淺談熱能與動(dòng)力工程發(fā)展方向

任建剛

寧夏銀帝房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 寧夏回族自治區(qū)銀川市 750001

摘要：熱能與動(dòng)力工程屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的范疇，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，地位獨(dú)特。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)，中國(guó)對(duì)外開放程度的加深，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要大量熱能與動(dòng)力工程專業(yè)人才。本文介紹了熱能與動(dòng)力工程的基本內(nèi)容，論述了熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展方向，分析了熱能與動(dòng)力工程的創(chuàng)新應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：熱能動(dòng)力；工程；能源利用

在能源生產(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。

一、熱能與動(dòng)力工程的基本內(nèi)容

1.熱能與動(dòng)力工程所研究的內(nèi)容主要是指熱能與動(dòng)力之間的合理轉(zhuǎn)化。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，可以依賴于多種不同的方式，實(shí)現(xiàn)熱能→動(dòng)力或熱能→電能的合理轉(zhuǎn)換，以促進(jìn)能源的高效率利用，發(fā)揮其在提升經(jīng)濟(jì)效應(yīng)水平方面的重要價(jià)值。結(jié)合實(shí)踐，熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用在解決能源利用問(wèn)題方面有著非常重要的價(jià)值，直接關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。當(dāng)前實(shí)踐中，熱能與動(dòng)力工程涉及多個(gè)學(xué)科，且各個(gè)學(xué)科相互關(guān)系非常復(fù)雜與系統(tǒng)，后期應(yīng)用中還可以支持電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展奠定了非常良好的基礎(chǔ)。

2.從專業(yè)構(gòu)成的角度來(lái)說(shuō)，熱能與動(dòng)力工程的研究?jī)?nèi)容可以劃分為以下幾個(gè)專業(yè)模塊：第一是建立在熱能轉(zhuǎn)換與利用基礎(chǔ)上的熱能動(dòng)力及其控制工程（包括新能源的開發(fā)、能源環(huán)境利用工程在內(nèi)）；第二是建立在內(nèi)燃機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的熱力發(fā)電機(jī)及汽車工程；第三是建立在電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功基礎(chǔ)上的流體機(jī)械與制冷低溫工程；第四是建立在機(jī)械功轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)上的火力火電與水利水電動(dòng)力工程。

二、熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)也以煤炭為主，因此，媒炭生產(chǎn)與消費(fèi)也成為我國(guó)大氣污染的主要原因。而隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步增強(qiáng)，我國(guó)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的巨大壓力。隨著我國(guó)對(duì)能源的需求不斷增長(zhǎng)，尤其是對(duì)電能的需求。因此，現(xiàn)今需要大量的煤炭資源。但如果不提高煤炭資源的利用率，僅依靠現(xiàn)在的技術(shù)，會(huì)對(duì)目前的環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，從而妨礙社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)，中國(guó)作為世界第二大石油進(jìn)口國(guó)，對(duì)國(guó)外石油依賴性逐年上升，所有這些均使得中國(guó)能源安全面臨巨大考驗(yàn)。因此，開發(fā)利用可再生能源和實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)在的重要任務(wù)。但實(shí)際上，我國(guó)優(yōu)于技術(shù)水平較低，能源開發(fā)的利用率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比低30-40 個(gè)百分點(diǎn)，長(zhǎng)期粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不急限制了能源的開發(fā)利用，同時(shí)導(dǎo)致了環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重。隨著科技的進(jìn)步，老式低效的動(dòng)力設(shè)備將逐步被新型高效的熱動(dòng)力設(shè)備所取代，例如大型流化床鍋爐的研制成功，其主要技術(shù)是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電成為燃煤發(fā)電，特點(diǎn)是可以清潔高效的利用煤炭資源。這些發(fā)明創(chuàng)新意味著我國(guó)今后將需要大量熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的新型專業(yè)人才。

三、熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展方向

金融危機(jī)的爆發(fā)打破了傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源利用模式，同時(shí)低碳經(jīng)濟(jì)具有了政治與經(jīng)濟(jì)的雙重屬性。國(guó)家在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)考慮所付出的環(huán)境代價(jià)。因此，如何在節(jié)能減排的基礎(chǔ)上，提高能源的利用率，是目前熱能與動(dòng)力工程的研究方向。

1.加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。對(duì)熱能動(dòng)力工程需要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，力求提升能源的使用效率，同時(shí)，積極的對(duì)生產(chǎn)性的服務(wù)業(yè)，進(jìn)行發(fā)展，以滿足人們的方便、提升生產(chǎn)質(zhì)量為核心內(nèi)容，來(lái)進(jìn)行改進(jìn)，在工業(yè)生產(chǎn)之中，需要淘汰過(guò)時(shí)的產(chǎn)品，對(duì)于陳舊的工藝技術(shù)以及設(shè)備，要加快淘汰的速度，并且適時(shí)的發(fā)展新型的技術(shù)，力求全面的提升生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型以及升級(jí)。

2.提高技術(shù)創(chuàng)新。對(duì)于熱能與動(dòng)力工程以及產(chǎn)業(yè)要采取技術(shù)創(chuàng)新，如在鋼鐵及電力行業(yè)，對(duì)當(dāng)前形勢(shì)開發(fā)新型的技術(shù)，從而有效的彌補(bǔ)存在的技術(shù)劣勢(shì)，并且可以結(jié)合當(dāng)今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制和環(huán)境，共同研發(fā)有效的技術(shù)和服務(wù)平臺(tái)，將技術(shù)的發(fā)展和規(guī)范化，作為工作的重點(diǎn)和核心來(lái)進(jìn)行，建設(shè)好能源高效循環(huán)利用模式，積極的開展減量技術(shù)、替代技術(shù)、再利用技術(shù)以及資源化技術(shù)，全面的將熱能動(dòng)力工程當(dāng)中生產(chǎn)效率較為低下的方面進(jìn)行改進(jìn)，力求減少排放、減少對(duì)于環(huán)境的污染，同時(shí)提升能源的利用效率。在實(shí)施過(guò)程中，要從根本做起、從基礎(chǔ)性的建設(shè)做起，逐步的控制增量，并且要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)的調(diào)整以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，逐漸的強(qiáng)化污染防治措施，全面的實(shí)施重點(diǎn)工程建設(shè)。同時(shí)，還需要發(fā)展創(chuàng)新性的模式，進(jìn)而加快經(jīng)濟(jì)的循環(huán)，依靠現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段，將技能減排工作管理，作為工作當(dāng)中的重點(diǎn)內(nèi)容以及核心內(nèi)容，加快新技術(shù)的發(fā)展步伐，結(jié)合熱能動(dòng)力工程的實(shí)際特點(diǎn)和應(yīng)用情況，發(fā)展新型的熱能技術(shù)，開發(fā)出新的能源，投入到具體的使用當(dāng)中對(duì)高能耗的企業(yè)以及生產(chǎn)，要采取節(jié)能措施，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果和目的。

四、熱能與動(dòng)力工程的創(chuàng)新應(yīng)用

1.熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，在節(jié)流調(diào)節(jié)中改變工作狀況可能會(huì)造成不小的節(jié)流損失，但在溫度恒定的條件下，截流調(diào)節(jié)的負(fù)載適應(yīng)性明顯高于噴管調(diào)節(jié)，因此節(jié)流調(diào)節(jié)多適用于容量較小的機(jī)組；第二，噴管調(diào)節(jié)是在滿足負(fù)荷適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，為了能夠提高汽輪機(jī)的工作效率，達(dá)到平衡各種不同汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)以及變化。

2.熱能與動(dòng)力工程在鍋爐與熱電廠中的技術(shù)創(chuàng)新

（1）在熱能與動(dòng)力工程研究領(lǐng)域中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐在燃燒過(guò)程中熱能的轉(zhuǎn)化工作是非常重要的問(wèn)題之一。在本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展過(guò)程中，鍋爐的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱酥悄苁?，可促進(jìn)鍋爐穩(wěn)定性以及安全性的提升。同時(shí)，考慮到燃燒期間的空氣、燃料與鍋爐溫度之間有非常密切的關(guān)系，因此可以通過(guò)對(duì)預(yù)設(shè)值的綜合比較實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐性能的合理檢測(cè)。同時(shí)，工作人員也可以通過(guò)開展模擬實(shí)驗(yàn)的方式，準(zhǔn)確地評(píng)估鍋爐內(nèi)部的氣體流動(dòng)情況，預(yù)先設(shè)置模擬數(shù)值，評(píng)估不同速度下所形成的矢量圖，按照這種方式構(gòu)建仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片（見圖），以此為邊界層分離關(guān)系的研究提供參考依據(jù)。

（2）在熱能與動(dòng)力工程的研究領(lǐng)域中，可以通過(guò)合理利用重?zé)岈F(xiàn)象的方式，根據(jù)熱電廠的實(shí)際運(yùn)行情況，科學(xué)確定重?zé)嵯禂?shù)，以達(dá)到減少能量損失的目的。與此同時(shí)，從調(diào)頻角度上來(lái)說(shuō)，相較于一次調(diào)頻模式而言，二次調(diào)頻的精確性更高（二次調(diào)頻狀態(tài)下，負(fù)荷—頻率靜態(tài)特性曲線如圖所示）。

在電網(wǎng)頻率保持恒定的條件下，可以通過(guò)智能調(diào)節(jié)的方式對(duì)二次調(diào)頻預(yù)先設(shè)置對(duì)應(yīng)的方程式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的重分配與組合，滿足控制功能的要求。

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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