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探究热能与动力工程中的节能技术

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【摘? 要】在当前社会运行及发展中，为了实现热能的有效运用，应该将节能技术的运用作为重点，通过热能以及动力能源的技术创新，完善节能技术，从而充分满足当前社会的生态化发展需求。论文首先介绍了热能与动力工程，然后分析了热能与动力工程中能源损耗产生的主要类型，最后详细阐述了热能与动力工程中的节能技术措施。

【Abstract】In the current social operation and development， in order to realize the effective application of thermal energy， we should regard the application of energy-saving technology as the focus， and improve energy-saving technology through technological innovation in thermal energy and power energy， so as to fully meet the ecological development needs of the current society. This paper firstly introduces the thermal energy and power engineering， and then analyzes the main types of the occurrence of energy-loss in thermal energy and power engineering， and finally describes the energy-saving technology and measures in thermal energy and power engineering in detail.

【关键词】热能;动力工程;节能;产业结构;废热回收

【Keywords】thermal energy; power engineering; energy-saving; industrial structure; waste heat recovery

【中图分类号】TK01+8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2020）06-0191-02

1 熱能与动力工程概述

1.1 热能装置

热能装置是人们生产、生活中所需要的主要设备形式。在热能装置中能源通过燃烧释放大量的热能，之后在装置系统中将热能转化成为机械能。一般情况下，工业热能装置包括以下几种。

1.1.1 蒸汽机

蒸汽机通过燃烧燃料产生热量加热传导介质水，水达到汽化温度后产生蒸汽，蒸汽驱动活塞往复运动实现热能向机械能的转化。

1.1.2 内燃机

燃料在气缸中被点燃，燃气膨胀直接驱动活塞往复运动，推动发动机的连续运转，实现热能向机械能的转化。相比蒸汽机，内燃机的能源利用效率较高。

1.1.3 蒸汽轮机、燃气轮机

高压蒸汽或燃气作用于叶片使叶轮旋转做功，适用于大功率机械的热能装置。

1.2 动力工程装置

动力工程装置与热能装置、电力动力装置共同构成工业动力系统，是工业生产中运用最广泛、最重要的设备设施之一。通过对动力工程装置的设计分析，提升能源的利用效率，有效降低有害气体的排放量，充分满足当前社会的环境保护发展需求。

2 热能与动力工程中能源损耗的主要类型分析

2.1 热能损耗

无论是热能装置还是动力装置，二者都会在运行中同时产生大量的热能。这些热能并不能实现完全的转化，只有一部分热能通过转化应用到实际的生产当中，而另一部分热能则直接消耗掉，这无疑导致了宝贵资源的浪费。热能消耗使得装置运行的质量降低，并且也降低了企业的经济效益。很多企业都会采用装设节流器的方法对热能损耗实施预警，其还能根据设置的数值对设备进行运行调节，目的是降低设备的运行负荷，从而减少热能的损耗。

2.2 湿气损耗

在热动装置的运行中，湿气损耗也是重要的损耗类型，对节能减排目标的实现极为不利。湿气损耗主要表现为三种形式：一是蒸汽在蒸发、膨胀的过程中普遍会产生小水滴，一旦小水滴形成大量聚集的水滴团，那么就会对蒸汽系统的稳定运行造成不利影响;二是从移动速度角度来讲，蒸汽的移动要快于小水滴的移动，这样在同等距离下两者的移动时长是不一样的，湿气损耗也由此产生;三是小水滴一旦大量聚集，不可避免地会产生水滴流，那么湿气的运行就会受阻，热量损失也会加重。

2.3 环境污染

热动装置的运行不可避免地会对环境带来一定程度的污染。主要是空气污染、噪声污染、放射性物质污染和热能污染几个方面。传统的能源结构使得我国的重工业生产污染严重，加上城市化进程中大量的汽车尾气污染和居民的取暖，这些都是造成空气污染的重要因素。

3 热能与动力工程中的节能技术措施

3.1 产业结构的优化调整

产业结构调整应该作为热动领域实现节能发展的重要途径，产业结构的调整和优化，能够使得以往的运行方式和发展状况得到很大程度的改善，从而实现整个行业的节能发展。产业结构的优化调整可从以下几个方面入手：第一，对产业发展所需的能源结构进行调整，并引进先进的环保型设备，优化工艺流程，降低生产对环境的污染程度，提升整个产业生产和运行的效率。第二，重点抓好工艺技术的改造工作，实施因地制宜的技术原则，重视对水资源的充分利用，最终综合利用热能资源。例如，空气机组具有出色的热回收技术，将其运用到热能回收当中，再将回收的热能用于供暖环节，这样一来，热能和动力工程便能实现节能运用。第三，对生产设备进行节能改造，提高其使用性能和生产效率，这也是实现节能减排的重要途径。

3.2 废热回收技术的运用

通过对发电厂运行状况的分析，在电能生产、能量使用的过程中，为了实现能量的有效传递以及科学转化，在能量转化的过程中会出现热能损失的问题。所以，为了减少热能损失，应该根据发电厂的运行状况对容量损耗现象进行分析，具体废热回收流程如图1所示。

在废热回收过程中，需要改变以往的工艺流程，通过对余热回收的资源处理，减少余热排放量，之后按照热余总量、质量等基本特点，确定废热的回收方法。结合当前热能以及动力系统的运行状况，通过对加热冷凝装置的运用，可以有效提升动力装置的运用效率，节约燃料，有效避免热量损失现象。同时，在发电厂运行过程中，由于生产的需求会限制整个系统的运行，通常会出现较多的废水，所以应该对废水资源进行科学性、系统性处理，以实现废热回收技术运用的节能价值。

3.3 选择适宜的调频技术

热动工程可以被看作一个热能向机械能和热能转换的系统，其本质便是实现能量的转化，该系统本身便十分容易利用能源来实现节能降耗。同时，使用热能更为环保，对环境的伤害更小。石油、煤炭这些传统的不可再生能源具有对环境污染更严重的特点，热能可逐渐用于替代这些不可再生能源作为新的节能型能源。从调频方法的角度来讲，其要与电厂发电机组的实际相结合，根据每个装置不同的内部构造对调频方法进行设置，这样设置出的调节量才是适当的，符合机组装置的实际情况，这对电厂运行的安全稳定具有重要的意义。此外，设备也需要进行调频，常见的如水泵的闭环调频，必须对外部的温度和气压条件变化等信息进行收集，依据变化实现对变频器频率值的调节，以使其充分适应外界的条件变化，为水泵的安全平稳运行提供保障。

3.4 運用新型能源

当前，由煤炭、石油、天然气这些不可再生能源组成的能源体系依然是世界的主流能源体系。这些能源主要来源于大自然，是不可多得的宝贵资源，对人类社会的发展和进步发挥着举足轻重的作用。但是这些不可再生能源的大量运用却会对生态环境造成严重的污染和破坏，人类社会也会受到自然力的反噬。基于此，新型的清洁型能源成为当前全世界都在积极追求和研究的能源类型，风能、水能和太阳能等行业的发展未来可期。新型能源对环境的伤害小，并且具有可再生的特点，这无疑大大缓解了当前能源紧张的局面。我国已经将环境保护和能源利用上升到了战略的高度，这十分有助于实现人与自然的和谐发展。

3.5 采用传热应用技术

当前，我国热动工程中的节能技术已经得到了极大的重视，在我国工业生产领域得到广泛推广。传热应用技术主要借助换热器，这是实现节能的关键设备。换热器的技术原理就是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，这项技术主要应用在化工、石油、动力等很多工业环境当中，其发挥着重要的作用，优势十分突出。换热器的大量应用，使得能源的利用率大大提升，这也使得热动工程的节能效果大幅提高。

4 结语

综上所述，热动工程在我国工业生产领域的应用十分广泛，尤其是在发电厂实践中，能够大大提升能源的利用效率，降低不可再生能源的使用率，增加电能的生产量，促进我国电力行业的可持续发展。

【参考文献】

【1】韩力.节能降耗在热能与动力工程中的应用与措施分析[J].当代化工研究，2018（01）：179-180.

【2】赵金慧.试论热能与动力工程的应用及其对环境的影响[J].现代国企研究，2018，138（12）：172.

【3】阮智邦.基于节能降耗理念下热能及动力工程的应用研究[J].中国新通信，2018，20（11）：236.

【作者简介】钱华俊（1970-），男，江苏姜堰人，工程师，从事热能工程研究。

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