趨于自動(dòng)化，然而我國在物理工程方面的人才相對(duì)比較匱乏，無法滿足現(xiàn)在的市場(chǎng)需求，因此未來還需特別重視對(duì)該類人才的培養(yǎng)，除此之外，還需要進(jìn)一步提高鍋爐熱能轉(zhuǎn)換及空調(diào)制冷等方面的能源利用率，從而保證熱能動(dòng)力工程的順利發(fā)展，只有解決了能源使用問題，才能夠使熱能與動(dòng)力工程在生產(chǎn)中的重要作用得到充分發(fā)揮，進(jìn)而保障我國經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展，因此，對(duì)熱能與動(dòng)力工程進(jìn)行深入研究具有相當(dāng)重要的意義。

1.2 鍋爐構(gòu)造及動(dòng)力的應(yīng)用原理分析

鍋爐的燃?xì)饪刂?、鍋爐的外殼及鍋爐的生產(chǎn)配套部分共同構(gòu)成了鍋爐，而燃?xì)忮仩t外殼還包括底殼和面殼兩方面，每個(gè)部分都發(fā)揮著不同的作用，其中底殼主要負(fù)責(zé)鍋爐燃燒，也是鍋爐燃燒的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因底殼上有電控盒和熱交換器等部件，鍋爐通過底殼與其他部分更好的進(jìn)行連接，從而形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)。而面殼的作用主要是防止灰塵等雜物進(jìn)入鍋爐，更好的保護(hù)鍋爐，進(jìn)而使其使用壽命得到延長[4]。除此之外，鍋爐的核心部件電氣控制也在鍋爐的運(yùn)行中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其主要任務(wù)是保障鍋爐各項(xiàng)工作和鍋爐燃燒的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。近年來，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，使鍋爐行業(yè)得到較快發(fā)展，目前鍋爐業(yè)均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，這樣就能很好的控制鍋爐的熱平衡及鍋爐的燃燒，從而使鍋爐的燃燒效率得到提高，保證熱能的利用率，從而有效地減少能源浪費(fèi)。

1.3 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用

能量轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)在鍋爐燃燒控制中是相當(dāng)必要的，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，鍋爐的類型也發(fā)生了相當(dāng)大的變化，并且實(shí)現(xiàn)了智能填料，不僅節(jié)省了勞動(dòng)力，還使鍋爐燃燒得到更好的控制。鍋爐在人類工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用，從某種角度講，工業(yè)爐的前身就是鍋爐，是工業(yè)革命進(jìn)程中不可或缺的重要力量。鍋爐主要是通過燃燒能源產(chǎn)生大量熱能，從而實(shí)現(xiàn)能源的有效轉(zhuǎn)化，不僅為進(jìn)一步發(fā)展工業(yè)文明提供保障，也為提高人類生產(chǎn)力作好基礎(chǔ)鋪墊。

2 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐生產(chǎn)中存在的問題分析

在鍋爐生產(chǎn)中，鍋爐的風(fēng)機(jī)是不可或缺的關(guān)鍵組成部分，其主要承擔(dān)著將電能向動(dòng)能轉(zhuǎn)變的作用，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，保證將氣體順利地輸送到鍋爐內(nèi)部。因此，我們不僅要調(diào)整風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，還要將熱能與動(dòng)力工程技術(shù)正確合理的應(yīng)用到鍋爐的制造改進(jìn)中，不過，需要特別注意的是鍋爐內(nèi)部葉輪機(jī)械的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，外界一些不確定因素很容易影響測(cè)量的相關(guān)溫度變化值，造成了測(cè)量中的不可靠性。針對(duì)這種情況，目前我國還未研究出有效的解決對(duì)策，但是從多種方向?qū)崮芘c動(dòng)力工程已開發(fā)的相關(guān)軟件有效測(cè)定風(fēng)機(jī)葉片燃燒的速度，并且還可對(duì)所測(cè)數(shù)值進(jìn)行相關(guān)模擬，從而獲得較為準(zhǔn)確的軟件模擬結(jié)果，為風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命作出準(zhǔn)確評(píng)估，從而使鍋爐燃燒得到更好的控制，降低其生產(chǎn)運(yùn)行中的使用風(fēng)險(xiǎn)。

3 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐運(yùn)行中的科技創(chuàng)新

3.1 鍋爐燃燒控制技術(shù)的創(chuàng)新

如何有效地調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業(yè)生產(chǎn)中，我國的鍋爐填充燃料絕大多數(shù)是采取人工添加的方式，從而保障鍋爐相關(guān)工作的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。不過，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，絕大部分企業(yè)已從人工填料方式向步進(jìn)式的自動(dòng)化轉(zhuǎn)變，而連續(xù)控制系統(tǒng)是主要的鍋爐燃燒方式，其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構(gòu)成，通過熱電偶的有效檢測(cè)來設(shè)定合理數(shù)值，再利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確計(jì)算出所測(cè)數(shù)值偏差，從而保證輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性，與此同時(shí)，還能夠有效且合理的對(duì)鍋爐燃燒進(jìn)行控制。

3.2 鍋爐風(fēng)機(jī)的仿真類翼型葉片

由于鍋爐內(nèi)部的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行精密，因此給實(shí)際測(cè)量帶來一定的困難。目前我國尚未有科學(xué)且完整的體系來完善鍋爐的葉輪制造及運(yùn)行發(fā)展。如果想要獲取準(zhǔn)確有效的數(shù)值，就應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法對(duì)機(jī)械內(nèi)部的氣體流動(dòng)進(jìn)行有效評(píng)估，模擬空氣以不同方式出入風(fēng)機(jī)時(shí)的相關(guān)流動(dòng)分離。最后，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)值進(jìn)行模擬設(shè)定，采用模擬實(shí)驗(yàn)方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖，將多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后，確定出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離及攻角之間的關(guān)系，從而進(jìn)行深一步的研究。

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，熱能與動(dòng)力工程在實(shí)際生產(chǎn)生活及鍋爐發(fā)展中均越來越發(fā)揮著重要作用，是保證我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是工業(yè)水平提高的一個(gè)重要標(biāo)志。因此，不管現(xiàn)在還是未來，對(duì)熱能與動(dòng)力學(xué)的研究都是不可缺少的，從而使其在鍋爐的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及能源生產(chǎn)中更好的發(fā)揮作用，為我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及能源利用率提供堅(jiān)實(shí)的保障。

參考文獻(xiàn)

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