闡述熱能與動力工程應用分析

王辰

摘要：在生產(chǎn)與利用領(lǐng)域中，熱能與動力工程的建設(shè)發(fā)展受到了各方工作人員的高度關(guān)注與重視，其應用范圍也呈現(xiàn)出顯著的拓展趨勢。為了充分發(fā)揮熱能與動力工程的應用功效，必須重視對本領(lǐng)域相關(guān)知識點的研究，以便真正意義上掌握熱能與動力工程研究精髓，通過積極展開熱能與動力工程科技創(chuàng)新的方式，促進工作效率的提升，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)濟價值，同時達到緩解環(huán)境問題的目的。

關(guān)鍵詞：熱能;動力工程;應用

一、現(xiàn)代社會的能源及其分類

1、能源的概念

能源也稱為能量資源或能源資源，是能為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動力的物質(zhì)資源，是國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?？梢哉f能源的開發(fā)和有效利用是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標志。

2、能源的分類

2.1 一次能源與二次能源。一次能源是指自然界中存在的天然能源，有煤、原油、天然氣、水能、風能和太陽能等。其中礦物燃料和核燃料由于生成速度極慢，加之消費速度的不斷增長也會最終會枯竭，故稱為非再生能源。而二次能源是由一次能源直接或間接加工轉(zhuǎn)換而成的人工能源。

2.2 可再生能源與非再生能源?？稍偕茉词侵缚芍貜彤a(chǎn)生的一次能源，而不能重復產(chǎn)生的自然能源稱為非再生能源。

2.3 常規(guī)能源與新能源。常規(guī)能源是指技術(shù)上已經(jīng)成熟、已大量生產(chǎn)并廣泛利用的能源。新能源是指技術(shù)上正在開發(fā)還尚未大量生產(chǎn)和廣泛利用的能源。

2.4 清潔能源與非清潔能源。在開發(fā)和利用中對環(huán)境無污染或污染程度很輕的能源叫做清潔能源，否則稱為非清潔能源。從對環(huán)境污染程度來說，目前主要的常規(guī)能源包括煤、石油、天然氣在使用時會對環(huán)境產(chǎn)生較嚴重的污染，屬于不清潔能源。

二、現(xiàn)階段的熱能動力裝置

一般燃料在適當?shù)脑O(shè)備中燃燒產(chǎn)生熱能，然后通過熱能動力機將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。熱能動力裝置是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能而產(chǎn)生原動力的成套熱力設(shè)備?，F(xiàn)在一般將燃燒設(shè)備、熱能動力機以及他們的輔助設(shè)備統(tǒng)稱為熱能動力裝置。目前的熱能動力裝置主要分為兩大類，一種是直接以燃燒產(chǎn)生的燃氣直接進入發(fā)動機來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，另一種是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能傳遞給某種液體使其汽化，然后將蒸汽導入發(fā)動機進行熱功的轉(zhuǎn)換，蒸汽機和汽輪機就屬于這種類別。

三、熱能與動力工程在當前應用的問題

1. 需要解決的能源方面的問題

我國是能源消耗的大國，每年要消費大量的石油和煤炭，而煤炭主要用于火力發(fā)電。目前，全國發(fā)電量的80%以上都是火力發(fā)電，其中又有96%是依靠燃煤。這一過程中，循環(huán)水和水汽帶走了大量的余壓和熱能，它們被直接排放到大氣中，能源因此就被浪費了。當前，我國火電廠的能源利用率大約有35%，利用率較低。因此，我國工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能工作的重點，就是實現(xiàn)火電的節(jié)能降耗。

2. 需要解決的環(huán)境污染方面的問題

燃煤電廠會排放二氧化硫、粉塵、氮氧化物等污染物，因此被稱為“環(huán)境殺手”。燃煤電廠的數(shù)量隨著電力工業(yè)的發(fā)展而增多，而且有排污量大、污染物單一、排污集中等特點，電力工業(yè)對環(huán)境的負面影響越來越大，嚴重干擾了附近居民的生活、工作和身體健康。因此，電力工業(yè)面臨著愈發(fā)嚴峻的環(huán)境保護問題。

3.需要解決的安全方面的問題

在電站，鍋爐中風機是為了壓縮和運輸氣體，也就是實現(xiàn)機械能到動能的轉(zhuǎn)化，在實際運行中，將氣體運輸?shù)教囟ㄔO(shè)備。隨著機組的容量增大，轉(zhuǎn)速和效率也越來越高，因此，對風機的安全可靠性的要求也越來越高。

然而在實際情況中，風機往往要運行很長時間，而且沒有專業(yè)人員對其進行定期養(yǎng)護，因此，鍋爐風機常常發(fā)生發(fā)生燒壞電機、軸承損壞、竄軸、葉輪飛車等事故，不但影響了設(shè)備的正常運行，還給電廠造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至對人身安全造成威脅。

四、熱能與動力機械的應用影響

1.熱污染

在熱能利用和動力技術(shù)的應用中產(chǎn)生的能量損失一般以熱能形式傳給環(huán)境，這會造成環(huán)境溫度的升高對環(huán)境造成危害。在海洋或河水的發(fā)電過程中，冷卻水的熱量排放到自然水源中會造成水溫的升高，使得水中含氧量的降低，進而影響到水生物的生存。另外由于地球的升溫使得冰雪覆蓋區(qū)縮小，導致反射率下降吸收更多太陽能，使得地球溫度進一步升高造成升溫連鎖反映。

2.空氣污染

在熱能與動力機械的應用過程中的廢氣廢料排放造成了大氣污染的問題。二氧化碳的吸收光譜恰好在地球輻射的主要波長段內(nèi)，所以對地球輻射能的吸收力強，但對太陽能輻射透明，這就使得二氧化碳在吸收了地面的輻射能后會重新產(chǎn)生輻射，使得更多的熱量被阻留在低層大氣中，使地球溫度升高，最終造成溫室效應。除此之外，空氣中的硫化物等有害物主要來于煤炭的燃燒，二氧化硫影響呼吸道，對呼吸道的刺激嚴重，而三氧化硫能使煙氣露點提高，易形成酸雨或酸霧。

3.噪聲危害

噪聲對人的心理、生理、聽力和工作睡眠有非常不利的影響，由于許多機械設(shè)備的本身或某一部份零件是旋轉(zhuǎn)式的，這就導致一些因組裝的損耗或軸承的缺陷而產(chǎn)生異常的振動，進而產(chǎn)生噪音。噪音的控制技術(shù)上雖然已經(jīng)相對成熟，但是由于現(xiàn)代工業(yè)以及交通運輸業(yè)規(guī)模的擴大，要采取噪音控制的企業(yè)和場所非常多，因此在防止噪音問題上必須要綜合進行技術(shù)、經(jīng)濟和效果等方面的綜合權(quán)衡。

結(jié)語

熱能與動力的應用不僅僅局限于熱能與動力工程上，做好熱能與動力的研究和應用能夠?qū)崿F(xiàn)各種能源的充分利用，所以要利用好能源的方法和技術(shù)，達到高效安全以及經(jīng)濟性的目的。

我國正處在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型階段，充分利用和發(fā)展熱能與動力工程，并對特點有效的控制、環(huán)境的污染，加強節(jié)能減排工作，對我國進一步實現(xiàn)經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。因此，經(jīng)濟和社會的共同發(fā)展應把動力工程和節(jié)能作為導向，積極探究和提高技術(shù)創(chuàng)新，為社會的可持續(xù)性發(fā)展作出積極的貢獻。

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（作者單位：大唐清苑熱電有限公司）