淺談關于熱能動力工程的研究

楊健

摘 要：隨著現代科學技術的發展，我們的社會已經邁入了一個動力發展的社會，我們的日常生活也已經離不開我們的熱能研究和我們的動力開發，人的生活不能沒有動力，人生的動力讓我們的生活進步，而工業上的動力工程則讓我們的技術得到了進一步的革新和創造。熱能與動力工程的研究是一個具有相同原理的工業發展，也是我們現代社會需要進一步加強和注意的問題。

關鍵詞：熱能的特點；動力工程的特點；熱能的利用和發展；解決熱能和動力工程問題的方法

一、熱能與動力工程的基本概念

國家的經濟建設必然伴隨著能源需求的上升，能源行業一直在國民生產活動中扮演著十分重要的角色。而熱能與動力工程就是為了解決能源與動力問題而誕生的學科，其以工程熱物理理論為基礎，研究各類動力工程和機械的運行規律，以實現燃料的高效、安全使用。我國的熱能與動力工程專業涵蓋了熱能過程與控制、動力機械、流體機械和電廠熱能工程等多個專業方向，所培養的人才在各大發電廠、電力設計研究院、制冷設備企業、高校和政府環境規劃相關部門發揮著重要的作用。

二、熱能與動力工程在現代生產活動中的應用

1.在鍋爐工程中的應用。熱能與動力工程在鍋爐中的應用，主要體現在燃燒控制技術的開發和改進上。所謂燃燒控制，就是對鍋爐內燃料的燃燒轉化幅度進行動態調整的技術。傳統的鍋爐燃燒，是靠人工向鍋爐內填充燃料，但在計算機控制技術不斷發展的今天，許多先進的鍋爐設備已經應用了自動化、智能化填料設備。燃燒控制技術的主要思想，就是利用燃燒控制器、熱傳感器（熱電偶）、流量控制設備和PLC等組成自動控制系統，PLC根據傳感器實測的鍋爐溫度，與預設溫度相比較，根據差值的大小和方向驅動流量控制設備，以對燃燒狀態進行調整。

2.在熱電廠生產中的應用。在熱電廠生產設備中，汽輪機可以將鍋爐所產生的蒸汽（熱能）轉化為輪機轉子的動能，是主要的熱能-動能轉化設備。在熱能-動能轉化過程中，一部分熱能轉化為動能后，經過發電機再轉化為電能輸送出去；但還有一部分熱能通過熱傳導損耗掉了。因此，熱能與動力工程再熱電廠生產中起到的最重要作用，就是研究減少熱損耗的方法，提高能源的利用效率。一般來說，熱電廠可以利用多級汽輪機的重熱現象來提高能源的利用率。所謂重熱現象，就是指蒸汽在上一級汽輪機做功的損失，可以被下一級汽輪機所利用的現象。重熱現象是提高熱電廠熱能利用率的重要理論基礎，一般可以用重熱系數來表征。

3.在空調工程中的應用。在空調工程中，以電能為代表的能源通過流體與制冷機械設備轉化為機械功。因此空調工程是熱能與動力工程中流體機械領域的一個典型應用。在空調工程中，電力驅動壓縮機，使得電力能源轉化為制冷劑的機械能，具備一定壓力和流速后的推動制冷劑按照冷凝器、節流閥、蒸發器的順序流動，使得制冷劑在房間內部的蒸發器內蒸發吸熱，在外部的冷凝器完成冷凝放熱，以達到熱交換的目的。

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。

四、結語

通過上面的研究，我們能夠看出來，我們的社會的熱能和動力工程的研究所存在的主要問題，我們也都提出了一些解決問題的辦法，這些措施也都是我們社會能源進步的標志性做法，我們的最終目的就是希望我們的熱能和動力工程的發展過程能夠更加的環保和高效，將能源的利用達到最大化的狀態，同時也應該使得我們的熱能研究和動力工程研究得到一個很好的聯系。

參考文獻：

[1] 張蘭.論熱能動力工程的建設和發展[J].現代工業，2015.

[2] 程清.淺議工業的節能減排[J].機械工業，2017.