現(xiàn)代電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動力的發(fā)展前景探討獲獎科研報告

現(xiàn)代電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動力的發(fā)展前景探討獲獎科研報告【摘

要】電廠鍋爐在電力生產(chǎn)中有著重要的作用，是維持電廠運(yùn)作的重要設(shè)備?，F(xiàn)階段已經(jīng)有很多電廠在不斷優(yōu)化鍋爐的操控系統(tǒng)，同時結(jié)合了熱能動力提升電場的發(fā)電效率與發(fā)電質(zhì)量。電廠鍋爐與動力工程技術(shù)相結(jié)合，能夠提供更加有效的熱能供應(yīng)，提升電廠服務(wù)的質(zhì)量，為社會與人民提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】電廠鍋爐;熱能動力;發(fā)展前景

熱力動力當(dāng)前已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，近幾年來，科研團(tuán)隊(duì)開始關(guān)注熱能動力在電場鍋爐中的應(yīng)用，為了使熱能動力在電場鍋爐中發(fā)揮出最佳的效果，現(xiàn)階段已經(jīng)對熱能動力的應(yīng)用理念與應(yīng)用技巧等展開了大量的研究，同時也探討了未來的發(fā)展前景，為電廠鍋爐的高效率高質(zhì)量應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

一、熱力動能的概述

熱力動能工程中包含了熱力發(fā)動機(jī)、流體工程、熱能工程、制冷低溫技術(shù)、能源工程等。在電廠鍋爐運(yùn)行過程中，通常利用熱力發(fā)動機(jī)、流體工程與熱力工程實(shí)現(xiàn)熱能與動能之間的轉(zhuǎn)換。熱能動力工程基于現(xiàn)代化的動力工程，能夠提升動力工程的效率。在熱能電力工程的研究中，能源是一項(xiàng)十分重要的因素，研究熱力動能工程能夠提升動力工程的效率，同時也能加大能源的利用效率[1]。

電廠鍋爐中熱能動力的應(yīng)用原理是將燃料燃燒時的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)化為電能。伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電廠鍋爐技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)步，在現(xiàn)代化科技背景下，我國的電廠鍋爐逐漸朝自動化方向發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制，通過熱能動力改進(jìn)鍋爐能夠極大地提升鍋爐的運(yùn)行效率，保證燃料能夠受到充分的燃燒。

二、鍋爐的構(gòu)成

當(dāng)前我國電廠通常使用火力發(fā)電，伴隨著社會的發(fā)展，人們的用電需求不斷提高，對用電的質(zhì)量也提出了更高的要求，因此發(fā)電廠要創(chuàng)新與優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)而提高電廠的發(fā)電效率。在電廠生產(chǎn)過程中，電廠鍋爐是一項(xiàng)重要設(shè)備，電廠鍋爐也有著很大的提升與進(jìn)步空間，鍋爐設(shè)備通過進(jìn)一步的改進(jìn)，能夠提升性能，發(fā)揮出最大的效能。通過熱能動力提升電場鍋爐的運(yùn)行效率是當(dāng)前一項(xiàng)熱門的研究課題。熱能動力具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，主要研究將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械需要的原動力，這正好吻合鍋爐系統(tǒng)中熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，將熱能動力應(yīng)用電廠鍋爐中能夠?qū)崿F(xiàn)熱能向電能的轉(zhuǎn)化。

鍋爐主要由外殼部分、燃?xì)忮仩t與電氣控制部分所構(gòu)成，外殼分為底殼與面殼，底殼用于固定鍋爐燃燒的部分，底殼安有膨脹水箱、輪回水泵、燃?xì)忾y、三通閥以及主熱交換器等構(gòu)件，通過底殼將其連接成整體[2][3]。鍋爐的面殼能夠起到防塵防灰等作用。電力控制部分是鍋爐的重要硬件部分，主要用于控制燃料燃燒的燃燒輪回水泵風(fēng)機(jī)開關(guān)燃?xì)忾y與輪回水流地暖溫度探測儀等裝置。當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化控制，極大地提升了溫度控制的精準(zhǔn)度。

三、對鍋爐熱能轉(zhuǎn)化效率的影響因素

（一）電廠鍋爐熱能效率分析

電廠鍋爐在運(yùn)行過程中能夠?qū)?nèi)部的液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水，進(jìn)而增加內(nèi)部體積與壓力，水蒸氣通過汽輪機(jī)的膨脹做功，以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化形成電能，之后氣態(tài)水再次轉(zhuǎn)換為液態(tài)水，這就是鍋爐的工作流程。對動力裝置的評價標(biāo)準(zhǔn)是電能的產(chǎn)量與能力的損耗比值，比值越大代表鍋爐的熱能轉(zhuǎn)化效率越高，比值越低則代表鍋爐的熱能轉(zhuǎn)化效率越低?，F(xiàn)階段燃煤價格在不斷上漲，增加了電廠的生產(chǎn)成本，因此要優(yōu)化發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，優(yōu)化鍋爐的發(fā)電能力，實(shí)現(xiàn)能源的最大化地利用。

（二）影響過熱能效率的因素

電廠鍋爐在運(yùn)行中不可避免地會出現(xiàn)能量損失，但是通過有效的措施能夠降低能量的損耗，以提升能量轉(zhuǎn)化效率。電廠鍋爐在運(yùn)行中會產(chǎn)生煙塵，煙塵會帶走一部分能量，當(dāng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)大量的煙，則代表著熱能轉(zhuǎn)化效率低，因此要控制煙的產(chǎn)生量，以提升熱能轉(zhuǎn)化效率[4]。除此之外，當(dāng)固體燃料未得到充分的燃燒時，也會對熱能效率產(chǎn)生影響，因此要提升燃料的燃燒效率，降低熱能損耗，同時也能夠避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的污染物。

四、現(xiàn)代電廠鍋爐熱能動力應(yīng)用的前景

（一）對電廠鍋爐風(fēng)機(jī)葉片的研究

電廠鍋爐有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行時要承擔(dān)巨大的能量，因此電廠鍋爐在設(shè)計(jì)中必須要保證嚴(yán)謹(jǐn)性與合理性。鍋爐的葉輪與葉片難以對其進(jìn)行細(xì)致地測量，其中一些現(xiàn)象無法使用力學(xué)理論進(jìn)行解釋，例如失速分離等流動性需要對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在使用熱能動力與信息技術(shù)對電廠鍋爐風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行數(shù)值模擬時，首先要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做好前期準(zhǔn)備，為了提升實(shí)驗(yàn)的成功率，可以通過建立二維模型劃分網(wǎng)絡(luò)并設(shè)定具體的區(qū)域條件之后再計(jì)算數(shù)據(jù)。

（二）燃燒控制技術(shù)創(chuàng)新

電廠在發(fā)電過程中燃燒技術(shù)有著非常重要的作用，特別是在能量轉(zhuǎn)化過程中起到了重要的作用。當(dāng)前有很多電廠已經(jīng)通過技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化了電廠鍋爐，通過現(xiàn)代化控制技術(shù)進(jìn)行燃料的自行投放，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)階段燃燒控制技術(shù)主要有兩種，分別是空燃比例連續(xù)操控技術(shù)與雙交叉先付操控技術(shù)，空燃比例連續(xù)操控技術(shù)是通過電偶測出相應(yīng)數(shù)值，將數(shù)值上傳到PLC中，與對應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其偏差值在進(jìn)行比例與微分計(jì)算之后，形成相應(yīng)的電信號，以調(diào)整比例閥門與電動閥的數(shù)值，進(jìn)而控制電場過度的內(nèi)部溫度。但是這種操作方式對溫度的操控缺乏準(zhǔn)確性，需要反復(fù)的確定額定數(shù)值[5]。雙交叉先付技術(shù)是通過溫度傳感器將需要測量的溫度轉(zhuǎn)化為電信號，再通過實(shí)際溫度測量與期望溫度之間數(shù)據(jù)的偏差值，通過PLC自動控制燃料與空氣流量閥門的閉合，通過電動定位結(jié)合空氣源的比例來實(shí)現(xiàn)操控。這種操作方式能