探究熱能與動(dòng)力工程中的節(jié)能技術(shù)

【摘? 要】在當(dāng)前社會(huì)運(yùn)行及發(fā)展中，為了實(shí)現(xiàn)熱能的有效運(yùn)用，應(yīng)該將節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用作為重點(diǎn)，通過(guò)熱能以及動(dòng)力能源的技術(shù)創(chuàng)新，完善節(jié)能技術(shù)，從而充分滿足當(dāng)前社會(huì)的生態(tài)化發(fā)展需求。論文首先介紹了熱能與動(dòng)力工程，然后分析了熱能與動(dòng)力工程中能源損耗產(chǎn)生的主要類型，最后詳細(xì)闡述了熱能與動(dòng)力工程中的節(jié)能技術(shù)措施。

【Abstract】In the current social operation and development， in order to realize the effective application of thermal energy， we should regard the application of energy-saving technology as the focus， and improve energy-saving technology through technological innovation in thermal energy and power energy， so as to fully meet the ecological development needs of the current society. This paper firstly introduces the thermal energy and power engineering， and then analyzes the main types of the occurrence of energy-loss in thermal energy and power engineering， and finally describes the energy-saving technology and measures in thermal energy and power engineering in detail.

【關(guān)鍵詞】熱能;動(dòng)力工程;節(jié)能;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);廢熱回收

【Keywords】thermal energy; power engineering; energy-saving; industrial structure; waste heat recovery

【中圖分類號(hào)】TK01+8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0191-02

1 熱能與動(dòng)力工程概述

1.1 熱能裝置

熱能裝置是人們生產(chǎn)、生活中所需要的主要設(shè)備形式。在熱能裝置中能源通過(guò)燃燒釋放大量的熱能，之后在裝置系統(tǒng)中將熱能轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能。一般情況下，工業(yè)熱能裝置包括以下幾種。

1.1.1 蒸汽機(jī)

蒸汽機(jī)通過(guò)燃燒燃料產(chǎn)生熱量加熱傳導(dǎo)介質(zhì)水，水達(dá)到汽化溫度后產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

1.1.2 內(nèi)燃機(jī)

燃料在氣缸中被點(diǎn)燃，燃?xì)馀蛎浿苯域?qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。相比蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的能源利用效率較高。

1.1.3 蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)

高壓蒸汽或燃?xì)庾饔糜谌~片使葉輪旋轉(zhuǎn)做功，適用于大功率機(jī)械的熱能裝置。

1.2 動(dòng)力工程裝置

動(dòng)力工程裝置與熱能裝置、電力動(dòng)力裝置共同構(gòu)成工業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)，是工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用最廣泛、最重要的設(shè)備設(shè)施之一。通過(guò)對(duì)動(dòng)力工程裝置的設(shè)計(jì)分析，提升能源的利用效率，有效降低有害氣體的排放量，充分滿足當(dāng)前社會(huì)的環(huán)境保護(hù)發(fā)展需求。

2 熱能與動(dòng)力工程中能源損耗的主要類型分析

2.1 熱能損耗

無(wú)論是熱能裝置還是動(dòng)力裝置，二者都會(huì)在運(yùn)行中同時(shí)產(chǎn)生大量的熱能。這些熱能并不能實(shí)現(xiàn)完全的轉(zhuǎn)化，只有一部分熱能通過(guò)轉(zhuǎn)化應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中，而另一部分熱能則直接消耗掉，這無(wú)疑導(dǎo)致了寶貴資源的浪費(fèi)。熱能消耗使得裝置運(yùn)行的質(zhì)量降低，并且也降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。很多企業(yè)都會(huì)采用裝設(shè)節(jié)流器的方法對(duì)熱能損耗實(shí)施預(yù)警，其還能根據(jù)設(shè)置的數(shù)值對(duì)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)，目的是降低設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷，從而減少熱能的損耗。

2.2 濕氣損耗

在熱動(dòng)裝置的運(yùn)行中，濕氣損耗也是重要的損耗類型，對(duì)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)極為不利。濕氣損耗主要表現(xiàn)為三種形式：一是蒸汽在蒸發(fā)、膨脹的過(guò)程中普遍會(huì)產(chǎn)生小水滴，一旦小水滴形成大量聚集的水滴團(tuán)，那么就會(huì)對(duì)蒸汽系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響;二是從移動(dòng)速度角度來(lái)講，蒸汽的移動(dòng)要快于小水滴的移動(dòng)，這樣在同等距離下兩者的移動(dòng)時(shí)長(zhǎng)是不一樣的，濕氣損耗也由此產(chǎn)生;三是小水滴一旦大量聚集，不可避免地會(huì)產(chǎn)生水滴流，那么濕氣的運(yùn)行就會(huì)受阻，熱量損失也會(huì)加重。

2.3 環(huán)境污染

熱動(dòng)裝置的運(yùn)行不可避免地會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)一定程度的污染。主要是空氣污染、噪聲污染、放射性物質(zhì)污染和熱能污染幾個(gè)方面。傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)使得我國(guó)的重工業(yè)生產(chǎn)污染嚴(yán)重，加上城市化進(jìn)程中大量的汽車尾氣污染和居民的取暖，這些都是造成空氣污染的重要因素。

3 熱能與動(dòng)力工程中的節(jié)能技術(shù)措施

3.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)該作為熱動(dòng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能發(fā)展的重要途徑，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化，能夠使得以往的運(yùn)行方式和發(fā)展?fàn)顩r得到很大程度的改善，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的節(jié)能發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整可從以下幾個(gè)方面入手：第一，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，并引進(jìn)先進(jìn)的環(huán)保型設(shè)備，優(yōu)化工藝流程，降低生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染程度，提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)行的效率。第二，重點(diǎn)抓好工藝技術(shù)的改造工作，實(shí)施因地制宜的技術(shù)原則，重視對(duì)水資源的充分利用，最終綜合利用熱能資源。例如，空氣機(jī)組具有出色的熱回收技術(shù)，將其運(yùn)用到熱能回收當(dāng)中，再將回收的熱能用于供暖環(huán)節(jié)，這樣一來(lái)，熱能和動(dòng)力工程便能實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)用。第三，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，提高其使用性能和生產(chǎn)效率，這也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。

3.2 廢熱回收技術(shù)的運(yùn)用

通過(guò)對(duì)發(fā)電廠運(yùn)行狀況的分析，在電能生產(chǎn)、能量使用的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)能量的有效傳遞以及科學(xué)轉(zhuǎn)化，在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)熱能損失的問(wèn)題。所以，為了減少熱能損失，應(yīng)該根據(jù)發(fā)電廠的運(yùn)行狀況對(duì)容量損耗現(xiàn)象進(jìn)行分析，具體廢熱回收流程如圖1所示。

在廢熱回收過(guò)程中，需要改變以往的工藝流程，通過(guò)對(duì)余熱回收的資源處理，減少余熱排放量，之后按照熱余總量、質(zhì)量等基本特點(diǎn)，確定廢熱的回收方法。結(jié)合當(dāng)前熱能以及動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，通過(guò)對(duì)加熱冷凝裝置的運(yùn)用，可以有效提升動(dòng)力裝置的運(yùn)用效率，節(jié)約燃料，有效避免熱量損失現(xiàn)象。同時(shí)，在發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程中，由于生產(chǎn)的需求會(huì)限制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，通常會(huì)出現(xiàn)較多的廢水，所以應(yīng)該對(duì)廢水資源進(jìn)行科學(xué)性、系統(tǒng)性處理，以實(shí)現(xiàn)廢熱回收技術(shù)運(yùn)用的節(jié)能價(jià)值。

3.3 選擇適宜的調(diào)頻技術(shù)

熱動(dòng)工程可以被看作一個(gè)熱能向機(jī)械能和熱能轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，其本質(zhì)便是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，該系統(tǒng)本身便十分容易利用能源來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。同時(shí)，使用熱能更為環(huán)保，對(duì)環(huán)境的傷害更小。石油、煤炭這些傳統(tǒng)的不可再生能源具有對(duì)環(huán)境污染更嚴(yán)重的特點(diǎn)，熱能可逐漸用于替代這些不可再生能源作為新的節(jié)能型能源。從調(diào)頻方法的角度來(lái)講，其要與電廠發(fā)電機(jī)組的實(shí)際相結(jié)合，根據(jù)每個(gè)裝置不同的內(nèi)部構(gòu)造對(duì)調(diào)頻方法進(jìn)行設(shè)置，這樣設(shè)置出的調(diào)節(jié)量才是適當(dāng)?shù)?，符合機(jī)組裝置的實(shí)際情況，這對(duì)電廠運(yùn)行的安全穩(wěn)定具有重要的意義。此外，設(shè)備也需要進(jìn)行調(diào)頻，常見(jiàn)的如水泵的閉環(huán)調(diào)頻，必須對(duì)外部的溫度和氣壓條件變化等信息進(jìn)行收集，依據(jù)變化實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器頻率值的調(diào)節(jié)，以使其充分適應(yīng)外界的條件變化，為水泵的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

3.4 運(yùn)用新型能源

當(dāng)前，由煤炭、石油、天然氣這些不可再生能源組成的能源體系依然是世界的主流能源體系。這些能源主要來(lái)源于大自然，是不可多得的寶貴資源，對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步發(fā)揮著舉足輕重的作用。但是這些不可再生能源的大量運(yùn)用卻會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞，人類社會(huì)也會(huì)受到自然力的反噬?；诖?，新型的清潔型能源成為當(dāng)前全世界都在積極追求和研究的能源類型，風(fēng)能、水能和太陽(yáng)能等行業(yè)的發(fā)展未來(lái)可期。新型能源對(duì)環(huán)境的傷害小，并且具有可再生的特點(diǎn)，這無(wú)疑大大緩解了當(dāng)前能源緊張的局面。我國(guó)已經(jīng)將環(huán)境保護(hù)和能源利用上升到了戰(zhàn)略的高度，這十分有助于實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。

3.5 采用傳熱應(yīng)用技術(shù)

當(dāng)前，我國(guó)熱動(dòng)工程中的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)得到了極大的重視，在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛推廣。傳熱應(yīng)用技術(shù)主要借助換熱器，這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵設(shè)備。換熱器的技術(shù)原理就是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在化工、石油、動(dòng)力等很多工業(yè)環(huán)境當(dāng)中，其發(fā)揮著重要的作用，優(yōu)勢(shì)十分突出。換熱器的大量應(yīng)用，使得能源的利用率大大提升，這也使得熱動(dòng)工程的節(jié)能效果大幅提高。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，熱動(dòng)工程在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在發(fā)電廠實(shí)踐中，能夠大大提升能源的利用效率，降低不可再生能源的使用率，增加電能的生產(chǎn)量，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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【作者簡(jiǎn)介】錢華?。?970-），男，江蘇姜堰人，工程師，從事熱能工程研究。