淺談熱力動力工程和能源方面的發(fā)展狀況

【摘要】隨著當今世界經(jīng)濟的發(fā)展，很多國家正在開發(fā)新型的能源應用于國家的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護上，而熱能與動力工程的主要理論基礎是工程熱物理學，通過研究內(nèi)燃機和正在發(fā)展中的其它新型動力機械和系統(tǒng)，運用工程力學、機械工程學、計算機、環(huán)境科學、微電子技術等學科，讓更多的資源高效地利用在更多領域上，在各個方面都發(fā)揮重要的作用。

【關鍵詞】熱力動力工程；能源；鍋爐仿真

熱能動力工程專業(yè)的應用性增強，它主要是以機械工程學和跨熱能動力工程作為理論基礎，通過熱能和機械能的轉換，來產(chǎn)生動力。而鍋爐正是能量轉換的工具，只有在鍋爐進行合理的設計，才可以達到一定的使用效果，最近幾年，我國鍋爐的種類逐漸增多，但在鍋爐的制造和使用方面，還存在很多問題，這樣導致能源的利用率較低，所以怎樣才能提高能源的利用率是目前國家熱能動力工程方面需要研究的問題。

1.我國當前動力工程的情況以及發(fā)展趨勢

1.1我國當前動力工程的發(fā)展情況

我國熱力動力工程專業(yè)形成于20世紀50年代，興起于蘇聯(lián)，主要包括的學科有鍋爐、電廠熱能、內(nèi)燃機、壓縮機、制冷、低溫、供熱通風與空調工程等幾十個小專業(yè)。而在我國，改革開放之后，我國由幾十個小專業(yè)壓縮為九個，隨即不久，就從原來的幾十個專業(yè)合并為一個專業(yè)，目前我國已有120多所高效舍友熱能與動力工程專業(yè)。

對于熱動主要研究的方面是熱能與動力，是一種應用性強的專業(yè)，主要學習的基礎知識有：機械工程、熱能動力工程和工程熱物理，還要學習能量轉換以及有效利用的理論和技術，掌握制冷空調設備、制冷裝置、動力機械與動力工程、流體機械等設計、制造和實驗研究的基本技術。這個專業(yè)在很多領域上有著很廣泛的應用，同時也是我國科技發(fā)展的基礎方向。隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，市場經(jīng)濟的建立，社會需求和經(jīng)濟分配狀態(tài)以及科技發(fā)展的趨勢等都成為我國現(xiàn)階段的挑戰(zhàn)，也是當前本專業(yè)在我國教育發(fā)展的主要方向，而且熱動也是當前動力工程師的基本訓練。

1.2我國當前動力工程的發(fā)展趨勢

首先是在動力控制工程方向發(fā)展，主要掌握熱能與動力測試技術、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環(huán)境、動力機械設計、熱力發(fā)電廠、熱工自動控制、傳熱傳質數(shù)值計算、流體機械等知識。其次是在熱力發(fā)動機及汽車工程方向上主要掌握內(nèi)燃機原理、內(nèi)燃機的結構、設計、測試、燃料和燃燒，還有熱力發(fā)動機排放、環(huán)境工程概論以及內(nèi)燃機電子控制、熱力發(fā)動機傳熱和熱負荷等方面的知識。在制冷低溫工程和流體機械方向上，需要掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動化、暖通空調系統(tǒng)、低溫技術學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學生掌握該方向所涉及的制冷空調系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)，制冷空調與低溫各種設備和裝置，各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。除此之外，在水利水電工程方向上主要掌握掌握水輪機、水輪機安裝檢修與運行、水力機組輔助設備、水輪機調節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動化、電機學、發(fā)電廠電氣設備、繼電保護原理等方面的知識，以及水電廠計算機監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測試技術方面的知識。

2.工業(yè)爐的發(fā)展

工業(yè)爐的作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，用來對物料和工件加熱。工業(yè)爐是工業(yè)加熱的關鍵設備，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，量大面廣，品種多，影響極大。我國在很久以前就出現(xiàn)了很完善的煉銅爐，隨著技術的發(fā)展，煉銅爐發(fā)展迅速。而發(fā)展到現(xiàn)在，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國12個行業(yè)縣以上企業(yè)，工業(yè)爐裝備11萬臺以上，機械行業(yè)占7.5萬臺（占爐窯總數(shù)66%）。工業(yè)爐中燃料爐約6萬臺，占爐窯總數(shù)55%以上，電爐絕5萬臺。也就是說大部分地區(qū)都在使用工業(yè)爐，而燃燒爐又是工業(yè)爐中使用最多的，所以對于工業(yè)爐發(fā)展對于我國的工業(yè)發(fā)展有著很重要的作用。

3.關于爐內(nèi)燃燒控制技術的運用

對于燃燒控制技術是當前步進爐發(fā)展的核心技術之一，而當前控制技術已逐漸由原來的手動控制轉換為自動控制，而當前加熱爐選用的自控方式主要有空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)以及雙交叉限幅控制系統(tǒng)。

3.1空比例連續(xù)控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣比例閥、空氣/燃氣電動蝶閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到PLC，由此得到的偏差值按比例積分、微分運算分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調節(jié)，可以達到控制空氣/燃氣比例和爐內(nèi)溫度之目的。

3.2雙交叉限幅控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣流量閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶等組成。工作原理是：通過一個溫度傳感器熱電偶把測量的溫度變成一個電信號，該信號表示測量點的實際溫度。

4.仿真鍋爐風機翼型葉片

對于鍋爐的葉輪機械內(nèi)部，流場復雜，有著非定長特征，所以在實驗檢測方面就會有很大的困難，而目前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(xiàn)象，需要流動實驗和數(shù)值模擬了解機械內(nèi)部流動本質。

5.熱能工程技術在能源方面發(fā)展

5.1在能源方面出現(xiàn)的問題

對于當今世界，各個國家都很重視能源的問題，而能源動力工業(yè)又是我國國民經(jīng)濟與國防建設的重要基礎和支柱產(chǎn)業(yè)，所以在國家各方面的發(fā)展上起到了很重要的作用。對于風機，是一種能源利用中產(chǎn)生的機械，它本身裝有多個葉片，通過軸旋轉推動氣流，這種風機主要廣泛應用在發(fā)電廠、鍋爐和工業(yè)路遙的通風和引風，對礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和很多大型的建筑物實現(xiàn)內(nèi)部通風，同時實現(xiàn)排塵和進行冷卻。對于在一些發(fā)電站里，隨著機組的發(fā)展，電站需要向更安全、更可靠地方向發(fā)展才行，所以電站對風機也提出了更高的要求，解決掉一些安全問題，像鍋爐經(jīng)常出現(xiàn)燒壞電機、竄軸、葉輪飛車等事故，這種事故嚴重危害到設備的使用以及工作人員的生命安全，同時在經(jīng)濟方面也有大量的損失。

5.2在能源方面的發(fā)展前景

能源是人類社會賴以生存和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要物質基礎，所以怎樣讓能源更合理的開發(fā)和使用就會很大程度上推進世界經(jīng)濟和人類社會的發(fā)展，而我國經(jīng)濟發(fā)展同樣離不開能源，當前我國在能源發(fā)展方面主要以“新能源、核能、只能電網(wǎng)、常規(guī)能源、節(jié)能減排”為主要發(fā)展方向，而熱能與動力工程專業(yè)正是符合國家的能源戰(zhàn)略發(fā)展方向，通過結合很多門專業(yè)課程的學習，來培養(yǎng)能適應國家能源領域快速發(fā)展要求的高級研究應用型人才。

6.結語

本研究主要根據(jù)我國熱能動力工程在鍋爐方面的應用和發(fā)展做了一些研究，在鍋爐的燃燒控制方面，在燃燒方式、風機的旋轉問題以及資源利用率方面做出了一系列的分析和闡述，總結出熱能動力工程無論在鍋爐的發(fā)展或是其他方面都起著很重要的作用，通過結合和利用一些理論知識能夠轉換成實際的應用，將更利于熱能動力工程的發(fā)展。

參考文獻

[1]李敬.淺談熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].商界論壇，2013.

[2]劉成義.淺談熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].工業(yè)技術，2013.