【摘 要】能源是一個國家和民族發(fā)展的基石，同時，也是人類賴以生存的關鍵。熱能在我國許多行業(yè)當中都有著廣泛的運用，并且，在國民經(jīng)濟當中，也占據(jù)了核心的地位。本文主要闡述了有關熱能與動力的應用。

【關鍵詞】熱能，動力，應用

一.前言

近年來，隨著工業(yè)、農業(yè)、能源的不斷發(fā)展，人們開始重視熱能與動力工程能源行業(yè)的發(fā)展。針對我國熱能與動力的應用進行深入的研究和探討，力求能為國家的建設、社會的發(fā)展做出重要的貢獻。

二.熱能的特點

能量從一種形式轉化為另一種形式或是從一個物體轉移到另一個物體稱為能量轉換，目前人類所用的能源基本上都是由一次能源經(jīng)一次或多次轉換而來的。

1.電能的轉換

電能屬于能量的一種形式，通過各種形式的能量轉化就能實現(xiàn)電能的獲得，在這些能量的轉化過程中，發(fā)電廠和電池的作用尤為重要。電源是提供電能的裝置，其實質是把其他形式的能轉化為電能。目前的發(fā)電類型包括風力發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)電等。還可以實現(xiàn)太陽能發(fā)電，是把太陽能轉化為電能。電池一般包括干電池、鉛蓄電池、手機電池等類型，能夠實現(xiàn)把化學能轉化為電能，另外硅光電池還能把光能轉化為電能。

2.太陽能的轉換

太陽能作為一種輻射能具有即時性，所以必須即時的轉換成其它形式的能量才能得到有效利用。太陽能轉換成其他形式的能量就離不開能量轉換器。實踐中一般用集熱器通過吸收面來實現(xiàn)太陽能轉換成熱能的目的，利用光伏效應太陽電池還可以實把太陽能轉換成電能。電能作為一種高品位的能量，其利用和傳輸分配都比較方便。太陽能能夠轉換為電能是有效利用太陽能的技術基礎，目前很多國家都十分重視這一清潔能源的應用。

三.熱能的利用

熱能的應用在國民經(jīng)濟中的占有重要地位，一般的熱電廠是以熱電聯(lián)產為基礎向外供應電和熱兩種產品。目前集中供熱系統(tǒng)得到大力推廣，大型化的集中供熱工程是大城市供熱的理想選擇，能夠實現(xiàn)燃料的節(jié)約和改善環(huán)境的綜合效益，目前我國電力行業(yè)的電力設備及自動化程度也在不斷提高。在電力工業(yè)方面主要還是火力發(fā)電或核發(fā)電來實現(xiàn)熱能的轉換，在鋼鐵工業(yè)的煉鋼、軋鋼、高爐煉鐵方面均需熱能的運用，在有色金屬鋁和銅等的冶煉也需要熱能。而農業(yè)及水產養(yǎng)殖業(yè)方面的電力灌溉、溫室培植和魚池加溫也有廣泛的熱能應用。

另外，在化學工業(yè)、石油工業(yè)、建材工業(yè)、機械工業(yè)、發(fā)電工業(yè)以及交通運輸方面對熱能的應用也非常廣在此不一一贅述。下面主要介紹了熱電廠中熱能與動力工程的應用問題。

四.熱電廠中熱能與動力工程的應用

1.噴管調節(jié)的特點及適用場合包括：

（1）各調節(jié)閥所通過的最大流量不一定相等；（2）有調節(jié)級，e<1，且t隨調節(jié)閥開啟數(shù)目變化而變化；（3）部分負荷時，比節(jié)流調節(jié)效率高；

（4）工況變化時，調節(jié)級汽室溫度變化大，負荷適應性差；（5）適用于各種類型的汽輪機能平移調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性線的裝置稱為同步器，主要作用有：單機運行時，啟動過程中提升機組轉速到額定值；帶負荷運行時可以保證機組在任何穩(wěn)態(tài)負荷下轉速維持在額定值；并列運行時，用同步器可轉變汽輪機功率，并可在各機組間進行負荷重新分配，保持電網(wǎng)頻率基本不變，這個過程稱為二次調頻。

2.節(jié)流調節(jié)的特點及適用場合包括：

（1）無調節(jié)級，第一級全周進汽；（2）變工況時各級溫度變化較小，負荷適應性較好；（3）變工況存在節(jié)流損失，經(jīng)濟性較差；（4）適用于小容量的機組和帶基本負荷的大機組，級組的臨界壓力是指當級組中任一級處于臨界狀態(tài)時級組的最高背壓級組包含的級數(shù)越多，其數(shù)值越小，也即臨界壓力比的數(shù)值越小，弗留格爾公式的應用條件：級組級數(shù)應不小于3～4級；同一工況下，通過級組各級的流量相同；在不同工況下，級組中各級的通流面積應該保持不變。弗留格爾公式的實際應用：可用來推算出同流量下各級級前壓力求得各級的壓差、比焓降，從而確定相應的功率效率及零部件的受力情況；監(jiān)視汽輪機通流部分是否正常，即在已知流量的條件下，根據(jù)運行時各級組前壓力是否符合弗留格爾公式，從而判斷通流部分面積是否轉變。

調壓調節(jié)增加了機組運行的可靠性和對負荷的適應性，提高了機組在部分負荷下的經(jīng)濟性，高負荷區(qū)滑壓調節(jié)不經(jīng)濟，適用于單元大機組蒸汽在動葉柵中做功后，以余速動能離開動葉柵，它是未能在動葉柵中轉換為機械功的一部分動能，稱它為這一級的余速損失，工作噴管所占的弧段長度與整個圓周長派的比值表示部分進汽的程度。在軸流式汽輪機中，通常是高壓蒸汽由一端進入，低壓蒸汽由另一端流出，從整體來看，蒸汽對汽輪機轉子施加了由高壓端指向低壓的軸向力，使汽輪機轉子存在向低壓端移動的趨勢，這個力就叫轉子的軸向推力。軸向推力的變化規(guī)律為：新蒸汽溫度降低、汽輪機發(fā)生水沖擊時、負荷突增時、甩負荷時、葉片結垢時，軸向推力都增大。

五.熱能動力工程的發(fā)展創(chuàng)新

1.在熱電廠方面的發(fā)展

（1）合理利用重熱現(xiàn)象。一般來說，重熱數(shù)值在一定的范圍內是比較合理的，可以減少一些能量的損失，但并非越大越好，因此在熱電廠中要做到合理且充分的利用重熱現(xiàn)象，首先要對重熱數(shù)值進行合理的選取，重熱數(shù)值即為重熱系數(shù)，是根據(jù)熱電廠的動能動力工程運行的實際過程來確定的。

（2）工況變動的應對措施。機組變工況的發(fā)生存在著很多的因素，其中不能預料的因素有電能的供給不能滿足熱電廠所需的電功率，鍋爐燃燒的不充分造成蒸汽數(shù)值的變化不能滿足熱電廠的需求。一般來講，對于電力數(shù)據(jù)的變化在一次調頻不能滿足時，要進行二次調頻，二次調頻為了保證工程的正常開展最好選用自動調頻。

（3）一次調頻和二次調頻。一次調頻是一種被動的調頻措施，是根據(jù)調節(jié)發(fā)動機的轉速來進行進一步的調節(jié)，這種調頻措施不能對外界數(shù)值的變化而進行精準的調節(jié)，只能進行一定的控制。而二次調頻在把電網(wǎng)頻率控制在一定數(shù)值的情況下，可以利用智能調節(jié)預先設定方程式，來對機組進行重組和分配，這種調頻方式可以對數(shù)據(jù)進行有效的控制，相對精確可靠。

2.在鍋爐方面的發(fā)展

（1）鍋爐燃燒控制技術。在鍋爐燃燒控制中，如何調節(jié)能量轉換才是關鍵，隨著時代的發(fā)展，鍋爐的類型也在發(fā)展著變化著，由從前的人力填充燃料到現(xiàn)在變成智能填充燃料，還可以對鍋爐的燃燒度進行有效的控制。在燃燒系統(tǒng)中一般有兩類，一類對鍋爐溫度的調節(jié)是通過控制空氣與燃料的燃燒調節(jié)，是與鍋爐本身的設定值進行比較的，這種方式雖然運算復雜但沒有達到精確的目的，對于鍋爐的設定值也要進行反復的確認才能保證技術的準確。

（2）仿真鍋爐風機翼型葉片。鍋爐內部的風機構造復雜，運行精密，在測量起來也比較困難，這就造成了到目前為止，還沒有一項科學、完整的體系來完善鍋爐葉輪的制造和運作發(fā)展。要想取得相對準確的數(shù)值，可以利用模擬實驗的方法對機械內部的氣體流動做一個評估，對不同方式的空氣吹入對風機的流動分離進行模擬。然后根據(jù)電腦網(wǎng)絡來對這些數(shù)值進行模擬設定，模擬的目的是根據(jù)不同的速度得到的矢量圖來進行分析，在多組數(shù)據(jù)進行比較下，可以確定出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系而進行進一步的研究。

六.我們對能源利用的評價

我們都知道非再生能源的有限性，能源利用率又不高；所以能源是人類生存與發(fā)展的重要基礎。我們對能源的有效利用可以提高能量轉換或傳遞裝置及系統(tǒng)的效率。防止高品位能量的降級使用，建立總能系統(tǒng)概念，優(yōu)化整體用能系統(tǒng)，使一次能源、二次能源及余熱均得到充分利用，提高總能系統(tǒng)的能源利用效率。

1.利用能源的評價指標

能源利用的主要評價指標有能源消耗系數(shù)r，它是指單位國民經(jīng)濟產值所平均消耗的能源數(shù)量。單位產品能耗C：它是指每單位產品產量所消耗的能量。能源利用效率即能量利用率，主要指被有效利用的能量與所消耗的能量之比。

2.Ex（）及Ex效率Ex是指對能量的評價，要考慮被利用的能量的數(shù)量和質量。Ex就是從能量的數(shù)量和質量角度，評價處于某一狀態(tài)的熱力系的作功能力的指標。即能的可用性。Ex效率用于評價最大有用功的實際應用的程度。用實際被利用的有效火用和投入的火用之比表示。

七.結束語

綜上所述，根據(jù)對熱能與動力的應用的詳細闡述，力求更加全面地掌握熱能動力工程的實際狀況，更好地加以運用，逐步地提升生產的質量和效率，為相關的節(jié)能減排工作做出突出的貢獻，同時，也為社會的可持續(xù)性發(fā)展做出積極的貢獻。

參考文獻：

[1]楊義波編著，《熱力發(fā)電廠》，中國電力出版社出版社，第二版，2012年7月

[2]劉后起，林宏編著，《電收塵器》，中國建筑工業(yè)出版社，2013年

[3]陳兒同，張華，徐斌凱，徐文強，李巧巧，楊曉昀.真空冷卻中能耗問題的分析研究[J].制冷學報.2012（6）

[4]孫薈晶，孫世梅.熱管技術在可再生能源利用中的研究與探索[J].現(xiàn)代工業(yè).2007（10）

[5]孫美鳳，張利平，王玲花.熱能與動力工程專業(yè)課程體系與教學內容改革研究[J].信息系統(tǒng)工程，2011，（11）.

[6]趙永強.熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實踐與探討[J].科技創(chuàng)新導報，2012，（10）.