新形势下电厂锅炉设备在热能动力工程中的应用

新形势下电厂锅炉设备在热能动力工程中的应用

李超

开封龙宇化工有限公司

摘要：在电厂中使用锅炉设备存在许多问题。在新形势下，有必要提高设备运行的效率，稳定性和安全性，以满足人们的用电需求。这就需要结合热能和动力工程的相关知识来完成锅炉的内部结构，优化热能技术并进一步提高能量转换率。因此，电厂人员不断学习先进技术，提高技术水平，提高电厂的热能利用率，为我国电厂项目的正常运行提供理论依据和实践经验。

关键词：新形势；电厂锅炉设备；热能动力工程；应用

前言：随着社会和经济标准的提高，发电厂得到了进一步的改善，并提出了更高的要求，特别注意锅炉设备的运行。只有充分使用设备，才能有效地提高运营效率。特别是今天，随着科学技术的不断发展，我国热能与动力工程技术的不断发展是将其与锅炉设备技术有机结合，以确保锅炉设备的稳定运行。

1、热能与动力工程概述

热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面，其包括热力发动机，热

能工程，流体机械及流体工程，热能工程与动力机械，制冷与低温技术，能源工程，工程热物理，水利电动力工程，冷冻冷藏工程等九个方面，其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机，热能工程，动力机械，能源工程以及工程热物理等部分专业技术热能动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题，其研究方面横跨机械工程工程热物理等多种科学领域其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向工程物理过程以及其自动控制方向流体机械及其自动控制方向空调制冷方向锅炉热能转换方向等，热能动力工程是现代动力工程的基础。热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题，作为热能源的主要利用工程，热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。

2、热能与动力工程学在锅炉中的应用问题

2.1锅炉风机的损伤问题

风机是锅炉的重要组成部分，在锅炉的运行中起着非常重要的作用。风机通过将气体压缩与传输，实现热能与机械能之间的转化，从而实现锅炉的正常运行。在锅炉运行的过程中，由于锅炉生产任务量的不断增加，风机需要承担更重的气体传输任务，这在一定程度上会给风机造成一定的损伤。风机在设计的过程中，基本上没有考虑到风机本身结构的承受能力，因此，气体压缩与传输的工作量在增加的同时，也会增加对风机的压力，从而可能造成风机本身结构的损伤，影响到风机正常的运行效果。在风机出现损伤时，锅炉的其他设备与整条生产线的工作效率会明显下降。因此，利用热能与动力工程学进行风机结构的改良显得尤为重要。

2.2能源效率问题

在锅炉能源的转化效率方面，虽然采取了相应的燃烧控制技术，但是锅炉的燃烧效率还是没有得到有效的提升。在锅炉进行热能转化的过程中，锅炉本身的运行会造成大量的热能损耗，从总体上来看，虽然锅炉的燃烧效率在不断的增加，但是在锅炉能源利用方面上来看，利用的程度还是偏低。因此，当这种情况出现时，要满足锅炉的生产需求，就需要从增加锅炉的燃烧量入手，通过加重锅炉的燃烧负担，以保证提高能源的供应，这就会造成锅炉设备损耗的问题。因此，如何提升锅炉的能源效率，降低锅炉自身的能耗，提升锅炉的能源利用效率，还需要从热能与动力工程学中寻找到相应的技术支持。

3、热能动力工程技术运用

3.1炉内燃烧控制技术

（1）空燃比例连续控制系统，该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较，偏差值按比例积分、微分运算输出4-20mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节，从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。

（2）双交叉限幅控制系统，该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组

成。工作原理是：通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号，该信号表示测量点的实际温度，该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小，PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制，借助于孔板和差压变送器来测量空气流量，燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量，使精确的温度控制得以实现。

3.2软件仿真锅炉风机翼型叶片

由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂，并带有强烈的非定常特征，进行细致的实验测量非常困难，目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象，这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟，研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤：创建二维模型，进行网格划分，设定边界条件和区域，输出网格，再利用求解器求解，对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后，对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析，得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。

3.3废烟余热回收利用

在锅炉燃烧的过程中，会有大量的废烟排除，这些废烟的温度可以达到200℃左右，是具有很高利用价值的二次能源，且在大气中直接排放废烟还会污染大气环境，不符合我国“节能减排”的发展政策。所以，在热能动力系统中，不应该直接进行废烟的排放，而应该对其充分利用。采用废烟余热回收技术，不仅能够提升锅炉的生产效率，还能减少废烟的排放量，进而在增加资源利用效率的同时，还能保护周围环境。在工业实际生产的过程中，可以运用特制节能器，使废烟能够在锅炉燃烧的过程中就实现循环利用，并且可以将低压省煤器安装在锅炉尾端，在最佳引水处连接动力系统，从而全面确保废烟的回收和利用。低压省煤器可以降低废烟的温度，通常可以降低23~27℃左右，同时也能改善锅炉的工作效率，并且减少锅炉燃烧所需要消耗的能源量，煤耗可以降低6~9g/kWh左右。废烟余热回收系统中有2种助燃方式，一部分是预热工件，另一部分是预热空气。前者会受到作业场地的影响，难以发挥效果；后者可以安装在加热炉上，增加内部能源的燃烧效果，从而改善资源的利用效率，满足节能要求。可见采用废烟余热回收利用的方法可以在很大程度上提升资源利用效率，并且降低工业废烟的排放量，从而为企业带来更大的经济效益。

结束语：在可持续发展观念影响下，节约资源，提高资源与能源的利用率

是电站锅炉发电生产中需要解决的问题。热能动力工程在电站锅炉中得到了广泛应用，对于提高发电效率意义重大。因而我们要给予热能动力工程高度重视，加强对热力动力技术的研究与应用，对锅炉工作系统进行优化改造，从而提高发电效能，促进经济发展。

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