熱能與動力工程中的節(jié)能技術(shù)分析

趙永春

（南京理工大學(xué)，江蘇 南京 210094）

0 引言

隨著溫室效應(yīng)的不斷積累，全球變暖問題也引起了人們的關(guān)注。全球變暖的主要原因是近幾十年來工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)污染問題日益嚴(yán)重。 伴隨著工業(yè)污染問題同時產(chǎn)生的還有能源的消耗問題，兩種問題的日益嚴(yán)峻使得工業(yè)企業(yè)不得不改善自身的生產(chǎn)技術(shù)。

1 熱能與動力工程的闡述

1.1 熱能裝置

熱能裝置的工作原理就是利用燃料燃燒產(chǎn)生能源來為人們提供熱力能源，熱能裝置也能夠作為動力裝置， 其原理就是將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，熱能裝置主要有三種：一是內(nèi)燃機(jī)裝置，內(nèi)燃機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中可以為發(fā)動機(jī)提供動力來源， 其主要的原理就是在氣缸內(nèi)將燃料燃燒，燃燒產(chǎn)生的燃?xì)獠粩嗯蛎洠?使得發(fā)動機(jī)的活塞反復(fù)運(yùn)動，推動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這也是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種形式。 二是蒸汽機(jī)裝置，蒸汽機(jī)裝置的工作原理為裝置內(nèi)存儲水，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量可以使水蒸發(fā)為水蒸氣，然后將水蒸氣作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行的機(jī)械能。 三是燃?xì)廨啓C(jī)以及蒸汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的工作原理則是蒸汽或燃?xì)怛?qū)動發(fā)動機(jī)葉片，使得葉輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

1.2 動力工程裝置

工業(yè)動力系統(tǒng)的組成包括熱能裝置、動力工程裝置以及電力裝置三部分裝置，其中動力工程裝置在工業(yè)生產(chǎn)的過程中應(yīng)用的更加廣泛，也是工業(yè)生產(chǎn)最重要的裝置。動力工程裝置的工作原理是將熱能裝化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為其他能源，如電能等，動力工程裝置一般在火電發(fā)電廠中被運(yùn)用，其具有能源轉(zhuǎn)化和利用兩種功能，但傳統(tǒng)的動力工程裝置的使用工藝會產(chǎn)生一定的工業(yè)污染，其能源的轉(zhuǎn)換率也存在著浪費(fèi)的情況。

2 熱能與動力工程發(fā)展的現(xiàn)況

2.1 熱能損耗較嚴(yán)重

熱能與動力工程主要是工業(yè)企業(yè)所運(yùn)用的工程技術(shù)，一般在火力發(fā)電廠的工作中應(yīng)用較為廣泛。 熱能與動力工程的設(shè)備在運(yùn)行的過程中，會產(chǎn)生一定的熱能損耗，這些熱能的損耗會導(dǎo)致能源浪費(fèi)，降低發(fā)電廠的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。熱能與動力工程中是具有節(jié)流調(diào)節(jié)功能的，節(jié)流調(diào)節(jié)功能主要是調(diào)節(jié)功率較小的設(shè)備，減少熱能的損耗，但在實際節(jié)流調(diào)節(jié)功能運(yùn)用的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致節(jié)流工作效果不佳。

2.2 濕氣損耗較嚴(yán)重

濕氣損耗較嚴(yán)重也是熱能與動力工程中的常見問題，濕氣損耗嚴(yán)重具體體現(xiàn)在三個方面。 一是在蒸汽機(jī)裝置中，蒸發(fā)膨脹工作會產(chǎn)生一些小水滴，這些小水滴會給整體系統(tǒng)的運(yùn)行造成一定的影響；二是水蒸氣和小水滴的運(yùn)行速度無法相同，一般情況下水蒸氣的運(yùn)行速度要比水滴的運(yùn)行速度快，這就會造成濕氣損耗；三是裝置內(nèi)的水滴聚集以后，會對水蒸氣的運(yùn)行產(chǎn)生影響， 進(jìn)而導(dǎo)致水蒸氣的工作效率降低，使得裝置的熱能出現(xiàn)損耗。

2.3 對環(huán)境造成污染

對環(huán)境造成污染一直是熱能與動力工程的主要問題之一，且這種工業(yè)污染會制約企業(yè)的發(fā)展，其對環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在污水污染、熱能污染、噪音污染、空氣污染以及放射性物質(zhì)污染等。 污水污染的主要形式就是熱能與動力工程中能源轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的廢水；熱能污染則是由于熱能的損耗浪費(fèi)，導(dǎo)致一部分熱能流入環(huán)境造成污染；噪音污染就是由于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，機(jī)械設(shè)備的噪音很大，給環(huán)境造成一定的污染；空氣污染主要是熱能與動力工程中的廢氣排放；放射性物質(zhì)的污染就是某些具有放射性物質(zhì)的工業(yè)能源發(fā)生泄漏或者廢物排放。

3 熱能與動力工程中的節(jié)能技術(shù)

3.1 優(yōu)化工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

運(yùn)用熱能與動力工程的生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就具有消耗能源的特點(diǎn)，要想在熱能與動力工程中實現(xiàn)節(jié)能，就要優(yōu)化生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成進(jìn)行合理化的調(diào)整。在優(yōu)化工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的過程中，主要從三個方面進(jìn)行優(yōu)化：第一方面就是對工業(yè)企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，對生產(chǎn)服務(wù)所需要的能源進(jìn)行規(guī)劃， 將轉(zhuǎn)換能源的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行及時的更新，老舊的生產(chǎn)設(shè)備及時淘汰，引進(jìn)更多先進(jìn)的生產(chǎn)方式，保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，第二方面就是在滿足人們生產(chǎn)和生活需要的前提下，優(yōu)化熱能與動力工程相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高對不可再生能源的利用率。 第三方面就是要引進(jìn)更為先進(jìn)的新技術(shù)，工業(yè)企業(yè)引進(jìn)新的生產(chǎn)技術(shù)，可以進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不僅可以提高對能源的利用率，還可以提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展[1]。

3.2 改善調(diào)頻方式

動力工程運(yùn)行的前提條件就是熱能所提供的物質(zhì)基礎(chǔ)， 熱能又可以通過動力工程裝置的轉(zhuǎn)換而來，因此，可以熱能與動力工程的關(guān)系緊密，是一種能量互相轉(zhuǎn)化的關(guān)系，兩者又互相促進(jìn)運(yùn)行，共同組成了能源以及能量的動力系統(tǒng)。熱能與動力工程為人們的生產(chǎn)和生活提供基礎(chǔ)能源， 滿足社會發(fā)展的需要，兩者十分重要。但熱能與動力工程的運(yùn)行會造成一定的污染，因此需要改善熱能與動力工程的調(diào)頻方式。 改善調(diào)頻方式能夠提高熱能與動力工程系統(tǒng)的工作效率，減少能源的浪費(fèi)，同時也能夠減少對于環(huán)境的污染，真正實現(xiàn)節(jié)能減排，通過一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的配合，可以提高熱能與動力工程系統(tǒng)的穩(wěn)定性，發(fā)揮兩次調(diào)頻的優(yōu)勢，進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)化效果。

3.3 鼓勵運(yùn)用新型技術(shù)

當(dāng)前熱能與動力工程中使用的主要能源還是煤炭、天然氣以及石油等不可再生能源，這些不可再生能源的主要來源是大自然，是由大自然所“生產(chǎn)”的能源，隨著工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展， 這些不可再生能源正在逐漸消失，變得越來越稀有，并且開發(fā)使用不可再生能源還會在一定程度上破壞大自然的生態(tài)系統(tǒng)。基于此，我國越來越重視新型清潔能源的開發(fā)和利用， 鼓勵使用新型的清潔能源來轉(zhuǎn)化成人們生產(chǎn)和生活需要的能源，新型清潔能源對自然環(huán)境的污染較小，而且是可再生的能源，可以有效解決當(dāng)前能源緊張的現(xiàn)象。 因此，熱能與動力工程中也應(yīng)當(dāng)鼓勵運(yùn)用新型技術(shù)， 利用新型清潔能源來作為機(jī)械能和電能等能源轉(zhuǎn)化的原料，這樣不僅可以減少污染，保護(hù)自然環(huán)境，還能夠提高能源的轉(zhuǎn)換率，節(jié)省對可再生能源的消耗[2]。

3.4 完善鍋爐回收處理技術(shù)

因為熱能與動力工程所使用的能源多為不可再生能源，能源十分珍貴，因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)能源的鍋爐回收處理，實現(xiàn)能源的二次利用，已達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)。 為了使得能源的二次利用效果更好，就要完善鍋爐回收處理技術(shù)， 具體完善技術(shù)的方法分為兩個方面，一方面是優(yōu)化鍋爐余熱回收處理技術(shù)，鍋爐在工作的過程中會進(jìn)行尾氣的排放，而尾氣排放的溫度一般高達(dá)200 攝氏度，這也表示尾氣中含有大量未被使用的熱能。因此，要優(yōu)化鍋爐熱回收處理技術(shù)，做好鍋爐尾氣余熱的回收工作，二次利用尾氣熱能，提高能源的使用效率。另一方面就是要優(yōu)化鍋爐污水回收二次利用技術(shù)，目前我國工業(yè)企業(yè)的污水處理技術(shù)較為落后，一般情況下都是直接進(jìn)行排放，嚴(yán)重污染水資源，因此，在熱能與動力工程技術(shù)運(yùn)用的過程中，一定對鍋爐污水回收二次利用技術(shù)進(jìn)行改善，將工業(yè)廢水合理化利用，減少工業(yè)污染，這對工業(yè)企業(yè)的健康發(fā)展也有著重要的意義[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，熱能與動力工程中的節(jié)能技術(shù)能夠提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中能源的利用率，對于促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展有著重要意義。 由本文分析可知，熱能與動力工程中的節(jié)能技術(shù)包括： 優(yōu)化工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善調(diào)頻方式、鼓勵運(yùn)用新型技術(shù)以及完善鍋爐回收處理技術(shù)。