试论热能与动力工程的建设和发展

李文东

【摘要】由于资源有限，能源问题已经成了全球关注的重点问题，因此有关人员在研究如何开发新能源。在这一点上，对热能与动力工程的探索有助于做好能源的开发和利用工作。同时，研究人员也要分析现有工程中的不足之处，设法改进和创新，以便更好地实现能源的有效利用。

【关键词】热能与动力工程 科技创新 发展方向

一、热能与动力工程

从实际情况来看，热能与动力工程直接关系到电力企业的经济效益，而且在对于解决能源利用的问题有重要贡献。这一工程涉及到的学科非常广泛，而且学科相互之间的联系非常复杂和系统，因此，要科学地发展热能与动力工程，通过能量转化产生经济效益，促进经济发展。从专业构成的角度来看，可以将热能与动力工程的相关内容划分为几个专业模块，进行合理的分析、开发和研究。这些模块分别为：以热能转换和利用为基础的热能动力及其控制工程;以内燃机及其驱动系统为基础的热力发电机和汽车工程;以电能转化为机械能为基础的流体机械和制冷低温工程;以机械功转化为电能为基础的火力火电和水利水电动力工程。

二、热能与动力工程的应用

（一）热电厂中的应用

（1）喷管调节。随着调节阀数量的不同，可以通过调节阀的最大流量是变化的。在满足负荷适应性的基础上，各种不同的汽轮机的调节和变化可以通过喷管调节，从而达到平衡，进而使汽轮机的工作效率得到提高。

在控制各类调节的数值中，单机运行和多级运行存在差异：前者能把负载控制在有限值以内，并使增加机组的速度达到合理范围;后者在保证电网频率的前提下，重组和分配负载，是新的一轮调频过程。

（2）节流调节。在工作状况发生变化时，节流调节会产生一些负面影响，进而造成经济损失。负载荷度在温度变化不大时，适应性相对较高。相对而言，热能动力工程在小一些的企业生产中，这一情况较明显，因此多被用于小容量的机组。

（二）锅炉中的应用

科学技术的进步和信息技术的应用，使得热能与动力工程可以被用在锅炉中。在使用过程中，燃烧使锅炉产生极大的热能，作为保护锅炉安全的重要措施之一，炉底的控制器可以随时监控锅炉的运行情况。

实际运行中，锅炉自身会形成一个自我保护系统，将一定的机械热能转化为其他能量，以保护自身。然而，因为一些意外，这部分转化的能量往往会烧坏锅炉。因此，对锅炉运行的管理和控制方法需要提高。

三、热能与动力工程的科技创新

（1）科学合理利用重热现象。在多级汽轮机内，上一级损失的一部分热量，在之后的各级中可以得到利用，这一现象就被称为重热现象。在热电厂运行过程中，重热现象是不可避免的。利用重热现象可以使整个设备的效率大于各级的平均效率，在一定的数值范围内，重热现象可以减少一部分能量的损失，即可以提高能源的利用率，在这一范围内，数值自然越大越好。然而，重热现象是以降低各级的效率为前提的，所以数值并不是越大越好，也就是不能超过一定范围。

因此，必须根据热电厂的实际运行情况来确定重热系数（即重热数值），既保证各级的效率，又尽可能地减少能量损耗，通过科学的计算，合理利用重热现象，使重热现象的效果达到最大。

（2）一次调频和二次调频。作为一种被动的调频措施，一次调频调节的是发动机的转速，只能大体控制外界数值的变化，而不能比较精确地调节。但是，将电网频率保持在一定范围的数值上，就能通过智能调节，预先对设定二次调频的方程式，对机组进行重新分配和组合。它比一次调频更为精确和可靠，能够有效地控制数据。

（3）降低湿气损失。在热电厂的实际运行过程中，不可避免地会产生湿气，当湿气过多，会给热电厂的运行过程造成许多潜在的威胁。例如，随着温度的变化，湿气会凝结成小水珠，这些水珠可能影响汽流的流速，造成不必要的动能损耗。

（4）锅炉燃烧控制技术。设备运行时，要对燃烧进行控制，这中间的关键就是调节能量。以前，我国的大多数锅炉是通过人工来添加燃料，从而提供热能。尽管这种方式有利于设备的稳定运行，却需要大量的人力资源，也难以控制锅炉在燃烧过程中的热量。科技的进步带来了自动化、智能化模式的全面普及，它们被应用于工业生产。

（5）仿真锅炉风机翼型叶片。锅炉内部的风机结构复杂且需要较精密的运行，因此，想要对它进行测量是一项比较困难的工作。到目前为止，还没有一套完整且科学的体系，可以实现锅炉叶轮相关制造和运作发展的完善。想要获取一些准确数值，一个有效的方法是模拟实验，以便有效地评估机械内部的气体流动。实验主要是模拟不同方式的空气吹入风机时的流动分离，再用电脑网络来模拟设定相应的数值。这项实验是为了便于分析不同速度得到的矢量图，对多组数据进行比较后，就可以确定出锅炉风机的翼型边界层攻角和分离之间的关系，进而施行下一步的研究。

四、热能与动力工程中科技创新的影响

对热能与动力工程进行合适的科技创新，不单单符合经济发展的要求，也对人们的生活质量和生活品质有着重要的影响。

（一）热能与动力工程科技创新对经济的影响

对经济发展来说，热能与动力工程的科技创新极大的使能源的利用率得以提高，并在解决我国乃至全球各个国家和地区对于能源日益增长的需求方面有不可替代的作用，为经济的发展奠定了能源基础。同时，科技创新提高了设备的安全性、可靠性，减少了意外的发生，也就避免了相当一部分的经济损失。

（二）热能与动力工程科技创新对生活的影响

如今，环境保护已经成为了人们的共识，经济的发展必须将其列入考虑范围。而热能与动力工程的科技创新就很好的结合了绿色生产的理念。能源利用率的提高和排放污染物的减少是相关的，当企业排放的污染物减少，大气和水资源的质量也相应得到了改善，有助于提高人们的生活质量与品质。

总之，热能与动力工程在工业生产中有着极为重要的应用，科技创新促进了这一工程的应用，并大大改善了传统方法和设备的不良影响，提高了这一工程的价值。然而，仅仅局限于现有的成果也是不合適的，随着科技的进步，会有更多先进的技术、方法来改进现有的设备，不断提高热能和动力工程对经济、环境的积极作用。