试析热能与动力工程的现状及创新 张永江

发表时间:2019/12/16   来源:《建筑细部》2019年第14期   作者:张永江
[导读] 热能与动力工程的主要功能就是实现能源的转换与利用,提高能源利用率,提高经济效益,创造社会价值。
西宁市工程咨询院股份有限公司  青海省  810000
  摘要:作为我国国民經济与国防建设的重要基础和支柱产业的能源动力工业,不仅对我国经济发展与国防建设有着重要的战略意义,在我国环境保护中也占据着举足轻重的地位。我国是人口大国和资源消耗大国,加强对于热能与动力工程的相关研究,对我国乃至世界的能源工业建设都有着十分积极的意义。
  关键词:热能;动力工程;现状;创新
  
  
  热能与动力工程的主要功能就是实现能源的转换与利用,提高能源利用率,提高经济效益,创造社会价值。在转化过程中,将热能转化为动能或者是电能、机械能,可以有效地减少能源损耗,提高能源应用效率,影响企业的经济效益。在现代社会中,能源的节约和有效利用问题一直是企业关注的焦点,而热能与动力工程的出现则恰巧解决了这类问题,对整个企业的发展都起到了促进作用,也为整个社会经济的发展奠定了很好的基础。在现代社会经济发展的同时,环境污染问题也成了亟待解决的难题,热能与动力工程不仅节约了能源,对环境的保护也起到了重要作用。因此,热能与动力工程不仅是一项符合科技发展理念的项目,也是一项符合可持续发展、符合人文精神的工程。
  1热能与动力工程概述
  就热能与动力工程来说,其涉及多方面内容,且使用性比较强。该工程主要研究热能与动能两者间的转换与利用,其应用的主要目的是在能源的使用过程中,提高能源的转换与使用效率,从而实现节能降耗的目标[1]。随着科技的不断发展,热能动力项目在实际应用中的范围越来越广,相关的设备也获得了一定的发展。就热能动力装置而言,其主要工作原理为:一是通过将燃料放入相应设备中燃烧,获得一定的热量;二是在热动设备及其相关工艺的作用下,实现热能向机械能转换。
  2热能与动力工程的现状
  2.1我国能源运用现状
  我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,我国的能源结构也以煤炭为主,因此,媒炭生产与消费也成为我国大气污染的主要原因。而随着环境保护意识的逐步增强,我国热能与动力工程专业面临着经济增长和社会发展的巨大压力。随着我国对能源的需求不断增长,尤其是对电能的需求。因此,现今需要大量的煤炭资源。但如果不提高煤炭资源的利用率,仅依靠现在的技术,会对目前的环境造成严重的危害,从而妨碍社会的经济发展。同时,中国作为世界第二大石油进口国,对国外石油依赖性逐年上升,所有这些均使得中国能源安全面临巨大考验。因此,开发利用可再生能源和实现能源供应的可持续发展是现在的重要任务。但实际上,我国优于技术水平较低,能源开发的利用率与发达国家相比低30-40个百分点,长期粗放型的经济发展不急限制了能源的开发利用,同时导致了环境污染问题的日益严重。随着科技的进步,老式低效的动力设备将逐步被新型高效的热动力设备所取代,例如大型流化床锅炉的研制成功,其主要技术是整体煤气化联合循环发电成为燃煤发电,特点是可以清洁高效的利用煤炭资源。这些发明创新意味着我国今后将需要大量热能与动力工程专业的新型专业人才。
  2.2热能与动力工程在当前应用的问题
  2.2.1需要解决的能源方面的问题
  我国是能源消耗的大国,每年要消费大量的石油和煤炭,而煤炭主要用于火力发电。目前,全国发电量的80%以上都是火力发电,其中又有96%是依靠燃煤。这一过程中,循环水和水汽带走了大量的余压和热能,它们被直接排放到大气中,能源因此就被浪费了。当前,我国火电厂的能源利用率大约有35%,利用率较低。因此,我国工业领域节能工作的重点,就是实现火电的节能降耗。
  2.2.2需要解决的环境污染方面的问题
  燃煤电厂会排放二氧化硫、粉尘、氮氧化物等污染物,因此被称为“环境杀手”。

燃煤电厂的数量随着电力工业的发展而增多,而且有排污量大、污染物单一、排污集中等特点,电力工业对环境的负面影响越来越大,严重干扰了附近居民的生活、工作和身体健康。因此,电力工业面临着愈发严峻的环境保护问题。
  2.3.3需要解决的安全方面的问题
  在电站,锅炉中风机是为了压缩和运输气体,也就是实现机械能到动能的转化,在实际运行中,将气体运输到特定设备。随着机组的容量增大,转速和效率也越来越高,因此,对风机的安全可靠性的要求也越来越高。然而在实际情况中,风机往往要运行很长时间,而且没有专业人员对其进行定期养护,因此,锅炉风机常常发生烧坏电机、轴承损坏、窜轴、叶轮飞车等事故,不但影响了设备的正常运行,还给电厂造成巨大的经济损失,甚至对人身安全造成威胁。
  3热能与动力工程的发展方向
  3.1加快产业结构的调整
  对热能动力工程需要产业结构进行调整和改进,力求提升能源的使用效率,同时,积极的对生产性的服务业,进行发展,以满足人们的方便、提升生产质量为核心内容,来进行改进,在工业生产之中,需要淘汰过时的产品,对于陈旧的工艺技术以及设备,要加快淘汰的速度,并且适时的发展新型的技术,力求全面的提升生产质量以及生产效率,优化产业结构,进一步的推动产业的转型以及升级。
  3.2提高技术创新
  对于热能与动力工程以及产业要采取技术创新,如在钢铁及电力行业,对当前形势开发新型的技术,从而有效的弥补存在的技术劣势,并且可以结合当今的市场经济体制和环境,共同研发有效的技术和服务平台,将技术的发展和规范化,作为工作的重点和核心来进行,建设好能源高效循环利用模式,积极的开展减量技术、替代技术、再利用技术以及资源化技术,全面的将热能动力工程当中生产效率较为低下的方面进行改进,力求减少排放、减少对于环境的污染,同时提升能源的利用效率。在实施过程中,要从根本做起、从基础性的建设做起,逐步的控制增量,并且要进行产业的调整以及结构的优化,逐渐的强化污染防治措施,全面的实施重点工程建设。
  4热能与动力工程创新
  4.1在热电厂方面的发展
  第一,合理利用重热现象。重热现象需要我们在热电厂生产运行的过程中充分并合理的使用,保障其在一定的程度内,降低热量的散失,但是笔者并不认为重热数值越大越有利,需要根据实际情况加以确定,在此过程中一定要考察电厂的热能与动力工程状态。第二,工况变动的应对措施。在机组运行的时候有很多因素都会影响工况发生变化,一般而言其表现为没有供给充足的电能,热电厂所需的电功率缺失,锅炉内的燃料不能充分燃烧,燃烧速度起伏不定,致使燃气数值变化情况较大,热电厂的实际需求得不到满足。一般而言,电力数据一旦发生变化,不能通过一次调频就纠正,需要进行二次甚至多次调频,唯有如此才能保障工程顺利地进行,与此同时,也能够更好地实现自动调频。
  4.2在锅炉方面的发展
  第一,锅炉燃烧控制技术。在控制锅炉燃烧的时候,需要把更多的精力放在调节能量转换上。随着科学技术的进步和发展,所用的锅炉类型变化很大,燃料填充方式也由原来的人工添加变为现在的智能化添加,不仅如此,还实现有效控制锅炉燃烧度的目的;其二,精准计算更难以实现,唯有反复多次确认后才能让技术的准确性得以保障。第二,仿真锅炉风机翼型叶片。就锅炉的内部来看,风机具有相对较为复杂的结构,需要有较高的精密度来保障其运行,测量的过程中,我们需要解决的问题较多,上述问题的存在导致到目前为止还没有一套完整而科学的体系来制造、运作锅炉叶轮。
  5结语
  热能与动力工程的应用可以有效地提高工作效率,提高能源的利用率。合理有效利用能源不仅促进了社会经济发展,也在一定程度上缓解了环境问题。热能与动力工程的使用要具体问题具体分析,根据实际的工作环境来确定使用的方式,正确的发挥热能与动力工程的作用,才能真正实现社会的健康可持续发展。
  参考文献:
  [1]闫天明.热能与动力工程在电厂中的运用探究[J].机电信息,2014.
  [2]杨波.分析热能与动力工程的科技创新[J].建筑工程技术与设计,2018(28):3213.
  
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