刍议热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新

刘兆明

摘 要：近年来，随着我国经济的飞速发展，能源的消耗量也在呈现逐年上升的趋势，而国内的能源现状较为严峻，目前已无法满足现在的经济发展需求，因此能源问题成为制约我国经济发展的关键因素之一。所以，除了开发新能源外，我们还要提高科学技术水平，促进能源利用率，减少对资源的浪费。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  应用与创新

中图分类号：TK22            文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0079-02

目前，我国锅炉种类比较多，且在锅炉的生产制造和能源分配上也存在着相当多的问题[1]。因此我们目前的任务是深入探讨并研究热能与动力工程，制定锅炉设计的合理方案，从而使锅炉的利用率得到更好提高，进一步促进锅炉业的发展，这样才能实现未来热能与动力工程技术在锅炉专业中的创新[2]。下面该文从热能与动力工程在锅炉中的应用角度展开论述，同时深入分析并探讨了其在科技创新方面的有关问题及今后的发展趋势。

1 简介热能与动力工程在锅炉中的应用

1.1 热能与动力工程在工程中的概述

简单来说，热能与动力工程我们从字面上就可以看出主要研究的是热能与动力两者之间的能量关系，即热能有时转化为动能，动能有时再转化为热能，但在一些情况下，也可通过蒸汽等技术将热能转化为电能，进而促进电力行业发展。作为一门综合性学科，热能与动力工程涵盖了热力发动机、流体工程及流体机械等内容，另外，与热能工程相关的因素也相对较多，主要包括热能工程、热力发动机、流体工程及流体机械、动力机械与热能工程、能源工程、制冷与低温技术、冷冻冷藏工程、水利电力工程及工程物理等方面，而能够综合体现热能与动力工程相关研究内容的是锅炉业，在锅炉制造设计的方案中，很多方面均与热能和动力工程的研究内容相关，而且还具有一定程度的系统综合性[3]。虽然热能与动力工程是锅炉中的重点研究对象，但对其他多种相关领域的研究也不能忽视，如工程物理、能源工程、机械工程等，而在所有的研究内容中，热能与机械能之间的能源转化占有相当大的比重。纵观我国热能与动力学的发展过程及其未来发展方向，可以得出其具有多面性的特点，而主要发展方向是电厂热能工程。

近年来，随着科技水平的不断发展提高，极大的带动了热能与动力工程的发展进步，使其逐渐趋于自动化，然而我国在物理工程方面的人才相对比较匮乏，无法满足现在的市场需求，因此未来还需特别重视对该类人才的培养，除此之外，还需要进一步提高锅炉热能转换及空调制冷等方面的能源利用率，从而保证热能动力工程的顺利发展，只有解决了能源使用问题，才能够使热能与动力工程在生产中的重要作用得到充分发挥，进而保障我国经济的顺利发展，因此，对热能与动力工程进行深入研究具有相当重要的意义。

1.2 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运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。

1.3 热能与动力工程在锅炉中的应用

能量转换调节在锅炉燃烧控制中是相当必要的，随着时代的不断发展，锅炉的类型也发生了相当大的变化，并且实现了智能填料，不仅节省了劳动力，还使锅炉燃烧得到更好的控制。锅炉在人类工业发展进程中发挥了重要作用，从某种角度讲，工业炉的前身就是锅炉，是工业革命进程中不可或缺的重要力量。锅炉主要是通过燃烧能源产生大量热能，从而实现能源的有效转化，不仅为进一步发展工业文明提供保障，也为提高人类生产力作好基础铺垫。

2 热能与动力工程在锅炉生产中存在的问题分析

在锅炉生产中，锅炉的风机是不可或缺的关键组成部分，其主要承担着将电能向动能转变的作用，在实际生产过程中，保证将气体顺利地输送到锅炉内部。因此，我们不仅要调整风机的运行状态，还要将热能与动力工程技术正确合理的应用到锅炉的制造改进中，不过，需要特别注意的是锅爐内部叶轮机械的结构相当复杂，外界一些不确定因素很容易影响测量的相关温度变化值，造成了测量中的不可靠性。针对这种情况，目前我国还未研究出有效的解决对策，但是从多种方向将热能与动力工程已开发的相关软件有效测定风机叶片燃烧的速度，并且还可对所测数值进行相关模拟，从而获得较为准确的软件模拟结果，为风机叶片的使用寿命作出准确评估，从而使锅炉燃烧得到更好的控制，降低其生产运行中的使用风险。

3 热能与动力工程在锅炉运行中的科技创新

3.1 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。

3.2 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。

综上所述，随着经济的发展，热能与动力工程在实际生产生活及锅炉发展中均越来越发挥着重要作用，是保证我国经济发展的基础，也是工业水平提高的一个重要标志。因此，不管现在还是未来，对热能与动力学的研究都是不可缺少的，从而使其在锅炉的正常稳定运转及能源生产中更好的发挥作用，为我国经济的可持续发展及能源利用率提供坚实的保障。

参考文献

[1] 武伟佳.浅析热能与动力工程的应用[J].科技创新与应用，2014（25）：148.

[2] 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.

[3] 邱蕊.热电厂中热能与动力工程的有效运用分析[J].商品与质量·建筑与发展，2014（3）：1025.

[4] 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.