热动力工程技术篇1
中国关键词：热能与动力；工程；应用；锅炉；科技创新
中图分类号：C35文献标识码：a
热能与动力工程是个一项新兴的科技工程项目，其作用主要是高效节能，以降低能源消耗为前提。热能与动力工程科技的发展，减少了人力资源的浪费和资源在使用过程中造成的损失，不仅有效的提高了能源的使用效率，同时也提高了经济效益，对能源的使用和发展有着重要的意义。
一、热能动力工程
热能动力工程其主要内容是热能和动力之间的转换，是对能源的产生和使用进行一系列的分析总结，从而更好的加以利用，使节能效果达到最大化。热能动力工程是工科中的一种，也是目前最为重点的学科之一，其中所涉及的内容较为广泛，实用性也较强。热能动力工程的研究中，是以热能的转换与利用为主，以提高电能、机械能和热能之间转换效率为目的的。在不断的发展过程中，同时加入了环境保护的概念，在提高能源利用效率的同时，加强对环境的保护也是热能动力工程中的一项新的发展。做好热能动力工程的科技创新工作，对于提高能源的使用率有着重要的作用，同时对我国经济的发展和社会的进步也打下了坚实的基础，提供了可靠的保证。
二、热能动力工程的应用
1.热电厂中的应用
热能动力工程在热电厂中的应用相对较为广泛，在很多项目环节中都会涉及到热能动力工程的应用。下面从几方面来简单阐述：
（1）喷管调节
喷管调节是热电厂的主要应用装置，在使用喷管调节时，调节阀的使用是有一定差别的，根据调节阀数目的变化会出现一定的改变，同时，负荷适应的前提下，平衡了各种汽轮机的变化，若要提高利用效率，需要使用分负荷的方式。在控制各类调节的数值中，多种运行方式是有着明显差距的，以单机运行和多机运行为例，在启动时单机运行可以保证增加机组在一个适当的范围内，而多机运行则需要保证电网频率变化不大的前提下，使负载荷度重组和分配，从而实现新一轮的调频。
（2）节流调节
节流调节的方式在工况发生变化时会产生一定的负面效果，同时造成一定的经济损失。而在温度变化不大时，负载荷度的适应性会相对较高。所以，节流调节系统的应用对于整个系统的要求相对较高，因此，在应用时，往往在小容量机组中使用，在大机组中的应用就体现不出明显的效果。
（3）调压调节
调压调节的经济性仅仅用于机组在某些负载荷度的情况下，随着负荷程度的提高，调压调节不再具有经济性的特征。在工作时，对于机械能的转换可能存在一部分的机械能损失，因为在这部分中机械能不具备转换成动能的条件，会带来一定的机组剩余速度上的损失。
2.锅炉中的应用
锅炉是由两部分构成的，除了外壳还有燃气锅炉电器控制部分，锅炉的底壳的主要功能是固定锅炉用于燃烧的部分，在底壳上还要安装一些控制锅炉的控制器部件，可以对锅炉进行一个良好的保护功能。这个部分是锅炉中最重要的部分，是保护锅炉的关键，是控制燃料燃烧等一系列运行方式的关键，随着科学技术的快速发展，在进行热能控制中已经逐渐向电脑全自动控制转换，用电脑来对锅炉进行智能控制，可以提高锅炉的运行精密度，保持燃烧的均衡。
三、热能动力工程的发展创新
1.在热电厂方面的发展
（1）合理利用重热现象
一般来说，重热数值在一定的范围内是比较合理的，可以减少一些能量的损失，但并非越大越好，因此在热电厂中要做到合理且充分的利用重热现象，首先要对重热数值进行合理的选取，重热数值即为重热系数，是根据热电厂的动能动力工程运行的实际过程来确定的。
（2）工况变动的应对措施
机组变工况的发生存在着很多的因素，其中不能预料的因素有电能的供给不能满足热电厂所需的电功率，锅炉燃烧的不充分造成蒸汽数值的变化不能满足热电厂的需求。一般来讲，对于电力数据的变化在一次调频不能满足时，要进行二次调频，二次调频为了保证工程的正常开展最好选用自动调频。
（3）一次调频和二次调频
一次调频是一种被动的调频措施，是根据调节发动机的转速来进行进一步的调节，这种调频措施不能对外界数值的变化而进行精准的调节，只能进行一定的控制。而二次调频在把电网频率控制在一定数值的情况下，可以利用智能调节预先设定方程式，来对机组进行重组和分配，这种调频方式可以对数据进行有效的控制，相对精确可靠。
2.在锅炉方面的发展
（1）锅炉燃烧控制技术
在锅炉燃烧控制中，如何调节能量转换才是关键，随着时代的发展，锅炉的类型也在发展着变化着，由从前的人力填充燃料到现在变成智能填充燃料，还可以对锅炉的燃烧度进行有效的控制。在燃烧系统中一般有两类，一类对锅炉温度的调节是通过控制空气与燃料的燃烧调节，是与锅炉本身的设定值进行比较的，这种方式虽然运算复杂但没有达到精确的目的，对于锅炉的设定值也要进行反复的确认才能保证技术的准确。
（2）仿真锅炉风机翼型叶片
锅炉内部的风机构造复杂，运行精密，在测量起来也比较困难，这就造成了到目前为止，还没有一项科学、完整的体系来完善锅炉叶轮的制造和运作发展。要想取得相对准确的数值，可以利用模拟实验的方法对机械内部的气体流动做一个评估，对不同方式的空气吹入对风机的流动分离进行模拟。然后根据电脑网络来对这些数值进行模拟设定，模拟的目的是根据不同的速度得到的矢量图来进行分析，在多组数据进行比较下，可以确定出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系而进行进一步的研究。
热动力工程技术篇2
【关键词】火电厂；热工仪表；自动化技术；应用
火电厂热工仪表主要由管路仪表、程控仪表、地表计等设备组成，通过电缆将各种设备连接形成回路或系统，实现对于各机组设备的检测、调节，有效提升了各种设备的可靠性与利用性。热工仪表自动化技术是为火电厂生产工艺服务的，加强对于相关技术应用与发展问题的研究，为提高火电厂的生产效率奠定了坚实的基础，而且提升了火电机组的稳定性与安全性。
1、火电厂热工仪表自动化技术的内涵与特征
火电厂热工仪表自动化技术综合运用了高智能型器械仪表、电子计算机信息技术与热能工程控制理论技术，对于火电厂的热能电力参数进行有效监控与科学检测，进而实现电力生产全过程的安全管控、降耗提效的目的。热工仪表自动化技术在火电厂中的应用，主要是对于锅炉蒸汽设备及其他辅助设施的运行状况进行自动化控制，使得火电机组在生产过程中自动适应工况的变化，并且在安全、经济的环境下保持正常运行。
火电厂热工仪表自动化技术的特征主要表现在以下几个方面：1）设备智能化，在现代电力能源开发与利用技术快速发展的背景下，火电厂热工仪表中的各种设备基本实现了智能化监控，借助先进的电子及计算机管理系统，配置先进的智能型机械仪表与精密元件，从而实现对于电力生产全过程的智能化管控；2）技术高新化，火电厂热工仪表自动化技术的应用综合运用了现代电子计算机及信息技术，以及最新的热能工程技术与控制理论，实现了对于火电机组运行中相关热能与电力参数的科学监控与检测，自动化技术趋向于高新化发展。
2、火电厂热工仪表自动化技术的应用现状
在国内外火力发电事业的发展中，热工仪表自动化技术的应用具有重要的意义，也是促进我国电力事业创新和发展的重要技术基础。近年来，在国内火电厂全面推进生产工艺与技术改革的背景下，热工仪表自动化技术的应用日趋广泛，而且实现国内火电生产技术发展的重要标志。从热工仪表自动装置的角度而言，实现了由组装仪表向数字仪表的发展，自动化控制系统中应用的设备在效率、质量、性能等方面也有了明显的提升，部分火电厂利用专门的小型计算机进行火电机组的监督与控制，而且配以先进的CRt显示，对于火电生产的监控水平有了大幅提高。在火电厂生产的局部控制、热工保护等方面，协调控制系统的应用是大型火电机组热工仪表自动化技术发展的另一特点，国内自产的大型发电机组及国外引进的发电机组基本都使用了协助控制系统。在火电厂热工仪表自动化技术的实际应用中，由于自动化控制系统的结构较为复杂，涉及的范围也较为广泛，热工测点分散的距离相对较远，热工仪表自动化控制系统的安装施工较为复杂，周期也较长，所以，在必须注重热工仪表安装施工的完备性与准确性。
3、火电厂热工仪表自动化技术的发展趋势
随着国内外电力科学技术的不断创新与发展，对于火电厂热工仪表自动化技术提出了更高的标准与要求，否则难以满足现代电力生产的实际需求。结合国内热工仪表自动化技术的发展现状，笔者总结了其发展趋势，主要表现为以下几点：
3.1综合自动化
在火电厂的生产过程中，体现了技术密集、资产密集、数据量大、产品即产即销等特点，所以，在热工仪表自动化技术的发展中必须将生产全过程作为一个整体进行有效的管控，即实现所谓的热工仪表综合自动化技术。在火电产热工仪表综合自动化技术的研发与应用中，要坚持以企业的生产与经营目标为出发点，为企业的管理业务与运转流程提供必要的信息支持，从而在综合了火电厂的厂级监控、过程控制与管理信息等数据，有利于实现生产资源的优化配置，提高火电厂的整体经济效益。
3.2电气热工控制一体化
目前，在国内火电厂中应用的热工仪表自动化技术以现场总线控制系统为主，但是由于其检测与执行等现场仪表信号仍然采用传统的模拟量信号，难以满足技术工程人员对于现场热工仪表的全面诊断、管理与维护要求，客观限制了自动化控制的实际效果，所以，在热工仪表自动化技术的发展中，必须强化电气热工控制一体化的研发。与各自独立的电气控制与热工控制系统相比，电气热工控制一体化系统的优越性较为突出，采用现场总线实现了智能装置的“就地化”，接入智能传感器与执行器，有效节省了电缆、丰富了信息，安装与调试也更为方便。
3.3高性能化
目前，在国内火电厂应用的热工仪表自动化技术尚未完全解决人机对话界面的问题，客观影响了自动化监控系统的运行效率与质量。随着现代火电技术研究中组态软件的创新与应用，各种新概念与功能的引入也日趋广泛，例如：SCaDa、实时数据库、i/oSeRVeR、opC等先进技术的应用，使得组态软件在含义与功能等方面都有了根本的转变，现阶段应用的火电厂热工仪表自动化软件以pC、winintel结构为主，其中包括Hmi及相关控制软件、流程监控软件等，为热工仪表的高性能化发展提供了必要的技术条件。
4、结束语
综上所述，在火电厂的生产与管理工作中，热工仪表自动化技术的应用是其正常运转与安全管理的重要基础，也是现代电力生产技术发展的重要标志。因此，在现代火电厂的技术改造与升级中，必须加强对于热工仪表自动化技术的研究与实践，在综合各种先进理论与技术研究成果的基础上，实现热工仪表自动化技术的智能化、科学化、高性能化、一体化发展，为火电企业的生产与安全管理提供必要的基础。
参考文献
[1]于东国.热工仪表与控制装置部分[m].北京：中国电力出版社，2008.
[2]郭志安.热工仪表及自动装置系统安全操[m].北京：中国电力科技文化音像出版社，2005.
热动力工程技术篇3
1钢铁工业主要余热利用方式与技术
图中实线为余热，虚线为余能，点划线为理论上可以利用但尚未实现商业化应用或尚未普遍采用的回收方式。其中，同一余热出口有多条分支的表示有多种利用方式，由出口回到入口表示余热用于预热进口料或空气。纵观整个网络可见，由于钢厂工序长、设备多，余能余热资源丰富、形态多样，利用技术也种类繁多。多数研究中针对某项具体技术的分析得到的结论往往并不具有普适性，难以作为一般性的参考。因此，有必要根据余热资源利用过程的基本能量转换特征，将各种回收技术划分为基本的方式。不同于余热利用技术的意义，一种利用方式可以有多种技术，但其能量转换形式的本质是相同的。余热资源的回收方式可以分为以下3大类。
1．1热利用
余热的热利用是指利用余热降低到环境温度释放的热量加热其他物料或对外供暖。由于热量的释放过程多是在定压条件下进行的，气体的放热量等于其焓的变化量，因此，热利用又被称为焓利用。热利用方式仅考虑余热回收量的大小，而与能量的品质（以温度为主要标志）无关。热风烧结技术［18］、高温炉渣水淬法［19］、煤调湿技术（CmC）［20］、蓄热燃烧技术（HtaC）［21］、热管换热技术［22］、相变换热技术［23］、余热锅炉生产蒸汽供暖、低温热泵技术［24］、吸收式制冷技术［25］等均属于余热的热利用方式。
1．2动力利用
动力利用也称火用利用，即回收余热中的可用能，使其转化为机械能或电能。余热发电是余热动力利用的主要形式，包括余热锅炉蒸汽发电［26］、炉顶余压发电技术（tRt）［27］、蒸燃联合发电装置（CCpp）［28］，干熄焦发电技术（CDQ）［8］等。钢铁流程余热量庞大，整体过剩，拓展热利用的途径非常有限，利用过剩余热发电是将来余热利用研究的重要方向［29］。1．3综合利用余热的综合利用是上述两种余热利用形式相结合，即一部分用于发电，一部分用于加热，或将发电装置的排热用于加热。如热电联产［30］，既用于发电，又提供一部分生产和生活供热。另外还有热电冷联产技术［31］等综合利用方式。
2余热利用技术的综合评价指标
余热利用技术的评价与余热资源的评价应是两个范畴问题。优质的资源（这里指的是从能量的角度）未必有好的回收方式；反之，劣质的资源也可以较为经济地回收。对于余热利用技术的评价，从不同的角度可能会得到不同的结果，有时结论甚至是相悖的。因此，一项余热利用技术的好与差，不能单从热力学角度或技术实施角度分析，应综合多方面因素进行综合评价。
2．1合理性
合理性指理论层面上用能过程的热力学完善程度。显然，某种意义上，这种“合理”性只是理论上的合理性，实际实施起来可能存在诸多困难，从而未必合理。这一评价标准不关心能量转换中间过程的具体环节及技术实现的复杂程度，仅关心余热资源的初始状态和最终产出，可以针对不同的余热利用方式，采用能量系统的一般热力学分析方法，基于热力学基本定律，以热效率、火用效率、能量利用系数等指标予以分析。由于热效率、能量利用系数等指标仅从能量的数量考察，并不包含能量的品质属性，因此，均不能完全体现用能的合理性。因此，可用能即火用损失最小应是合理性的根本要求，利用过程的火用损失率最小是唯一量化指标。对于现有余热回收利用技术合理性的评价，笔者建议采用以下方法：首先，对于同一余热的不同利用方式，采用火用损失率为唯一指标评价利用方式的合理性。根据热力学第二定律的开尔文表述，热量在转化为功的同时，必然要向低温热源即环境排放热量，为了保证设备的能量转换速率，排气温度往往远高于环境温度，这一部分排气中的火用将同热量一同流失。因此，如果在有相应温度的加热共同工程，往往应优先选择预热进口料，此时，火用损失仅产生于有限温差传热，损失大小取决于预热过程的传热温差和出口温度，传热温差越小，出口温度越接近环境温度，火用损失越小。由于一次能源（如煤）的化学能属于高品质的化学能，用于加热低温段的物料，火用损失极大，因此，一般预热过程的火用损失远小于消耗一次能源加热过程的火用损失。如果没有相应温度的加热共用工程，对于高温余热应首选动力利用或综合利用，避免降温热利用。其次，对于同一余热的相同利用方式，可采用同一热力学指标评价。对于热利用可以采用余热回收率评价，即回收的热量与理论上可以完全回收的热量之比。对于动力利用，可采用热效率或火用效率评价，两者评价结果是一致的。因为热功转换的热效率与热源温度相关，其绝对大小并不能反映用能过程合理性，建议采用火用效率评价。对于综合利用，如热电联产装置，应综合采用热效率和能量利用系数为指标，当热用户少、热负荷小时，应偏重热效率，反之，偏重热量利用系数，因利用的热量，其实是减小了一次能源的消耗量。
2．2可行性
可行性指该回收技术在具体设备层面上的可行性及操作实施难度。显然，可行性既与余热的特征有关，又与利用方式有关。不同形态的余热资源，其回收难度不同；同一种余热资源，不同的利用方式，实施难度也会不同。下面针对3种形态的余热资源，分别分析如下：液态余热（冲渣水、冷却水、冷凝水等）具有极好的换热特性，热利用只需要水管和换热器，可将回收的冷却水热量用来预热进入设备的物料、空气或水，可行性较好；动力利用需将水再次升温汽化才能做功输出机械能，可行性差，但如果采用低温有机工质发电［32］或温差发电技术［33］，技术成熟，可行性较好。气态余热（烧结机、高炉等设备的排烟）温度高，成分复杂，往往需要经过脱硫、除尘等设备，先在余热锅炉中将烟气显热转化为水蒸汽工质的焓，再通过蒸汽轮机输出动力，实际上是一个先热利用再动力利用的过程，过程复杂，可行性较差；烟气热利用即用于预热本工序进料，利用过程简单，可行性较好。固态余热（高炉渣、转炉渣等）热利用和动力利用难度都很大，因为其缺少作为换热工质和做功工质的基本属性———流动性，可行性最差。如炉渣显热，目前尚无商业化的高效回收技术，急冷水冲渣技术实际上是为了获取水泥原料，虽然实现了炉渣的资源化利用，但显热没有回收，在冲渣水冷却塔中白白流失［34］。实际上，对于3种形态的余热资源，从可行性上分析，均是热利用优于动力利用，即用于加热比用于发电技术改造更简单，这也是目前各钢厂对余热资源普遍采用热利用方式的原因。
2．3经济性
经济性是指采用该回收技术能够为该厂带来的经济效益。可以认为，这一评价标准只是从资金投入与利润产出的关系考察，并不涉及热力学完善程度方面的意义。显然，可行性是经济性的基础。在技术上难以实现的利用方案，就谈不上经济性。对于企业而言，在同一资源的各种利用方式中，其最终的选择往往并不受用能合理性的影响，而是取决于此种技术的实施能够产生的经济效益大小。具体地，可以用投资回收期和年收益两个指标描述，两者可以分别简单概括为见效快，收益高，也就是企业对余热回收技术的基本要求。投资回收期是指设备发电量总价格等于设备总价格时的运行时间。年收益是指余热回收设备投产后，每年能够为企业带来的利润。投资回收期和年收益可分别采用价格功率比和装机容量进行分析，两者分别决定了投资回收期和年收益。对于余热回收发电设备，年收益即年发电量与售电价格的乘积。投资回收期可通过式（1）求出。
3常用余热利用技术的综合评价
表1给出了目前钢铁企业采用的余热利用技术及其评价结果。表中，合理性评价以利用过程的火用效率排序，可行性以实施难度排序，经济性以现在先进技术的投资回收期排序。某项技术分值越高，代表在可行的几种利用方式中，该指标评价的结果越好。如对于炉渣显热，水淬法、风淬法、化学法，合理性依次提高，则分值分别为1、2、3。对于利用技术单一的余热，评价分值均以1计。环冷机废气和烧结机烟气均指高温段。从表中可以看出，同一种余热资源的不同利用技术，合理性好的，往往可行性差，即技术实施复杂。对于现已采用的回收技术，合理性与经济性通常是一致的，即用能越合理，节能越明显，经济性也就越好。但对于某些尚在研究、技术不成熟的利用技术，合理性与经济性是不一致的，如炉渣的风淬法和化学法回收，由于成本过高（根本原因是技术不成熟），经济性差，现阶段尚无法用于商业化运行。
4余热利用技术研究基本路线
短期内，以经济性为指标，把投资回收期短、还没有利用的余热充分利用起来，提高余热资源的回收率。目前，许多可行性好、经济性好的余热回收技术已经成熟，但尚未完全普及，如冲渣水等低温余热，可用于厂区内供暖等［41］。把这些易回收的资源先利用起来，是当前紧迫任务。中期看，以热效率为指标，把已经采用的技术用好，不断改造现有余热利用技术，提高利用效率。如环冷机废气一般用于预热烧结进料，但利用效率不高，如果将高温段余热实施动力回收，将中温段和低温段余热实施直接热回收［42］，用于预热干燥烧结原料、点火炉的助燃空气，则可以显著提高利用率，且投资低、见效快。长期看，以合理性和可行性为目标，积极开展基础研究，攻克技术难关，解决用能不合理、能级不匹配的根本问题，把现阶段用不了的余热在不远的将来用起来。如高炉渣和转炉渣等固态余热资源品位高、数量大，均是优质资源，但由于目前对高温熔渣的研究不深入，技术不成熟，显热均未回收。风淬法获取高温热风发电和化学法生产氢气等是未来高炉熔渣余热回收的主要研究方向［43］。
5结论
热动力工程技术篇4
【关键字】火电厂，热工自动化，安全系统
随着经济的发展，社会对电力的需求量也越来越大，火电厂作为电力系统中重要的组成部分，在解决我国电力供应量不足的问题上做出了巨大的贡献，而随着火电厂的不断发展，火电厂热工自动化技术也逐渐成长起来，并成为现代火电厂得以高效运行的有力保障。火电厂热工自动化的安全系统主要是用于实时监控火电厂生产、操作过程，通过实施监控对生产过程中的故障进行判断，提供快速的解决方案，从而实现对设备及人员安全的自动保护，其是保证生产安全顺利进行，保障供电充足的基础，对火电厂热工自动化的发展有着十分重要的意义。
一、火电厂热工自动系统控制设备
热工自动化是一项基于控制理论，运用计算机技术、热能工程技术、智能仪表仪器及现代信息技术，通过检测、控制生产过程中热力学相关参数实现对生产过程的管理的综合性高新技术。火电厂热工自动化是运用各种自动化仪表装置等自动控制设备，通过对热力生产过程的监视、控制，在不用人员直接参与的情况下，自动完成火电厂热力过程中的参数测量、信息处理等，从而控制火电厂中锅炉、气机等设备，使之能够适应工况的变化，保证生产的安全可靠，提高供电的质量。
火电厂热工自动系统中的自动控制装备是系统的基础组成部分，早期的自动控制装备主要是采用常规仪表控制，主要有基地式仪表、单元组合仪表、组件组装式仪表等，随着计算机技术的发展，这一技术开始被应用于工业过程的自动化系统中，并由计算机集中式控制发展到计算机分布式控制阶段。我国火电厂机组的自动控制设备大致经历了自行研制的电子管式电动单元组合仪表、晶体管式电动单元组合仪表、模拟组件组装式仪表、数字式组间组装式仪表的阶段，而随着电力行业的发展，火电厂机组容量的不断扩大，常规仪表控制的局限性也愈加明显，为了解决这一问题，我国开始了将计算机技术应用于火电厂机组控制的研究，并逐渐将单片微型计算机技术引入自动控制设备，但仍旧未能从根本上解决集中控制、可靠性、性价比等问题，自上世纪80年代中期，我国开始引进了当时具有国际先进水平的分散控制系统（DCS，DistributedControlSystem），目前，DCS系统在我国火电厂大型火电发电机组中已得到广泛的应用，极大地提高了我国的热工自动化水平。
二、火电厂热工自动化安全系统应用技术
火电厂中设备多、热力系统庞大，生产的过程十分复杂，且设备长期在高温、高压等恶劣环境下运行，对热工控制系统的可靠性要求更高，当前的火电厂热工自动化系统中使用的最为主要的安全技术即是DCS技术。
1、DCS技术。DCS系统是以微处理机为基础，采用计算机技术、通讯技术、控制技术和CRt技术，实现分散控制、操作和集中管理的新型控制系统，随着DCS系统在火电厂机组中的广泛应用，其几乎涵盖了火电厂热工自动化的全部功能，在目前的火电厂热工自动化安全中起着十分重要的作用。但DCS对系统的控制还存在着一定的局限性，较难实现系统间的数字通信和有效控制，影响着系统的运作和发挥，现场总线控制系统（FCS，FieldbusControlSystem）即在这一形势下应用而生。
2、FCS技术。FCS技术是由DCS技术和pLC（programmableLogicController，可编程逻辑控制器）技术发展而来的，其兼具DCS和pLC的特点，是一种具有互相操作性的、开放的、彻底分散的分布式控制系统，其利用现场总线将现场各个控制器和仪表、设备互联成为现场总线控制系统，用单个仪表即可实现多变量通信，实现不同制造厂的设备间的互操作，提高了现场一级控制功能，同时大大减少现场接线，简化了系统集成，维护十分方便，可有效地降低生产和维护成本。随着计算机及电子数控技术的发展，我国的火电厂热工自动安全控制系统也呈现出多元化智能控制的趋势，更为先进的，可行性和可操作性更强的新的智能热工自动化安全技术不断地涌现出来。
三、热工自动化安全系统建设
对于火电厂热工自动化安全技术改造，主要可从DCS系统及其配套设施、热控仪表管道及一次调频技术等几个方面着手。
目前，在改善DCS系统方面，主要是增加其后备的报警和监控装置，除此外，单位机组还应达到机组跳闸及保护联锁动作，主要安全参数有二值或三值等配置标准。
仪表管路泄漏、阻塞、错接等问题是影响火电厂热工自动化生产顺利进行的一个常见因素，在改进时，主要是通过控制仪表管路的安装质量，确保安装过程中无焊漏、无堵塞、成排安装的阀门仪表高度、方向一致、管卡齐全，压力表、温度计、阀门的安装紧固、密封等。目前火电厂机组中管理控制生产过程主要是采用的一次调频技术，其可监视、控制电网频率的变化，在一定范围内通过调节作用保证电网频率的稳定性，而在这一范围外，超出或低于此变化范围，机组均不参与调频，因此在使用此技术时应根据实际的生产情况对一次调频机组的调节使用范围进行限制，以免超出调节极限，同时还用对其调节负荷时的热轮机热应力进行监视，以确保机组的稳定运行。
结语：热工自动化的安全系统对保障热工自动化的运行和发展有着十分重要的作用和意义，在基础安全系统建设过程中，还应当保证设备的质量和可靠性，合理地引进先进的配套设施，对安全系统的传感器、测量、执行元件等进行合理的改进，提高安全系统的可靠性，从而保证热工自动系统的安全正常运行，促进火电厂的发展。
参考文献：
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热动力工程技术篇5
【关键词】热能动力能源锅炉仿真
随着科学技术的迅速发展，我国热能和动力工程在方面已经取得了很大的成就，为了保证技术的完善性和全面性，还需要进步的研究和改进。而在工业发展过程中锅炉成为其重要的热能动力设备，但是锅炉烟气排放会造成一定的环境污染，同时也增加了排烟管的热量。本文主要针对热能动力在锅炉和能源中的发展情况进行分析和概括。
1热能动力工程的研究发展方向
热能动力工程的研究也是科学领域中重要应用型专业，主要针对热能源和动力的发展方向和应用型进行详细的分析和研究。由于其专业的重要性，我国基本上有上百个院校已经开设了有关专业课程，以此培养关于此方面的科学型人才。现代化热动能专业是依据旧版的流体机械工程和热能工程以及动力机械、水利水电工程、能源工程等结合而成。热能动力属于机械工程研究项目，主要学习的内容是有关机械类、热动工程、工程热物理等的知识理论技术。并通过理论力学、传热学、电子电工技术、工程制图、热工测试技术等的专业学习方向和相关研究发展方向让学习或研究人员能够具备工程热力学、传热学和热工测试等热能动力工程理论方面的知识和实验技能。从而熟悉的掌握制冷装置、动力机械工程等能够准确的制定设计制造实验研究方向。
并且就业面比较广，其中包括电厂热能自动化、电厂热能工程、工程热物理过程以及流体机械自动化等的发展方向。现代化动力工程的基本训练内容就是热能动力学，由此可以看出，热动是现代化动力工程的基础。在上述基础上热能动力就是一个比较宽泛的专业知识体系，发展和研究的空间比较大，能从多角度，多方面进行分析探究。
2热能工程技术在能源方面存在的问题
能源动力工业化发展与我国国民经济建设有着密切的联系，也是我国支柱型产业。能源问题越来越受全球人类关注，能否再生，能否采用更好的方法节约能源，体提高能源的利用率等已是当前社会各界谈论的热点话题。能源的发展利用涉及到我国多个领域和大型企业高科技技术应用，是国家经济发展和社会整体发展的重要命脉。
风机是一种有有多个叶片的能进行轴旋转的机械，能将施加在叶片上的旋转能转化为机械能，实现气体的流动，并应用于工程机械。风机的应用及其广泛，如发电厂、工业炉通风、车辆、船舶等用来排热、引风等的作用。现代化发展过程中电站的容量也在不断增加、并且运转速度也越来越高、要求效率高无心爱你路故障发生、同时要向自动化方向发展。对此电机在电站的使用性能要求也越来越高，不仅要安全可靠、还要提高运行效率，避免在运行过程中出现叶片和旋转轴损坏或是电机烧坏等的现象，以免长期下去造成事故发生，甚至是经济损失严重。
3炉内燃烧控制技术
随着科学技术的不断完善和提高，工业技术计算机控制系统也不断的向自动化发展，逐渐转变成为一种具有先进高科技技术含量的信息监测系统，在设备的管理水平方面有了显著的提高。工业炉中的连续加热炉也得到了实际应用，改变以往的燃料燃烧和能源消耗的转化热量应用，使得生产技术工技术得到了有效的提高和发展。
工业炉中燃料的控制技术很重要，高科技的自动化控制系统在各个领域中的广泛应用已经逐渐替代了传统的手动控制。目前现代化连续加热炉炉型主要为分两种，其中推钢式加热炉可以采用燃料自动控制的方式进行加工。
推钢式加热炉自动控制系统方式主要分为两种空燃比例连续控制和双交叉限幅控制。双交叉限幅控制系统主要是通过系统中安装的温度传感器将系统检测到的温度转变成一种信号，其信号的数据值就是实际温度。该系统的组成部分包括燃烧控制器、燃气流量阀以及燃气流量计等主要构件。空燃比例连续控制系统是通过气体装置将将所要检测的范围进行合理的检测，然后将所检测的数据传输给pLC编程技术，并将之前设定的值进行比较，最后将分析得出的数据值按照4-20ma的电信号分别对燃气或是空气阀、动力阀的开度做以适当的调整，以此有效的对燃炉中的燃气比例和温度进行合理的控制。该系统的主要组成部分包括，pLC编程技术、空气或燃气比例阀、燃料控制器、气体分析装置等。两种方式共同的特点就是燃料控制器都是其主要组成部分，也是现代化工业燃炉自动化控制系统中不可或缺的重要装置。
4关于软件仿真锅炉风机叶片的研究
工业锅炉中的风机叶片旋转的的内部机械流场具有较强的不定性，比较复杂。因此，对锅炉风机进行详细的实验研究比较困难，其中涉及的细节比较繁琐，在当前研究成果中对其力学解释和分析方法还不够完善。一些关于锅炉研究中的流动分离等现象，是目前迫切研究的重要内容。研究过程中需要建立比较可靠的实验模型和数值模拟，以此对机械流场内部作以详细的分析。为了准确的对锅炉风机叶片旋转的空气流动情况进行探究，利用软件建立二维数值模拟实验的方式。其软件数值模拟实验首先要创建二维模型，然后再根据所提供的数值划分成网格的形式，再设定边界区域，利用这些相关条件对输出的网格进行求解，求解过程中可以利用求解器。最后将求解出的结果在建立一个二维数值模拟，对空气来留角下的流动进行模拟求解，将得出的结果与速度矢量图做以分析比较，得出锅炉风机叶片分离和攻角之间的关系。
5结语
上述主要是对热能动力工程在锅炉和能源方面发展情况分分析和探讨，进一步说明了热能动力在现代化科技研究中的重要性和各领域应用的广泛性。
参考文献：
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热动力工程技术篇6
【关键词】热能与动力工程；经济与环境；发展
作为我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业的能源动力工业，不仅对我国经济发展与国防建设有着重要的战略意义，在我国环境保护中也占据着举足轻重的地位。我国是人口大国和资源消耗大国，加强对于热能与动力工程的相关研究，对我国乃至世界的能源工业建设都有着十分积极的的意义。工程发展的主要推动力来源于高素质人才，因而，对工程发展的探讨也必然与工程专业发展的发展相联系。
1、热能的来源及应用特点
现阶段，人们对于热能的利用主要来源于一次能源转换。本文针对热能来源的主体不同，从不同角度对热能特点进行概述。
生物能角度，热能主要是太阳能及其能量的转换。植物在太阳的照射下，通过光合作用以及体内的叶绿素的能源转换，将太阳能转化为生物质能，经过长久的发展，成为煤、天然气、石油等天然的能源物质。太阳光经过热量及点的转换，成为我们可以直接利用的光能与热能。
化学能角度，首先，燃烧将燃料的化学能转换为热能，再根据对于能源的需求情况的不同，保存一部分热能直接使用，对另一部分热能进行技术加工，使其转变为其它能源形式。
能量转换形式角度，电能、机械能是热能转换的两种基本形式，热电发电机是热能转化为电能的具体应用，汽轮机、内燃机是热能转化为机械能的主要应用。
2、热能与动力工程专业发展历史回顾
热能与动力工程专业是由成立于二十世纪五十年代的水电站动力装置专业发展转化而来的。那时，新中国的工程教育事业刚刚起步，设立了诸如华东水利学校、华北水电学院等专门院校，为国家水患的治理和初步的水电动力工程建设提供专业人才和技术支撑，促进了建国初的水电事业的发展。随着经济发展和社会进步，我国对于能源建设多方面的专业人才的迫切需要以及教育教学体系的不断完善，水利水电动力工程专业和热能与动力工程专业合二为一，正式发展成了现在的包含热能与动力两个方面全部内容的热能与动力工程专业，热能与动力工程从此成为一门完整的教育学科和工业行业出现在我国经济建设实践中。
3、热能与动力工程对于经济与环境发展的重大影响
3.1对经济发展的影响
热能与动力在我国经济建设和社会发展中的应用十分广泛。热能的利用集中于电力工业、钢铁工业、相关的有色金属工业、化学工业、石油工业、机械工业以及相关的建筑工业、交通运输领域、农业生产以及水产养殖等方面，动力的应用主要体现在水力发电、风力发电、潮汐能发电等方面。这从事实上说明了热能与动力工程在我国经济发展与国防建设中的基础和支柱地位。新能源和能源利用技术的发展对于我国经济的转型和国防的现代化建设具有重要的促进作用。
3.2对环境的影响
我国的能源利用中，煤炭、石油、天然气等占据主导地位。作为常规能源的煤炭，多用于火力发电，产生的硫氧化物、氮氧化物等污染大气、水体，严重损害人们的身体健康。产生的固体废弃物也恶化了居民和各种生物的生存环境。因而，热能与动力工程对于充分利用清洁能源和清洁技术，在更大程度满足人们能源需要的基础上，切实保护环境方面的研究和发展对于我国走出现阶段经济与环境共同发展的困局有着重大的影响。
4、我国热能与动力工业发展情况
煤炭利用方面，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭占其他商品消费的百分之七十六。一方面，现阶段，我国已探明的煤炭储量十分有限，其不可再生的性质使得我国在现有情形下遭遇能源枯竭危机成为必然。另一方面，煤炭燃烧释放的大量气体和烟尘也成为我国大气污染的主要来源，对人们的健康和经济的长远发展造成重大威胁。环保意识的增强和可持续发展的经济发展趋势使得我国热能与动力工业的发展面临着经济与社会协调发展的巨大压力和挑战。
5、发展方向及重点
5.1发展方向
我国经济发展应降低煤炭在能源利用中的比重，将能源利用转向天然气、水能、太阳能、核能等清洁能源。推广应用先进的洁煤技术，减少煤炭燃烧的废物排放量，逐步减少煤炭消费，实现能源、经济、环境的可持续发展。逐步减少对于石油的利用和对于国际石油供应的依赖，利用水能、风能、电能、潮汐能、核能等新能源，开发新技术，利用新的能源形式满足汽车等消耗石油的工业的需要。探索解决核辐射和核废料的解决途径，从而把核能的利用落实到位。
5.2当前的工作重点
金融危机的爆发在彻底打破对传统经济发展模式与能源利用方式的过分依赖的同时，也使得低碳经济具有了经济性与政治性的双重性质。在发展低碳经济的国际背景下，节能减排成为了当前能源与动力工程研究的一个重要方向。为高效使用能源，减少环境污染和能源损耗，结合工程特点和实际应用，针对节能减排工作的开展，本文建议有重点地从以下两个方面进行：
产业结构方面：对于热能与动力工程相关的产业的产业结构进行调整和改进，减少不必要的能源耗损，避免浪费；发展和改变生产性的服务业，以顾客为中心，不断发现和激发顾客需求，提供便捷、高质的产品和服务；工业生产中，及时更新产品品种，加强对相关人员的培训，学习先进经营管理经验，全面提升生产质量和生产效率。在坚持“引进来，走出去”的原则下，实现我国产业结构的优化升级。
技术创新方面：摒弃落后的技术手段，发展新型技术，对当前的技术弱势进行科研攻关。结合当前市场经济环境和市场体制的变化发展情况，加强与相关科研院校的合作，配合科研院校进行相关人才的实地培训，并以就业合作和投资支持科研院校的相关科研工作，构建产、学、研一体化模式，与院校合力构建起技术性的研究发展以及服务平台，开发和规范新技术。
热能与动力工程属于高新技术产业，工程系统复杂，集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体，自动化和综合性表现明显。我国当前处于经济转型阶段，大力发展热能与动力工程，重点引导其开发有助于节能减排的资源和相关先进技术，对于我国实现经济与社会的可持续发展有着重大的意义。因而，我国节能与动力工程的发展应当以经济和社会的发展目标为导向，积极进行科学探索，更好地服务于国民经济和国防建设。
参考文献
热动力工程技术篇7
关键字：热工计量；自动检定；技术；发展前景
中图分类号：tB9文献标识码：a
热工计量主要是涉及温度、湿度、压力、流量等相关物理量的精密测试科学,依据计量法的要求,开展各种测量仪表的检定、校准、检测工作,实现热工计量仪器的量值传递与溯源。热工计量与经济关系非常密切,例如石油、石化、钢铁、煤矿、冶金、机械制造、医药卫生、建筑材料加工、食品加工等都离不开热工计量,其作用在经济发展中是不容忽视的,它为社会公共安全、经济发展和人民群众健康发展提供了强大的技术保障。
1热工计量自动检定的概念与原理
1.1热工计量自动检定的概念
自动检定是将现场各种物理量如温度、压力、液位等转换成控制装置或显示仪表能够接收的电信号，以供自动控制和参数显示使用。自动检定的热工参数是监督电厂机组是否正常运行的依据；是随时调整自动控制作用的根据；是机组进行经济核算、事故分析、自动报警等的数据来源。
1.2热工计量自动检定系统的基本原理
热工计量自动检定系统是由两部分组成，即可调电源和数字电压表，并设有专用的电压电源输出，供各种二次仪表电源使用，在面板上设有专用插孔。被测信号通过多路开关进入采样数表，数表将其采样值通过通信电缆传送到计算机，计算机根据程序设计要求，通过主机箱控制调功器的输出功率，保证被控对象按要求进行升温变化，确保检定过程的顺利进行，同时实时显示检定过程的各种参数，打印出各种报表。
以RZJ―2D型热工全自动检定系统为例，这一系统是在windows环境下运行的，能够对同批不同分度号的工业用热电偶、热电阻进行检定，还能在油槽中检定低温热电偶，具有自动控温、检定、数据处理、判定被检对象级别以及自动打印检定记录和报表的功能。
2热工计量自动检定技术的应用
2.1ZRJ-06型智能化热工仪表自动检定系统的应用
ZRJ―06型智能化热工仪表检定系统是用于自动检定，校准各种工作用热电偶、工业热电偶、温度仪表、温度传感器的计量检定设备，它具有自动实现生产过程中的温度调节、通道控制、数据处理、报表输出等多种功能，在油田生产中有着良好的应用效果。
ZRJ―06型智能化热工仪表检定系统兼容win-dowsXp、windows7、windowsVista等操作系统，能够在全程控制的状态下自动完成温度调节、数据处理等工作。它能对金属热电偶进行混合检定，且检定点可以根据需要随意设定。除了能按照检定章程对热电偶、热电阻进行检定外，还具有任意点校准和自动重复性测试的功能，使检测的数据更为准确；同时还会根据被检工作用热电偶的检定情况，提供多种处理方法。
另外，系统还具有断电保护功能，在突然断电的情况下，能够最大程度地保证硬件和检定数据的安全。
在有些化工企业中，由于工艺流程较长，生产程序复杂，在生产中所用到的热电偶和热电阻等元件的数量较多，如果使用传统的测温仪表对其进行检定的话，会浪费大量的时间和人力，造成生产效率的低下。如果利用ZRJ-06型智能化热工仪表自动检定系统，只需要将需要检定的热电偶和热电阻捆扎好放在检定炉中，系统就会自动进行检测。在检测的过程中，操作人员可以从各个角度对检定过程进行观察，一般不需要人工干预。检测结束后，系统会自动打印出检测报告，对于合格的产品出具合格证书，不合格的会出具结果通知书。对于大型的化工企业，需要对大量的测温元件进行检定，如果使用传统的检定仪表，将会耗费大量的人力和时间，利用ZRJ-06型智能化热工仪表自动检定系统进行检定，会极大的提高工作效率，减少人员的付出，并且检测结果更加的科学准确。经过了多年的适用，这项检测系统得到了广泛的好评，并且通过装置的计算机系统还可以对量具进行管理，建立完善的管理资料和计量器具台账，便于对计量器具的管理和维护。
2.2RZJ-2D型热工全自动检定系统的应用
RZJ-2D型热工全自动检定系统是在windows环境下，完全使用windows语言开发出的新一代产品，它以微机为核心，配以由高精度进口数字万用表以及低电势扫描开关、功率调节器等构成的测控系统。该系统完全按照国家计量检定规程进行数据处理，实现了热电偶和热电阻检定过程的自动化，提供了该系统的认证及数据文件管理程序，为对系统的认证和检定结果的归档、检索和查询提供了方便。其在某镇发电厂的实际运行中，可对铂电阻、铜电阻元件进行校验，结束了其不能校验铂电阻、铜电阻元件的历史。同时本系统一次可同时校验5支温度元件。
3软检定技术的发展前景
软检定技术指的是能够通过已经检定的数据信息推断出不能检定的数据信息。软检定技术是目前仪表技术发展的最高阶段。传统的软检定技术是单输入单输出仪表格局,目前已经发展成为多输入多输出智能型仪表,不仅可以作为专用,还可以取代一些价格昂贵、难以维护的仪表,作为用户进行编程的通用仪表。软检定技术通过编程或者组态建立软检定数学模型,它的本质就是面向对象。当测量的参数或者工作条件发生变化的时候,通过修改模型的参数,就可以转换仪表的功能。
随着信息技术的不断发展以及互联网在人们生活、生产中的普及，这一技术被广泛地应用在工业生产中。工业以太网、3G、wifi等网络技术、无线通信技术的发展，极大地促进了工业化的进程，这在一定程度上，为热工计量自动检定技术的发展指明了方向。通过将现场总线、以太网以及各种工业控制网络、无线通信技术融合在一起的方式将信息技术与工业控制技术结合起来，所组成的控制系统不仅能保证系统原有的稳定性和实时性，还增加了开放性和互操作性，提高了系统的适应性。在当前信息化和经济全球化的背景下，这种网络化的技术有着广阔的发展前景。
4结语
进入21世纪后,科学技术、数据信息技术以及管理技术发展十分快速。热工自动检定控制系统的优化也显得更加重要,它可以降低劳动强度,还可以提高劳动生产率,降低电力企业发电成本,节约电能消耗,提高电能发电质量,改善工作环境,保证大型机组的顺利运行。因此,及时对检测设备进行更新,及时引进新的计量检定技术,有着重大意义。
参考文献
[1]张贤勇基于运行中变电站计量装置自动检定技术应用田科技创新与应用,2012(13):
热动力工程技术篇8
[关键词]热能与动力工程的概述？；现状及问题；应用
中图分类号：tK227文献标识码：a文章编号：1009-914X（2017）04-0038-01
1.热能与动力工程的概述
众所周知，热能与动力工程是一门综合类学科，包括对热能技术的研究、以及各种能量与动力之间的转化的研究。热能与动力工程在锅炉应用中的最主要功能是实现热能与动力之间的转化，通过分析能源的产生过程和使用过程，从而方便我们更好地对能源进行有效利用。热能与动力工程涉及的范围十分广泛，应用起来十分广泛，结合当前经济发展，我们可以看出热能与动力工程的应用在解决实际能源录用方面具有十分重要的地位，它直接关系着我国电力企业的发展方向以及经济效益的实现情况。并且热能与动力工程充分利用了各个学科之间的相互关系，有效的支持了各种能量之间的转化，为社会经济的发展奠定了良好的基础。
从热能与动力工程的专业角度来看，研究热能与动力工程的同时，还要注意对机械能力、物理能量的研究，把热能与机械能量之间的转化作为重中之重。并且随着科学技术的不断发展，热能与动力工程也逐渐朝着自动化化和智能化发展。我国能顺应这种发展的人才相对较少，要想实现热能与动力工程在锅炉中的良好应用，就必须进一步加强对专业人才的培养，进一步提高能源的利用效率，发挥热能与动力工程在能源使用方面的重要作用，促进我国国民经济的可持续健康发展。
2.热能动力工程中锅炉的发展及存在的问题
2.1锅炉在世界上出现的历史很悠久，锅炉的创造和使用对人类文明的进步和发展有着很大的作用。锅炉是由锅和炉组成的，上面的盛水部件为锅，下面的加热部分为炉，锅和炉的一体化设计称为锅炉。锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，经过锅炉转换成蒸汽能。在一般工厂的工业生产过程中，使用的是工业炉来进行燃料的燃烧和能量的转换。根据文献材料可知，最早的工业炉出现在我国的商代时期，它的主要作用是提炼熔铸青铜器，并且，我国在春秋时期就能够铸造铁器，这个进步说明了我国控制工业炉的工艺有了很大的进步。在当代，工业炉更是有着广泛的应用和较大的发展。
2.2工业炉在工业生产中仍然存在着较大的问题，主要包含四个，首先污染物排放量大、面广。其次单体容量小，平均容量在8吨/小时左右，10吨/小时以下燃煤小锅炉的数量为42万台，占总数的2/3，再有排放贴近地面，对环境质量影响很大。最后锅炉技术、主辅机不匹配，运行状况差。此外，大多数小锅炉缺乏除尘、脱硫和脱硝装置，导致现在锅炉的二氧化硫和粉尘排放普遍不达标。煤粉燃烧是先进的燃煤技术，具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等优点，实践证明，煤粉燃尽率达98%以上，锅炉运行热效率达88%以上，与传统燃煤锅炉相比，可节能35%。同时，我国还有几个比较综合型的大问题，工业锅炉技术基础工作比较薄弱，管理水平、工艺水平落后，制造厂家多且生产能力低，难以形成规模化生产等，所以，我国如果想解决工业炉的问题，还需要进行多方面的整治。
3热能与动力工程在锅炉运行中的科技创新
3.1锅炉燃烧控制技术的创新
如何有效地调节能量转换是锅炉燃烧控制中的重要部分。早期工业生产中，我国的锅炉填充燃料绝大多数是采取人工添加的方式，从而保障锅炉相关工作的正常稳定运转。不过，随着科学技术的发展，绝大部分企业已从人工填料方式向步进式的自动化转变，而连续控制系统是主要的锅炉燃烧方式，其主要由各种气体的分析装置及燃烧的控制器等部分构成，通过热电偶的有效检测来设定合理数值，再利用计算机准确计算出所测数值偏差，从而保证输出结果的准确性，与此同时，还能够有效且合理的对锅炉燃烧进行控制。
3.2锅炉风机的仿真类翼型叶片
由于锅炉内部的风机结构复杂、运行精密，因此给实际测量带来一定的困难。目前我国尚未有科学且完整的体系来完善锅炉的叶轮制造及运行发展。如果想要获取准确有效的数值，就应通过实验模拟的方法对机械内部的气体流动进行有效评估，模拟空气以不同方式出入风机时的相关流动分离。最后，再利用计算机对这些数值进行模拟设定，采用模拟实验方法的主要目的是分析在不同速度情况下所得到的矢量图，将多组数据进行比较后，确定出锅炉风机翼型边界层分离及攻角之间的关系，从而进行深一步的研究。
4.锅炉领域中热能与动力工程应用的综合评估
热能与动力工程使煤炭资源得到充分利用，降低了锅炉使用过程中燃烧煤炭所排放的有害气体的数量，有利于节约资源与保护环境。另外，热能与动力工程研究的是技术问题，因此提高了锅炉领域的技术。热能与动力工程在锅炉领域的应用给锅炉领域带来非常明显的变化，随着社会的发展，热能与动力工程在锅炉领域当中还将发挥更大的作用，而面θ嗣嵌匀饶苄枨罅坎欢显黾拥那魇疲如何提高热能动力的使用效率，锅炉领域还要进一步探索这个问题。
5.结束语
热能与动力工程在锅炉领域当中的应用促进了锅炉领域的进步，提高了资源的使用效率，对于缓解当前的能源危机意义重大，有利于减轻环境污染。在建设资源节约型与环境友好型社会的背景下，热能与动力工程的应用成效不仅表现在锅炉领域，在其他领域当中也有体现。锅炉领域在看到热能与动力工程为本领域带来的可喜变化的时候，也要留意热能与动力工程带来的负面影响，锅炉领域不能只依靠热能与动力工程来促进本领域发展，要积极开拓创新，不断借鉴国内外成功经验，引进先进技术，消除阻碍自身发展的因素，保证锅炉高效运转，只有这样，才是获得可持续发展的出路。
参考文献
热动力工程技术篇9
关键词：热工自动化；电力行业；应用；发展
中图分类号：tm76文献标识码：a
随着科学技术的日新月异，我国电厂的科学技术也发生了翻天覆地的变化。其中，电厂的热工自动化技术最为突出，电厂的热工自动化系统的最主要的部分就是控制系统DCS，它在控制结构和控制范围上都发生了极大的改变，监控系统、总线技术和管理系统的投入使用，为热工自动化技术的发展注入了新的活力，热工自动化技术迈向了一个崭新的舞台。
1热工自动化技术的概念
热工自动化技术主要是运用自动化系统控制发电过程的情况下，控制发电过程中产生的数据的测量、报警和自动保护、信息处理等，以求无人操作但能正常运行。为了保障发电设备的安全，在发电厂的设备投入生产的过程时，要对设备的运行状况、投入与产出的比例进行自动化控制，降低重大事故的发生率，同时也减少资金成本投入，扩大了经济效益。一般情况下，电厂自动化系统由自检系统、控制系统、报警系统、保护系统四个子系统组成。
2我国热工自动化技术的应用现状
在二十世纪五十年代初期，我国机组的单机容量较小，并分开设置控制盘，而且还要求工作人员24小时轮流值班进行操作与控制，这一时期，通过传递函数描述的是热工自动化理论的雏形，完全靠手工和人力顶着，生产力低下，设备效率低，空气污染严重，经济效益上不去。
在二十世纪六十年代，再热机组把锅炉和汽轮机连成一个统一的整体，提高生产效率。并开始着手研究利用计算机进行监视和控制的工作，由于当时的计算机的安全性和可靠性都非常低，因此必须保留全套的控制装置和仪表设计，以确保机组正常的运行。这一时期的热工自动化的理论基础是状态空间分析方法，为热工自动化的实现奠定了基础，为计算机引入工业生产的过程中奠定了一个良好的基础，拥有了一个不错的开端。
到了二十世纪七十年代，我国为了提高热工自动化的水平，分别从日本、意大利和法国引进了成套的、单机容量大的再热机组，同时也把先进的自动化监视系统带到了中国，这一时期形成了第三代控制理论。因为电力生产的过程很复杂，再加上受到很多因素的妨碍，给精确数学模型的建立提高了难度，且难度无法想象。
在二十世纪末，我国的电力系统又有了突飞猛进的发展，在电力系统的日常工作和生产中广泛的应用DCS控制系统。在我国的300mw以上的电机组中，大部分都是使用运行时安全性能和经济性能都比较高的DCS系统进行控制。随着pC和DCS的出现，在计算机可视化软件的基础上，工作人员的有效操作有了极大的提高。随着科学技术的发展，DCS和pLC之间的界限也变得越来越模糊不清，甚至有合二为一的趋势。绝大部分的pLC都有通讯接口，这就在一定程度上增加了故障停机的概率，反而对DCS的连入有极大帮助。在管理信息化的过程中，可以把DCS中运行的数据参数输送到miS系统中，进行数据的再加工与共享。
电子技术的迅猛发展，带来了DCS系统的结构变化，DCS系统应用技术向着单元机组的一体化控制系统方向发展，既可以降低故障环节的次数，又可以减少信息传递的途径，从而提高DCS系统的可靠性能和安全性能，为DCS系统的发展注入了新的能量和活力，推动DCS系统的快速发展。
3热工自动化技术的发展前景
国家提出的“可持续发展”战略，热工系统将向智能化、环保化、网络化发展，将不断的减少它的操作步骤，向一体化发展。
（1）单元机组监控智能化
DCS系统在单元机组中的广泛应用，DCS系统的投入使用使机组的监控系统更加完善化。但是，电力行业却没把机组监控提高到智能化的程度，依然费时费力，工作效率也不高。虽然我国的化工、冶金行业都广泛运用智能化监视控制系统，并大大提高了经济效益，但是，智能化的监视控制系统在我国电力行业中的应用还是一个新生事物，属于刚起步阶段。随着电子技术的不断发展，电厂的单元机组将向智能化、自动化发展，这是不可避免的发展趋势。因此在电厂未来发展的过程中，单元机组监控智能化在电厂应用会越来越广泛，这是社会进步与经济发展的具体表现。
（2）过程控制优化软件广泛应用
电厂热工自动化控制技术将沿着提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标的方向发展。在二十一世纪的今天，电力行业的竞争激烈程度不断加剧，通用性强、易操作的优化控制专用软件在电厂的应用中颇受好评，并得到进一步的发展与推广，优化控制专用软件的经济效益非常明显、安装操作非常简单方便、通用性又非常强。SiS系统与生产实际相结合，进行技术创新，使自身的应用技术向着成熟化发展，在信息技术的应用中发挥着比较明显的作用，以确保电厂安全、高效、环保运行。
（3）现场总线与DCS互相依赖生存
在未来电力行业的发展过程中，现场总线总是与DCS系统、pLC系统的联系紧密，密不可分。它们之间相互依赖共同生存，共同发展。以DCS系统和pLC系统为基础，现场总线能够很好的扩大自身的应用空间，而DCS系统和pLC系统则要依赖现场总线来达到完善自身的功能的目的。
（4）监控系统趋向集中化
过去通常情况下，一个集控室是由一台或者两台的机组使用，电子室又被分成很多个小型的电子设备间，分布在主设备的周围，其目的主要是为了节省电缆，这就导致了每个电厂都会有多个辅助车间存在，加大了日常工作的工作量。随着计算机技术的不断更新，管理水平也在不断的提高，机组容量不断扩大，也就导致了全厂的单元机组容于一个控制室，监控系统趋向集中化发展。由于电厂单元机组的电子设备间越来越集中，使用i/o柜的配置方式来分配现场的监视信号，它们大多都是远程的，例如：浙江省国华浙能宁海发电厂的四台机组由一个控制室进行监控，使单元机组电子室比较集中，促进了机组运行管理水平的提高，减少了工作量，提高了经济效益，获得了科技创新的国家金奖。
（5）无线测量技术的运用
无线测量技术在电力行业的运用，不仅能对运行的过程实施监视和控制，而且还能够获得必要的关键信息，通过对各种信息的整合分析，最后进入DCS系统。既能够节省大量的资金投入，又能够推动和改善自动化技术的发展过程。例如供热和污水区域的测量等，这些对工作人员身体健康产生不良影响的工作区域，都可以采用无线测量技术进行远程的监控，既能改善工作人员的工作环境，又能获得日常工作所需要的数据，一举两得，何乐而不为呢。
（6）热工自动化系统的可靠性提高
热工自动化系统的软件和硬件的性能与质量都存在着非常大的矛盾；逻辑控制的完善性和合理性也存在着严重的不足，至于热控人员的检修和维护水平就更不用说了，更是存在着一些问题和安全隐患，这些存在的问题和不足，就导致了热控保护系统引起的机组跳闸事件发生率不断攀升。电力企业面临着严峻的考验和生产危机。随着市场竞争激烈程度的不断加深，电力行业要牢固树立并按照“安全第一，预防为主”的方针执行下去，在秉承效益优先原则的同时，不忘生产的安全，从热工自动化系统的可靠性开始入手，不断进行先进技术的研究，以创新技术为目的，实现热工自动化系统的不断发展与进步。
（7）机组检修、运行以及维护方式将改变
随着电力市场竞争的不断激烈，电力企业将改变机组检修、运行以及维护方式。为了实现经济效益大幅度提高的目的，电力企业除了多多提高发电量以外，还得提高机组的利用效率，缩减生产人员的日常配备，加强与设备检修企业的联系，利用他们所具备的专业知识来提高电厂的劳动生产效率。因此，电力企业将不再聘用检修维修人员，机组检修、运行以及维护方式将被彻底改变，检修维修工作社会化是电力行业提高经济效益，减少资本投入的有效途径。DCS系统向各个功能领域渗透它的一体化，重新调整与明确将电厂内的分工，使电力企业不断协调化与信息化。
（8）推广辅助车间系统集控
随着经济的不断提高，发电厂也在不断的发展与完善，因此对操作人员的素质要求也在不断的提高，辅助车间因此也得到了全面地推广。在全面推广的过程中，辅助车间存在的问题与矛盾越来越突出。辅控系统之间要保持通信信号的不间断性，就得通过多模光缆来确保通信信号的稳定性与可靠性，为了避免不必要的麻烦，各辅助控制系统的通信接口协议和物理接口，应事先规定好各接口的型号，最好能够统一接口型号。在选择辅助车间的控制系统时，为了操作简便，最好也是选用统一的人机界面以及操作方式，使得各个系统都能够方便、快捷的进入Bop网络。电力行业的应用设备也将向着统一化、简便化、一体化、智能化、灵活化发展。
结语
从总体而言，热工自动化系统向着智能化、一体化、透明化和高速化的发展趋势，是社会进步与科学技术发展的必然结果。现代控制理论在电力行业的投入使用，是对热工调节系统指标的一个巨大的挑战，计算机技术在不断地创新，故障信息系统也随之不断的更新发展。热工自动化系统中的DCS系统的应用，不仅完善了热工自动化系统的安全性与稳定性，更是提高了生产效率，还降低了成本投入，改善了工作人员的工作环境，确保了电力行业生产与运行的安全性。
参考文献
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热动力工程技术篇10
【关键词】热能与动力；应用；创新
0引言
热能与动力工程是一项新兴的科技项目，其在应用中主要的作用就是高效节能，降低能源消耗。热能与动力工程科技在不断发展过程中实现了对资源的合理使用，减少了不必要的损失，同时，也避免出现了人力资源的浪费。热能与动力工程不仅仅能够提供能源的使用效率，在经济效益方面效果也非常好，对社会经济的发展也具有很大的促进作用。
1热能与动力工程简介
在我国热能与动力工程其是多门科学技术的综合，其中包括现代能源科学技术，信息科学技术和管理技术等，在这之中涉及的有热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、能源高效清洁利用以及新能源开发等等工作，随着改革开放的全面深化，水利水电工程与热能动力专业相结合，确切地说，水利水电工程专业并入后者之中，由止盼成了热力发动机、热能与动力机械、制冷与低温技术和水利水电动力等不同的专业。从专业角度来看，热能与动力工程内容庞大，涉及电子、电力和计算机等多等踌斗，自动化水平高。因此，该专业的课程设置，应与社会发展相适应，可满足生产的需要。
热能与动力发展现状目前，中国已成为世界最大煤炭生产国、消费国，众所周知，中国的能源结构以煤炭为主。现阶段，由于工业发展的影响，中国环境问题非常严重，随着人们环保意识的提升，热能与动力专业面临较大的经济、社会发展压力，因为煤炭污染的开发和利用是环境问题的主要原因。随着经济发展的转型升级，对能源资源，特别是电能的需求上升在新形势下，如不提高煤炭能源利用率，环境问题将会变得更为严重可能成为绍齐社会发展的巨大障碍。同时，中国作为世界第二大石油进口国，对国外石油依赖胜逐年上升，所有这些均使得中国能源安全面临巨大考验。长期以来，中国实宁科助夕型经济发展，技术水平低，能源利用率与发达国家相比，低30～40个百分点，差距比较大，导致在经济发展过程中，环境亏染问题无法有效避免。因此，在能源利用中，推产先进节吠刹支术、可再生能源与新能源，提高资源利用率，任务繁重。中国政府虽大力倡导发展新能源技术，投入了大量的支持资金，但由于新能源技术研发的见效慢，因此短时斯内还无法改变现行的能源结构，生态环境面临的压力依然比较大。通过分析可知，中国热能与动力工业发展形势严峻，在发展中面临巨大挑战。同时也意味着，在未来发展中中国需要大量热能与动力工程专业人才，人才的发挥空间大。
2热能动力的应用
2.1热电厂中的应用
当下，对于循环流化床锅炉的控制问题众多国内外的学者和专家一般通过两方面进行研究：一方面是通过运用智能控制的理念，采用预测控制、模糊控制、专家系统、自适应控制等方法对循环流化床的控制进行研究；第二方面是改进现阶段被普遍采用的piD控制器，进一步加大piD控制器的鲁棒性和解耦性能。
2.1.1改进piD控制
当下的工业领域中，约有90%左右的控制是采用piD控制器来实现的，因其结构相对简单并且鲁棒性也较好。现阶段DCS系统被一些自动化公司运用在循环流化床锅炉中，但也是通过piD控制器对其进行控制。但piD控制器的解耦性能和鲁棒性基本上不能满足循环流化床锅炉的控制需要，因此导致这些控制系统的控制性能普遍降低。
2.1.2预测控制
控制输入结构成为预测函数控制的关键因素，对于建造的模型进行实时预测，因此跟踪能力和鲁棒性将会得到提高，此种方式适于控制循环流化床锅炉。采用多模型自适应方法，提出了一种多模型预估控制方案，对循环流化床锅炉的主汽温控制对象进行了研究，仿真效果良好，进而将其应用于床温控制。
2.1.3模糊控制
模糊控制作为一种智能的人工控制手段，其基本理论是以模糊集合理论为基础，从而进一步的模拟人的表达方式、推理方法使得智能控制，模糊控制的算法比较的简单，且其性能相对优良，具有较强的鲁棒性，对于难以运用数学模型进行精确描述、延迟时间比较长的系统具有明显的特点，将会为循环流化床锅炉的控制问题提供了很好的解决方案。
2.2锅炉中的应用
锅炉主要由两个部分组成，一个部分是外壳，另外一部分是电器控制系统。在锅炉中，底壳的主要功能就是固定锅炉，然后进行燃烧，在底壳上还要安装一些控制锅炉的控制部件，这样能够保证锅炉具有非常良好的保护功能。在锅炉中，底壳是非常重要的组成部分，也是保护锅炉正常运行的关键部分。近年来，随着科学技术的不断发展，热能控制过程中应用了很多的先进技术，全自动控制转换系统已经慢慢实现，利用计算机能够对锅炉进行智能控制，同时，能够提高锅炉的运行精密度，使其在进行燃烧时能够更加的均衡。
燃烧控制技术，锅炉燃烧中产生的能量如果能合理使用，可以帮助电气企业缓解能源紧张的局面。目前锅炉种类很多，使用的燃料也在发生变化，随着技术的进步，可以研究出更加有效的燃料。要实现对燃烧的控制，可以从锅炉的温度和燃烧数值方面进幸予周节二要控制锅炉的温度需要把空气和燃烧结合起来一起调整，这种调整需要控制的因素太多，需要分析各方面的清况。对于空气和燃料的调节需要进行多次试验，才可以保证这种方法有效。还可以根据燃烧清况控制空气和燃料，这种方法的技术要求很高，需要分析的数据也非常多二通过分析收集的数据得出最终的结论，可以保证它的有效性。
3热能与动力工程的未来发展
从实际清况看，热能与动力工程专业就业前景被看好，工业的发展使其就要前景乐观，从近年就业市场上能够看出，该专业学生处于供不应求的局面，占据主动。目前，中国就业形势严峻，高校毕业生就业压力不被看好，一些理科学生选择热能与动力工程专业，这就足以说明该专业就业前景好。由于热能与动力工程的专业幽虽，从近年的就业市场来看，市场上大量缺乏技术型人才，技术人才待遇较好，在工资、福利等方面均比其他专业高，由于该专业在能源、环保和航空航天等领域应用普遍，因止比扰业不成问题，收入也十分罕见。
4结语
在研究热能和动力工程时，可以针对他们创新方面存在的问题进行改造，把影响因素控制在一定范围内，不会影响热能和动能的使用还可以对应用热能和动能的设备进行创新。可以根据设备的应用途径和功能进行改造，提高设备利用能源的效率，进而研发出新型能源，缓解当今能源紧张的情况。
【参考文献】
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