热能与动力工程的科技创新探究

摘要：随着社会经济水平的快速增长，对资源的需求量日益增长，能源问题已经成为全世界不得不考虑的一个重点问题。当 前节能减排的焦点就是如何研究开发新能源促进资源的优化配置以及经济水平的提高。

关键词：热能与动力工程；应用；锅炉；科技创新

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0028-01

热能动力工程主要是对热能和动力之间进行转化，在使用过程 中，热电厂和锅炉能够将产生的热能转化为动能或者是电能，这样 能够更好的实现高效节能。在热能动力工程中主要对热能和动力之 间的转化进行研究，这也是热电厂自动化的主要过程，在进行热能 动力转化的过程中，能够更好的对出现的能源问题进行解决，因此， 提高热能动力通常的利用效率是非常重要的，同时也是为经济发展 提供能源供应。

1 热能与动力工程的含义及应用

1.1热能动力工程的含义

热能与动力工程主要是指热能与动力的转化，在使用的过程中，

通过不同的方式来将原本的热能转换为动能或者是电能，实现能源 的高效利用，创造出更大的经济效益。热能与动力工程对于解决能 源问题有很好的帮助，所以热能与动力工程的应用效率十分重要， 直接影响到电力企业的经济效益。热能与动力工程涉及的学科十分 广泛，它在后期的应用中不仅实现了热能与动能的转换，还实现了 电能、机械能之间的相互转换，大大提高了能源的利用效率，为社 会经济的发展奠定了良好的基础。

1.2热能动力工程的应用

热能与动力工程的应用中要特别注意调节阀的数量，根据不同

的负荷来确定相应的调节阀，同时还要实现汽轮机的调节和应用， 这样有效地将两者的优势结合在一起才能更好地提高能源的利用效 率。在调节数值的时候还要区分单机调节和多机调节，单机调节要 特别注意将数值控制在一定的范围，保证单机工作的质量和效率。 热能与动力工程的使用还要重视节流调节，节流调节可以提高机组 的整体工作效率，保证大机组在工作时能够合理地分配负荷重量。 当机组的负荷重量在一定的范围内，可以适当地进行调压调节，实 现热能与动力工程的经济性。但是在实际的应用中，会因为一些具 体的情况导致能源的损失，给电力企业的发展带来一定的影响。热 能与动力工程不仅在热电厂中有广泛的应用，在锅炉中也有相应的 应用。随着科学技术的不断进步和发展，传统的人工操作已经不再 适应社会的发展，现在的锅炉已经实现了自动化的智能操作，有效 地提高锅炉燃烧的均衡性，实现锅炉工作的科学化。锅炉的风机设 备会将机械能转换为其他的能量，提高能源的使用率，但是在利用 率提高的同时还存在一定的安全隐患，风机长期工作会容易烧坏， 不仅给企业带来了经济损害，还给工作人员的人身安全带来很大的 威胁。

2 热能与动力工程在当前应用的问题

2.1 需要解决的能源方面的问题

我国是能源消耗的大国，每年要消费大量的石油和煤炭，而煤

炭主要用于火力發电。目前，全国发电量的 80%以上都是火力发电， 其中又有 96%是依靠燃煤。这一过程中，循环水和水汽带走了大量 的余压和热能，它们被直接排放到大气中，能源因此就被浪费了。 当前，我国火电厂的能源利用率大约有 35%，利用率较低。因此， 我国工业领域节能工作的重点，就是实现火电的节能降耗。

2.2 需要解决的环境污染方面的问题

燃煤电厂会排放二氧化硫、粉尘、氮氧化物等污染物，因此被

称为“环境杀手”。燃煤电厂的数量随着电力工业的发展而增多， 而且有排污量大、污染物单一、排污集中等特点，电力工业对环境 的负面影响越来越大，严重干扰了附近居民的生活、工作和身体健 康。因此，电力工业面临着愈发严峻的环境保护问题。

3 热能与动力工程的科技创新

3.1 在热电厂方面的发展

3.1.1 科学合理利用重热现象

在多级汽轮机内，上一级损失的一部分热量，在之后的各级中

可以得到利用，这一现象就被称为重热现象。在热电厂运行过程中， 重热现象是不可避免的。利用重热现象可以使整个设备的效率大于各级的平均效率，在一定的数值范围内，重热现象可以减少一部分 能量的损失，即可以提高能源的利用率，在这一范围内，数值自然 越大越好。然而，重热现象是以降低各级的效率为前提的，所以数 值并不是越大越好，也就是不能超过一定范围。

因此，必须根据热电厂的实际运行情况来确定重热系数（即重 热数值），既保证各级的效率，又尽可能地减少能量损耗，通过科学 的计算，合理利用重热现象，使重热现象的效果达到最大。

3.1.2 一次调频和二次调频

作为一种被动的调频措施，一次调频调节的是发动机的转速，

只能大体控制外界数值的变化，而不能比较精确地调节。但是，将 电网频率保持在一定范围的数值上，就能通过智能调节，预先对设 定二次调频的方程式，对机组进行重新分配和组合。它比一次调频 更为精确和可靠，能够有效地控制数据。

3.2 在锅炉方面的发展

3.2.1 锅炉燃烧控制技术

设备运行时，要对燃烧进行控制，这中间的关键就是调节能量。

以前，我国的大多数锅炉是通过人工来添加燃料，从而提供热能。 尽管这种方式有利于设备的稳定运行，却需要大量的人力资源，也 难以控制锅炉在燃烧过程中的热量。科技的进步带来了自动化、智 能化模式的全面普及，它们被应用于工业生产。

主要的燃烧方式有两种。

第一种是持续控制体系，它的组成是燃烧的控制器及各种气体

的分析装置等，数值设定的依据是热电偶的检测，之后，计算机会 算出偏差。这一数值比较精确，在设备的燃烧方面可以实现合理的 控制。但与此同时，多次的实践也证明，在运行初期，它的结构在 对温度进行控制时还存在一定的偏差，因此，有关人员还需对其做 进一步的研究，以提高数值的准确性。

第二种是交叉式燃烧控制系统。锅炉的构成元件是燃烧的控制器、 流量阀、烧嘴、热电偶等，在它进行温度的转换时，必须通过计算， 观察结果是否符合设定，从而控制燃烧。与上一种方法相比，它更 具优势，不仅节省设备，在温度的控制上也比较精确，因此在工业 生产中，这一方法已经得到了广泛的应用。

3.2.2 仿真锅炉风机翼型叶片

锅炉内部的风机结构复杂且需要较精密的运行，因此，想要对

它进行测量是一项比较困难的工作。到目前为止，还没有一套完整 且科学的体系，可以实现锅炉叶轮相关制造和运作发展的完善。想 要获取一些准确数值，一个有效的方法是模拟实验，以便有效地评 估机械内部的气体流动。实验主要是模拟不同方式的空气吹入风机 时的流动分离，再用电脑网络来模拟设定相应的数值。这项实验是 为了便于分析不同速度得到的矢量图，对多组数据进行比较后，就 可以确定出锅炉风机的翼型边界层攻角和分离之间的关系，进而施 行下一步的研究。

4 结束语：

对热电厂的热能和动力工程进行研究，能够更好的提高工作效

率，同时减少能源的损失，这样能够使能源得到最大程度的利用， 在不同的场合也是能够进行调节。对热能动力在锅炉生产中进行研 究，能够更好的保证锅炉的正常运行，同时也能保证锅炉运行的安 全性。

参考文献

[1]高雷.热电厂中的热能与动力工程[J].城市建设理论研

究，2010.

[2]王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品， 2011.

[3]郑飞飞.关于热能与动力工程的讨论[J].中国科技博览， 2012.

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