淺談熱能與動力工程的科技創新

張尚男

摘 要：熱能是在全世界范圍內都有著大量應用的傳統動力能源，從人類最早的對于火的利用，到如今各種熱能在電力等二次能源方面的不斷發展，尤其是進入新世紀以來熱力能源更是取得了突飛猛進的發展，為了適應市場中不斷提高的需要，也為了提高熱能在能源方面開發利用的程度，以熱能在動力方面的應用作為基礎對熱能進行開發是目前熱能應用中的一個重要方向，通過提高熱能在動力方面新的應用，來達到提高熱能利用率，保護能源和環境的目的。這也就需要更多的能源研究人員在不斷發展的科技中摸索出一條適合熱能與動力更緊密結合的新道路。

關鍵詞：熱能與動力工程；問題分析；科技創新

科技的快速發展也加大了對能源行業的需求，也在一定程度上推動了能源行業的發展，傳統的熱能已經不再適應科技的發展與市場經濟的需要，為了增加傳統的熱能在經濟發展中的應用，也為了使傳統的熱能利用率獲得提高，就要研究熱能與動力間的關系和應用，并且加大熱能在動力方面的應用研究，在放棄傳統的能源方面與現代社會中不相適應的技術應用，利用新型綠色技術對傳統的熱力能源應用方式和動力利用能力進行改良，這是對于熱能方面更加有效的改善和改良方式，同時這也是未來能源應用方面的發展方向。

1 熱能與動力工程的相關介紹

熱能是一種較為古老的能源，關于熱能在動力中的應用人類已經為之奮斗了數個世紀，在不斷發展與演化的過程中，也形成了多種熱能與動力相互結合的應用，而我們現在所討論的熱能與動力工程就是其中的一個重要體現。熱能與動力工程是一種由多項技術及其相關學科組成的綜合性工程，以現代能源科學為基礎，信息科學技術等其他技術作為補充，在熱能與動力的關系中進行的一系列設計和其他相關工作。通過研究熱能與動能之間的轉化關系和聯系，類比出熱能與其他能源間的轉化關系，此外，在實際進行轉化的工程方面，在能源間可以實現不同方向、不同程度的轉化。

熱能與動力工程的研究價值還在于對能源的有效利用的拓展，在此方面就需要對熱能在動力中的應用和使用情況進行有效的分析和描述，整理出有利用價值的規律和應用方式，并且在其他能源中進行類比式的應用，此外，由于能源之間已經能夠實現一定程度的轉化，通過熱能與動力工程的研究，也能夠加強對于能源轉換方面的技術應用，有利于在能源方面開展一定的研究和發展。

通常來說，以專業的角度分析熱能與動力工程及其相關內容，可以將其總結為以下幾個方面：首先是對熱能的合理轉換和有效利用，這是進行研究和核心問題：之后是以熱能為動力能源的前提下進行的動力應用方面的研究，包括熱力進行的其他能源的轉換裝置的研發，內燃機的應用等；然后是其他能源的轉換利用在機械動力方面的應用，這其中還包括機械相關設計以及制冷低溫工程。最后，研究還要在以機械能為主要能源方式轉化電能為基礎，其他形式能源轉化為電能的工程研究。

熱能與動力工程的相關學科也是較為復雜的能源利用學科，這其中不僅僅包含了對于傳統能源的利用方式，更是對于新型清潔能源的開發和加速使用，對于能源的使用效率也在不斷地提高著要求，在工業、能源等多個行業中具有較為深遠的影響。

2 熱能與動力工程中的問題分析

熱能與動力工程實際上在很早的人類發展階段就已經開始了研究與應用，目前來講熱能的應用已經在多個領域和行業中起到了不可替代的作用，在熱力發電等多個行業中發揮著巨大作用。通過工業爐等器具的使用，通過燃燒燃料等方式獲取動力是目前世界上較為通用的能源獲取手段之一，也是較為重要的熱能與動力工程應用的一個方面。由于燃燒等產生熱量的方式和過程中出現的問題，也限制了熱力能源進一步發展的空間，想要對熱能進行發展方向的分析，就必須對熱能應用中發現的問題進行探究。

2.1 較大的能源消耗與資源方面的問題

我國人口眾多，國土遼闊。而隨著國家經濟的發展社會中對于能源的需求也在逐漸加大，為了滿足社會當中的種種需求，每年都會消耗大量的石油以及煤炭等不可再生能源。這也是熱能獲取的主要方式，其中石油中分餾出的以汽油柴油為主的油類可以為內燃機等設備和器材提供動力，煤炭則是火力發電的主要能量來源。社會中有近八成的電力來源是火力發電，而這其中煤炭又發揮了至關重要的作用。但是在這其中進行的熱力能源利用不論是火力發電還是內燃機，都不可避免地會造成一定程度的能源流失，能源的利用也因為種種原因得不到提高。這些問題也就使得對于能量原料消耗處于一個不可控制的形式進行，而這些能源往往都是不可再生能源，也就意味著我們其實每一天的消耗都會減少一份這種物質的存量。因此在熱能與動力工程的研究應用中，如何減少資源的消耗提高能源利用率也就成為了許多專家學者首要選擇的研究防線。

2.2 工業爐在熱能與動力工程中的應用

工業爐是熱能應用方面的一個重要應用，在工業當中具有舉足輕重的地位。傳統的工業爐是通過對能源物質的燃燒來獲取熱能的，在實際的生產中，燃燒這樣的方式通常只能夠是人們獲取某一種形式的能源，而燃燒過程中產生的其他形式的能量則通過其他途徑發生了不可逆轉的流失，而且僅僅獲取單一的能量也會因為技術手段不夠完善使得能量大量的逸散，這樣的情況也就使得，目前工業爐的應用仍然需要大量的技術更新才能夠更好的應用于工業之中。對于燃燒材料的應用和能源的綜合利用也是未來工業爐發展的一個主要方向。

2.3 熱能應用中產生的污染問題

使用燃燒材料進行的熱能制造中，因為燃燒過程中是一個較為復雜的變化過程，因此在燃燒過后也會產生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、灰燼、粉塵以及其他氮氧化合物等對環境有破壞作用的物質，因此在熱能的利用中對于環境破壞的問題也不容忽視。隨著熱電等熱力應用方式的不斷擴大，各種熱電廠，熱力能養供給方式大量地建設，不僅對石油、煤炭等燃燒材料的需求加大，同時也加大了燃燒后的有害物質對于生態環境的影響。而且以熱電廠為例，由于大量煤炭的燃燒，使得熱電在排量方面逐漸加大，而且污染物種類較為單一，長期以往環境對污染進行調節的能力也在不斷減弱。逐漸嚴重的環境問題已經使熱能應用一個不容忽視的問題，嚴重威脅到了人們的健康生活。

3 熱能與動力工程中的科技創新

3.1 調節節流技術創新

熱能與動力工程本身屬于環保工程，而調節節流技術的應用同樣是生態與環境保護的主要措施，因此，在科技創新過程中，有必要將調節節流技術的創新作為重點。以火電廠為例，其發電過程需要依靠汽輪機來實現，因此，這一設備的工作效率以及技術創新性便成了決定火電廠的能源是否可以得到有效節約的關鍵因素。如何減少溫度的變化對生產的影響是改善汽輪機運行狀態的主要措施，而上述措施的實施則與調節節流的實現存在聯系。為使調節節流能夠有效地實現，將計算機以及自動控制技術應用到汽輪機的運行過程中十分重要，如此，在其運行過程出現突發狀況時，自動調節則能夠成為可能，這能夠有效地保證調節節流的實現。

3.2 燃燒方式創新

作為其火力發電的主要燃料，煤是否能夠充分燃燒決定著火電廠的經濟效益能否得到最大程度的提高，根據煤種的不同，其質量也有所不同，這會對燃燒的充分程度造成影響，除此之外，對燃燒方式的選擇也會影響到燃燒效果。為了使煤能夠得到更加充分的燃燒，必須對燃燒方式進行創新。燃燒方式的創新要從不同的角度出發來實現，要綜合考慮燃燒過程中面臨的種種因素，合理選擇燃燒方式，以使其能夠更加符合火電廠鍋爐的燃燒特點與需求，最終達到提高燃燒效率以及充分程度的目的。上述措施的實施不僅能夠使煤資源得到有效的節約，同時也能夠減少火電廠的運行成本，從使其經濟效益得到提高。

3.3 濕氣損失的減少

汽輪機在工作過程中會出現蒸汽膨脹，這是到這濕氣損失問題存在的主要原因。無論從理論或實際的角度看，濕氣損失問題都無法被完全解決或避免，只能通過一定手段，使其得到最大程度的減少，這是與可持續發展理念相適應的一種措施，對于熱能與動力工程整體科技水平的提高能夠起到較大的促進作用。

4 結束語

熱能與動力工程是一項對人類生活和工業發展有著重要意義的綜合化學科，不但是推動科學技術發展，減少能源需求的重要學科，同時在很大的程度上緩解了人類在能源方面給自然環境帶來的壓力。大力發展熱能與動力工程不僅是當今社會能源和科技的需求，也是促進人與自然和諧相處的重要途徑。通過科技的發展帶動能源方面的利用，再用能源方面的有效利用為科技發展提供動力，這是一個關于綠色發展的良好循環，對和諧社會的建立和可持續發展戰略的實施起到了重要的促進作用。

參考文獻

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