熱能與動力工程發(fā)展與環(huán)境保護相結合

文_溫忠鑫 中國船舶燃料河北有限公司

1 熱能與動力概述

1.1 熱能裝置

熱能裝置的核心作用就是提供動力能源，其是利用燃料燃燒過程中釋放出來的熱能，將熱能轉化為機械能。現(xiàn)階段，我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展工程使用較為頻繁的幾種熱能裝置如下。

1.1.1 蒸汽機

蒸汽機運行過程中，化石資源燃燒會產(chǎn)生大量的熱能，蒸汽機中裝有大量的水，借助特殊材質的管線將熱能傳輸至水中，促使水在熱能的驅動下轉變?yōu)樗魵狻Ｋ魵獾捏w積在短時間內膨脹，通過活塞運動轉化為機械能。

1.1.2 內燃機

內燃機是通過燃料與空氣的充分燃燒產(chǎn)生高溫氣體。氣體膨脹以后會持續(xù)撞擊活塞，促使活塞被動運行，在連軸機構的作用下形成機械功，由此實現(xiàn)將熱能轉化為機械能。

1.1.3 蒸汽輪機與燃氣輪機

蒸汽輪機與燃氣輪機是利用高溫氣體驅動葉輪轉動，促使熱能轉化為機械能，其比較適合運用在對于功率需求比較大的生產(chǎn)活動中，例如，核電廠內的機械設備等。

1.2 動力工程系統(tǒng)

電力、熱能設備均是動力系統(tǒng)中的關鍵性組成元素，同時也是工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內比較重要的基礎性設施。現(xiàn)階段，為有效降低能源供應壓力，必須加大對動力工程的研究力度，并結合現(xiàn)階段的實際情況，制定出科學合理的優(yōu)化方案，以保證我國的能源結構得到優(yōu)化，同時推動社會經(jīng)濟進一步增長。

2 熱能與動力工程的應用

2.1 余熱回收

余熱回收技術是現(xiàn)階段我國工業(yè)企業(yè)使用較為廣泛的一種科學技術。發(fā)電廠在使用能源產(chǎn)電的過程中，其核心任務是在最大程度上降低熱能的損失，強化熱能的轉化率。能源改造必然會導致大規(guī)模的熱能損失，為有效降低熱能損失規(guī)模，需要對發(fā)電廠的日常運行狀況及熱能損失展開調研，從而有針對性地采取應對措施。具體情況可以參照圖1中信息所示。

圖1 發(fā)電廠的廢棄熱能回收裝置工作流程

發(fā)電廠在日常運營的過程中，都會選擇提高生產(chǎn)效率的方式來實現(xiàn)回收余熱。通過余熱回收技術可以實現(xiàn)熱能資源回收，提升發(fā)電廠的生產(chǎn)效益、規(guī)避資源浪費現(xiàn)象出現(xiàn)，降低環(huán)境污染的程度。可以結合余熱的質量、規(guī)模制定出合理的回收計劃。以現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)及熱能運轉狀況進行分析，加熱冷凝是一種比較合適的回收方式，其在提升電力裝置運行水平、運行效率的同時，還可以降低燃料的用量，間接實現(xiàn)熱能回收。

近年來，我國的熱能與動力工程獲得了良好的發(fā)展，學術界加大了對熱能與機械能的研究力度，工業(yè)企業(yè)對于熱能與機械能的轉化率提升問題非常重視，在這種嚴峻的背景下，必須通過深入的研究提高二者之間的轉化率，要求科研人員具備專業(yè)的理論知識。在實際研究的過程中，將理論與實踐進行結合，將理論知識運用在實踐活動中，然后從實踐結果中總結出理論知識，有效提高熱能與動力學的應用價值。

2.2 回收循環(huán)再利用

熱電廠內的設備運行過程中會釋放出大量的廢氣，如不對該部分廢氣進行處理直接排放，則會對周圍的大氣環(huán)境造成嚴重的危害。鍋爐運行過程中產(chǎn)生的廢氣溫度高達200℃,雖然不能直接使用在熔爐鍛造場景內，但可以對即將生產(chǎn)的工件進行余熱處理，實現(xiàn)熱能循環(huán)利用，達到降低資源消耗的目的。

工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不但需要對傳統(tǒng)的技術方法進行優(yōu)化，同時還需要提高熱能與機械能之間的轉化率，這是我國工業(yè)生產(chǎn)進一步發(fā)展所面臨的主要問題。熱電廠運營過程中，需要不斷地對熱電聯(lián)產(chǎn)模式進行優(yōu)化，以達到提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的目的。但是，結合實際情況而言，因多元化的影響因素存在，工業(yè)企業(yè)想要尋求可持續(xù)發(fā)展，必須從本質方面解決根源問題，提高能源的利用率，降低污染物對生態(tài)環(huán)境的污染，結合實際情況制定出科學合理的應對措施。

2.3 強化傳熱

傳統(tǒng)性的熱能技術是借助轉換器來提高熱能的利用率，傳熱技術作為輔助性技術，可以大幅度提高轉換器的工作性能。在實踐過程中，可以借助傳熱構件改變既有的支撐結構，從而提高設備的傳熱效能，降低能源損失，提高設備運行過程中的安全性。

2.4 產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化

在熱能動力工程中，可以通過產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化實現(xiàn)能源消耗減低的目的。需要對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能源消耗結構進行優(yōu)化，持續(xù)性學習現(xiàn)代化先進的節(jié)能方法及應用技術，引進各種先進的節(jié)能設備，結合實際情況對生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)程序進行調整，創(chuàng)造出無污染的生產(chǎn)模式。并結合地區(qū)優(yōu)勢對技術進行革新，發(fā)揮出地方水資源的優(yōu)勢，合理應用熱能。還需對傳統(tǒng)性的工藝及設備進行更新，提高熱能設備的工作效率。

3 熱能與動力工程的技術創(chuàng)新與環(huán)境保護

3.1 熱能與動力工程損耗及對環(huán)境的影響

3.1.1 熱能損耗

不管是熱能裝置，還是動力工程，二者都是將“熱能”作為介質，將燃料通過一定的手段轉換為機械能。然而，在實踐過程中往往會受到諸多因素的限制，機械能無法實現(xiàn)100%轉換，促使部分熱能在轉化的過程中損失。這種現(xiàn)象顯然不具備經(jīng)濟性，不但會增大工業(yè)企業(yè)的運營成本，還會對附近的環(huán)境造成污染。

3.1.2 濕氣損耗

對于電力產(chǎn)業(yè)而言，熱能生產(chǎn)過程中往往會附帶有濕氣出現(xiàn)。在這種情況下，濕氣會吸收部分的熱能，這是機械能無法實現(xiàn)完全轉化的影響因素之一。鑒于此，本文認為工業(yè)企業(yè)應該加裝除濕、防潮設備，提高熱能的轉化率。

3.1.3 環(huán)境影響

社會發(fā)展過程中，能源的大規(guī)模消耗促使熱能排放量增大，但是這種現(xiàn)象是熱能與動力工程發(fā)展過程中不可避免的，熱能及動力工程的發(fā)展必然會對環(huán)境造成一定的影響。

首先，現(xiàn)階段大部分工業(yè)企業(yè)仍然是將煤炭作為主要燃料，發(fā)展熱能與動力工程。需要清晰地認識到，煤炭燃燒的過程中必然會產(chǎn)生大量的二氧化碳，而二氧化碳排放會對環(huán)境造成巨大的污染，全球變暖正是如此。其次，諸多工業(yè)企業(yè)使用的加工設備運行過程中都會產(chǎn)生高分貝的噪聲，即便是操作人員佩戴耳塞，也無法完全阻隔噪音。最后，核電站、煉鋼廠等大型企業(yè)運行過程中，為冷卻水溫、設備溫度，會直接使用大量的冷卻水，當水溫升高以后，水中的溶解氧含量必然會減少，促使水中的富氧生物死亡率大幅度提高，同時水體自凈的能力降低，促使水質持續(xù)惡化。

3.2 熱能動力與環(huán)境保護

熱能及動力工程傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化社會進一步發(fā)展的需求，需要對相關產(chǎn)業(yè)的結構進行優(yōu)化調整，加大對環(huán)境污染問題的重視度，根據(jù)實際問題采取合理的優(yōu)化措施，避免有毒物質產(chǎn)生。此外，企業(yè)還應該利用現(xiàn)代化先進的節(jié)能減排技術降低自身的碳排放量，結合熱能與動力工程的實踐情況，摸索新的燃燒技術，將傳統(tǒng)性資源與新型能源進行融合，提高能源利用率，降低時生態(tài)環(huán)境的影響。

4 結語

熱能與動力工程持續(xù)性的革新，對傳統(tǒng)性生產(chǎn)技術進行優(yōu)化，推動其功能趨向于全面化、便捷化、透明化，利用先進的高科技產(chǎn)品對設備的運行狀況進行監(jiān)管，以保證生產(chǎn)過程中機械設備穩(wěn)定運行，在降低能源消耗量的同時，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。