孟慶旭

摘 要：在社會(huì)飛速發(fā)展的過(guò)程中，資源消耗速度越來(lái)越快，因此，資源問(wèn)題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為了改善能源不足的現(xiàn)狀，人們對(duì)熱力動(dòng)力工程進(jìn)行了深入的研究，其目的在于提升能源的高效利用率、降低能源的損耗率，從而實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約的目的。本文從實(shí)際出發(fā)，調(diào)查了我國(guó)當(dāng)前熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展所面臨的問(wèn)題，研究了熱力動(dòng)力工程的應(yīng)用領(lǐng)域，并且提出了熱力動(dòng)力工程的一些研究方法。

關(guān)鍵詞：熱力動(dòng)力；應(yīng)用；研究方法；

前言：熱力動(dòng)力工程在能源循環(huán)利用方面的研究，有利于實(shí)現(xiàn)降低能源損耗率、提升能源利用效率、推動(dòng)能源節(jié)約的目的，為我國(guó)社會(huì)主義和諧社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展樹(shù)立起一座新的里程碑。如何更好的將熱力動(dòng)力工程應(yīng)用于鍋爐等各個(gè)方面成為了主要問(wèn)題。

1.熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)的概況

1.1熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r

熱力動(dòng)力工程專業(yè)形成于20世紀(jì)50年代，興起于蘇聯(lián)，主要包括的學(xué)科有鍋爐、電廠熱能、內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、制冷、低溫、供熱通風(fēng)與空調(diào)工程等幾十個(gè)小專業(yè)。改革開(kāi)放之后，我國(guó)由幾十個(gè)小專業(yè)壓縮為九個(gè)，隨即不久，就從原來(lái)的幾十個(gè)專業(yè)合并為一個(gè)專業(yè)。目前，我國(guó)已有120多所高校設(shè)有熱力動(dòng)力工程專業(yè)。熱力動(dòng)力工程主要研究熱能與動(dòng)力方面，是跨熱能與動(dòng)力工程、機(jī)械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。熱力動(dòng)力主要學(xué)習(xí)機(jī)械工程、熱能動(dòng)力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論，學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。隨著社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，熱力動(dòng)力工程受到了前所未有關(guān)注與歡迎。熱力動(dòng)力工程的主要理論基礎(chǔ)是工程熱物理學(xué)，通過(guò)研究?jī)?nèi)燃機(jī)和正在發(fā)展中的其它新型動(dòng)力機(jī)械和系統(tǒng)，運(yùn)用工程力學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、計(jì)算機(jī)、環(huán)境科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科，讓更多的資源高效地利用在更多領(lǐng)域上。

1.2熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)面臨的問(wèn)題

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，也付出了巨大的物資能源以及環(huán)境被破壞的代價(jià)?！笆晃濉币?guī)劃指出“節(jié)能減排”這個(gè)概念，而在某些領(lǐng)域，熱力動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能減排效果不佳，與國(guó)家規(guī)劃產(chǎn)生矛盾。例如，在火力發(fā)電中，資源消耗大，而熱力動(dòng)力體系不完善，產(chǎn)業(yè)不合理，沒(méi)有進(jìn)行熱力動(dòng)力技術(shù)的革新與升級(jí)，使得動(dòng)力產(chǎn)出量少，電能的制造量也少，不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電能的需求，嚴(yán)重影響了火力發(fā)電的發(fā)展進(jìn)程。并且，產(chǎn)生熱力動(dòng)力的設(shè)備長(zhǎng)期與各種物質(zhì)混合，極易發(fā)生氧化腐蝕，再加上檢查與維修工作落實(shí)不到位，設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新等問(wèn)題，熱力動(dòng)力的發(fā)展受到了極大的阻礙。這時(shí)就應(yīng)加強(qiáng)熱力動(dòng)力設(shè)備的防腐蝕工作。例如，通過(guò)檢測(cè)設(shè)備中物質(zhì)存在形式來(lái)掌握酸堿腐蝕的原因；通過(guò)設(shè)備儀的操作控制，以及能源物質(zhì)之間的投入比率，減少過(guò)程中酸性或者堿性中間產(chǎn)物的生成，從而促進(jìn)電能的高效產(chǎn)出并且降低酸堿對(duì)熱力動(dòng)力設(shè)備的腐蝕；應(yīng)當(dāng)定期清理內(nèi)部的堵塞物，如沙礫、殘留物質(zhì)等；提升了熱力動(dòng)力設(shè)備防腐蝕的水平，就保障了電能的產(chǎn)出量。除此之外，還應(yīng)該要科學(xué)地選擇風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)是一種應(yīng)用于能源利用的機(jī)械，它本身裝有多個(gè)葉片，通過(guò)軸的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)氣流。它廣泛應(yīng)用在發(fā)電廠、鍋爐和工業(yè)路遙的通風(fēng)和引風(fēng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶以及很多大型的建筑物的內(nèi)部通風(fēng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)排塵和冷卻。如今，機(jī)組向大容量、高轉(zhuǎn)速、高效率以及自動(dòng)化方向飛速發(fā)展，使得風(fēng)機(jī)的安全可靠性受到巨大壓力，一旦發(fā)生巨大事故，如燒壞電機(jī)、竄軸、葉輪飛車、軸承損壞等，不僅對(duì)當(dāng)?shù)仉姀S造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失，更是威脅著當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T的生命安全。由此可見(jiàn)，風(fēng)機(jī)有利有弊，但技術(shù)的要求使得風(fēng)機(jī)必須使用，所以，待發(fā)現(xiàn)新技術(shù)之前，還需要不斷完善風(fēng)機(jī)技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，使其向智能化方向發(fā)展，從而達(dá)到真正的節(jié)能高效。

2.熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)的應(yīng)用與研究方法

2.1熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)的應(yīng)用

熱力動(dòng)力工程廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在目前的科學(xué)技術(shù)水平上，熱力動(dòng)力工程主要應(yīng)用于能源環(huán)境工程、汽車工程、制冷低溫工程、水利水電動(dòng)力工程等。例如，在熱電場(chǎng)中可以應(yīng)用于噴管調(diào)節(jié)以及節(jié)流調(diào)節(jié)。不同數(shù)量的調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)器的最大流量不同。在滿足負(fù)荷適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)噴嘴調(diào)節(jié)各種蒸汽輪機(jī)，達(dá)到平衡，從而提高蒸汽輪機(jī)的效率。帶有基本負(fù)荷的汽輪機(jī)，節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性較好。科技與信息技術(shù)的進(jìn)步使熱力動(dòng)力工程在鍋爐中得以應(yīng)用。鍋爐作為我國(guó)現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中較為常見(jiàn)的熱能供應(yīng)裝置，其通過(guò)燃料燃燒，產(chǎn)生充足的熱能，為工業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力轉(zhuǎn)換需要的熱力能源。其中，工業(yè)爐的作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，用來(lái)對(duì)物料和工件加熱。工業(yè)爐是工業(yè)加熱的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。我國(guó)大部分地區(qū)都在使用工業(yè)爐，而燃燒爐又是工業(yè)爐中使用最廣泛的，所以燃燒爐的發(fā)展對(duì)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展起著決定性作用。在水利水電工程中，不僅需要對(duì)水輪機(jī)及水輪機(jī)組進(jìn)行必要的安裝和調(diào)試工作等，還需要對(duì)水輪機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)以及對(duì)水利水電輔助設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)試。按照現(xiàn)代控制理論和電機(jī)學(xué)的理論發(fā)展要求，需要對(duì)水利水電動(dòng)力工程以及發(fā)電設(shè)備的電氣化和自動(dòng)化進(jìn)行深入研究。這與熱力動(dòng)力工程有著異曲同工之妙，兩者在技術(shù)上具有較強(qiáng)的聯(lián)系，因此，可以將熱力動(dòng)力工程應(yīng)用于水利動(dòng)力工程。

2.2熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)的研究方法

熱力動(dòng)力工程系統(tǒng)可以從四個(gè)方向去研究。在動(dòng)力控制方向上，需要掌握熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、熱工自動(dòng)控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、流體機(jī)械等知識(shí)。在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車工程方向上，需要掌握內(nèi)燃機(jī)原理、內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、測(cè)試、燃料和燃燒，還有熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放、環(huán)境工程概論以及內(nèi)燃機(jī)電子控制、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷等方面的知識(shí)。在制冷低溫工程和流體機(jī)械方向上，需要掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過(guò)程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識(shí)。并且要掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)，制冷空調(diào)與各種低溫設(shè)備和裝置，各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識(shí)。除此之外，在水利水電工程方向上主要掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)安裝檢修與運(yùn)行水力機(jī)組輔助設(shè)備、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動(dòng)化、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護(hù)原理等方面的知識(shí)，以及水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)方面的知識(shí)?，F(xiàn)階段，我國(guó)熱能動(dòng)力工程的發(fā)展業(yè)已進(jìn)入了高速模式，熱電廠已經(jīng)成為了熱能動(dòng)力應(yīng)用的重要組成部分。雖然近年來(lái)我國(guó)熱能動(dòng)力研究及應(yīng)用取得了較大的進(jìn)步，但相比較于西方國(guó)家而言，仍然存在三點(diǎn)需要著重改進(jìn)的地方：需要對(duì)其相關(guān)熱能動(dòng)力的自動(dòng)化程度進(jìn)行深入而具體的研究，自動(dòng)化程度越高，耗損的人力財(cái)力物力也就越少；需要在確保鍋爐熱能轉(zhuǎn)換和空調(diào)制冷專業(yè)人才培養(yǎng)供給的前提下，強(qiáng)化人員的職能作用；熱能動(dòng)力工程專業(yè)性偏弱的特征，使得熱能動(dòng)力在實(shí)際應(yīng)用中的效果無(wú)法最大發(fā)揮，因此，對(duì)熱力動(dòng)力的研究還應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)。

結(jié)語(yǔ)：熱力動(dòng)力工程是物理學(xué)中動(dòng)力工程學(xué)科的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于各個(gè)不同領(lǐng)域。熱力動(dòng)力工程無(wú)論在鍋爐的發(fā)展還是在其他方面都起著非常重要的作用。在研究熱力動(dòng)力工程時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合熱力動(dòng)力工程自身的特點(diǎn)，對(duì)其涉及到的專業(yè)理論知識(shí)和技術(shù)進(jìn)行充分深入的分析。不斷實(shí)踐，把一些抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)換成實(shí)際的應(yīng)用，將更利于推動(dòng)熱力動(dòng)力工程的發(fā)展。

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