论热能与动力工程的科技创新

李岩

内蒙古自治区呼和浩特市010020

摘要：随着近些年社会的发展，资源紧张问题已经成为当前社会发展的矛盾，热能动力工程在热电厂中的应用，可以缓解我国的能源短缺问题，是一项非常重要的工程。在热能与动力工程的科技创新这一课题中，主要是研究热能动力工程在实际运用中的高效节能问题，在进行新产品的研发以及科技创新研究中，主要以降低能耗为前提。本文从热能动力工程的研究方向、热电厂中热能与动力工程项目方面存在的问题及未来展望两方面展开论述，意在促进热电厂运行的进一步优化与能源利用效率的提升。

关键字：热能；动力工程；节能减排；创新

1.引言

热能与动力工程的主要的理论基础是工程热物理学，主要的研究对象是内燃机以及发展中一些其它的新型的动力机械和系统，结合机械工程学、工程力学、计算机、自动控制、微电子技术、环境科学等学科方面的知识及内容，对液体的动能和燃料的化学如何能高效、安全、地转换成动力的基本规律和过程进行研究，对转换的过程中的系统与设备方面的自动化控制技术进行探讨研究。

2热能与动力工程在锅炉中的应用相关概述

（1）工程中热能与动力工程的概述

热能和动力项目主要研究的对象是热能转换。其涵盖很多的内容，比如冷冻冷藏以及能源项目等九大类项目。我们国家目前的该项研究主要集中在热能和动力的互相转换等上面，而且在这方面也获取了非常多的成就，跨越很多的学科，像是机械工程等。站在现实的层面上来看，这类项目的发展有着其自身的特点，它的主要研究方向是电厂热能项目。

站在另外的角度上来看，当前时期热能和动力项目探索工作的重点是自动化。在这个研究中最为关键也是非常特殊的一项研究内容是工程物理项目。目前我们国家在这方面的研究不是很深入，而且也缺少专门的工作团队，因此国家要对锅炉热能的转换、空调制冷、流体机械与自动控制的方向等相关专业人才进行重点培养。与此同时，热能动力工程作为当今时代动力工程基础工程之一，其主要方向为将能源方面存在的问题有效解决。

（2）在减少湿气的损失方面热能与动力工程的应用

在火电厂的运行过程中，湿气方面的损失也是一种严重的能耗损失。所以，降低湿气的损失，不仅有助于提升汽轮机运行时的运行效率，还有利于热能与动力工程的应用。湿气的损失主要是因为在汽轮机的运行过程中，湿蒸汽就会出现类似膨胀的现象，这种现象与空气温度会出现差异，所以蒸汽就会部分凝结，以致于导致了蒸汽量的不断减少。与此同时，因为蒸汽的流速高于水珠的流速，所以在水珠的牵制作用下，动能就会被大量的消耗掉。另外，湿蒸汽若过冷也会造成蒸汽损失的增加。所以，在汽轮机的运行过程中，除要克服支持轴承和推力轴承这两者的摩擦力外，还要快速的启动调速器和主油泵，在完成这些动作的过程中，就必须要消耗一部分的机械损失。这种情况下，就能应用轴流式汽轮机，一端通入高压的蒸汽，然而另一端则就要排出一部分的低压蒸汽，这样的话，就能够确保高压向低压方向的偏移，同时也就降低了能耗，也在很大程度上提高了热能与动力工程在运用过程中的运用效率。

3在科技创新方面热能与动力工程可能存在的问题

3.1需要解决的环境污染方面的问题

由于SO2、粉尘及氮氧化物等方面的减排难题，所以燃煤方面的电厂就被称为“环境杀手”。随着大量建设的燃煤电厂以及电力工业的发展，电厂产生的污染物对环境的影响也越来越大，再加上火电厂具有排污量大和集中且单一的污染物等特点，这样的话就使得电力工业在很大程度上面临着相当严峻的环境保护的问题。与此同时，环境污染问题还严重的干扰着周围的居民的生活和工作，还会危及到群众们的生命与健康。

3.2在能源方面需要解决的问题

目前，中国也是能耗大国之一，消耗了全球9％的石油，42％的煤炭，然而煤炭的消费很大一部分都在于火力发电。当前我国的火力发电量已经超过全国的发电量的80％，其中燃煤方面的发电(包括热电联产企业)已占了96.0％。在进行发电的过程中，产生的大量的余压和热能都能被水汽、循环水所带走，然后就直接排放到大气中去，这样就造成了能源上的浪费，当前，我国的火电厂的能源利用效率大约为35％，所以我国的工业领域方面的节能工作的重点就是火电的节能和降耗问题。　可以对现代社会的能源进行分类，分为一次能源与二次能源：一次能源，顾名思义就是自然界中纯天然的固有的资源;二次能源就是经由一次能源进行加工转化的能源，也成人工能源。可再生能源与不可再生能源：可再生能源和非可再生能源主要区别就在于是否可以进行反复的加工及其使用，能够反复加工并且使用的一次能源就被称作可再生资源，反之则是非可再生资源。常规能源与新能源：常规能源是指技术上已经成熟，已大量生产并广泛利用的能源;新能源是指技術上正在开发，尚未大量生产和广泛利用的能源。 

4热能动力工程的发展创新

（1）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）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）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。

5在锅炉方面的发展

（1）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。 

（2）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。 

6总结
　　在对热点厂的热能与动力工程研究的过程中，需要以实际的应用为基础，通过不断的观察总结来掌握热能与动力工程之间转换的过程，从而提高在实践中的处理方法，保证日后工作的规范。在研究创新过程中，要保证以提高工作效率和减少能源的消耗为前提，使能源能够最大限度的合理利用。同时根据实践总结来不断提高热能与动力工程在实践中的应用，从而使能源的利用效率提高到一个新的高度。通过不断的观察总结来掌握热能与动力工程之间转换的过程，从而提高在实践中的处理方法，保证日后工作的规范。在研究创新过程中，要保证以提高工作效率和减少能源的消耗为前提，使能源能够最大限度的合理利用。同时根据实践总结来不断提高热能与动力工程在实践中的应用，从而使能源的利用效率提高到一个新的高度。 

参考文献

[1]费雍.浅析电厂的热能与动力工程[J].科技创新与应用，2013.（07）：89-92

[2]郭东阳.浅谈电厂热能及动力工程存在的问题[J].科技创新与应用，2013.（02）：164-165

[3]郑飞飞.关于热能与动力工程的讨论[J].中国科技博览，2012年第01期 

　[4]费雍.浅析电厂的热能与动力工程[J].科技创新与应用，2013年第02期