徐以昌，韓靜，張燕斌

(山東奧諾能源科技股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101)

1 對熱能與動力工程的概述

熱能是物體燃燒時，釋放出來的化學(xué)能轉(zhuǎn)化的物理能量，熱能通過一些技術(shù)手段，可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動機(jī)器運(yùn)行，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，滿足工業(yè)生產(chǎn)中的需要。

進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)化的裝置，有最早出現(xiàn)的蒸汽機(jī)，這是由瓦特進(jìn)行改造的，在資本主義世界的工業(yè)革命時期對當(dāng)時的資本主義經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，提高了生產(chǎn)效率。除了常見的蒸汽機(jī)，還有內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。這些機(jī)器的運(yùn)行原理和蒸汽機(jī)大致上是一樣的。

動力工程在工業(yè)生產(chǎn)的過程中發(fā)揮著非常重要的作用，是能為各種工業(yè)設(shè)備提供動能的機(jī)械設(shè)備組成的非常重要的系統(tǒng)。在蒸汽機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為動能的時候，就創(chuàng)造出最早的動力工程，從而實現(xiàn)以往人類不能實現(xiàn)的工業(yè)生產(chǎn)，極大地提高了人類社會的生產(chǎn)力。但是，動力工程長期“野蠻生長”也對人類和自然產(chǎn)生負(fù)面的影響。在如今的時代，工業(yè)污染嚴(yán)重，環(huán)境破壞嚴(yán)重，天空的顏色是灰蒙蒙的，這些細(xì)微的變化都在彰顯著環(huán)境質(zhì)量在不斷的下降，這些變化要求對動力工程進(jìn)行改良。

眾所周知，人類只有一個地球，能源在地球上的存在是非常有限的，許多不可再生資源一旦用完，是不可能實現(xiàn)再生產(chǎn)的。為了保障資源的長期合理利用和周期循環(huán)得當(dāng)，必須對動力工程進(jìn)行改良，減少在工業(yè)生產(chǎn)過程中的損耗。節(jié)流只是保護(hù)資源的方法之一，從更大的方面來講，開源也是減少不可再生資源使用的更重要辦法。生產(chǎn)可再生資源，利用太陽能、風(fēng)能等可再生和清潔能源生產(chǎn)，可以減少對環(huán)境的污染，從根本上實現(xiàn)綠色、可持續(xù)的發(fā)展[1]。

2 熱能與動力工程發(fā)展的現(xiàn)狀分析

2.1 熱能損耗

以電力企業(yè)為例，在進(jìn)行設(shè)備選用中，電廠首先關(guān)注的往往就是熱能損耗的情況。由于外界因素的影響，導(dǎo)致熱能的生產(chǎn)總量出現(xiàn)下降，不但會導(dǎo)致有關(guān)企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益受到不利影響，國民的供電質(zhì)量也會隨之呈現(xiàn)下滑的趨勢。在進(jìn)行設(shè)備管理的過程中，電廠要確保節(jié)流節(jié)能工作順利開展，就要進(jìn)行額定功率的有效選擇與調(diào)整，并安裝相應(yīng)的節(jié)流設(shè)備。當(dāng)設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)時，自身的實際功率不滿足額定功率的需求，或者是出現(xiàn)超出的情況，那么節(jié)流設(shè)備便會對相關(guān)數(shù)值開展合理的調(diào)節(jié)處理，以此來確保其自身的負(fù)荷承載力能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求。由此可見，加強(qiáng)對設(shè)備的重視，明確節(jié)流環(huán)節(jié)的應(yīng)用情況，明確熱能損失所帶來的不利影響，對確保供電系統(tǒng)順利運(yùn)行是十分重要的環(huán)節(jié)。

2.2 節(jié)流調(diào)節(jié)方面存在的問題

汽輪機(jī)是電力企業(yè)和石油、化工企業(yè)自備電站中的主要動力設(shè)備，通過對該裝置開展控制工作，來確保電力系統(tǒng)的輸出質(zhì)量與功率能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不過，對于汽輪機(jī)而言，在工作狀態(tài)下，仍然會發(fā)生電力流失與能源泄漏的情況，運(yùn)行功率無法得到有效保障，進(jìn)而使得整個電廠的調(diào)節(jié)工作質(zhì)量無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，供電質(zhì)量也就很難得到滿足。導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的原因是企業(yè)在設(shè)備運(yùn)行過程中，沒有對整個動力系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)一的管理，調(diào)節(jié)工作存在不足，同時，對于各項數(shù)據(jù)資料的認(rèn)知與理解也存在著相應(yīng)的問題。不但缺乏全面性與可靠性，同時運(yùn)作數(shù)據(jù)本身的誤差現(xiàn)象相當(dāng)明顯，這也會使得節(jié)流調(diào)節(jié)工作無法滿足供電生產(chǎn)需要，二者之間產(chǎn)生較為明顯的矛盾[2]。

2.3 環(huán)境污染

由于電力生產(chǎn)的特殊性，所處的工作環(huán)境相對較差，不但會對員工的生命健康和安全產(chǎn)生不利影響，同時也會引發(fā)一定程度的污染情況，導(dǎo)致周邊環(huán)境的質(zhì)量無法得到有效保障。我國所推出節(jié)能減排政策，其根本目的就是通過降低環(huán)境污染，加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，為國民營造一個健康、自然的生活環(huán)境。對于電廠而言，倘若在進(jìn)行日常工作時以傳統(tǒng)的施工方式，很容易引發(fā)空氣污染，加上熱能泄漏的情況，會加大溫室效應(yīng)所產(chǎn)生的危害。正因如此，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定較為完善的管理制度，合理安排能源處理工作，避免出現(xiàn)環(huán)境污染的情況。

3 熱能與動力工程在當(dāng)今遇到的問題

在當(dāng)今工業(yè)發(fā)展非常迅速的時代，能源消耗非常的巨大，這與當(dāng)今工業(yè)發(fā)展中遇到的問題有密切的關(guān)系。在工業(yè)生產(chǎn)中遇到的損耗問題—熱能的損耗，熱能在轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程中，能源浪費(fèi)非常的大，造成了能量傳輸過程中大量能量的消失，導(dǎo)致了能源的浪費(fèi)。

能源的消耗在工業(yè)生產(chǎn)中只是其中一個方面，這是對能源的使用的一種警醒。除了能源消耗過度這個問題，對環(huán)境的破壞方面也是必須正視的問題。環(huán)境是我們生活的家園，保護(hù)環(huán)境是我們每個人的責(zé)任。但當(dāng)今隨著工業(yè)的快速發(fā)展，許多地方的環(huán)境不堪重負(fù)，多度的工業(yè)化，逐漸減少的綠植，土地荒漠化等，這些不堪入目的景象，時時刻刻在提醒著人們要去保護(hù)環(huán)境。

熱能與動力工程相關(guān)的對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是對水資源產(chǎn)生較大的消耗，必然產(chǎn)生較大規(guī)模的工業(yè)廢水。工業(yè)廢水的排放是一個世紀(jì)難題，有的工業(yè)廢水循環(huán)再利用需要較高的費(fèi)用。因此對于廢水的處理是一個進(jìn)退兩難的問題。把工業(yè)廢水直接排放到河里，會直接造成了河水的污染，河水污染會導(dǎo)致河水中生物的死亡，破壞生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致整體環(huán)境受到破壞。二是對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重噪音污染。工業(yè)噪聲干擾著居民的生活，對居民的健康危害非常大。噪音不僅會影響居民的健康生活，還會對周邊植物造成巨大的影響。例如：有的進(jìn)行過工業(yè)生產(chǎn)的地方，在短時間內(nèi)許多植物都不會再出現(xiàn)，這就是對環(huán)境破壞后的次生影響。三是鍋爐等熱力工程設(shè)備會對空氣質(zhì)量造成巨大的影響，會加大CO2、SO2、NOx等溫室氣體排放，加重PM2.5排放。一方面嚴(yán)重危害人的身體健康，產(chǎn)生許多諸如呼吸道感染、慢阻肺、心血管疾病等，另一方面加劇全球變暖，不利于國家“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

因此可見，實現(xiàn)熱能與動力工程的節(jié)能減排和綠色發(fā)展，是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域的重大課題。發(fā)展經(jīng)濟(jì)固然重要，但保護(hù)環(huán)境是更重要的，沒有了環(huán)境這個生命的底線，再大的工業(yè)效益對社會也失去意義。

4 熱能與動力工程的節(jié)能技術(shù)分析

4.1 對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整

在新時代背景下，推進(jìn)熱能與動力工程得到更好的發(fā)展，必須要應(yīng)用多項節(jié)能技術(shù)，注重對工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，想要真正實現(xiàn)節(jié)能則必須要根據(jù)工業(yè)企業(yè)的實際發(fā)展情況對原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化的整改。在進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整時，可以從以下三方面入手。

首先需要對能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，對于現(xiàn)有的生產(chǎn)服務(wù)進(jìn)行合理規(guī)劃，購進(jìn)一些先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)化設(shè)備，對老舊的設(shè)備進(jìn)行及時淘汰，通過引進(jìn)新技術(shù)的方式來提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，其次則是要根據(jù)當(dāng)前人們的實際需求來對相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，進(jìn)一步對不可再生資源進(jìn)行高效利用，最后則是要引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來提高整體能源利用率，當(dāng)利用率得到有效提高后才能有效減少能源浪費(fèi)問題的出現(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)企業(yè)得到可持續(xù)性的發(fā)展。

4.2 重視改善調(diào)頻方式

動力工程在運(yùn)行過程中需要以熱能所提供的物質(zhì)基礎(chǔ)為重要前提，熱能和動力工程之間有著十分緊密的聯(lián)系，在對二者進(jìn)行研究過程中能夠發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)出一種能量互換的模式，二者在相互促進(jìn)相互運(yùn)行時形成了一個能量動力系統(tǒng)。熱能和動力系統(tǒng)能夠滿足人們的生活和工作需求，為社會的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，但是熱能和動能在轉(zhuǎn)換運(yùn)行過程中無法避免會造成一些污染問題，想要解決污染問題，則必須要做好調(diào)頻方式的改善和優(yōu)化，通過這樣的方式能夠有效減少能源浪費(fèi)的情況，通過對一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的有效利用，能夠從根本上提高動力工程系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，使得兩次調(diào)頻的積極作用得到充分發(fā)揮，這樣能有效實現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換。

4.3 選擇適宜的調(diào)頻技術(shù)

熱動工程可利用調(diào)頻技術(shù)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，基于該種效能，實現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。與此同時，該類系統(tǒng)應(yīng)用于熱能設(shè)備具有環(huán)保特點，有利于緩解當(dāng)下生態(tài)環(huán)境問題。過多消耗不可再生能源對環(huán)境的破壞比較嚴(yán)重。所以，不可再生能源必將逐漸被取代，可再生能源將成為人們主要應(yīng)用的能源方式。結(jié)合調(diào)頻方法，可以與發(fā)電機(jī)組相互結(jié)合，以裝置的不同內(nèi)部構(gòu)造為基礎(chǔ)，有助于電力裝置的正常運(yùn)行。相關(guān)設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)頻，比如，水泵的閉環(huán)調(diào)頻，需要對外界的溫度等信息進(jìn)行收集，結(jié)合實際變化情況，調(diào)節(jié)變頻器的實際頻率，可以進(jìn)一步適應(yīng)外界的條件變化情況，保證水泵穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4 重視新型能源的使用

現(xiàn)階段，石油和天然氣等不可再生能源成為人們應(yīng)用的主流能源體系。該類能源來源于大自然，比較珍貴。但是，該類能源應(yīng)用過度，會造成生態(tài)環(huán)境的破壞，抑制社會發(fā)展。對此，世界各國越來越追求新型、綠色、清潔型能源，太陽能和風(fēng)能等能源受到各界的關(guān)注。該類新型能源對人類社會和環(huán)境的破壞極小，并且可以再生，能有效改善現(xiàn)階段能源緊缺的現(xiàn)象。在國家大力倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)和科學(xué)利用能源的背景下，有必要應(yīng)用新型能源，有助于人與自然的和諧發(fā)展。

4.5 重視補(bǔ)水技術(shù)的應(yīng)用

蒸汽機(jī)等設(shè)備運(yùn)行期間，需要通過補(bǔ)充連續(xù)供水，以確保設(shè)備正常運(yùn)行，系統(tǒng)冷卻器保持真空，并提高蒸汽機(jī)的性能。在冷凝器位置安裝補(bǔ)充劑可最大限度地利用排氣溫度，降低集料發(fā)熱成本，同時降低冷卻液損耗，通過節(jié)能改造系統(tǒng)節(jié)省能源。當(dāng)充水不足時，利用剩余熱量提高水溫，迅速將水帶入冷凝器。利用低壓處理器逐步加熱蒸餾水，從而提高補(bǔ)充水分的效果，更有效地控制高能量流量，滿足能量轉(zhuǎn)換的要求。

4.6 應(yīng)用廢熱的回收利用技術(shù)

在發(fā)電廠產(chǎn)生電能的過程中，在實際的運(yùn)行中，實質(zhì)就是能量與能量之間的相互轉(zhuǎn)換，主要是將熱能轉(zhuǎn)化成生活中所需要的其他能量形式，比如：動能和電能。在能量的轉(zhuǎn)化中還會遇到一些問題，比如散熱。如果能量的轉(zhuǎn)化散熱效果比較大，就會影響能量的產(chǎn)出，能量也就不能被高效的利用，損失會比較大，很多能量都流失在了散熱中。所以為了解決這個問題，提高熱量的利用效率，在對動力工程開展設(shè)計過程中，還需重視對相關(guān)工藝技術(shù)進(jìn)行不斷地改善和優(yōu)化，從而制定科學(xué)合理的熱回收方法，盡可能將散失的能量進(jìn)行回收和再次利用，這樣可以節(jié)約大量的能量資源。所以，還需對廢熱的回收技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新改革，完善合理的技術(shù)，研究相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而可以讓資源利用的最大化得到實現(xiàn)。

5 結(jié)語

綜上所述，熱能和動力工程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，使得工業(yè)企業(yè)在發(fā)展過程中能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時，需要充分認(rèn)識到當(dāng)前熱能與電力工程發(fā)展過程中存在的問題，根據(jù)工業(yè)企業(yè)的實際發(fā)展情況，采用具有針對性的節(jié)能技術(shù)，以此來取得更好的發(fā)展效果。