浅谈电厂热能动力工程设计

吴宏宇

[摘 要]现阶段在全世界范围之内，相关的不可再生能源，例如天然气、石油、煤炭等，依然是占到了能源使用率的百分之九十左右。这些不可再生的能源，依然是人类生活和生产当中所使用的主体能源，但是，从长远的角度来看，这些能源迟早都会有使用枯竭的一天，所以，如何开发和利用新型能源，并且深入地研究其对环境带来的影响以及节能减排方面的内容，是现今非常关键的一点工作内容，同时，也是国家相关工作当中的重点。

[关键词]热能动力；能源利用；特点

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0012-01

1、简述热能动力工程

1.1 热能动力工程的基本定义

热能动力工程培养的是掌握现代能源科学技术，信息科学技术和管理技术，从事热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作的知识面广、基础扎实、创新能力强的复合型高级人才。毕业后基本就业于热力发电厂及电力公司、电力设计研究院、大中型用能企业、政府规划和环保部门、制冷和空调设备企业、高等院校等领域，从事设计、运行、自动控制、信息处理、环境保护、清洁能源利用和新能源开发等类型公司。

1.2 热能动力工程中的不同专业方向

热力发动机及汽车工程方向：掌握内燃机或透平机原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧，热力发动机排放与环境工程，能源工程概论，内燃机电子控制，热力发动机传热和热负荷，汽车工程概论等方面的知识。制冷低温工程与流体机械方向：掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统，制冷空调与低温各种设备和装置，各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。水利水电动力工程方向：掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识，以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

2、当前热能动力工程的定义和现状

改革开放以来，随着科学技术的不断发展，国家教育部在颁发的普通高等学校本科专业中把热能动力工程从几十个分支专业压缩成为9个专业，再随着后来的发展教育部颁布的新专业目录中再将上述的9个专业统一为热能与动力工程专业，这也使得热力动力工程发生了质变。所谓“热能动力”也可以称之为热能动力系统工程，它是指热能安全、低污染、高效地转换成动能，给电厂的生产和发展提供原动力。

热力动力工程主要是对热能与动力方面进行深入的研究，是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热力动力主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。随着经济的发展，能源、环境问题日益突出，由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。

3、热能的特点以及利用

3.1、热能的特点。现阶段当中，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。

3.2、热能的利用。热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用，并且，在国民经济当中，也占据了核心的地位。总的来讲，热能的相关利用，在以下几个行业当中最为广泛：电力工业，热能动力工程在其中有着非常重要的应用，在核发电、火力发电等装置设备的使用之中，热能动力工程及相关的技术，是其工作的基础；钢铁工业，尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中，应用极为广泛；相关的有色金属工业，其中包括有铝、铜等有色金属，其冶炼，均使用的是热能；化学工业，在化学工业的相关应用之中，合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序，主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段，以其基本的原理来作为理论依据；石油工业，其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节，都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论；机械工业以及相关的建筑工业，包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等，都有热能的利用；交通运输领域当中，包括汽车、轮船、飞机等的使用；农业生产以及水产养殖等方面，也有着广泛的运用，包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面，均有着广泛的使用。同时，在人们的日常生活之中，热能也有着广泛的使用，例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析，可以看出，热能及其相关的动力工程，在人们的生活以及生产当中，发挥着非常重要的作用，是一项极为重要的能源，下文将针对热能的特点，进行深入细致的探究，帮助在日常的使用过程当中，发挥出更大的效应。

4、对热能动力工程设计的整体规划设计

4.1 制定初步的设计方案

在充分考虑客户的需求上，结合建筑物本身的功能，确定热能动力系统目标。对实施所选用的技术、实施步骤和经费等情况进行论证，然后用通俗易懂的语言、直观的图表制定出初步的设计方案。热能动力系统工程初步设计方案的制作一般包括三个步骤：第一，要涵括整体目标系统的概貌。第二，要确定目标系统的整体结构。第三，要对包括系统的目标、系统的实施计划、系统的布线结构、系统的经费概算等子系统进行描述。

4.2、分析客户的需求，做好客户的沟通

设计人员首先需要了解客户各方面的需求。一方面可以通过其他工作人员采集的客户的信息材料了解客户的需求。另一方面設计人员可以通过直接和客户谈话、讨论、分析等方式了解客户的需求。要从设计的功能、性能，以及费用等方面对客户进行沟通。在充分了解客户需求的基础上根据设计人员自己的技术水平来进行合理的热能动力设计。在设计的过程中遇到问题的时候也要和客户进行及时的沟通，适时地改动设计方案。

4.3、研究设计方案的可行性

设计方案初步确定之后，要研究设计方案的可行性：分析目标热能动力系统技术是否先进，方案的具体实施是否会遇到障碍，方案中的计划经费是否符合实际施工，经济效益是否合理等。只有设计方案具有以上的可行性，才能进入下一步的热能动力设计工作。

参考文献

[1] 刘杰.热能与动力工程在热电厂的运用分析[J].科技传播，2012（17）.