关于热能与动力工程在锅炉中应用问题的探讨

摘 要：热能与动力工程学是目前能源研究中的热门科目，其研究内容能够在很大程度上改善目前的工业动力体系，在应用中能够有效地体现节能环保的可持续发展思想。热能与动力工程与能源供给有非常深入的联系，在工业生产中得到了比较广泛的应用，尤其是在锅炉的应用中提高了能源供给速率和燃烧利用率，有效促进了生产效率的提高。本文分析了热能与动力工程在锅炉中的发展及应用，同时提出了应用过程中还存在的问题，以促进应用效果的进一步改善发展。

关键词：热能；动力工程；锅炉；应用

随着世界能源危机的到来，对于新的能源和动力工程的研究也在不断快速发展，热能作为一种应用广泛的能源，能够通过动力工程转化为机械能，并借助相应的工业生产器械进一步转化为生产需要的电能等其他形式的能量。

热能与动力工程学通过对热能和动能之间的转化研究使得热能能够以更加高效的形式在工业生产中得到应用，在提高能源应用效率的同时也减少了能源的浪费。

电厂锅炉作为整个电力工业生产中的主要能源供给和转换设备，就很好地应用了热能及动力工程学的内容，提高了锅炉的能源转化效率，但是在目前的应用中也还存在一些有待解决的问题。通过对热能和动力工程在锅炉中的具体应用和问题的研究，能够更好地促进该应用技术的创新发展，进一步提高锅炉的能源利用效率。

1 热能与动力工程在锅炉中应用发展的过程

锅炉是一种将热能与机械能进行转化的工业设备，在我国的发电厂等工业生产中十分常见，是能量转化的关键设备。锅炉的产生标志着蒸汽机时代的出现，其工业应用大幅度地提高了工业生产效率，实现了能量的自由转换。

热能是锅炉利用的主要能源形式，通过物料的燃烧产生热能促使锅炉工作，并在工作的过程中将产生的机械能转化为其他的工业生产设备所需要的动力，带动整个生产线的工作，现代工业的发展离不开锅炉，而锅炉的不断发展则得益于热能和动力工程学的研究进步。通过人能动力工程的不断改进，锅炉的生产转换效率也在不断提高，进而带动了整个生产线效率的提高。

目前国内外有关锅炉结构的优化和热能、动力工程学的研究都还在不断发展，针对目前热能与动力工程在锅炉应用中还存在的主要问题进行研究解决，以便能够进一步提高锅炉的能源利用效率。

2 热能与动力工程在锅炉中的具体应用

要了解人热能及动力工程在锅炉中的应用，首先就要了解锅炉的结构和工作流程。锅炉主要的结构包括锅炉锅炉本体（drum）、辅助设备和安全装置几个部分，其中，主体主要是指锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件。而锅炉的工作流程则是首先在炉膛中放入物料，经过燃烧控制技术使得物料充分燃烧并产生大量的热能，热能沿着锅炉的结构传送到锅筒并对存储在锅筒内的水进行加热，加热产生的水蒸气蕴含大量的动力，再经过汽轮、风机等设备将机械能转化为生产所需要的动能。

在整个锅炉的工作过程中，热能与动力工程的工业化应用主要有两项核心技术，第一是燃烧控制系统，该控制系统利用热电偶检测出燃烧数据并传送到PLC，然后将这些数据与设定数值进行对比，经过微积分运算将偏差值转化为电信号，进而控制比例阀门，通过改变空气压力来调节燃烧情况；第二是双交叉先付控制系统，这种控制系统是利用温度传感器来收集信息并将其转化为电信号，然后根据测量数据与标准数据之间的差距，利用PLC来调整燃料与空气流量阀门的开合程度，进而控制整个燃烧情况。在锅炉工作的核心技术中，利用热能与动力工程学知识，实现更加自动化的调整，有效促进了锅炉效率的提升。

3 热能与动力工程在锅炉应用中存在的问题

尽管锅炉的发展时间已经较长，热能与动力工程学知识的应用已经比较成熟，但是目前该应用技术中还存在一些问题，影响了应用效果。

第一是锅炉风机的损伤问题，风机是锅炉中非常重要的设备，主要是通过压缩和传送气体来将气体的能量转化为机械能，从而保证锅炉的正常运转，是锅炉动力系统中的重要环节，但是，随着生产负担的加重，锅炉要承担更大量的能量转化任务，这为锅炉的风机带来了非常大的损伤压力，风机的结构本身承受能力不是特别强，在加大压力的情况下会影响风机的运行效果，甚至可能造成损坏，一旦风机的运转出现问题，就会导致其他设备受到影响，甚至影响整个生产过程的顺利进行，对于风机结构及动力应用形式的改良是目前锅炉应用改良中的主要问题。

第二个问题是能源的效率问题，尽管采用了多重的燃烧控制技术，但是锅炉中燃料的燃烧效率仍然是比较低的，再经过能量转化的时候也必然面临着能量损耗的问题，整体来说能源效率虽然在不断提高，但是平均水平仍然比较低，在这种情况下为了满足生产需要，就只能增加物料、加重锅炉的生产负担，这会造成更多的能源浪费和机器损耗问题，如何进一步提高锅炉的能源转化和利用效率一直是热能与动力工程在锅炉应用研究中的主要问题，并且必然还将持续研究下去。在锅炉的未来发展创新中，只有针对这些问题尽快进行技术改进，才能够从根本上提高热能与动力工程在锅炉中的应用效果。

4 结语

锅炉作为一种能源转化的主要设备在各种工业领域中都得到了广泛的应用，锅炉利用了热能与动力工程学知识，建立了合理的能源转化结构，实现了热能转化为动能的目的，促进了工业生产力的大幅度提高。但是，在应用过程中，锅炉本身的结构以及热能动力工程的利用效率仍然还存在一些问题，这些问题目前还没有得到有效的解决，只有通过对锅炉结构的进一步优化以及对热能与动力工程学的深入研究才可能找到合适的解决方案，促进热能与动力工程在锅炉中的应用发展。

我国应该继续培养相关的人才和工程师，对该领域继续进行研究探索，大胆进行合理的创新设计，促进我国的热能与动力工程在锅炉应用技术的突破，进而提高能源利用效率，减少资源的浪费，促进工业生产力的提高。

参考文献：

[1] 陈雅丽，张俊萍.热能动力工程在热电厂中的运用探讨[J].电子制作，2014（24）.

[2] 罗战杰，许少群.浅谈电厂中热能与动力工程的有效运用[J].科技与企业，2015（09）.

作者简介：刘敏（1972-），男，現任国电内蒙古上海庙热电有限公司副总工程师。