淺談電廠熱能動(dòng)力工程設(shè)計(jì)

吳宏宇

[摘 要]現(xiàn)階段在全世界范圍之內(nèi)，相關(guān)的不可再生能源，例如天然氣、石油、煤炭等，依然是占到了能源使用率的百分之九十左右。這些不可再生的能源，依然是人類生活和生產(chǎn)當(dāng)中所使用的主體能源，但是，從長遠(yuǎn)的角度來看，這些能源遲早都會(huì)有使用枯竭的一天，所以，如何開發(fā)和利用新型能源，并且深入地研究其對環(huán)境帶來的影響以及節(jié)能減排方面的內(nèi)容，是現(xiàn)今非常關(guān)鍵的一點(diǎn)工作內(nèi)容，同時(shí)，也是國家相關(guān)工作當(dāng)中的重點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力；能源利用；特點(diǎn)

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）17-0012-01

1、簡述熱能動(dòng)力工程

1.1 熱能動(dòng)力工程的基本定義

熱能動(dòng)力工程培養(yǎng)的是掌握現(xiàn)代能源科學(xué)技術(shù)，信息科學(xué)技術(shù)和管理技術(shù)，從事熱能動(dòng)力設(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、自動(dòng)控制、信息處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、環(huán)境保護(hù)、制冷空調(diào)、能源高效清潔利用和新能源開發(fā)等工作的知識面廣、基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型高級人才。畢業(yè)后基本就業(yè)于熱力發(fā)電廠及電力公司、電力設(shè)計(jì)研究院、大中型用能企業(yè)、政府規(guī)劃和環(huán)保部門、制冷和空調(diào)設(shè)備企業(yè)、高等院校等領(lǐng)域，從事設(shè)計(jì)、運(yùn)行、自動(dòng)控制、信息處理、環(huán)境保護(hù)、清潔能源利用和新能源開發(fā)等類型公司。

1.2 熱能動(dòng)力工程中的不同專業(yè)方向

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車工程方向：掌握內(nèi)燃機(jī)或透平機(jī)原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、測試、燃料和燃燒，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放與環(huán)境工程，能源工程概論，內(nèi)燃機(jī)電子控制，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷，汽車工程概論等方面的知識。制冷低溫工程與流體機(jī)械方向：掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)，制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置，各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識。水利水電動(dòng)力工程方向：掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)安裝檢修與運(yùn)行、水力機(jī)組輔助設(shè)備、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動(dòng)化、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護(hù)原理等方面的知識，以及水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測試技術(shù)方面的知識。

2、當(dāng)前熱能動(dòng)力工程的定義和現(xiàn)狀

改革開放以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國家教育部在頒發(fā)的普通高等學(xué)校本科專業(yè)中把熱能動(dòng)力工程從幾十個(gè)分支專業(yè)壓縮成為9個(gè)專業(yè)，再隨著后來的發(fā)展教育部頒布的新專業(yè)目錄中再將上述的9個(gè)專業(yè)統(tǒng)一為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，這也使得熱力動(dòng)力工程發(fā)生了質(zhì)變。所謂“熱能動(dòng)力”也可以稱之為熱能動(dòng)力系統(tǒng)工程，它是指熱能安全、低污染、高效地轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，給電廠的生產(chǎn)和發(fā)展提供原動(dòng)力。

熱力動(dòng)力工程主要是對熱能與動(dòng)力方面進(jìn)行深入的研究，是跨熱能與動(dòng)力工程、機(jī)械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。熱力動(dòng)力主要學(xué)習(xí)機(jī)械工程、熱能動(dòng)力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論，學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。多能源互補(bǔ)與多功能綜合是當(dāng)代世界能源動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展的主要特征和趨勢。熱能動(dòng)力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)多種形式原燃料及電能等能源輸入、多種形式產(chǎn)品及熱能動(dòng)力等能量輸出的復(fù)雜系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源、環(huán)境問題日益突出，由此而誕生的能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等綜合的評價(jià)準(zhǔn)則受到重視。

3、熱能的特點(diǎn)以及利用

3.1、熱能的特點(diǎn)。現(xiàn)階段當(dāng)中，人類所使用的熱能，主要是通過一次能源的轉(zhuǎn)換而得來的，所以，分析熱能的特點(diǎn)，需要從以下三個(gè)方面來入手進(jìn)行：（1）太陽能及其能量的轉(zhuǎn)換。太陽能，通過對植物的照射，進(jìn)而使植物的內(nèi)部存有的葉綠素，發(fā)生一系列的能源轉(zhuǎn)換以及光合作用，進(jìn)而將太陽能轉(zhuǎn)換成為生物的質(zhì)能，而太陽能的光，則是經(jīng)過熱量的轉(zhuǎn)換以及點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而成為我們所使用的能源物質(zhì)；（2）燃料化學(xué)能及其轉(zhuǎn)換過程。燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)換，主要是通過燃燒的方式，將存在于其中的化學(xué)能，轉(zhuǎn)換成為熱能，進(jìn)而再通過相關(guān)的技術(shù)手段，將其轉(zhuǎn)換成為人類生活和生產(chǎn)所需要的機(jī)械能，例如常見的汽輪機(jī)等，其工作的方式，就是首先將化學(xué)能源，轉(zhuǎn)換成為蒸汽的熱能，進(jìn)而再通過相關(guān)的設(shè)備以及技術(shù)，將汽輪機(jī)之內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械發(fā)動(dòng)所需的機(jī)械能；（3）熱能的轉(zhuǎn)換，其中主要包括兩種能量的形式，即電能以及機(jī)械能，電能包括熱電發(fā)電機(jī)，而機(jī)械能，則主要有汽輪機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)。

3.2、熱能的利用。熱能在我國許多行業(yè)當(dāng)中都有著廣泛的運(yùn)用，并且，在國民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中，也占據(jù)了核心的地位。總的來講，熱能的相關(guān)利用，在以下幾個(gè)行業(yè)當(dāng)中最為廣泛：電力工業(yè)，熱能動(dòng)力工程在其中有著非常重要的應(yīng)用，在核發(fā)電、火力發(fā)電等裝置設(shè)備的使用之中，熱能動(dòng)力工程及相關(guān)的技術(shù)，是其工作的基礎(chǔ)；鋼鐵工業(yè)，尤其在高爐煉鐵、煉鋼以及軋鋼等工藝當(dāng)中，應(yīng)用極為廣泛；相關(guān)的有色金屬工業(yè)，其中包括有鋁、銅等有色金屬，其冶煉，均使用的是熱能；化學(xué)工業(yè)，在化學(xué)工業(yè)的相關(guān)應(yīng)用之中，合成氮、酸堿等的相關(guān)生產(chǎn)工藝程序，主要使用到的是熱能動(dòng)力工程之中的技術(shù)手段，以其基本的原理來作為理論依據(jù)；石油工業(yè)，其中包括石油的采集、冶煉、運(yùn)輸?shù)鹊榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)，都運(yùn)用到了熱能動(dòng)力工程當(dāng)中的相關(guān)技術(shù)理論；機(jī)械工業(yè)以及相關(guān)的建筑工業(yè)，包括材料的生產(chǎn)、材料的制造、相關(guān)工藝鍛造、焊接技術(shù)以及鑄造等，都有熱能的利用；交通運(yùn)輸領(lǐng)域當(dāng)中，包括汽車、輪船、飛機(jī)等的使用；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面，也有著廣泛的運(yùn)用，包括蔬菜的溫室培養(yǎng)、魚池的加溫加熱、電力方面的農(nóng)業(yè)灌溉等方面，均有著廣泛的使用。同時(shí)，在人們的日常生活之中，熱能也有著廣泛的使用，例如冬天之時(shí)的供暖設(shè)備等。根據(jù)上述的分析，可以看出，熱能及其相關(guān)的動(dòng)力工程，在人們的生活以及生產(chǎn)當(dāng)中，發(fā)揮著非常重要的作用，是一項(xiàng)極為重要的能源，下文將針對熱能的特點(diǎn)，進(jìn)行深入細(xì)致的探究，幫助在日常的使用過程當(dāng)中，發(fā)揮出更大的效應(yīng)。

4、對熱能動(dòng)力工程設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)

4.1 制定初步的設(shè)計(jì)方案

在充分考慮客戶的需求上，結(jié)合建筑物本身的功能，確定熱能動(dòng)力系統(tǒng)目標(biāo)。對實(shí)施所選用的技術(shù)、實(shí)施步驟和經(jīng)費(fèi)等情況進(jìn)行論證，然后用通俗易懂的語言、直觀的圖表制定出初步的設(shè)計(jì)方案。熱能動(dòng)力系統(tǒng)工程初步設(shè)計(jì)方案的制作一般包括三個(gè)步驟：第一，要涵括整體目標(biāo)系統(tǒng)的概貌。第二，要確定目標(biāo)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。第三，要對包括系統(tǒng)的目標(biāo)、系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃、系統(tǒng)的布線結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的經(jīng)費(fèi)概算等子系統(tǒng)進(jìn)行描述。

4.2、分析客戶的需求，做好客戶的溝通

設(shè)計(jì)人員首先需要了解客戶各方面的需求。一方面可以通過其他工作人員采集的客戶的信息材料了解客戶的需求。另一方面設(shè)計(jì)人員可以通過直接和客戶談話、討論、分析等方式了解客戶的需求。要從設(shè)計(jì)的功能、性能，以及費(fèi)用等方面對客戶進(jìn)行溝通。在充分了解客戶需求的基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)人員自己的技術(shù)水平來進(jìn)行合理的熱能動(dòng)力設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題的時(shí)候也要和客戶進(jìn)行及時(shí)的溝通，適時(shí)地改動(dòng)設(shè)計(jì)方案。

4.3、研究設(shè)計(jì)方案的可行性

設(shè)計(jì)方案初步確定之后，要研究設(shè)計(jì)方案的可行性：分析目標(biāo)熱能動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)是否先進(jìn)，方案的具體實(shí)施是否會(huì)遇到障礙，方案中的計(jì)劃經(jīng)費(fèi)是否符合實(shí)際施工，經(jīng)濟(jì)效益是否合理等。只有設(shè)計(jì)方案具有以上的可行性，才能進(jìn)入下一步的熱能動(dòng)力設(shè)計(jì)工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉杰.熱能與動(dòng)力工程在熱電廠的運(yùn)用分析[J].科技傳播，2012（17）.