热能与动力工程在锅炉应用中的问题分析

徐小国

（南京华电节能环保股份有限公司，江苏 南京 210000）

随着全球变暖问题的不断加重，为了缓解全世界的能源压力，进一步降低能源消耗对于周围环境产生的影响，提高锅炉能源的燃烧效率，在锅炉工作的时候应用热能和动力工程。锅炉是东北的冬季必不可少的一项供暖设备，锅炉燃烧能源的过程中实际上就是一种热量传输的过程。因为锅炉需要燃烧大量的煤炭等能源物质，就很容易造成雾霾天气，影响城市的空气环境，进一步造成环境污染。所以，要明确锅炉厂在生产过程中热能和动力工程转换技术。

1 热能和动力工程在锅炉中的应用

1.1 热能和动力工程概况分析

热能和动力工程主要是将热能转化成为动能，从保护环境、节约资源的角度出发考虑，来进一步实现动力供给。基于可持续发展的原理来看，不管是什么行业的发展都必须要以保护环境以及节约资源为基本出发点，只有这样，才能保证人类文明和自然文明和谐共处。换一个角度来考虑，热能和动力工程就是研究热能和动力的一项工程，如果根据电厂的锅炉角度来看，热能和动力工程则包括：热能工程、发电机、动力机械设备等等，热能和动力工程中热能动力主要就是将热能转换成为动力，借助锅炉的运作方式服务于广大人民群众的生产生活中，在我们国家的能源发展过程中起到不可替代的作用[1]。

1.2 锅炉的构成分析

锅炉的构成主要是根据外壳部分以及燃气锅炉电器控制部分来组成的，外壳部分主要是分为底壳和面壳，底壳部位主要是用来固定锅炉的燃料，底壳部分也被称之为燃烧器，锅炉的底壳部分会安装其他机械设备，达到和墙体固定的作用；锅炉的面壳主要是一种保护作用，能够有效隔绝外界的风、水、灰尘等等。在我们国家的现阶段的实际生产过程中，都是采用一种信息化的控制方式，这种方式能够有效控制室内的温度。锅炉的工作原理是：将燃烧的热能、生产过程中余热传递给容器中的水，水通过不断吸收锅炉中的热量，继而产生水蒸气以及热水，最后投入到生产使用中。燃料此时会在装置内部通过高温燃烧，放出大量的热能，生产出来的高温气体也会作用在锅炉的表面。

2 热能和动力工程在锅炉应用中存在的问题分析

2.1 能源效率问题

在能源的转化效率方面，虽然采用了相应的燃烧控制技术，但是能源转化效率的问题也依然没有解决。在锅炉转化能源效率的过程中，锅炉本身的运行会导致大量的能源消耗，即使锅炉能源效率不断地增加，但是在锅炉能源利用方面，整体利用程度还是比较低的。所以，在面对这种情况的过程中，如果要想满足锅炉的能源效率要求，就必须要从锅炉的燃烧量开发，通过增加锅炉燃烧的负担进一步提高能源的供应，但是这样就会造成锅炉设备损害的问题[2]。那么，如何提高锅炉的能源使用效率，从而降低自身的能源消耗呢？这就需要在热能和动力工程中进行探讨。

2.2 锅炉风机的损伤问题

锅炉最重要的组成部分就是风机，在锅炉的进行工作的过程中，锅炉风机通过将气体进行压缩，在经过传输的过程中，进一步实现热能和动力能源的相互转化，才能进一步促进锅炉的正常运作。在锅炉进行运作的期间，因为锅炉的任务量不断提高，这时候就需要锅炉的风机进行承担更加重要的气体进行传递，而这传输的过程中也会造成锅炉风机的损伤。在锅炉风机的设计过程中，大部分的设计人员都没有考虑到风机本身的承重量，而在使用过程中会不断增加风机的压力，就会导致风机的损伤严重，从而进一步影响到风机的正常工作。如果锅炉的风机出现问题，那么锅炉的其他设备也不能进行工作，只是致使整个锅炉都停止运行。

2.3 燃烧控制方面存在的问题

燃烧系统作为整个锅炉系统中的核心组成部分，提升锅炉燃烧系统的运行效率能够有效提高锅炉燃烧的效率。根据锅炉运用的热能动力，工业锅炉燃烧的控制系统就是单回路控制、串级的控制，通过调节燃煤量、燃煤和空气的比例，进风量以及引风量等相关的数据，在保证安全的状况下，借助自动化的手段来进一步实现锅炉燃烧产热，以此来满足蒸汽的负荷量[3]。现在好多的自动化锅炉已经实现了锅炉进料、除渣、温度控制等全自动运行的手段，进一步整体提高了锅炉的热效率。

3 热能和动力工程在锅炉应用中的解决对策分析

3.1 改进锅炉风机的叶片

锅炉的风机结构比较复杂，所以在实际的热能和动力工程测量过程中会出现一定的困难，现阶段，我们国家还没有形成一套比较完善的锅炉风机叶片的运行控制体系，进而也就不能提供一些有价值的参考信息。所以，要想优化锅炉的风机叶片，能够借助锅炉风机的模拟实验，将风向确定好，之后在运用计算机对风机的运行进行设定相应的参数，进一步测试在不同的风速之下，每一个锅炉风机叶片运行的状况，进一步获得对比实验数据，通过数据之间的对比，再次调整锅炉风机的矢量，得出相应的矢量图之后，就能找到锅炉风机的最佳叶片改进方案。

3.2 创新锅炉燃烧控制技术

在锅炉燃烧的过程中，需要控制好能量的转换，才能进一步提高锅炉能源的利用效率。在过去的锅炉生产过程中，大部分都是人工方式进行煤炭能源的填充；随着现代科学性技术的不断进步，大多数的电力企业已经逐渐淘汰了人工填料的方式，慢慢演变成为自动填料的工作形式。自动填料主要是借助锅炉的控制技术，通过各种机械设备来对装置进行监控，完成对锅炉环境、温度的实时监控[4]。除此之外，通过热电偶来设定燃烧的参数，借助信息技术手段，计算其中相应的数值误差，进一步提高锅炉燃烧控制技术的准确性。

3.3 提升机械能和热能转换的效率

按照热能和动力工程的相关理论性内容进行分析，能够充分了解到锅炉设备发电的主要方式是能量的转化，所以，在现如今的社会发展过程中，提高能源转化的效率，进一步提高锅炉的使用效率，是促成热能和动力工程技术创新的关键因素。根据锅炉在能源转化存在的问题进行分析，如果提升锅炉的使用效率，就必须要对锅炉的各个零件进行改造，才能进一步提升锅炉的能源转换效率。相关的工作人员在进行改良的过程中，要多选择几家零部件材料，货比三家，选择价格优惠、质量上乘的锅炉零部件。

4 热能和动力工程在锅炉中的应用发展

4.1 锅炉在工业生产中的应用

在工业的生产过程中，锅炉是主要的组成部分，锅炉的主要作用就是将燃料燃烧产生的热能转化成为热量，再将热量用于工厂热加工的产品上。锅炉在我们国家的使用年代比较久远，现如今已经实现由传统的手工烧锅炉的方式慢慢转化成为信息化锅炉方式，但是目前也仅仅是在部分工业中完成，也没有进行大幅度的推广，相信随着现代化科学技术的不断发展，未来的某一天，信息化、智能化锅炉会成为一种必然趋势。因此，我们国家正不断研究将热能和动力工程应用于工业锅炉中。

4.2 锅炉在火力发电中的应用

我们国家的火力发电锅炉的使用时间很长，而且一直都是人工手动火力发电锅炉的方式，通过相关工作人员控制锅炉的开关来进行锅炉的工作和使用，但是，这样的人工火力发电锅炉存在一定的危险性，控制的力度也不够准确。

所以，我们国家开始研究将热能和动力工程应用于火力发电锅炉中，通过热能和动力工程，能够有效提高火力发电锅炉的安全性能，同时还能促进火力发电锅炉的能源转化效率。

4.3 锅炉在烟气余热回收利用中的应用

热管式锅炉是一种高效率的热能回收装置，主要是用来回收烟气余热，回收的蒸汽可以一起并入到压力的蒸汽管网里，以此来补充化工生产系统的蒸汽量，蒸汽量如果比较大的话，并且热源还更加稳定，热管式锅炉还能用于发电或者其他用途。

5 结束语

总的来说，热能和动力工程在锅炉应用中占有非常重要的地位，锅炉技术的高低直接影响电力生产效率，对此，要想扩大电力行业的经济效益，就需要提高锅炉的使用技术，优化锅炉的生产性能。现如今的我们国家已经在热能和动力工程取得了小小的成绩，将热能和动力工程应用在锅炉工作过程中，能够有效减少热能能源以及动力的消耗。在实际运用过程中，相关人员要根据其中存在的问题，提出有效的解决对策，保证热能和动力工程发挥最大价值。