熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的問(wèn)題分析

莊廷勇　張春雨

摘 要：熱能是能源結(jié)構(gòu)中的重要組成成分，對(duì)于能源的轉(zhuǎn)換起到十分重要的作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及人們生活水平的逐漸提高，熱能應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。熱能與動(dòng)力工程主要研究的對(duì)象就是熱能，隨著人們重視程度的增加，對(duì)熱能的研究更加深入。鍋爐在熱能與動(dòng)力工程中扮演著十分重要的角色，通過(guò)在鍋爐中使用熱能與動(dòng)力工程技術(shù)能夠有效提高燃料的燃燒率，進(jìn)而起到節(jié)約能源的作用，同時(shí)還能夠減少鍋爐安全事故的發(fā)生。文章主要針對(duì)當(dāng)前熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，特別是對(duì)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題進(jìn)行深入探討，希望能夠給相關(guān)人員一定的借鑒作用，促進(jìn)我國(guó)熱能與動(dòng)力工程事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程；鍋爐；應(yīng)用；分析

熱能與動(dòng)力工程是一項(xiàng)十分復(fù)雜的學(xué)科，包含很多其他周邊學(xué)科的內(nèi)容，其主要是以跨熱能動(dòng)力工程及機(jī)械工程方面為理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械和熱能之間的能量轉(zhuǎn)換。鍋爐作為一種十分重要的能量轉(zhuǎn)換機(jī)械設(shè)備，鍋爐的燃燒過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，需要計(jì)算出鍋爐在燃燒的過(guò)程中需要的動(dòng)力值。為了能夠提高鍋爐的燃燒效率，節(jié)省資源，就需要在鍋爐的設(shè)計(jì)過(guò)程中以熱能與動(dòng)力工程為原則。但是目前來(lái)看，我國(guó)針對(duì)鍋爐熱能方面的研究還比較少，研究的還不夠深入和透徹，距離理想的水平還存在著一定的差距，需要相關(guān)學(xué)者對(duì)鍋爐的運(yùn)用和熱能與動(dòng)力工程的關(guān)系進(jìn)行深入分析。

1 熱能與動(dòng)力工程研究的基本內(nèi)容

熱能與動(dòng)力工程可以說(shuō)是一門研究熱能與動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，包含的內(nèi)容涉及的范圍比較廣泛，影響因素也比較多，需要研究人員對(duì)該學(xué)科進(jìn)行全方位了解，并能夠找到該學(xué)科的發(fā)展規(guī)律，使其能夠在其他學(xué)科建設(shè)中更好地被應(yīng)用。鍋爐是熱能與動(dòng)力工程研究的主要設(shè)備，在鍋爐的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)運(yùn)用到大量的熱能與動(dòng)力工程知識(shí)，并形成了系統(tǒng)性的理論知識(shí)。因此在鍋爐應(yīng)用的過(guò)程中特別注意機(jī)械工程、能源工程、物理工程等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，從中發(fā)現(xiàn)提高鍋爐燃燒效率的規(guī)律。同時(shí)每個(gè)學(xué)科的發(fā)展方向和研究領(lǐng)域會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步發(fā)生改變，熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用領(lǐng)域也向著智能化方向發(fā)展，特別是物理工程領(lǐng)域，我國(guó)相關(guān)拓展領(lǐng)域的研究還處于初級(jí)階段，專業(yè)人才數(shù)量嚴(yán)重不足，面臨這些情況需要加強(qiáng)對(duì)熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域的研究，逐步地積累經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮出熱能與動(dòng)力工程的最大作用，提高鍋爐生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的共同發(fā)展。

2 對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)及動(dòng)力原理的分析

一般的鍋爐結(jié)構(gòu)主要包括外殼、燃?xì)獾目刂萍板仩t生產(chǎn)主體部分。其中外殼又分為底殼和面殼兩部分，底殼承擔(dān)鍋爐燃燒的功能，也是鍋爐在燃燒過(guò)程中的主要涉及環(huán)節(jié)。在底殼處安設(shè)有熱交換器以及電控盒等主要部件，同時(shí)底殼還是連接鍋爐各部分的樞紐，對(duì)鍋爐的整體性穩(wěn)定起到?jīng)Q定性的作用。面殼主要作用是防止灰塵以及其它不相關(guān)物質(zhì)進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部，扮演保護(hù)傘的角色，從而更好的保護(hù)鍋爐，延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。燃?xì)獾目刂萍板仩t生產(chǎn)主體部分是鍋爐結(jié)構(gòu)的核心，對(duì)控制鍋爐生產(chǎn)活動(dòng)起到?jīng)Q定性作用。

3 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的應(yīng)用以及應(yīng)用中主要面臨的問(wèn)題

在人類工業(yè)文明的開始階段，鍋爐就作為一種熱能轉(zhuǎn)化工具被發(fā)明和使用。隨著工業(yè)革命的開始和不斷推進(jìn)，鍋爐的生產(chǎn)已經(jīng)形成了一套比較完整的體系。鍋爐的使用是工業(yè)革命不斷前進(jìn)的主要推動(dòng)力，直到今天，鍋爐仍然是熱能和動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化的主要機(jī)械設(shè)備，在眾多領(lǐng)域中被應(yīng)用。自從熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中使用，雖然提高了鍋爐的使用效率，但是仍然存在著一些問(wèn)題，這些問(wèn)題影響著鍋爐的正常運(yùn)行。

過(guò)去的工業(yè)鍋爐主要的作用就是滿足人們對(duì)熱能的需要，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中需要大量的動(dòng)力，而工業(yè)鍋爐就作為熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的主要設(shè)備。此外，在制造業(yè)生產(chǎn)中，鍋爐能夠提供熱能和動(dòng)力?？萍嫉倪M(jìn)步以及社會(huì)的發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)鍋爐生產(chǎn)技術(shù)的提高，同時(shí)也擴(kuò)大了工業(yè)鍋爐的應(yīng)用范圍。在工業(yè)鍋爐發(fā)展的過(guò)程中也加深了對(duì)熱能與動(dòng)力功能之間的轉(zhuǎn)化研究，轉(zhuǎn)化效率得到了極大的提高，但是當(dāng)前仍然存在著一些問(wèn)題需要解決，保證工業(yè)鍋爐的正常使用。

鍋爐的構(gòu)成部件十分復(fù)雜，其中風(fēng)機(jī)是通過(guò)把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能并向鍋爐內(nèi)部輸送氧氣的重要部件，風(fēng)機(jī)的工作承受度是有限的，隨著人們對(duì)能源需求量的逐年增加，企業(yè)為了追求更多的利益，開始盲目地增加鍋爐的工作量，進(jìn)而超過(guò)風(fēng)機(jī)工作的承受度，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，不僅對(duì)鍋爐整體設(shè)備造成不良影響，同時(shí)也中斷了企業(yè)的生產(chǎn)。由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造十分繁雜，工作人員很難準(zhǔn)確判定風(fēng)機(jī)內(nèi)部的溫度，所以應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)鍋爐中風(fēng)機(jī)內(nèi)部溫度測(cè)量的研究，目前最為常用的方法就是通過(guò)對(duì)不同方向上流入風(fēng)機(jī)葉片的燃燒速度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模并劃分出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，直觀地觀察風(fēng)機(jī)和其他部件之間的聯(lián)系，并逐漸完善風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)，提高風(fēng)機(jī)的工作能力和效率，進(jìn)而提高整個(gè)鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。

4 運(yùn)行熱能動(dòng)力工程知識(shí)做好對(duì)燃燒技術(shù)的控制

為了能夠有效地提高鍋爐內(nèi)部燃料的燃燒效率，需要做好鍋爐內(nèi)部燃燒溫度的控制，同時(shí)做好該項(xiàng)工作還能夠提高鍋爐熱能轉(zhuǎn)化效率，在熱能與動(dòng)力工程研究中最需要解決的問(wèn)題就是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐內(nèi)部燃燒溫度的控制。下面就針對(duì)當(dāng)前幾種燃燒方式進(jìn)行分析，在對(duì)每種方式的特點(diǎn)詳細(xì)了解的基礎(chǔ)上，做好燃燒溫度控制工作，提高能源的燃燒率，在保證能量轉(zhuǎn)換質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源的目的。

（1）層燃爐：其主要燃燒形式是將燃料加固至爐排上，從而形成燃料層，其主要優(yōu)點(diǎn)是形成的燃料層可以保持很多的熱量，可以促進(jìn)燃燒穩(wěn)定，很好地避免滅火現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）室燃爐：室燃爐主要是直接將燃料和空氣送至燃燒爐中，中間不經(jīng)過(guò)爐排，這樣，空氣和燃料在爐膛中一邊流動(dòng)一邊燃燒，可以促進(jìn)燃料充分燃燒。這種燃燒方式起初是用在氣體燃料以及液體燃料中，目前已經(jīng)可以使用在煤粉燃料。

（3）旋風(fēng)爐：其爐子的形狀為長(zhǎng)圓筒形，有臥式、立式兩種。燃燒所需的燃料和空氣沿著圓筒的切線方向從頂端螺旋送至底端。筒中的高速氣流帶著燃料和空氣做高速運(yùn)轉(zhuǎn)和進(jìn)行燃燒，這樣在很大程度上促進(jìn)了燃料和空氣中氧氣的充分結(jié)合，燃燒更充分。該種燃燒方式實(shí)際上就是介于層燃爐和室燃爐之間的燃燒。

（4）沸騰爐：其底設(shè)有布風(fēng)板，在板上放置一定密度的燃料層，燃料層的底部為風(fēng)室。其主要燃燒特點(diǎn)是燃料和空氣之間的接觸面積較大，在這種燃燒方式的應(yīng)用中，主要采用煤粒作為燃料，這樣煤燃料層在沸騰層中的停留時(shí)間就比較長(zhǎng)，其混合效果良好，所以燃燒清冽，燃燒充分。

5 結(jié)束語(yǔ)

在社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)鍋爐方面的生產(chǎn)，在鍋爐生產(chǎn)中使用熱能與動(dòng)力工程技術(shù)，這不僅是時(shí)代發(fā)展的需要，同時(shí)也是減少鍋爐安全事故、提高燃料燃燒率、節(jié)約能源資源的重要舉措。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，針對(duì)二者結(jié)合的研究還不是很多，而且我國(guó)相關(guān)方面的技術(shù)水平還不是很高，在鍋爐生產(chǎn)中出現(xiàn)很多問(wèn)題。為了滿足當(dāng)前消費(fèi)者的需求，就必須提高鍋爐的生產(chǎn)效率，加快鍋爐中熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用速度，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷創(chuàng)新，促進(jìn)我國(guó)鍋爐生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)全社會(huì)不斷前進(jìn)。

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