郭紅偉　王云

【摘要】伴隨著市場競爭的日益激烈化，以及對于自身工業(yè)發(fā)展的需要，熱能動力工程在我國應(yīng)用范圍不斷擴大，在工業(yè)生產(chǎn)生活中發(fā)揮了不可替代的重要作用。本文探討了熱能動力工程在鍋爐中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】熱能動力工程；鍋爐方面；應(yīng)用；探討

Application of Thermal Energy Engineering in Boiler

Guo Hong-wei，Wang Yun

（China Energy Construction Group Shanxi Electric Power Construction Co.， LtdTaiyuanShanxi030012）

【Abstract】With the increasingly fierce competition in the market， as well as for their own industrial development needs， thermal power engineering projects in China continue to expand， in industrial production and life played an irreplaceable important role. This paper discusses the application of thermal power engineering in boilers.

【Key words】Thermal power engineering；Boiler；Application

熱能動力工程館就是利用轉(zhuǎn)換的原理，將原材料燃燒產(chǎn)生的熱能通過轉(zhuǎn)換變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)所需要的機械能力。今天我們所要研究的是熱能動力工程在鍋爐方面的發(fā)展，鍋爐在社會的生產(chǎn)生活中是一個非常常見的物體，其本職就是工業(yè)上的一種能量轉(zhuǎn)換的媒介工具。目前，鍋爐的分類有很多，主要是根據(jù)其功能分類以及按照燃燒材料的不同分類。對于工業(yè)生產(chǎn)而言，鍋爐是密不可分的一個重要動力工具。但是，隨著我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及原材料價格的普遍上漲，如何合理的利用資源已經(jīng)成為了所有企業(yè)都在考慮的問題。由此，利用熱能動力工程對于企業(yè)的動力工具進行改造已經(jīng)成為了提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、瞬移國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重點。

1. 熱能動力工程

（1）從理論層面來講，熱能動力工程就是“熱能”與“工程”之間關(guān)系的引發(fā)的相關(guān)應(yīng)用實體機械與工程。目前，熱能動力工程的應(yīng)用范圍非常普遍，部分企業(yè)引入了熱能發(fā)電機作為企業(yè)的供電設(shè)備。還有一部分條件的企業(yè)引入了水利電動力工程為企業(yè)的生產(chǎn)提供動力，這里需要注意的是相對于傳統(tǒng)的燃燒礦物資源來提供生產(chǎn)動力，水利電動力工程是目前比較環(huán)保的一種動力工程建設(shè)，但是相對造價要比傳動動力設(shè)備高。目前，雖然國家在大力提倡環(huán)保節(jié)能建設(shè)，但是，水利電動力工程僅僅是有條件的大企業(yè)在采用。本文中所探討的鍋爐，其主要涉及了熱力發(fā)電機、相關(guān)的熱能轉(zhuǎn)換動力機械等方面的技術(shù)。

（2）熱能動力工程無論設(shè)計的相關(guān)科目有多少，其最根本的就是“熱能”與“動力”之間的關(guān)系，也就是兩者的轉(zhuǎn)換問題。目前，國內(nèi)熱能動力工程的主要應(yīng)用與熱電廠、空調(diào)制冷方向以及部分流程的自動化方向，未來的發(fā)展趨勢也將立足于這些具體的應(yīng)用來進一步解決相關(guān)能源應(yīng)用的問題。從上述我們可以看出，熱能動力工程主要解決我國工業(yè)生產(chǎn)生活中的最根本的動力問題，由此熱能動力工程的相關(guān)發(fā)展與國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展息息相關(guān)，熱能動力工程的改革將對于我國可持續(xù)發(fā)展道路起到重要的作用。

2. 鍋爐的相關(guān)構(gòu)成

（1）鍋爐根據(jù)其功能的不同和燃燒材料的不同可以分為很多種類，不同種類的鍋爐為了滿足不同的生產(chǎn)生活需要，在構(gòu)成方面存在一定的差異。但是，其主要的外殼以及核心的前期控制部分是不變的。鍋爐的外殼對于整個鍋爐來講是一個“外表”，鍋爐在工作過程中利用這個“外表”對自身進行固定，并且防風(fēng)防灰塵的襲擾。

（2）鍋爐中還有一個很重要的部分就是其電器控制器。電氣控制器對于鍋爐來說就相當(dāng)于“大腦”，通過“大腦”來控制鍋爐內(nèi)部的主要活動。隨著科技的不斷發(fā)展，鍋爐的電氣控制器已經(jīng)與信息產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，產(chǎn)生了微電腦控制的自動控制模式，一改傳統(tǒng)的人力操作，在溫度的精確程度、恒溫性方面得到了很大的改善。

3. 鍋爐方面存在的問題

目前，鍋爐方面存在的問題主要集中在鍋爐的風(fēng)機。風(fēng)機是鍋爐進行熱能與動能轉(zhuǎn)換不可缺少的一部分，主要是利用風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)，來提升鍋爐內(nèi)部的大氣壓力，由此壓縮后的氣體運送到企業(yè)安裝制定的機械中，氣壓恢復(fù)正常時原本被壓縮的膨脹，進而形成機械運作的動力。風(fēng)機的工作地點主要是在鍋爐的內(nèi)部，但是由于企業(yè)生產(chǎn)壓力的增加，往往鍋爐都是超負(fù)荷的運轉(zhuǎn)，由此風(fēng)機經(jīng)常出現(xiàn)燒壞電機的情況。燒壞電機不僅僅直接造成了企業(yè)的經(jīng)濟損失，對于操作人員的人身安全也造成了極大的威脅。因此，對于風(fēng)機的改造就需要利用熱能動力工程的相關(guān)技術(shù)，提高鍋爐的安全性、避免出現(xiàn)安全問題刻不容緩。

4. 熱能動力熱能動力工程中鍋爐及工業(yè)爐的發(fā)展

（1）工業(yè)革命首先在英國興起的，鍋爐的產(chǎn)生推動了動力的改革，是人力能夠得到解放，由此，伴隨著1872年世界上第一臺鍋爐的出現(xiàn)，蒸汽時代來臨。為了保證鍋爐的正常工作效率，在經(jīng)濟需求增大的時代背景下，分離冷凝器問世。分離冷凝器的出現(xiàn)以及廣泛應(yīng)用代表了在工業(yè)上鍋爐運作體系已經(jīng)開始走向完善。

（2）在實際的企業(yè)應(yīng)用中，鍋爐與工業(yè)爐基本就是“雙生花”，甚至有些工程學(xué)的學(xué)者將鍋爐劃為工業(yè)爐的某一個分支。在實際應(yīng)用中，兩者的運作方式是一樣的。鍋爐與工業(yè)爐都是利用礦物燃料的燃燒產(chǎn)生熱能，然后通過熱能進行動力的轉(zhuǎn)換來拉動工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的運行。追溯歷史，春秋戰(zhàn)國時期我國的冶鐵業(yè)就開始發(fā)展，在冶金活動的推動下我國商代就已經(jīng)出現(xiàn)了工業(yè)爐的雛形。但是，第一臺成熟的真正意義的工業(yè)爐問世與1794年。伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，目前IT技術(shù)已經(jīng)與工業(yè)爐的操作系統(tǒng)進行了完美的結(jié)合，微電子控制正在逐步替代傳統(tǒng)的人力操作對工業(yè)爐的操作系統(tǒng)進行精確的控制。endprint

5. 工業(yè)生產(chǎn)過程中內(nèi)燃控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

在實際的操作 過程中，對于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的控制時工業(yè)爐或鍋爐對于動力燃料燃燒控制技術(shù)的核心。隨著時代的進步，傳統(tǒng)的人力添加燃料的模式已經(jīng)無法滿足實際工廠生產(chǎn)的需要，由此自動填充模式成為了主流。部分大企業(yè)引入的國外設(shè)備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整個流程的全自動化，微電腦操作系統(tǒng)完全實現(xiàn)了對于燃燒的控制。根據(jù)控制技術(shù)的不同，目前將鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)主要分為了一下兩種。

5.1目前企業(yè)比較常用的就是空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由可編程的邏輯控制器、比例閥、燃燒控制器等部分組成。目前，空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)主要是利用鍋爐內(nèi)部相關(guān)燃燒數(shù)據(jù)的分析傳入可編程的邏輯控制器，通過邏輯控制器對于向比例閥傳輸電子信號，對其開放程度進行調(diào)控，由此來控制鍋爐內(nèi)部的溫度。但是，受到科技發(fā)展的局限性，目前利用空燃比里的連續(xù)控制系統(tǒng)在具體操作過程中，其對于溫度控制的準(zhǔn)確度沒有達到預(yù)想的目標(biāo)，還是需要專業(yè)技術(shù)人員的操作干涉。

5.2目前應(yīng)用比較普遍的雙交叉先付系統(tǒng)。雙交叉先付系統(tǒng)對于鍋爐的控制主要依靠溫度傳感系統(tǒng)來實現(xiàn)。通過對于溫度的準(zhǔn)備測量，將溫度信號傳遞到邏輯控制器，然后通過邏輯控制器對空氣流量閥的打開程度進行調(diào)解。同時，對于燃料的進出口進行調(diào)解，精確的控制溫度。

6. 仿真鍋爐風(fēng)機翼型葉片

目前鍋爐系統(tǒng)普遍使用的葉輪機械的內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜，并且其運作帶有不穩(wěn)定的特征。到目前為止沒有經(jīng)過經(jīng)過論證的力學(xué)理論可以解釋流動分流等相關(guān)現(xiàn)場產(chǎn)生的原因。為了詳細(xì)了解鍋爐內(nèi)部流

動、分流的本職，需要進行相關(guān)流動方式的實驗，并且模仿鍋爐內(nèi)部的實際環(huán)境。對不同的氣流攻角的流動進行二維數(shù)值模擬，，達到模擬的目的，同時可以根據(jù)模擬不同攻角卜所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析，最后得出鍋爐風(fēng)機翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。

7. 結(jié)束語

根據(jù)以上的分析和具體的實驗理論結(jié)果我們可以看出，熱能動力技術(shù)普遍應(yīng)用與工業(yè)鍋爐，提高鍋爐的燃燒控制達到企業(yè)生產(chǎn)的要求的各個環(huán)節(jié)中都離不開熱能動力技術(shù)的參與。因此，熱能動力學(xué)對于我國工業(yè)生產(chǎn)過程中的動力改革具有不也替代的作用。因此，利用熱能動力學(xué)的相關(guān)原理對工業(yè)鍋爐進行積極的改造，對于提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源都將發(fā)揮巨大的作用。

參考文獻

[1]安連鎖.泵與風(fēng)機[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]袁春杭.鍋爐引風(fēng)機事故的預(yù)防[J].中國鍋爐壓力容器安全，2012，（12）.

[3]蔡兆林，吳克啟，穎達.離心風(fēng)機損失的計算[J].工程熱物理學(xué)報，2013，（07）.

[4]松嶺.流體力學(xué)[M].北京：中國電力出版社，2010.endprint