摘要：热能与动力工程是一项十分复杂的学科，包含很多其他周边学科的内容，其主要是以跨热能动力工程及机械工程方面为理论基础，实现机械和热能之间的能量转换。锅炉作为一种十分重要的能量转换机械设备，锅炉的燃烧过程就是能量转换过程，需要计算出锅炉在燃烧的过程中需要的动力值。为了能够提高锅炉的燃烧效率，节省资源，就需要在锅炉的设计过程中以热能与动力工程为原则。但是目前来看，我国针对锅炉热能方面的研究还比较少，研究的还不够深入和透彻，距离理想的水平还存在着一定的差距，需要相关学者对锅炉的运用和热能与动力工程的关系进行深入分析。
关键词：热能与动力工程；锅炉；应用问题
1 热能与动力工程研究的基本内容
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。锅炉是热能与动力工程研究的主要设备，在锅炉的设计和生产过程中会运用到大量的热能与动力工程知识，并形成了系统性的理论知识。因此，在锅炉应用的过程中特别注意机械工程、能源工程、物理工程等领域的应用情况，从中发现提高锅炉燃烧效率的规律。与此同时，每个学科的发展方向和研究领域会随着社会的发展以及科技的进步发生改变，热能与动力工程的应用领域也向着智能化方向发展，特别是物理工程领域，我国相关拓展领域的研究还处于初级阶段，专业人才数量严重不足，面临这些情况需要加强对热能与动力工程领域的研究，逐步地积累经验，发挥出热能与动力工程的最大作用，提高锅炉生产企业的经济效益，促进相关领域的共同发展。
2 热能动力工程在锅炉方面的发展分析
现代的锅炉类型相比传统锅炉有着巨大突破，其应用价值也更加突出，锅炉不仅能够传输热能，同时也能够将热能转变为动能，有着非常丰富的应用形式，从而提高能源转化率。热能动力工程在锅炉方面的发展主要表现在以下几点：
2.1 炉内燃烧控制技术
锅炉的能量转化效率与炉内燃烧效率有着直接关系，通过在燃烧过程中让能源最大程度上的转化，从而提高锅炉的运作效率，发挥热能动力工程的积极作用。通过炉内燃烧控制技术，能够有效提高炉内燃烧效率，促进热能能够高效率实现转化，通过加强炉内燃烧效率提高燃烧效果，将手动控制方法转变为自动控制方法，从而实现自动化控制系统，减低人力的投入。包括空燃比例连续控制系统和双交叉限幅控制系统两种。其主要表现在：（1）空燃比例连续控制系统，该系统作为锅炉应用中非常广泛的技术，能够对燃气和空气比例进行调整与控制，从而控制燃烧效果，控制锅炉内的温度。经过实践证明表示，燃烧效率与控制系统的好坏有着直接影响，通过对燃烧进行科学控制，从而实现温度控制。其中工作原理主要是对锅炉内气体热电偶和气体装置进行分析，明确燃气与空气之间的比例，并根据规定数据进行对比，找出其中的差异性，对可能出现的温度进行估计，调节系统阀门从而实现将炉内温度控制在一定范围中。（2）双交叉限幅控制系统。在应用过程中，不仅需要对各参数分析、调节、对比，同时也要测量炉内温度，并结合温度的实际情况进行控制与调整。其主要的控制方法是根据实际信息数据信息对比炉内燃气与空气比例，从而通过对比分析实现有效调节，实现自动化温度控制。同时通过对空气过剩率的上限限幅控制，从而防止了在负荷减小时的空气过剩，使其始终处在最佳燃烧区，达到节能，环保和安全燃烧的效果。
2.2 软件仿真锅炉风机翼型叶片
在锅炉应用当中，其中存在着热能与动能能量转化，在此过程中风机有着十分重要的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在我国传统风机使用中，由于风机速率无法调节，导致炉内温度无法实现实时掌控，从而影响锅炉内的动力能源转化效率，导致能量转化效率低，也无法实现锅炉的运行价值。之所以存在这一系列的问题，究其原因是由于风机叶片设置不够合理，或者安装位置不规范。针对此类问题，可以采用软件仿真锅炉风机翼型叶片，从而加强风机叶片转速控制，加强风机叶片管理质量。通过软件仿真锅炉风机翼型叶片的应用，能够对锅炉内的风机使用情况进行判断与分析，从而发现其中存在的问题，并通过软件系统设置纠正叶片转速。如果仿真实验中没有发现问题，即可对风机进行安装，保障风机运作的合理性与效率性，提高锅炉内部的燃烧效率。
3 热能与动力工程在锅炉中的应用创新
3.1 锅炉燃烧控制技术的创新
控制锅炉燃烧主要是通过调节能量转换来实现的。我国传统的锅炉填充燃料主要是依靠人力实现，虽然这种填充方式的效率比较低，但却能够保证锅炉燃烧的正常运行，对燃烧控制技术的要求也相对较低。但随着生产力的发展，这种传统的人力填充方式已经无法满足更高的能量转换要求，因此，大多数的企业已经逐步实现了自动化填充，而连续控制系统则成为锅炉主要的燃烧方式。连续控制系统主要是由两部分构成，一部分是对气体的分析器，另一部分就是燃烧控制器，该系统能够较为精准的计算出输出数据，同时，还能够对锅炉燃烧的具体情况进行有效控制，保证锅炉能够在正常状态下稳定运转。在锅炉燃烧方式方面，近年来也出现了多种新的发展。第一，层燃炉燃烧能够确保燃烧层的热量供给，确保燃烧的稳定。第二，室燃炉燃烧能够将燃料和气体一起运输到锅炉内进行燃烧、流动。第三，旋风炉燃烧是介于前两种燃烧方式的一种燃烧，它与室燃炉不同的是，它具有一层运动着的燃料层，只不过这层燃料层极为轻薄，与层燃炉厚重的燃料层不同，同时，旋风炉燃烧往往主要在炉内进行。第四，沸腾炉燃烧能够确保燃料与气体的充分接触，燃料能够较长时间停留在沸腾层，从而保证燃烧质量，比较适合燃烧一些质量较差的燃料。这四种锅炉燃烧方式都是目前应用较为广泛的燃烧方式，但是由于沸腾炉燃烧是一种相对更具有发展前景的新技术，因此，目前各国锅炉生产行业往往更关注沸腾炉的研究和改进工作。
3.2 锅炉风机的仿真类翼型叶片的创新
由于锅炉内部的风机结构复杂、运行精密，因此给实际测量带来一定的困难。目前我国尚未有科学且完整的体系来完善锅炉的叶轮制造及运行发展。如果想要获取准确有效的数值，就应通过实验模拟的方法对机械内部的气体流动进行有效评估，模拟空气以不同方式出入风机时的相关流动分离。最后，再利用计算机对这些数值进行模拟设定，采用模拟实验方法的主要目的是分析在不同速度情况下所得到的矢量图，将多组数据进行比较后，确定出锅炉风机翼型边界层分离及攻角之间的关系，从而进行深一步的研究。
4 结束语
根据上述分析，我们从各方面分析了热能与动力工程在锅炉中的应用，并对其存在的问题提出了相关的解决措施，这些方法定会促进锅炉的运转，提高锅炉的工作效率，从而为企业带来更大的经济效益。只要我们始终坚持发展热能与动力工程，把理论与实际相结合，做到实事求是，具体问题具体分析，并且在工作中要敢于积极创新，寻求更高效、便捷的方法技术。我相信企业做到了这些，就一定会改变我国的能源短缺的现实状况，促进我国经济的发展，增强我国的综合实力。
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论文作者:臧志峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
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