熱能動力機(jī)械及環(huán)境問題探討

柴宏偉

中煤能源新疆煤電化有限公司 新疆昌吉 831700

隨著全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)改善，地球的環(huán)境問題也在逐年增加，許多國家在繼續(xù)使用現(xiàn)有技術(shù)的同時必須開發(fā)新的能源。當(dāng)使用傳統(tǒng)能源時，必須進(jìn)行技術(shù)革新來滿足它們。在新時代的能源需求和要求中，熱能無疑是當(dāng)今世界上最大的能源，越來越多的人開始關(guān)注如何更好地利用它。筆者認(rèn)為，熱能的利用應(yīng)與計算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)、力學(xué)、內(nèi)燃機(jī)科學(xué)等技術(shù)結(jié)合起來加以整合。在熱能領(lǐng)域，如何促進(jìn)對環(huán)境的更友好、更有效的利用、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展是我們研究和解決的最大問題。

從我們目前的能源結(jié)構(gòu)來看，煤炭仍然是我國能源的主要部分。與石油和天然氣相比，我國的煤炭資源“具有儲量和成本雙重冶煉的優(yōu)勢。眾所周知，電力是人們生活的基本物質(zhì)條件，現(xiàn)有的發(fā)電方式主要是火力燃燒”，煤和石油時產(chǎn)生的熱能通過發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能。

1 現(xiàn)狀分析

熱能與動力工程的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)是熱能交換，它是對機(jī)械能和熱能轉(zhuǎn)換的深入研究。 隨著各種大型熱動力設(shè)備的不斷出現(xiàn)，熱動力設(shè)備的設(shè)計變得越來越復(fù)雜，自動化技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)也在不斷發(fā)展。在熱動力設(shè)備中的應(yīng)用和實施中，設(shè)備功能不斷更新和完善。由此可以看出，計算機(jī)自動化控制將是未來熱能設(shè)備發(fā)展的必然方向[1]。

1.1 我國熱能動力工程內(nèi)涵

我國的熱能動力工程研究始于上世紀(jì)五十年代，當(dāng)時，該國的經(jīng)濟(jì)體系和經(jīng)濟(jì)實力有限，能源轉(zhuǎn)換過程主要是通過從前蘇聯(lián)進(jìn)口熱能設(shè)備來實現(xiàn)的。進(jìn)口的設(shè)施和設(shè)備主要包括供暖和通風(fēng)系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)、鍋爐等，熱能與動力工程的研究僅限于對進(jìn)口機(jī)械的簡單研究，不可能進(jìn)行更深入的探索。隨著改革開放和中國科研水平的不斷提高，熱能與動力工程研究取得了一定進(jìn)展。當(dāng)前，在我國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)快速發(fā)展的背景下，市場經(jīng)濟(jì)引領(lǐng)著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷推動著熱能與動力工程的發(fā)展，熱能與動力工程的研究已獲得了技術(shù)和成果，對熱能動力工程的研究獲得了技術(shù)上和制度上的保障。

1.2 當(dāng)前經(jīng)常用到的熱能動力機(jī)械分析

熱發(fā)生器收集可燃能量燃燒產(chǎn)生的熱能，并通過特定設(shè)備將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。 目前在中國普遍發(fā)現(xiàn)的熱力機(jī)械主要包括內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，三種類型的機(jī)械在使用時都有各自的特點。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)換效率較高，但是能量損失和環(huán)境問題最大。蒸汽機(jī)的主要特征通常尺寸大，能量效率低且實用性差。燃?xì)廨啓C(jī)是目前使用的主流產(chǎn)品，具有低污染、性能優(yōu)良、運行穩(wěn)定的特點，也是未來發(fā)展的主要方向[2]。

2 動力機(jī)械帶來的環(huán)境污染及解決辦法

動力機(jī)械引起的環(huán)境問題主要是熱污染，噪聲污染和空氣污染。熱污染是指工業(yè)生產(chǎn)和生活中釋放的能量以熱能的形式轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，從而造成空氣和水污染的現(xiàn)象。特別是，從熱電廠，核電廠和造紙廠排放的大量廢熱氣體和液體對水生植物和魚類的生存和繁殖構(gòu)成了極大的威脅，各種有害物質(zhì)將被運輸?shù)疥懙亍?隨著水的流動，它被樹木和蔬菜吸收并被人類消耗，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的傳染病。為了減少工業(yè)廢熱對環(huán)境的影響，必須減少排放，充分利用廢熱或?qū)ふ液烷_發(fā)新的能源。利用清潔水能不但可以減少污染物排放，而且可以保護(hù)環(huán)境。

2.1 空氣污染及大氣污染

近年來，空氣質(zhì)量與全國大霧天氣下人們的生活息息相關(guān)?？諝馕廴局苯佑绊懭藗兊某鲂小?空氣污染源來自工業(yè)廢氣，汽車尾氣和住宅供暖設(shè)備。 在大城市，汽車和火車是必不可少的交通工具。但是在有霧的天氣中，直接消耗空氣中的煤炭或石油是一個主要的“殺手”。另外，近年來，空氣污染已引起許多極端天氣情況?？諝馕廴镜念A(yù)防和控制有賴于全民的共同努力，如今，能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整及植樹造林的方法被廣泛使用[3]。

2.2 噪聲污染

動力機(jī)械和其他設(shè)備會在運行過程中由于機(jī)械振動而產(chǎn)生噪音。噪音污染在短期內(nèi)不會造成很大的損害，但是在這樣的環(huán)境中經(jīng)過一段時間后，會損害有機(jī)體的聽力，在嚴(yán)重的情況下會導(dǎo)致許多疾病。因此，噪聲的預(yù)防和控制也是緊迫的問題。 在污染源的情況下，有必要減少來自聲源的噪聲并控制噪聲的傳播。

3 熱能動力工程的發(fā)展方向

為了改革熱能動力和控制工程的方向，有必要掌握熱能動力的熱力測試技能和機(jī)械知識。熱機(jī)和汽車工程也是中國熱力機(jī)械的發(fā)展方向之一，有必要充分掌握內(nèi)燃機(jī)的工作原理和構(gòu)造原理。它提供了工作結(jié)構(gòu)和設(shè)計概念的綜合分析，對相應(yīng)工作結(jié)果進(jìn)行測試，并為熱機(jī)排放和環(huán)境工程提供了支持。

熱能動力的機(jī)械將不可避免地產(chǎn)生良好的能量。如果熱電工程要在能源領(lǐng)域取得良好的發(fā)展，節(jié)能和減排被用于制定最適合中國國情的能源戰(zhàn)略，促進(jìn)科學(xué)研究的發(fā)展。能源是人類社會發(fā)展與發(fā)展的主要基礎(chǔ)之一，在人類發(fā)展的歷史背景下，人類文明的發(fā)展通常伴隨著進(jìn)步與替代。通過合理的能源發(fā)展，我們促進(jìn)了全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并朝著更好的方向促進(jìn)了人類社會的發(fā)展。為了更好，更快地發(fā)展經(jīng)濟(jì)，有必要明確能源研究和開發(fā)政策，以確保長期的能源供應(yīng)并為社會發(fā)展提供支持[4]。

4 結(jié)語

隨著時代和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)模式和裝備已經(jīng)不能適應(yīng)時代發(fā)展的需要，必須從多方面入手，以完善觀念。熱能動力機(jī)械已在中國許多行業(yè)中得到應(yīng)用，并為這些行業(yè)提供持續(xù)發(fā)展的動力。從中國熱能動力機(jī)械的實際發(fā)展出發(fā)，我們結(jié)合當(dāng)前社會發(fā)展背景和先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，提出明確的未來發(fā)展目標(biāo)，為相關(guān)人員提供參考資料，提出提高熱能動力機(jī)械發(fā)展效率的方法。