摘 要：熱能與動(dòng)力工程學(xué)是目前能源研究中的熱門科目，其研究?jī)?nèi)容能夠在很大程度上改善目前的工業(yè)動(dòng)力體系，在應(yīng)用中能夠有效地體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展思想。熱能與動(dòng)力工程與能源供給有非常深入的聯(lián)系，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了比較廣泛的應(yīng)用，尤其是在鍋爐的應(yīng)用中提高了能源供給速率和燃燒利用率，有效促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。本文分析了熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的發(fā)展及應(yīng)用，同時(shí)提出了應(yīng)用過(guò)程中還存在的問(wèn)題，以促進(jìn)應(yīng)用效果的進(jìn)一步改善發(fā)展。

關(guān)鍵詞：熱能；動(dòng)力工程；鍋爐；應(yīng)用

隨著世界能源危機(jī)的到來(lái)，對(duì)于新的能源和動(dòng)力工程的研究也在不斷快速發(fā)展，熱能作為一種應(yīng)用廣泛的能源，能夠通過(guò)動(dòng)力工程轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并借助相應(yīng)的工業(yè)生產(chǎn)器械進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)需要的電能等其他形式的能量。

熱能與動(dòng)力工程學(xué)通過(guò)對(duì)熱能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化研究使得熱能能夠以更加高效的形式在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，在提高能源應(yīng)用效率的同時(shí)也減少了能源的浪費(fèi)。

電廠鍋爐作為整個(gè)電力工業(yè)生產(chǎn)中的主要能源供給和轉(zhuǎn)換設(shè)備，就很好地應(yīng)用了熱能及動(dòng)力工程學(xué)的內(nèi)容，提高了鍋爐的能源轉(zhuǎn)化效率，但是在目前的應(yīng)用中也還存在一些有待解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)熱能和動(dòng)力工程在鍋爐中的具體應(yīng)用和問(wèn)題的研究，能夠更好地促進(jìn)該應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，進(jìn)一步提高鍋爐的能源利用效率。

1 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中應(yīng)用發(fā)展的過(guò)程

鍋爐是一種將熱能與機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)化的工業(yè)設(shè)備，在我國(guó)的發(fā)電廠等工業(yè)生產(chǎn)中十分常見，是能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵設(shè)備。鍋爐的產(chǎn)生標(biāo)志著蒸汽機(jī)時(shí)代的出現(xiàn)，其工業(yè)應(yīng)用大幅度地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了能量的自由轉(zhuǎn)換。

熱能是鍋爐利用的主要能源形式，通過(guò)物料的燃燒產(chǎn)生熱能促使鍋爐工作，并在工作的過(guò)程中將產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備所需要的動(dòng)力，帶動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)線的工作，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展離不開鍋爐，而鍋爐的不斷發(fā)展則得益于熱能和動(dòng)力工程學(xué)的研究進(jìn)步。通過(guò)人能動(dòng)力工程的不斷改進(jìn)，鍋爐的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率也在不斷提高，進(jìn)而帶動(dòng)了整個(gè)生產(chǎn)線效率的提高。

目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)鍋爐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和熱能、動(dòng)力工程學(xué)的研究都還在不斷發(fā)展，針對(duì)目前熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中還存在的主要問(wèn)題進(jìn)行研究解決，以便能夠進(jìn)一步提高鍋爐的能源利用效率。

2 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的具體應(yīng)用

要了解人熱能及動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用，首先就要了解鍋爐的結(jié)構(gòu)和工作流程。鍋爐主要的結(jié)構(gòu)包括鍋爐鍋爐本體（drum）、輔助設(shè)備和安全裝置幾個(gè)部分，其中，主體主要是指鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件。而鍋爐的工作流程則是首先在爐膛中放入物料，經(jīng)過(guò)燃燒控制技術(shù)使得物料充分燃燒并產(chǎn)生大量的熱能，熱能沿著鍋爐的結(jié)構(gòu)傳送到鍋筒并對(duì)存儲(chǔ)在鍋筒內(nèi)的水進(jìn)行加熱，加熱產(chǎn)生的水蒸氣蘊(yùn)含大量的動(dòng)力，再經(jīng)過(guò)汽輪、風(fēng)機(jī)等設(shè)備將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)所需要的動(dòng)能。

在整個(gè)鍋爐的工作過(guò)程中，熱能與動(dòng)力工程的工業(yè)化應(yīng)用主要有兩項(xiàng)核心技術(shù)，第一是燃燒控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)利用熱電偶檢測(cè)出燃燒數(shù)據(jù)并傳送到PLC，然后將這些數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)微積分運(yùn)算將偏差值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)而控制比例閥門，通過(guò)改變空氣壓力來(lái)調(diào)節(jié)燃燒情況；第二是雙交叉先付控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是利用溫度傳感器來(lái)收集信息并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的差距，利用PLC來(lái)調(diào)整燃料與空氣流量閥門的開合程度，進(jìn)而控制整個(gè)燃燒情況。在鍋爐工作的核心技術(shù)中，利用熱能與動(dòng)力工程學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)化的調(diào)整，有效促進(jìn)了鍋爐效率的提升。

3 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中存在的問(wèn)題

盡管鍋爐的發(fā)展時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)，熱能與動(dòng)力工程學(xué)知識(shí)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，但是目前該應(yīng)用技術(shù)中還存在一些問(wèn)題，影響了應(yīng)用效果。

第一是鍋爐風(fēng)機(jī)的損傷問(wèn)題，風(fēng)機(jī)是鍋爐中非常重要的設(shè)備，主要是通過(guò)壓縮和傳送氣體來(lái)將氣體的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而保證鍋爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是鍋爐動(dòng)力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，但是，隨著生產(chǎn)負(fù)擔(dān)的加重，鍋爐要承擔(dān)更大量的能量轉(zhuǎn)化任務(wù)，這為鍋爐的風(fēng)機(jī)帶來(lái)了非常大的損傷壓力，風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)本身承受能力不是特別強(qiáng)，在加大壓力的情況下會(huì)影響風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效果，甚至可能造成損壞，一旦風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備受到影響，甚至影響整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行，對(duì)于風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及動(dòng)力應(yīng)用形式的改良是目前鍋爐應(yīng)用改良中的主要問(wèn)題。

第二個(gè)問(wèn)題是能源的效率問(wèn)題，盡管采用了多重的燃燒控制技術(shù)，但是鍋爐中燃料的燃燒效率仍然是比較低的，再經(jīng)過(guò)能量轉(zhuǎn)化的時(shí)候也必然面臨著能量損耗的問(wèn)題，整體來(lái)說(shuō)能源效率雖然在不斷提高，但是平均水平仍然比較低，在這種情況下為了滿足生產(chǎn)需要，就只能增加物料、加重鍋爐的生產(chǎn)負(fù)擔(dān)，這會(huì)造成更多的能源浪費(fèi)和機(jī)器損耗問(wèn)題，如何進(jìn)一步提高鍋爐的能源轉(zhuǎn)化和利用效率一直是熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用研究中的主要問(wèn)題，并且必然還將持續(xù)研究下去。在鍋爐的未來(lái)發(fā)展創(chuàng)新中，只有針對(duì)這些問(wèn)題盡快進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，才能夠從根本上提高熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)化的主要設(shè)備在各種工業(yè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，鍋爐利用了熱能與動(dòng)力工程學(xué)知識(shí)，建立了合理的能源轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的目的，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)力的大幅度提高。但是，在應(yīng)用過(guò)程中，鍋爐本身的結(jié)構(gòu)以及熱能動(dòng)力工程的利用效率仍然還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題目前還沒(méi)有得到有效的解決，只有通過(guò)對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化以及對(duì)熱能與動(dòng)力工程學(xué)的深入研究才可能找到合適的解決方案，促進(jìn)熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用發(fā)展。

我國(guó)應(yīng)該繼續(xù)培養(yǎng)相關(guān)的人才和工程師，對(duì)該領(lǐng)域繼續(xù)進(jìn)行研究探索，大膽進(jìn)行合理的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，促進(jìn)我國(guó)的熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用技術(shù)的突破，進(jìn)而提高能源利用效率，減少資源的浪費(fèi)，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)力的提高。

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作者簡(jiǎn)介：劉敏（1972-），男，現(xiàn)任國(guó)電內(nèi)蒙古上海廟熱電有限公司副總工程師。