探討熱能動(dòng)力工程在鍋爐方面的發(fā)展

叢日旭

[摘 ?要]目前，利用熱能動(dòng)力工程對(duì)于企業(yè)的動(dòng)力工具進(jìn)行改造已經(jīng)成為了提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、順應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)。尤其是利用熱能動(dòng)力工程在鍋爐方面的發(fā)展提高了鍋爐的熱效率，進(jìn)一步減少了污染。本文簡(jiǎn)單介紹了熱能動(dòng)力工程和鍋爐的構(gòu)成，對(duì)熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展進(jìn)行了研究。

[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力工程;鍋爐;發(fā)展

中圖分類號(hào)：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）27-0193-01

一、關(guān)于熱能動(dòng)力工程

熱能動(dòng)力工程就是“熱能”與“工程”之間關(guān)系的引發(fā)的相關(guān)應(yīng)用實(shí)體機(jī)械與工程。熱能動(dòng)力工程主要研究方面為熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，其研究方面橫跨機(jī)械工程、工程熱物理等多種科學(xué)領(lǐng)域。其發(fā)展方向多為電廠熱能工程以及自動(dòng)化方向、工程物理過(guò)程以及其自動(dòng)控制方向、流體機(jī)械及其自動(dòng)控制方向、空調(diào)制冷方向、鍋爐熱能轉(zhuǎn)換方向等，熱能動(dòng)力工程是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱能動(dòng)力工程主要需要解決的問(wèn)題是能源方面的問(wèn)題，作為熱能源的主要利用工程，熱能動(dòng)力工程對(duì)于我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有很高的地位。目前，國(guó)內(nèi)熱能動(dòng)力工程的主要應(yīng)用與熱電廠、空調(diào)制冷方向以及部分流程的自動(dòng)化方向，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也將立足于這些具體的應(yīng)用來(lái)進(jìn)一步解決相關(guān)能源應(yīng)用的問(wèn)題。從上述我們可以看出，熱能動(dòng)力工程主要解決我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)生活中的最根本的動(dòng)力問(wèn)題，由此熱能動(dòng)力工程的相關(guān)發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展息息相關(guān)，熱能動(dòng)力工程的改革將對(duì)于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路起到重要的作用。

目前，熱能動(dòng)力工程的應(yīng)用范圍非常普遍，部分企業(yè)引入了熱能發(fā)電機(jī)作為企業(yè)的供電設(shè)備。本文中所探討的鍋爐，其主要涉及了熱力發(fā)電機(jī)、相關(guān)的熱能轉(zhuǎn)換動(dòng)力機(jī)械等方面的技術(shù)。

二、關(guān)于鍋爐的相關(guān)構(gòu)成

鍋爐根據(jù)其功能的不同和燃燒材料的不同可以分為很多種類，不同種類的鍋爐為了滿足不同的生產(chǎn)生活需要，在構(gòu)成方面存在一定的差異。但是，其主要的外殼以及核心的前期控制部分是不變的。鍋爐的外殼對(duì)于整個(gè)鍋爐來(lái)講是一個(gè)“外表”，鍋爐在工作過(guò)程中利用這個(gè)“外表”對(duì)自身進(jìn)行固定，并且防風(fēng)防灰塵的襲擾。 鍋爐的組成由煤粉制備系統(tǒng)、燃燒器、受熱面、空氣預(yù)熱器等主要部分組成，鍋爐的受熱面還用于固定鍋爐的燃燒部分，也就是燃燒器，煤粉燃燒器是將煤粉送入爐膛進(jìn)行燃燒的設(shè)備。燃燒器分為兩種：

1、旋流式燃燒器：攜帶煤粉的一次風(fēng)和不帶煤粉的二次風(fēng)分別用不同管道與燃燒器連接。煤粉與空氣能充分混合并形成回流區(qū)。每臺(tái)鍋爐可配置4～48只燃燒器。

2、直流式燃燒器：噴口成狹窄形，其一、二次風(fēng)在燃燒器中都不旋轉(zhuǎn)。煤粉在其中能完全燃燒。

受熱面分蒸發(fā)受熱面和過(guò)熱受熱面?，F(xiàn)代大、中型鍋爐均以水冷壁構(gòu)成爐膛，由此水冷壁（即受熱面）吸收爐內(nèi)輻射熱使水蒸發(fā)成飽和蒸汽。為不增加爐膛容積而增加輻射受熱面，大型鍋爐可采用雙面曝光的水冷壁。過(guò)熱受熱面可分為布置于爐膛上部的屏式過(guò)熱器受熱面和布置于對(duì)流煙道內(nèi)的對(duì)流過(guò)熱器受熱面。前者吸收爐內(nèi)輻射熱;后者吸收對(duì)流熱。

空氣預(yù)熱器裝于鍋爐煙道尾部，用以回收煙氣余熱，提高助燃空氣的溫度。高參數(shù)、大容量的鍋爐為提高熱風(fēng)溫度（>300℃），常需使空氣預(yù)熱器與省煤器分級(jí)交叉布置。

鍋爐中還有一個(gè)很重要的部分就是其電器控制器。電氣控制器對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于“大腦”，通過(guò)“大腦”來(lái)控制鍋爐內(nèi)部的主要活動(dòng)。隨著科技的不斷發(fā)展，鍋爐的電氣控制器已經(jīng)與信息產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，產(chǎn)生了微電腦控制的自動(dòng)控制模式，一改傳統(tǒng)的人力操作，在溫度的精確程度、恒溫性方面得到了很大的改善。

三、熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀

1、我國(guó)熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展?fàn)顩r

自1872年英國(guó)第一臺(tái)鍋爐的產(chǎn)生，工業(yè)鍋爐行業(yè)已經(jīng)有了數(shù)百年的發(fā)展，經(jīng)歷了鍋殼式鍋爐、火管鍋爐、直水管鍋爐、煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐等演化歷程。我國(guó)是世界上最大的生產(chǎn)和使用工業(yè)鍋爐的國(guó)家，全國(guó)擁有一千多家鍋爐生產(chǎn)企業(yè)，由于受資源結(jié)構(gòu)的影響，煤炭為工業(yè)鍋爐的主要燃料，還有少量的燃?xì)夂碗姛徨仩t。在過(guò)去60多年里，我國(guó)工業(yè)鍋爐技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，尤其是燃油燃?xì)忮仩t技術(shù)已經(jīng)到達(dá)了國(guó)際先進(jìn)水平，但是還存在著熱效率不高、脫硫技術(shù)不成熟、輔助以及自動(dòng)化控制技術(shù)落后、爐排鑄件質(zhì)量不高等問(wèn)題。工業(yè)鍋爐主要應(yīng)用于電力生產(chǎn)、制藥、化工、鋼鐵等行業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?lái)源。伴隨著熱能動(dòng)力工程學(xué)和鍋爐技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化的鍋爐設(shè)備一般采用步進(jìn)式爐和推鋼式爐，并充分利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鍋爐的持續(xù)穩(wěn)定加熱，不斷提高能源利用率。

2、我國(guó)鍋爐技術(shù)發(fā)展過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

我國(guó)鍋爐技術(shù)存在的主要問(wèn)題是熱效率不高、粉塵氣體污染嚴(yán)重，產(chǎn)品技術(shù)、管理、工藝流程落后，科技研發(fā)力度不足，制造標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等。其中，鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性的制約作用。鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要存在爐排鑄造質(zhì)量不高、風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、輔助設(shè)備不完整等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)一般使用普通鑄件，大部分零件采用火焰切割冷加工技術(shù)，造成爐排間隙較大，容易造成漏煤和配風(fēng)不均問(wèn)題。其次是由于企業(yè)為了追逐高額利潤(rùn)，減少鍋爐建設(shè)投資，經(jīng)常使鍋爐在高負(fù)荷下運(yùn)行，這就有可能造成風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作而燒壞。在國(guó)內(nèi)鍋爐安裝過(guò)程中，一般使用和燃燒器不配套的輔機(jī)設(shè)備，缺乏專業(yè)性匹配設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)，嚴(yán)重影響整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能以及環(huán)保性能。在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，只重視元件承壓指標(biāo)，忽視對(duì)燃燒裝置的研究，

四、熱能動(dòng)力工程鍋爐技術(shù)的發(fā)展

1、提高鍋爐自動(dòng)化控制水平，保證鍋爐溫度的穩(wěn)定性

科學(xué)合理的控制鍋爐燃燒溫度需要做好能量的轉(zhuǎn)化幅度，鍋爐企業(yè)應(yīng)該改變傳統(tǒng)的人工填料方式，使用步進(jìn)式自動(dòng)化控制技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)采集、分析、計(jì)算、輸出合理的結(jié)果，把鍋爐內(nèi)溫度經(jīng)過(guò)傳感器傳送到控制系統(tǒng)，檢測(cè)溫度差異性，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒的有效控制。由于鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，溫度檢測(cè)影響因素較多，因此要充分地把熱能動(dòng)力工程技術(shù)應(yīng)用到鍋爐改造過(guò)程中，通過(guò)測(cè)定從不同方向流入葉片的燃料速度，建立數(shù)據(jù)模擬二維模型，最后利用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件求出結(jié)果，弄清鍋爐風(fēng)機(jī)葉片分離和攻角的關(guān)系。

2、提高燃料利用率，加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保研究力度

燃料利用率的提高首先要做好鏈條爐排燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)工作，充分發(fā)揮節(jié)能減排的作用，尤其是要解決好調(diào)節(jié)不順、密封不嚴(yán)、布風(fēng)不合理、漏煤過(guò)多等問(wèn)題。不斷加強(qiáng)對(duì)給煤裝置、自動(dòng)化系統(tǒng)控制、爐拱及燃燒系統(tǒng)、鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造工作，保證水處理裝置的科學(xué)合理利用，從整體上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。對(duì)于使用天然氣做為燃料的鍋爐可以采取冷凝式鍋爐，同時(shí)為了避免冷凝結(jié)露引發(fā)鍋爐內(nèi)壁腐蝕損壞，一般要把鍋爐溫度設(shè)定在比較高的水平。國(guó)家要強(qiáng)化節(jié)能減排監(jiān)督管理體系，不斷提高鍋爐技術(shù)研究和操作人員的技能素質(zhì)，養(yǎng)成節(jié)能意識(shí)，把節(jié)能工作提高到戰(zhàn)略位置。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張子軒.熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展?fàn)顩r分析[J].電子制作.2015（03）.

[2] 金茜.熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].科技與企業(yè).2014（23）.

[3] 朱博.探究熱能動(dòng)力工程在鍋爐方面的發(fā)展[J].科技致富向?qū)?2013（18）.