浅谈关于热能动力工程的研究

杨健

摘 要：随着现代科学技术的发展，我们的社会已经迈入了一个动力发展的社会，我们的日常生活也已经离不开我们的热能研究和我们的动力开发，人的生活不能没有动力，人生的动力让我们的生活进步，而工业上的动力工程则让我们的技术得到了进一步的革新和创造。热能与动力工程的研究是一个具有相同原理的工业发展，也是我们现代社会需要进一步加强和注意的问题。

关键词：热能的特点；动力工程的特点；热能的利用和发展；解决热能和动力工程问题的方法

一、热能与动力工程的基本概念

国家的经济建设必然伴随着能源需求的上升，能源行业一直在国民生产活动中扮演着十分重要的角色。而热能与动力工程就是为了解决能源与动力问题而诞生的学科，其以工程热物理理论为基础，研究各类动力工程和机械的运行规律，以实现燃料的高效、安全使用。我国的热能与动力工程专业涵盖了热能过程与控制、动力机械、流体机械和电厂热能工程等多个专业方向，所培养的人才在各大发电厂、电力设计研究院、制冷设备企业、高校和政府环境规划相关部门发挥着重要的作用。

二、热能与动力工程在现代生产活动中的应用

1.在锅炉工程中的应用。热能与动力工程在锅炉中的应用，主要体现在燃烧控制技术的开发和改进上。所谓燃烧控制，就是对锅炉内燃料的燃烧转化幅度进行动态调整的技术。传统的锅炉燃烧，是靠人工向锅炉内填充燃料，但在计算机控制技术不断发展的今天，许多先进的锅炉设备已经应用了自动化、智能化填料设备。燃烧控制技术的主要思想，就是利用燃烧控制器、热传感器（热电偶）、流量控制设备和PLC等组成自动控制系统，PLC根据传感器实测的锅炉温度，与预设温度相比较，根据差值的大小和方向驱动流量控制设备，以对燃烧状态进行调整。

2.在热电厂生产中的应用。在热电厂生产设备中，汽轮机可以将锅炉所产生的蒸汽（热能）转化为轮机转子的动能，是主要的热能-动能转化设备。在热能-动能转化过程中，一部分热能转化为动能后，经过发电机再转化为电能输送出去；但还有一部分热能通过热传导损耗掉了。因此，热能与动力工程再热电厂生产中起到的最重要作用，就是研究减少热损耗的方法，提高能源的利用效率。一般来说，热电厂可以利用多级汽轮机的重热现象来提高能源的利用率。所谓重热现象，就是指蒸汽在上一级汽轮机做功的损失，可以被下一级汽轮机所利用的现象。重热现象是提高热电厂热能利用率的重要理论基础，一般可以用重热系数来表征。

3.在空调工程中的应用。在空调工程中，以电能为代表的能源通过流体与制冷机械设备转化为机械功。因此空调工程是热能与动力工程中流体机械领域的一个典型应用。在空调工程中，电力驱动压缩机，使得电力能源转化为制冷剂的机械能，具备一定压力和流速后的推动制冷剂按照冷凝器、节流阀、蒸发器的顺序流动，使得制冷剂在房间内部的蒸发器内蒸发吸热，在外部的冷凝器完成冷凝放热，以达到热交换的目的。

三、电厂中热能与动力工程运用的技术措施

在当前我国的电厂生产过程中，对于热能和动力工程的应用已经不算罕见，但是其具体的技术操作过程仍然存在着较多的问题，这些问题的存在也是今后我们关技术人员需要关注的核心内容，下面我就结合具体的技术操作过程从降低调压消耗、恰当的调配选择与工况变动、加强调频技术操作、合理利用重热等三个方面进行简要的技术探讨。

1.降低调压能耗。在具体的电力生产过程中，因为发电机组在工作过程中会出现相应负荷的变化，而这种变化就很可能造成电厂生产效率的下降，基于这一原因，加强对于发电机组压力的调节，保障機组工作的稳定性就能够切实提高发电机组的效率，这本身是没有问题的，但是具体到调压过程来看，企业会产生一定的能量损耗，针对这一损耗，我们也必须采取必要的措施来降低损耗的大小，尽可能的提高生产效率，经过多年的实践研究发现，导致这种损耗较大的原因有两方面，一方面是因为发电机组本身设计存在问题，进而导致在调压过程中产生较大的能量损耗，另外一方面则是技术人员在调解过程中没有能够及时准确的做出调压操作，进而导致损耗增加，因此，加强技术人员的技术培训，提高其操作的水平极为必要。

2.恰当的调配选择与工况变动。在电厂中运用热能和动力工程还需要我们恰当的调配选择与工况变动，在当前我国电厂发电中大多是采用并网运行机组来进行的，在并网运行机组的工作中常常会出现调频的现象，其主要是指并网运行机组在运行中自动的针对电网中的负荷进行调节以应对电网频率的变化，这种现象的存在在很大程度上提高了电力调度员的工作难度，针对这一现象我们必须进行相应的调配和变动，也就是进行二次调频，二次调频主要分为两种，即自动和手动，在当前的电厂运行中大部分都是采用自动化的二次调频就能够起到相应的效果，但是也存在一些特殊现象，当自动调频已经无法使频率恢复到正常状况的话，就需要我们手动进行相关操作，以维护频率的稳定，在此过程中还涉及到了焓降的变化，也正是因为该过程能够有效的控制焓降才能够有利于我们发电效率的提高，這当然必须依赖于恰当的调配选择与工况变动。

3.加强调频技术操作。针对当前的并网运行机组发电过程来看，为了保障整个发电过程中电网频率的稳定性，做好相应的调频措施是至关重要的，就目前的电力发电过程中的调频过程来说主要包括两个步骤，其中，一次调频是整个发电机组自动完成的，不需要人为的进行技术操作，但是很多时候这种一次调频过程很难满足发电需求，所以需要进行二次调频，二次调频就需要相关的技术人员进行准确的操作，当然也存在一些电力发电机组是采用自动化的手段进行二次调频，但是效果并不理想，人工手动调频的效果是最佳的，但是前提必须是相关的操作人员具备较强的操作水平和技术能力，这就是今后我们需要加强培训的一个主要方面。

4.合理利用重热。当前的电厂生产过程中，多级汽轮机是常用的一种设备，而对于多级汽轮机来说，其在应用过程中必然会产生较多的热量，并且每一级都会产生热量，这些热量是我们不需要的一种能量，也是需要我们利用热能和动力工程进行转化的一种能量，对于这些热能的转化来说，其转化效率至关重要，也直接决定着整个电厂的生产效率，而在具体的转化过程中，合理的利用重热现象就能够在较大程度上提高热能的转化效率，具体来说，上一级的热能转化过程中所剩余的热能或者是转化过程中所产生的热能可以在下一级得到重复利用，这种重复利用的手段就在较大程度上提高了能量的转化效率，对于具体的技术操作人员来说，至关重要的一点就是恰当地确定重热系数，一般说来，重热系数都是在0.04-0.08之间，但是具体如何确定还需要相关技术人员根据实际情况确定，这就考验着相关技术操作人员的技术水平和专业知识。

四、结语

通过上面的研究，我们能够看出来，我们的社会的热能和动力工程的研究所存在的主要问题，我们也都提出了一些解决问题的办法，这些措施也都是我们社会能源进步的标志性做法，我们的最终目的就是希望我们的热能和动力工程的发展过程能够更加的环保和高效，将能源的利用达到最大化的状态，同时也应该使得我们的热能研究和动力工程研究得到一个很好的联系。

参考文献：

[1] 张兰.论热能动力工程的建设和发展[J].现代工业，2015.

[2] 程清.浅议工业的节能减排[J].机械工业，2017.