关键词:热能动力;电厂锅炉;应用探讨
1关于热能与动力工程的概述
热能与动力工程是指研究热能与动力学中所涉及到的各种能量间的转化与利用的方法。火力发电厂所使用的燃料为石油、煤炭、天然气,通过燃烧的方式释放出这些燃料中的能量,同时,将液态水转化为气体状态,从而实现蒸汽动力循环。在蒸汽热能的推动下汽轮机开始转动,把蒸汽中所含有的热能转化为高速转动的机械能,再通过汽轮机发电机把机械能转化为电能。这一过程是将化学能转化为热能,机械能,最终转化为电能。
电厂锅炉在这一系列能力转换过程中所起到的作用就是把燃料产生的化学能转化为蒸汽的热能。其中,锅炉效率是衡量能量转化的一个关键经济指标。以大型火力发电机组为例,若锅炉效率能提高1%,则整套机组的工作效率能够提高0.3%~0.4%,并且还能减少供电燃料的消耗[1]。可见,将热能动力工程中的相关技术应用到电厂锅炉中不仅能提高发电厂的整体效益,而且还有助于实现节能减排的目标。目前,国内电厂在这方面做了很多努力,使电厂锅炉的热能转化效率得到有效提升。但是随着我国电能需求的日益增大,还需加强这方面研究才能从根本上实现可持续发展。
2影响锅炉热能效率的主要因素分析
在锅炉运行的过程中难免会出现能量损失问题。不过我们可以运用合理的手段来尽量减少能量消耗,进一步提高能量转化效率,从而提高锅炉的工作效率。通常来讲,能量损耗主要发生在两个环节:一是排烟问题,锅炉中燃料燃烧时所形成的烟会带走部分能量,占比为燃料有效放热量的5%~7%[2]。其中,飞灰与灰渣中未燃碳是主要的未完全燃烧损失。当烟较多时,其热能转化效率就较低。因此,要尽量减少烟的产生量,可运用先进技术来达到这一目的。二是在锅炉工作过程中存在固体燃料燃烧不充分的问题。这是影响锅炉运行热效率的第二个主要因素。烟、飞灰的形成与燃料燃烧不充分有很大的关联。若燃料燃烧不完全便会形成烟与飞灰。飞灰不仅会使锅炉运行热效率下降,而且还会影响锅炉尾部烟气的静电除尘效果,导致排入空气中的污染物增多[3]。
3电厂锅炉在热能动力工程中的应用
社会生产和人们生活都需要电力的支持,社会和经济的发展也都离不开电。另外,我国主要是依靠火力发电来满足我们用电需求。随着人类的进步和社会的进展,人们对电力的使用需求也在不断增大,我们不仅要提供充足的电量,并且还要保证电力质量。因此,为了适应社会变革,火力发电厂只有改进生产技术,提高工作效率,不断完善电厂锅炉的运作系统和整体构造,从而提高锅炉性能和燃烧效率。我们在改进的同时,要明确电厂锅炉是由众多部分组成的,每一部分都要引起重视,提高各个部分的性能,从而促进整体发展。
基于以上研究,热能动力工程的应用研究便成为首要关注问题。电厂锅炉在应用中主要是实现热能和机械能的转换,而根据热能动力工程学的研究对象原理来看,电厂锅炉便是我们将要研究的对象,因此热能动力工程学具有极强的综合性和实践性。我们需要运用热能动力学知识来探究电厂锅炉的构造技术和工作流程。众所周知,随着经济的发展,我们可以使用的资源越来越少,地球上的资源受到了前所未有的挑战,面对当前形势,我们只有节能减排,重视电厂锅炉的应用技术才能实现社会的良性运转。
4热能动力在电厂锅炉发展中的应用需要
热能动力和电厂锅炉本身就具有紧密的联系,如果把热能动力工程专业原理和电厂锅炉生产系统结合起来,那么对未来电厂锅炉的发展无疑具有极大的推动作用。以风机为例,风机在电厂锅炉中发挥极大的作用,随着时代的发展,当代风机一般都是至关重要的流体运行设备,其运作方式主要是通过叶轮的旋转来得到风能,并在此基础上,把机械能转化成气体压力,投放到电厂锅炉中使用,一旦气体扩散,便能够保证燃料的燃烧率,这足以可见风机的重要性。但是,就我国目前来看,很多锅炉的问题便出在风机方面,风机运作强度大,工作量多,再加上运行环境的不良状态,所以风机容易发生损坏。因此,如何提高电厂锅炉风机工作水平和工作性能已经成为当前研究的重中之重。我们只有通过利用热能动力工程技术来不断增强风机的耐用性能,提高风机的承载力,解决当前风机使用过程中的疑难问题。
5热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用
燃气锅炉控制部分是电厂锅炉最重要的组成部分,锅炉的燃烧控制技术决定着锅炉的发展前景,是能量转化幅度的关键技术。传统的锅炉主要是依靠人力去投放燃料,随着科技的进步和普及,现代锅炉大多以自动化技术为主,先进的自动控制取代人力控制。锅炉燃烧控制技术主要分为下面两大类:一类是空燃比里连续控制系统;另一类是双交叉先付控制系统。这两种控制系统都有各自的特点,通过合理运用控制系统,将够达到生产目标。
5.1空燃比里连续控制系统
空燃比里连续控制系统主要是由燃嘴燃烧控制器、电动蝶阀、热电偶比例阀、流量计气体分析装置和PLC等其他部分构成的,热电偶主要负责相关数据的处理和传递;PLC主要用于数据的比较,在此基础上,利用微积分等计算方法来设置信号。此外,我们还要抓好比例阀门和电动蝶阀的开放幅度,这样一切控制好之后,才能更好地调节温度。但是这种控制系统对温度的控制并不是很好,很多情况下并不是十分精准,因此需要我们认真确定相关数据。
5.2双交叉先付控制系统
双交叉先付控制系统主要是由烧嘴、燃烧控制器、流量阀、流量计热电偶构成的。在这个控制系统中,电信号的生成是通过热电偶实现的,热电偶把温度转化成电信号,把电信号标记为测量点的实际温度。需要明确的是,这个测量点的温度期望给定值是自动给定的,是通过工艺曲线来获得的,毋庸置疑,这两者可能会产生一定的偏差。当PLC对阀门的开合程度进行调节的时候,其调节的范围幅度主要是依据这个偏差来衡量的。除此之外,该控制系统具有专门化的特点,燃料的控制测量是由一个专门的质量控制装置来负责的,采用这种控制系统能够节省其他部件的使用,降低损耗,另外还可以保障温度数值的精确性。我们要重视热能动力工程的燃烧控制技术,分清空燃比里连续控制系统和双交叉先付控制系统的优缺点,根据适当的情况选取合理的控制系统,从而提高电厂的经济效益。
结束语
新形势下,运用热能动力技术提高电铲个锅炉的燃烧效率对于节省燃料提高整体经济效益具有整的意义,电厂锅炉的有效应用和正常运转离不开热能动力工程的支持。利用热能动力工程学原理对于电厂锅炉进行改造和完善能够保证电厂锅炉工作过程中的精确性和有效性,控制电厂锅炉提供更加精确的温度数据和进行更有效的温度条件控制,从而保证电厂锅炉在热能动力工程中的有效运用和长期作用。
参考文献
[1]庄廷勇,张春雨.热能与动力工程在锅炉应用中的问题分析[J].科技创新与应用,2016,(08):131.
[2]张晓杭.新形势下电厂锅炉应用在热能动力工程中的应用[J].中国高新技术企业,2015,(13):52-53.
[3]徐二虎,张磊,张斌.电厂锅炉应用在热能动力的发展前景研究[J].黑龙江科技信息,2014,(32):36.