探究熱能與動力工程中的節能技術

【摘? 要】在當前社會運行及發展中，為了實現熱能的有效運用，應該將節能技術的運用作為重點，通過熱能以及動力能源的技術創新，完善節能技術，從而充分滿足當前社會的生態化發展需求。論文首先介紹了熱能與動力工程，然后分析了熱能與動力工程中能源損耗產生的主要類型，最后詳細闡述了熱能與動力工程中的節能技術措施。

【Abstract】In the current social operation and development， in order to realize the effective application of thermal energy， we should regard the application of energy-saving technology as the focus， and improve energy-saving technology through technological innovation in thermal energy and power energy， so as to fully meet the ecological development needs of the current society. This paper firstly introduces the thermal energy and power engineering， and then analyzes the main types of the occurrence of energy-loss in thermal energy and power engineering， and finally describes the energy-saving technology and measures in thermal energy and power engineering in detail.

【關鍵詞】熱能;動力工程;節能;產業結構;廢熱回收

【Keywords】thermal energy; power engineering; energy-saving; industrial structure; waste heat recovery

【中圖分類號】TK01+8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）06-0191-02

1 熱能與動力工程概述

1.1 熱能裝置

熱能裝置是人們生產、生活中所需要的主要設備形式。在熱能裝置中能源通過燃燒釋放大量的熱能，之后在裝置系統中將熱能轉化成為機械能。一般情況下，工業熱能裝置包括以下幾種。

1.1.1 蒸汽機

蒸汽機通過燃燒燃料產生熱量加熱傳導介質水，水達到汽化溫度后產生蒸汽，蒸汽驅動活塞往復運動實現熱能向機械能的轉化。

1.1.2 內燃機

燃料在氣缸中被點燃，燃氣膨脹直接驅動活塞往復運動，推動發動機的連續運轉，實現熱能向機械能的轉化。相比蒸汽機，內燃機的能源利用效率較高。

1.1.3 蒸汽輪機、燃氣輪機

高壓蒸汽或燃氣作用于葉片使葉輪旋轉做功，適用于大功率機械的熱能裝置。

1.2 動力工程裝置

動力工程裝置與熱能裝置、電力動力裝置共同構成工業動力系統，是工業生產中運用最廣泛、最重要的設備設施之一。通過對動力工程裝置的設計分析，提升能源的利用效率，有效降低有害氣體的排放量，充分滿足當前社會的環境保護發展需求。

2 熱能與動力工程中能源損耗的主要類型分析

2.1 熱能損耗

無論是熱能裝置還是動力裝置，二者都會在運行中同時產生大量的熱能。這些熱能并不能實現完全的轉化，只有一部分熱能通過轉化應用到實際的生產當中，而另一部分熱能則直接消耗掉，這無疑導致了寶貴資源的浪費。熱能消耗使得裝置運行的質量降低，并且也降低了企業的經濟效益。很多企業都會采用裝設節流器的方法對熱能損耗實施預警，其還能根據設置的數值對設備進行運行調節，目的是降低設備的運行負荷，從而減少熱能的損耗。

2.2 濕氣損耗

在熱動裝置的運行中，濕氣損耗也是重要的損耗類型，對節能減排目標的實現極為不利。濕氣損耗主要表現為三種形式：一是蒸汽在蒸發、膨脹的過程中普遍會產生小水滴，一旦小水滴形成大量聚集的水滴團，那么就會對蒸汽系統的穩定運行造成不利影響;二是從移動速度角度來講，蒸汽的移動要快于小水滴的移動，這樣在同等距離下兩者的移動時長是不一樣的，濕氣損耗也由此產生;三是小水滴一旦大量聚集，不可避免地會產生水滴流，那么濕氣的運行就會受阻，熱量損失也會加重。

2.3 環境污染

熱動裝置的運行不可避免地會對環境帶來一定程度的污染。主要是空氣污染、噪聲污染、放射性物質污染和熱能污染幾個方面。傳統的能源結構使得我國的重工業生產污染嚴重，加上城市化進程中大量的汽車尾氣污染和居民的取暖，這些都是造成空氣污染的重要因素。

3 熱能與動力工程中的節能技術措施

3.1 產業結構的優化調整

產業結構調整應該作為熱動領域實現節能發展的重要途徑，產業結構的調整和優化，能夠使得以往的運行方式和發展狀況得到很大程度的改善，從而實現整個行業的節能發展。產業結構的優化調整可從以下幾個方面入手：第一，對產業發展所需的能源結構進行調整，并引進先進的環保型設備，優化工藝流程，降低生產對環境的污染程度，提升整個產業生產和運行的效率。第二，重點抓好工藝技術的改造工作，實施因地制宜的技術原則，重視對水資源的充分利用，最終綜合利用熱能資源。例如，空氣機組具有出色的熱回收技術，將其運用到熱能回收當中，再將回收的熱能用于供暖環節，這樣一來，熱能和動力工程便能實現節能運用。第三，對生產設備進行節能改造，提高其使用性能和生產效率，這也是實現節能減排的重要途徑。

3.2 廢熱回收技術的運用

通過對發電廠運行狀況的分析，在電能生產、能量使用的過程中，為了實現能量的有效傳遞以及科學轉化，在能量轉化的過程中會出現熱能損失的問題。所以，為了減少熱能損失，應該根據發電廠的運行狀況對容量損耗現象進行分析，具體廢熱回收流程如圖1所示。

在廢熱回收過程中，需要改變以往的工藝流程，通過對余熱回收的資源處理，減少余熱排放量，之后按照熱余總量、質量等基本特點，確定廢熱的回收方法。結合當前熱能以及動力系統的運行狀況，通過對加熱冷凝裝置的運用，可以有效提升動力裝置的運用效率，節約燃料，有效避免熱量損失現象。同時，在發電廠運行過程中，由于生產的需求會限制整個系統的運行，通常會出現較多的廢水，所以應該對廢水資源進行科學性、系統性處理，以實現廢熱回收技術運用的節能價值。

3.3 選擇適宜的調頻技術

熱動工程可以被看作一個熱能向機械能和熱能轉換的系統，其本質便是實現能量的轉化，該系統本身便十分容易利用能源來實現節能降耗。同時，使用熱能更為環保，對環境的傷害更小。石油、煤炭這些傳統的不可再生能源具有對環境污染更嚴重的特點，熱能可逐漸用于替代這些不可再生能源作為新的節能型能源。從調頻方法的角度來講，其要與電廠發電機組的實際相結合，根據每個裝置不同的內部構造對調頻方法進行設置，這樣設置出的調節量才是適當的，符合機組裝置的實際情況，這對電廠運行的安全穩定具有重要的意義。此外，設備也需要進行調頻，常見的如水泵的閉環調頻，必須對外部的溫度和氣壓條件變化等信息進行收集，依據變化實現對變頻器頻率值的調節，以使其充分適應外界的條件變化，為水泵的安全平穩運行提供保障。

3.4 運用新型能源

當前，由煤炭、石油、天然氣這些不可再生能源組成的能源體系依然是世界的主流能源體系。這些能源主要來源于大自然，是不可多得的寶貴資源，對人類社會的發展和進步發揮著舉足輕重的作用。但是這些不可再生能源的大量運用卻會對生態環境造成嚴重的污染和破壞，人類社會也會受到自然力的反噬。基于此，新型的清潔型能源成為當前全世界都在積極追求和研究的能源類型，風能、水能和太陽能等行業的發展未來可期。新型能源對環境的傷害小，并且具有可再生的特點，這無疑大大緩解了當前能源緊張的局面。我國已經將環境保護和能源利用上升到了戰略的高度，這十分有助于實現人與自然的和諧發展。

3.5 采用傳熱應用技術

當前，我國熱動工程中的節能技術已經得到了極大的重視，在我國工業生產領域得到廣泛推廣。傳熱應用技術主要借助換熱器，這是實現節能的關鍵設備。換熱器的技術原理就是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，這項技術主要應用在化工、石油、動力等很多工業環境當中，其發揮著重要的作用，優勢十分突出。換熱器的大量應用，使得能源的利用率大大提升，這也使得熱動工程的節能效果大幅提高。

4 結語

綜上所述，熱動工程在我國工業生產領域的應用十分廣泛，尤其是在發電廠實踐中，能夠大大提升能源的利用效率，降低不可再生能源的使用率，增加電能的生產量，促進我國電力行業的可持續發展。

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【作者簡介】錢華俊（1970-），男，江蘇姜堰人，工程師，從事熱能工程研究。