闡述熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用分析

王辰

摘要：在生產(chǎn)與利用領(lǐng)域中，熱能與動(dòng)力工程的建設(shè)發(fā)展受到了各方工作人員的高度關(guān)注與重視，其應(yīng)用范圍也呈現(xiàn)出顯著的拓展趨勢(shì)。為了充分發(fā)揮熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用功效，必須重視對(duì)本領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的研究，以便真正意義上掌握熱能與動(dòng)力工程研究精髓，通過(guò)積極展開(kāi)熱能與動(dòng)力工程科技創(chuàng)新的方式，促進(jìn)工作效率的提升，改善能源利用率。只有做好科技創(chuàng)新方面的工作，方能創(chuàng)造更加豐富的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)達(dá)到緩解環(huán)境問(wèn)題的目的。

關(guān)鍵詞：熱能;動(dòng)力工程;應(yīng)用

一、現(xiàn)代社會(huì)的能源及其分類

1、能源的概念

能源也稱為能量資源或能源資源，是能為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動(dòng)力的物質(zhì)資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。可以說(shuō)能源的開(kāi)發(fā)和有效利用是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。

2、能源的分類

2.1 一次能源與二次能源。一次能源是指自然界中存在的天然能源，有煤、原油、天然氣、水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能等。其中礦物燃料和核燃料由于生成速度極慢，加之消費(fèi)速度的不斷增長(zhǎng)也會(huì)最終會(huì)枯竭，故稱為非再生能源。而二次能源是由一次能源直接或間接加工轉(zhuǎn)換而成的人工能源。

2.2 可再生能源與非再生能源。可再生能源是指可重復(fù)產(chǎn)生的一次能源，而不能重復(fù)產(chǎn)生的自然能源稱為非再生能源。

2.3 常規(guī)能源與新能源。常規(guī)能源是指技術(shù)上已經(jīng)成熟、已大量生產(chǎn)并廣泛利用的能源。新能源是指技術(shù)上正在開(kāi)發(fā)還尚未大量生產(chǎn)和廣泛利用的能源。

2.4 清潔能源與非清潔能源。在開(kāi)發(fā)和利用中對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染程度很輕的能源叫做清潔能源，否則稱為非清潔能源。從對(duì)環(huán)境污染程度來(lái)說(shuō)，目前主要的常規(guī)能源包括煤、石油、天然氣在使用時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染，屬于不清潔能源。

二、現(xiàn)階段的熱能動(dòng)力裝置

一般燃料在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備中燃燒產(chǎn)生熱能，然后通過(guò)熱能動(dòng)力機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。熱能動(dòng)力裝置是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而產(chǎn)生原動(dòng)力的成套熱力設(shè)備。現(xiàn)在一般將燃燒設(shè)備、熱能動(dòng)力機(jī)以及他們的輔助設(shè)備統(tǒng)稱為熱能動(dòng)力裝置。目前的熱能動(dòng)力裝置主要分為兩大類，一種是直接以燃燒產(chǎn)生的燃?xì)庵苯舆M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，另一種是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能傳遞給某種液體使其汽化，然后將蒸汽導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱功的轉(zhuǎn)換，蒸汽機(jī)和汽輪機(jī)就屬于這種類別。

三、熱能與動(dòng)力工程在當(dāng)前應(yīng)用的問(wèn)題

1. 需要解決的能源方面的問(wèn)題

我國(guó)是能源消耗的大國(guó)，每年要消費(fèi)大量的石油和煤炭，而煤炭主要用于火力發(fā)電。目前，全國(guó)發(fā)電量的80%以上都是火力發(fā)電，其中又有96%是依靠燃煤。這一過(guò)程中，循環(huán)水和水汽帶走了大量的余壓和熱能，它們被直接排放到大氣中，能源因此就被浪費(fèi)了。當(dāng)前，我國(guó)火電廠的能源利用率大約有35%，利用率較低。因此，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能工作的重點(diǎn)，就是實(shí)現(xiàn)火電的節(jié)能降耗。

2. 需要解決的環(huán)境污染方面的問(wèn)題

燃煤電廠會(huì)排放二氧化硫、粉塵、氮氧化物等污染物，因此被稱為“環(huán)境殺手”。燃煤電廠的數(shù)量隨著電力工業(yè)的發(fā)展而增多，而且有排污量大、污染物單一、排污集中等特點(diǎn)，電力工業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響越來(lái)越大，嚴(yán)重干擾了附近居民的生活、工作和身體健康。因此，電力工業(yè)面臨著愈發(fā)嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。

3.需要解決的安全方面的問(wèn)題

在電站，鍋爐中風(fēng)機(jī)是為了壓縮和運(yùn)輸氣體，也就是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，在實(shí)際運(yùn)行中，將氣體運(yùn)輸?shù)教囟ㄔO(shè)備。隨著機(jī)組的容量增大，轉(zhuǎn)速和效率也越來(lái)越高，因此，對(duì)風(fēng)機(jī)的安全可靠性的要求也越來(lái)越高。

然而在實(shí)際情況中，風(fēng)機(jī)往往要運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，而且沒(méi)有專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)，因此，鍋爐風(fēng)機(jī)常常發(fā)生發(fā)生燒壞電機(jī)、軸承損壞、竄軸、葉輪飛車等事故，不但影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，還給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至對(duì)人身安全造成威脅。

四、熱能與動(dòng)力機(jī)械的應(yīng)用影響

1.熱污染

在熱能利用和動(dòng)力技術(shù)的應(yīng)用中產(chǎn)生的能量損失一般以熱能形式傳給環(huán)境，這會(huì)造成環(huán)境溫度的升高對(duì)環(huán)境造成危害。在海洋或河水的發(fā)電過(guò)程中，冷卻水的熱量排放到自然水源中會(huì)造成水溫的升高，使得水中含氧量的降低，進(jìn)而影響到水生物的生存。另外由于地球的升溫使得冰雪覆蓋區(qū)縮小，導(dǎo)致反射率下降吸收更多太陽(yáng)能，使得地球溫度進(jìn)一步升高造成升溫連鎖反映。

2.空氣污染

在熱能與動(dòng)力機(jī)械的應(yīng)用過(guò)程中的廢氣廢料排放造成了大氣污染的問(wèn)題。二氧化碳的吸收光譜恰好在地球輻射的主要波長(zhǎng)段內(nèi)，所以對(duì)地球輻射能的吸收力強(qiáng)，但對(duì)太陽(yáng)能輻射透明，這就使得二氧化碳在吸收了地面的輻射能后會(huì)重新產(chǎn)生輻射，使得更多的熱量被阻留在低層大氣中，使地球溫度升高，最終造成溫室效應(yīng)。除此之外，空氣中的硫化物等有害物主要來(lái)于煤炭的燃燒，二氧化硫影響呼吸道，對(duì)呼吸道的刺激嚴(yán)重，而三氧化硫能使煙氣露點(diǎn)提高，易形成酸雨或酸霧。

3.噪聲危害

噪聲對(duì)人的心理、生理、聽(tīng)力和工作睡眠有非常不利的影響，由于許多機(jī)械設(shè)備的本身或某一部份零件是旋轉(zhuǎn)式的，這就導(dǎo)致一些因組裝的損耗或軸承的缺陷而產(chǎn)生異常的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。噪音的控制技術(shù)上雖然已經(jīng)相對(duì)成熟，但是由于現(xiàn)代工業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，要采取噪音控制的企業(yè)和場(chǎng)所非常多，因此在防止噪音問(wèn)題上必須要綜合進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和效果等方面的綜合權(quán)衡。

結(jié)語(yǔ)

熱能與動(dòng)力的應(yīng)用不僅僅局限于熱能與動(dòng)力工程上，做好熱能與動(dòng)力的研究和應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)各種能源的充分利用，所以要利用好能源的方法和技術(shù)，達(dá)到高效安全以及經(jīng)濟(jì)性的目的。

我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型階段，充分利用和發(fā)展熱能與動(dòng)力工程，并對(duì)特點(diǎn)有效的控制、環(huán)境的污染，加強(qiáng)節(jié)能減排工作，對(duì)我國(guó)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。因此，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的共同發(fā)展應(yīng)把動(dòng)力工程和節(jié)能作為導(dǎo)向，積極探究和提高技術(shù)創(chuàng)新，為社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展作出積極的貢獻(xiàn)。

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（作者單位：大唐清苑熱電有限公司）