关于热能与动力工程的探讨

郭超

【摘要】在社会发展过程中，资源一直是人们密切关注的问题。社会的发展带动了科学的进步，而社会发展与资源问题已经形成了一种矛盾。当前，热能动力工程的发展更好的解决了这一问题，热能与动力工程其作用主要是高效节能，以降低能源消耗为前提。热能與动力工程科技的发展，减少了人力资源的浪费和资源在使用过程中造成的损失，不仅有效的提高了能源的使用效率，同时也提高了经济效益，对能源的使用和发展有着重要的意义。

【关键词】热能与动力工程；探讨

引言：所谓热能动力工程的研究，指的就是我们在日常的工业生产中对热能和动力工程之间的关系的向导和探讨，也是我们对热能研发工业的一种创新和发展，我们要研究的不仅仅是热能与动力工程的日常工作状况，更加要从热能与动力工程的装置概念，以及热能的特点方面来详细的介绍。

一、热能的特点

目前，人类所使用的热能，主要是通过一次能源的转换而得来的，所以，分析热能的特点，需要从以下三个方面来入手进行：

1、太阳能及其能量的转换。太阳能，通过对植物的照射，进而使植物的内部存有的叶绿素，发生一系列的能源转换以及光合作用，进而将太阳能转换成为生物的质能，而太阳能的光，则是经过热量的转换以及点的转换，进而成为我们所使用的能源物质；

2、燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换，主要是通过燃烧的方式，将存在于其中的化学能，转换成为热能，进而再通过相关的技术手段，将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能，例如常见的汽轮机等，其工作的方式，就是首先将化学能源，转换成为蒸汽的热能，进而再通过相关的设备以及技术，将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能；

3、热能的转换，其中主要包括两种能量的形式，即电能以及机械能，电能包括热电发电机，而机械能，则主要有汽轮机以及内燃机。

二、热能与动能工程的现状

1、热能、动能的节流调节以及主要存在的主要问题

在电厂实际生产运行的过程中，节流调节的应用非常普遍。当发电设备工作的过程中出现问题时，会对系统发电产生非常大的能源消耗，这不仅影响了发电的质量，也严重降低了公司的生产效益。一般情况下，节流调节适合应用在容量额度偏小的设备中，当机组设备的任何一级超过了额定的负荷时，机组的数量会不断的减少，级数会在此基础上不断的增加，进而导致供电电压的最大值比额定数值小很多。根据相关的定理，我们可以知道，要确保节流调节效能的正常发挥，其机组中的级数至少要在三级以上，并且当机组发电设备的工作状况正常的时候，不同机组中通过的流量值是一定的，如果机组的运行状况不断的发生变化，系统也能够保持稳定性。

2、湿气损失以及其中出现的问题

造成系统湿气损失严重的原因有很多种，基本是多方面因素相互作用产生的结果，分析其原因可以分为几点：第一，在水蒸气不断膨胀的过程中，经常会形成很多的水滴，当水滴积聚的数量过多的时候，就会影响蒸汽的整体性能，导致蒸汽损失的情况；第二，当蒸汽的移动速度比水滴的移动速度快的时候，慢速度的水滴会严重降低高速运动的蒸汽的性能，也会导致湿气损失；第三，水滴积聚的数量过多会严重干扰主流的运动，不仅会造成能量方面的损失，还会造成多余的设备操作。

3、重热现象以及存在的主要问题

在热电厂生产运行的过程中，要确保能量得到合理的利用。如果能量的分布比较均衡，且设备运行前后的气压差基本在同一水平时，和上一环节相比较，下一环节产生的焓值变化会比较明显，这种现象就属于重热。重热情况的出现，不仅会严重影响设备自身的性能，还容易降低发电厂的能源利用效率，通常来讲，主要包括下面几方面的问题：第一，电热情况会导致电厂中的热效不能得到有效的存储，当电热现象非常严重的时候，会导致电能的稳定性降低，对电能的质量产生直接性的影响；第二，重热现象过于严重会直接降低发电燃烧过程的稳定性，同时，蒸汽的数值也会出现较大频率的波动，进而降低了设备的使用性能；第三，重热情况过于严重也会降低发电过程中气压的稳定性，导致气压出现非常大的波动，并且还影响了电能的使用频率，在很大程度上降低了电能的质量。

三、热能与动力工程的创新措施

1、热能与动力工程在热电厂中的创新

热电厂的创新主要表现重热现象、调频和减少湿气损失三个部分，在这三个部分充分体现了热能与动力工程在热电厂中的科技创新。热电厂在生产的过程中可以有效地利用重热现象，但是在利用重热现象时，要考虑重热的重热系数，要将重热系数控制在一定的范围内才能够实现重热现象的作用。错误的重热系数会造成一定的经济损失，直接影响到热电厂的经济效益。当生产的过程中出现重热现象不能盲目的使用，首先要对重热现象的具体情况有详细的了解，正式使用重热现象时要将重热系数控制在规定的范围，将热能与动力工程的工作指导与实际的生产需要相结合，制定相应的方案来实行重热现象的应用。

调频手段在热电厂的生产中也有很广泛的应用。调频一般分为一次调频和二次调频，一次调频主要是指当电网的外力作用发生变化时，会给相关的数值带来很大的波动，影响整个生产的稳定性，这个时候设备自动的会进行调频，以此来保证设备的正常工作。这种调节方式比较被动，只能根据当时的情况进行调节，不能对外界环境的变化实现灵活的调节。二次调节是在一次调节基础上的再次调节，它相比较一次调节来说更加精准和科学。它可以将电网的工作频率控制在一定的范围内，利用智能技术设置相应的数值，提前对外界的变化做出反应，能够很大程度上减少经济损失，还能很好地管理控制数据，为下阶段的生产工作创造有利的工作条件。

降低湿气损失是热能与动力工程科技创新的一个重点，因为湿气造成的经济损失严重的影响到电力企业的健康发展。在生产的过程中经常会产生大量的水蒸气，产生水蒸气的同时还会生成多余的水滴，多余的水滴会影响到水蒸气的正常流速，造成能源的不必要浪费，降低了能源的使用效率。针对这种情况可以对相关的生产设备进行创新，增加去湿装置和热循环装置，将多余的水分蒸发，提高热能与动力工程的使用效率。

2、热能与动力工程在锅炉应用中的科技创新

（1）锅炉燃烧控制技术

在锅炉燃烧控制中，如何调节能量转换才是关键，随着时代的发展，锅炉的类型也在发展着变化着，由从前的人力填充燃料到现在变成智能填充燃料，还可以对锅炉的燃烧度进行有效的控制。在燃烧系统中一般有两类，一类对锅炉温度的调节是通过控制空气与燃料的燃烧调节，是与锅炉本身的设定值进行比较的，这种方式虽然运算复杂但没有达到精确的目的，对于锅炉的设定值也要进行反复的确认才能保证技术的准确。

（2）仿真锅炉风机翼型叶片

锅炉内部的风机构造复杂，运行精密，在测量起来也比较困难，这就造成了到目前为止，还没有一项科学、完整的体系来完善锅炉叶轮的制造和运作发展。要想取得相对准确的数值，可以利用模拟实验的方法对机械内部的气体流动做一个评估，对不同方式的空气吹入对风机的流动分离进行模拟。然后根据电脑网络来对这些数值进行模拟设定，模拟的目的是根据不同的速度得到的矢量图来进行分析，在多组数据进行比较下，可以确定出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系而进行进一步的研究。

四、结束语

总之，热能与动力工程属于高新技术产业，工程系统复杂，集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体，自动化和综合性表现明显。我国当前处于经济转型阶段，大力发展热能与动力工程，重点引导其开发有助于节能减排的资源和相关先进技术，对于我国实现经济与社会的可持续发展有着重大的意义。