熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用研究

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，資源被消耗得越來越多，所以社會(huì)各界對(duì)資源問題日漸重視。熱能動(dòng)力工程很好地研究了資源消耗問題，熱能與動(dòng)力工程技術(shù)隨之提高，能夠有效地緩解資源供應(yīng)緊張的現(xiàn)實(shí)問題。文章對(duì)熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程；熱能與動(dòng)力裝置；資源消耗；太陽能；化學(xué)能 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TK284 文章編號(hào)：1009-2374（2016）18-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.028

一個(gè)國(guó)家和區(qū)域發(fā)展最重要的是能源，其在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著重要的角色。如今，隨著全球性能源緊張的擴(kuò)散，利用和開發(fā)非再生能源成為當(dāng)前需要解決的主要問題之一。就長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，能源取之有盡、用之有竭。因此，怎樣對(duì)新能源有效地利用，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)，是當(dāng)前重要的課題。筆者在本文中試圖以能源與動(dòng)力工程為視角，研究再次利用新能源，通過新技術(shù)的使用降低環(huán)境污染，以便于保障國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。本文首先分析了熱能與動(dòng)力工程，然后探討了熱能的特點(diǎn)以及利用情況，最后從兩個(gè)方面研究了熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用情況，以有效提高其使用效率和質(zhì)量。

1 熱能與動(dòng)力工程分析分析

1.1 熱能與動(dòng)力工程的關(guān)系

在應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程的過程中，實(shí)現(xiàn)熱能和動(dòng)能二者之間的轉(zhuǎn)換是其主要的功能之一，分析產(chǎn)生和使用能源，以期提升其利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。熱能與動(dòng)力工程牽扯到很多內(nèi)容，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。在研究的過程中，主要研究熱能之間的轉(zhuǎn)換和利用，其目的為提高熱能在電能、機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換效率。在不斷的發(fā)展過程中，環(huán)保理念也融入熱能與動(dòng)力工程之中，能夠提高利用能源的效率，對(duì)其而言是現(xiàn)實(shí)可持續(xù)發(fā)展的重要方式。要想提高經(jīng)濟(jì)的可靠性并保障其的高速發(fā)展，就必須把創(chuàng)新熱能與動(dòng)力工程工作做好，不僅如此，這對(duì)國(guó)家今后的發(fā)展、綜合實(shí)力的提升具有極大的促進(jìn)作用。

1.2 熱能與動(dòng)力裝置

就現(xiàn)如今的實(shí)際情況來看，熱能動(dòng)力項(xiàng)目在人類的生產(chǎn)生活中具有廣泛的使用，所以探索其相關(guān)設(shè)備，研究設(shè)施手段以及詳細(xì)的操作程序，建立健全針對(duì)這種措施比較關(guān)鍵。主作業(yè)的主要原理為：其一，在相關(guān)設(shè)備中燃燒項(xiàng)目需要的燃料，生成熱量；其二，在熱動(dòng)設(shè)備中輔以處理工藝，轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱能為機(jī)械能。上述需要的設(shè)備以及輔助性設(shè)備統(tǒng)稱為熱能與動(dòng)力裝置。根據(jù)情況，其可以劃分為兩種情況，如下：其一，設(shè)備中的燃料燃燒過程中生成的氣象發(fā)動(dòng)設(shè)備中輸送，變更換能量，使用輪回設(shè)備，如內(nèi)燃設(shè)備等；其二，使用技術(shù)手段處理燃料燃燒過程中產(chǎn)生的能量，向液體內(nèi)輸送，然后轉(zhuǎn)化為氣體，再把水蒸氣向發(fā)動(dòng)設(shè)備中導(dǎo)入，輸送和更換熱能，其中最典型的例子是蒸汽設(shè)備。

2 熱能的特點(diǎn)以及利用

2.1 熱能的利用

就當(dāng)前情況來看，熱能主要在七個(gè)方面有應(yīng)用：其一，電力行業(yè)。在電力行業(yè)中熱能動(dòng)力工程扮演著重要的角色，特別是火力發(fā)電和核電裝置中，使用熱能不僅最大程度的降低了生產(chǎn)成本，更是一種最基本的作業(yè)形式；其二，工業(yè)行業(yè)。熱能動(dòng)力工程在高爐煉鋼、煉鐵中普遍使用，使用這種方式煉鋼鐵能夠極大程度地提升其品質(zhì)；其三，有色金屬行業(yè)。這里所說的有色金屬主要是指鋁、銅等，熱能與動(dòng)力在其提煉的過程中發(fā)揮了重要的作用；其四，化學(xué)生產(chǎn)中使用。我們主要是在化學(xué)生產(chǎn)中使用熱能與動(dòng)力工程作為其主要的理論依據(jù)，這對(duì)化學(xué)生產(chǎn)具有重要的促進(jìn)作用；其五，石油行業(yè)。就石油企業(yè)來講，從采集石油、提煉石油以及運(yùn)輸?shù)榷嗟拦ば虿拍芡瓿沙善酚?，在這整個(gè)過程中必須保障石油的品質(zhì)，因此一般使用熱能與動(dòng)力工程工藝；其六，建通運(yùn)輸行業(yè)。這里使用熱能與動(dòng)力工程的主要是一些交通工具，如飛機(jī)、汽車、輪船等；其七，農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)，如蔬菜大棚、電池加熱等普遍使用熱能與動(dòng)力工程技術(shù)和工藝。

2.2 熱能的特點(diǎn)

其一，太陽能和其數(shù)量的轉(zhuǎn)換。最常見的熱能動(dòng)力是太陽能，其完成能源轉(zhuǎn)換的方式具有生物學(xué)特性，通過植物內(nèi)部葉綠素進(jìn)行一系列的反應(yīng)，產(chǎn)生生物能，然后通過光合作用對(duì)其利用。這種方式轉(zhuǎn)換的物質(zhì)主要是太陽能；其二，燃料化學(xué)能及其轉(zhuǎn)換過程。常說的燃燒化學(xué)能指的是通過燃燒的形式再輔以一系列的化學(xué)反應(yīng)完成轉(zhuǎn)換過程。要想完成這種方式的轉(zhuǎn)換就必須要求人們具有一定的技能。這種方式比較常見，如汽輪機(jī)作業(yè)，主要是在蒸汽的作用下把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能裝置，再輔以相關(guān)必要的設(shè)備、技術(shù)等，轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能，保障生產(chǎn)的進(jìn)行；其三，其他形式的熱能轉(zhuǎn)化。熱能轉(zhuǎn)化的能量形式主要有兩種，機(jī)械能、電能，機(jī)械能主要是內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)，電能主要是發(fā)電機(jī)等。

3 熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用

3.1 在熱電廠中的應(yīng)用

在電廠中廣泛地使用熱能與動(dòng)力工程，其中很多項(xiàng)目、環(huán)節(jié)都會(huì)涉及到熱能與動(dòng)力改行程。筆者在下文中對(duì)此進(jìn)行介紹：

3.1.1 噴管調(diào)節(jié)。噴管調(diào)節(jié)是熱電廠中重要的應(yīng)用裝置，在對(duì)噴管調(diào)節(jié)進(jìn)行使用的時(shí)候，調(diào)節(jié)閥存在一定的不同，因此其使用也有一定的差別。我們要依托調(diào)節(jié)閥的數(shù)目對(duì)其進(jìn)行一定的改變，不僅如此，在和負(fù)荷相適應(yīng)的基礎(chǔ)上，要平衡各種汽輪機(jī)的變化情況，要想對(duì)其使用效率進(jìn)一步提升，有效地調(diào)整其負(fù)荷。在對(duì)各類調(diào)節(jié)數(shù)值進(jìn)行控制的過程中，各種運(yùn)行的方式存在一定的差別。在運(yùn)行淡季和多機(jī)進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，需要對(duì)增加的機(jī)組控制在一定的范圍之內(nèi)，需要保障電網(wǎng)頻率運(yùn)行處于較小的波動(dòng)范圍。不僅如此，還需要重新的分組和分配負(fù)荷，保障調(diào)頻合適，適用于該機(jī)械裝備。

3.1.2 節(jié)流調(diào)節(jié)。在工況發(fā)生改變后，節(jié)流調(diào)節(jié)的方式也會(huì)出現(xiàn)一定的變動(dòng)，甚至出現(xiàn)負(fù)面效果，不僅如此，也會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。在其沒有太大變化的情況下，需要調(diào)整負(fù)載荷度的適應(yīng)性，在應(yīng)用節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時(shí)候，需要的系統(tǒng)要高，尤其是在小容量機(jī)組中使用更顯著。

3.1.3 調(diào)壓調(diào)節(jié)。調(diào)壓調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性在機(jī)組某些負(fù)載荷度中得以體現(xiàn)，慢慢提升負(fù)載荷度，調(diào)壓調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性便不再體現(xiàn)。在運(yùn)行設(shè)備的時(shí)候，機(jī)械運(yùn)行會(huì)損失一部分原有用功，損失一定的機(jī)械能，如果動(dòng)能轉(zhuǎn)換不成功，那么會(huì)讓機(jī)組失去剩余的速度。

3.2 在鍋爐中的應(yīng)用

機(jī)組主要由外殼和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成。在鍋爐中，固定鍋爐是底殼的主要功能，然后才能開始下一步工作——燃燒，還需要把控制部件安裝進(jìn)去，以便于鍋爐控制，唯有如此才能使其發(fā)揮更大的保護(hù)功能。在鍋爐里，最重要的組分為底殼，設(shè)置其的主要目的是為了保護(hù)鍋爐的正常運(yùn)行。最近幾年，科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展和進(jìn)步，有很多先進(jìn)的技術(shù)在熱能控制過程中均有使用，如其慢慢使用全自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，智能化控制鍋爐，不僅如此，還能讓鍋爐運(yùn)行更加精密，保障燃料燃燒速度均衡，燃燒得更加徹底。

3.3 熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展創(chuàng)新

3.3.1 在熱電廠方面的發(fā)展。

第一，合理利用重?zé)岈F(xiàn)象。重?zé)岈F(xiàn)象需要我們?cè)跓犭姀S生產(chǎn)運(yùn)行的過程中充分并合理的使用，保障其在一定的程度內(nèi)，降低熱量的散失，但是筆者并不認(rèn)為重?zé)釘?shù)值越大越有利，需要根據(jù)實(shí)際情況加以確定，在此過程中一定要考察電廠的熱能與動(dòng)力工程狀態(tài)。

第二，工況變動(dòng)的應(yīng)對(duì)措施。在機(jī)組運(yùn)行的時(shí)候有很多因素都會(huì)影響工況發(fā)生變化，一般而言其表現(xiàn)為沒有供給充足的電能，熱電廠所需的電功率缺失，鍋爐內(nèi)的燃料不能充分燃燒，燃燒速度起伏不定，致使燃?xì)鈹?shù)值變化情況較大，熱電廠的實(shí)際需求得不到滿足。一般而言，電力數(shù)據(jù)一旦發(fā)生變化，不能通過一次調(diào)頻就糾正，需要進(jìn)行二次甚至多次調(diào)頻，唯有如此才能保障工程順利地進(jìn)行，與此同時(shí)，也能夠更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻。

第三，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。作為一種被動(dòng)的調(diào)頻方式，一次調(diào)頻是依托發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，這樣的調(diào)頻方式對(duì)外界數(shù)值的變化做出的反應(yīng)不精確，只能進(jìn)行一定的控制。所謂的二次調(diào)頻指的是在控制電網(wǎng)頻率的前提下，依托智能化調(diào)節(jié)方式，以預(yù)訂的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，分配和重組機(jī)組，這種調(diào)頻方式能夠有效控制數(shù)據(jù)，對(duì)比一次調(diào)頻來講，這種方式更為精確。

3.3.2 在鍋爐方面的發(fā)展。

第一，鍋爐燃燒控制技術(shù)。在控制鍋爐燃燒的時(shí)候，需要把更多的精力放在調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換上。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，所用的鍋爐類型變化很大，燃料填充方式也由原來的人工添加變?yōu)楝F(xiàn)在的智能化添加，不僅如此，還實(shí)現(xiàn)有效控制鍋爐燃燒度的目的。縱觀燃耗系統(tǒng)，主要能分為兩類：其一，有效調(diào)節(jié)鍋爐空氣和燃料燃燒，然后對(duì)比鍋爐自身的預(yù)設(shè)值，這種方式在運(yùn)算上比較復(fù)雜；其二，精準(zhǔn)計(jì)算更難以實(shí)現(xiàn)，唯有反復(fù)多次確認(rèn)后才能讓技術(shù)的準(zhǔn)確性得以保障。

第二，仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片。就鍋爐的內(nèi)部來看，風(fēng)機(jī)具有相對(duì)較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，需要有較高的精密度來保障其運(yùn)行，測(cè)量的過程中，我們需要解決的問題較多，上述問題的存在導(dǎo)致到目前為止還沒有一套完整而科學(xué)的體系來制造、運(yùn)作鍋爐葉輪。要想保障獲取數(shù)值的準(zhǔn)確性，就必須做好相關(guān)的評(píng)估工作，筆者建議可以在實(shí)驗(yàn)室使用內(nèi)部氣體流動(dòng)的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便于保障模擬的真實(shí)性、有效性、科學(xué)性。

4 結(jié)語

筆者在本文中主要研究了熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)行，在實(shí)際效果的幫助下，掌握熱能與動(dòng)力工程之間的相互轉(zhuǎn)換，通過這種方式在處理實(shí)踐的過程中能夠?qū)ふ业礁玫姆椒?，這對(duì)今后規(guī)范化的工作具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。在研究的時(shí)候，不僅要保障工作效率的提升，同時(shí)還需要實(shí)現(xiàn)其能源消耗量的減少，也就意味著合理、科學(xué)的利用能源。實(shí)踐表明，熱能與動(dòng)力工程在各行各業(yè)中均有使用，提高其運(yùn)行效率對(duì)國(guó)家能源利用效率的提升以及節(jié)能減排工作的實(shí)現(xiàn)具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）