摘要：锅炉可以实现热能和动能的转换，从而将产生的机械能应用于火力发电等行业。节约使用非可再生资源视域下，如何改善锅炉的性能以提升其能源转化率成为了研究的重要课题。本文首先分析了热能与动力工程在锅炉中的运用和问题，然后从风机和控制燃料两个方面阐述了如何创造性地解决问题。
关键词：热能；动力工程；锅炉
一、热能与动力工程在锅炉中的运用和问题
（一）热能与动力工程在锅炉中的运用
1.热能与动力工程在锅炉中的运用
热能和动能可以相互转化，在锅炉中完成能量转化，即燃料的热能转换成水蒸气做功的动能，这就是热能与动力工程之间的关系。发动机、能源、流体工程、制冷与低温技术、机械、锅炉设计方案等等都与热能与动力工程息息相关。燃料产生热能转化成锅炉动力的占比是能源的利用率，也是研究的主要内容。
一般情况下，锅炉由三部分组成，即燃气控制、外壳、生产配套装置。外壳的壳底用于锅炉燃烧，为了便于控制燃烧的情况，壳底装有电控盒和热交换器。外壳的面壳用于保护和防尘以增长锅炉的使用时间。燃气控制是锅炉的核心，用于保证锅炉中各个器件正常工作以完成燃烧。目前，锅炉基本实现了自动化，降低了锅炉工人的工作负担，提升了能源利用率，燃气控制更加平稳。
我国在商代就开始使用锅炉，但是热能与动力工程应用于锅炉中之后，锅炉的性能得到了极大改善。传统的锅炉实现了燃料化学能和热能之间的转换，而现代锅炉则进一步实现了热能和机械能之间的转变。这种转变拓宽了锅炉的应用范围，传统的锅炉仅限于冶金行业，现代锅炉则可以应用在发电或汽轮发动机等方面。由于现代锅炉将热能转换成机械能以应用在多种行业，所以量化能量转换成为关注的新问题。锅炉燃料控制是核心，自动化控制是热能与动力工程的关键技术，通过燃料控制可以控制热能和机械能之间的转换率。总之，热能与动力工程在锅炉中的应用降低了锅炉工人的工作负荷，提升了燃料的利用率，可以精细化控制燃气，最终实现了燃气锅炉应用的多样化，促进了工业领域的发展。
2.热能与动力工程在锅炉运用中的问题
风机是锅炉的重要部分，风机对锅炉内气体的流动速度和方向都有决定性作用。因此，我们不仅要调整风机的运行状态，还要将热能与动力工程技术正确合理的应用到锅炉的制造改进中，不过，需要特别注意的是锅炉内部叶轮机械的结构相当复杂，外界一些不确定因素很容易影响测量的相关温度变化值，造成了测量中的不可靠性。针对这种情况，目前我国还未研究出有效的解决对策，但是从多种方向将热能与动力工程已开发的相关软件有效测定风机叶片燃烧的速度，并且还可对所测数值进行相关模拟，从而获得较为准确的软件模拟结果，为风机叶片的使用寿命作出准确评估，从而使锅炉燃烧得到更好的控制，降低其生产运行中的使用风险。
燃烧控制也是锅炉能量转换率的重要影响因素，精确控制燃料的进料量，则可以实现锅炉内燃料的充分燃烧，进而让燃料的能量转换有保障。另外，加强对燃料控制可以实现对锅炉蒸汽量的控制，进而影响锅炉的机械性能和应用。然而，当下锅炉的内复杂的结构和温控装置以及燃料流量计都没有达到最优性能，也影响了锅炉的燃烧控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、热能与动力工程在锅炉运用中问题的创新思考
1.锅炉风机的创新
鉴于锅炉风机对锅炉工作效率的影响非常大，风机性能好则会减少炉内热量损失，所以要将风机作为创新工作的要点。风机的创新要从叶片入手，仿真类的异形叶片安装到锅炉风机可以提升风机性能。一般情况下，锅炉风机安装在锅炉下面，置于锅炉内部的风机在工作时，其叶片要在一个非常复杂的环境中转动，这就势必会受到锅炉内部影响。风机转动时受到自动化控制，转动指令精准，但是转动效果的测量工作则由于炉内复杂结构影响而无法获取准确数据。由于我国锅炉叶轮制作和运转控制水平都不是很高，所以锅炉风机的创新工作还有很大的提升空间。关于锅炉内气流方向的研究可以在一定程度提高风机的性能。因此，首先评估锅炉内的气流方向，然后利用模拟实验来对风机工作时锅炉内的气流状况进行计算，获取风机叶片参数、风机转速之间的矢量关系，然后优化风机叶片的形状和大小，并再次进行模拟实验。经过反复模拟实验来确定风机翼型边界和相应攻角的数量关系，进而创造性地来改善和优化锅炉风机。总之，锅炉运用过程中关于风机的问题，要找到影响的关键点，再根据当下已有的技术来思考解决问题的方法，最终创造性地攻克困难。锅炉相关工作人员要结合自己的工作经验来反馈风机在工作时存在的问题，然后对理想的风机性能给出具体说明。风机制备厂家则要结合这些反馈信息来调整风机设计参数，最终制造出符合锅炉需求的风机。所以，锅炉风机创新需要跨行业交流和合作。
2.锅炉燃烧控制方面的创新
鉴于锅炉燃烧控制影响行业的发展和锅炉的应用领域，所以如何实现精细化控制锅炉燃烧也是创新的主要内容之一。结合热能与动力工程在锅炉中的应用，燃烧控制创新工作要基于自动化控制。锅炉燃烧控制的创新工作切入点有两个，一是空燃比，二是双交叉先付。关于空燃比的创新工作，PCL是对空燃比进行数据处理的主要单元，热能比例闸是控制燃料量的单元。在获取数据之后，利用相关软件对数据进行微积分处理，然后计算出最佳空燃比的参数，最终实现燃嘴燃烧控制的精准化以更好地控制锅炉燃烧。关于双交叉先付的控制方式的创新工作，通过热电偶来测量锅炉燃烧温度，通过质量流量计对燃料的质量进行测量。这样就可以通过燃烧温度和燃料质量来计算出锅炉的能量转化率，然后通过计算来控制燃料进料量以实现燃料充分燃烧。总之，要实现锅炉内温度和燃料进料量的准确监测，从而找到最加的参数以实现锅炉内燃料的充分燃烧。这就需要高品质的热电偶和灵敏的流量计，以及科学合理的数学计算。所以，创新工作要聚焦于提升热电偶和流量计等性能，并提高计算机应用能力。
由于锅炉燃烧控制受到热电偶和流量计等仪表的影响，所以该创新工作需要与其他行业有机结合。锅炉要根据相应的热能转换来设计结构以满足其动力学方面的需求。所以，锅炉设计者需要将锅炉内的空间管道情况进行说明，对锅炉满负荷运转时炉内的温度进行准确预估，还要对燃料的进料控制范围进行表述。然后，根据锅炉正常工作时的状况来选择符合要求的各种仪表。由于锅炉的用途不同，所以并非能够直接购买到符合要求的仪表。在这种情况下则要与仪表厂家进行有效沟通，然后定制相应的热电偶和流量计，以此为监测锅炉内部温度和燃料投放提供精确的测量仪器，最终获取准确数据以实现精确控制燃烧。
三、结语
综上所述，锅炉风机和燃烧控制是锅炉创新工作的重点。虽然，我国现阶段已经取得了一些成果，但是依然有很大提升空间。了解风机的工作原理，根据锅炉内部构造来设计或者改良风机是研究的重点。这就需要丰富的经验和深厚的专业基础知识以及卓越的计算机应用能力。热电偶和燃料流量计是控制锅炉燃烧的核心，这需要锅炉设计者对热电偶和流量计的精确度和工作环境进行清晰的表述，从而让厂家为锅炉量身定制具有相应性能的仪表。因此，热能与动力工程在锅炉中运用问题是可以解决的，但是需要多方合作，通过有效的沟通和交流，对相关知识进行整合，最终创造性地解决问题。
参考文献：
[1]王道群，邓群英.分析热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新[J].饮食科学.2017（12）
[2]田青.热能与动力工程在锅炉领域的应用探究[J].科技创新与应用.2014（19）
[3]崔瑶.时代背景下热能与动力工程在电厂中的改革与创新[J].科技与企业.2014（13）
论文作者:高乐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：锅炉论文; 风机论文; 燃料论文; 能与论文; 动力工程论文; 热能论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第32期论文;