對(duì)內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力優(yōu)化與節(jié)能改造的思考

尉海峰

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的化工工程建設(shè)的發(fā)展迅速，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了滿足越來(lái)越大的社會(huì)生產(chǎn)需求，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)研究備受重視。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)研究，更多的是考慮熱能動(dòng)力優(yōu)化，提高設(shè)備性能。而近年來(lái)社會(huì)各界越來(lái)越關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，因此在優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力的同時(shí)，關(guān)于節(jié)能改造的研究越來(lái)越重要。在大量的研究總結(jié)下，內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力優(yōu)化和節(jié)能改造的主要思路在于提高熱效率，降低熱損失?；谠摾砟?，需要立足于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合各方面影響因素進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力優(yōu)化;節(jié)能改造;思考

引言

能源作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)發(fā)展、國(guó)家強(qiáng)大的源動(dòng)力。但是因現(xiàn)代人民對(duì)資源的需求日益升高，加之不合理消費(fèi)與資源過度浪費(fèi)，促使全世界范圍內(nèi)的能源資源逐漸減少。另外，現(xiàn)階段我國(guó)能源利用效率，相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)依然存在較大差距，能源消耗總量日益增多，這也成為相關(guān)研究專家應(yīng)解決的首要難題，需要在改善內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，才能提高我國(guó)能源利用效率，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展。

1影響內(nèi)燃機(jī)熱動(dòng)力及節(jié)能性的主要因素

內(nèi)燃機(jī)主要是通過利用燃料燃燒產(chǎn)生的能量，驅(qū)動(dòng)相關(guān)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。從內(nèi)燃機(jī)本身的角度來(lái)講，影響其熱動(dòng)力和節(jié)能性的主要因素包括以下幾個(gè)方面：其一，燃料燃燒程度。在內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)，燃料燃燒是否充分，將直接影響第一時(shí)間產(chǎn)生的能量。因內(nèi)燃機(jī)本身構(gòu)造設(shè)計(jì)、工藝水平的影響，都可能影響燃料燃燒程度。其二，熱損失。內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，要對(duì)燃料燃燒產(chǎn)生的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之成為驅(qū)動(dòng)相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)在熱能產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化過程會(huì)出現(xiàn)能量損失，一般表現(xiàn)為熱損失。常規(guī)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)燃料燃燒產(chǎn)生的能量?jī)H有37%左右可以轉(zhuǎn)化為有功輸出，而其中又有7%左右在活塞、水泵等裝置運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的摩擦力中被損耗。需要強(qiáng)調(diào)的是，多數(shù)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中分別有28%以及32%的熱能被冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)消耗。目前，雖然內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和工藝在不斷進(jìn)步，燃料燃燒率達(dá)到了一個(gè)趨于當(dāng)前技術(shù)條件下較難取得進(jìn)一步突破的水平。因此，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)熱動(dòng)力及節(jié)能性改造的研究，主要在于降低熱損耗、實(shí)現(xiàn)熱能回收利用等方面。

2內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化措施

2.1建立數(shù)學(xué)模型

建立完善的數(shù)學(xué)模式主要目的是為研究人員提供依據(jù)，加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)過程的有效研究，特別是在對(duì)冷熱點(diǎn)聯(lián)供系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析的過程中，要想及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中問題，找出導(dǎo)致能源損耗的因素，要積極采用數(shù)學(xué)建模形式對(duì)其進(jìn)行分析。但是，在數(shù)學(xué)建模中，需要專業(yè)性和技術(shù)性知識(shí)比較強(qiáng)的研究人員，要在此基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，在整個(gè)系統(tǒng)中選擇最優(yōu)的模型。在此過程中，研究人員還要對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷率等內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)其中的工作狀態(tài)進(jìn)行記錄，最后再設(shè)定穩(wěn)定的參數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過程中，所消耗天然氣的含量，進(jìn)而避免熱損失的發(fā)生。

2.2掌握熱能系統(tǒng)的汽溫調(diào)節(jié)方法

加強(qiáng)對(duì)汽溫的有效調(diào)節(jié)，保證氣溫的穩(wěn)定性，是提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。在內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行中，如果汽溫過高，金屬應(yīng)力就會(huì)下降，這將影響機(jī)組的運(yùn)行。當(dāng)汽溫降低的時(shí)候，還會(huì)在一定程度上降低機(jī)組循環(huán)的效率，造成一定的熱能損失。通過具體的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，過熱器在超溫10-20℃的情況，如果長(zhǎng)期運(yùn)行，它的應(yīng)用壽命就會(huì)縮短一半。在汽溫降低10℃的情況運(yùn)行，其功能作用就會(huì)受到嚴(yán)重的影響。所以，在運(yùn)行中，會(huì)對(duì)其規(guī)定的汽溫額定值進(jìn)行規(guī)定，不讓波動(dòng)超過-10～+5℃。這就需要技術(shù)人員在實(shí)際的工作中，要掌握氣溫調(diào)節(jié)的方式，豐富調(diào)溫手段，避免修正運(yùn)行因素對(duì)汽溫波動(dòng)帶來(lái)的影響。在對(duì)汽溫調(diào)節(jié)方法進(jìn)行整合的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)其中還有一定的要求，調(diào)節(jié)范圍大，對(duì)熱循環(huán)熱效率所帶來(lái)的影響就比較小，如果其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所消耗的能源也比較少。調(diào)速器也是控制氣溫的主要設(shè)備之一，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，要從它的作用出發(fā)，使用一次調(diào)頻能調(diào)節(jié)頻率，還要分析調(diào)節(jié)量變化對(duì)內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行的影響。在選擇一次調(diào)頻的時(shí)候，一定要確保其在所規(guī)定的范圍內(nèi)，結(jié)合調(diào)頻方案進(jìn)行二次調(diào)頻，加強(qiáng)對(duì)氣溫的合理控制，為內(nèi)燃機(jī)的有效應(yīng)用提供條件?；诖?，需要重視余熱回收與煙氣利用，科學(xué)優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。這就需要結(jié)合內(nèi)燃機(jī)自身的運(yùn)作狀況，強(qiáng)化節(jié)能機(jī)械設(shè)施的運(yùn)用效率，控制煙氣溫度，提高工業(yè)生產(chǎn)效果。同時(shí)，合理運(yùn)用余熱空氣、預(yù)熱工件等優(yōu)化技術(shù)，強(qiáng)化其生產(chǎn)效果。基于當(dāng)前國(guó)內(nèi)發(fā)展態(tài)勢(shì)，內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)依然是工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中不可缺少的一部分，在運(yùn)作內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，也要對(duì)我國(guó)節(jié)能減排建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)加以考量。為此，有效運(yùn)用余熱回收等現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)手段，提高能源利用率，控制工業(yè)生產(chǎn)成本，使內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)所形成的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益不斷提升。

2.3 加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的有效應(yīng)用

如今，隨著信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的有效應(yīng)用，各種設(shè)備都得到了完善。內(nèi)燃機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一，更是加強(qiáng)對(duì)資源有效應(yīng)用的保障，為了促進(jìn)其中熱能動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了完善和優(yōu)化。計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在其中的有效應(yīng)用，在提高運(yùn)行效率的同時(shí)，還能對(duì)空氣與燃料之間的比例值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，加強(qiáng)對(duì)其中問題的自動(dòng)化處理，不斷提高熱能利用率 。如，當(dāng)遇到風(fēng)機(jī)故障等問題的時(shí)候，技術(shù)人員可以根據(jù)導(dǎo)致這種問題的因素，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效應(yīng)用，主要對(duì)燃料的燃燒速度測(cè)定，然后通過建立數(shù)學(xué)模型等方式，對(duì)所得出的模擬結(jié)果進(jìn)行分析，最后還要及時(shí)記錄其中所測(cè)算得出的數(shù)據(jù)。在此過程中，操作人員還要應(yīng)用信息技術(shù)明確燃料燃燒速度，對(duì)配件性能的性能進(jìn)行整合。技術(shù)人員如果在測(cè)算過程中發(fā)現(xiàn)了問題，要及時(shí)采取相關(guān)的措施對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，主要保持各方面性能穩(wěn)定。如今，內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)在各工業(yè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，加強(qiáng)對(duì)能源的控制是其中的主要任務(wù)。因此，在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員在結(jié)合能源利用的具體情況，對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，保證其中性能的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量，積極引進(jìn)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)等技術(shù)，加強(qiáng)這些內(nèi)容在其中的有效應(yīng)用，還要通過信息技術(shù)對(duì)重?zé)嵯禂?shù)等內(nèi)容進(jìn)行有效的計(jì)算，完善數(shù)學(xué)模型，然后對(duì)重?zé)嵯禂?shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行中出現(xiàn)能源消耗過大等問題 。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平穩(wěn)步增長(zhǎng)，需要對(duì)能源利用問題加以重視，能源問題作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的重中之重，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展也離不開能源的有效開發(fā)，能源開發(fā)關(guān)乎于未來(lái)人們的生活品質(zhì)，為此，節(jié)能減排、可持續(xù)能源發(fā)展已經(jīng)得到人們的高度重視。加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)的改良創(chuàng)新，有效化解工業(yè)內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)作期間形成的廢水問題，可為促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)建設(shè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。在我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了一定的應(yīng)用，為了加強(qiáng)對(duì)其中能源的有效應(yīng)用，優(yōu)化了內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的方案，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行形式的創(chuàng)新，掌握了熱能系統(tǒng)的汽溫調(diào)節(jié)方法，進(jìn)一步保證了內(nèi)燃機(jī)的性能。

參考文獻(xiàn)

[1]李永富.內(nèi)燃機(jī)熱能動(dòng)力優(yōu)化與節(jié)能改造分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019，282（06）：57-58.