热能与动力工程在锅炉中的应用分析

    王海燕

    【摘 要】 热能与动力工程是多门科学技术的综合，其中包括现代能源科学技术，信息科学技术和管理技术等，主要涉及热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作。热能与动力工程在锅炉应用中的最主要功能是实现热能与动力之间的转化，通过分析能源的产生过程和使用过程，从而方便我们更好地对能源进行有效利用。为了充分发挥其作用，本文阐述了锅炉结构组成以及锅炉热能效率及其影响因素，对热能与动力工程在锅炉中的应用进行了探讨分析，旨在提高锅炉的运行效率。

    【关键词】 锅炉 结构 热能效率 影响因素 热能与动力工程 应用

    热能与动力工程涉及范围、应用范围都非常广泛，结合当前经济发展，可以看出热能与动力工程的应用在解决实际能源利用方面具有重要作用。并且热能与动力工程充分利用了各个学科之间的相互关系，有效的支持了各种能量之间的转化，为社会经济的发展奠定了良好的基础。并且在研究热能与动力工程的同时，还要注意对机械能力、物理能量的研究，把热能与机械能量之间的转化作为重中之重。锅炉作为能够实现各种能量之间转化的设备，不仅能够将燃料中的热能转化为化学能、光能、电能等，还是工业生产中的重要设备，直接决定着工业技术的发展，因此应用热能动力技术推动锅炉的发展非常重要。基于此，以下就对热能与动力工程在锅炉中的应用进行了探讨分析。

    一、锅炉结构组成的分析

    热能与动力工程中的锅炉主要是有一个外壳和燃气锅炉電器控制部分等组成。作为锅炉的外壳，也是由底壳和面壳组成。锅炉的底壳和面壳对锅炉的使用 都发挥着不同的作用。其中，底壳是用来固定锅炉的燃烧器，以免发生意外。此外，在锅炉的底壳上，还安装着其他的一些部件，底壳此时就将其链接为一个整体更好地发挥作用。外壳的另一构成部分面壳作用主要是防风防尘，起到一个很好地保护作用，保证锅炉在工作时能正常进行。而作为锅炉最重要的构成部分----燃气锅炉电气控制部分的作用十分重要。其主要是用于来合理控制燃料的燃烧等其他装置的运行。随着科学技术的发展，大多数锅炉都采用计算机对燃料的燃烧进行合理控制，因为计算机的控制精确度更高、更科学。有效控制了锅炉燃烧效率以及热能利用率和转化率，节约了资源的同时，保护了环境。

    二、锅炉热能效率及其影响因素的分析

    锅炉热能效率及其影响因素的分析：（1）锅炉热能效率分析。通常蒸汽动力循环是将水由水泵送入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀做功，做功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水，然后回到水泵中，完成一个循环。从整个动力装置的角度来说，评价整个动力装置的指标是动力装置效率，即装置输出的净功与燃料放出的热量的比值。显然，煤价越高，供热的生产成本越高;发电机组效率越高，生产成本越低。生产成本和煤价成正比，和发电机组效率成反比。提高发电机组效率，减小单位发电耗煤量的很大一部分节能潜力是提高锅炉热效率。锅炉是吸收燃料经燃烧发出的热量而生产蒸汽的设备，它的热平衡主要是燃料的热量收支平衡。（2）影响锅炉热能效率的因素。第一、影响锅炉有效吸收热量最主要的因素是排烟热损失，约占燃料有效放热量的5-7%，主要因素还有以飞灰和灰渣中未燃碳为主计算得到的固体未完全燃烧损失。相对于排烟热损失和固体未完全燃烧损失，其余热损失量均为小量。第二、固体未完全燃烧损失是影响锅炉运行热效率的第二大热损失，飞灰中的未燃碳和灰渣中的未燃碳是固体的主要组成部分。飞灰含碳量的增大显示了燃料燃烧的不完全，不仅会导致固体未完全燃烧损失的增大，锅炉运行热效率的降低，还会导致锅炉尾部烟气的静电除尘效率降低，排入大气的污染物增多。

    三、热能与动力工程在锅炉中的应用分析

    1、热能与动力工程在锅炉燃烧控制中的应用分析。锅炉燃烧控制的主要功能是对各种能量之间的转化幅度进行调节。随着社会的发展，锅炉燃烧逐渐由人为的填加燃料到自动化向锅炉填加燃料。根据热能与动力工程在锅炉燃烧中的控制技术不同，可以将燃烧控制分为连续控制和双交叉限幅控制。连续控制是通过对比例阀和电动阀的调节，达到对有氧空气和燃料的比例控制，从而调节锅炉内的温度。这种方式也存在一定的缺陷，控制的温度并不是十分精确。双交叉限幅控制是通过温度传感器和热电偶将精确计量的温度变为信号，这个信号的温度就是锅炉的实际温度，测量点的温度是通过自动化装备自动给出的。这样，锅炉的实际温度和测量温度存在一定程度的误差。

    2、热能与动力工程在锅炉风机监控中的应用分析。要想实现锅炉的良好运转，必不可少的装置便是风机的安装，风机将外界含有氧气的气体传送到锅炉内，实现燃料的有效燃烧。然而现阶段对能源的需求逐渐增加，风机运行的压力越来越大。因为风机的运行过程中会产生很大的热量，锅炉整体与风机的距离较近，风机得不到降温，就会产生工作负荷，导致风机被烧坏，这种情况不仅没有实现增加能源供应的目的，还严重影响了锅炉的正常运转。然而锅炉风机装备结构较复杂，采用常规的测量方式很难测到风机的温度，它需要采用高科技对温度进行智能监控。目前我们还没有找到解决这种问题的技术对策。现阶段，采取的是应用热能与动力工程研发出相应的软件，从而对风机的温度进行有效计算。

    结束语

    综上所述，热能与动力工程因具有环保、热能高的特征，使其在锅炉方面得到广泛应用。

    并且随着市场竞争的日益激烈化以及对于自身工业发展的需要，热能动力工程在我国应用范围不断扩大，因此必须加强对热能与动力工程在锅炉中的应用进行分析。

    【参考文献】

    [1] 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

    [2] 满正鑫.锅炉领域中热能与动力工程的有效运用策略探究[J].黑龙江科技信息.2015

    [3] 姚剑锋等.热能与动力工程在锅炉中的应用问题研究[J].中国化工贸易，2017

    [4] 刘靖.热能与动力工程在锅炉应用中的问题分析[J].科技风，2018