謝海遠(yuǎn)

[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)熱能和動(dòng)力工程在方面已經(jīng)取得了很大的成就，為了保證技術(shù)的完善性和全面性，還需要進(jìn)步的研究和改進(jìn)。而在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中鍋爐成為其重要的熱能動(dòng)力設(shè)備，但是鍋爐煙氣排放會(huì)造成一定的環(huán)境污染，同時(shí)也增加了排煙管的熱量。本文主要針對(duì)熱能動(dòng)力在鍋爐和能源中的發(fā)展情況進(jìn)行分析和概括。

[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力工程；鍋爐；能源；發(fā)展概況

中圖分類(lèi)號(hào)：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）17-0011-01

引言

熱能與動(dòng)力工程是以工程熱物理學(xué)科為主要理論基礎(chǔ)，以?xún)?nèi)燃機(jī)和正在發(fā)展中的其它新型動(dòng)力機(jī)械及系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用工程力學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、環(huán)境科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科的知識(shí)和內(nèi)容，研究如何把燃料的化學(xué)能和液體的動(dòng)能安全、高效、低（或無(wú)）污染地轉(zhuǎn)換成動(dòng)力的基本規(guī)律和過(guò)程，研究轉(zhuǎn)換過(guò)程中的系統(tǒng)和設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)。隨著常規(guī)能源的日漸短缺，人類(lèi)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，節(jié)能、高效、降低或消除污染排放物、發(fā)展新能源及其它可再生能源成為本學(xué)科的重要任務(wù)，在能源、交通運(yùn)輸、汽車(chē)、船舶、電力、航空宇航工程、農(nóng)業(yè)工程和環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

一、我國(guó)的熱能動(dòng)力工程發(fā)展歷程

我國(guó)的熱能動(dòng)力工程開(kāi)始于上世紀(jì)50年代，因?yàn)楫?dāng)時(shí)新中國(guó)剛剛成立不久，一切都百?gòu)U待興，在該方面我國(guó)借鑒了蘇聯(lián)教育方式，將該工程進(jìn)行了非常詳細(xì)的專(zhuān)業(yè)分割，比如鍋爐、內(nèi)燃機(jī)等小專(zhuān)業(yè)，當(dāng)時(shí)人才培養(yǎng)的格局是首先進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，然后再用其培養(yǎng)人才，這樣的培養(yǎng)方式對(duì)當(dāng)時(shí)我國(guó)發(fā)展情況來(lái)說(shuō)起到了一定的積極作用，也為我國(guó)培養(yǎng)出了大量的熱能動(dòng)力工程的人才，但是隨著改革開(kāi)放之后，尤其是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的確定，對(duì)該方面的人才提出更高的要求，為了滿(mǎn)足社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要，其培養(yǎng)模式也應(yīng)該發(fā)生一定的改變。因此從上世紀(jì)90年代初，將熱能動(dòng)力工程納入本科專(zhuān)業(yè)目錄，將原來(lái)劃分的小專(zhuān)業(yè)進(jìn)行有效的整合，最后壓縮為9個(gè)專(zhuān)業(yè)，經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐發(fā)展，在世紀(jì)90年代末，教育部將上述壓縮的9個(gè)專(zhuān)業(yè)整合為一體，即熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。整合后的該專(zhuān)業(yè)是一項(xiàng)應(yīng)用性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，其學(xué)習(xí)的內(nèi)容更有針對(duì)性，其涉及的領(lǐng)域也非常廣泛，尤其是在鍋爐和能源方面應(yīng)用更加廣泛。

二、熱力動(dòng)力工程在能源發(fā)展方面

2.1 能源方面存在的問(wèn)題

當(dāng)前，世界各主要經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇跡象逐漸明朗，隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和持續(xù)發(fā)展，能源供應(yīng)緊張的局面將會(huì)加劇，世界各國(guó)將會(huì)更加重視本國(guó)的能源安全問(wèn)題，在采取行之有效的能源戰(zhàn)略同時(shí)，加快各種能源利用新技術(shù)和新工藝。而能源動(dòng)力工業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，在推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面做出了突出的貢獻(xiàn)。所以，必須提高能源利用效率，緩解能源緊張的局面。

而熱電廠(chǎng)的風(fēng)機(jī)，是一種可以產(chǎn)生能源的機(jī)械裝置，通過(guò)軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流，可產(chǎn)生大量的動(dòng)能，在發(fā)電廠(chǎng)、工業(yè)生產(chǎn)和鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于一些發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，隨著電力需求的增加，電網(wǎng)的運(yùn)行將會(huì)更加的安全和可靠，所以，這對(duì)于風(fēng)機(jī)的應(yīng)用也就提出了更高的要求。

2.2 能源方面的發(fā)展前景

人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以發(fā)展的重要基礎(chǔ)便是能源，能源在確保人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展方面有著巨大的作用。在世界能源形勢(shì)不容樂(lè)觀(guān)的形勢(shì)下，如果更加合理高效的利用能源，成為世界性的研究課題。當(dāng)前，我國(guó)的能源利用主要以煤炭和電能為主，也就是在能源利用結(jié)構(gòu)中，煤炭是核心，我國(guó)是以煤炭為主的能源利用結(jié)構(gòu)。這種能源利用結(jié)構(gòu)，一方面會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生比較大的影響，造成生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境的嚴(yán)重破壞，一方面會(huì)消耗大量的能源，過(guò)度消耗煤炭資源，使我國(guó)的能源供應(yīng)日益緊張。

在這樣的形勢(shì)下，在我國(guó)能源供應(yīng)日益緊張的形勢(shì)下，我國(guó)能源的主要發(fā)展方向是“新能源、核能、智能電網(wǎng)、常規(guī)能源、節(jié)能減排”。而熱能與動(dòng)力工程符合我國(guó)能源發(fā)展的大體方向，可為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化做貢獻(xiàn)。

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

鍋爐的燃燒控制是調(diào)整能量轉(zhuǎn)換幅度的核心技術(shù)，在當(dāng)今社會(huì)，鍋爐由人力向鍋爐內(nèi)填充燃料逐漸轉(zhuǎn)型為步進(jìn)式的自動(dòng)控制填充燃料所代替，更加先進(jìn)的鍋爐甚至使用全自動(dòng)燃燒控制，根據(jù)其運(yùn)用熱能動(dòng)力自動(dòng)控制技術(shù)的不同，鍋爐的燃燒控制分為以下幾種：

（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(mén)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(xiàn)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(mén)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(zhuān)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。

四、結(jié)束語(yǔ)

熱能動(dòng)力項(xiàng)目的飛速發(fā)展推動(dòng)了熱力發(fā)動(dòng)設(shè)備專(zhuān)業(yè)朝向，這里包含熱力發(fā)動(dòng)設(shè)備重點(diǎn)探索飛速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備，包含蒸汽輪設(shè)備、燃?xì)廨喸O(shè)備、渦噴以及渦扇發(fā)動(dòng)設(shè)備、壓縮設(shè)備和風(fēng)機(jī)等策劃、生產(chǎn)、工作與判斷及自動(dòng)操縱等業(yè)的前進(jìn)都有著提升速度。熱動(dòng)能的前進(jìn)為冶金、航空、能源、航天、石油化工、鐵路和輕工等機(jī)構(gòu)教育高級(jí)項(xiàng)目措施人才，如果可以把這些書(shū)上學(xué)識(shí)應(yīng)用到真實(shí)的操作中，國(guó)內(nèi)的能源負(fù)擔(dān)會(huì)有很大程度的減緩。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，使得熱能動(dòng)力工程也有了進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展以及一些新興行業(yè)的發(fā)展。另外，熱能動(dòng)力工程在能源和鍋爐中的應(yīng)用，也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步得到了廣泛的應(yīng)用。隨著熱能動(dòng)力工程對(duì)日常生活的重要作用，希望相關(guān)的研究者更加的努力，繼續(xù)在能源和鍋爐的應(yīng)用中發(fā)掘新的功能，進(jìn)一步的滿(mǎn)足人類(lèi)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 田玉宇.淺談熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展?fàn)顩r[J].中國(guó)科技投資，2013，9（26）：190-191.

[2] 于文.淺談熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].商，2012，10（8）：98-99.

[3] 王強(qiáng).淺談熱力動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展?fàn)顩r[J].科技致富向?qū)В?014，18：87.

[4] 高新玉.熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].民營(yíng)科技，2014，06：91.

[5] 王超，張平.熱能與動(dòng)力工程在鍋爐方面的發(fā)展探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，10：67.