熱能與動力工程應(yīng)用淺析

趙 睿

（鶴崗市熱力公司，黑龍江 鶴崗 154100）

0 引言

熱能與動力工程是一項新興的科技項目，其在應(yīng)用中主要的作用就是高效節(jié)能，降低能源消耗。熱能與動力工程科技在不斷發(fā)展過程中實現(xiàn)了對資源的合理使用，減少了不必要的損失，同時，也避免出現(xiàn)了人力資源的浪費。熱能與動力工程不僅僅能夠提供能源的使用效率，在經(jīng)濟效益方面效果也非常好，對社會經(jīng)濟的發(fā)展也具有很大的促進作用。

1 熱能與動力工程簡介

在我國熱能與動力工程其是多門科學(xué)技術(shù)的綜合，其中包括現(xiàn)代能源科學(xué)技術(shù)，信息科學(xué)技術(shù)和管理技術(shù)等，在這之中涉及的有熱能動力設(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計、運行、自動控制、信息處理、計算機應(yīng)用、環(huán)境保護、能源高效清潔利用以及新能源開發(fā)等等工作，隨著改革開放的全面深化,水利水電工程與熱能動力專業(yè)相結(jié)合,確切地說,水利水電工程專業(yè)并入后者之中,由止盼成了熱力發(fā)動機、熱能與動力機械、制冷與低溫技術(shù)和水利水電動力等不同的專業(yè)。從專業(yè)角度來看,熱能與動力工程內(nèi)容龐大,涉及電子、電力和計算機等多等躊斗,自動化水平高。因此,該專業(yè)的課程設(shè)置,應(yīng)與社會發(fā)展相適應(yīng),可滿足生產(chǎn)的需要。

熱能與動力發(fā)展現(xiàn)狀目前,中國已成為世界最大煤炭生產(chǎn)國、消費國,眾所周知,中國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主。現(xiàn)階段,由于工業(yè)發(fā)展的影響,中國環(huán)境問題非常嚴(yán)重,隨著人們環(huán)保意識的提升，熱能與動力專業(yè)面臨較大的經(jīng)濟、社會發(fā)展壓力,因為煤炭污染的開發(fā)和利用是環(huán)境問題的主要原因。隨著經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級,對能源資源,特別是電能的需求上升在新形勢下,如不提高煤炭能源利用率,環(huán)境問題將會變得更為嚴(yán)重可能成為紹齊社會發(fā)展的巨大障礙。同時,中國作為世界第二大石油進口國,對國外石油依賴勝逐年上升,所有這些均使得中國能源安全面臨巨大考驗。長期以來,中國實寧科助夕型經(jīng)濟發(fā)展,技術(shù)水平低,能源利用率與發(fā)達(dá)國家相比,低30～40個百分點,差距比較大,導(dǎo)致在經(jīng)濟發(fā)展過程中,環(huán)境虧染問題無法有效避免。因此,在能源利用中,推產(chǎn)先進節(jié)吠剎支術(shù)、可再生能源與新能源,提高資源利用率,任務(wù)繁重。中國政府雖大力倡導(dǎo)發(fā)展新能源技術(shù),投入了大量的支持資金,但由于新能源技術(shù)研發(fā)的見效慢,因此短時斯內(nèi)還無法改變現(xiàn)行的能源結(jié)構(gòu),生態(tài)環(huán)境面臨的壓力依然比較大。通過分析可知,中國熱能與動力工業(yè)發(fā)展形勢嚴(yán)峻,在發(fā)展中面臨巨大挑戰(zhàn)。同時也意味著,在未來發(fā)展中中國需要大量熱能與動力工程專業(yè)人才,人才的發(fā)揮空間大。

2 熱能動力的應(yīng)用

2.1 熱電廠中的應(yīng)用

當(dāng)下，對于循環(huán)流化床鍋爐的控制問題眾多國內(nèi)外的學(xué)者和專家一般通過兩方面進行研究：一方面是通過運用智能控制的理念，采用預(yù)測控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、自適應(yīng)控制等方法對循環(huán)流化床的控制進行研究；第二方面是改進現(xiàn)階段被普遍采用的PID控制器，進一步加大PID控制器的魯棒性和解耦性能。

2.1.1 改進PID控制

當(dāng)下的工業(yè)領(lǐng)域中，約有90%左右的控制是采用PID控制器來實現(xiàn)的，因其結(jié)構(gòu)相對簡單并且魯棒性也較好。現(xiàn)階段DCS系統(tǒng)被一些自動化公司運用在循環(huán)流化床鍋爐中，但也是通過PID控制器對其進行控制。但PID控制器的解耦性能和魯棒性基本上不能滿足循環(huán)流化床鍋爐的控制需要，因此導(dǎo)致這些控制系統(tǒng)的控制性能普遍降低。

2.1.2 預(yù)測控制

控制輸入結(jié)構(gòu)成為預(yù)測函數(shù)控制的關(guān)鍵因素，對于建造的模型進行實時預(yù)測，因此跟蹤能力和魯棒性將會得到提高，此種方式適于控制循環(huán)流化床鍋爐。采用多模型自適應(yīng)方法，提出了一種多模型預(yù)估控制方案，對循環(huán)流化床鍋爐的主汽溫控制對象進行了研究，仿真效果良好，進而將其應(yīng)用于床溫控制。

2.1.3 模糊控制

模糊控制作為一種智能的人工控制手段，其基本理論是以模糊集合理論為基礎(chǔ)，從而進一步的模擬人的表達(dá)方式、推理方法使得智能控制，模糊控制的算法比較的簡單，且其性能相對優(yōu)良，具有較強的魯棒性，對于難以運用數(shù)學(xué)模型進行精確描述、延遲時間比較長的系統(tǒng)具有明顯的特點，將會為循環(huán)流化床鍋爐的控制問題提供了很好的解決方案。

2.2 鍋爐中的應(yīng)用

鍋爐主要由兩個部分組成，一個部分是外殼，另外一部分是電器控制系統(tǒng)。在鍋爐中，底殼的主要功能就是固定鍋爐，然后進行燃燒，在底殼上還要安裝一些控制鍋爐的控制部件，這樣能夠保證鍋爐具有非常良好的保護功能。在鍋爐中，底殼是非常重要的組成部分，也是保護鍋爐正常運行的關(guān)鍵部分。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，熱能控制過程中應(yīng)用了很多的先進技術(shù)，全自動控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)已經(jīng)慢慢實現(xiàn)，利用計算機能夠?qū)﹀仩t進行智能控制，同時，能夠提高鍋爐的運行精密度，使其在進行燃燒時能夠更加的均衡。

燃燒控制技術(shù)，鍋爐燃燒中產(chǎn)生的能量如果能合理使用，可以幫助電氣企業(yè)緩解能源緊張的局面。目前鍋爐種類很多，使用的燃料也在發(fā)生變化，隨著技術(shù)的進步，可以研究出更加有效的燃料。要實現(xiàn)對燃燒的控制，可以從鍋爐的溫度和燃燒數(shù)值方面進幸予周節(jié)二要控制鍋爐的溫度需要把空氣和燃燒結(jié)合起來一起調(diào)整，這種調(diào)整需要控制的因素太多，需要分析各方面的清況。對于空氣和燃料的調(diào)節(jié)需要進行多次試驗，才可以保證這種方法有效。還可以根據(jù)燃燒清況控制空氣和燃料，這種方法的技術(shù)要求很高，需要分析的數(shù)據(jù)也非常多二通過分析收集的數(shù)據(jù)得出最終的結(jié)論，可以保證它的有效性。

3 熱能與動力工程的未來發(fā)展

從實際清況看,熱能與動力工程專業(yè)就業(yè)前景被看好,工業(yè)的發(fā)展使其就要前景樂觀,從近年就業(yè)市場上能夠看出,該專業(yè)學(xué)生處于供不應(yīng)求的局面,占據(jù)主動。目前,中國就業(yè)形勢嚴(yán)峻,高校畢業(yè)生就業(yè)壓力不被看好,一些理科學(xué)生選擇熱能與動力工程專業(yè),這就足以說明該專業(yè)就業(yè)前景好。由于熱能與動力工程的專業(yè)幽雖,從近年的就業(yè)市場來看,市場上大量缺乏技術(shù)型人才,技術(shù)人才待遇較好,在工資、福利等方面均比其他專業(yè)高,由于該專業(yè)在能源、環(huán)保和航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用普遍,因止比擾業(yè)不成問題,收入也十分罕見。

4 結(jié)語

在研究熱能和動力工程時，可以針對他們創(chuàng)新方面存在的問題進行改造，把影響因素控制在一定范圍內(nèi)，不會影響熱能和動能的使用還可以對應(yīng)用熱能和動能的設(shè)備進行創(chuàng)新。可以根據(jù)設(shè)備的應(yīng)用途徑和功能進行改造，提高設(shè)備利用能源的效率，進而研發(fā)出新型能源，緩解當(dāng)今能源緊張的情況。

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