浅谈热能与动力工程的科技创新

张尚男

摘 要：热能是在全世界范围内都有着大量应用的传统动力能源，从人类最早的对于火的利用，到如今各种热能在电力等二次能源方面的不断发展，尤其是进入新世纪以来热力能源更是取得了突飞猛进的发展，为了适应市场中不断提高的需要，也为了提高热能在能源方面开发利用的程度，以热能在动力方面的应用作为基础对热能进行开发是目前热能应用中的一个重要方向，通过提高热能在动力方面新的应用，来达到提高热能利用率，保护能源和环境的目的。这也就需要更多的能源研究人员在不断发展的科技中摸索出一条适合热能与动力更紧密结合的新道路。

关键词：热能与动力工程；问题分析；科技创新

科技的快速发展也加大了对能源行业的需求，也在一定程度上推动了能源行业的发展，传统的热能已经不再适应科技的发展与市场经济的需要，为了增加传统的热能在经济发展中的应用，也为了使传统的热能利用率获得提高，就要研究热能与动力间的关系和应用，并且加大热能在动力方面的应用研究，在放弃传统的能源方面与现代社会中不相适应的技术应用，利用新型绿色技术对传统的热力能源应用方式和动力利用能力进行改良，这是对于热能方面更加有效的改善和改良方式，同时这也是未来能源应用方面的发展方向。

1 热能与动力工程的相关介绍

热能是一种较为古老的能源，关于热能在动力中的应用人类已经为之奋斗了数个世纪，在不断发展与演化的过程中，也形成了多种热能与动力相互结合的应用，而我们现在所讨论的热能与动力工程就是其中的一个重要体现。热能与动力工程是一种由多项技术及其相关学科组成的综合性工程，以现代能源科学为基础，信息科学技术等其他技术作为补充，在热能与动力的关系中进行的一系列设计和其他相关工作。通过研究热能与动能之间的转化关系和联系，类比出热能与其他能源间的转化关系，此外，在实际进行转化的工程方面，在能源间可以實现不同方向、不同程度的转化。

热能与动力工程的研究价值还在于对能源的有效利用的拓展，在此方面就需要对热能在动力中的应用和使用情况进行有效的分析和描述，整理出有利用价值的规律和应用方式，并且在其他能源中进行类比式的应用，此外，由于能源之间已经能够实现一定程度的转化，通过热能与动力工程的研究，也能够加强对于能源转换方面的技术应用，有利于在能源方面开展一定的研究和发展。

通常来说，以专业的角度分析热能与动力工程及其相关内容，可以将其总结为以下几个方面：首先是对热能的合理转换和有效利用，这是进行研究和核心问题：之后是以热能为动力能源的前提下进行的动力应用方面的研究，包括热力进行的其他能源的转换装置的研发，内燃机的应用等；然后是其他能源的转换利用在机械动力方面的应用，这其中还包括机械相关设计以及制冷低温工程。最后，研究还要在以机械能为主要能源方式转化电能为基础，其他形式能源转化为电能的工程研究。

热能与动力工程的相关学科也是较为复杂的能源利用学科，这其中不仅仅包含了对于传统能源的利用方式，更是对于新型清洁能源的开发和加速使用，对于能源的使用效率也在不断地提高着要求，在工业、能源等多个行业中具有较为深远的影响。

2 热能与动力工程中的问题分析

热能与动力工程实际上在很早的人类发展阶段就已经开始了研究与应用，目前来讲热能的应用已经在多个领域和行业中起到了不可替代的作用，在热力发电等多个行业中发挥着巨大作用。通过工业炉等器具的使用，通过燃烧燃料等方式获取动力是目前世界上较为通用的能源获取手段之一，也是较为重要的热能与动力工程应用的一个方面。由于燃烧等产生热量的方式和过程中出现的问题，也限制了热力能源进一步发展的空间，想要对热能进行发展方向的分析，就必须对热能应用中发现的问题进行探究。

2.1 较大的能源消耗与资源方面的问题

我国人口众多，国土辽阔。而随着国家经济的发展社会中对于能源的需求也在逐渐加大，为了满足社会当中的种种需求，每年都会消耗大量的石油以及煤炭等不可再生能源。这也是热能获取的主要方式，其中石油中分馏出的以汽油柴油为主的油类可以为内燃机等设备和器材提供动力，煤炭则是火力发电的主要能量来源。社会中有近八成的电力来源是火力发电，而这其中煤炭又发挥了至关重要的作用。但是在这其中进行的热力能源利用不论是火力发电还是内燃机，都不可避免地会造成一定程度的能源流失，能源的利用也因为种种原因得不到提高。这些问题也就使得对于能量原料消耗处于一个不可控制的形式进行，而这些能源往往都是不可再生能源，也就意味着我们其实每一天的消耗都会减少一份这种物质的存量。因此在热能与动力工程的研究应用中，如何减少资源的消耗提高能源利用率也就成为了许多专家学者首要选择的研究防线。

2.2 工业炉在热能与动力工程中的应用

工业炉是热能应用方面的一个重要应用，在工业当中具有举足轻重的地位。传统的工业炉是通过对能源物质的燃烧来获取热能的，在实际的生产中，燃烧这样的方式通常只能够是人们获取某一种形式的能源，而燃烧过程中产生的其他形式的能量则通过其他途径发生了不可逆转的流失，而且仅仅获取单一的能量也会因为技术手段不够完善使得能量大量的逸散，这样的情况也就使得，目前工业炉的应用仍然需要大量的技术更新才能够更好的应用于工业之中。对于燃烧材料的应用和能源的综合利用也是未来工业炉发展的一个主要方向。

2.3 热能应用中产生的污染问题

使用燃烧材料进行的热能制造中，因为燃烧过程中是一个较为复杂的变化过程，因此在燃烧过后也会产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、灰烬、粉尘以及其他氮氧化合物等对环境有破坏作用的物质，因此在热能的利用中对于环境破坏的问题也不容忽视。随着热电等热力应用方式的不断扩大，各种热电厂，热力能养供给方式大量地建设，不仅对石油、煤炭等燃烧材料的需求加大，同时也加大了燃烧后的有害物质对于生态环境的影响。而且以热电厂为例，由于大量煤炭的燃烧，使得热电在排量方面逐渐加大，而且污染物种类较为单一，长期以往环境对污染进行调节的能力也在不断减弱。逐渐严重的环境问题已经使热能应用一个不容忽视的问题，严重威胁到了人们的健康生活。

3 热能与动力工程中的科技创新

3.1 调节节流技术创新

热能与动力工程本身属于环保工程，而调节节流技术的应用同样是生态与环境保护的主要措施，因此，在科技创新过程中，有必要将调节节流技术的创新作为重点。以火电厂为例，其发电过程需要依靠汽轮机来实现，因此，这一设备的工作效率以及技术创新性便成了决定火电厂的能源是否可以得到有效节约的关键因素。如何减少温度的变化对生产的影响是改善汽轮机运行状态的主要措施，而上述措施的实施则与调节节流的实现存在联系。为使调节节流能够有效地实现，将计算机以及自动控制技术应用到汽轮机的运行过程中十分重要，如此，在其运行过程出现突发状况时，自动调节则能够成为可能，这能够有效地保证调节节流的实现。

3.2 燃烧方式创新

作为其火力发电的主要燃料，煤是否能够充分燃烧决定着火电厂的经济效益能否得到最大程度的提高，根据煤种的不同，其质量也有所不同，这会对燃烧的充分程度造成影响，除此之外，对燃烧方式的选择也会影响到燃烧效果。为了使煤能够得到更加充分的燃烧，必须对燃烧方式进行创新。燃烧方式的创新要从不同的角度出发来实现，要综合考虑燃烧过程中面临的种种因素，合理选择燃烧方式，以使其能够更加符合火电厂锅炉的燃烧特点与需求，最终达到提高燃燒效率以及充分程度的目的。上述措施的实施不仅能够使煤资源得到有效的节约，同时也能够减少火电厂的运行成本，从使其经济效益得到提高。

3.3 湿气损失的减少

汽轮机在工作过程中会出现蒸汽膨胀，这是到这湿气损失问题存在的主要原因。无论从理论或实际的角度看，湿气损失问题都无法被完全解决或避免，只能通过一定手段，使其得到最大程度的减少，这是与可持续发展理念相适应的一种措施，对于热能与动力工程整体科技水平的提高能够起到较大的促进作用。

4 结束语

热能与动力工程是一项对人类生活和工业发展有着重要意义的综合化学科，不但是推动科学技术发展，减少能源需求的重要学科，同时在很大的程度上缓解了人类在能源方面给自然环境带来的压力。大力发展热能与动力工程不仅是当今社会能源和科技的需求，也是促进人与自然和谐相处的重要途径。通过科技的发展带动能源方面的利用，再用能源方面的有效利用为科技发展提供动力，这是一个关于绿色发展的良好循环，对和谐社会的建立和可持续发展战略的实施起到了重要的促进作用。

参考文献

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[2]鄯成君.浅析热能与动力工程的科技创新[J].消费导刊，2016（2）.

[3]王哲.热能与动力工程科技创新探析[J].企业技术开发，

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