機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

賈晨光

（布魯塞爾自由大學(xué)，布魯塞爾 1050）

機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

賈晨光

（布魯塞爾自由大學(xué)，布魯塞爾 1050）

近年來(lái)，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢(shì)愈來(lái)愈明顯，機(jī)械工業(yè)中新能源及節(jié)能技術(shù)的推廣與應(yīng)用也取得了良好的成果。加強(qiáng)機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的研究，有助于實(shí)現(xiàn)新能源與節(jié)能產(chǎn)品的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。基于此，本文分析了機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其重要性，闡述了機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，提出了加強(qiáng)機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的具體措施。

機(jī)械新能源；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

1 機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)概述

1.1 機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著時(shí)代的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)的革新，我國(guó)新能源逐漸走向了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路，機(jī)械工業(yè)中新能源及節(jié)能技術(shù)的推廣與應(yīng)用取得了良好的成果。在機(jī)械新能源及節(jié)能技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，完整的理論基礎(chǔ)已經(jīng)形成，為技術(shù)的發(fā)展與開(kāi)發(fā)提供了保障。而機(jī)械工業(yè)中新能源及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，滿足了現(xiàn)代社會(huì)綠色環(huán)保的發(fā)展要求。隨著新能源技術(shù)的不斷應(yīng)用，節(jié)能產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，最為典型的代表是現(xiàn)代新能源節(jié)能汽車工業(yè)化生產(chǎn)。但是，在機(jī)械新能源和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過(guò)程中，依舊存在諸多的問(wèn)題。

較發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)關(guān)于新能源與節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究要晚很多，加上政府部門資金投入的不到位，制約了新能源與技術(shù)的發(fā)展。企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中單純追求高利潤(rùn)，對(duì)新能源與節(jié)能技術(shù)的研究不夠重視，使得新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用滯后于技術(shù)本身的發(fā)展。新能源與節(jié)能技術(shù)處于試驗(yàn)時(shí)期，研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的速度緩慢。部分企業(yè)雖然不斷增加研發(fā)的資金，但從整體上來(lái)看，我國(guó)機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大的差距[1]。例如，在新能源與節(jié)能技術(shù)機(jī)械中，很多核心部件未實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的生產(chǎn)及推廣。

1.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的污染因素

機(jī)械工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)燃料的使用，目前，我國(guó)機(jī)械仍以石油產(chǎn)品中的柴油和汽油為主要的燃料?，F(xiàn)代機(jī)械保有量的膨脹，造成大量燃料消耗，石油產(chǎn)品處于供不應(yīng)求的狀態(tài)；機(jī)械在運(yùn)行的過(guò)程中排出大量碳化物、鉛化物及微粒，引起嚴(yán)重的城市污染問(wèn)題。因此，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)采用先進(jìn)的技術(shù)，選用輕量化的材料，通過(guò)改進(jìn)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)，積極尋找新的能源代替柴油、汽油燃料，實(shí)現(xiàn)新能源與節(jié)能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

在機(jī)械能源動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的歷程中，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力式的機(jī)械仍是現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì)。研究與開(kāi)發(fā)先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)機(jī)械，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的主要途徑?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)燃料一般采用植物油、二甲基醚、天然氣及醇類燃料等[2]，例如，出租車普遍使用的氣體燃料、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，有效節(jié)約了能源。

2 機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 LNG機(jī)械的應(yīng)用

作為一種較為清潔的能源，天然氣被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的燃煤方式不僅造成資源浪費(fèi)，還引發(fā)了環(huán)境污染問(wèn)題，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中應(yīng)積極開(kāi)發(fā)新能源，倡導(dǎo)節(jié)能減排的發(fā)展理念?，F(xiàn)代工業(yè)企業(yè)使用的天然氣主要有兩種類型，即液化天然氣（LNG）與壓縮天然氣（CNG），壓縮天然氣采取加壓的方式，保證其以氣體狀態(tài)存儲(chǔ)于裝置中。液化天然氣通過(guò)低溫冷凝處理的方式，實(shí)現(xiàn)天然氣低溫環(huán)境下的液化，最后生產(chǎn)出液化天然氣。這種天然氣的密度較大，LNG機(jī)械的工作周期一般較長(zhǎng)，因此，其應(yīng)用前景較為廣闊。這種新能源與節(jié)能技術(shù)的有效結(jié)合，使企業(yè)的消費(fèi)成本降低了30%，但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，LNG機(jī)械也存在一定的問(wèn)題。

首先，與使用柴油為動(dòng)力的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械相比，LNG機(jī)械性能更具優(yōu)勢(shì)，但在動(dòng)力調(diào)節(jié)方面，其性能顯得較為滯后，無(wú)法達(dá)到隨著負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)的目標(biāo)。其次，LNG機(jī)械無(wú)法實(shí)現(xiàn)密閉作業(yè)，在LNG內(nèi)部存儲(chǔ)裝置中存在極高的壓力，當(dāng)其內(nèi)部壓力超出一定范圍，達(dá)到極限后，為保證天然氣存儲(chǔ)裝置的安全性，其會(huì)自動(dòng)釋放出天然氣，而在密閉狀態(tài)下，天然氣不能被釋放出來(lái)。最后，LNG機(jī)械加注天然氣的環(huán)節(jié)，需要采用專業(yè)的設(shè)備，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，這將造成LNG機(jī)械的使用障礙。但是，與柴油為動(dòng)力的機(jī)械相比較，LNG機(jī)械的環(huán)保效益更高，使用過(guò)程中，LNG機(jī)械向大氣中排放的CO2、SO2及CO等污染物明顯減少，有效地減少了大氣污染[3]。

2.2 電驅(qū)動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用

隨著技術(shù)的進(jìn)步，在大型的工程機(jī)械中，大功率的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)逐漸代替了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電力系統(tǒng)電網(wǎng)提供的電能是電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的主要?jiǎng)恿?lái)源。在電驅(qū)動(dòng)機(jī)械中，與電動(dòng)機(jī)連接的變頻器和控制器可有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換，保證了機(jī)械依據(jù)外界荷載情況變化實(shí)時(shí)調(diào)整變頻要求，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)功率的適時(shí)調(diào)整。這種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，有效地降低了機(jī)械使用過(guò)程中能源的消耗，機(jī)械運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音也減小，排放較少的污染物，幫助應(yīng)用企業(yè)在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)。

2.3 混合動(dòng)力機(jī)械的應(yīng)用

在汽車行業(yè)的發(fā)展中，混合動(dòng)力機(jī)械也被廣泛應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了混合動(dòng)力機(jī)械的發(fā)展與革新。目前，機(jī)械工業(yè)普遍使用的混合動(dòng)力主要有三種，即油電混合動(dòng)力形式、油液混合動(dòng)力形式及電液混合動(dòng)力形式。其中，油電混合動(dòng)力機(jī)械通過(guò)加入電動(dòng)力的方式，有效地減少了機(jī)械功率，減少了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中能源的消耗。據(jù)相關(guān)研究可知，與單一柴油動(dòng)力機(jī)械相比，使用混合動(dòng)力機(jī)械可為企業(yè)減少20%左右的能源消耗及污染物排放。

2.4 高壓變頻機(jī)械的應(yīng)用

發(fā)電企業(yè)既生產(chǎn)能源又消耗能源，其節(jié)能減排任務(wù)重大，電力市場(chǎng)需求的變化決定發(fā)電企業(yè)的機(jī)組應(yīng)不斷調(diào)整。在運(yùn)行的過(guò)程中，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)閥門及擋板時(shí)會(huì)消耗了大量能源，發(fā)電企業(yè)的再循環(huán)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，高壓變頻機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用是發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的主要手段。變頻器安裝之前，發(fā)電企業(yè)凝結(jié)水泵電動(dòng)機(jī)中凝汽器內(nèi)的水位主要依靠水泵出口閥門的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式的調(diào)節(jié)線性度差，會(huì)造成一定的節(jié)流損失，造成發(fā)電企業(yè)電能的浪費(fèi)。在頻繁調(diào)節(jié)操作的情況下，閥門的可靠性也不斷降低，不利于機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。高壓變頻設(shè)備下的凝結(jié)水泵電動(dòng)機(jī)使得凝結(jié)水泵的運(yùn)行工況不斷優(yōu)化，不再需要頻繁調(diào)節(jié)閥門，閥門開(kāi)度保持在較大的位置上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整有效地節(jié)約了電能[4]。

發(fā)電企業(yè)利用變頻器節(jié)能的本質(zhì)是利用變頻器降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，有效降低電動(dòng)機(jī)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。應(yīng)用變頻器節(jié)能應(yīng)注意以下兩點(diǎn)，變頻器使用過(guò)程中，必須調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，在不調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的情況下，不應(yīng)使用變頻器節(jié)能，同樣，閥門開(kāi)度不需調(diào)節(jié)的狀況下也不應(yīng)使用變頻器。使用變頻器造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，應(yīng)降低機(jī)械的功率。發(fā)電企業(yè)恒功率負(fù)載的情況下不能采用變頻器調(diào)節(jié)。在火力發(fā)電廠中，凝結(jié)水泵是電力企業(yè)中重要的輔助設(shè)備，水泵運(yùn)行功率隨著整個(gè)機(jī)組的工況而不斷變化，變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備的節(jié)能效果較好，保證了凝結(jié)水泵運(yùn)行狀況及生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化。凝結(jié)水泵變頻改造為電力企業(yè)創(chuàng)造了直接與間接經(jīng)濟(jì)利益，節(jié)約了電力企業(yè)的電能，降低了廠用電率。高壓變頻調(diào)速技術(shù)在發(fā)電企業(yè)中具有較大的應(yīng)用前景。

3 加強(qiáng)機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的策略

3.1 建立完善的機(jī)械工業(yè)企業(yè)考核制度

在機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的推廣過(guò)程中，政府部門應(yīng)肩負(fù)其制度監(jiān)管的職責(zé)，建立完善的機(jī)械企業(yè)考核制度，對(duì)機(jī)械企業(yè)的生產(chǎn)能力及節(jié)能水平等進(jìn)行嚴(yán)格的考核及評(píng)價(jià)，規(guī)范機(jī)械企業(yè)的節(jié)能行為。通過(guò)建立完善的獎(jiǎng)懲制度，政府相關(guān)部門可以獎(jiǎng)勵(lì)節(jié)能環(huán)保方面做出突出貢獻(xiàn)的企業(yè)，反之，則進(jìn)行懲罰。在機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)部門首先應(yīng)制定科學(xué)合理的規(guī)劃，依據(jù)機(jī)械企業(yè)的地理特點(diǎn)、生產(chǎn)布局及環(huán)境因素對(duì)機(jī)械企業(yè)進(jìn)行劃分，建立新型工業(yè)園區(qū)，在機(jī)械企業(yè)的規(guī)劃布局中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)集聚發(fā)展，形成集聚效應(yīng)，將企業(yè)污染控制在一定的范圍內(nèi)，推動(dòng)機(jī)械新能源及技能技術(shù)的有效應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代城市的發(fā)展。

3.2 加大監(jiān)管力度

首先，相關(guān)管理部門必須加大對(duì)機(jī)械的監(jiān)管力度。國(guó)家立法部門應(yīng)發(fā)揮法律法規(guī)的約束規(guī)范作用，制定并完善節(jié)能環(huán)保方面的政策，為企業(yè)節(jié)能環(huán)保提供法律保護(hù)，明確限制并規(guī)定機(jī)械企業(yè)的能源消耗，規(guī)范相關(guān)企業(yè)的工作。其次，相關(guān)管理部門應(yīng)建立完善的問(wèn)責(zé)制度，對(duì)發(fā)展過(guò)程中能源消耗嚴(yán)重、造成破壞的企業(yè)及個(gè)人進(jìn)行嚴(yán)肅的處理。政府部門應(yīng)建立專門的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，監(jiān)管人員應(yīng)詳細(xì)了解企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及污染程度，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況制定完善的節(jié)能措施，減少企業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源的消耗及環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的綠色發(fā)展。

3.3 進(jìn)行機(jī)械新能源的綜合利用

在大型工廠企業(yè)及發(fā)電企業(yè)中，存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)及能源消耗問(wèn)題。工業(yè)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，人類社會(huì)發(fā)展中面臨著資源枯竭、水資源短缺及環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題，而機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，是促進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)綠色發(fā)展的重要途徑。在機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，研究人員應(yīng)不斷進(jìn)行能源的優(yōu)化，開(kāi)發(fā)新能源綜合利用的發(fā)展模式。機(jī)械新能源及節(jié)能技術(shù)的發(fā)展應(yīng)與物理學(xué)、環(huán)境學(xué)及化學(xué)等結(jié)合，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。相關(guān)部門應(yīng)加大機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的推廣與宣傳，及時(shí)向相關(guān)企業(yè)普及新能源及節(jié)能技術(shù)的內(nèi)容，提高企業(yè)管理者的節(jié)能意識(shí)及環(huán)保意識(shí)，促進(jìn)新能源及節(jié)能技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展以資源的消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，生態(tài)平衡遭到破壞，人與自然的矛盾不斷加劇，強(qiáng)化機(jī)械新能源及節(jié)能技術(shù)的綜合利用，是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要一步。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，離不開(kāi)機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在傳統(tǒng)的發(fā)展模式下，機(jī)械行業(yè)的發(fā)展以能源的浪費(fèi)及環(huán)境污染為代價(jià)，造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)及污染，自然生態(tài)平衡遭到破壞，人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為促進(jìn)機(jī)械新能源及節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)必須積極參與新能源與節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，引入現(xiàn)代能源與節(jié)能技術(shù)，在追求企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，積極履行環(huán)境保護(hù)的職責(zé)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1 崔 斌，劉勝本.機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016，（1）：112.

2 龍 騰.當(dāng)代機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2016，（4）：137.

3 汪 晨.化工機(jī)械行業(yè)新能源開(kāi)發(fā)與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用探討[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015，（26）：55-56.

4 趙國(guó)良.當(dāng)代機(jī)械新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（4）：78.

Application Analysis of Mechanical New energy and Energy Saving Technology

Jia Chenguang
(Vrije Universitiet Brussel, Brussels 1050, Belgium)

In recent years, the trend of the industrialization of new energy sources in China is becoming more and more obvious, and the popularization and application of new energy and energy-saving technologies in mechanical industry have also achieved good results.To strengthen the research of machinery new energy and energy-saving technology,help to realize the scale and industrialization of new energy and energy-saving products, promote green and sustainable development of modern industrial enterprises, so as to realize the coordinated development of the human society and the natural environment.Based on this, this paper analyzes the current situation of machinery new energy and energysaving technology development and its importance, explains the application of machinery new energy and energy-saving technology, put forward specific measures to strengthen the application of new energy and energy saving technology of machinery.

mechanical new energy; energy saving technology; application

TK018 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500(2017)08-0075-03

2017-06-22

賈晨光（1994-），男，陜西西安人，碩士在讀，研究方向：機(jī)械電子工程、能源與動(dòng)力、電廠機(jī)組設(shè)備相關(guān)技術(shù)。