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摘要：本文主要分析了当前锅炉的基础结构，在此基础上分析了热能和动力工程在锅炉领域中的应用，最后分析了热能和动力工程未来的发展趋势。
关键词：热能；动力工程；锅炉；应用；发展趋势
前言
随着社会经济不断发展，能源在我国社会经济发展中扮演的角色极其重要，因此提高能源的利用率对于我国的发展具有极其重要的影响。在工业中，锅炉是一种极为常见的能源转换设施，是热能和动力工程中研究的重点。虽然说我国是一个领土很大的国家，地下储备资源较为丰富，但是我国人口也是世界上最多的国家，在以往资源的利用中并没有深入的认识到资源浪费情况，资源大量浪费导致资源利用率较低，所以怎样解决能源问题成为了当前亟需解决的一个重要问题。
一、锅炉基本结构
锅炉是工业中一种极为常见的能源转换设备，能够将热能转换为人们需要的电能、机械能、化学能等，无论是转换哪一种能源，其内部的结构本质大体都较为一致，目前我国工业中运用的较为广泛的锅炉主要有两种，一种是工业用的锅炉，另一种是电站用的锅炉，前者相对运用得更加广泛，在钢铁、矿产、制造业、化工业等都有广泛的运用，后者主要运用在火力发电站中。无论是前者还是后者，锅炉基本结构都由电气控制和外壳两部分组成，电气控制部分是整个锅炉的核心，直接的控制着整个锅炉的燃烧或其他作业，在以往电气控制是由人工进行操作，而当前这部分工作已经由自动化设备代替，自动化的电气控制能够有效的根据锅炉内的燃烧情况进行相应的操作，能够提高燃烧的效率，提高热能的利用率，极大的避免了资源和热能浪费；而锅炉的外壳主要由面壳和底壳组成，这两个部分承担着不同的职责，底壳主要的职责是确保燃烧任务充分，是锅炉燃料燃烧的主要部件，底壳上还有电控盒以及热交换器，让底壳和锅炉其他部分联系起来，面壳的主要职责是确保锅炉内部环境良好，避免杂物或灰尘等进入到锅炉内部对燃烧产生不良影响，确保燃烧效率的同时提高锅炉使用时间。
二、热能和动力工程在锅炉领域中的应用
（一）锅炉风机监控中的应用
锅炉在日常使用过程中，风机是确保其正常工程的重要设施，风机的作用是将锅炉外的空气输送到锅炉内部，以确保整个燃烧持续进行，如果风机出现问题，那么整个锅炉也就无法持续工作。根据当前的社会发展形势，人们对于能源需求的量和质量要求不断提高，为了满足人们的需求，适当的提高锅炉风机运行的时间能够有效的缓解能源供应的压力，但是如果无限制的延长风机工作量，风机在长时间的运转中必然会产生大量的热量，并且风机通过离锅炉的燃烧室距离较低，风机高温问题会直接的导致风机烧坏，这不仅不能提高能源供应能力，同时还会带来极大的安全隐患，所以解决这一问题成为重点问题，而利用热能和动力工程基础原理就可以解决上述的矛盾，找出风机在工作中产生的热量和散热之间的平衡点，以确保风机温度始终保持在一个正常范围内。由于风机的部分自身的结构较为复杂，因此使得常规的温度测量法很难得到风机内部准确数据，到目前为止，仍然没有一种直接的、高效的、科学的电气方案能够全面的对风机运转过程产生的温度进行有效的监测，目前社会市场上通常都采用的是热能和动力工程研发软件，并从不同的角度来检测流入风机叶片燃料速度，根据所测得的燃料流入速度建立起一个二维模型，接着对网格进行划分，最后根据算法计算得出最终的结果，即是锅炉风机翼型边界层分离和攻角关系，虽然说这种方法目前运用的较为广泛，但是其也存在着一定的缺陷，即检测和计算得到的温度将会有一定的误差。
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（二）锅炉燃烧控制中的应用
锅炉燃烧是锅炉的核心业务，因此锅炉燃烧控制就是核心技术，其直接的决定了能量转换是否科学合理，根据当前的科学技术，锅炉燃烧控制由以往的人工手工控制逐渐转变为了机械化自动控制，无论是燃料的填充还是锅炉燃烧室温度控制等都实现了全自动控制。根据当前热能和动力自动控制技术的运用情况，当前锅炉燃烧控制主要有两种：首先是由热电偶、燃烧控制器、烧嘴、流量计等组成的空燃比例连续控制系统，这种控制系统的运转流程是先由热电偶将实际测得的燃烧数据传递给PLC，然后PLC将传递的数据和自身人为设定的值进行对比，接着会得到一个偏差值，然后根据偏差值按照一定的微分和比例积分进行运算再将运算的信号传递给比例阀和电动碟阀，比例阀和电动蝶阀受到信号则对阀门的开合程度进行控制，从而来控制燃料和空气进入的量，从而最终的调整锅炉内部整体燃烧的温度，这种方式在理论上看似较为合理可靠，但是在实践上反映出该技术在温度控制上无法做到精确，人员需要再三细致的确定每个额定数值；其次是由烧嘴、燃烧控制器、热电偶、流量阀等部件构成的双交叉限幅控制系统，该系统的工作流程是先利用温度传感器和热电偶对锅炉内部的温度进行实时测量，得到具体的温度数据，并将测得的温度数据转换为电信号，而对锅炉内部的温度测量点实现就设置有期望的温度值，这个期望的温度值是由上位机工艺曲线所自动生成的，期望的温度值和实际测得的温度值间的偏差值来控制空气流量阀和燃料阀门的开合度，充分的利用电动运动机构定位、空气和燃料比例、差压变送器来精准的控制锅炉内部的温度。
三、热能和动力工程未来发展趋势
其实热能和动力工程并不仅仅广泛的运用在锅炉领域，由于这种技术的特点极为明显，具有高效、自动、精确等特性，使得热能和动力工程还运用在空调制冷领域、机车内燃控制领域等领域，以下主要分析几个领域对热能和动力工程的关注点。在热能动力和控制工程领域，主要关注的是燃烧温度问题、燃烧污染问题、动力机械问题、汽轮机问题、热工自动控制问题等，在汽车动力领域，主要关注的问题有内燃机问题、燃料燃烧问题、燃烧排放问题、汽车工程理论问题、电子控制问题、内燃机设计问题、内燃机测试问题等，在流体机械领域和制冷领域，主要关注的问题有低温原理问题、制冷问题、暖通空调设计问题、流体机械问题、环境保护问题、机械仿真问题、低温技术学问题等。
四、结束语
总体来说，从上述的分析来看，热能和动力工程除了在锅炉领域得到了广发的运用，在火力发电站、空调制冷等方面都有深入的运用，为这些行业的发展做出了突出的贡献，而在工业锅炉领域和火电站锅炉领域，热能和动力工程对于燃料的燃烧有极为突出的作用，无论是在工业还是在火电站，对锅炉的燃烧方式进行改进和完善还是对锅炉整个系统进行自动化、准确化的控制，都和热动知识结构有极为密切的关系，而目前我国在锅炉燃烧方面存在的问题还较为突出，造成了资源大量浪费，资源利用率不高，所以我国的锅炉燃烧方面还有很大的进步空间，需要结合其他学科的知识来进行完善和提升，促进提高我国的能源利用率。
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论文作者:李栋
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：锅炉论文; 热能论文; 风机论文; 动力工程论文; 温度论文; 领域论文; 燃料论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;