热能与动力工程在锅炉中应用问题研究

徐 楠 陈 娟 霍光明（河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南 郑州 450000）



热能与动力工程在锅炉中应用问题研究

徐 楠 陈 娟 霍光明
（河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南 郑州 450000）

摘 要：近年来，我国经济迅猛发展，对能源的需求呈现不断攀升的趋势。为解决能源短缺问题，我国加大了对科学技术的重视、投资力度，以期充分利用能源。众所周知，我国热能与动力工程专业建立较晚，且经历多年发展。根据调查结果显示，热能与动力工程被广泛应用于锅炉中，且在其技术中居于核心地位。就锅炉专业来讲，热能与动力工程在制药厂、锅炉厂等方面得到了充分的体现。本文根据笔者实际经验，并结合相关文献资料，首先，解读了热能与动力工程、锅炉构成的内涵；其次，论述了热能与动力工程在锅炉中的发展及存在的问题；再者，探究了热能动力工程炉内燃烧控制技术的应用；最后，分析了热能与动力工程的发展方向，旨在做出重要的分享。

关键词：热能与动力工程；锅炉；问题；应用；发展方向

随着社会经济、科学技术的迅猛发展，我国各行各业取得了显著的成绩。其中，热能与动力工程愈来愈受到社会各界的高度重视，换句话说，热能与动力工程在我国获得了广泛的应用。本文根据笔者实际从业经验，从热能与动力工程、锅炉构成的内涵、热能与动力工程在锅炉中的发展及存在的问题、热能动力工程炉内燃烧控制技术的应用、热能与动力工程的发展方向4个方面对热能与动力工程在锅炉中的应用进行了深入研究，旨在为各位同仁提供参考。

一、对热能与动力工程、锅炉的构成

（一）热能与动力工程

就热能与动力工程表层意义而言，其主要涉及热能、动力两个方面的内容，也就是说，热能与动能之间的循环转换（热能转化为功能或动能转化为热能）。当然，某些时候，在这起技术的作用下，动能可以转化为电能，以满足电力行业的需求，从而促进其高效发展。经调查、研究发现，能量转换过程中所应用的技术与其他工程存有很大的区别。与此同时，其涉及多个学科的内容。此外，热能与动力工程具有广阔的发展前景，主要包括工程物理工程、电厂热能工程等。实践证明，热能与动力工程的存在、发展在缓解我国能源压力方面发挥着不可替代的作用。由此可知，热能与动力工程必然会受到社会各界的高度重视，以满足我国经济、生活对能源的需求。

（二）锅炉的构成

对于锅炉的构成，主要包括燃气锅炉电气控制、外壳等，如图1所示。其中，锅炉的外壳由面壳、底壳构成，其在锅炉作业过程中发挥着各自的价值。就底壳而言，其主要用于固定锅炉的燃烧器，从而确保锅炉使用的安全性。此外，锅炉底壳上配置了其他部件，以构成一个整体，从而更好地发挥其自身的作用。防风防尘是面壳的主要功能，能够有效保护锅炉，以保证锅炉平稳、有序运行。现今，科学技术、社会经济的迅猛发展，很多企业大都倾向于采用计算机控制方法。根据调查结果显示，计算机控制具有高度的科学性、精确性。

二、热能与动力工程在锅炉中的发展及存在的问题

（一）热能与动力工程在锅炉中的发展

自19世纪70年代第一台锅炉诞生，人们开始迈入蒸汽时代。18世纪90年代，分离冷凝器面世，这标志着具备完整运作体系的锅炉初步确立。经调查、研究发现，锅炉与工业炉在原理方面存有一定的共性。严格意义上来讲，锅炉属于工业炉范畴。所谓的工业炉指的是一种工业设备，其存在有利于实现热量的转换。在我国，工业炉起源于商代，主要用于加热提炼铜器。随着时代的发展，铸铁技术应运而生，其充分反映出工业炉在控制温度方面的进步、发展。近年来，社会经济、科学技术迅猛发展，对于锅炉系统的控制不再是人工，而是计算机。通常吸纳连续加热炉主要包括两种类型：步进式炉、推钢式炉，其存在着一定的差异性：运输燃料的方式。

（二）热能与动力工程在锅炉中存在的问题

众所周知，锅炉中的风机具备转换能量（机械能转变为动能）的作用。但是，当前国民经济、生活对能量的需求量不断增大，处于作业状态的风机极易损坏电机，甚至会影响到使用者的人身安全。此外，其对企业经济效益具有负面影响，严重妨碍了企业的长远发展。因此，企业改善、提高风机装备对解决锅炉中存在的问题颇有益处、推动热能与动力工程发展进程等颇有益处。

三、热能动力工程炉内燃烧控制技术的应用

众所周知，调整能量转换幅度的核心技术是整个锅炉的燃烧控制。在目前的社会发展过程中，锅炉的燃料填充方式不断发展变化，逐渐由传统的人力向锅炉内填充燃料，转变为步进式的自动控制型的填充燃料方式。另外，更加先进的锅炉甚至会采用全自动的燃烧控制系统。根据锅炉运用的热能动力，以及自动控制技术的不同，一般的锅炉燃烧控制会分为几种类型：一是燃烧的控制系统是以烧嘴、燃烧控制器、热电偶、电动蝶阀、比例阀、气体分析装置以及PLC等相应的部件组成。这种燃烧的控制系统一般会由热电偶检测出相应的数据，并以最快的速度传送到PLC，并与其本身所设定的数值进行对比，偏差值也会通过使用一定的比例积分，或微分运算输出信号，同时分别对比例阀门，以及电动蝶阀的开放程度进行适当的调节，使其达到控制空气与燃料的比例，最终能够调节锅炉内的温度。然而，采用这种方式对锅炉的温度进行控制，不是完全的精确，一般需要极其仔细的确认额定的数值。二是双交叉先付控制系统，该系统主要是烧嘴、流量阀、流量计、燃控制器、热电偶等几个部分组成。其主要的工作原理是通过温度传感器，热电偶会将需要进行准确测量的温度转化成具体的电信号。这样的电信号刻意用来代表测量点的实际温度。该测量点的具体温度一般会由预先贮存在上位机中的工艺曲线自动限定的。通常情况下，根据两者数据之间的偏差值的大小，会使用PLC自动调节燃料与空气流量阀门的开合程度，使其具有一定的准确性。通过电动的方式运行机构的定位，以及空气和燃料的控制比例，在测量空气的流量时可以借助孔板和差压变送器。另外，可以通过专用的质量控制装置来测量燃料的控制，这也是精确控制温度的一个重要数值。值得注意的是，这种燃烧控制的最大优点在于能更好地节省一些部件，也能保证锅炉温度的控制是精确无误的。

四、热能与动力工程的发展方向

目前，随着社会经济、科学技术的高速发展，热能与动力工程的发展前景更为广阔，其对多个领域的发展具有重要的意义，例如：汽车工程、热力发电机、热能动力及控制工程等。然而，值得注意的是，将热能与动力工程应用于工程发展中时，须理解、掌握其所涉及的原理知识，并针对不同问题进行不同分析，从而确保各项工程平稳、有序地进行。与此同时，鉴于热能与动力工程良好的发展前景，相关人员应通过不断学习，加强自身技能、综合素质，为更好地促进其的发展奠定坚实的基础，进而最大程度地满足我国经济、社会等对能源日益增长的需求。

图1　锅炉内部构成图

结语

综上所述，笔者对热能与动力工程的应用及解决其存在的问题的措施等进行了全面的分析。实践证明，这些方法对促进锅炉运转、提高锅炉工作的有效性等具有重要的意义，以提高企业自身的核心竞争力，进而提高其经济效益。此外，能源动力在我国市场经济中占据着举足轻重的位置，是开发利用能源、实现动力应用的基础。由此可见，对于热能与动力工程的发展，相关人员须注重理论、实际的有机结合，遵循“实事求是”的原则，且葆有积极乐观的工作态度等，以突破、创新方法技术，从而提高企业的运营效率。笔者坚信，唯有如此，我国能源短缺的问题才能得到有效解决，有利于推动我国经济发展进程及提高我国的综合实力。

参考文献

［1］田青.热能与动力工程在锅炉领域的应用探究［J］.科技创新与应用，2014（19）：21.

［2］徐德垚.关于热能与动力工程在锅炉中应用问题的探讨［J］.经营管理者，2014（13）：313.

［3］王晓娟.关于热能与动力工程在锅炉中应用问题的探讨［J］.科技与企业，2014（11）：171.

［4］刘兆明.刍议热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新［J］.科技创新导报，2015 （30）：79-80.

中图分类号：TK223

文献标识码：A