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摘要：随着经济的发展，热能与动力工程在实际生产生活及锅炉发展中均越来越发挥着重要作用，是保证我国经济发展的基础，也是工业水平提高的一个重要标志。因此，不管现在还是未来，对热能与动力学的研究都是不可缺少的，从而使其在锅炉的正常稳定运转及能源生产中更好的发挥作用，为我国经济的可持续发展及能源利用率提供坚实的保障。
关键词：热能；动力工程；锅炉；应用
一、热能与动力工程的概述
众所周知，热能与动力工程是一门综合类学科，包括对热能技术的研究、以及各种能量与动力之间的转化的研究。热能与动力工程在锅炉应用中的最主要功能是实现热能与动力之间的转化，通过分析能源的产生过程和使用过程，从而方便我们更好地对能源进行有效利用。热能与动力工程涉及的范围十分广泛，应用起来十分广泛，结合当前经济发展，我们可以看出热能与动力工程的应用在解决实际能源录用方面具有十分重要的地位，它直接关系着我国电力企业的发展方向以及经济效益的实现情况。并且热能与动力工程充分利用了各个学科之间的相互关系，有效的支持了各种能量之间的转化，为社会经济的发展奠定了良好的基础。
从热能与动力工程的专业角度来看，研究热能与动力工程的同时，还要注意对机械能力、物理能量的研究，把热能与机械能量之间的转化作为重中之重。并且随着科学技术的不断发展，热能与动力工程也逐渐朝着自动化化和智能化发展。我国能顺应这种发展的人才相对较少，要想实现热能与动力工程在锅炉中的良好应用，就必须进一步加强对专业人才的培养，进一步提高能源的利用效率，发挥热能与动力工程在能源使用方面的重要作用，促进我国国民经济的可持续健康发展。
二、锅炉构造及动力的应用原理分析
锅炉的燃气控制、锅炉的外壳及锅炉的生产配套部分共同构成了锅炉，而燃气锅炉外壳还包括底壳和面壳两方面，每个部分都发挥着不同的作用，其中底壳主要负责锅炉燃烧，也是锅炉燃烧的关键环节，因底壳上有电控盒和热交换器等部件，锅炉通过底壳与其他部分更好的进行连接，从而形成一个完整的结构。而面壳的作用主要是防止灰尘等杂物进入锅炉，更好的保护锅炉，进而使其使用寿命得到延长[4]。除此之外，锅炉的核心部件电气控制也在锅炉的运行中发挥着关键作用，其主要任务是保障锅炉各项工作和锅炉燃烧的正常运转。近年来，随着科技水平的不断进步，使锅炉行业得到较快发展，目前锅炉业均已实现自动化控制，这样就能很好的控制锅炉的热平衡及锅炉的燃烧，从而使锅炉的燃烧效率得到提高，保证热能的利用率，从而有效地减少能源浪费。
三、热能与动力工程学在锅炉中的应用问题
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，锅炉的其他设备也会受到相应的影响，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。
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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。
四、热能与动力工程在锅炉领域中的应用
1 热能与动力工程有关锅炉燃烧控制方面的应用
众所周知，调整能量转换幅度的核心技术是整个锅炉的燃烧控制。在目前的社会发展过程中，锅炉的燃料填充方式不断发展变化，逐渐由传统的人力向锅炉内填充燃料，转变为步进式的自动控制型的填充燃料方式。另外，更加先进的锅炉甚至会采用全自动的燃烧控制系统。根据锅炉运用的热能动力，以及自动控制技术的不同，一般的锅炉燃烧控制会分为几种类型：一是燃烧的控制系统是以烧嘴、燃烧控制器、热电偶、电动蝶阀、比例阀、气体分析装置以及PLC等相应的部件组成。这种燃烧的控制系统一般会由热电偶检测出相应的数据，并以最快的速度传送到PLC，并与其本身所设定的数值进行对比，偏差值也会通过使用一定的比例积分，或微分运算输出信号，同时分别对比例阀门，以及电动蝶阀的开放程度进行适当的调节，使其达到控制空气与燃料的比例，最终能够调节锅炉内的温度。然而，采用这种方式对锅炉的温度进行控制，不是完全的精确，一般需要极其仔细的确认额定的数值。二是双交叉先付控制系统，该系统主要是烧嘴、流量阀、流量计、燃控制器、热电偶等几个部分组成。其主要的工作原理是通过温度传感器，热电偶会将需要进行准确测量的温度转化成具体的电信号。这样的电信号刻意用来代表测量点的实际温度。该测量点的具体温度一般会由预先贮存在上位机中的工艺曲线自动限定的。通常情况下，根据两者数据之间的偏差值的大小，会使用PLC自动调节燃料与空气流量阀门的开合程度，使其具有一定的准确性。通过电动的方式运行机构的定位，以及空气和燃料的控制比例，在测量空气的流量时可以借助孔板和差压变送器。另外，可以通过专用的质量控制装置来测量燃料的控制，这也是精确控制温度的一个重要数值。值得注意的是，这种燃烧控制的最大优点在于能更好地节省一些部件，也能保证锅炉温度的控制是精确无误的。
2 热能与动力工程在锅炉风机监控中的应用
锅炉的构造十分复杂，其中风机是锅炉构造中十分重要的部件，风机性能的好坏直接关系到锅炉能否正常运行。风机所起的作用就是把外部夹杂氧气的气体运送到锅炉中，这样才能够保证锅炉内的燃料充分燃烧，提高了锅炉的热能转化率。在我国经济发展同时需要消耗大量的能源资源，而能源资源的数量是有限的，所以为了解决节省能源资源，就需要延长风机的运行时间。但是在风机运转的过程中，随着时间的增长会产生大量的热量，一旦这些热量排不出去，就会导致风机烧毁，甚至导致整个锅炉设备无法正常使用。而热能与动能工程在风机监控中使用，就能够改善风机的工作现状，延长风机的时间并迅速地排出大量的热能。
由于风机的内部构造十分复杂，使用常规的测量方式很难正确测量风机内部的温度数据，而且虽然科学技术得到了发展，但是针对解决风机温度的测量方案取得的效果不是很好。把热能与动力工程软件应用到风机温度测量中，能够实现从不同方向上对风机温度进行测量，而且能够自动创建二维模型并进行网格划分，同时计算出结果，使风机的运行得到有效控制。虽然这种方式相比其他的测量方案取得的效果更加显著，但是仍然存在一定的误差，不过这种误差都是在可控范围内的。
结语：
随着我国电力需求的不断增大，电力行业在不断发展。在电力锅炉的运行过程中，需要应用到热能与动力工程学的相关理论。通过热能与动力工程学可以实现锅炉的优化设计，降低锅炉运行的能耗，保障锅炉的稳定运转，促进我国的可持续发展。
参考文献：
[1]武伟佳.浅析热能与动力工程的应用[J].科技创新与应用，2014（25）：148.
[2]满正鑫. 锅炉领域中热能与动力工程的有效运用策略探究[J]. 黑龙江科技信息，2015（29）
[3]闫天明.热能与动力工程在锅炉领域的应用分析[J].机电信息，2014，33：41+43.
论文作者:李晓涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/8
标签：锅炉论文; 能与论文; 风机论文; 动力工程论文; 能源论文; 热能论文; 测量论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;