李紅喆 孟欣 張彥美

摘 要：能源與動(dòng)力工程是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，只有能源與動(dòng)力工程發(fā)展壯大，才能更快的促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展。隨著世界工業(yè)的電氣化、機(jī)械化、自動(dòng)化程度不斷提高，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都爭(zhēng)相發(fā)展能源與動(dòng)力工程，我國(guó)在現(xiàn)代化進(jìn)程中不斷加強(qiáng)能源與動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展，并制定相關(guān)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。本文論述了能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的概念，分析能源與動(dòng)力工程技術(shù)，介紹能源與動(dòng)力工程的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：能源與動(dòng)力工程 新能源 技術(shù) 開(kāi)發(fā)

中圖分類(lèi)號(hào)：TK 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）02-0-01

一、能源與動(dòng)力工程

能源與動(dòng)力工程致力于對(duì)傳統(tǒng)能源的利用及新能源的開(kāi)發(fā)，和如何能夠更高效的利用能源。早在20世紀(jì)50年代我國(guó)就已形成能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)，1993年原國(guó)家教委將其調(diào)整為4個(gè)專(zhuān)業(yè)，即熱能工程、制冷與低溫工程、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、流體機(jī)械與流體工程；1998年教育部將上述4個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)一步合并為熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)；2000年教育部在能源動(dòng)力學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)下分設(shè)了三個(gè)委員會(huì)：熱能動(dòng)力工程，核工程與核技術(shù)以及熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)；2012年教育部新版高校本科專(zhuān)業(yè)目錄中調(diào)整熱能與動(dòng)力工程為能源與動(dòng)力工程。目前，全國(guó)現(xiàn)有100余所高校設(shè)有能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)。國(guó)家對(duì)能源與動(dòng)力工程不斷做出調(diào)整以適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，準(zhǔn)確的定位了能源與動(dòng)力就是研究熱能、機(jī)械能、動(dòng)能、電能、太陽(yáng)能、核能等的轉(zhuǎn)換并且應(yīng)用它們來(lái)高效產(chǎn)生動(dòng)力供人類(lèi)使用。今天，人類(lèi)不再單一追求能源與動(dòng)力工程技術(shù)的高度發(fā)達(dá)，而是提出了更高的要求：節(jié)能環(huán)保。傳統(tǒng)能源可以提供源源不斷的動(dòng)力，但傳統(tǒng)能源是有限的，要想在有限的空間內(nèi)釋放無(wú)限的能量，這就要求人類(lèi)要不斷開(kāi)發(fā)新能源并提高其效率。

二、清潔化

傳統(tǒng)化石能源煤炭、石油、天然氣等仍在整個(gè)能源比重中占據(jù)主導(dǎo)，而且估計(jì)在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)這一地位還不會(huì)改變。這些傳統(tǒng)化石能源主要直接應(yīng)用于火力發(fā)電，這會(huì)帶來(lái)一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，每年有數(shù)十萬(wàn)噸含硫等有害物質(zhì)排放到大氣，使環(huán)境遭到嚴(yán)重污染；局部地區(qū)形成酸雨，嚴(yán)重污染水土；產(chǎn)生大量的溫室氣體CO2導(dǎo)致溫室效應(yīng)，嚴(yán)重破壞著人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境。因此，對(duì)能源動(dòng)力生產(chǎn)過(guò)程中所造成的環(huán)境問(wèn)題要及時(shí)地進(jìn)行妥善處理，只有實(shí)現(xiàn)能源清潔化，才能保證人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)不再是一個(gè)國(guó)家的事，而是全世界、全人類(lèi)都在密切關(guān)注的問(wèn)題，全世界各國(guó)積極行動(dòng)營(yíng)造環(huán)境友好型社會(huì)。要想盡快解決，盡早行動(dòng)則要求高校培養(yǎng)高素質(zhì)高學(xué)問(wèn)的能源與動(dòng)力工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用型人才。我國(guó)能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)緩慢、環(huán)境保護(hù)力度不強(qiáng)的重大壓力，新能源的開(kāi)發(fā)利用顯得尤為重要。同時(shí)新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)和裝備制造是新能源利用的重要基礎(chǔ)和支撐。世界各國(guó)對(duì)新能源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行著激烈的競(jìng)爭(zhēng)，而我國(guó)由于長(zhǎng)期使用傳統(tǒng)能源，導(dǎo)致新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)和裝備制造能力嚴(yán)重不足。2000年的統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)化石能源剩余可儲(chǔ)采為石油20.5年，煤炭92年，天然氣為63年，優(yōu)質(zhì)能源十分匱乏。如果我國(guó)能源與動(dòng)力工程發(fā)展不能順應(yīng)時(shí)代，多年后甚至?xí)?dǎo)致我國(guó)出現(xiàn)能源危機(jī)。因此，加速新能源如風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、太?yáng)能等等的開(kāi)發(fā)和利用，壯大新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。為此，國(guó)家先后出臺(tái)了《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》、《中華人民共和國(guó)可再生能源法》、可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法、能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃等法律規(guī)定和政策。

三、動(dòng)力高效化

能源與動(dòng)力工程中動(dòng)力方面則包括內(nèi)燃機(jī)、鍋爐、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷及相關(guān)測(cè)試技術(shù)。

1.太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)

太陽(yáng)能是取之不竭用之不盡的能源 ，他有兩種能量轉(zhuǎn)化的方式：光-電、光-熱-電。其中第二種發(fā)電技術(shù)稱(chēng)作太陽(yáng)能聚焦式熱發(fā)電（CSP），是一種太陽(yáng)能高溫?zé)崂眉夹g(shù)，2005年，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)開(kāi)始蓬勃發(fā)展，國(guó)際研究和推廣活動(dòng)頻繁進(jìn)行。但直到2005年太陽(yáng)能熱發(fā)電原理上沒(méi)有大的突破，仍然采用以前的塔式、槽式、碟式三條技術(shù)路線(xiàn)，改進(jìn)和發(fā)展多體現(xiàn)在細(xì)節(jié)技術(shù)。這就要求能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)型人才要敢于創(chuàng)新。

2.高爐煤氣發(fā)電技術(shù)

通過(guò)利用鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品：高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣進(jìn)行發(fā)電。其中高爐煤氣氣量大，而焦?fàn)t煤氣的熱值較高。目前重要問(wèn)題是如何提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數(shù)（蒸汽的壓強(qiáng)和溫度）。在整個(gè)綜合利用高爐煤氣的過(guò)程中，包括煤氣除塵、爐頂煤氣余壓發(fā)電（TRT）和煤氣調(diào)配等工藝技術(shù)。在這些工藝中，采用 先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，有著簡(jiǎn)便易行、節(jié)能環(huán)保的作用[1]。

3.世界核電技術(shù)

核聚變是利用氫或它的同位素氘和氚在超高溫、超高壓特定條件下聚合成一個(gè)較重的原子核 ，同時(shí)釋放出巨大能量。批量化建設(shè)第三代核電站，加緊研制新一代核電站，第4代的超臨界水冷堆，先進(jìn)壓水堆、先進(jìn)核燃料循環(huán)等關(guān)鍵技術(shù)，形成先進(jìn)、高效、清潔、安全的核能技術(shù)。核電在我國(guó)已由起步進(jìn)入了發(fā)展階段[2]。

4.海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

在海上進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。首先海上資源評(píng)估技術(shù)是非常關(guān)鍵的，因?yàn)楹Ｉ巷L(fēng)力發(fā)電的成本是陸地額兩倍，其次要提高單機(jī)裝機(jī)容量，或者改進(jìn)多機(jī)組并聯(lián)技術(shù)。改進(jìn)傳統(tǒng)的通過(guò)齒輪箱驅(qū)動(dòng)和完全無(wú)齒輪箱直接驅(qū)動(dòng)方式，采用混合驅(qū)動(dòng)大容量風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)，這樣將會(huì)獲得更高的速度，更小的轉(zhuǎn)矩。在海上風(fēng)電發(fā)展中，注重提升風(fēng)電技術(shù)，最快速地降低成本是海上風(fēng)電發(fā)展的重要目標(biāo)[3]。

總結(jié)

時(shí)代在進(jìn)步，能源與動(dòng)力工程更應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)。我國(guó)的能源資源是有限的，在傳統(tǒng)能源開(kāi)發(fā)利用程度與效率降低的同時(shí)要充分利用天然氣、水電、核電等清潔能源，加快新能源與可再生能源開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]趙獻(xiàn)鋒.淺談高爐煤氣發(fā)電技術(shù)[J].中國(guó)科技博覽，2010，14；307

[2]歐陽(yáng)予.世界核電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及第3代核電技術(shù)的定位[J].發(fā)電設(shè)備，2007，5；325-331

[3]趙群，柴福莉.海上風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]機(jī)電工程 ，2009，12；5-8

作者簡(jiǎn)介：李紅喆（1996-），男，山西省運(yùn)城市，現(xiàn)就讀于中北大學(xué)（朔州校區(qū)）能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。

孟欣，男，現(xiàn)就讀于中北大學(xué)（朔州校區(qū)）能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。

張彥美，男，現(xiàn)就讀于中北大學(xué)（朔州校區(qū)）能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。