热能与动力工程发展与环境保护相结合

2022-06-02温忠鑫中国船舶燃料河北有限公司

节能与环保 2022年4期

关键词：动力工程机械能热能

文_温忠鑫中国船舶燃料河北有限公司

1 热能与动力概述

1.1 热能装置

热能装置的核心作用就是提供动力能源，其是利用燃料燃烧过程中释放出来的热能，将热能转化为机械能。现阶段，我国的工业产业发展工程使用较为频繁的几种热能装置如下。

1.1.1 蒸汽机

蒸汽机运行过程中，化石资源燃烧会产生大量的热能，蒸汽机中装有大量的水，借助特殊材质的管线将热能传输至水中，促使水在热能的驱动下转变为水蒸气。水蒸气的体积在短时间内膨胀，通过活塞运动转化为机械能。

1.1.2 内燃机

内燃机是通过燃料与空气的充分燃烧产生高温气体。气体膨胀以后会持续撞击活塞，促使活塞被动运行，在连轴机构的作用下形成机械功，由此实现将热能转化为机械能。

1.1.3 蒸汽轮机与燃气轮机

蒸汽轮机与燃气轮机是利用高温气体驱动叶轮转动，促使热能转化为机械能，其比较适合运用在对于功率需求比较大的生产活动中，例如，核电厂内的机械设备等。

1.2 动力工程系统

电力、热能设备均是动力系统中的关键性组成元素，同时也是工业生产系统内比较重要的基础性设施。现阶段，为有效降低能源供应压力，必须加大对动力工程的研究力度，并结合现阶段的实际情况，制定出科学合理的优化方案，以保证我国的能源结构得到优化，同时推动社会经济进一步增长。

2 热能与动力工程的应用

2.1 余热回收

余热回收技术是现阶段我国工业企业使用较为广泛的一种科学技术。发电厂在使用能源产电的过程中，其核心任务是在最大程度上降低热能的损失，强化热能的转化率。能源改造必然会导致大规模的热能损失，为有效降低热能损失规模，需要对发电厂的日常运行状况及热能损失展开调研，从而有针对性地采取应对措施。具体情况可以参照图1中信息所示。

图1 发电厂的废弃热能回收装置工作流程

发电厂在日常运营的过程中，都会选择提高生产效率的方式来实现回收余热。通过余热回收技术可以实现热能资源回收，提升发电厂的生产效益、规避资源浪费现象出现，降低环境污染的程度。可以结合余热的质量、规模制定出合理的回收计划。以现阶段我国的电力系统及热能运转状况进行分析，加热冷凝是一种比较合适的回收方式，其在提升电力装置运行水平、运行效率的同时，还可以降低燃料的用量，间接实现热能回收。

近年来，我国的热能与动力工程获得了良好的发展，学术界加大了对热能与机械能的研究力度，工业企业对于热能与机械能的转化率提升问题非常重视，在这种严峻的背景下，必须通过深入的研究提高二者之间的转化率，要求科研人员具备专业的理论知识。在实际研究的过程中，将理论与实践进行结合，将理论知识运用在实践活动中，然后从实践结果中总结出理论知识，有效提高热能与动力学的应用价值。

2.2 回收循环再利用

热电厂内的设备运行过程中会释放出大量的废气，如不对该部分废气进行处理直接排放，则会对周围的大气环境造成严重的危害。锅炉运行过程中产生的废气温度高达200℃,虽然不能直接使用在熔炉锻造场景内，但可以对即将生产的工件进行余热处理，实现热能循环利用，达到降低资源消耗的目的。

工业产业的发展，不但需要对传统的技术方法进行优化，同时还需要提高热能与机械能之间的转化率，这是我国工业生产进一步发展所面临的主要问题。热电厂运营过程中，需要不断地对热电联产模式进行优化，以达到提高生产效率，降低生产成本的目的。但是，结合实际情况而言，因多元化的影响因素存在，工业企业想要寻求可持续发展，必须从本质方面解决根源问题，提高能源的利用率，降低污染物对生态环境的污染，结合实际情况制定出科学合理的应对措施。

2.3 强化传热

传统性的热能技术是借助转换器来提高热能的利用率，传热技术作为辅助性技术，可以大幅度提高转换器的工作性能。在实践过程中，可以借助传热构件改变既有的支撑结构，从而提高设备的传热效能，降低能源损失，提高设备运行过程中的安全性。

2.4 产业结构优化

在热能动力工程中，可以通过产业结构的优化实现能源消耗减低的目的。需要对产业发展的能源消耗结构进行优化，持续性学习现代化先进的节能方法及应用技术，引进各种先进的节能设备，结合实际情况对生产工艺、生产程序进行调整，创造出无污染的生产模式。并结合地区优势对技术进行革新，发挥出地方水资源的优势，合理应用热能。还需对传统性的工艺及设备进行更新，提高热能设备的工作效率。

3 热能与动力工程的技术创新与环境保护

3.1 热能与动力工程损耗及对环境的影响

3.1.1 热能损耗

不管是热能装置，还是动力工程，二者都是将“热能”作为介质，将燃料通过一定的手段转换为机械能。然而，在实践过程中往往会受到诸多因素的限制，机械能无法实现100%转换，促使部分热能在转化的过程中损失。这种现象显然不具备经济性，不但会增大工业企业的运营成本，还会对附近的环境造成污染。

3.1.2 湿气损耗

对于电力产业而言，热能生产过程中往往会附带有湿气出现。在这种情况下，湿气会吸收部分的热能，这是机械能无法实现完全转化的影响因素之一。鉴于此，本文认为工业企业应该加装除湿、防潮设备，提高热能的转化率。

3.1.3 环境影响

社会发展过程中，能源的大规模消耗促使热能排放量增大，但是这种现象是热能与动力工程发展过程中不可避免的，热能及动力工程的发展必然会对环境造成一定的影响。

首先，现阶段大部分工业企业仍然是将煤炭作为主要燃料，发展热能与动力工程。需要清晰地认识到，煤炭燃烧的过程中必然会产生大量的二氧化碳，而二氧化碳排放会对环境造成巨大的污染，全球变暖正是如此。其次，诸多工业企业使用的加工设备运行过程中都会产生高分贝的噪声，即便是操作人员佩戴耳塞，也无法完全阻隔噪音。最后，核电站、炼钢厂等大型企业运行过程中，为冷却水温、设备温度，会直接使用大量的冷却水，当水温升高以后，水中的溶解氧含量必然会减少，促使水中的富氧生物死亡率大幅度提高，同时水体自净的能力降低，促使水质持续恶化。

3.2 热能动力与环境保护

热能及动力工程传统的生产技术已经无法满足现代化社会进一步发展的需求，需要对相关产业的结构进行优化调整，加大对环境污染问题的重视度，根据实际问题采取合理的优化措施，避免有毒物质产生。此外，企业还应该利用现代化先进的节能减排技术降低自身的碳排放量，结合热能与动力工程的实践情况，摸索新的燃烧技术，将传统性资源与新型能源进行融合，提高能源利用率，降低时生态环境的影响。