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摘要：热能动力工程最为重要的两个专业是汽轮机以及锅炉专业，这两个专业成立时间长，技术体现热能动力工程核心，本文简单介绍了热能动力工程和锅炉的构成，阐述了热能动力工程中锅炉的发展及存在的问题，以及一些新的技术。
关键词：热能动力工程；锅炉；发展
中图分类号： TK223文献标识码： A
引言
热能动力工程理论基础为跨热能与动力工程以及机械工程学，是工程应用性专业，其基本原理为将热能转化成机械能而获得生产所需的原动力。锅炉是一种能量转换工具，分为锅和炉两部分，锅炉是锅和炉的一体化设计简称，按照功能可分为开水锅炉、热水锅炉、蒸汽锅炉、导热油锅炉以及热风锅炉。按照燃料可以分为电加热锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、沼气锅炉以及太阳能锅炉几种。简单来讲，锅炉的制造与控制中热能动力工程技术是不可缺少的一部分，尤其在当今以节约能源，增大能源利用率的年代，如何合理运用热能动力工程技术对于锅炉进行改造和创新成为重中之重。本文旨在通过分析锅炉中热能动力工程的运用并论述探究热能动力工程在锅炉方面的发展前景。
一、热能动力工程简介
热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面，其包括热力发动机，热能工程，流体机械及流体工程，热能工程与动力机械，制冷与低温技术，能源工程，工程热物理，水利电动力工程，冷冻冷藏工程等九个方面，其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机，热能工程，动力机械，能源工程以及工程热物理等部分专业技术。
热能动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题，其研究方面横跨机械工程、工程热物理等多种科学领域。其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向、工程物理过程以及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向、锅炉热能转换方向等，热能动力工程是现代动力工程的基础。热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题，作为热能源的主要利用工程，热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。
二、锅炉的构成
锅炉的组成由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成,锅炉的受热面还用于固定锅炉的燃烧部分，也就是燃烧器，煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备。燃烧器分为两种：
1、旋流式燃烧器:携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4～48只燃烧器。
2、直流式燃烧器：喷口成狭窄形,其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其中能完全燃烧。
受热面分蒸发受热面和过热受热面。现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛，由此水冷壁（即受热面）吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。为不增加炉膛容积而增加辐射受热面，大型锅炉可采用双面曝光的水冷壁。过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热面。前者吸收炉内辐射热；后者吸收对流热。
空气预热器装于锅炉烟道尾部，用以回收烟气余热，提高助燃空气的温度。高参数、大容量的锅炉为提高热风温度(>300℃),常需使空气预热器与省煤器分级交叉布置。
三、热能动力工程中锅炉的发展及存在的问题
早在很久以前锅炉就已经被人们创造和使用了，1872 年第一台锅炉在英国被制造，随着锅炉的产生，蒸汽机时代出现了，1796 年瓦特发明了分离冷凝器， 这无疑代表着锅炉的完整运作体系的初步确立，工业炉和锅炉原理非常类似，从某些方面来讲，锅炉也是工业炉的一种，工业炉是指在工厂的工业生产过程中通过燃料的燃烧进行热量的转换，对材料进行加热的设备，工业炉产生于中国商代，主要的工作方式是通过加热提炼铜器，春秋时期产生了铸铁技术，这证明着工业炉的温度控制正在进步。1794 年熔炼铸铁的高炉出现，1864 年马丁建造了气体燃料加热的平炉。
1、热能专业中工业炉的发展
工业炉在工业生产中占据着非常重要的地位，最早的时候工业炉是利用燃烧燃料来提供热量，但是人们发现这样不仅浪费能源，还对环境造成很大的影响，随着科学技术的不断进步，人们已经可以利用工业炉把电能转化为热能了。 锅炉也属于工业炉的一种，这种物料的热工设备早在我国的商代就已经能够制造了， 而且还有完善的炼铜炉，随着人们对炉温控制技术的提高，熔铜炉又应运而生，逐渐的就出现了铸铁技术。伴随着科技的发展、锅炉管理水平的提高，以及热能动力学研究的深入，我国现在已经能够应用计算机来控制锅炉的连续加热，大大提高了能量的利用度，现代化的锅炉主要有步进式炉和推钢式炉，它们的区别主要是炉内输料方式的不同。
2、热能动力工程在锅炉风机方面存在的问题
锅炉的风机用于气体的输送和压缩， 也就是把机械能转化为动能，在锅炉工作的过程中，风机能够把气体运送到指定的机械内，其作用是非常重要的，然而，随着人们对于能源的需求不断增多，一些生产企业为了获得更多的利润就不断地增大锅炉的工作量，这就容易导致锅炉内的风机由于长时间运转而烧坏，从而影响锅炉的正常工作。 所以，我们一定要改进风机的工作状态，正确的将热能动力工程技术应用到锅炉的改进中，然而，锅炉内部叶轮机械的结构是很复杂的，在测量温度的过程中会受到很多不确定因素的影响，虽然我国还没有研究出理想的解决办法，但是，应用热能动力工程所研发的软件可以从不同的方向来测定流入风机叶片的燃料速度，并通过创建数值模拟的二维模型来进行网格的划分，最后利用求解器求出所需结果和网格的输出，从而得到模拟的结果，也就是锅炉风机的翼型边界层分离和攻角的关系。
四、热能动力工程炉内燃烧控制技术运用
（1）以烧嘴、燃烧控制器、电动蝶阀、热电偶、比例阀、流量计、气体分析装置以及 PLC等部件组成的空燃比里连续控制系统。这种燃烧控制系统是由热电偶检测出数据传送至 PLC与其本身设定的数值进行比较，偏差值通过使用比例积分及微分运算输出电信号同时分别对比例阀门以及电动蝶阀的开放程度进行调节，从而达到控制空气与燃料比例调节锅炉内温度的目的，此种方式温度控制并不十分精确，需要仔细确认额定数值。
（2）由烧嘴、燃烧控制器、流量阀、流量计、热电偶几个部分组成的双交叉先付控制系统，其工作原理主要是通过温度传感器热电偶把需要进行精确测量的温度变成电信号，这个电信号即是用来代表测量点的实际温度，此测量点温度期望给定值是由预先存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的，并根据两者数据之间的偏差值的大小，由 PLC自动调整燃料与空气流量阀门的开合程度，通过电动的方式运行机构的定位以及空气和燃料的控制比例，并接住孔板和差压变送器测量空气的流量，燃料的控制也通过一个专用的质量控制装置来测量，是温度精确的控制在必要的数值上。这种燃烧控制优点在于方式节省部件，并且温度控制精确。
五、仿真锅炉风机翼型叶片
锅炉的内部的叶轮机械内部流畅需要带有十分强烈的非定常特征，并且其内部构造十分复杂，不容易进行十分细致的测量实验，并且到目前为止，仍然没有可以解释流动分离、失速和喘振等流动现象的完善的流体力学原理，因此要了解机械内部流动的本质需要更加可靠详细的流动实验和数值模拟实验，通过使用软件二维数值模拟锅炉风机翼型叶片，对空气以不同方向吹入翼型叶片造成流动分离进行模拟，并根据模拟的数值创建而未模型，进行网格的划分，设定边界条件和区域，最后输出网格，在使用求解器求解，这样才可以對不同的气流攻角的流动进行二维数值模拟，，达到模拟的目的，同时可以根据模拟不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量图进行比较和分析，最后得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。
结束语
总而言之，热能动力工程无论在锅炉的发展方面还是实际的生产生活中都起着非常关键的作用，我们应该合理的应用热能动力技术来促进锅炉的运转和燃料的利用率，继续挖掘热能动力工程在锅炉运作和能源生产中的应用，促进我国能源的利用率和经济的不断发展。
参考文献：
［1］袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全,2005,14（6）:38-39.
［2］蔡兆林,吴克启,颖达.离心风机损失的计算[J].工程热物理学报,1993,14（1）:53-56.
关键词：热能动力工程；锅炉；发展
中图分类号： TK223文献标识码： A
引言
热能动力工程理论基础为跨热能与动力工程以及机械工程学，是工程应用性专业，其基本原理为将热能转化成机械能而获得生产所需的原动力。锅炉是一种能量转换工具，分为锅和炉两部分，锅炉是锅和炉的一体化设计简称，按照功能可分为开水锅炉、热水锅炉、蒸汽锅炉、导热油锅炉以及热风锅炉。按照燃料可以分为电加热锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、沼气锅炉以及太阳能锅炉几种。简单来讲，锅炉的制造与控制中热能动力工程技术是不可缺少的一部分，尤其在当今以节约能源，增大能源利用率的年代，如何合理运用热能动力工程技术对于锅炉进行改造和创新成为重中之重。本文旨在通过分析锅炉中热能动力工程的运用并论述探究热能动力工程在锅炉方面的发展前景。
一、热能动力工程简介
热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面，其包括热力发动机，热能工程，流体机械及流体工程，热能工程与动力机械，制冷与低温技术，能源工程，工程热物理，水利电动力工程，冷冻冷藏工程等九个方面，其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机，热能工程，动力机械，能源工程以及工程热物理等部分专业技术。
热能动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题，其研究方面横跨机械工程、工程热物理等多种科学领域。其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向、工程物理过程以及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向、锅炉热能转换方向等，热能动力工程是现代动力工程的基础。热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题，作为热能源的主要利用工程，热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。
二、锅炉的构成
锅炉的组成由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成,锅炉的受热面还用于固定锅炉的燃烧部分，也就是燃烧器，煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备。燃烧器分为两种：
1、旋流式燃烧器:携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。煤粉与空气能充分混合并形成回流区。每台锅炉可配置4～48只燃烧器。
2、直流式燃烧器：喷口成狭窄形,其一、二次风在燃烧器中都不旋转。煤粉在其中能完全燃烧。
受热面分蒸发受热面和过热受热面。现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛，由此水冷壁（即受热面）吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。为不增加炉膛容积而增加辐射受热面，大型锅炉可采用双面曝光的水冷壁。过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热面。前者吸收炉内辐射热；后者吸收对流热。
空气预热器装于锅炉烟道尾部，用以回收烟气余热，提高助燃空气的温度。高参数、大容量的锅炉为提高热风温度(>300℃),常需使空气预热器与省煤器分级交叉布置。
三、热能动力工程中锅炉的发展及存在的问题
早在很久以前锅炉就已经被人们创造和使用了，1872 年第一台锅炉在英国被制造，随着锅炉的产生，蒸汽机时代出现了，1796 年瓦特发明了分离冷凝器， 这无疑代表着锅炉的完整运作体系的初步确立，工业炉和锅炉原理非常类似，从某些方面来讲，锅炉也是工业炉的一种，工业炉是指在工厂的工业生产过程中通过燃料的燃烧进行热量的转换，对材料进行加热的设备，工业炉产生于中国商代，主要的工作方式是通过加热提炼铜器，春秋时期产生了铸铁技术，这证明着工业炉的温度控制正在进步。1794 年熔炼铸铁的高炉出现，1864 年马丁建造了气体燃料加热的平炉。
1、热能专业中工业炉的发展
工业炉在工业生产中占据着非常重要的地位，最早的时候工业炉是利用燃烧燃料来提供热量，但是人们发现这样不仅浪费能源，还对环境造成很大的影响，随着科学技术的不断进步，人们已经可以利用工业炉把电能转化为热能了。 锅炉也属于工业炉的一种，这种物料的热工设备早在我国的商代就已经能够制造了， 而且还有完善的炼铜炉，随着人们对炉温控制技术的提高，熔铜炉又应运而生，逐渐的就出现了铸铁技术。伴随着科技的发展、锅炉管理水平的提高，以及热能动力学研究的深入，我国现在已经能够应用计算机来控制锅炉的连续加热，大大提高了能量的利用度，现代化的锅炉主要有步进式炉和推钢式炉，它们的区别主要是炉内输料方式的不同。
2、热能动力工程在锅炉风机方面存在的问题
锅炉的风机用于气体的输送和压缩， 也就是把机械能转化为动能，在锅炉工作的过程中，风机能够把气体运送到指定的机械内，其作用是非常重要的，然而，随着人们对于能源的需求不断增多，一些生产企业为了获得更多的利润就不断地增大锅炉的工作量，这就容易导致锅炉内的风机由于长时间运转而烧坏，从而影响锅炉的正常工作。 所以，我们一定要改进风机的工作状态，正确的将热能动力工程技术应用到锅炉的改进中，然而，锅炉内部叶轮机械的结构是很复杂的，在测量温度的过程中会受到很多不确定因素的影响，虽然我国还没有研究出理想的解决办法，但是，应用热能动力工程所研发的软件可以从不同的方向来测定流入风机叶片的燃料速度，并通过创建数值模拟的二维模型来进行网格的划分，最后利用求解器求出所需结果和网格的输出，从而得到模拟的结果，也就是锅炉风机的翼型边界层分离和攻角的关系。
四、热能动力工程炉内燃烧控制技术运用
（1）以烧嘴、燃烧控制器、电动蝶阀、热电偶、比例阀、流量计、气体分析装置以及 PLC等部件组成的空燃比里连续控制系统。这种燃烧控制系统是由热电偶检测出数据传送至 PLC与其本身设定的数值进行比较，偏差值通过使用比例积分及微分运算输出电信号同时分别对比例阀门以及电动蝶阀的开放程度进行调节，从而达到控制空气与燃料比例调节锅炉内温度的目的，此种方式温度控制并不十分精确，需要仔细确认额定数值。
（2）由烧嘴、燃烧控制器、流量阀、流量计、热电偶几个部分组成的双交叉先付控制系统，其工作原理主要是通过温度传感器热电偶把需要进行精确测量的温度变成电信号，这个电信号即是用来代表测量点的实际温度，此测量点温度期望给定值是由预先存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的，并根据两者数据之间的偏差值的大小，由 PLC自动调整燃料与空气流量阀门的开合程度，通过电动的方式运行机构的定位以及空气和燃料的控制比例，并接住孔板和差压变送器测量空气的流量，燃料的控制也通过一个专用的质量控制装置来测量，是温度精确的控制在必要的数值上。这种燃烧控制优点在于方式节省部件，并且温度控制精确。
五、仿真锅炉风机翼型叶片
锅炉的内部的叶轮机械内部流畅需要带有十分强烈的非定常特征，并且其内部构造十分复杂，不容易进行十分细致的测量实验，并且到目前为止，仍然没有可以解释流动分离、失速和喘振等流动现象的完善的流体力学原理，因此要了解机械内部流动的本质需要更加可靠详细的流动实验和数值模拟实验，通过使用软件二维数值模拟锅炉风机翼型叶片，对空气以不同方向吹入翼型叶片造成流动分离进行模拟，并根据模拟的数值创建而未模型，进行网格的划分，设定边界条件和区域，最后输出网格，在使用求解器求解，这样才可以對不同的气流攻角的流动进行二维数值模拟，，达到模拟的目的，同时可以根据模拟不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量图进行比较和分析，最后得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。
结束语
总而言之，热能动力工程无论在锅炉的发展方面还是实际的生产生活中都起着非常关键的作用，我们应该合理的应用热能动力技术来促进锅炉的运转和燃料的利用率，继续挖掘热能动力工程在锅炉运作和能源生产中的应用，促进我国能源的利用率和经济的不断发展。
参考文献：
［1］袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全,2005,14（6）:38-39.
［2］蔡兆林,吴克启,颖达.离心风机损失的计算[J].工程热物理学报,1993,14（1）:53-56.