試論熱能與動力工程的建設和發展

李文東

【摘要】由于資源有限，能源問題已經成了全球關注的重點問題，因此有關人員在研究如何開發新能源。在這一點上，對熱能與動力工程的探索有助于做好能源的開發和利用工作。同時，研究人員也要分析現有工程中的不足之處，設法改進和創新，以便更好地實現能源的有效利用。

【關鍵詞】熱能與動力工程 科技創新 發展方向

一、熱能與動力工程

從實際情況來看，熱能與動力工程直接關系到電力企業的經濟效益，而且在對于解決能源利用的問題有重要貢獻。這一工程涉及到的學科非常廣泛，而且學科相互之間的聯系非常復雜和系統，因此，要科學地發展熱能與動力工程，通過能量轉化產生經濟效益，促進經濟發展。從專業構成的角度來看，可以將熱能與動力工程的相關內容劃分為幾個專業模塊，進行合理的分析、開發和研究。這些模塊分別為：以熱能轉換和利用為基礎的熱能動力及其控制工程;以內燃機及其驅動系統為基礎的熱力發電機和汽車工程;以電能轉化為機械能為基礎的流體機械和制冷低溫工程;以機械功轉化為電能為基礎的火力火電和水利水電動力工程。

二、熱能與動力工程的應用

（一）熱電廠中的應用

（1）噴管調節。隨著調節閥數量的不同，可以通過調節閥的最大流量是變化的。在滿足負荷適應性的基礎上，各種不同的汽輪機的調節和變化可以通過噴管調節，從而達到平衡，進而使汽輪機的工作效率得到提高。

在控制各類調節的數值中，單機運行和多級運行存在差異：前者能把負載控制在有限值以內，并使增加機組的速度達到合理范圍;后者在保證電網頻率的前提下，重組和分配負載，是新的一輪調頻過程。

（2）節流調節。在工作狀況發生變化時，節流調節會產生一些負面影響，進而造成經濟損失。負載荷度在溫度變化不大時，適應性相對較高。相對而言，熱能動力工程在小一些的企業生產中，這一情況較明顯，因此多被用于小容量的機組。

（二）鍋爐中的應用

科學技術的進步和信息技術的應用，使得熱能與動力工程可以被用在鍋爐中。在使用過程中，燃燒使鍋爐產生極大的熱能，作為保護鍋爐安全的重要措施之一，爐底的控制器可以隨時監控鍋爐的運行情況。

實際運行中，鍋爐自身會形成一個自我保護系統，將一定的機械熱能轉化為其他能量，以保護自身。然而，因為一些意外，這部分轉化的能量往往會燒壞鍋爐。因此，對鍋爐運行的管理和控制方法需要提高。

三、熱能與動力工程的科技創新

（1）科學合理利用重熱現象。在多級汽輪機內，上一級損失的一部分熱量，在之后的各級中可以得到利用，這一現象就被稱為重熱現象。在熱電廠運行過程中，重熱現象是不可避免的。利用重熱現象可以使整個設備的效率大于各級的平均效率，在一定的數值范圍內，重熱現象可以減少一部分能量的損失，即可以提高能源的利用率，在這一范圍內，數值自然越大越好。然而，重熱現象是以降低各級的效率為前提的，所以數值并不是越大越好，也就是不能超過一定范圍。

因此，必須根據熱電廠的實際運行情況來確定重熱系數（即重熱數值），既保證各級的效率，又盡可能地減少能量損耗，通過科學的計算，合理利用重熱現象，使重熱現象的效果達到最大。

（2）一次調頻和二次調頻。作為一種被動的調頻措施，一次調頻調節的是發動機的轉速，只能大體控制外界數值的變化，而不能比較精確地調節。但是，將電網頻率保持在一定范圍的數值上，就能通過智能調節，預先對設定二次調頻的方程式，對機組進行重新分配和組合。它比一次調頻更為精確和可靠，能夠有效地控制數據。

（3）降低濕氣損失。在熱電廠的實際運行過程中，不可避免地會產生濕氣，當濕氣過多，會給熱電廠的運行過程造成許多潛在的威脅。例如，隨著溫度的變化，濕氣會凝結成小水珠，這些水珠可能影響汽流的流速，造成不必要的動能損耗。

（4）鍋爐燃燒控制技術。設備運行時，要對燃燒進行控制，這中間的關鍵就是調節能量。以前，我國的大多數鍋爐是通過人工來添加燃料，從而提供熱能。盡管這種方式有利于設備的穩定運行，卻需要大量的人力資源，也難以控制鍋爐在燃燒過程中的熱量?？萍嫉倪M步帶來了自動化、智能化模式的全面普及，它們被應用于工業生產。

（5）仿真鍋爐風機翼型葉片。鍋爐內部的風機結構復雜且需要較精密的運行，因此，想要對它進行測量是一項比較困難的工作。到目前為止，還沒有一套完整且科學的體系，可以實現鍋爐葉輪相關制造和運作發展的完善。想要獲取一些準確數值，一個有效的方法是模擬實驗，以便有效地評估機械內部的氣體流動。實驗主要是模擬不同方式的空氣吹入風機時的流動分離，再用電腦網絡來模擬設定相應的數值。這項實驗是為了便于分析不同速度得到的矢量圖，對多組數據進行比較后，就可以確定出鍋爐風機的翼型邊界層攻角和分離之間的關系，進而施行下一步的研究。

四、熱能與動力工程中科技創新的影響

對熱能與動力工程進行合適的科技創新，不單單符合經濟發展的要求，也對人們的生活質量和生活品質有著重要的影響。

（一）熱能與動力工程科技創新對經濟的影響

對經濟發展來說，熱能與動力工程的科技創新極大的使能源的利用率得以提高，并在解決我國乃至全球各個國家和地區對于能源日益增長的需求方面有不可替代的作用，為經濟的發展奠定了能源基礎。同時，科技創新提高了設備的安全性、可靠性，減少了意外的發生，也就避免了相當一部分的經濟損失。

（二）熱能與動力工程科技創新對生活的影響

如今，環境保護已經成為了人們的共識，經濟的發展必須將其列入考慮范圍。而熱能與動力工程的科技創新就很好的結合了綠色生產的理念。能源利用率的提高和排放污染物的減少是相關的，當企業排放的污染物減少，大氣和水資源的質量也相應得到了改善，有助于提高人們的生活質量與品質。

總之，熱能與動力工程在工業生產中有著極為重要的應用，科技創新促進了這一工程的應用，并大大改善了傳統方法和設備的不良影響，提高了這一工程的價值。然而，僅僅局限于現有的成果也是不合適的，隨著科技的進步，會有更多先進的技術、方法來改進現有的設備，不斷提高熱能和動力工程對經濟、環境的積極作用。