熱能與動力工程中的節能技術分析

趙永春

（南京理工大學，江蘇 南京 210094）

0 引言

隨著溫室效應的不斷積累，全球變暖問題也引起了人們的關注。全球變暖的主要原因是近幾十年來工業企業的不斷發展，工業污染問題日益嚴重。 伴隨著工業污染問題同時產生的還有能源的消耗問題，兩種問題的日益嚴峻使得工業企業不得不改善自身的生產技術。

1 熱能與動力工程的闡述

1.1 熱能裝置

熱能裝置的工作原理就是利用燃料燃燒產生能源來為人們提供熱力能源，熱能裝置也能夠作為動力裝置， 其原理就是將燃料燃燒的熱能轉化為機械能，在工業生產的過程中，熱能裝置主要有三種：一是內燃機裝置，內燃機在工業生產中可以為發動機提供動力來源， 其主要的原理就是在氣缸內將燃料燃燒，燃燒產生的燃氣不斷膨脹， 使得發動機的活塞反復運動，推動發動機運轉，這也是熱能轉化為機械能的一種形式。 二是蒸汽機裝置，蒸汽機裝置的工作原理為裝置內存儲水，燃料燃燒產生的熱量可以使水蒸發為水蒸氣，然后將水蒸氣作為發動機運行的機械能。 三是燃氣輪機以及蒸汽輪機，汽輪機的工作原理則是蒸汽或燃氣驅動發動機葉片，使得葉輪旋轉運動。

1.2 動力工程裝置

工業動力系統的組成包括熱能裝置、動力工程裝置以及電力裝置三部分裝置，其中動力工程裝置在工業生產的過程中應用的更加廣泛，也是工業生產最重要的裝置。動力工程裝置的工作原理是將熱能裝化為機械能，再將機械能轉換為其他能源，如電能等，動力工程裝置一般在火電發電廠中被運用，其具有能源轉化和利用兩種功能，但傳統的動力工程裝置的使用工藝會產生一定的工業污染，其能源的轉換率也存在著浪費的情況。

2 熱能與動力工程發展的現況

2.1 熱能損耗較嚴重

熱能與動力工程主要是工業企業所運用的工程技術，一般在火力發電廠的工作中應用較為廣泛。 熱能與動力工程的設備在運行的過程中，會產生一定的熱能損耗，這些熱能的損耗會導致能源浪費，降低發電廠的生產效率和經濟效益。熱能與動力工程中是具有節流調節功能的，節流調節功能主要是調節功率較小的設備，減少熱能的損耗，但在實際節流調節功能運用的過程中，經常會出現一些問題，導致節流工作效果不佳。

2.2 濕氣損耗較嚴重

濕氣損耗較嚴重也是熱能與動力工程中的常見問題，濕氣損耗嚴重具體體現在三個方面。 一是在蒸汽機裝置中，蒸發膨脹工作會產生一些小水滴，這些小水滴會給整體系統的運行造成一定的影響；二是水蒸氣和小水滴的運行速度無法相同，一般情況下水蒸氣的運行速度要比水滴的運行速度快，這就會造成濕氣損耗；三是裝置內的水滴聚集以后，會對水蒸氣的運行產生影響， 進而導致水蒸氣的工作效率降低，使得裝置的熱能出現損耗。

2.3 對環境造成污染

對環境造成污染一直是熱能與動力工程的主要問題之一，且這種工業污染會制約企業的發展，其對環境的污染主要體現在污水污染、熱能污染、噪音污染、空氣污染以及放射性物質污染等。 污水污染的主要形式就是熱能與動力工程中能源轉換所產生的廢水；熱能污染則是由于熱能的損耗浪費，導致一部分熱能流入環境造成污染；噪音污染就是由于工業企業在生產的過程中，機械設備的噪音很大，給環境造成一定的污染；空氣污染主要是熱能與動力工程中的廢氣排放；放射性物質的污染就是某些具有放射性物質的工業能源發生泄漏或者廢物排放。

3 熱能與動力工程中的節能技術

3.1 優化工業企業的產業結構

運用熱能與動力工程的生產企業產業結構就具有消耗能源的特點，要想在熱能與動力工程中實現節能，就要優化生產企業的產業結構，對產業結構的構成進行合理化的調整。在優化工業企業產業結構的過程中，主要從三個方面進行優化：第一方面就是對工業企業的能源結構進行調整，對生產服務所需要的能源進行規劃， 將轉換能源的機械設備進行及時的更新，老舊的生產設備及時淘汰，引進更多先進的生產方式，保證生產效率和生產質量，第二方面就是在滿足人們生產和生活需要的前提下，優化熱能與動力工程相關產業的產業結構，進一步提高對不可再生能源的利用率。 第三方面就是要引進更為先進的新技術，工業企業引進新的生產技術，可以進一步優化產業結構，不僅可以提高對能源的利用率，還可以提高生產效率，促進企業的發展[1]。

3.2 改善調頻方式

動力工程運行的前提條件就是熱能所提供的物質基礎， 熱能又可以通過動力工程裝置的轉換而來，因此，可以熱能與動力工程的關系緊密，是一種能量互相轉化的關系，兩者又互相促進運行，共同組成了能源以及能量的動力系統。熱能與動力工程為人們的生產和生活提供基礎能源， 滿足社會發展的需要，兩者十分重要。但熱能與動力工程的運行會造成一定的污染，因此需要改善熱能與動力工程的調頻方式。 改善調頻方式能夠提高熱能與動力工程系統的工作效率，減少能源的浪費，同時也能夠減少對于環境的污染，真正實現節能減排，通過一次調頻和二次調頻的配合，可以提高熱能與動力工程系統的穩定性，發揮兩次調頻的優勢，進一步提高能量轉化效果。

3.3 鼓勵運用新型技術

當前熱能與動力工程中使用的主要能源還是煤炭、天然氣以及石油等不可再生能源，這些不可再生能源的主要來源是大自然，是由大自然所“生產”的能源，隨著工業企業的不斷發展， 這些不可再生能源正在逐漸消失，變得越來越稀有，并且開發使用不可再生能源還會在一定程度上破壞大自然的生態系統。基于此，我國越來越重視新型清潔能源的開發和利用， 鼓勵使用新型的清潔能源來轉化成人們生產和生活需要的能源，新型清潔能源對自然環境的污染較小，而且是可再生的能源，可以有效解決當前能源緊張的現象。 因此，熱能與動力工程中也應當鼓勵運用新型技術， 利用新型清潔能源來作為機械能和電能等能源轉化的原料，這樣不僅可以減少污染，保護自然環境，還能夠提高能源的轉換率，節省對可再生能源的消耗[2]。

3.4 完善鍋爐回收處理技術

因為熱能與動力工程所使用的能源多為不可再生能源，能源十分珍貴，因此應當加強能源的鍋爐回收處理，實現能源的二次利用，已達到節約能源的目標。 為了使得能源的二次利用效果更好，就要完善鍋爐回收處理技術， 具體完善技術的方法分為兩個方面，一方面是優化鍋爐余熱回收處理技術，鍋爐在工作的過程中會進行尾氣的排放，而尾氣排放的溫度一般高達200 攝氏度，這也表示尾氣中含有大量未被使用的熱能。因此，要優化鍋爐熱回收處理技術，做好鍋爐尾氣余熱的回收工作，二次利用尾氣熱能，提高能源的使用效率。另一方面就是要優化鍋爐污水回收二次利用技術，目前我國工業企業的污水處理技術較為落后，一般情況下都是直接進行排放，嚴重污染水資源，因此，在熱能與動力工程技術運用的過程中，一定對鍋爐污水回收二次利用技術進行改善，將工業廢水合理化利用，減少工業污染，這對工業企業的健康發展也有著重要的意義[3]。

4 結語

綜上所述，熱能與動力工程中的節能技術能夠提高工業企業生產過程中能源的利用率，對于促進企業的發展有著重要意義。 由本文分析可知，熱能與動力工程中的節能技術包括： 優化工業企業的產業結構、改善調頻方式、鼓勵運用新型技術以及完善鍋爐回收處理技術。