热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新

赵国洋

摘要：近年来，随着我国经济的飞速发展，纵观我国电力行业的发展过程，热能与动力工程的科学合理利用技术始终在热电厂的生产中发挥着重要作用。由于热能与动力工程专业在我国高校成立时间较早，因此发展时间长，积累的经验也较为丰富。其中，能够代表热能与动力工程核心技术的是锅炉以及发动机专业，而锅炉专业相关技术的应用是热能与动力工程的关键部分，尤其是广泛应用于制药厂和锅炉厂的生产运作中，使锅炉的燃烧利用率和运作效率均得到了显著提高。该文就热能与动力工程在锅炉中的应用进行全面深入的探讨和分析。

关键词：热能与动力工程;锅炉;应用问题;创新

锅炉作为一种十分重要的能量转换机械设备，锅炉的燃烧过程就是能量转换过程，需要计算出锅炉在燃烧的过程中需要的动力值。为了能够提高锅炉的燃烧效率，节省资源，就需要在锅炉的设计过程中以热能与动力工程为原则。但是目前来看，我国针对锅炉热能方面的研究还比较少，研究的还不够深入和透彻，距离理想的水平还存在着一定的差距，需要相关学者对锅炉的运用和热能与动力工程的关系进行深入分析。

1 热能与动力工程研究的基本内容

热能与动力工程可以说是一门研究热能与动能之间转化规律的学科，包含的内容涉及的范围比较广泛，影响因素也比较多，需要研究人员对该学科进行全方位了解，并能够找到该学科的发展规律，使其能够在其他学科建设中更好地被应用。锅炉是热能与动力工程研究的主要设备，在锅炉的设计和生产过程中会运用到大量的热能与动力工程知识，并形成了系统性的理论知识。因此在锅炉应用的过程中特别注意机械工程、能源工程、物理工程等领域的应用情况，从中发现提高锅炉燃烧效率的规律。同时每个学科的发展方向和研究领域会随着社会的发展以及科技的进步发生改变，热能与动力工程的应用领域也向着智能化方向发展，特别是物理工程领域，我国相关拓展领域的研究还处于初级阶段，专业人才数量严重不足，面临这些情况需要加强对热能与动力工程领域的研究，逐步地积累经验，发挥出热能与动力工程的最大作用，提高锅炉生产企业的经济效益，促进相关领域的共同发展。

2锅炉构造及动力的应用原理分析

锅炉的燃气控制、锅炉的外壳及锅炉的生产配套部分共同构成了锅炉，而燃气锅炉外壳还包括底壳和面壳两方面，每个部分都发挥着不同的作用，其中底壳主要负责锅炉燃烧，也是锅炉燃烧的关键环节，因底壳上有电控盒和热交换器等部件，锅炉通过底壳与其他部分更好的进行连接，从而形成一个完整的结构。而面壳的作用主要是防止灰尘等杂物进入锅炉，更好的保护锅炉，进而使其使用寿命得到延长[4]。除此之外，锅炉的核心部件电气控制也在锅炉的運行中发挥着关键作用，其主要任务是保障锅炉各项工作和锅炉燃烧的正常运转。近年来，随着科技水平的不断进步，使锅炉行业得到较快发展，目前锅炉业均已实现自动化控制，这样就能很好的控制锅炉的热平衡及锅炉的燃烧，从而使锅炉的燃烧效率得到提高，保证热能的利用率，从而有效地减少能源浪费。

3热能与动力工程在锅炉中的应用现状

风机是锅炉中的一项重要组成部分，在实际运行过程中，它的作用就是保证气体顺利到达锅炉的内部，所以我们要实时关注风机运行的状态。需要注意的是，目前我国多数锅炉都有着极其复杂的结构，而且容易受到外界不确定因素的影响，从而使得测量数据出现不可靠性，对于这一现象，我国目前还没有研究制定出相应的解决方法。这就需要我们研制出一种热能与动力工程软件，测量出流入风机的速度，建造相应的模拟模型，并且做网格划分，最终求出结果，从而计算出锅炉风机的攻角关系等数值，但是这一方式也存在着一定的误差。

燃烧控制是热能与动力工程在锅炉中应用的核心，目前随着科学技术水平的不断提高，锅炉逐渐由以往的人工填燃料向自动化填充燃料的方向转变，甚至有些锅炉都已经开始进行全自动的燃烧控制。这样以来，锅炉燃烧控制系统传出的数据直接到达PLC并且可以和设定好的数值进行比较，从而实现对空气与燃料比例的控制，大大降低了传统方法中人力、物力的浪费。

4热能与动力工程在锅炉运行中的科技创新

4.1锅炉燃烧控制技术的创新

如何有效地调节能量转换是锅炉燃烧控制中的重要部分。早期工业生产中，我国的锅炉填充燃料绝大多数是采取人工添加的方式，从而保障锅炉相关工作的正常稳定运转。不过，随着科学技术的发展，绝大部分企业已从人工填料方式向步进式的自动化转变，而连续控制系统是主要的锅炉燃烧方式，其主要由各种气体的分析装置及燃烧的控制器等部分构成，通过热电偶的有效检测来设定合理数值，再利用计算机准确计算出所测数值偏差，从而保证输出结果的准确性，与此同时，还能够有效且合理的对锅炉燃烧进行控制。

4.2锅炉风机的仿真类翼型叶片

由于锅炉内部的风机结构复杂、运行精密，因此给实际测量带来一定的困难。目前我国尚未有科学且完整的体系来完善锅炉的叶轮制造及运行发展。如果想要获取准确有效的数值，就应通过实验模拟的方法对机械内部的气体流动进行有效评估，模拟空气以不同方式出入风机时的相关流动分离。最后，再利用计算机对这些数值进行模拟设定，采用模拟实验方法的主要目的是分析在不同速度情况下所得到的矢量图，将多组数据进行比较后，确定出锅炉风机翼型边界层分离及攻角之间的关系，从而进行深一步的研究。

近年来，热能与动力工程不仅在锅炉领域得到了广泛的应用，而且也被广泛的应用于空调的制冷、机车内燃机的控制等多个方面，总之它有着良好的发展前景。热能与动力工程的发展方向应该重视锅炉原理、热力发电厂等多方面知识;在汽车工程方向，应该重视内燃机、热力发动机排放以及能源工程理论等方面的知识;在空调制冷方面，应该重视低温原理、人工环境自动化等多方面的知识。

5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。

结束语

在社会进步的同时应该加强锅炉方面的生产，在锅炉生产中使用热能与动力工程技术，这不仅是时代发展的需要，同时也是减少锅炉安全事故、提高燃料燃烧率、节约能源资源的重要举措。为了满足当前消费者的需求，就必须提高锅炉的生产效率，加快锅炉中热能与动力工程的应用速度，实现理论与实践相结合，不断创新，促进我国锅炉生产行业的快速发展，进而推动全社会不断前进。

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]崔瑶.时代背景下热能与动力工程在电厂中的改革与创新[J].科技与企业，2014（13）：166.

[3]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.