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【關鍵詞】 熱能動力 能源 鍋爐仿真
隨著科學技術的迅速發展,我國熱能和動力工程在方面已經取得了很大的成就,為了保證技術的完善性和全面性,還需要進步的研究和改進。而在工業發展過程中鍋爐成為其重要的熱能動力設備,但是鍋爐煙氣排放會造成一定的環境污染,同時也增加了排煙管的熱量。本文主要針對熱能動力在鍋爐和能源中的發展情況進行分析和概括。
1 熱能動力工程的研究發展方向
熱能動力工程的研究也是科學領域中重要應用型專業,主要針對熱能源和動力的發展方向和應用型進行詳細的分析和研究。由于其專業的重要性,我國基本上有上百個院校已經開設了有關專業課程,以此培養關于此方面的科學型人才。現代化熱動能專業是依據舊版的流體機械工程和熱能工程以及動力機械、水利水電工程、能源工程等結合而成。熱能動力屬于機械工程研究項目,主要學習的內容是有關機械類、熱動工程、工程熱物理等的知識理論技術。并通過理論力學、傳熱學、電子電工技術、工程制圖、熱工測試技術等的專業學習方向和相關研究發展方向讓學習或研究人員能夠具備工程熱力學、傳熱學和熱工測試等熱能動力工程理論方面的知識和實驗技能。從而熟悉的掌握制冷裝置、動力機械工程等能夠準確的制定設計制造實驗研究方向。
并且就業面比較廣,其中包括電廠熱能自動化、電廠熱能工程、工程熱物理過程以及流體機械自動化等的發展方向。現代化動力工程的基本訓練內容就是熱能動力學,由此可以看出,熱動是現代化動力工程的基礎。在上述基礎上熱能動力就是一個比較寬泛的專業知識體系,發展和研究的空間比較大,能從多角度,多方面進行分析探究。
2 熱能工程技術在能源方面存在的問題
能源動力工業化發展與我國國民經濟建設有著密切的聯系,也是我國支柱型產業。能源問題越來越受全球人類關注,能否再生,能否采用更好的方法節約能源,體提高能源的利用率等已是當前社會各界談論的熱點話題。能源的發展利用涉及到我國多個領域和大型企業高科技技術應用,是國家經濟發展和社會整體發展的重要命脈。
風機是一種有有多個葉片的能進行軸旋轉的機械,能將施加在葉片上的旋轉能轉化為機械能,實現氣體的流動,并應用于工程機械。風機的應用及其廣泛,如發電廠、工業爐通風、車輛、船舶等用來排熱、引風等的作用。現代化發展過程中電站的容量也在不斷增加、并且運轉速度也越來越高、要求效率高無心愛你路故障發生、同時要向自動化方向發展。對此電機在電站的使用性能要求也越來越高,不僅要安全可靠、還要提高運行效率,避免在運行過程中出現葉片和旋轉軸損壞或是電機燒壞等的現象,以免長期下去造成事故發生,甚至是經濟損失嚴重。
3 爐內燃燒控制技術
隨著科學技術的不斷完善和提高,工業技術計算機控制系統也不斷的向自動化發展,逐漸轉變成為一種具有先進高科技技術含量的信息監測系統,在設備的管理水平方面有了顯著的提高。工業爐中的連續加熱爐也得到了實際應用,改變以往的燃料燃燒和能源消耗的轉化熱量應用,使得生產技術工技術得到了有效的提高和發展。
工業爐中燃料的控制技術很重要,高科技的自動化控制系統在各個領域中的廣泛應用已經逐漸替代了傳統的手動控制。目前現代化連續加熱爐爐型主要為分兩種,其中推鋼式加熱爐可以采用燃料自動控制的方式進行加工。
推鋼式加熱爐自動控制系統方式主要分為兩種空燃比例連續控制和雙交叉限幅控制。雙交叉限幅控制系統主要是通過系統中安裝的溫度傳感器將系統檢測到的溫度轉變成一種信號,其信號的數據值就是實際溫度。該系統的組成部分包括燃燒控制器、燃氣流量閥以及燃氣流量計等主要構件。空燃比例連續控制系統是通過氣體裝置將將所要檢測的范圍進行合理的檢測,然后將所檢測的數據傳輸給PLC編程技術,并將之前設定的值進行比較,最后將分析得出的數據值按照4-20mA的電信號分別對燃氣或是空氣閥、動力閥的開度做以適當的調整,以此有效的對燃爐中的燃氣比例和溫度進行合理的控制。該系統的主要組成部分包括,PLC編程技術、空氣或燃氣比例閥、燃料控制器、氣體分析裝置等。兩種方式共同的特點就是燃料控制器都是其主要組成部分,也是現代化工業燃爐自動化控制系統中不可或缺的重要裝置。
4 關于軟件仿真鍋爐風機葉片的研究
工業鍋爐中的風機葉片旋轉的的內部機械流場具有較強的不定性,比較復雜。因此,對鍋爐風機進行詳細的實驗研究比較困難,其中涉及的細節比較繁瑣,在當前研究成果中對其力學解釋和分析方法還不夠完善。一些關于鍋爐研究中的流動分離等現象,是目前迫切研究的重要內容。研究過程中需要建立比較可靠的實驗模型和數值模擬,以此對機械流場內部作以詳細的分析。為了準確的對鍋爐風機葉片旋轉的空氣流動情況進行探究,利用軟件建立二維數值模擬實驗的方式。其軟件數值模擬實驗首先要創建二維模型,然后再根據所提供的數值劃分成網格的形式,再設定邊界區域,利用這些相關條件對輸出的網格進行求解,求解過程中可以利用求解器。最后將求解出的結果在建立一個二維數值模擬,對空氣來留角下的流動進行模擬求解,將得出的結果與速度矢量圖做以分析比較,得出鍋爐風機葉片分離和攻角之間的關系。
5 結語
上述主要是對熱能動力工程在鍋爐和能源方面發展情況分分析和探討,進一步說明了熱能動力在現代化科技研究中的重要性和各領域應用的廣泛性。
參考文獻:
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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,難以形成規模化生產等,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
【關鍵詞】熱能動力工程;鍋爐
一、關于熱能動力工程
熱能動力工程就是“熱能”與“工程”之間關系的引發的相關應用實體機械與工程。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。目前,國內熱能動力工程的主要應用與熱電廠、空調制冷方向以及部分流程的自動化方向,未來的發展趨勢也將立足于這些具體的應用來進一步解決相關能源應用的問題。從上述我們可以看出,熱能動力工程主要解決我國工業生產生活中的最根本的動力問題,由此熱能動力工程的相關發展與國民經濟的進一步發展息息相關,熱能動力工程的改革將對于我國可持續發展道路起到重要的作用。
目前,熱能動力工程的應用范圍非常普遍,部分企業引入了熱能發電機作為企業的供電設備。本文中所探討的鍋爐,其主要涉及了熱力發電機、相關的熱能轉換動力機械等方面的技術。
二、關于鍋爐的相關構成
鍋爐根據其功能的不同和燃燒材料的不同可以分為很多種類,不同種類的鍋爐為了滿足不同的生產生活需要,在構成方面存在一定的差異。但是,其主要的外殼以及核心的前期控制部分是不變的。鍋爐的外殼對于整個鍋爐來講是一個“外表”,鍋爐在工作過程中利用這個“外表”對自身進行固定,并且防風防灰塵的襲擾。 鍋爐的組成由煤粉制備系統、燃燒器、受熱面、空氣預熱器等主要部分組成,鍋爐的受熱面還用于固定鍋爐的燃燒部分,也就是燃燒器,煤粉燃燒器是將煤粉送入爐膛進行燃燒的設備。燃燒器分為兩種:
1、旋流式燃燒器:攜帶煤粉的一次風和不帶煤粉的二次風分別用不同管道與燃燒器連接。煤粉與空氣能充分混合并形成回流區。每臺鍋爐可配置4~48只燃燒器。
2、直流式燃燒器:噴口成狹窄形,其一、二次風在燃燒器中都不旋轉。煤粉在其中能完全燃燒。
受熱面分蒸發受熱面和過熱受熱面。現代大、中型鍋爐均以水冷壁構成爐膛,由此水冷壁(即受熱面)吸收爐內輻射熱使水蒸發成飽和蒸汽。為不增加爐膛容積而增加輻射受熱面,大型鍋爐可采用雙面曝光的水冷壁。過熱受熱面可分為布置于爐膛上部的屏式過熱器受熱面和布置于對流煙道內的對流過熱器受熱面。前者吸收爐內輻射熱;后者吸收對流熱。
空氣預熱器裝于鍋爐煙道尾部,用以回收煙氣余熱,提高助燃空氣的溫度。高參數、大容量的鍋爐為提高熱風溫度(>300℃),常需使空氣預熱器與省煤器分級交叉布置。
鍋爐中還有一個很重要的部分就是其電器控制器。電氣控制器對于鍋爐來說就相當于“大腦”,通過“大腦”來控制鍋爐內部的主要活動。隨著科技的不斷發展,鍋爐的電氣控制器已經與信息產業相結合,產生了微電腦控制的自動控制模式,一改傳統的人力操作,在溫度的精確程度、恒溫性方面得到了很大的改善。
三、在鍋爐使用方面存在的問題
目前,鍋爐方面存在的問題主要集中在鍋爐的風機。風機是鍋爐進行熱能與動能轉換不可缺少的一部分,主要是利用風機的旋轉,來提升鍋爐內部的大氣壓力,由此壓縮后的氣體運送到企業安裝制定的機械中,氣壓恢復正常時原本被壓縮的膨脹,進而形成機械運作的動力。風機的工作地點主要是在鍋爐的內部,但是由于企業生產壓力的增加,往往鍋爐都是超負荷的運轉,由此風機經常出現燒壞電機的情況。燒壞電機不僅僅直接造成了企業的經濟損失,對于操作人員的人身安全也造成了極大的威脅。因此,對于風機的改造就需要利用熱能動力工程的相關技術,提高鍋爐的安全性、避免出現安全問題刻不容緩。
四、熱能動力工程爐內燃燒控制技術運用
在實際的操作過程中,對于能量轉換環節的控制時工業爐或鍋爐對于動力燃料燃燒控制技術的核心。隨著時代的進步,傳統的人力添加燃料的模式已經無法滿足實際工廠生產的需要,由此自動填充模式成為了主流。部分大企業引入的國外設備已經能夠實現整個流程的全自動化,微電腦操作系統完全實現了對于燃燒的控制。根據控制技術的不同,目前將鍋爐的燃燒控制系統主要分為了一下兩種。
(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。目前,空燃比里連續控制系統主要是利用鍋爐內部相關燃燒數據的分析傳入可編程的邏輯控制器,通過邏輯控制器對于向比例閥傳輸電子信號,對其開放程度進行調控,由此來控制鍋爐內部的溫度。但是,受到科技發展的局限性,目前利用空燃比里的連續控制系統在具體操作過程中,其對于溫度控制的準確度沒有達到預想的目標,還是需要專業技術人員的操作干涉。
(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。
(3)軟件仿真鍋爐風機翼型葉片 。由于鍋爐葉輪機械內部流場非常復雜,并帶有強烈的非定常特征,進行細致的實驗測量非常困難,目前尚沒有完善的流體力學理論解釋諸如流動分離、失速和喘振等流動現象,這就迫切需要可靠詳細的流動實驗和數值模擬工作來了解機械內部流動本質。將利用軟件對鍋爐風機翼型葉片進行二維的數值模擬,研究空氣以不同的方向流入翼型葉片入口所造成的流動分離。根據數值模擬的一般步驟:創建二維模型,進行網格劃分,設定邊界條件和區域,輸出網格,再利用求解器求解,對不同空氣來流攻角角下的流動進行二維數值模擬。在得到模擬結果后,對不同攻角下模擬所得到的速度矢量圖進行比較分析,得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。
五、結束語
隨著科學技術的不斷發展和進步,使得熱能動力工程也有了進一步的發展,同時也促進了我國熱力發動機行業的發展以及一些新興行業的發展。另外,熱能動力工程在能源和鍋爐中的應用,也因為經濟的發展和技術的進步得到了廣泛的應用。隨著熱能動力工程對日常生活的重要作用,希望相關的研究者更加的努力,繼續在能源和鍋爐的應用中發掘新的功能,進一步的滿足人類的需求。
參考文獻
[1]王強.淺談熱力動力工程在鍋爐和能源方面的發展狀況[J].科技致富向導,2014,18:87.
關鍵詞:電廠;熱能與動力工程;應用
前言
電力資源可以說是當前我們使用最為頻繁的一種能源,而電廠作為電力能源的產出企業其重要性不言而喻, 在電廠的相關工作中因為其工作的特殊性,其所消耗的能源也是比較多的,這就要求我們在電廠的工作中盡可能的采取措施做好節能工作,本文就重點針對電廠中熱能與動力工程的運用進行探析。
一、熱能與動力工程
熱能與動力工程其實主要就是涉及到了能量的相互轉化過程,尤其是在具體的電廠生產過程中,必不可少的會產生較多的熱能,而這些熱能并不是我們需要的,只有電能才是我們需要的一種能源,所以我們要盡可能的把這種不需要的熱能轉化為電能,這也就是熱能與動力工程所能夠起到的作用,在具體的能量轉化過程中,該技術的實施能夠首先把多余的熱能轉化為動能,然后把這些動能通過必要的裝置來轉化為我們需要的電能,在此過程中就完成了熱能到電能的轉化,無形中相對于原有的電能產出來說就提高了電能的數量,進而也就相當于提高了電廠生產的效率。但是具體來說,熱能和動力工程的實施較為復雜,不僅僅涉及到的知識內容較為復雜,其操作流程也比較繁雜,這就對我們相關的技術人員提出了更高的要求,電廠技術操作人員必須把握好熱能和動力工程的技術操作要點,切實提高生產的效率。
二、電廠中熱能與動力工程應用的必要性
合理的運用熱能和動力工程技術能夠提高電廠的生產效率,其實這也就是我們采用熱能和動力工程的最為主要的意義,但是除此之外,對于熱能和動力工程的應用還具備較強的必要性:(1)首先是對于電廠企業自身來說,合理的運用熱能和動力工程對于自身生產效率的提高也就相當于提高了自身的核心競爭力,這就有利于電廠在當前競爭越來越激烈的電力市場中獲得更好的發展機會,也能獲得更高的生產利潤,對于電廠自身的發展意義重大;(2)其次,對于我國的能源和資源現狀來說,在電廠生產中利用熱能和動力工程也是極為必要的,我們都知道,能源短缺是當前我國的一個普遍現狀,尤其是對于當前消耗能源較大的火電廠來說,其生產效率的提高也就相當于節省了能源的使用,這對于緩解當前我國能源短缺的現狀是極為必要的。
三、電廠中熱能與動力工程運用的技術措施
在當前我國的電廠生產過程中,對于熱能和動力工程的應用已經不算罕見,但是其具體的技術操作過程仍然存在著較多的問題,這些問題的存在也是今后我們關技術人員需要關注的核心內容,下面我就結合具體的技術操作過程從降低調壓消耗、恰當的調配選擇與工況變動、加強調頻技術操作、合理利用重熱等三個方面進行簡要的技術探討。
1.降低調壓能耗
在具體的電力生產過程中,因為發電機組在工作過程中會出現相應負荷的變化,而這種變化就很可能造成電廠生產效率的下降,基于這一原因,加強對于發電機組壓力的調節,保障機組工作的穩定性就能夠切實提高發電機組的效率,這本身是沒有問題的,但是具體到調壓過程來看,企業會產生一定的能量損耗,針對這一損耗,我們也必須采取必要的措施來降低損耗的大小,盡可能的提高生產效率,經過多年的實踐研究發現,導致這種損耗較大的原因有兩方面,一方面是因為發電機組本身設計存在問題,進而導致在調壓過程中產生較大的能量損耗,另外一方面則是技術人員在調解過程中沒有能夠及時準確的做出調壓操作,進而導致損耗增加,因此,加強技術人員的技術培訓,提高其操作的水平極為必要。
2.恰當的調配選擇與工況變動
在電廠中運用熱能和動力工程還需要我們恰當的調配選擇與工況變動,在當前我國電廠發電中大多是采用并網運行機組來進行的,在并網運行機組的工作中常常會出現調頻的現象,其主要是指并網運行機組在運行中自動的針對電網中的負荷進行調節以應對電網頻率的變化,這種現象的存在在很大程度上提高了電力調度員的工作難度,針對這一現象我們必須進行相應的調配和變動,也就是進行二次調頻,二次調頻主要分為兩種,即自動和手動,在當前的電廠運行中大部分都是采用自動化的二次調頻就能夠起到相應的效果,但是也存在一些特殊現象,當自動調頻已經無法使頻率恢復到正常狀況的話,就需要我們手動進行相關操作,以維護頻率的穩定, 在此過程中還涉及到了焓降的變化,也正是因為該過程能夠有效的控制焓降才能夠有利于我們發電效率的提高,這當然必須依賴于恰當的調配選擇與工況變動。
3.加強調頻技術操作
針對當前的并網運行機組發電過程來看,為了保障整個發電過程中電網頻率的穩定性,做好相應的調頻措施是至關重要的,就目前的電力發電過程中的調頻過程來說主要包括兩個步驟,其中,一次調頻是整個發電機組自動完成的,不需要人為的進行技術操作,但是很多時候這種一次調頻過程很難滿足發電需求,所以需要進行二次調頻,二次調頻就需要相關的技術人員進行準確的操作,當然也存在一些電力發電機組是采用自動化的手段進行二次調頻,但是效果并不理想,人工手動調頻的效果是最佳的,但是前提必須是相關的操作人員具備較強的操作水平和技術能力,這就是今后我們需要加強培訓的一個主要方面。
4.合理利用重熱
當前的電廠生產過程中,多級汽輪機是常用的一種設備,而對于多級汽輪機來說,其在應用過程中必然會產生較多的熱量,并且每一級都會產生熱量,這些熱量是我們不需要的一種能量,也是需要我們利用熱能和動力工程進行轉化的一種能量,對于這些熱能的轉化來說,其轉化效率至關重要,也直接決定著整個電廠的生產效率,而在具體的轉化過程中,合理的利用重熱現象就能夠在較大程度上提高熱能的轉化效率,具體來說,上一級的熱能轉化過程中所剩余的熱能或者是轉化過程中所產生的熱能可以在下一級得到重復利用,這種重復利用的手段就在較大程度上提高了能量的轉化效率,對于具體的技術操作人員來說,至關重要的一點就是恰當地確定重熱系數,一般說來,重熱系數都是在0.04-0.08之間,但是具體如何確定還需要相關技術人員根據實際情況確定,這就考驗著相關技術操作人員的技術水平和專業知識。
結語
綜上所述,文章著重分析了電廠中熱能與動力工程的應用。總而言之,在當前我國的電廠發展過程中,相關管理人員越來越重視電廠生產的效率問題,相關技術人員也正在想方設法的提高自身的技術管理水平,革新技術操作手段和方式,應用恰當的技術來提高電廠生產的效率,因此,在今后的電廠生產實際技術操作過程中,我們就應該針對熱能和動力工程的應用加強相關的技術操作研究,切實提高相關技術人員的技術操作水平,保障電廠生產效率的提高。
參考文獻:
[1]崔瑤.時代背景下熱能與動力工程在電廠中的改革與創新[J].科技與企業,2014(13).
關鍵詞:能源與動力工程;生產實習;教學改革
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)33-0118-02
生產實習是高等院校工科類專業重要的實踐性教學環節,生產實習的質量直接關系到學生的實踐能力、創新能力及綜合素質的培養過程。[1,2]在能源與動力工程專業的教學計劃中,生產實習尤為重要,旨在將專業理論知識與工業現場相結合,使得學生對發電廠設備的啟停、運行以及日常的監控維護方法及程序有一個較為深入的了解。學生通過生產實習,能夠提升學生綜合運用各學科知識的能力,分析和解決實際發電廠運營問題的能力。[3]為了培養獨立從事能源與動力工程行業的應用型工程技術人員,適應21世紀創新型人才、復合型人才的社會需求,結合近年來指導的能源與動力工程專業生產實習的實踐經驗,對該專業生產實習教學模式做了一些新的探索。
一、能源與動力工程專業生產實習教學改革的必要性
目前三峽大學能源與動力工程專業分為熱動和水動兩個專業方向,熱動方向的學生主要在熱力發電廠完成生產實習任務,水動方向的學生則在大型水電站完成生產實習任務,實習時間均為2周。基于能源與動力工程專業的人才培養方案,目前的這種實習模式基本能夠完成培養方案規定的生產實習內容,但也存在一些不足亟待改進。
1.實習基地建設需要加強
三峽大學能源與動力工程專業與大型水力發電廠、熱力發電廠進行合作,建立了穩定的校外實習基地。目前,開設能源與動力工程專業的大部分高校生產實習都集中安排在大三下半學年或大三結束時進行。在這期間,各個電廠除了接待能源與動力工程專業的學生之外,還需接待電力系統及自動化專業、自動化專業、化學專業、管理專業等與電廠運營相關的其他專業的學生進行生產實習任務,這直接導致了短時間內大部分學生集中涌入各個發電廠。而現代的大型發電廠 一般都是大容量、多參數集中控制,接待能力十分有限。同時,各個發電廠受生產任務、安全指標、經濟效益等多種因素的制約,一般也不愿意接待大批學生進行生產實習。這樣,最終使得學生的實習內容受到限制,實習計劃難以實施,實習過程比較草率,實習效果一般,難以達到鍛煉學生,提高學生綜合能力和創新能力的目的。
2.實習形式單一
三峽大學能源與動力工程專業的校外生產實習沿用了其他工科專業普遍采用的實習形式,即由專任教師組織學生去各個發電廠進行參觀式學習,各個發電廠抽調技術骨干對鍋爐、汽輪機、化學與水系統、除硫除塵裝置以及電氣設備等各個系統進行講解。通過這種方式,以期學生對發電廠的整個運營流程有初步的了解,對電廠的日常維護、運營監控以及問題處理方式有一定接觸。然而,在實習過程中,各個發電廠抽調的技術骨干有的善于表達,有的不善表達,并且他們對學生專業知識的掌握情況也不十分了解。實習內容的設置比較有限,實習內容的講解也受限于講解老師的經驗水平,學生在實習過程中很難有機會深入細致地學習,學生的創新能力、綜合能力難以得到有效提高。
3.實習內容不盡合理
由于電力行業管理嚴格,對員工的綜合素質要求極高,而對學生而言,鮮有機會上崗操作,學生的生產實習過程與校園內的課堂學習無異,依舊沿于聽老師講解,看老師操作,很難掌握電廠設備和系統的啟停、運行及事故處理的方法。整個實習的內容也與課堂上的教學內容也有較大的重復性,而這些常規性實習內容很難激發學生的學習興趣和創新意識,不能有效地培養學生的創新精神和工程實踐能力。同時由于實習學生在一家單位的停留時間十分有限,一般為1周時間,實習單位客觀上也難以安排完整、全面的實習內容。此外,電廠在運行過程中,電力事故的發生偶然性太強,學生在短時間內接觸到的幾率很小,對電廠的事故處理及分析方法還是只能聽老師講解。
4.實習考核標準軟化
在現行的生產實習模式中,實習指導教師及發電廠的技術骨干處于主導地位,學生處于被動接受的地位,實習指導教師及發電廠的技術骨干商討確定好相應的實習內容,學生跟隨教師的節奏完成實習任務,該方式很難激發出學生的主觀性和創造性。在實習過程中,發電廠的技術骨干講解分配的實習內容,其他一切問題包括實習紀律和實習安全等,全靠實習指導教師協調解決。在大班實習過程中,實習指導教師一般為1名或2名,精力十分有限,難以兼顧全部學生,對學生實習缺乏有效指導和監督。實習結束之后的成績評定主要取決于平時成績和實習報告成績,由于很難監控學生的整個實習過程,因此平時成績很難把控,而僅僅依靠實習報告給出實習成績,有失公允,沒有真正考核到學生的整個實習過程。
綜上可知,能源與動力工程專業現行的生產實習教學體系在實習基地、實習形式、實習內容以及實習考核標準等方面都還存在一些不足,難以滿足現代企業所需的厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的創新型人才、復合型人才的培養需求。
二、創新型生產實習教學模式的改革與探索
1.構建虛實結合的生產實習新模式
所謂虛實結合的生產實習模式,即將原來要求在電力生產現場完成的生產實習任務,分成在校內的虛擬平臺和實際電力生產現場兩方面進行。虛擬平臺主要以仿真支持系統為主,內容全面但感性體驗不夠,實際電力生產現場針對性較強,但內容有限,深度不一。通過虛實結合,既能全面了解電力生產過程,又能有較強的感性體驗。
面對能源與動力工程專業生產實習存在的實際問題,采取計算機及其他信息技術進行虛擬實習是一種新的嘗試,目前也已經有了一些成功案例。[4]在學校的大力支持下,三峽大學(以下簡稱“我校”)針對熱動方向專門建立了300MW發電機組仿真支持系統,針對水動方向建立了水輪發電機組仿真演示模型,通過調整生產實習的教學模式,加大仿真教學力度,既能保證實習內容的完整性,又能在一定程度激發學生的實習興趣。
指導教師通過引導學生關注一些仿真實習中存在的問題及處理方案,學生帶著這些問題,在現場實習時通過與技術人員討論,加深理解。電力企業員工也非常樂意與學生進行技術交流,不僅調節了單調的工作氣氛,也提高電力企業職工的基本素質。
2.優化實習內容
根據能源與動力工程專業人才培養方案來制訂具體的實習內容,使得學生實習之后,能系統地了解大型水力發電廠、熱力發電廠等從事運行、管理等方面的工作流程。
我校能源與動力工程專業熱動方向的生產實習內容重點是了解鍋爐設備系統、汽輪機設備系統、脫硫除塵設備系統、化學設備系統及其他與之有關的主要輔助設備和系統的運行特性和維護管理。此外,在仿真實習平臺上主要是掌握機組的啟動、停運步驟,設備與系統的故障模擬、故障分析、故障排除等,了解或熟悉故障發生的前因后果。
我校能源與動力工程專業水動方向的生產實習內容重點是了解水電廠的水工建筑物、水電廠的電能生產過程、水輪發電機組及其輔助設備和電氣設備的作業布置及相互關系,220kV開關站的接線方式及主要配置,廠用6kV系統與發電機組的配接方式、接線方式及廠用電相關配置等。在水電站仿真平臺上,要求學生掌握水輪機的工作原理,水輪機運行、管理、檢修、維護、水輪機選型設計以及水輪機調節系統、水輪機控制系統等。
3.增強實習指導
在生產實習過程中,學生能否有所收獲在一定程度上取決教師的指導水平。為了使實習指導教師更好地發揮主導作用,需要聘請專業基礎扎實,實踐經驗豐富,有較強實踐能力的專業教師對實習學生進行跟班指導。
我校能源與動力工程系以青年教師為主,長期深入電力生產一線的機會比較欠缺,工程實踐能力整體情況還不高。為了使青年教師更好地發揮主導作用,一方面要充分發揮老教師的傳、幫、帶作用,另一方面還需定期組織青年教師深入電力企業生產一線,充分準備實習內容以及實習的重難點,增強青年教師的科研能力和工程實踐能力,提高實習指導水平。
此外,采用虛實結合的實習教學模式后,對實習指導教師的任務加重了,要求提高了,責任變大了,為此實習指導教師盡量做到相對穩定、搭配合理,這樣不僅能保證生產實習的長遠發展,還能夠維持生產實習的課程建設質量。
4.規范實習考核標準
在實習過程中,除了需要通過有效的監管機制保證實習順利實施之外,還需采用有效的激勵機制對學生的實習表現進行評判,包括實習紀律以及實習項目的表現情況,隨機抽查學生筆記、對學生進行提問、要求學生講解實習過程等。
實習結束之后,需要提交實習報告,而通常僅依據實習報告給定實習成績是不合理的。為了充分調動學生的實習積極性,并且使學生能夠充分重視實習過程,生產實習的考核評價至少需要反映“平時表現(占40%),實習報告(占40%),答辯成績(占20%)”等幾個方面。
為了生產實習的持續發展,還應廣泛收集學生、教師、實習單位的評價意見,重點反映實習內容是否全面,實習安排是否合理,實習效果如何以及學生的綜合素質和專業技能是否達到實習單位需求,通過總結經驗,發現不足,不斷提高生產實習的教學質量。
三、結語
生產實習是實踐教學的重要環節,能源與動力工程因為專業的特殊性,生產實習范圍相對其他工科專業而言比較有限,在經濟效益驅動下,生產實習面臨著很大挑戰。生產實習基地的建設,實習內容的優化,實習師資隊伍的建設,實習教學質量的提高等均是一個長期積累的過程,需要長期探索,不斷調整。未來還需從更深層次探索生產實習的改革與發展,不斷完善生產實習的教學模式,以期取得更好的實習效果,培養出具有實踐能力強、創新能力高、綜合素質全面的應用型本科人才。
參考文獻:
[1]孟廣波,王樹群,高祥永.能源動力類專業校外實習改革措施的探討[J].沈陽工程學院學報(社會科學版),2012,8(2):259-261.
[2]孟建,劉永啟,劉瑞祥.能源與動力工程專業實踐教學改革與實踐[J].中國電力教育,2013,(31):155-156.