熱能動力工程專業范文

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熱能動力工程專業

篇1

關鍵詞:卓越計劃;實踐能力;師資隊伍;人才培養

作者簡介:胡鵬飛(1985-),男,河北邯鄲人,東北電力大學能源與動力工程學院,助教;曹麗華(1973-),女,山東單縣人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授。(吉林 吉林 132012)

基金項目:本文系東北電力大學教學改革基金項目“研究性學習在卓越工程師人才培養中的應用”、東北電力大學教學改革基金項目“研究性學習和創新能力培養在《單元機組集控運行》課程中的研究與實踐”、東北電力大學教學改革基金項目“《汽輪機原理》實驗自主學習網絡教學平臺建設”的研究成果。

中圖分類號:G642     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2014)14-0028-02

東北電力大學熱能動力工程專業已經有60多年的辦學歷史,該專業于2010年入選教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業,2013年入選教育部“本科教學工程”地方高校第一批本科專業綜合改革試點專業。畢業生主要分布在五大發電集團,通過調研用人單位對畢業生就業后發展的反饋,發現東北電力大學熱能動力工程專業的畢業生在電廠工程實踐中存在一些問題,不能很好地適應現場環境,不能解決現場出現的一些簡單問題。這反映出現有的教學體系已經不能滿足電廠工程生產的需要,與教育部“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)的要求預期有一定差距。

“卓越計劃”是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》實施的高等教育重大計劃。“卓越計劃”對高等教育面向社會需求培養人才、調整人才培養結構、提高人才培養質量、推動教育教學改革、增強畢業生就業能力具有十分重要的示范和引導作用?!白吭接媱潯钡淖谥际桥囵B具有較強工程實踐技能、創新精神的國際化工程技術和管理人才,為國家走新型工業化發展道路和建設創新型國家提供保障。[1,2]東北電力大學熱能與動力工程專業是“卓越計劃”試點專業,結合筆者在該專業任教的經歷對熱能動力工程專業卓越工程師教育培養進行了探討。

一、熱能動力工程專業教學存在的問題

1.師資隊伍存在的問題

電廠熱能動力工程專業卓越工程師培養的關鍵在于擁有一支具有電廠現場經驗的教師。由于學生人數越來越多,師生比例嚴重失衡,很多青年教師沒有進行電廠實踐就開始給學生講授專業課的知識。[3]這樣學生只能從書本上學習到電廠系統和電力生產的流程,從圖片上看到現場的重要設備,所學知識太過書本化、理論化,而對現場設備沒有概念,不知道設備的內部構造和實際作用,甚至到現場都不知道該設備的位置,這樣的畢業生不能勝任電廠工程實際的要求。

由于現在大學對教師的考核重心從教學向科研傾斜,造成現在青年教師的精力也都放在了科研上,本科生的教學質量嚴重下降,目前的師資隊伍已不能滿足“卓越計劃”對教師的要求。

2.學生培養方案存在的問題

目前學生培養方案只是注重書本知識,而對今后工作中起重要作用的工程實踐技能、科研與工程創新及管理能力的培養卻是少之又少,學生只是考試的機器、應試教育的犧牲品。這種只注重傳授學生顯性知識,而對學生隱性知識置之不理的培養方案是不健全的。[4]只有增加實踐能力、創新能力等綜合能力在學生培養方案中所占的比重,才能使學生在學習電力生產理論知識的同時,培養和訓練觀察分析能力、解決工程實際問題的能力,最終使學生既具有良好的素質和專業的基礎知識又能夠解決電廠生產過程中簡單的事故,從而全面提高學生在電力領域的綜合素質。

二、熱能動力工程專業師資隊伍建設

1.提高學校專業教師的工程實踐能力

一方面可以通過加強學校和電廠之間的研究合作,比如工程項目合作、共同完成技術開發、技術服務等,讓青年教師到電廠進行中長期培訓,熟悉電力生產過程、機組的運行方式、了解電廠主要生產設備的結構和電廠運行管理制度,提高學校青年教師的電廠工程實踐能力。

另一方面可以在校內聘請具有豐富電廠生產經驗的老教師,對青年教師進行“一對一”的傳、幫、帶培訓指導。老教師可以帶領青年教師到生產現場進行指導,幫助青年教師盡快成長,提高青年教師的工程實踐能力,使教師隊伍的整體水平有顯著提高。

2.企業教師的聘用

根據“卓越計劃”的需要,可以從電廠聘用技術人員參加本科生的教學。

(1)聘請電廠顧問。聘請電廠技術人員擔任教學顧問。電廠顧問可以和校方共同制定熱能動力工程專業的培養計劃,對學生現場實習進行指導;還可以參與汽輪機、鍋爐、熱力發電廠和單元機組集控運行等專業課的大綱和教材的編寫。

(2)聘請電廠兼職教師。對實踐性和應用性較強的專業課,可以從電廠聘請技術人員作為兼職教師,以現場的實際運行情況為主體給學生授課;也可以聘請相關電廠技術人員進行專題講座,對電廠某一生產環節進行專題授課。

3.制定各項配套政策

制定各項激勵政策,提高教師參與工作實踐能力培訓的熱情。對于去現場進行工程實踐能力培訓的教師給予一定的工程量補貼。對于參與“一對一”傳、幫、帶培訓指導的老教師,當青年教師通過培訓考核后,給予一定的獎勵。

三、熱能動力工程專業學生培養方案改革

1.培養目標

東北電力大學熱能動力工程專業主要學習發電廠生產過程,發電廠主要設備運行和維護。著重培養學生的電廠運行實踐能力、解決電廠突發事故的能力和進行電廠運行節能降耗研究的能力,使學生成為具有一定的觀察分析能力、解決現場實際問題的能力,能夠從事電廠生產過程的設計、生產過程的控制以及生產過程技術改革,并且有較強的工程實踐能力和創新精神的新一代電力行業人才。

2.培養標準

(1)掌握電力生產過程的操作技能,能夠對國內主力機型進行啟停操作,對生產過程中出現的簡單故障能夠進行調試和處理。這樣,學生到今后的工作崗位上就可以很快上手,通過考核。

(2)具有分析和解決現有電力生產過程中問題的能力。由于能源和環境問題已經成為制約我國發展的主要瓶頸,節能減排尤為重要。如果學生能夠對電力生產過程中存在的問題進行分析和解決,就能夠在今后的工作中對現有電力生產提出自己的看法和方案,這對學生的發展是十分有利的。

(3)具備有效的溝通和交流能力,具備一定的外語交流能力,具有強大的人際交流及工程表達能力;具備協調、管理、競爭和合作的能力,領導團隊運行、成長的基本能力;具有良好的社會適應性,自我調整能力強,能快速適應社會環境的復雜變化;具有應對危機與突發事故的基本能力。

(4)具有良好的職業道德,掌握一定的職業健康安全的法律法規、標準知識,以及應遵守的職業道德規范;掌握自我提升身體素質的基本技能。

3.培養標準的實現

(1)校內實踐教學。校內實踐教學由兩個部分構成:一部分是在課內教學統一安排的集中實踐教學;另一部分是學生在課外通過自主性學習與實踐。

課內實踐教學包括以下幾個環節:一是英語聽說訓練,包括聽力理解能力、口語表達能力和交談中使用基本的會話策略,通過此訓練能使學生具備一定的外語交流能力。二是課程設計,包括汽輪機課程設計、鍋爐課程設計、熱力發電廠課程設計和單元機組集控運行課程設計。通過課程設計可以使學生了解電廠最基本的設備和流程,為以后的工作學習奠定基礎。三是畢業設計。通過給學生布置研究性課題,讓學生具有一定的創新能力和科研能力,使學生具備終身學習的能力。四是仿真學習。學習300MW、600MW國內主力機型啟停和故障消除等操作,考核合格后,頒發相應證書。

課外實踐包括以下幾個環節:一是參與科研課題。學生在教師的指導下利用課余時間參與科研課題的研究,驗收時提供相應的報告和論文,通過后給予獎勵。二是能力拓展訓練。學生自主選擇設計能力、表達能力和管理能力等方面的訓練項目,并通過相應考核。三是參加全國大學生創新競賽、大學生節能減排競賽、大學生數學建模競賽等競賽活動。

(2)校外實踐教學。主要是電廠生產實習,學生通過實習教學環節,可以在一定程度上融入電廠生產活動,要求學生帶著問題進現場,使學生在短時間內盡量貼近生產、貼近技術、貼近工藝,激發學生的主觀能動性,使學生變成學習的“主體”。通過校外實習的教學環節,使學生能加深理論知識的理解,提高自身的工程實踐能力,達到“卓越計劃”的培養要求。

四、結束語

卓越工程師培養計劃是我國提出的重大教育改革項目,是進一步完善我國工程教育質量的重要舉措。建設具有工程實踐能力的師資隊伍是卓越工程師計劃順利實施的保證,而健全良好的學生培養方案是卓越工程師計劃的基石。本文針對東北電力大學熱能與動力工程專業在卓越工程師計劃培養中存在的問題,提出了一些改革措施和方案,目的在于把學生培養成符合“卓越計劃”要求的合格畢業生,但學生的工程實踐能力和創新能力的培養是一個循序漸進的過程,需要學校、企業和社會的共同努力才能完成。因此,培養造就一大批創新能力強、適應我國電力工業發展需要的高質量工程技術人才任重而道遠。

參考文獻:

[1]吳江,鄭莆燕,任建興,等.關于熱能與動力工程專業卓越工程師培養的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,(24):3-4.

[2]吳江,何平,任建興,等.能源動力卓越計劃學生工程實踐能力評價體系研究[J].中國電力教育,2012,(36):43-44.

篇2

Name: Mr xx

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Hualing 2005 went to air-conditioning, Hualing refrigerator, freezer plant Whampoa, Hengyun Thermal Power Plant, the University City Station, such as refrigeration units internship visit.

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篇3

一、培養方案的優化與應用型人才培養特色的體現

在2010年新一輪人才培養方案調整前,我們首先在調研全國類同我校開設的熱能與動力工程專業及方向的高校教學計劃的基礎上,根據我們自身專業的辦學實踐以及國家在西南地區對“熱能與動力工程專業”人才的社會需求,結合學校新的本科人才培養計劃的調整,對原有的培養方案進行大膽的改革優化,將本科人才4年的培養計劃分為五大人才培養模塊,即:人格與素養課程群、表達與理解課程群、發展基礎課程群、專業與服務課程群、研討與探究課程群,將原來的課程教學計劃按照這五大模塊進行歸類優化,并科學地分配各個模塊的學分比例。我校該專業主要側重于水輪機、水泵設計、制造、水電站機電設備運行維護與管理人才的培養,在人才培養方案中自始至終貫穿水力機械的設計與制造技術為主線,注重水力機械及工程、水利水電動力工程兩個專業方向的課程在人才培養中課程的互選與知識的融合,建立水力機械及工程設計制造以及水利水電動力工程設計、運行、維護與管理合二為一的人才培養體系特色,從機組的選型設計、結構設計、生產制造、安裝檢修、運行維護與管理等各個方面理論聯系實際,同時還注重相關專業知識的融合,如水文、地質、水工建筑、施工以及電站監測等。因此,畢業的學生主要集中在水輪機、水泵設計制造企業、水電工程設計院、工程局、各大中小型水電站。在課程內容設置上,著重強化兩個專業方向的理論教學與實踐教學的相輔相成、相互滲透,進一步突出對專業知識綜合運用的能力、系統工程設計的能力、創新能力與工程實踐能力的培養。其中,理論教學環節的五個課程群中分別設置了必修、選修課,在專業與服務課程群中又分別設置了核心課程以及各專業方向的選修課程,兩個專業方向上的可相互替換課程供學生選擇,能較好地滿足學生個性的培養。

二、專業實踐性教學環節改革實踐與應用型人才培養特色的體現

國家級特色專業“熱能與動力工程”的主要專業性實踐教學環節有:專業認識實習、專業課程的實驗、專業課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等,專業實踐性教學環節主要是充分利用該專業較好的校內實驗室條件和校外實習基地,在實踐性教學環節內容和實踐教學模式方面進行如下大膽的優化改革與實踐。

1.充分利用校內資源,建設專業校內實習基地,全天候向學生開放。該專業的學科基礎好,該專業所在的學科是四川省重點學科,該專業的實驗室始建于1974年的學校水力機械實驗室。歷經三十余年的發展和歷史積淀,經過幾代人的艱苦創業和辛勤工作,創立了今天實驗室建設與發展的堅實基礎,該專業的水力機械實驗室依托于教育部與四川省共建的流體動力機械實驗室、流體機械及工程四川省重點實驗室、流體機械四川省高校重點實驗室、四川省水電工程示范中心、學院實驗中心等,擁有較好的教學科研條件,裝備有大型流體機械試驗臺、B級泵閥試驗臺、多相流動試驗臺、三維PIV測試系統、三維激光多普勒測速及粒子動態分析儀系統、三維熱線/熱膜風速計、高速攝影機、頻譜分析儀系統、水利水電工程仿真系統、智能建筑仿真系統、流體機械虛擬產品開發平臺、Fluent流動計算分析軟件等國內外先進水平的教學和科研設備,本專業的學生可全天候到實驗室開展現場參觀教學、專業課程實驗、專業課程的設計、畢業設計。專業實驗室為學生的校內實習、實踐提供了有力的保障。

2.充分利用校外資源,建設專業校外實習基地群,并聘請校外兼職教師指導生產、畢業實習和畢業設計。該專業充分利用辦學歷史較長、有較好的校友資源的優勢,在校外建立了二十余個專業實習基地群,并在實習基地聘請了一批實踐經驗豐富、理論水平較高的本專業的老大哥或老大姐。如在重慶水輪機廠我們聘請的邱江維副總、高工,宜賓富源水電設備制造有限公司的趙愛民副總、高工,東電集團東風電機股份有限公司的胡江鴻總經理、高工,東電集團東方電機股份有限公司的石清華副總、教授級高工、四川華電瓦屋山水電開發有限公司的趙勇副總、廠長等等,有了他們的幫助與指導較好地解決了該專業兩個方向的生產、畢業實習和畢業設計。

3.探索將“生產、畢業實習”轉變成“生產、畢業實踐”的實習模式。由于實習基地單位的生產任務普遍較重,很多實習單位均把接待實習變成了一定形式上的參觀學習,根本不讓學生在現場動手。于是,我們利用聘請校外實習指導教師的辦法,在實習基地聘請具有專業技術特長的專家、具有豐富管理經驗的領導作為學生生產、畢業實習、畢業設計的指導教師,成功探索將“生產、畢業實習”轉變成“生產、畢業實踐”的實習模式。同時,校內指導教師和校外指導教師相互密切配合,有效提升了校外現場實踐性教學環節的質量。如我們在實習現場進行水泵(葉輪)的木模制作工藝教學時,就邀請企業具有豐富木模制作經驗的工人師傅為指導教師,現場給同學們進行制作講解,同學們再自己動手現場制作,通過這一學習過程,不僅同學們掌握了有些書本上根本找不到的技能,而且鍛煉了同學們的實際動手能力。在水電站的實習中,如果沒有校外指導教師的現場指導,光有校內指導教師,同學們根本就不可能完成水電站機組的開停機操作,以及日常維護檢修跟班操作等實習項目。

4.積極倡導學生參與到教師的科研項目中,教師將科研項目引入到學生的畢業設計題目中。在熱能與動力工程專業的學生中,已基本形成了一股好的學風,同學們積極與專業課程教師聯系,積極參與到教師們的科研課題組中去,教師們也非常愿意本科生同學參與研究工作。如同學們參與宋文武老師的紅巖子水電站協聯關系曲線的現場測試工作項目,參與符杰、曾永忠老師的水輪機水泵CFD分析計算等課題,近年來學生畢業設計的題目中,教師的科研真實題目多了,結合畢業生就業需求課題的題目也多了。

5.積極鼓勵本科生與本學科專業的研究生共同學習。學院為每一位本專業的研究生配有研究學習室,這些研究室均是開放的,同時也對本專業的本科生開放,本科生可以進研究室與研究生一道共同學習。我們還為西華大學西華學院的熱能與動力工程專業的學生在研究室提供學習的地方,直接參與到研究生的科研項目研究中去,共同學習與討論。

篇4

[關鍵詞] 熱能與動力工程專業 地域經濟 調查研究

山東省德州市暖通空調產業自上世紀七十年代初發展到今天,經歷了三十多年的技術引進和技術改造,已成為德州市的第一大特色產業集群。2006年5月中國制冷空調工業協會正式命名德州市為“中央空調城”。雖然德州市暖通空調產業近幾年發展較快,但目前仍存在著許多制約企業發展,且亟待解決的問題,由于企業中高中級技術人才少,缺乏新產品、新技術開發能力,產品結構調整和更新換代緩慢。

本著高校為當地經濟服務的宗旨,通過對德州空調制冷產業的相關企業如:雙一集團、亞太集團、貝萊特集團等企業的實地調研,了解其生產過程中所需人才的知識結構,合理配置熱能與動力工程專業的課程,在教學計劃、課程課時、專業實訓等方面符合企業發展需求和地域經濟發展要求,使熱能與動力工程專業課程設置與地域經濟發展相協調。

一、企業調查

為了能較好地收集在德州市經濟建設中社會各行業對熱能與動力工程專業人才的使用和需求情況,主要進行了四個方面的調查:

1.企業的基本情況;2.企業中現有熱能與動力工程專業人才的基本信息;3.企業對熱能與動力工程專業人才的要求;4.企業對高等教育在熱能與動力工程專業人才培養方面的意見與建議。

(1)企業及現有熱能與動力工程專業人才的基本情況:

深入調查的企業有:山東格瑞德集團、金光集團、中大貝萊特集團、山東雙一集團、亞太集團等德州市屬單位。根據調查表的回收統計,分析如下:

近5年各單位錄用的大專及以上熱能與動力類的畢業生占總錄用人數的百分比

(2)企業對熱能與動力工程專業學生的要求

統計表明,企業對熱能與動力工程專業的學生要求較高,按需求的重要性進行排序是:①熱能與動力工程專業相關的技術基礎理論水平及相關的實際操作能力;②科學研究及科技開發能力;③機械方面的應用和設計能力;④組織管理能力;⑤人際交往能力。

(3)企業對高等教育在熱能與動力工程專業人才培養方面的意見與建議

面向社會、面向企業、面向實際,培養實用型、技能型、復合型優秀人才,培養具有解決生產實際問題的工程技術人才,開展校企聯合辦學的模式。①專業面要進一步拓寬,要有一定的機械加工、生產工藝、設備、電氣技術的基礎知識;②介紹最新的熱能與動力工程知識、技術和產品,培養學生獨立解決實際問題的能力;③理論的運用能力,分析解決問題的能力,現場調試和操作的能力;④增加計算機、機械方面的知識,增強控制方面和機械制造方面的知識教育。⑤跟蹤新技術的能力,實踐與創新能力;⑥適應環境的能力,吃苦耐勞、腳踏實地的工作作風,敬業與拼搏精神,合作精神;⑦對企業文化、價值觀的認同度,溝通與協調能力等。

二、調查反映的問題

1.熱能與動力工程專業集中了機械和熱能與動力工程兩方面的知識。不少企業提出學校的專業教育除了要學習堅實的熱能與動力工程專業基礎知識和專業知識外,還應學習有一定的電氣技術、軟件編程的基礎知識,了解控制系統的實際應用背景和主要應用領域,這樣能夠發揮出更好的作用。

2.學生缺乏創新能力。學生知識面狹窄,課程內容落后于時代,缺乏反映學科發展前沿的新知識,不能激發學生思考新問題、探討新知識的創新欲望。重理論、輕實踐,理論脫離實際,不利于培養學生發現問題和解決問題的能力。

3.提高學生的動手能力,培養學生的“職業”精神是企業對大學教育提出的又一點建議。

三、調查總結

在當今社會經濟和科學技術迅猛發展以及經濟全球化不斷深化的新形勢下,熱能與動力工程專業的教育如何與地域經濟發展相適應是擺在我們面前的一個重大課題。

1.社會對人才的需求無論是在類型上還是層次上歷來都是多樣化和動態性的,未來社會對人才的需求也是隨著時間的推移不斷發生變化的。高等教育必需冷靜地認識這個問題,要以培養人的高素質和建立牢固的專業基礎為主,同時擴大專業知識面,使學生具有一定的職業遷徙能力,培養實用型、技能型、復合型優秀人才。

2.企業對人才需求在層次上是不斷朝高層次發展,類型上是向復合型人才發展。調查中,普遍感到企業對人才的需求層次越來越高,并且對綜合性、復合型人才的需求旺盛。與先進的生產技術接軌,導致企業對人才的要求多樣化,而專業的觀念相對淡化,只懂本專業的知識是不夠的。

篇5

[關鍵詞]熱能與動力工程 鍋爐 應用問題

中圖分類號:TK227 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)15-0386-01

引言

隨著當下我國能源問題的日益加劇,經濟的持續發展了也受到一定的影響,這就要求了我們在能源不充足的條件下,大力提高能源的利用率。鍋爐在我國的工業生產中使用很廣泛,也是我們主要研究的對象,研究在鍋爐中進行的能量轉換。由于某些企業貪圖私利,對資源無節制的開發,政府管理不力等造成能源大量浪費。我們知道,煤炭完全或不完全燃燒會產生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等有毒的氣體(二氧化碳無毒),對動植物和環境都有較壞的影響。因此,我們的主要任務是,在將煤炭資源較為高效的轉化和利用的同時,盡量減少有害氣體的產生。

一、熱能與動力工程簡介

“熱能與動力工程”是多門科學技術的綜合,其中包括現代能源科學技術,信息科學技術和管理技術等,主要涉及熱能動力設備及系統的設計、運行、自動控制、信息處理、計算機應用、環境保護、制冷空調、能源高效清潔利用和新能源開發等工作。我們顧名思義,也能了解熱能與動力工程專業是研究熱能和動力之間的相互轉化,具體了包括熱力發動機、熱能工程、流體機械及流體工程、熱能工程與動力機械、制冷與低溫技術、能源工程、工程熱物理、水利電動力工程和冷凍冷藏工程等九個方面。熱能動力工程的研究層面橫跨多種科學領域,并且,具有多方面的發展方向。熱能與動力工程是現代動力工程的基礎,其主要解決的問題是能源方面的,并且是可以用來解決熱能源問題的有效工具,應該起到一定的緩解資源壓力、保護環境的作用,我們應該給予熱能與動力工程專業以高度的重視。

二、熱能動力工程的發展前景

我國的動能與動力工程專業設置的比較早,近些年來,在實踐中又經過不斷地創新和發展,動能與動力工程專業的技術也漸趨成熟,主要發展趨勢如下:

一方面,控制工程方面會有發展,并且前景較廣,為了在該方面獲取較大的發展,需要我國的相關人員了解并熟悉控制工程方面的各種知識等,并且對實際進行大膽的創新,將熱能與動力工程與控制工程領域更完全的融合。

另一方面,在熱力發動機及汽車工程方向有一定的發展前景,這就需要相關人員了解并掌握“內燃機”的原理、設計結構、并對內燃機進行一系列的數據測試,內燃機所用燃料以及燃燒產物,汽車工程概論、環境工程以及能源工程概論,內燃機電子控制、熱力發動機排放與環境工程以及制冷低溫工程和流體機械方向等各方面的知識概念。在豐富的知識積累中,工作人員會對目前汽車工程中存在的熱力發電機問題做出改善,大大提高能源利用效率。

三、鍋爐的結構組成

熱能與動力工程鍋爐的兩個重要組成部分包括一個金屬殼和燒氣鍋爐電器的操縱部分。鍋爐的外殼包括底殼和面殼。鍋爐的底殼的作用是使鍋爐固定,以免發生未知的意外。同時,在其底殼上還放置著通過底殼連接著的其他的一些零件,能夠使功能發揮的更加完善。鍋爐的外殼作用與底殼不同,它主要是在鍋爐正常工作時,它能夠起到防風防塵的作用。筆者認為鍋爐最重要的還是燃氣鍋爐電器控制部分,它起著至關重要的作用。其主要是通過對燃料的充分燃燒使鍋爐能正常工作。之后,隨著計算機不斷走進我們的生活,它的精確度和科學性也受到了許多企業的青睞,因此,許多企業都會采用計算機來控制燃料的燃燒。

四、熱能動力工程中鍋爐的發展及存在的問題

鍋爐在世界上出現的歷史很悠久,鍋爐的創造和使用對人類文明的進步和發展有著很大的作用。鍋爐是由鍋和爐組成的,上面的盛水部件為鍋,下面的加熱部分為爐,鍋和爐的一體化設計稱為鍋爐。鍋爐是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式,經過鍋爐轉換成蒸汽能。在一般工廠的工業生產過程中,使用的是工業爐來進行燃料的燃燒和能量的轉換。根據文獻材料可知,最早的工業爐出現在我國的商代時期,它的主要作用是提煉熔鑄青銅器,并且,我國在春秋時期就能夠鑄造鐵器,這個進步說明了我國控制工業爐的工藝有了很大的進步。在當代,工業爐更是有著廣泛的應用和較大的發展。

工業爐在工業生產中仍然存在著較大的問題,主要包含四個,一是污染物排放量大、面廣。二是單體容量小,平均容量在8噸/小時左右,10噸/小時以下燃煤小鍋爐的數量為42萬臺,占總數的2/3.三是排放貼近地面,對環境質量影響很大。四是鍋爐技術、主輔機不匹配,運行狀況差。此外,大多數小鍋爐缺乏除塵、脫硫和脫硝裝置,導致現在鍋爐的二氧化硫和粉塵排放普遍不達標。煤粉燃燒是先進的燃煤技術,具有燃燒速度快、燃盡率高、煙氣熱損失低等優點,實踐證明,煤粉燃盡率達98%以上,鍋爐運行熱效率達88%以上,與傳統燃煤鍋爐相比,可節能35%。同時,我國還有幾個比較綜合型的大問題,工業鍋爐技術基礎工作比較薄弱,管理水平、工藝水平落后,制造廠家多且生產能力低,難以形成規?;a等,所以,我國如果想解決工業爐的問題,還需要進行多方面的整治。

結束語

總而言之,熱能動力工程一定要根據實際出發。在鍋爐方面的掌握,我們一定要提高它的燃燒效率,降低它的能源損耗率。掌握了鍋爐的基本組成,從而促進對能源損耗的掌握。要熟練掌握熱能動力技術,才能使燃料在鍋爐的使用上,提高燃料利用率。要深刻意識到能源損耗與經濟發展息息相關。面對鍋爐的能源損耗問題上,我們要直面面對,努力學習相關的理論知識,掌握熱能動力工程技術,成為這方面的人才,降低能源的損耗。

參考文獻

[1] 林日億,黃善波.熱能與動力工程專業認識實習的探索與實踐[J].內蒙古石油化工,2007,07:35-37.

[2] 崔海亭,王振輝,郭彥書.熱能與動力工程專業建設探索與實踐[J].河北科技大學學報(社會科學版),2006,02:98-100.

[3] 馬士峰.淺談熱能與動力工程發展方向[J].科技與企業,2014,02:131.

[4] 吳江,鄭莆燕,任建興,何平.關于熱能與動力工程專業卓越工程師培養的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,24:3-4.

篇6

【關鍵詞】熱能動力;機械工程;鍋爐;燃煤

0 前言

火力發電是我國電廠發電的結構之一,每年在電力生產方面創造出來的電能量不斷增多。為了滿足社會現代化建設的電能需求,對火力發電廠技術實施調整成為了不可缺少的工作。熱能動力工程理論基礎為跨熱能與動力工程以及機械工程學,是工程應用性專業,其基本原理為將熱能轉化成機械能而獲得生產所需的原動力鍋爐是一種能量轉換工具,分為鍋和爐兩部分,鍋爐是鍋和爐的一體化設計簡稱,按照功能可分為開水鍋爐熱水鍋爐蒸汽鍋爐導熱油鍋爐以及熱風鍋爐 按照燃料可以分為電加熱鍋爐燃油鍋爐燃氣鍋爐燃煤鍋爐沼氣鍋爐以及太陽能鍋爐幾種簡單來講,鍋爐的制造與控制中熱能動力工程技術是不可缺少的一部分,尤其在當今以節約能源,增大能源利用率的年代,如何合理運用熱能動力工程技術對于鍋爐進行改造和創新成為重中之重本文旨在通過分析鍋爐中熱能動力工程的運用并論述探究熱能動力工程在鍋爐方面的發展前景。

1 熱能動力工程

熱能動力工程顧名思義主要研究熱能與動力方面,其包括熱力發動機,熱能工程,流體機械及流體工程,熱能工程與動力機械,制冷與低溫技術,能源工程,工程熱物理,水利電動力工程,冷凍冷藏工程等九個方面,其中鍋爐的運行方面主要運用熱力發動機,熱能工程,動力機械,能源工程以及工程熱物理等部分專業技術熱能動力工程主要研究方面為熱能與動力之間的轉換問題,其研究方面橫跨機械工程工程熱物理等多種科學領域其發展方向多為電廠熱能工程以及自動化方向工程物理過程以及其自動控制方向流體機械及其自動控制方向空調制冷方向鍋爐熱能轉換方向等,熱能動力工程是現代動力工程的基礎。熱能動力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題,作為熱能源的主要利用工程,熱能動力工程對于我國的國民經濟的發展中具有很高的地位。

2 鍋爐的構成

鍋爐的組成由外殼部分以及燃氣鍋爐電器控制部分組成,其外殼部分主要分為底殼以及面殼兩個部分,鍋爐的底殼用于固定鍋爐的燃燒部分,也就是燃燒器,同時底殼上也安裝膨脹水箱、輪回水泵燃氣閥三通閥主熱交換器以及辦事熱交換器電控盒等部件,通過底殼的連接使其作為一個整體存在,并且底殼可以做到與固定墻體連接,二鍋爐的面殼則是起到防風防灰塵等各種保護作用燃氣鍋爐電器控制部分對于鍋爐來說是最主要的硬件部分,其作用主要是用來控制燃料的燃燒輪回水泵風機風雅開關燃氣閥以及輪回水流地暖溫度探測器等裝置的運行,當今社會逐漸流行于是用電腦自動控制的方式來運行,有利于精確的操控溫度。

3 保持燃燒溫度的均衡

熱能動力工程在鍋爐風機方面需要解決的問題風機主要作用為氣體的壓縮和氣體的輸送,其原理是吧旋轉的機械能轉換為氣體壓力能和動能,將氣體輸送到特定的地點的機械,風機經常用于鍋爐中,隨著對于能源的需求越來越大,鍋爐中的風機在工作中經常會燒壞電機的事故,對于工廠的經濟產生巨大損失,嚴重危害工作人員的人身安全,因此,正確運用熱能動力工程技術不斷改進風機,對于風機和鍋爐的安全性提出更高的要求勢在必行。

4 熱能動力工程中鍋爐及工業爐的發展

1872年第一臺鍋爐在英國被制造,隨著鍋爐的產生,蒸汽機時代出現,1796年瓦特發明了分離冷凝器,代表著鍋爐的完整運作體系的初步確立,工業爐和鍋爐原理類似,從某些方面來講,鍋爐也是工業爐的一種,工業爐是指在工廠的工業生產過程中通過燃料的燃燒進行熱量的轉換,對材料進行加熱的設備,工業爐產生于中國商代,主要的工作方式是通過加熱提煉銅器,春秋時期產生了鑄鐵技術,這證明著工業爐的溫度控制正在進步1794年熔煉鑄鐵的高爐出現,1864年馬丁建造了氣體燃料加熱的平爐,隨著現代化科技的進步,計算機逐漸代替了人工進行對鍋爐系統的控制,推鋼式爐和步進式爐成為吸納帶連續加熱爐的兩種基本類型,兩者只有運輸燃料的方式有所不同而已。

5 熱能動力工程爐內燃燒控制技術運用

鍋爐的燃燒控制是調整能量轉換幅度的核心技術,在當今社會,鍋爐由人力向鍋爐內填充燃料逐漸轉型為步進式的自動控制填充燃料所代替,更加先進的鍋爐甚至使用全自動燃燒控制,根據其運用熱能動力自動控制技術的不同,鍋爐的燃燒控制分為以下幾種:

5.1 以燒嘴燃燒控制器電動蝶閥熱電偶比例閥流量計氣體分析裝置以及PLC等部件組成的空燃比里連續控制系統

這種燃燒控制系統是由熱電偶檢測出數據傳送至PLC與其本身設定的數值進行比較,偏差值通過使用比例積分及微分運算輸出電信號同時分別對比例閥門以及電動蝶閥的開放程度進行調節,從而達到控制空氣與燃料比例調節鍋爐內溫度的目的,此種方式溫度控制并不十分精確,需要仔細確認額定數值。

5.2 由燒嘴燃燒控制器流量閥流量計熱電偶幾個部分組成的雙交叉先付控制系統

其工作原理主要是通過溫度傳感器熱電偶把需要進行精確測量的溫度變成電信號,這個電信號即是用來代表測量點的實際溫度,此測量點溫度期望給定值是由預先存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的,并根據兩者數據之間的偏差值的大小,由PLC自動調整燃料與空氣流量閥門的開合程度,通過電動的方式運行機構的定位以及空氣和燃料的控制比例,并接住孔板和差壓變送器測量空氣的流量,燃料的控制也通過一個專用的質量控制裝置來測量,是溫度精確的控制在必要的數值上,這種燃燒控制優點在于方式節省部件,并且溫度控制精確。

6 仿真鍋爐風機翼型葉片

鍋爐的內部的葉輪機械內部流暢需要帶有十分強烈的非定常特征,并且其內部構造十分復雜,不容易進行十分細致的測量實驗,并且到目前為止,仍然沒有可以解釋流動分離失速和喘振等流動現象的完善的流體力學原理,因此要了解機械內部流動的本質需要更加可靠詳細的流動實驗和數值模擬實驗,通過使用軟件二維數值模擬鍋爐風機翼型葉片,對空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動分離進行模擬,并根據模擬的數值創建而未模型,進行網格的劃分,設定邊界條件和區域,最后輸出網格,在使用求解器求解,這樣才可以對不同的氣流攻角的流動進行二維數值模擬,達到模擬的目的,同時可以根據模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析,最后得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。

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[關鍵詞]熱能與動力工程的概述?;現狀及問題;應用

中圖分類號:TK227 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)04-0038-01

1.熱能與動力工程的概述

眾所周知,熱能與動力工程是一門綜合類學科,包括對熱能技術的研究、以及各種能量與動力之間的轉化的研究。熱能與動力工程在鍋爐應用中的最主要功能是實現熱能與動力之間的轉化,通過分析能源的產生過程和使用過程,從而方便我們更好地對能源進行有效利用。熱能與動力工程涉及的范圍十分廣泛,應用起來十分廣泛,結合當前經濟發展,我們可以看出熱能與動力工程的應用在解決實際能源錄用方面具有十分重要的地位,它直接關系著我國電力企業的發展方向以及經濟效益的實現情況。并且熱能與動力工程充分利用了各個學科之間的相互關系,有效的支持了各種能量之間的轉化,為社會經濟的發展奠定了良好的基礎。

從熱能與動力工程的專業角度來看,研究熱能與動力工程的同時,還要注意對機械能力、物理能量的研究,把熱能與機械能量之間的轉化作為重中之重。并且隨著科學技術的不斷發展,熱能與動力工程也逐漸朝著自動化化和智能化發展。我國能順應這種發展的人才相對較少,要想實現熱能與動力工程在鍋爐中的良好應用,就必須進一步加強對專業人才的培養,進一步提高能源的利用效率,發揮熱能與動力工程在能源使用方面的重要作用,促進我國國民經濟的可持續健康發展。

2.熱能動力工程中鍋爐的發展及存在的問題

2.1 鍋爐在世界上出現的歷史很悠久,鍋爐的創造和使用對人類文明的進步和發展有著很大的作用。鍋爐是由鍋和爐組成的,上面的盛水部件為鍋,下面的加熱部分為爐,鍋和爐的一體化設計稱為鍋爐。鍋爐是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式,經過鍋爐轉換成蒸汽能。在一般工廠的工業生產過程中,使用的是工業爐來進行燃料的燃燒和能量的轉換。根據文獻材料可知,最早的工業爐出現在我國的商代時期,它的主要作用是提煉熔鑄青銅器,并且,我國在春秋時期就能夠鑄造鐵器,這個進步說明了我國控制工業爐的工藝有了很大的進步。在當代,工業爐更是有著廣泛的應用和較大的發展。

2.2 工業爐在工業生產中仍然存在著較大的問題,主要包含四個,首先污染物排放量大、面廣。其次單體容量小,平均容量在8噸/小時左右,10噸/小時以下燃煤小鍋爐的數量為42萬臺,占總數的2/3,再有排放貼近地面,對環境質量影響很大。最后鍋爐技術、主輔機不匹配,運行狀況差。此外,大多數小鍋爐缺乏除塵、脫硫和脫硝裝置,導致現在鍋爐的二氧化硫和粉塵排放普遍不達標。煤粉燃燒是先進的燃煤技術,具有燃燒速度快、燃盡率高、煙氣熱損失低等優點,實踐證明,煤粉燃盡率達98%以上,鍋爐運行熱效率達88%以上,與傳統燃煤鍋爐相比,可節能35%。同時,我國還有幾個比較綜合型的大問題,工業鍋爐技術基礎工作比較薄弱,管理水平、工藝水平落后,制造廠家多且生產能力低,難以形成規?;a等,所以,我國如果想解決工業爐的問題,還需要進行多方面的整治。

3 熱能與動力工程在鍋爐運行中的科技創新

3.1 鍋爐燃燒控制技術的創新

如何有效地調節能量轉換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業生產中,我國的鍋爐填充燃料絕大多數是采取人工添加的方式,從而保障鍋爐相關工作的正常穩定運轉。不過,隨著科學技術的發展,絕大部分企業已從人工填料方式向步進式的自動化轉變,而連續控制系統是主要的鍋爐燃燒方式,其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構成,通過熱電偶的有效檢測來設定合理數值,再利用計算機準確計算出所測數值偏差,從而保證輸出結果的準確性,與此同時,還能夠有效且合理的對鍋爐燃燒進行控制。

3.2 鍋爐風機的仿真類翼型葉片

由于鍋爐內部的風機結構復雜、運行精密,因此給實際測量帶來一定的困難。目前我國尚未有科學且完整的體系來完善鍋爐的葉輪制造及運行發展。如果想要獲取準確有效的數值,就應通過實驗模擬的方法對機械內部的氣體流動進行有效評估,模擬空氣以不同方式出入風機時的相關流動分離。最后,再利用計算機對這些數值進行模擬設定,采用模擬實驗方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖,將多組數據進行比較后,確定出鍋爐風機翼型邊界層分離及攻角之間的關系,從而進行深一步的研究。

4.鍋爐領域中熱能與動力工程應用的綜合評估

熱能與動力工程使煤炭資源得到充分利用,降低了鍋爐使用過程中燃燒煤炭所排放的有害氣體的數量,有利于節約資源與保護環境。另外,熱能與動力工程研究的是技術問題,因此提高了鍋爐領域的技術。熱能與動力工程在鍋爐領域的應用給鍋爐領域帶來非常明顯的變化,隨著社會的發展,熱能與動力工程在鍋爐領域當中還將發揮更大的作用,而面θ嗣嵌勻饒芐棖罅坎歡顯黽擁那魘疲如何提高熱能動力的使用效率,鍋爐領域還要進一步探索這個問題。

5.結束語

熱能與動力工程在鍋爐領域當中的應用促進了鍋爐領域的進步,提高了資源的使用效率,對于緩解當前的能源危機意義重大,有利于減輕環境污染。在建設資源節約型與環境友好型社會的背景下,熱能與動力工程的應用成效不僅表現在鍋爐領域,在其他領域當中也有體現。鍋爐領域在看到熱能與動力工程為本領域帶來的可喜變化的時候,也要留意熱能與動力工程帶來的負面影響,鍋爐領域不能只依靠熱能與動力工程來促進本領域發展,要積極開拓創新,不斷借鑒國內外成功經驗,引進先進技術,消除阻礙自身發展的因素,保證鍋爐高效運轉,只有這樣,才是獲得可持續發展的出路。

參考文獻

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【關鍵詞】熱能與動力;應用;創新

0 引言

熱能與動力工程是一項新興的科技項目,其在應用中主要的作用就是高效節能,降低能源消耗。熱能與動力工程科技在不斷發展過程中實現了對資源的合理使用,減少了不必要的損失,同時,也避免出現了人力資源的浪費。熱能與動力工程不僅僅能夠提供能源的使用效率,在經濟效益方面效果也非常好,對社會經濟的發展也具有很大的促進作用。

1 熱能與動力工程簡介

在我國熱能與動力工程其是多門科學技術的綜合,其中包括現代能源科學技術,信息科學技術和管理技術等,在這之中涉及的有熱能動力設備及系統的設計、運行、自動控制、信息處理、計算機應用、環境保護、能源高效清潔利用以及新能源開發等等工作,隨著改革開放的全面深化,水利水電工程與熱能動力專業相結合,確切地說,水利水電工程專業并入后者之中,由止盼成了熱力發動機、熱能與動力機械、制冷與低溫技術和水利水電動力等不同的專業。從專業角度來看,熱能與動力工程內容龐大,涉及電子、電力和計算機等多等躊斗,自動化水平高。因此,該專業的課程設置,應與社會發展相適應,可滿足生產的需要。

熱能與動力發展現狀目前,中國已成為世界最大煤炭生產國、消費國,眾所周知,中國的能源結構以煤炭為主。現階段,由于工業發展的影響,中國環境問題非常嚴重,隨著人們環保意識的提升,熱能與動力專業面臨較大的經濟、社會發展壓力,因為煤炭污染的開發和利用是環境問題的主要原因。隨著經濟發展的轉型升級,對能源資源,特別是電能的需求上升在新形勢下,如不提高煤炭能源利用率,環境問題將會變得更為嚴重可能成為紹齊社會發展的巨大障礙。同時,中國作為世界第二大石油進口國,對國外石油依賴勝逐年上升,所有這些均使得中國能源安全面臨巨大考驗。長期以來,中國實寧科助夕型經濟發展,技術水平低,能源利用率與發達國家相比,低30~40個百分點,差距比較大,導致在經濟發展過程中,環境虧染問題無法有效避免。因此,在能源利用中,推產先進節吠剎支術、可再生能源與新能源,提高資源利用率,任務繁重。中國政府雖大力倡導發展新能源技術,投入了大量的支持資金,但由于新能源技術研發的見效慢,因此短時斯內還無法改變現行的能源結構,生態環境面臨的壓力依然比較大。通過分析可知,中國熱能與動力工業發展形勢嚴峻,在發展中面臨巨大挑戰。同時也意味著,在未來發展中中國需要大量熱能與動力工程專業人才,人才的發揮空間大。

2 熱能動力的應用

2.1 熱電廠中的應用

當下,對于循環流化床鍋爐的控制問題眾多國內外的學者和專家一般通過兩方面進行研究:一方面是通過運用智能控制的理念,采用預測控制、模糊控制、專家系統、自適應控制等方法對循環流化床的控制進行研究;第二方面是改進現階段被普遍采用的PID控制器,進一步加大PID控制器的魯棒性和解耦性能。

2.1.1 改進PID控制

當下的工業領域中,約有90%左右的控制是采用PID控制器來實現的,因其結構相對簡單并且魯棒性也較好?,F階段DCS系統被一些自動化公司運用在循環流化床鍋爐中,但也是通過PID控制器對其進行控制。但PID控制器的解耦性能和魯棒性基本上不能滿足循環流化床鍋爐的控制需要,因此導致這些控制系統的控制性能普遍降低。

2.1.2 預測控制

控制輸入結構成為預測函數控制的關鍵因素,對于建造的模型進行實時預測,因此跟蹤能力和魯棒性將會得到提高,此種方式適于控制循環流化床鍋爐。采用多模型自適應方法,提出了一種多模型預估控制方案,對循環流化床鍋爐的主汽溫控制對象進行了研究,仿真效果良好,進而將其應用于床溫控制。

2.1.3 模糊控制

模糊控制作為一種智能的人工控制手段,其基本理論是以模糊集合理論為基礎,從而進一步的模擬人的表達方式、推理方法使得智能控制,模糊控制的算法比較的簡單,且其性能相對優良,具有較強的魯棒性,對于難以運用數學模型進行精確描述、延遲時間比較長的系統具有明顯的特點,將會為循環流化床鍋爐的控制問題提供了很好的解決方案。

2.2 鍋爐中的應用

鍋爐主要由兩個部分組成,一個部分是外殼,另外一部分是電器控制系統。在鍋爐中,底殼的主要功能就是固定鍋爐,然后進行燃燒,在底殼上還要安裝一些控制鍋爐的控制部件,這樣能夠保證鍋爐具有非常良好的保護功能。在鍋爐中,底殼是非常重要的組成部分,也是保護鍋爐正常運行的關鍵部分。近年來,隨著科學技術的不斷發展,熱能控制過程中應用了很多的先進技術,全自動控制轉換系統已經慢慢實現,利用計算機能夠對鍋爐進行智能控制,同時,能夠提高鍋爐的運行精密度,使其在進行燃燒時能夠更加的均衡。

燃燒控制技術,鍋爐燃燒中產生的能量如果能合理使用,可以幫助電氣企業緩解能源緊張的局面。目前鍋爐種類很多,使用的燃料也在發生變化,隨著技術的進步,可以研究出更加有效的燃料。要實現對燃燒的控制,可以從鍋爐的溫度和燃燒數值方面進幸予周節二要控制鍋爐的溫度需要把空氣和燃燒結合起來一起調整,這種調整需要控制的因素太多,需要分析各方面的清況。對于空氣和燃料的調節需要進行多次試驗,才可以保證這種方法有效。還可以根據燃燒清況控制空氣和燃料,這種方法的技術要求很高,需要分析的數據也非常多二通過分析收集的數據得出最終的結論,可以保證它的有效性。

3 熱能與動力工程的未來發展

從實際清況看,熱能與動力工程專業就業前景被看好,工業的發展使其就要前景樂觀,從近年就業市場上能夠看出,該專業學生處于供不應求的局面,占據主動。目前,中國就業形勢嚴峻,高校畢業生就業壓力不被看好,一些理科學生選擇熱能與動力工程專業,這就足以說明該專業就業前景好。由于熱能與動力工程的專業幽雖,從近年的就業市場來看,市場上大量缺乏技術型人才,技術人才待遇較好,在工資、福利等方面均比其他專業高,由于該專業在能源、環保和航空航天等領域應用普遍,因止比擾業不成問題,收入也十分罕見。

4 結語

在研究熱能和動力工程時,可以針對他們創新方面存在的問題進行改造,把影響因素控制在一定范圍內,不會影響熱能和動能的使用還可以對應用熱能和動能的設備進行創新??梢愿鶕O備的應用途徑和功能進行改造,提高設備利用能源的效率,進而研發出新型能源,緩解當今能源緊張的情況。

【參考文獻】

[1]吳江,鄭莆燕,任建興,何平.關于熱能與動力工程專業卓越工程師培養的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,24:3-4.

[2]閆天明.熱能與動力工程在鍋爐領域的應用分析[J].機電信息,2014,33:41-43.

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關鍵詞:熱能與動力、鍋爐、應用

前言:熱能動力工程因其環保、熱能高而得到了很多的重視,熱能動力工程在鍋爐方面的應用尤為廣泛。

一、熱能與動力工程的概述

眾所周知,熱能與動力工程是一門綜合類學科,包括對熱能技術的研究、以及各種能量與動力之間的轉化的研究。熱能與動力工程在鍋爐應用中的最主要功能是實現熱能與動力之間的轉化,通過分析能源的產生過程和使用過程,從而方便我們更好地對能源進行有效利用。熱能與動力工程涉及的范圍十分廣泛,應用起來十分廣泛,結合當前經濟發展,我們可以看出熱能與動力工程的應用在解決實際能源錄用方面具有十分重要的地位,它直接關系著我國電力企業的發展方向以及經濟效益的實現情況。并且熱能與動力工程充分利用了各個學科之間的相互關系,有效的支持了各種能量之間的轉化,為社會經濟的發展奠定了良好的基礎。

從熱能與動力工程的專業角度來看,研究熱能與動力工程的同時,還要注意對機械能力、物理能量的研究,把熱能與機械能量之間的轉化作為重中之重。并且隨著科學技術的不斷發展,熱能與動力工程也逐漸朝著自動化化和智能化發展。我國能順應這種發展的人才相對較少,要想實現熱能與動力工程在鍋爐中的良好應用,就必須進一步加強對專業人才的培養,進一步提高能源的利用效率,發揮熱能與動力工程在能源使用方面的重要作用,促進我國國民經濟的可持續健康發展。

二、基于鍋爐結構的分析

鍋爐作為能夠實現各種能量之間轉化的設備,不僅能夠將燃料中的熱能轉化為化學能、光能、電能等,還是工業生產中的重要設備,直接決定著工業技術的發展。根據鍋爐的外形、用途等,可以將鍋爐分為若干種類。按照鍋爐的使用屬性來看,都是一樣的,都是為了實現能源之間的轉化。另外,可以將使用的鍋爐分為工業鍋爐和電站鍋爐兩種,工業鍋爐應用范圍較廣,在眾多行業中都得以應用。電站鍋爐則應用范圍較窄,主要應用于發電廠。

鍋爐主要是有鍋爐外殼和電氣控制兩部分組成。鍋爐外殼又分為底殼部分和面殼部分,鍋爐每個部分有不同的作用,鍋爐底殼負責對燃料進行燃燒,完成燃燒任務,并且底殼有熱能交換器和電控盒兩個部件,通過對底殼的連接形成一個完整的鍋爐設備,從而保證鍋爐底殼能夠實現與其他部分進行連接。鍋爐的面殼主要作用是為了防止灰塵等進入鍋爐內,進而更好地保護鍋爐,延長鍋爐的使用年限。對于鍋爐內電氣控制部位來說,它是鍋爐組成部位的重要部分,控制著鍋爐的燃燒情況,對鍋爐其他工作的順利進行有著十分重要的作用。如今,大多數鍋爐的控制都實現了自動化,這樣就十分有效的控制了鍋爐燃燒效率以及熱能利用率和轉化率,節約了資源的同時,保護了環境。

三、影響鍋爐熱能效率的因素分析

3.1鍋爐熱能效率分析

火電廠的蒸汽動力循環是將水由水泵送入鍋爐被加熱汽化,直至成為過熱蒸汽后,進入汽輪機膨脹做功,做功后的低壓蒸汽進入冷凝器被冷卻凝結成水,然后回到水泵中,完成一個循環。從整個動力裝置的角度來說,評價整個動力裝置的指標是動力裝置效率,即裝置輸出的凈功與燃料放出的熱量的比值。顯然,煤價越高,電廠的生產成本越高;發電機組效率越高,生產成本越低。生產成本和煤價成正比,和發電機組效率成反比。提高發電機組效率,減小單位發電耗煤量的很大一部分節能潛力是提高鍋爐熱效率。鍋爐是吸收燃料經燃燒發出的熱量而生產蒸汽的設備,它的熱平衡主要是燃料的熱量收支平衡。

3.2鍋爐熱能效率影響因素

首先,影響鍋爐有效吸收熱量最主要的因素是排煙熱損失,約占燃料有效放熱量的5-7%,主要因素還有以飛灰和灰渣中未燃碳為主計算得到的固體未完全燃燒損失。相對于排煙熱損失和固體未完全燃燒損失,其余熱損失量均為小量。其次,固體未完全燃燒損失是影響鍋爐運行熱效率的第二大熱損失,飛灰中的未燃碳和灰渣中的未燃碳是固體的主要組成部分。飛灰含碳量的增大顯示了燃料燃燒的不完全,不僅會導致固體未完全燃燒損失的增大,鍋爐運行熱效率的降低,還會導致鍋爐尾部煙氣的靜電除塵效率降低,排入大氣的污染物增多。

四、熱能與動力工程在鍋爐中的具體應用

4.1鍋爐風機監控中的應用

要想實現鍋爐的良好運轉,必不可少的裝置便是風機的安裝,風機將外界含有氧氣的氣體傳送到鍋爐內,實現燃料的有效燃燒。然而現階段對能源的需求逐漸增加,風機運行的壓力越來越大。因為風機的運行過程中會產生很大的熱量,鍋爐整體與風機的距離較近,風機得不到降溫,就會產生工作負荷,導致風機被燒壞,這種情況不僅沒有實現增加能源供應的目的,還嚴重影響了鍋爐的正常運轉。然而鍋爐風機裝備結構較復雜,采用常規的測量方式很難測到風機的溫度,它需要采用高科技對溫度進行智能監控。目前我們還沒有找到解決這種問題的技術對策?,F階段,采取的是應用熱能與動力工程研發出相應的軟件,從而對風機的溫度進行有效計算。

4.2吹灰技術調整中的應用

首先,改善汽溫。在確保受熱面無嚴重結渣、運行安全的情況下,可適當減少一級過熱器、三級過熱器和二級過熱器的吹灰頻率,降低其換熱系數,效果相當于減少過熱器受熱面,從而提高了再熱器受熱面的入口煙溫,增加了換熱溫差,改善其汽溫狀況。同時,可以增加再熱器的吹灰頻率,使其受熱面保持較為干凈的狀態,從而換熱系數得以提升,其效果相當于增加了再熱器受熱面。其次,改善偏差。從有些電廠的運行情況看,再熱器出口汽溫偏差較大,導致在再熱器出口蒸汽總體欠溫的情況下還需要進行噴水解決部分受熱面的超溫問題。因此如果改善煙氣側偏差,其欠溫情況將有所緩解,燃燒調整是一種方式,另外還可以通過修改吹灰策略進行優化。

具體操作是,不對二級再熱器靠左右爐墻附近的受熱面吹灰以減少其吸熱,而對二級再熱器處于爐膛中間的受熱面進行吹灰,增加其吸熱能力,使其受熱面吸熱偏差適應煙氣偏差,緩解由于煙氣殘余動量造成的溫度中間低,四周高的情況。另外對一級再熱器增加左右墻附近的受熱面的吹灰,減少爐膛中間的受熱面吹灰。在確保受熱面安全性的前提下加大一級再熱器靠爐墻四周的受熱面與爐膛中間的受熱面的煙氣側偏差。由于其高溫部分(外側)交叉進入二級再熱器的低煙溫區域(內側),從而可改善二級再熱器出口汽溫偏差。

4.3鍋爐燃燒控制中的應用

鍋爐的燃燒控制的主要功能是對各種能量之間的轉化幅度進行調節。隨著社會的發展,鍋爐燃燒逐漸由人為的填加燃料到自動化向鍋爐填加燃料。根據熱能與動力工程在鍋爐燃燒中的控制技術不同,可以將燃燒控制分為連續控制和雙交叉限幅控制。連續控制是通過對比例閥和電動閥的調節,達到對有氧空氣和燃料的比例控制,從而調節鍋爐內的溫度。這種方式也存在一定的缺陷,控制的溫度并不是十分精確。雙交叉限幅控制是通過溫度傳感器和熱電偶將精確計量的溫度變為信號,這個信號的溫度就是鍋爐的實際溫度,測量點的溫度是通過自動化裝備自動給出的。這樣,鍋爐的實際溫度和測量溫度存在一定程度的誤差。

結語:

目前熱能與動力工程在眾多領域得以廣泛應用,想要提高熱能與動力工程在鍋爐領域的應用,需要提高鍋爐燃燒能源的利用率和燃燒水平。

參考文獻:

[1]滿正鑫.鍋爐領域中熱能與動力工程的有效運用策略探究[J].黑龍江科技信息.2015(29):104.

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關鍵詞:熱能與動力工程 鍋爐 應用與創新

中圖分類號:TK22 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)10(c)-0079-02

目前,我國鍋爐種類比較多,且在鍋爐的生產制造和能源分配上也存在著相當多的問題[1]。因此我們目前的任務是深入探討并研究熱能與動力工程,制定鍋爐設計的合理方案,從而使鍋爐的利用率得到更好提高,進一步促進鍋爐業的發展,這樣才能實現未來熱能與動力工程技術在鍋爐專業中的創新[2]。下面該文從熱能與動力工程在鍋爐中的應用角度展開論述,同時深入分析并探討了其在科技創新方面的有關問題及今后的發展趨勢。

1 簡介熱能與動力工程在鍋爐中的應用

1.1 熱能與動力工程在工程中的概述

簡單來說,熱能與動力工程我們從字面上就可以看出主要研究的是熱能與動力兩者之間的能量關系,即熱能有時轉化為動能,動能有時再轉化為熱能,但在一些情況下,也可通過蒸汽等技術將熱能轉化為電能,進而促進電力行業發展。作為一門綜合性學科,熱能與動力工程涵蓋了熱力發動機、流體工程及流體機械等內容,另外,與熱能工程相關的因素也相對較多,主要包括熱能工程、熱力發動機、流體工程及流體機械、動力機械與熱能工程、能源工程、制冷與低溫技術、冷凍冷藏工程、水利電力工程及工程物理等方面,而能夠綜合體現熱能與動力工程相關研究內容的是鍋爐業,在鍋爐制造設計的方案中,很多方面均與熱能和動力工程的研究內容相關,而且還具有一定程度的系統綜合性[3]。雖然熱能與動力工程是鍋爐中的重點研究對象,但對其他多種相關領域的研究也不能忽視,如工程物理、能源工程、機械工程等,而在所有的研究內容中,熱能與機械能之間的能源轉化占有相當大的比重。縱觀我國熱能與動力學的發展過程及其未來發展方向,可以得出其具有多面性的特點,而主要發展方向是電廠熱能工程。

近年來,隨著科技水平的不斷發展提高,極大的帶動了熱能與動力工程的發展進步,使其逐漸趨于自動化,然而我國在物理工程方面的人才相對比較匱乏,無法滿足現在的市場需求,因此未來還需特別重視對該類人才的培養,除此之外,還需要進一步提高鍋爐熱能轉換及空調制冷等方面的能源利用率,從而保證熱能動力工程的順利發展,只有解決了能源使用問題,才能夠使熱能與動力工程在生產中的重要作用得到充分發揮,進而保障我國經濟的順利發展,因此,對熱能與動力工程進行深入研究具有相當重要的意義。

1.2 鍋爐構造及動力的應用原理分析

鍋爐的燃氣控制、鍋爐的外殼及鍋爐的生產配套部分共同構成了鍋爐,而燃氣鍋爐外殼還包括底殼和面殼兩方面,每個部分都發揮著不同的作用,其中底殼主要負責鍋爐燃燒,也是鍋爐燃燒的關鍵環節,因底殼上有電控盒和熱交換器等部件,鍋爐通過底殼與其他部分更好的進行連接,從而形成一個完整的結構。而面殼的作用主要是防止灰塵等雜物進入鍋爐,更好的保護鍋爐,進而使其使用壽命得到延長[4]。除此之外,鍋爐的核心部件電氣控制也在鍋爐的運行中發揮著關鍵作用,其主要任務是保障鍋爐各項工作和鍋爐燃燒的正常運轉。近年來,隨著科技水平的不斷進步,使鍋爐行業得到較快發展,目前鍋爐業均已實現自動化控制,這樣就能很好的控制鍋爐的熱平衡及鍋爐的燃燒,從而使鍋爐的燃燒效率得到提高,保證熱能的利用率,從而有效地減少能源浪費。

1.3 熱能與動力工程在鍋爐中的應用

能量轉換調節在鍋爐燃燒控制中是相當必要的,隨著時代的不斷發展,鍋爐的類型也發生了相當大的變化,并且實現了智能填料,不僅節省了勞動力,還使鍋爐燃燒得到更好的控制。鍋爐在人類工業發展進程中發揮了重要作用,從某種角度講,工業爐的前身就是鍋爐,是工業革命進程中不可或缺的重要力量。鍋爐主要是通過燃燒能源產生大量熱能,從而實現能源的有效轉化,不僅為進一步發展工業文明提供保障,也為提高人類生產力作好基礎鋪墊。

2 熱能與動力工程在鍋爐生產中存在的問題分析

在鍋爐生產中,鍋爐的風機是不可或缺的關鍵組成部分,其主要承擔著將電能向動能轉變的作用,在實際生產過程中,保證將氣體順利地輸送到鍋爐內部。因此,我們不僅要調機的運行狀態,還要將熱能與動力工程技術正確合理的應用到鍋爐的制造改進中,不過,需要特別注意的是鍋爐內部葉輪機械的結構相當復雜,外界一些不確定因素很容易影響測量的相關溫度變化值,造成了測量中的不可靠性。針對這種情況,目前我國還未研究出有效的解決對策,但是從多種方向將熱能與動力工程已開發的相關軟件有效測定風機葉片燃燒的速度,并且還可對所測數值進行相關模擬,從而獲得較為準確的軟件模擬結果,為風機葉片的使用壽命作出準確評估,從而使鍋爐燃燒得到更好的控制,降低其生產運行中的使用風險。

3 熱能與動力工程在鍋爐運行中的科技創新

3.1 鍋爐燃燒控制技術的創新

如何有效地調節能量轉換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業生產中,我國的鍋爐填充燃料絕大多數是采取人工添加的方式,從而保障鍋爐相關工作的正常穩定運轉。不過,隨著科學技術的發展,絕大部分企業已從人工填料方式向步進式的自動化轉變,而連續控制系統是主要的鍋爐燃燒方式,其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構成,通過熱電偶的有效檢測來設定合理數值,再利用計算機準確計算出所測數值偏差,從而保證輸出結果的準確性,與此同時,還能夠有效且合理的對鍋爐燃燒進行控制。

3.2 鍋爐風機的仿真類翼型葉片

由于鍋爐內部的風機結構復雜、運行精密,因此給實際測量帶來一定的困難。目前我國尚未有科學且完整的體系來完善鍋爐的葉輪制造及運行發展。如果想要獲取準確有效的數值,就應通過實驗模擬的方法對機械內部的氣體流動進行有效評估,模擬空氣以不同方式出入風機時的相關流動分離。最后,再利用計算機對這些數值進行模擬設定,采用模擬實驗方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖,將多組數據進行比較后,確定出鍋爐風機翼型邊界層分離及攻角之間的關系,從而進行深一步的研究。

綜上所述,隨著經濟的發展,熱能與動力工程在實際生產生活及鍋爐發展中均越來越發揮著重要作用,是保證我國經濟發展的基礎,也是工業水平提高的一個重要標志。因此,不管現在還是未來,對熱能與動力學的研究都是不可缺少的,從而使其在鍋爐的正常穩定運轉及能源生產中更好的發揮作用,為我國經濟的可持續發展及能源利用率提供堅實的保障。

參考文獻

[1] 武偉佳.淺析熱能與動力工程的應用[J].科技創新與應用,2014(25):148.

[2] 田青.熱能與動力工程在鍋爐領域的應用探究[J].科技創新與應用,2014(19):21.