热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新

刘晓曦

中国能源建设集团黑龙江能源建设有限公司 黑龙江哈尔滨 150016

1 电厂锅炉、热能和动力工程概述

1.1 电厂锅炉

依据焚烧物品和作用的不同，能够将锅炉划分为各种不同的类型。由于所需满足的社会功能不同，其构成要素也存在许多的不同之处，但也拥有不需要改变的部分，包括锅炉的操控部分和锅炉的外侧。锅炉的重要部分是操控部分，主要担负着锅炉内的物资充分燃烧的重任。另外，随着我国科学技术的发展，大多数电厂都采用电子控制的方式，这样更有利于实现信息化和精准化操作，也有助于提升控制的效果，由此实现对控制的最终要求和理想目标。

1.2 热能和动力工程

热能动力学的重要分析知识是把热能转变为电能，借助能量的转变和使用，来使煤炭、石油、天然气等自然资源的使用量减少，实现真正意义上的可持续发展。它整体可以分为热能和动力体系两个方面，而且这两个方面可以实现互相转化，在有些情况下可以利用蒸汽产生热量，并将它转变为电能，提高电力系统的服务与应用水平。据统计，2017年我国火力发电占全部发电量的71.8%，而电厂锅炉的效率仅为40%左右，存在着较严重的能量浪费。根据相关研究，锅炉效率每上升1%，发电效率会相应提高0.3%，大大减少了燃煤消耗，这对于电厂而言意义重大，所以提高锅炉的热能转变效率对国内电力系统发展具有重大意义，热能转化技术则需要对应的热能动力理论作为基础。从描述中不难看出，《热能动力工程》这门课程具有较强的综合性和系统性，涉及到的内容也十分复杂多样。

1.3 我国锅炉中所存在的问题

在我国的锅炉之中，锅炉风机所承担的热能与动能之间转化这项艰巨的任务，相应的锅炉风机是锅炉问题中最为主要的一部分，锅炉风机所承担的主要任务就是将锅炉中的大气压进行提升，在输送气体的时候就需要对上文我们所提到的热能与动力学研究的课题进行运用，锅炉风机的工作量极大，基本上风机的工作都属于超负荷的工作，这些也就使得锅炉的电机经常出现损坏的状况，这种情况往往就会使得我们的工作人员产生一定的心理压力，这种情况不仅仅会对员工的安全方面造成一定的威胁，倘若真实发生，对企业或者是工厂的经济损失也会比较大，在对风机进行技术方面的改进之时，就需要研究人员运用到热能与动力学的相关管理技术，从而提高我国锅炉风机的性能，转变锅炉在运用过程中的劣势[1]。

2 锅炉方面对热能与动力工程的应用创新

2.1 热能与动力工程在锅炉风机方面的创新及应用

上文也已经提到，锅炉的风机是锅炉存在问题的一个关键点之一，在对锅炉风机方面的创新主要是将仿真类的异形叶片应用到锅炉的风机之中，我国锅炉的风机一般都处在锅炉的下方，即锅炉的内部位置，锅炉的系统结构比较复杂，并且在运转的过程当中，还有着一套精准的运转方案，所以在风机的实际测量过程当中存在着许多的问题，我国无论是在对于锅炉叶轮的制作方面还是对其的运转方面都缺乏相对应的研究工作，并且在我国的研究界对这方面并没有一个比较完整的体系去解决这项问题，而我们在对机械内部的气流方向进行评估的阶段，我们需要通过实验模拟的方法从而获得一些有效的数值，在获取了有价值的数据之后就需要进行计算，研究出在不同的转速之下的矢量图，随后将矢量图与几组数据进行对比，把风机翼型边界层以及相应的攻角之间的关系进行研究，为之后的进一步研究做好准备。

2.2 热能与动力工程在锅炉燃烧及控制方面的创新应用

锅炉的燃烧控制方面是锅炉整个工作体系中最为重要的一部分，锅炉燃烧控制方面的技术研究影响着这一行业之后的发展，可见锅炉燃烧控制的重要程度，现在机械化的普及已经取代了传统的人力投扔燃料的使锅炉燃烧的方式，现代化的自动控制技术一共分为两种，一种是空燃比里连续控制的技术方式，另外一种是双交叉先付的控制方式，其中的空燃比里连续控制技术方式，PCL技术主要负责数据处理工作，热电能比例闸主要处理数据的交换工作，同时我们还需要利用微积分来对信号进行设置，燃嘴燃烧控制器的开放也需要得到准确的控制。双交叉先付的控制方式则是：由热电偶生成信号，并且通过它自身的温度转换成为电信号，之后就将测量出用电信号标记的锅炉的燃烧温度，此外，相较来说更加特别的是，双交叉先付的控制方式之中有一个专门对燃料质量进行控制的装置，这样会更方便于对燃料质量的管理，这样以来我们的数据就可以更加精确化，有助于之后的数据处理工作。

2.3 提高热能和机械能转换效率

根据热能动力学，针对电厂锅炉进行分析，改进热能和电能的转变效率。现在电厂锅炉分析的重要部分是联系热能动力学的理论和需求，根据国内的技术条件，提高电厂锅炉的效率，促进效能的相互转化，坚持理论与实践相结合，提出更加可靠的理论分析，并且把它运用到现在的工作之中，促进技术的发展创新。

3 结语

锅炉是当今工业生产中极其重要能源转化设备，当今的科技水平还不能广泛的利用其它设备实现大量能源的转化工作，在锅炉中蕴含的热力学和工程学技术是其的重要技术支持，利用锅炉能够将其它形式的能量转化为机械能的形式极大的提高了工业生产中的工作效率。但是在当今需要实现可持续战略发展经济和保护环境的前提下，锅炉中存在的能源转换效率低下和排放大量废弃的问题并没有得到根本解决，通过对锅炉结构进行优化能够有效减少内能的损耗，促进锅炉能量转换率的提高，实现工业生产的最大利润化，并且也符合我国现阶段发展经济的要求。