电厂锅炉基于热能与动力工程的应用创新研究

杨振林

【摘要】电能资源的使用已经渗入人们生活的方方面面，为使电能需求得到满足，电厂锅炉的实际运行必须满足稳定、安全、高效的基本条件。但电厂锅炉在实际运行过程中仍存在着诸多问题需要解决，本文基于热能与动力工程，为电厂锅炉运行提供应用创新方案，以期提升我国电厂锅炉运行效率。

【关键词】热能与动力工程;电厂锅炉;创新

电厂锅炉，顾名思义，就是在电厂里工作的锅炉，其主要作用是提供发电所需的热能。电厂锅炉实际运行期间的诸多环节需要通过热能和动力进行转化，提升锅炉内部蒸汽温度和压力，借此对蒸汽进行输送，同时输送的蒸汽会在不同参数环境中产生不同的变化，从而转化为动力，达到催动机械运作的效果[1]。但在这一过程中，电厂锅炉风机的作用异常重要，它是转化热能和动力的核心构件，目前我国电厂锅炉在运行期间存在着一个非常重要的问题，就是生产过程参数压力会不断增加，使风机处于超负荷状态，长此以往，极易导致机械瘫痪，对电厂的可持续运行具有严重的消极影响。因此对电厂锅炉实际运行状态进行干预是非常有必要的，充分运用热能和动力工程相关知识及技术，对锅炉风机进行有效改进，可在一定程度上提升锅炉风机的安全性与稳定性，对电厂可持续发展有利。

1 电厂锅炉的结构类型与布置方式

1.1 电厂锅炉的结构类型

电厂锅炉的结构类型区间因素有很多，主要包括蒸汽参数、锅炉容量、燃料特性等。目前，倒U型、塔型和箱型是目前最为常见的类型（如图1所示）。

1.2 电厂锅炉的布置方式

四角布置、前后墙对冲布置以及前墙布置是电厂锅炉最为常见的布置方式[2]。四角布置，即于炉膛四角布置直流式燃烧器，炉膛中心与喷口中心线形成假想圆相切的定位，这种布置方法虽然燃烧稳定，但风道布置较复杂，可适用于烟煤、贫煤、褐煤等多种燃料;前后墙对冲布置和前墙布置通常选用旋流式燃烧器，可简化煤粉管道布置工序，但对于高灰分和低挥发分的燃料不宜。

2 电厂锅炉应用期间存在的不足

2.1 能量转换效率低

电厂锅炉在能量转换过程中，主要是将化学能转化为热能，或将机械能转化为热能。电厂工作人员在进行实际操作时，需要依照电能需求控制发电量，是电能资源得到合理应用。随着我国社会经济发展进程加快，人们的生活质量得到了飞速提升，因此也就有了较高的电量需求，但电厂锅炉运行所使用的相关技术创新并没有突破性进展，导致电能转换率异常低下，因此也就无法保证电能的需求得到满足。从目前来看，电能资源浪费的现象非常严重，这一问题若不加以解决，可能会严重影响到设备的正常运转，从而抑制电能运输，使电厂的可持续发展受到阻碍。

2.2 相应技术的改革创新效率不足

现阶段，应用于电厂锅炉的相关技术多种多样，为了满足发展需求，这些技术都进行了改革和创新，但整体效率却显得相对不足。目前电能已经渗入人们生活的各个角落，所需的电能不可与过去相提并论，但在我国发展进程中，同时也倡导节能减排理念，这是当前电厂锅炉相应技术改革不能同步实现的，因此需要重点加强节能与满足用电需求的协同作用。

3 电厂锅炉方面对热能与动力工程的应用创新

3.1 风机仿真类翼型叶片的应用创新

由于电厂锅炉风机的系统结构相对复杂，且运转精密度相对较高，致使风机实际测量误差性较大。这一问题与风机的叶轮存在着实质性的关系。目前我国电厂锅炉尚未解决风机叶轮制作与运行问题，通常采用模拟试验的方法对机械内部气流流动变化进行测评，这种方式需要对出入风机的模拟气体进行分离，方能得到精确度较高的测评值，随后采用计算器对测评值进行模拟设定[3]。对于模拟试验的应用而言，对热能和动力工程实质性内容进行 深入探索，分析不同速率所对应的矢量图，这一过程是至关重要的。模拟的过程需要重复多次，得到多组数据和矢量图，经过对比分析后，方可确定风机翼型，只有这样才能使电厂锅炉的实际运作更加具有安全性和稳定性。

3.2 锅炉燃烧控制技术的应用创新

（1）空燃比例连续控制技术

该技术的应用主要涵盖了流量计气体、PCL等构成要素。在分析相关数据的过程中，必须充分利用PCL，发挥热电偶比例阀的实际功能，使数据传递效率提升。同时，在设置信号时，应合理应用微积分等计算法。只有将各构成要素的实质作用充分发挥，才能使该技术的控制效果得到升华，从而对电厂锅炉运行温度进行合理调节。但在实际运行过程中，该技术尚且无法对电厂锅炉运行温度进行精准控制，因此必须要确保数据计算的精准性，才能够使该技术的控制效果得到保障。

（2）雙交叉先付控制技术

该技术的应用主要涵盖了烧嘴、流量阀、燃烧控制器等构成要素。这种技术应用于电厂锅炉，热电偶发挥的实质性作用不容小觑。热电偶可有效生成电信号，适应环境变化，从而改善自身温度，使电信号生成，从而获取到同一时间内锅炉燃烧待测定点的温度。但在实际应用过程中，获取待测定点温度值时，需合理应用工艺曲线。一般情况下，温度的实际测量值和期望值是存在一定偏差的，因此就需要合理应用PCL，以两值的偏差程度作为参考依据，从而有效调节阀门的松紧度，使温度得到完美控制[4]。与此同时，该技术的应用还能实现对燃料使用的控制，使其损耗降低，并减少相应部件的应用，提升温度数据提取的精准度，最终达到合理控制温度的目的。

4 结束语

目前，我国电厂锅炉仍存在着不容忽视的问题，对其进行科学处理必然需要有效结合热能和动力工程的相关理论和技术，只有将两者有效结合起来，才能使能量转换过程更为稳定，对人们的生活带来更多的利益。

参考文献

[1]黄楷戈. 能源动力工程在锅炉和能源方面的创新进展[J]. 科技经济导刊， 2020， v.28;No.703（05）：100-100.

[2]王丽春. 浅析火力发电厂热能动力锅炉的燃料分析与燃烧改善[J]. 工程技术发展， 2021， 1（2）：22-23.

[3]赵锐芳. 电厂锅炉应用于热能与动力工程的创新研究[J]. 黑龙江科技信息， 2020， 000（003）：176-177.

[4]娄正灶. 热能动力工程在锅炉和能源方面的发展探究[J]. 低碳世界， 2020， v.10;No.209（11）：158-159.

江苏国信淮安生物质发电有限公司 江苏淮安 223200