热能与动力工程在锅炉中应用问题

热能与动力工程在锅炉中应用问题

李永

天津宝成机械制造股份有限公司 天津市 300350

摘要：中国的社会经济快速发展，改革行业领域不断地提高生产力水平，对能源具有更高的需求，同时热电厂需要正视能源供应不足的问题。由于中国长期以来的能源开发和利用都采用了粗放形式，导致能源低效率生产，同时还破坏了生态环境。热电厂要满足现行的能源需求，就要在能源生产中加大科技成分的投入，这就需要对热能与动力工程从科学的层面进行改革与创新，以提高能源生产效率。

关键词：锅炉；热能动力工程；应用问题；

锅炉作为常见的能量转换设备，广泛应用于我国各个行业当中。由于不同制造单位中使用的锅炉设备存在差异，为保证锅炉运行效率有所提升，将热能与动力工程与锅炉设备进行有效结合至关重要。加上锅炉在投入使用时，空气流量和锅炉安置空间范围等因素都会影响锅炉运行效率，因此，按照行业发展需求进行锅炉设计对热能与动力工程发展具有一定现实意义。

一、热能与动力工程在锅炉中应用问题

1.重热现象中的问题。这里所说的重热现象就是指重复利用热能的现象。在机器工作时，如果被损耗的热能在机器下一次运转时能够运用，就很好的做到了重热现象。重热现象的危害不单单在于自身的热能损失，而是会引发一系列的连锁反应，给热电厂的发电工作带来多重影响。例如，电热现象会影响蒸气压力的稳定性，由此导致蒸气对叶轮机组做功的不稳定，一方面影响发电机发电的持续性，另一方面也很难保证发电的品质。

2.节流调节中的问题。节流调节是热电厂运行中应用较为普遍的一种工作方式。对于热电厂来说，整个发电系统包含各种各样的设备，由于运作环节的不同，这些设备往往会出现不同程度的老化现象，不仅增大了整个热电发电流程的耗能，严重情况下还会制约整个发电工作的正常秩序，给电厂经济效益带来不必要的损失。事实上，节流调节更适用于容量额度较小的设备，当机组设备的任何一级达到任何一级额定的符合承载的最大值时，其余数会随之相应地增加，机组数逐渐减少，进而使的供电压力的临界值小于数值大小。

3.湿气损失中的问题。湿气损失是热电厂热能损耗中最普遍的影响因素，导致湿气损失的原因主要有以下几个方面：首先，通过煤炭燃烧，使得锅炉内部的液态水气化，产生大量的水蒸气。水蒸气由于体积极具碰撞，会源源不断的向叶轮机组涌去。由于水蒸气中夹杂着大量的水滴，因此在水蒸气传输的过程中，这些水滴的流动速度要远远低于蒸汽流动速度。如果水滴密度过大，还会影响后续蒸汽的流速，从而降低了水蒸气的做功效率，使得热能出现损坏。其次，水蒸气在对机组叶片进行推动做功时，叶片的表面温度要远低于水蒸气温度，因此接触到叶片的水蒸气会液化成水滴，做功为零。

二、热能与动力工程在锅炉中应用

1.热能与动力工程在锅炉风机监控中的应用。锅炉在运行的过程中必须要有一个性能较好的风机，风机在运行的过程中可以将外界夹杂氧气的气体直接运送到锅炉当中，这样就保证了锅炉燃烧的质量。在社会经济发展的过程中，人们对能源的需求在不断的提升，因此要想环节能源危机，一个十分有效的方式就是延长风机运行的时间。但是在这一过程中要掌握好方式方法，在风机长时间运行的过程中会产生较大的热量，如果风机不能得到及时的降温，就有可能会被烧毁，这样就可能会严重的影响到风机运行的质量和水平。因此可以更好的使用热能和动力工程的相关理论来对风机运行的状况加以改善。风机内部结构十分复杂，利用常规的测量方式难以得到有效的温度数据，受到技术发展的限制，目前尚没有可行的电气技术方案能实时直接地对风机的运行温度作出监控。现在可行的一种解决措施是应用热能与动力工程研发软件，从不同的方向来测定流入风机叶片燃料的速度，并通过创建数值模拟的二维模型，然后进行网格划分，最后利用求解器求出所需结果，也就是锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。当然，这种方式虽然有一定的效果，但仍然存在一定的温度误差。

2.热能与动力工程在锅炉燃烧控制中的应用。锅炉燃烧控制技术是对能量转换幅度进行适当调整的一种非常重要的技术，在当前的锅炉燃烧中，逐渐从原有的人工填料方式转变成了自动填料的方式，甚至还出现了全自动锅炉控制系统，按照其采用的自控技术我们可以将锅炉燃烧控制分成两种类型。以烧嘴、燃烧控制器、电动蝶阀、热电偶、比例阀、流量计、气体分析装置以及PLC 等部件组成的空燃比例连续控制系统。这种燃烧控制系统是由热电偶检测出数据传送至PLC，与其本身设定的数值进行比较，偏差值通过使用比例积分及微分运算输出电信号，同时分别对比例阀及电动蝶阀的开合程度进行调节，从而达到控制空气与燃料比例、调节锅炉内温度的目的。此种方式温度控制并不十分精确，需要仔细确认额定数值。由烧嘴、燃烧控制器、流量阀、流量计、热电偶等组成的双交叉限幅控制系统。其工作原理主要是通过温度传感器和热电偶把需要进行精确测量的温度变成电信号，这个电信号即测量点的实际温度，此测量点温度期望值是由预先存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的，根据这两个数据之间偏差值的大小，由PLC 自动调整燃料与空气流量阀门的开合程度，通过电动运行机构的定位及空气和燃料的比例控制，并借助孔板和差压变送器测量空气的流量，采用一个专用的质量控制装置来控制燃料量，从而使温度精确地控制在需要的数值上。

三、热能与动力工程在锅炉中应用创新

有专家分析，我国电厂目前的重热系数在4%~8%，而我们知道重热系数越大，那么就表示热能的重复利用率越高，从而损耗量就得以降低。所以，电厂在进行生产的过程中，应适当地提高重热系数，以便提高热能的重复利用率。但是，我们要注意的是，重热系数并不是越大越好，而是应根据企业自身的需要，将其控制在一定的范围之内。重热现象虽然自身存在着许多不好的影响，但是只要我们能够合理利用，就可以很好地提高整个工作的效率。节流调节在第一级就可以完成全周进汽，当设备工作发生变化时，各级温度普遍降低，同时表现出卓越的适应性。但由于节流损失，经济效益表现较差。在电厂的实际运行过程中，根据弗留格尔原理，结合弗留格尔公式的应用条件进行合理推算，并对相应的部件受力情况和功率效率加以确定。并对汽轮机是否正常流通进行监视，在已知流量的情况。减少湿汽损失是提高热能和动力工程利用的重要措施。在电厂的实际运行过程中，我们可以采取四种方法来减少湿汽损失。分别是：应用去湿装置、应用中间再热循环装置、提升机组抗冲蚀能力和应用带有吸水缝的喷灌。这四种方法都是十分有效的，达到较少湿气的目的，从而节能降耗。

锅炉是实现能源转换的重要机械设备,主要由外壳、电气控制和锅炉的生产主体等部分组成。其中外壳又分为底壳与面壳两个部分,底壳承担着锅炉燃烧功能,是连接各个部分的重要枢纽,并且底壳上设置有热交换器与电控盒等不同部件。面壳的主要作用是防止灰尘等物质进人锅炉内部,避免其对锅炉的正常性能造成影响。燃气控制与锅炉的生产主体为锅炉结构的主要核心,控制着锅炉的生产活动。随着科学技术的发展, 锅炉都采取了自动化的控制。

参考文献：

[1]李兆明.刍议热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新[J].科技创新导报,2019(30).

[2]庄德鑫.关于热能与动力工程在锅炉中应用问题的探讨[J].经营管理者,2018（05）．

[3]徐德立. 关于热能与动力工程在锅炉中应用问题的探讨[J].经营管理者,2020(13):313.