深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂
摘要：在工业生产中，锅炉是整个生产流程的核心设备，锅炉运行参数直接影响生产效率和质量。应用热能和动力工程，能改进锅炉燃烧工艺，提高燃料的燃烧效率，促进企业健康发展。本文首先介绍了热能与动力工程在锅炉中的运用，然后指出锅炉生产存在的问题，最后阐述了几点技术创新措施，以供参考。
关键词：热能；动力工程；锅炉生产；技术创新
经济社会的稳定发展，需要充足的能源作为支撑，考虑到我国能源总量有限，如何提高能源的利用效率，成为从业人员的关注重点。在工业生产中，锅炉是将热能转化为机械能的关键设备，针对锅炉的运行参数进行调整，才能提高燃煤的燃烧效率。以下结合实践，探讨了热能与动力工程的应用。
1．引言
循环流化床锅炉，属于洁净煤燃烧技术，锅炉采用流化态燃烧，主要结构包括汽包和锅炉本体两个部分。由于运行风速高，加强了燃烧、脱硫等反应过程，目前已基本解决了热学、力学、材料学等基础问题，以及膨胀、超温、磨损等工程问题，成为固体燃料能源利用的先进技术[1]。热能和动力工程，以热能动力学、机械工程学为基础，主要是探究热能和机械能之间的转化规律，从而提高能量转化效率。随着现代信息技术的进步，应用热能和动力工程，成为工业锅炉生产作业的一个重要方向，是提高锅炉运行效率的有效途径，能为工业发展、经济发展打下坚实基础。
2．热能与动力工程在锅炉燃烧控制中的运用
燃烧控制的目的，是调整能量转换幅度，以循环流化床锅炉为例，我厂的锅炉型号为DHX35-3.82/450，燃料使用无烟煤。其中，操作界面采用DCS系统，具有控制功能分散、显示操作集中的特点，遵循分而自治、综合协调的原则。结构由汽包、锅炉本体、辅机设备组成，三大系统分别是汽水系统、燃烧系统、烟气系统。锅炉在运行期间，通过调整给煤机的负荷大小、鼓风机的频率大小、引风机的频率大小、排渣器的开度，对燃料温度进行控制，一般温度设置在900-950℃最佳，用来提供足够温度和压力的饱和蒸汽。
3．热能与动力工程在锅炉生产中存在的问题
3.1 热损问题
蒸汽动能为锅炉做功提供动力，而动能的来源就是燃料燃烧产生的热量。锅炉运行期间，热量损失成为影响经济运行的重要因素，也是导致能源消耗量大的原因之一。这其中，无烟煤没有完全燃烧和排烟热损失是造成热损的主要原因。
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3.2 热能效率问题
分析锅炉热能效率低的原因，主要是工作人员的认识程度不足。锅炉在吸收热量的时候，一旦排烟受损，就会出现热量不足现象，继而降低了燃料的燃烧效率，导致燃料燃烧不充分。此外，锅炉长期处于热效率低下的状态，产生的污染物会相应增多，不满足节能环保的发展理念。
3.3 燃烧控制问题
锅炉在运行过程中，燃烧控制和动力工程密切相关。对于工作人员而言，应该对原有的燃烧方法进行改进，提高燃烧效率。基于此，高自动化的锅炉设备得以应用，可以实现自动化控制，既能减轻人员工作量，又能实现完全燃烧。但是，在燃料与空气比例的控制上，依然存在一些细节问题，例如控制不精确、出现系统误差等。
4．热能与动力工程在锅炉运行中的创新探讨
4.1 余热回收技术
在锅炉生产中，余热主要来源于以下几种：①高温废气；②高温废水；③冷却介质；④炉渣；⑤化学反应；⑥可燃废料；⑦高压流体。研究显示，锅炉余热占用的燃煤资源，是燃料总消耗量的17%以上，采用合适的技术方案，可以对余热进行回收利用。第二，在锅炉尾部烟道下部安装省煤器，将锅炉给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面，从而降低烟气的排烟温度。以钢管式省煤器为例，由外径为30-50mm的碳素钢管制成，不受压力限制，能改善传热效果。第三，在锅炉尾部烟道中安装空气预热器，促使烟气通过散热片，将进入锅炉前的空气预热到一定温度，从而提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗[4]。和板式、管式空气预热器相比，回转式空气预热器体积小、重量轻，传热元件允许有较大磨损，因此更适合用在大型锅炉中。
4.2 锅炉节能改造
第一，减少热量损失。①降低空气预热器的漏风率，为煤料的燃烧提供充足氧气，实现充分燃烧的效果。同时降低制粉系统的能耗，能减少烟尘的产生数量，从侧面提高煤料的燃烧率。②严格控制锅炉温度，避免锅炉高温引起的热量流失。④在冷水管部位敷设保温材料，阻隔锅炉和外界空气交换热量，起到保温效果。
第二，提高蒸汽利用率。①针对具有多燃煤锅炉的工作间，在分配供气量时，遵循“机组总效率最高”的原则，对于运行效率较低的锅炉，应该适当降低负荷，按照锅炉的效率高低来承担相应负荷[5]。②锅炉运行过程中，如果没有做功，不能使用低压蒸汽代替高压蒸汽，在锅炉初始运行时减少排气量，将蒸汽用于锅炉的运行。③保证疏水器稳定运行，利用扩容器及时输送热量，对于工作人员而言，疏水器中要使用高质量的蒸馏水。
第三，冷凝水回收再利用。目前回收蒸汽冷凝水包括两种途径：一是开式回收，二是闭式回收。其中，开式回收法的特点，是冷凝水在输送时管路处于打开状态，优点是操作简单，投资金额少；缺点是冷凝水的能量小。而闭式回收法采用喷射技术，实现了高温冷凝水的泵送，虽然操作相对复杂，但是多数热量均能回收后再次利用，推荐企业优先选择闭式回收法。此外，为了保证离心泵正常工作，延长使用寿命，可辅助利用汽蚀消除技术，能解决离心泵的汽蚀问题。
5．结语：
综上所述，锅炉是工业生产的重要设备，锅炉的运行参数，直接影响生产效率和质量。热能与动力工程是多门学科的综合，在锅炉燃烧控制、风机监控上具有重要作用。分析可知，当前锅炉生产中存在的问题，集中在热损、热能效率、燃烧控制三个方面。对此，企业可以采用余热回收技术，对锅炉进行节能改造，提高锅炉的生产效率，推动企业健康发展。
参考文献：
[1] 董威.热能与动力工程在锅炉中应用问题分析[J].石化技术,2016,(7):74.
[2] 谢波,刘岩.热能与动力工程在锅炉领域的应用探究[J].商品与质量,2016,(23):196.
[3] 邢江涛.热能动力工程在锅炉方面的发展分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(2):1477.
[4] 金启军.热能动力工程在锅炉方面的应用[J].有色金属文摘,2015,(2):53.
[5] 张瑞利.热能动力工程在锅炉和能源方面的发展状况分析[J].能源与节能,2017,(6):182-183.
论文作者:易承平
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/13
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