王令方

(山東電力基本建設(shè)總公司,北京 100044)

新形勢(shì)下電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動(dòng)力的發(fā)展前景

王令方

(山東電力基本建設(shè)總公司,北京 100044)

熱能動(dòng)力工程的科學(xué)原理里物理學(xué)為基礎(chǔ),主要以內(nèi)燃機(jī)和其他新型動(dòng)力機(jī)器系統(tǒng)為主要研發(fā)對(duì)象。在火力發(fā)電中,熱動(dòng)力工程的最重要兩個(gè)可信專業(yè)就是汽輪機(jī)和鍋爐,這兩個(gè)專業(yè)的設(shè)置時(shí)間長(zhǎng),但同時(shí)也反映了熱電力工程的核心技術(shù),其主要包括了鍋爐設(shè)備和火電工程兩個(gè)方面。隨著我國(guó)科技發(fā)展,社會(huì)資源緊張,鍋爐的應(yīng)用技術(shù)和較高的使用性能在火力發(fā)電中的應(yīng)用更為廣泛,在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間中,鍋爐技術(shù)的應(yīng)用也將成為推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要角色。

鍋爐 熱能動(dòng)力 工程 機(jī)械

改革開(kāi)放三十多年，國(guó)家經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)展良好，科技不斷進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和人們生活都有了很大提高。電力是我國(guó)發(fā)展的基礎(chǔ)能源，火力發(fā)電也是我國(guó)電廠發(fā)電的基本結(jié)構(gòu)，而且每年在電力生產(chǎn)方面創(chuàng)造出來(lái)的電能量都不斷增加。為了滿足當(dāng)代社會(huì)建設(shè)對(duì)電力的需求，電廠對(duì)火力發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了很多調(diào)整。熱能動(dòng)力工程理論的基礎(chǔ)除了有物理學(xué)知識(shí)，還需要熱能動(dòng)力工程以及機(jī)械工程的知識(shí)，這些都是非常專業(yè)的工程應(yīng)用理論。熱能動(dòng)力的基本理論就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能力從而獲得生產(chǎn)需要原動(dòng)力，其中，鍋爐就是轉(zhuǎn)換工具，分為鍋和爐兩個(gè)部分。

1 熱能動(dòng)力工程概述

熱能動(dòng)力，顧名思義，主要是研究熱能與動(dòng)力兩方面技術(shù)，其中包括熱能工程，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和流體機(jī)械及流體工程，熱能工程與動(dòng)力機(jī)械，制冷和低溫技術(shù)工程物理，能源工程，水利電動(dòng)工程，冷藏工程等多方面。鍋爐的運(yùn)行主要運(yùn)用熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力機(jī)械工程，熱能工程，能源及工程熱物理學(xué)等方面的專業(yè)技術(shù)知識(shí)。熱能動(dòng)力工程主要是研究熱能與動(dòng)力之間的相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題，研究方向是在機(jī)械工程和物理等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，熱能動(dòng)力工程、機(jī)械自動(dòng)化物理工程、極易自動(dòng)控制方向流體機(jī)械和自動(dòng)控制方向空調(diào)制冷鍋爐熱能轉(zhuǎn)換。熱能動(dòng)力工程是我國(guó)動(dòng)力工程的基礎(chǔ)，主要解決能源方面的問(wèn)題，作為熱能員的主要應(yīng)用工程，熱能動(dòng)力工程對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要作用。

2 鍋爐結(jié)構(gòu)構(gòu)成

鍋爐的組成結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，有外殼和燃?xì)忮仩t電氣控制兩部分構(gòu)成，自重，外殼部分主要分為底殼和面殼，鍋爐底殼的作用是固定鍋爐燃燒部分，也就是燃燒器，在底殼安裝膨脹水箱，輪回水泵燃?xì)忾y熱交換器，以及熱交換器電控和等零部件，通過(guò)和底殼連接，作為鍋爐的一個(gè)整體存在，而且底殼還能夠做到與固體物連接。鍋爐的外殼起到防風(fēng)防塵的作用，保護(hù)燃?xì)忮仩t電氣控制部分，對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)是最主要的硬件組成。作為主要控燃燒輪回水泵的風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，燃?xì)忾y和輪回水流在暖溫度探測(cè)器裝置運(yùn)行。目前在我國(guó)應(yīng)用廣泛的是電腦控制機(jī)械設(shè)備，這樣可以更加精確地操控鍋爐溫度。

3 保持鍋爐燃燒溫度平衡

熱能動(dòng)力工程在鍋爐風(fēng)機(jī)操作上需要解決的問(wèn)題就是風(fēng)機(jī)氣體的壓縮和氣體輸送，它的工作原理就是將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體壓力能和動(dòng)能，然后將部分氣體輸送到制定的機(jī)械上。風(fēng)機(jī)鍋爐經(jīng)常運(yùn)用的器械，隨著我國(guó)對(duì)能源的需求量不斷增大，鍋爐風(fēng)機(jī)工作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，例如機(jī)身燒壞的等，這些問(wèn)題將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的很有可能危及人身安全，所以，在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，必須正確使用熱能動(dòng)力技術(shù)，同時(shí)不斷加強(qiáng)風(fēng)機(jī)改進(jìn)，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。

4 熱能動(dòng)力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)運(yùn)用

(1)以燒嘴燃燒控制器電動(dòng)蝶閥熱電偶比例閥流量計(jì)氣體分析裝置以及PLC等部件組成的空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)：這種燃燒控制系統(tǒng)是由熱電偶檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳送至PLC與其本身設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，偏差值通過(guò)使用比例積分及微分運(yùn)算輸出電信號(hào)同時(shí)分別對(duì)比例閥門以及電動(dòng)蝶閥的開(kāi)放程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制空氣與燃料比例調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)溫度的目的，此種方式溫度控制并不十分精確，需要仔細(xì)確認(rèn)額定數(shù)值。

(2)由燒嘴燃燒控制器流量閥流量計(jì)熱電偶幾個(gè)部分組成的雙交叉先付控制系統(tǒng)：其工作原理主要是通過(guò)溫度傳感器熱電偶把需要進(jìn)行精確測(cè)量的溫度變成電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)即是用來(lái)代表測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度，此測(cè)量點(diǎn)溫度期望給定值是由預(yù)先存貯在上位機(jī)中的工藝曲線自動(dòng)給定的，并根據(jù)兩者數(shù)據(jù)之間的偏差值的大小，由PLC自動(dòng)調(diào)整燃料與空氣流量閥門的開(kāi)合程度，通過(guò)電動(dòng)的方式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的定位以及空氣和燃料的控制比例，并接住孔板和差壓變送器測(cè)量空氣的流量，燃料的控制也通過(guò)一個(gè)專用的質(zhì)量控制裝置來(lái)測(cè)量，是溫度精確的控制在必要的數(shù)值上，這種燃燒控制優(yōu)點(diǎn)在于方式節(jié)省部件，并且溫度控制精確。

5 仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片

鍋爐的內(nèi)部的葉輪機(jī)械內(nèi)部流暢需要帶有十分強(qiáng)烈的非定常特征，并且其內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜，不容易進(jìn)行十分細(xì)致的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并且到目前為止，仍然沒(méi)有可以解釋流動(dòng)分離失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象的完善的流體力學(xué)原理，因此要了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)的本質(zhì)需要更加可靠詳細(xì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)使用軟件二維數(shù)值模擬鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片，對(duì)空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動(dòng)分離進(jìn)行模擬，并根據(jù)模擬的數(shù)值創(chuàng)建而未模型，進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，設(shè)定邊界條件和區(qū)域，最后輸出網(wǎng)格，在使用求解器求解，這樣才可以對(duì)不同的氣流攻角的流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬，達(dá)到模擬的目的，同時(shí)可以根據(jù)模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進(jìn)行比較和分析，最后得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上介紹，讀者基本可以發(fā)現(xiàn)，鍋爐的構(gòu)造中都會(huì)摻入很多熱能動(dòng)力技術(shù)，不管是鍋爐的基本結(jié)構(gòu)，還是鍋爐風(fēng)機(jī)，燃燒控制系統(tǒng)，在熱能動(dòng)力技術(shù)中都能夠?qū)﹀仩t的運(yùn)行起到積極的效果，所以，熱能動(dòng)力工程不管對(duì)鍋爐應(yīng)用還是人們的日常生活來(lái)說(shuō)都是不可缺少的一部分。就目前我國(guó)熱力動(dòng)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其今后的發(fā)展?jié)撡|(zhì)巨大，市場(chǎng)前景廣闊，企業(yè)應(yīng)該積極加強(qiáng)對(duì)熱能動(dòng)力技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

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[2]張榮光,那永潔,呂清剛.循環(huán)流化床煤氣化平衡模型研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2005(18).

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[4]王楚鴻.新形勢(shì)下電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動(dòng)力的發(fā)展前景[J].科技視界,2013(31).