热能与动力工程中的节能技术

徐以昌，韩静，张燕斌

(山东奥诺能源科技股份有限公司，山东 济南 250101)

1 对热能与动力工程的概述

热能是物体燃烧时，释放出来的化学能转化的物理能量，热能通过一些技术手段，可以转化为机械能带动机器运行，实现工业化生产，满足工业生产中的需要。

进行热能转化的装置，有最早出现的蒸汽机，这是由瓦特进行改造的，在资本主义世界的工业革命时期对当时的资本主义经济产生了巨大的经济效益，提高了生产效率。除了常见的蒸汽机，还有内燃机、蒸汽轮机和内燃机。这些机器的运行原理和蒸汽机大致上是一样的。

动力工程在工业生产的过程中发挥着非常重要的作用，是能为各种工业设备提供动能的机械设备组成的非常重要的系统。在蒸汽机将热能转化为动能的时候，就创造出最早的动力工程，从而实现以往人类不能实现的工业生产，极大地提高了人类社会的生产力。但是，动力工程长期“野蛮生长”也对人类和自然产生负面的影响。在如今的时代，工业污染严重，环境破坏严重，天空的颜色是灰蒙蒙的，这些细微的变化都在彰显着环境质量在不断的下降，这些变化要求对动力工程进行改良。

众所周知，人类只有一个地球，能源在地球上的存在是非常有限的，许多不可再生资源一旦用完，是不可能实现再生产的。为了保障资源的长期合理利用和周期循环得当，必须对动力工程进行改良，减少在工业生产过程中的损耗。节流只是保护资源的方法之一，从更大的方面来讲，开源也是减少不可再生资源使用的更重要办法。生产可再生资源，利用太阳能、风能等可再生和清洁能源生产，可以减少对环境的污染，从根本上实现绿色、可持续的发展[1]。

2 热能与动力工程发展的现状分析

2.1 热能损耗

以电力企业为例，在进行设备选用中，电厂首先关注的往往就是热能损耗的情况。由于外界因素的影响，导致热能的生产总量出现下降，不但会导致有关企业自身的经济效益受到不利影响，国民的供电质量也会随之呈现下滑的趋势。在进行设备管理的过程中，电厂要确保节流节能工作顺利开展，就要进行额定功率的有效选择与调整，并安装相应的节流设备。当设备处于运行状态时，自身的实际功率不满足额定功率的需求，或者是出现超出的情况，那么节流设备便会对相关数值开展合理的调节处理，以此来确保其自身的负荷承载力能够符合标准要求。由此可见，加强对设备的重视，明确节流环节的应用情况，明确热能损失所带来的不利影响，对确保供电系统顺利运行是十分重要的环节。

2.2 节流调节方面存在的问题

汽轮机是电力企业和石油、化工企业自备电站中的主要动力设备，通过对该装置开展控制工作，来确保电力系统的输出质量与功率能够满足相关标准。不过，对于汽轮机而言，在工作状态下，仍然会发生电力流失与能源泄漏的情况，运行功率无法得到有效保障，进而使得整个电厂的调节工作质量无法满足相关标准，供电质量也就很难得到满足。导致这一现象发生的原因是企业在设备运行过程中，没有对整个动力系统进行科学统一的管理，调节工作存在不足，同时，对于各项数据资料的认知与理解也存在着相应的问题。不但缺乏全面性与可靠性，同时运作数据本身的误差现象相当明显，这也会使得节流调节工作无法满足供电生产需要，二者之间产生较为明显的矛盾[2]。

2.3 环境污染

由于电力生产的特殊性，所处的工作环境相对较差，不但会对员工的生命健康和安全产生不利影响，同时也会引发一定程度的污染情况，导致周边环境的质量无法得到有效保障。我国所推出节能减排政策，其根本目的就是通过降低环境污染，加强生态建设，为国民营造一个健康、自然的生活环境。对于电厂而言，倘若在进行日常工作时以传统的施工方式，很容易引发空气污染，加上热能泄漏的情况，会加大温室效应所产生的危害。正因如此，电力企业应当严格遵守相关标准，制定较为完善的管理制度，合理安排能源处理工作，避免出现环境污染的情况。

3 热能与动力工程在当今遇到的问题

在当今工业发展非常迅速的时代，能源消耗非常的巨大，这与当今工业发展中遇到的问题有密切的关系。在工业生产中遇到的损耗问题—热能的损耗，热能在转化为机械能的过程中，能源浪费非常的大，造成了能量传输过程中大量能量的消失，导致了能源的浪费。

能源的消耗在工业生产中只是其中一个方面，这是对能源的使用的一种警醒。除了能源消耗过度这个问题，对环境的破坏方面也是必须正视的问题。环境是我们生活的家园，保护环境是我们每个人的责任。但当今随着工业的快速发展，许多地方的环境不堪重负，多度的工业化，逐渐减少的绿植，土地荒漠化等，这些不堪入目的景象，时时刻刻在提醒着人们要去保护环境。

热能与动力工程相关的对环境的影响主要体现在以下几个方面：一是对水资源产生较大的消耗，必然产生较大规模的工业废水。工业废水的排放是一个世纪难题，有的工业废水循环再利用需要较高的费用。因此对于废水的处理是一个进退两难的问题。把工业废水直接排放到河里，会直接造成了河水的污染，河水污染会导致河水中生物的死亡，破坏生态系统，导致整体环境受到破坏。二是对环境产生严重噪音污染。工业噪声干扰着居民的生活，对居民的健康危害非常大。噪音不仅会影响居民的健康生活，还会对周边植物造成巨大的影响。例如：有的进行过工业生产的地方，在短时间内许多植物都不会再出现，这就是对环境破坏后的次生影响。三是锅炉等热力工程设备会对空气质量造成巨大的影响，会加大CO2、SO2、NOx等温室气体排放，加重PM2.5排放。一方面严重危害人的身体健康，产生许多诸如呼吸道感染、慢阻肺、心血管疾病等，另一方面加剧全球变暖，不利于国家“双碳”目标的实现。

因此可见，实现热能与动力工程的节能减排和绿色发展，是当今工业领域的重大课题。发展经济固然重要，但保护环境是更重要的，没有了环境这个生命的底线，再大的工业效益对社会也失去意义。

4 热能与动力工程的节能技术分析

4.1 对产业结构进行优化调整

在新时代背景下，推进热能与动力工程得到更好的发展，必须要应用多项节能技术，注重对工业企业的产业结构进行优化和调整，想要真正实现节能则必须要根据工业企业的实际发展情况对原有的结构进行合理化的整改。在进行优化和调整时，可以从以下三方面入手。

首先需要对能源结构进行调整，对于现有的生产服务进行合理规划，购进一些先进的能源转化设备，对老旧的设备进行及时淘汰，通过引进新技术的方式来提高生产效率和质量，其次则是要根据当前人们的实际需求来对相关产业进行优化和调整，进一步对不可再生资源进行高效利用，最后则是要引进先进的生产技术，结合企业的产业结构来提高整体能源利用率，当利用率得到有效提高后才能有效减少能源浪费问题的出现，进而促进企业得到可持续性的发展。

4.2 重视改善调频方式

动力工程在运行过程中需要以热能所提供的物质基础为重要前提，热能和动力工程之间有着十分紧密的联系，在对二者进行研究过程中能够发现其呈现出一种能量互换的模式，二者在相互促进相互运行时形成了一个能量动力系统。热能和动力系统能够满足人们的生活和工作需求，为社会的发展奠定良好的基础，但是热能和动能在转换运行过程中无法避免会造成一些污染问题，想要解决污染问题，则必须要做好调频方式的改善和优化，通过这样的方式能够有效减少能源浪费的情况，通过对一次调频和二次调频的有效利用，能够从根本上提高动力工程系统的整体稳定性，使得两次调频的积极作用得到充分发挥，这样能有效实现能量的高效转换。

4.3 选择适宜的调频技术

热动工程可利用调频技术进行能量转换，基于该种效能，实现节能降耗的效果。与此同时，该类系统应用于热能设备具有环保特点，有利于缓解当下生态环境问题。过多消耗不可再生能源对环境的破坏比较严重。所以，不可再生能源必将逐渐被取代，可再生能源将成为人们主要应用的能源方式。结合调频方法，可以与发电机组相互结合，以装置的不同内部构造为基础，有助于电力装置的正常运行。相关设备需要进行调频，比如，水泵的闭环调频，需要对外界的温度等信息进行收集，结合实际变化情况，调节变频器的实际频率，可以进一步适应外界的条件变化情况，保证水泵稳定运行。

4.4 重视新型能源的使用

现阶段，石油和天然气等不可再生能源成为人们应用的主流能源体系。该类能源来源于大自然，比较珍贵。但是，该类能源应用过度，会造成生态环境的破坏，抑制社会发展。对此，世界各国越来越追求新型、绿色、清洁型能源，太阳能和风能等能源受到各界的关注。该类新型能源对人类社会和环境的破坏极小，并且可以再生，能有效改善现阶段能源紧缺的现象。在国家大力倡导环境保护和科学利用能源的背景下，有必要应用新型能源，有助于人与自然的和谐发展。

4.5 重视补水技术的应用

蒸汽机等设备运行期间，需要通过补充连续供水，以确保设备正常运行，系统冷却器保持真空，并提高蒸汽机的性能。在冷凝器位置安装补充剂可最大限度地利用排气温度，降低集料发热成本，同时降低冷却液损耗，通过节能改造系统节省能源。当充水不足时，利用剩余热量提高水温，迅速将水带入冷凝器。利用低压处理器逐步加热蒸馏水，从而提高补充水分的效果，更有效地控制高能量流量，满足能量转换的要求。

4.6 应用废热的回收利用技术

在发电厂产生电能的过程中，在实际的运行中，实质就是能量与能量之间的相互转换，主要是将热能转化成生活中所需要的其他能量形式，比如：动能和电能。在能量的转化中还会遇到一些问题，比如散热。如果能量的转化散热效果比较大，就会影响能量的产出，能量也就不能被高效的利用，损失会比较大，很多能量都流失在了散热中。所以为了解决这个问题，提高热量的利用效率，在对动力工程开展设计过程中，还需重视对相关工艺技术进行不断地改善和优化，从而制定科学合理的热回收方法，尽可能将散失的能量进行回收和再次利用，这样可以节约大量的能量资源。所以，还需对废热的回收技术进行不断的创新改革，完善合理的技术，研究相应的应对措施，从而可以让资源利用的最大化得到实现。

5 结语

综上所述，热能和动力工程节能技术的应用，能够有效提高工业企业的生产效率，使得工业企业在发展过程中能够获得更多的经济效益。在进行节能优化时，需要充分认识到当前热能与电力工程发展过程中存在的问题，根据工业企业的实际发展情况，采用具有针对性的节能技术，以此来取得更好的发展效果。