热动力工程在锅炉方面的应用研究

郭齐齐

广州珠江电力有限公司 广东 广州 511458

据我国的能源发展现状可知，我国能源占比非常大，发展过程中能源比较短缺，所以在发展过程中必须对能源给予高度重视。而众所周知，能源开发过程中热能和动力工程是可以充分发挥其积极作用的，以此为基础可以实现能源的高效开发和应用。因此，热能动力工程对国民经济发展有一定的影响。热能动力工程涉及多个领域，在未来建设中需要加大能源动力工业的发展，以此来带动相关产业发展；而且在各种新型技术不断涌现的过程中，实现新技术实践应用，可以在现代理念和技术集中过程中发展新型技术产业，进而促进国家经济快速发展。

1.1 热能的来源 热能与动力工程最重要的理论基础是工程热物理学，其通常以内燃机与其他新型动力机械为主要研究对象，研究人员通过对机械工程学、工程力学、环境科学、信息技术、自动技术以及微电子技术等专业知识的有效利用，探索如何采用安全、高效、无污染或低污染的方式将燃料的化学能与液体动能转换为动力，实际上是包括基本规律和转换过程设备与系统的自动控制技术。简单来讲，热能与动力工程的主要作用在于将热能转化为动能，或通过将动能转化为热能，实现高效利用能源的目的，使两种能量在形式不同的情况下共同转化，有效促进生产的多样化。热能与动力目前发展的主要目标是在确保能源充分利用的基础上，提高产业的经济效益与社会效益，进一步促进我国更快、更好的发展。

1.2 热能动力装置 热能动力装置是将热能转化为机械能而产生原动力的成套热力设备。热能动力装置一般由热交换器、第一热电模块、第二热电模块、蒸发器、汽轮机、冷凝器、液体泵、充满循环介质的管道、保温材料组成。热能动力装置就是将热能转化为机械能而产生原动力的成套热力设备。热能的来源包括利用煤、石油、天然气、油页岩、生物质能等燃料燃烧所放出的热能以及核能、太阳能、地热能等。热能动力装置包括汽轮机动力装置、内燃机动力装置、燃气轮机动力装置和核能动力装置等。它们主要是由原动机(汽轮机、内燃机、燃气轮机)及其辅助设备组。火力发电就是利用热能动力装置所产生的原动力来驱动发电机生产电能。

2 电能生产主要影响因素

2.1 锅炉运行状况 锅炉的运行在锅炉热能提供中是最重要的一个过程，锅炉运转的效率直接影响了电力生产的效率，锅炉运转的时间以及能源的消耗都是影响电力质量的重要因素。在这其中，锅炉的质量又是影响锅炉运行的重要条件之一。在日常生产运行当中，锅炉是电厂的三大主机之一，扮演的位置无比重要。锅炉的平稳运行也就意味着整个机组的正常运行。锅炉是燃料通过燃烧来加热给水。看似简单过程，实际是非常复杂。首先，通过给煤机把煤从原煤仓送到磨煤机进行研磨，使煤粉细度达标。然后一次风机送来的一次风通过空气预热器加热变成热一次风把煤粉进行干燥。然后把煤粉送到炉膛与送风机送来的二次风进行混合燃烧。燃烧的过程要均匀的调整各个二次风门，使燃料充分燃烧。这时候从凝汽器过来的通过给水泵加压的给水，进去省煤器到炉膛水冷壁辐射吸热，低温过热器，高温过热器，末级过热器进行加热。整个锅炉的运行过程，磨煤机，风机是重要设备，在运行过程当中要加强检查。通过参数分析运行情况。不然出现故障，都会影响日常生产。影响经济效益。

2.2 设备的选择与热能损失 热能动力工程在锅炉中应用主要涉及热能工程、发电机和动力机械等相关学科知识。人们最早利用锅炉实现了热量转换，在使用过程中主要是把燃料填进之后进行燃烧，但其会对环境造成严重的污染，而且能源不能充分燃烧，导致资源利用效率比较低。随着当前各种新技术的发展，在工业生产中人们利用新技术实现创新，采取各种有效措施减少环境污染，与国家的绿色环保理念相适合。当前，工业锅炉运行中的热量主要是利用燃料燃烧和电能转化，在此过程中会提前对物料和供电进行加热处理。除此之外，热能动力工程应用在锅炉中，可以研究出相应的仿真锅炉风机，利用其叶片实现内部燃烧控制。目前，此项控制技术已经实现现代化转变，由过去的人为手动操控转变为当前的自动化控制，设备运行中控制技术应用可以自主选择双交叉和空燃比例连续控制。锅炉运行中风机充分发挥作用，可以保障对气体的输送和压缩进而实现动能转化，由此可见在锅炉燃烧中风机的重要作用。近些年，社会发展过程中对各种能源的需求量逐渐增多，很多企业在发展中依靠锅炉，导致锅炉的工作量逐渐加大，很多锅炉出现超负荷工作，由此会引发一些实际问题，企业在发展中也会因此有一些损失。比如，锅炉长期运行时必须保证风机的长时间作业，而风机在长时间使用过程中很容易出现故障进而导致锅炉不能正常运行。由此可知，企业要想实现长远发展必须保证风机运行的科学性，并且让相关工作人员学习专业知识，避免在应用过程中造成不必要的损失。

2.3 锅炉的排烟损失 排烟损失的影响因素是两方面共同作用的结果，那就是排烟的温度和容积。首先排烟的温度和排烟造成的热量损失二者成正比，具体的换算关系是排烟的温度上升15度，排烟损失的比例就增加1%。影响到排烟温度的因素很多，其中导致排烟温度上升的原因包括漏风、火焰位置过高、煤炭选用不适当以及受热面积灰这几条原因，其中漏风是其中最重要的原因。在整个锅炉结构中最容易出现漏风问题的部位有炉膛、锅炉底部以及烟道这几处。其中尤其应该注意炉膛，炉膛每增加0.1的漏风系数，排烟温度就会上升5度[5]。除此意外，锅炉内部的结渣和积灰情况也会对排烟情况带来不同程度的影响，锅炉内部的一些关键部位积灰严重会明显降低传热效果，传热效果降低，热效率也就随之降低了，这些都是影响到整个锅炉运行效率的关键因素。

3 热能动力工程在锅炉方面的应用

3.1 调整燃烧技术 要想减少排烟热的损失就应及时调整燃烧技术，主要可以从排烟温度和排烟容积入手。而漏风是造成排烟温度过高，排烟容积过大的直接原因，降低排烟热损失可以通过控制漏风来实现。首先，要正确监视并分析不同负荷下省煤器出口氧量以及锅炉总风量的变化，合理的调整送风量。其次，在锅炉运行的过程中，还应定期检查锅炉水封槽水位，根据环境温度变化合理调整干式排渣机的冷却风量。锅炉本体的看火孔、烟气取样孔和人孔门应在使用后关闭严密。定期对炉膛、烟道进行检查，减少漏风状况的出现。

3.2 锅炉设备运行技术 锅炉的燃烧技术以流态t原理为基础，煤转化为固定大小的颗粒，入炉后很快着火燃烧。具有能够稳定燃烧各种劣质煤的特点，对含硫量较高的燃料，也能达到脱硫效率的97.5%。所燃用的煤质(热值和灰分)是影响锅炉热效率的主要因素。目前国内CFB锅炉主要用于燃烧劣质煤，即热值为16.72 MJ/kg以下的煤种，都能达到所需的热效率

3.3 提高锅炉风机效率 发电厂和供热锅炉都需要利用风机，风机是锅炉设备的重要组成部分，在电厂锅炉的正常运行中起着重要作用。其工作原理是通过旋转叶轮来获取风能，同时将机械能转换为气压，将风送入锅炉，满足燃料所需的氧量，使燃料完全燃烧。但是现阶段我国锅炉风机经常出现问题，这是由于许多发电厂锅炉对于风机的出口压力要求高，风量大。增加了运行锅炉设备时风机的工作时间和强度。因此，为了提高风机的运行效率，将引入热能和动力工程来增强风机的承载能力，有效解决电厂锅炉运行过程中出现的各种问题。

3.4 炉内燃烧控制技术 燃料能否进行充分燃烧除了与自身性质有关，还与炉膛的氧量有关。一次风和二次风也应进行适当的调节。一次风能够干燥煤粉，并为燃料的燃烧提供部分的热量。二次风能够卷吸高温烟气，并为燃料提供燃烧所需的氧量。合理的控制一次风和二次风的风量、风压，根据不同煤种控制磨煤机出口温度，可以提高煤粉的燃尽性。另外，根据煤种的变化，通过试验、计算该煤种经济细数，以此为依据及时调整磨煤机煤粉细度，提高煤粉的燃尽性和锅炉运行效率。

4 结论

随着我国工业水平的提高，能源的需求量越来越大。热力工程的应用逐渐兴起，特别是在锅炉方面的应用。本文探究了锅炉在运行过程中对热力的运用，并且分析了其热能损失和烟气损失，并提出了调整燃烧技术，提高风机运行效率等措施。未来应重研究热能动力工程与其它行业的结合，将热能动力工程推广开来，要结合自身热能动力工程的特点，推动新技术的不断变革，促进能源的利用，促进经济发展。