王威
大唐华银株洲发电有限公司 412005
摘要：随着经济的不断发展，现有的化石资源已经远远不能满足我国现下经济的快速发展，能源问题越来越受到人们的密切关注。所以，在有限的能源下，想要发展经济就必须用提高科学技术的手段来使能源的利用率得到提高。热能与动力工程的应用与发展原理是将热能与机械能在一定的条件下进行互相转化来产生各机械设备运转所需要的动力。我国经过长时间的探索，热能动力工程已经得到了很大的发展，取得了很好的发展成果，其应有的价值在锅炉方面体现得淋漓尽致。因此本文着重探讨了热能与动力工程在锅炉领域的应用。
关键词：热能与动力工程；锅炉；应用
1锅炉
锅炉能够实现将化学能转换成热能供人们生活使用，同时还可以将锅炉中的蒸汽通过转换变成机械能，若再通过发电机则还可以产生电能供人们生活及生产劳动所需。其主要以天然气、石油或是煤作为燃料，锅炉又分热水锅炉与蒸汽锅炉，其中，热水锅炉主要用于民用，以提供人们生活所需的热水为主要用途，蒸汽锅炉则大多用于工业，如工矿企业、机车、船舶、火车站等。锅炉的使用给工业的发展带来了契机，为人们的生活带来了温暖。如何进一步的提高锅炉技术的应用水平对人们的生活及工业的发展有着很大的影响作用，因此，需不断提高锅炉的技术水平，同时使能耗降到最低，这是我们的设想也是我们需要去努力的方向。
2热能与动力工程
热能与动力工程其概念就是指，将热能释放然后转为电能的过程，其研究内容就是不断提高转化率，提高能量转化率、利用率，进而实现降低不可再生能源的消耗，以实现能源能逐步走向可持续发展的道路。目前，我国发电厂主要有核电、水电、火电三种，虽然核电、水电发电量每年都有提升，但在各个城市当中火电仍就是数量居多的发电形式，火电厂的能量转化过程比较多，而且在转化当中也会损耗比较多的能量，造成能源浪费，不符合国家对能源产业的可持续发展政策。但热能与动力工程就能有效解决能源浪费问题，热能与动力工程能把化石燃料能量释放加热水形成蒸汽，然后将蒸汽能量转为机械能最终形成电能。在上面的能量转化当中，发电厂的锅炉是最重要的设备，这个设备也是电厂当中从化石燃料转变为电能的关键部位。电厂一般会利用锅炉效率来评定锅炉能够形成的经济指标，例如，锅炉的效率每提升1%就会使整个电厂的发电率提升0.3%-0.4%，同时，也会大幅减少煤炭燃料的消耗，这种效率的提升对发电厂的发展和效益来说具有非常重要的意义，所以发电厂都需要尽力提高锅炉转化能力。目前，我国火电厂领域在这个方面仍旧面临很多问题，锅炉的转化率也要逐步提高，这对火电厂行业的发展具有重要意义。随着社会的发展，人们对电能的需求也在逐年提高，只有进一步提高锅炉转化率，降低化石燃料的过度消耗，才能实现能源发展的可持续性。
3热能和动力工程在锅炉的应用
3.1热能与动力工程在锅炉风机监控中的应用
锅炉中的燃料需要在氧气的作用下才能燃烧，因此锅炉运作过程中需要氧气供给。在锅炉设备中，锅炉风机的作用就是将含有氧气的空气传入到锅炉中以促使燃料燃烧，维持锅炉运作。在锅炉运行过程中会产生一定的能源消耗，而随着能源需求的不断增加及消耗，我国的能源资源快速的减少，部分能源已经出现短缺现象，因此在对能源进行应用时，需尽可能的提升能源利用率，降低能耗。在锅炉应用中，若想提高能源利用率，提升能源供应能力就需对风机运行时间进行延长，但风机在运行过程中会发热，时间一长如果热量难以散发出去便会造成局部过温，导致风机出现损坏问题，影响锅炉的正常运行。
为解决这一问题，就需对热能与动力工程进行研究，分析风机运行一定时间内产生的热量以及散热效果以维持风机及锅炉的正常运行，同时尽可能的延长风机运作时间，提高能源供应及能源利用率。由于风机内部结构较为复杂，因此在测量风机温度时，有诸多不便，需采用先进的测量仪器与测量技术才能对风机温度进行准确测量，但就目前测量技术发展状况而言，还没有切实可行的测量方案对风机的温度进行实时监测。现在较为普遍的做法是采用热能与动力工程软件对风机运作过程进行散热分析，其主要是通过创建数值的二维模型，并模拟不同条件下风机的温升情况，最后通过网络模型对所需结果进行求解。这种研发软件虽然可以模拟风机在一定条件下的运行温升，但由于影响风机温升的因素较多，只能选取其中较为关键的影响因素进行分析，所以其分析数据与实际温度会存在一定的偏差。
3.2热能和动力工程在锅炉燃烧控制中的应用
对锅炉的燃烧进行控制，可以实现对能量转换的具体幅度的有效掌控。目前，锅炉已经由传统的依靠人力填充燃料逐渐升级，转变为自动控制燃料，还有部分先进锅炉已经实现全自动燃烧控制。按照热能和动力控制技术之间的差异，可以将锅炉的燃烧控制划分为下面两种。
3.2.1空燃比例连续控制系统
目前该系统已经广泛地应用于锅炉中，同时能够整体的进行燃气和空气比例的调整，能够更好的控制燃烧过程，确保稳定。从实践中也可以知道，燃烧效率和控制会受到控制系统的影响，因此为了达到其目的，需要科学的进行燃烧控制，有效的控制温度。该系统主要的工作原理是有效的分析锅炉内气体热电偶和气体装置，能够对其中燃气和空气的比例明确，然后进行整体的对比，找出其中的差异，然后合理地估计温度，将炉内的温度控制在允许的标准范围内。
3.2.2双交叉限幅控制系统
该系统一般利用温度传感器、热电偶，将测量温度转换为电信号，也就是需要检测的温度。该测量点需要根据上位机中存在的工艺曲线确定期望值，然后按照数据间的具体偏差值，利用PLC对燃料和阀门之间的打开程度进行自动调节。利用电动运行设备进行有效的定位，同时根据空气、燃料之间的比例掌控，以及控制装置对应用燃料的定量掌控，从而确定所需的精确温度数值。
4热能与动力工程在锅炉领域存在的缺陷
针对热能与动力工程而言，其在锅炉领域中也存在很多缺陷和不足之处，一般表现为风机在对气体进行加工和运输的过程中，由于锅炉的升级调整和能源需求的不断上涨，风机需要承受的负荷不断加大，使得风机的运行效率和安全受到影响。如果电机发生故障，则会对电厂的正常运行造成不良影响，同时还伴随一定的风险性和安全隐患。因此，必须要将热能和动力工程进行有机结合，对动力工程在实际运作期间所依靠的能量要素进行分析，并对应用设备进行升级和优化。其次，热能和生态环境、煤炭资源之间有着非常紧密的联系。热能动力的主要应用设备，也就是锅炉会对环境造成一定的污染和破坏。在这种情况下，为了有效降低环境污染问题，必须要不断促进能源转换效率的提升，使得煤炭资源的应用更加清洁，同时不断研发新能源来替代传统燃料。除此之外，可以通过对相关技术的改进和升级，尽可能的减少污染排放。
5结束语
目前，我国在锅炉的设计中普遍使用了热能与动力工程理论，很大程度上提升了能源的利用率，但由于热能与动力工程所涉及的领域十分广泛，对其应用上的研究还有很大的提升空间。在锅炉领域中还需不断深入探究热能与动力工程在运行效率及能耗上的应用，以实现对锅炉燃烧系统及燃烧方式进行精准控制，从而实现锅炉运行效率与能源利用率的提升，促进社会的经济发展。
参考文献
[1]许昱华.浅析电厂锅炉方面对热能与动力工程的应用创新[J].内燃机与配件，2017(11):110-111.
[2]简兆楷.热能动力工程在锅炉方面的发展[J].化工管理，2017(11):95-95.