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环境与动力工程范文1
关键词:热能与动力;锅炉;热电厂;科技创新
1 概述
根据相关调查研究显示,热能与动力工程的发展在一定程度上维持了社会经济的稳定发展,这也说明热能与动力工程对我国经济具有十分重要的影响。所谓热能与动力工程指的是通过热能与动能之间的转化过程,在这个过程中所产生的电能被发电厂以及锅炉所利用。热能与动力工程的应用很大程度上解决了锅炉能源损耗的问题,同时也促进了热电厂的技术升级。随着对热能与动力工程的深入研究,还发现该工程对控制环境污染、做好环境保护工作体现出非常大的价值,保证热能与动力工程的可持续发展能够促进多个领域的稳定发展。所以说研究热能与动力工程具有十分重要的意义。下面就根据热能与动力工程的基本内容,提出如何进行创新,希望能够对应用该工程的领域提供宝贵意见。
2 热能与动力工程的基本内容
热能与动力工程所研究的内容主要是指热能与动力之间的合理转化。在实际应用的过程中,可以依赖于多种不同的方式,实现热能动力或热能电能的合理转换,以促进能源的高效率利用,发挥其在提升经济效应水平方面的重要价值。结合实践经验来看,热能与动力工程的应用在解决能源利用问题方面有着非常重要的价值,直接关系到电力企业的经济效益水平。当前实践中,热能与动力工程涉及多个学科,且各个学科相互关系非常复杂与系统,后期应用中还可以支持电能与机械能的相互转换,为社会经济的高速发展奠定了非常良好的基础。从专业构成的角度来说,热能与动力工程的研究内容可以划分为以下几个专业模块:第一是建立在热能转换与利用基础上的热能动力及其控制工程(包括新能源的开发、能源环境利用工程在内);第二是建立在内燃机及其驱动系统基础之上的热力发电机及汽车工程;第三是建立在电能转化为机械功基础上的流体机械与制冷低温工程;第四是建立在机械功转化为电能基础上的火力火电与水利水电动力工程。
3 热能与动力工程对经济、环境的影响
在社会主义市场经济发展的过程中,热能与动力工程在各个领域都有应用,例如电力、建筑、工业、钢铁等领域,促进了这些领域实现更好更快的发展。随着电力技术的不断创新,风力发电技术能够实现动能转化为电能,为电力事业的发展需求提供足够的动力,为人们创造出更加良好的生活环境,而且也不会产生污染物。但是风力发电毕竟只是在特定的区域才能够实现,所以必须使用一种不受地域限制的发电技术。热能与动力工程在电力中的应用不仅为其营造了一个良好的环境,同时也促进了整个社会经济的稳定发展。不过新能源的产生和有效利用也是保证整个社会可持续发展的一个方面,相关人员应该根据社会环境以及经济发展方向的不断变化,开发出更多的新型能源,为社会创造出更多的经济价值。
自从可持续发展战略提出以来,人们开始关注环境保护方面。目前,电能产生主要依靠煤或者石油等能源来实现,在这个过程中会产生很多污染物,一旦排放到空气、水体中就会造成环境污染,同时对人们的健康造成严重威胁。过去的经济发展主要依靠牺牲环境为代价实现的,忽视环境保护的重要性,破坏了生态环境,也给人们的生存带来威胁。所以必须找寻到一种节能环保的生产方式,改变传统的生产模式为科学环保的生产模式。热能与动力工程在电力生产中的应用,有效缓解了生产中产生的污染物,同时综合利用各种清洁能源,减轻了对环境的污染,这不仅是可持续发展的必然选择,同时也能够为大众提供更加优质的生活环境,实现了社会的和谐发展。可见,热能与动力工程对环境保护工作具有很好的促进作用,应该引起相关人士的重视。
4 热能与动力工程的创新应用
4.1 热能与动力工程在锅炉及热电厂中的应用现状
伴随着科学技术的不断进步以及信息技术在各个领域的应用,热能与动力工程得到了迅速发展,并被应用到锅炉中,取得了很好的应用效果。锅炉主要是由外壳以及内部控制器组成,在燃烧的过程中,锅炉会产生比较多的热能,位于锅炉底部的控制器能够随时监控锅炉的具体情况,并保护锅炉的安全。锅炉在具体运行的过程中,会自动开启自我保护系统,并在实现热能转化为其他能的目的的同时做到自我保护,不过有些时候会出现在能量转化的过程中把锅炉烧坏了,给生产企业造成了损失。所以必须深入研究锅炉的运行原理,把热能与动力工程应用在锅炉上能够实现智能化管理和控制,进而提高锅炉运行的稳定性和精密度。
具体来说,热能与动力工程在热电厂中的应用主要体现在以下两个方面。一方面是能够改变机组的节流效果,通常情况下,一旦工作状态发生了改变就可能造成节流损失,但是在恒定温度下,通过节流调节,就能够减少损失。不过这种节流条件只适合容量比较小的机组。另一方面是通过喷管调节能够进一步提高汽轮机的工作效率,同时也能够平衡汽轮机的各种变化。
4.2 热能与动力工程在锅炉与热电厂中的技术创新
为了进一步提高热能与动力工程在锅炉和热电厂中的应用效果,作为相关研究人员应该不断进行技术创新。在锅炉中的应用应该考虑如果做好燃烧过程中的转化工作。目前锅炉的作业方式已经实现了智能化,进一步提高了锅炉运行的稳定性和安全性。由于锅炉燃烧过程中所产生的热量和温度控制有密切关系,所以可以通过预设值来实现合理检测锅炉性能。而且操作人员还可以通过模拟实验的方式,准确评估锅炉内部气体的流动情况,同时评估不同速度下所产生的效果,然后建立仿真锅炉风机叶片,并作为相关研究的参考数据。在热电厂中的技术创新主要是对汽轮机机组的效能进行研究,分析出最佳的运行效果。
5 结束语
由于社会经济的发展需要大量的能源消耗,但是有些能源毕竟是有限的,所以为了实现能源的可持续利用,就必须不断研究可代替能源的应用技术。当前热能与动力工程的发展受到了人们的广泛关注,而且应用范围也在不断扩大,取得的应用效果令人们满意。但是我国研究热能与动力工程的时间比较短,其具有非常大的开发研究价值,所以为了最大限度地发挥出热能与动力工程的应用功效,真正意义上的掌握其精髓,需要不断创新研究方法,提升工作效率和能源利用率,创造出更多的经济价值,同时还可以减少对环境的危害。
参考文献
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[4]刘兆明.刍议热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新[J].科技创新导报,2015(30).
环境与动力工程范文2
关键词:热能与动力工程;科技创新;策略
随着市场化经济的不断发展,创新已经成了社会对各领域的主要要求,同时也成了各领域竞争力提高的关键。对于热能与动力工程而言同样如此,加强科技创新能够使工程整体技术水平得到提高,这对于其功能的发挥以及人民生活质量的提高能够起到十分积极的促进作用。
一、热能与动力工程概述
将热能转化为动能,从环境保护以及资源节约的角度实现动力供给,即所谓的热能与动力工程。根据可持续发展理念的要求,各行业的发展都必须本质环境保护以及资源节约的理念来实现,以此促进人与自然的和谐发展。动能与热力工程与上述理念的要求相符合,因此得到了国家以及全社会的重视。就目前的情况看,热力发电是热能与动力工程的主要代表,除此之外,社会其他行业都与这一工程存在着千丝万缕的联系。如何将热能最大程度的转化为动能是当前社会研究的主要方向,同时也是该工程发展的主要趋势,从长远的角度看,这对于我国环保以及生态问题的解决具有重要价值,同时也能够达到提高产业经济发展速度与合理性的目的。
二、热能与动力工程科技创新的重要性
热能与动力工程科技创新的重要性主要体现在以下方面:
(一)是市场化经济的主要要求
经济全球化的深入使得市场化经济成了我国经济的主要类型,随着市场化经济的发展,各行业开始将综合实力以及竞争力的提高作为了发展中的重点,在当今时代,创新性已经成了人们评价企业实力以及未来发展方向的关键因素,因此,热能与动力工程必须加大力度实施科技创新,这样才能使工程本身在市场中立足。
(二)是工程水平提高的重要保证
加强科技创新能够使热能与动力工程本身的技术水平得到提高,随着而来的便是生产效率的提高以及经济利润的增加,这对于热能与动力工程水平的提高十分有利。除此之外,创新还能够达到竞争力以及对于资源的吸引力,以此为基础,工程规模的扩大必定成为可能,这同样是工程水平提高的主要体现。
三、热能与动力工程科技创新策略
热能与动力工程的科技创新可以从能源转换各环节入手,提出相应的优化措施来实现。
(一)调节节流技术创新
热能与动力工程本身属于环保工程,而调节节流技术的应用同样是生态与环境保护的主要措施,因此,在科技创新过程中,有必要将调节节流技术的创新作为重点。以火电厂为例,其发电过程需要依靠汽轮机来实现,因此,这一设备的工作效率以及技术创新性便成了决定火电厂的能源是否可以得到有效节约的关键因素。如何减少温度的变化对生产的影响是改善汽轮机运行状态的主要措施,而上述措施的实施则与调节节流的实现存在联系。为使调节节流能够有效地实现,将计算机以及自动控制技术应用到汽轮机的运行过程中十分重要,如此,在其运行过程出现突发状况时,自动调节则能够成为可能,这能够有效地保证调节节流的实现。
(二)燃烧方式创新
同样以火电厂为例,作为其火力发电的主要燃料,煤是否能够充分燃烧决定着火电厂的经济效益能否得到最大程度的提高,根据煤种的不同,其质量也有所不同,这会对燃烧的充分程度造成影响,除此之外,对燃烧方式的选择也会影响到燃烧效果。为了使煤能够得到更加充分的燃烧,必须对燃烧方式进行创新。根据不同的煤种,要选择不同的燃烧方式,以提高其合理性,同时不同质量的煤能够得到最大程度的燃烧。另外,燃烧过程中的氧气含量也会影响燃烧效果。对此,加强对氧气含量的优化控制能够起到一定的效果。总的来说,燃烧方式的创新要从不同的角度出发来实现,要综合考虑燃烧过程中面临的种种因素,合理选择燃烧方式,以使其能够更加符合火电厂锅炉的燃烧特点与需求,最终达到提高燃烧效率以及充分程度的目的。上述措施的实施不仅能够使煤资源得到有效的节约,同时也能够减少火电厂的运行成本,从使其经济效益得到提高。
(三)湿气损失的减少汽轮机
在工作过程中会出现蒸汽膨胀,这是到这湿气损失问题存在的主要原因。无论从理论或实际的角度看,湿气损失问题都无法被完全解决或避免,只能通过一定手段,使其得到最大程度的减少,进而使火电厂的成本得到控制。为达到这一目的,做好技术创新工作十分重要,轴流动式汽轮机的应用是减少湿气损失的关键手段,而这一类型的汽轮机的运行原理则以热能与动力工程为主。由此可见,在火电厂中引入这一类型的汽轮机不仅能够达到减少湿气损失的目的,同时还能够使火电厂的运行更加符合环境保护与资源节约的要求,这是与可持续发展理念相适应的一种措施,对于热能与动力工程整体科技水平的提高能够起到较大的促进作用。
四、结语
热能与动力工程是基于可持续发展理念而提出的一项工程,以火电厂为主要代表,这一工程技术水平的提升对于各领域环保水平的提高以及资源的实现意义重大。调节节流技术创新、燃烧方式创新与湿气损失的减少是以火电厂为主的热能与动力工程科技创新的关键内容,对此,必须将上述技术的提升作为重点加以重视,以使工程的整体发展水平能够得到有效提升。
参考文献:
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[3]张璟,吴小华,李爱琴,俞接成,邹玉.热能与动力工程专业实验教学方式改革探讨[J].中国电力教育,2013,20:90-91.
环境与动力工程范文3
[关键词]热能动力 应用 动力
中图分类号:R151.4+4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)42-0022-01
在经济水平飞速发展的当今社会,人们对于生活品质的要求也不再简单的停留在吃饱喝足上面,而是开始更多地关注除去物质生活之外的精神享受,而我们在享受生活的同时,也越来越需要更充裕更加便捷的动力提供方式,因而如何提高动力供应的效率就成了当前生产生活中首先应该解决的重要问题,而热能动力工程作为一下先进的无污染的可持续能源供应形式,更应该被广泛应用并不断完善。
1 当前热能动力工程的现状
我国的煤炭资源总量相对丰富、石油资源日渐短缺、经济发展对资源的需求增加、煤化工技术的发展进步等共同推动了煤炭深加工战略的实施。我国煤炭资源人均占有量较低.仅为世界平均水平的60%左右:随着物质文化生活水平的提高,对环境质量要求日益严格等,因此.煤炭的高效加工转化利用任务艰巨。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。在此过程中,原燃料、化工产品、热能动力等能源存在不等价性,使得科学合理地评价化工热能动力多联产成为难题:而且原燃料、化工产品、热能动力等具有不同品质.其多样性又使得比较对照变得更加复杂。随着经济的发展,能源、环境问题日益突出,由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。
2 搞好总体规划
现阶段伴随着高速的经济发展,能源问题越来越开始受到了人们的关注,也越来越多的影响着我们周围生活的状态,创建绿色生活环境成为了不能逃避的责任而热能动力工程作为一下先进的无污染的可持续能源供应形式自然就被越来越多的提及到。总体规划对于任何事情的成败都是一个较为关键的步骤和必不可缺的重要环节,任何事情的进行都不能以偏概全,更不能没有计划的随便开始,否则后续会有更多的麻烦产生,因此在进行热能动力工程,这个现代社会的文明动力之前,我们必须对于热能动力工程的相关措施和可能发生的问题以及相应的处理手段、最行之有效的方法等等有一个较为全面的了解认识,对于热能动力工程从开始到最后的实施手法有个较为系统的认识,与此同时热能动力工程必须遵循自然规律和经济规律,充分体现科学性、综合性、示范性和实效性,只有兼顾了这些方面,才可以说是进行了一次真正成功而又成熟的热能动力工程。
3 现阶段热能动力进行规划设计的主要程序
3.1 对用户进行需求分析
首先了解对方的需求.再结合自己的技术水平决定这项工作的可实现性。设计人员要通过谈话、讨论、分析等,了解需求方对此系统的要求。并要询问清楚他们以前在工作中曾经遇到的关于热能动力方面的问题及困难.从而制定我们为之设计的这套系统要达到的目标,将总体目标分解成可量化、可操作的具体目标,从功能、性能、费用等方面结合我们目前的产品和相关技术水平最终确定本系统的目标。
3.2 初步提出规划设计方案
根据需求分析.设计人员要提出初步设计方案。设计方案主要包括热能动力系统的整体情况、整体结构构成、各子系统的描述、设计系统的实施计划、预算等。在撰写方案时,要做到文字和图形相结合,使方案更形象、更容易理解。当我们有了初步的规划方案后就为后阶段的整理分析、反思总结提供了重要的资料。
3.3 进行可行性分析
可行性分析的进行.主要从热能动力系统建设的必要性、技术的先进性、经济的合理性三个角度进行。我们提出的这种方案既要符合国家规定的技术标准.又可以满足需求方的要求,最好能达到目前国际上较为领先的水平.但是在追求技术先进性的同时不能忽略设备的维修和配件的来源.避免出现以后的维修困难。当确认建设的系统符合以上三个条件时.才能进行下一阶段的设计。
4 对现阶段热能动力的改进建议
虽然已经看起来如此的成功,但是我们都知道并且相信热能动力工程,这个现代社会的文明动力的发展仍然具有很大的进步空间。任何事物从诞生开始都要经历随着周围社会环境的变化而变化的过程,而也只有经历的起这种变迁,才会被大浪淘沙式的留下其精华从而变得长久而有生命力,热能动力工程,这个现代社会的文明动力就需要不断研究和开发新技术,来适应这种社会变化。不可否认,热能动力工程要有更加长足的发展就必须经历不断的改正和完善,只有让其真正能与当今社会做到相互更好地融合,才有可能使热能动力工程这个现代社会的文明动力在以后继续保持先进的活力为中国社会的建设提供更加有力的支持。
4.1 严格标准
任何事物都一样,有了保证才有良好的秩序,因此想要规范热能动力工程这个现代社会的文明动力就必须先将相关的法律法规进行很好的完善,为其以后进行良好的运营提供良好的大环境。因此,热能动力工程在各个方面要有完善并且行之有效的流程规范,为现代社会的热能供应提供充足的技术保证,加强各个环节之间的监督和联系,进行一切的流程都必须有相应的晚上的手续和档案记录,这样不仅能保证各个环节流程的合理和规范化,并且能为后续的一切工作做好笔头记录,做到有据可查,这样一旦出现问题就会省去很多不必要的麻烦。
4.2 明确方向
在这个事实咳咳都在提倡可持续的当今社会,能源的消耗如何做到最小化,能源的利用率如何做到最大化成为了当今社会不能逃避而亟待解决的问题,能动力工程这个现代社会的文明动力的应用无疑为这个迫在眉睫的问题找到了一丝曙光,但是在扩展应用的时候我么一定要明确其使用的目的,让他永葆活力的途径在于市场的创新,让产品和服务带来效益,帮助用当今社会的各个方面解决能源应用不合理和资源消耗高的问题,运用热能动力工程的技术优势,及时帮助用户解决能源供应过程中的实际难题。
5 结语
有太多太多的事例证明了热能动力工程,这个现代社会的文明动力在这个时代为我们带来的影响,我们不能不承认它已经开始慢慢成为我们生活中不能缺少的一部分,这些热能动力工程,不仅仅是当今的经济全球化强有力的推动力,密切了国家与国家之间的各方面交流,而且也在潜移默化中影响着我们以及我们身边人们的生活状态,随着热能动力工程的应用我们的科技水平会越来越高,二者也恰恰能够反过来再次促进热能动力工程,这个现代社会的文明动力再创新高,相信在不久的将来我们会再次为热能动力工程,这个现代社会的文明动力为我们带来的改变而惊叹。
参考文献
[1] 王勇.火力发电厂汽轮机现场安装的技术性改造.大众科技,200500).
环境与动力工程范文4
关键词:热能与动力;工程;应用;锅炉;科技创新
热能与动力工程是个一项新兴的科技工程项目,其作用主要是高效节能,以降低能源消耗为前提。热能与动力工程科技的发展,减少了人力资源的浪费和资源在使用过程中造成的损失,不仅有效的提高了能源的使用效率,同时也提高了经济效益,对能源的使用和发展有着重要的意义。
一、热能动力工程
热能动力工程其主要内容是热能和动力之间的转换,是对能源的产生和使用进行一系列的分析总结,从而更好的加以利用,使节能效果达到最大化。热能动力工程是工科中的一种,也是目前最为重点的学科之一,其中所涉及的内容较为广泛,实用性也较强。热能动力工程的研究中,是以热能的转换与利用为主,以提高电能、机械能和热能之间转换效率为目的的。在不断的发展过程中,同时加入了环境保护的概念,在提高能源利用效率的同时,加强对环境的保护也是热能动力工程中的一项新的发展。做好热能动力工程的科技创新工作,对于提高能源的使用率有着重要的作用,同时对我国经济的发展和社会的进步也打下了坚实的基础,提供了可靠的保证。
二、热能动力工程的应用
1.热电厂中的应用
热能动力工程在热电厂中的应用相对较为广泛,在很多项目环节中都会涉及到热能动力工程的应用。下面从几方面来简单阐述:
(1)喷管调节
喷管调节是热电厂的主要应用装置,在使用喷管调节时,调节阀的使用是有一定差别的,根据调节阀数目的变化会出现一定的改变,同时,负荷适应的前提下,平衡了各种汽轮机的变化,若要提高利用效率,需要使用分负荷的方式。在控制各类调节的数值中,多种运行方式是有着明显差距的,以单机运行和多机运行为例,在启动时单机运行可以保证增加机组在一个适当的范围内,而多机运行则需要保证电网频率变化不大的前提下,使负载荷度重组和分配,从而实现新一轮的调频。
(2)节流调节
节流调节的方式在工况发生变化时会产生一定的负面效果,同时造成一定的经济损失。而在温度变化不大时,负载荷度的适应性会相对较高。所以,节流调节系统的应用对于整个系统的要求相对较高,因此,在应用时,往往在小容量机组中使用,在大机组中的应用就体现不出明显的效果。
(3)调压调节
调压调节的经济性仅仅用于机组在某些负载荷度的情况下,随着负荷程度的提高,调压调节不再具有经济性的特征。在工作时,对于机械能的转换可能存在一部分的机械能损失,因为在这部分中机械能不具备转换成动能的条件,会带来一定的机组剩余速度上的损失。
2.锅炉中的应用
锅炉是由两部分构成的,除了外壳还有燃气锅炉电器控制部分,锅炉的底壳的主要功能是固定锅炉用于燃烧的部分,在底壳上还要安装一些控制锅炉的控制器部件,可以对锅炉进行一个良好的保护功能。这个部分是锅炉中最重要的部分,是保护锅炉的关键,是控制燃料燃烧等一系列运行方式的关键,随着科学技术的快速发展,在进行热能控制中已经逐渐向电脑全自动控制转换,用电脑来对锅炉进行智能控制,可以提高锅炉的运行精密度,保持燃烧的均衡。
三、热能动力工程的发展创新
1.在热电厂方面的发展
(1)合理利用重热现象
一般来说,重热数值在一定的范围内是比较合理的,可以减少一些能量的损失,但并非越大越好,因此在热电厂中要做到合理且充分的利用重热现象,首先要对重热数值进行合理的选取,重热数值即为重热系数,是根据热电厂的动能动力工程运行的实际过程来确定的。
(2)工况变动的应对措施
机组变工况的发生存在着很多的因素,其中不能预料的因素有电能的供给不能满足热电厂所需的电功率,锅炉燃烧的不充分造成蒸汽数值的变化不能满足热电厂的需求。一般来讲,对于电力数据的变化在一次调频不能满足时,要进行二次调频,二次调频为了保证工程的正常开展最好选用自动调频。
(3)一次调频和二次调频
一次调频是一种被动的调频措施,是根据调节发动机的转速来进行进一步的调节,这种调频措施不能对外界数值的变化而进行精准的调节,只能进行一定的控制。而二次调频在把电网频率控制在一定数值的情况下,可以利用智能调节预先设定方程式,来对机组进行重组和分配,这种调频方式可以对数据进行有效的控制,相对精确可靠。
2.在锅炉方面的发展
(1)锅炉燃烧控制技术
在锅炉燃烧控制中,如何调节能量转换才是关键,随着时代的发展,锅炉的类型也在发展着变化着,由从前的人力填充燃料到现在变成智能填充燃料,还可以对锅炉的燃烧度进行有效的控制。在燃烧系统中一般有两类,一类对锅炉温度的调节是通过控制空气与燃料的燃烧调节,是与锅炉本身的设定值进行比较的,这种方式虽然运算复杂但没有达到精确的目的,对于锅炉的设定值也要进行反复的确认才能保证技术的准确。
(2)仿真锅炉风机翼型叶片
锅炉内部的风机构造复杂,运行精密,在测量起来也比较困难,这就造成了到目前为止,还没有一项科学、完整的体系来完善锅炉叶轮的制造和运作发展。要想取得相对准确的数值,可以利用模拟实验的方法对机械内部的气体流动做一个评估,对不同方式的空气吹入对风机的流动分离进行模拟。然后根据电脑网络来对这些数值进行模拟设定,模拟的目的是根据不同的速度得到的矢量图来进行分析,在多组数据进行比较下,可以确定出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系而进行进一步的研究。
四、总结
在对热点厂的热能与动力工程研究的过程中,需要以实际的应用为基础,通过不断的观察总结来掌握热能与动力工程之间转换的过程,从而提高在实践中的处理方法,保证日后工作的规范。在研究创新过程中,要保证以提高工作效率和减少能源的消耗为前提,使能源能够最大限度的合理利用。同时根据实践总结来不断提高热能与动力工程在实践中的应用,从而使能源的利用效率提高到一个新的高度。■
参考文献
[1]高雷.热电厂中的热能与动力工程[J].城市建设理论研究,2010年第05期
[2]王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品,2011年第22期
环境与动力工程范文5
【关键词】热能与动力;应用;创新
0 引言
热能与动力工程是一项新兴的科技项目,其在应用中主要的作用就是高效节能,降低能源消耗。热能与动力工程科技在不断发展过程中实现了对资源的合理使用,减少了不必要的损失,同时,也避免出现了人力资源的浪费。热能与动力工程不仅仅能够提供能源的使用效率,在经济效益方面效果也非常好,对社会经济的发展也具有很大的促进作用。
1 热能与动力工程简介
在我国热能与动力工程其是多门科学技术的综合,其中包括现代能源科学技术,信息科学技术和管理技术等,在这之中涉及的有热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、能源高效清洁利用以及新能源开发等等工作,随着改革开放的全面深化,水利水电工程与热能动力专业相结合,确切地说,水利水电工程专业并入后者之中,由止盼成了热力发动机、热能与动力机械、制冷与低温技术和水利水电动力等不同的专业。从专业角度来看,热能与动力工程内容庞大,涉及电子、电力和计算机等多等踌斗,自动化水平高。因此,该专业的课程设置,应与社会发展相适应,可满足生产的需要。
热能与动力发展现状目前,中国已成为世界最大煤炭生产国、消费国,众所周知,中国的能源结构以煤炭为主。现阶段,由于工业发展的影响,中国环境问题非常严重,随着人们环保意识的提升,热能与动力专业面临较大的经济、社会发展压力,因为煤炭污染的开发和利用是环境问题的主要原因。随着经济发展的转型升级,对能源资源,特别是电能的需求上升在新形势下,如不提高煤炭能源利用率,环境问题将会变得更为严重可能成为绍齐社会发展的巨大障碍。同时,中国作为世界第二大石油进口国,对国外石油依赖胜逐年上升,所有这些均使得中国能源安全面临巨大考验。长期以来,中国实宁科助夕型经济发展,技术水平低,能源利用率与发达国家相比,低30~40个百分点,差距比较大,导致在经济发展过程中,环境亏染问题无法有效避免。因此,在能源利用中,推产先进节吠刹支术、可再生能源与新能源,提高资源利用率,任务繁重。中国政府虽大力倡导发展新能源技术,投入了大量的支持资金,但由于新能源技术研发的见效慢,因此短时斯内还无法改变现行的能源结构,生态环境面临的压力依然比较大。通过分析可知,中国热能与动力工业发展形势严峻,在发展中面临巨大挑战。同时也意味着,在未来发展中中国需要大量热能与动力工程专业人才,人才的发挥空间大。
2 热能动力的应用
2.1 热电厂中的应用
当下,对于循环流化床锅炉的控制问题众多国内外的学者和专家一般通过两方面进行研究:一方面是通过运用智能控制的理念,采用预测控制、模糊控制、专家系统、自适应控制等方法对循环流化床的控制进行研究;第二方面是改进现阶段被普遍采用的PID控制器,进一步加大PID控制器的鲁棒性和解耦性能。
2.1.1 改进PID控制
当下的工业领域中,约有90%左右的控制是采用PID控制器来实现的,因其结构相对简单并且鲁棒性也较好。现阶段DCS系统被一些自动化公司运用在循环流化床锅炉中,但也是通过PID控制器对其进行控制。但PID控制器的解耦性能和鲁棒性基本上不能满足循环流化床锅炉的控制需要,因此导致这些控制系统的控制性能普遍降低。
2.1.2 预测控制
控制输入结构成为预测函数控制的关键因素,对于建造的模型进行实时预测,因此跟踪能力和鲁棒性将会得到提高,此种方式适于控制循环流化床锅炉。采用多模型自适应方法,提出了一种多模型预估控制方案,对循环流化床锅炉的主汽温控制对象进行了研究,仿真效果良好,进而将其应用于床温控制。
2.1.3 模糊控制
模糊控制作为一种智能的人工控制手段,其基本理论是以模糊集合理论为基础,从而进一步的模拟人的表达方式、推理方法使得智能控制,模糊控制的算法比较的简单,且其性能相对优良,具有较强的鲁棒性,对于难以运用数学模型进行精确描述、延迟时间比较长的系统具有明显的特点,将会为循环流化床锅炉的控制问题提供了很好的解决方案。
2.2 锅炉中的应用
锅炉主要由两个部分组成,一个部分是外壳,另外一部分是电器控制系统。在锅炉中,底壳的主要功能就是固定锅炉,然后进行燃烧,在底壳上还要安装一些控制锅炉的控制部件,这样能够保证锅炉具有非常良好的保护功能。在锅炉中,底壳是非常重要的组成部分,也是保护锅炉正常运行的关键部分。近年来,随着科学技术的不断发展,热能控制过程中应用了很多的先进技术,全自动控制转换系统已经慢慢实现,利用计算机能够对锅炉进行智能控制,同时,能够提高锅炉的运行精密度,使其在进行燃烧时能够更加的均衡。
燃烧控制技术,锅炉燃烧中产生的能量如果能合理使用,可以帮助电气企业缓解能源紧张的局面。目前锅炉种类很多,使用的燃料也在发生变化,随着技术的进步,可以研究出更加有效的燃料。要实现对燃烧的控制,可以从锅炉的温度和燃烧数值方面进幸予周节二要控制锅炉的温度需要把空气和燃烧结合起来一起调整,这种调整需要控制的因素太多,需要分析各方面的清况。对于空气和燃料的调节需要进行多次试验,才可以保证这种方法有效。还可以根据燃烧清况控制空气和燃料,这种方法的技术要求很高,需要分析的数据也非常多二通过分析收集的数据得出最终的结论,可以保证它的有效性。
3 热能与动力工程的未来发展
从实际清况看,热能与动力工程专业就业前景被看好,工业的发展使其就要前景乐观,从近年就业市场上能够看出,该专业学生处于供不应求的局面,占据主动。目前,中国就业形势严峻,高校毕业生就业压力不被看好,一些理科学生选择热能与动力工程专业,这就足以说明该专业就业前景好。由于热能与动力工程的专业幽虽,从近年的就业市场来看,市场上大量缺乏技术型人才,技术人才待遇较好,在工资、福利等方面均比其他专业高,由于该专业在能源、环保和航空航天等领域应用普遍,因止比扰业不成问题,收入也十分罕见。
4 结语
在研究热能和动力工程时,可以针对他们创新方面存在的问题进行改造,把影响因素控制在一定范围内,不会影响热能和动能的使用还可以对应用热能和动能的设备进行创新。可以根据设备的应用途径和功能进行改造,提高设备利用能源的效率,进而研发出新型能源,缓解当今能源紧张的情况。
【参考文献】
[1]吴江,郑莆燕,任建兴,何平.关于热能与动力工程专业卓越工程师培养的探索与实践[J].中国电力教育,2011,24:3-4.
[2]闫天明.热能与动力工程在锅炉领域的应用分析[J].机电信息,2014,33:41-43.
环境与动力工程范文6
【关键词】热力学参数;热能;动力工程
当前,随着我国能源供应的日益紧张,我国能源利用效率问题倍受关注。众所周知,我国的能源利用效率,相比西方发达国家,还有一定的差距。而在反映能源利用品质的研究方面,与西方国家的差距也比较大。如果反映能源利用的品质问题,成为当前业内研究的热点问题。在本文中,笔者结合自身的理论知识和工作实际,探讨了热力学参数在热能与动力工程中的实际应用。
一、热力学参数的概念
热力学的相关理论认为,热力系统中的各种工质,只要状态和环境这两方面的差别很小,哪怕很小的差别,那么对环境也是做功的,可以产生一定的做功能力。不过从一个已知的热力系统的状态,从可逆条件过渡到环境平衡状态,在这个过渡过程中,热力系统对环境做功率会达到最大。热力系统在此状态下,用一个专门的术语概括便叫熵。。
这个概念的提出,醉倒可最追溯到十九世纪4年代卡诺的著作,也就是其著名的卡诺原理。根据卡诺的卡诺原理,热能可划分为两个部分,一是无用部分,一是可用部分,把热能的可用部分引入到工程热力学当中。但是由于当时技术条件的限制,技术水平有限,这一概念并没有引起人们的重视,指导是上世纪三四十年代,才把这一概念应用到热能与动力工程的研究当中。
而在上世纪50年代中,这一概念的名称还是存在争议的,主要包括“做功本领”“做功能力”“可用性”等等,为了统一名称,郎特做了大量的研究工作,最后得以统一,我国把这一概念译作用熵。
在热能与动力工程当中,一般情况下,稳定流动的情况经常出现,在热力设备的稳定流动状态作用下,工质便会进入热力系统中,热力系统中的流入能量与流出的能量是一样的。但是,如果忽略系统出口处、进口处的工质的位能差别与动能差别,则能够改变能量方程式。而如果能量流动过程可逆,则系统就不会出现熵增的状况,在这种情况下,我们便可以得到熵的方程式。
二、热力学参数熵的类型
热力学参数的工质所具有的能量中,较为理想的情况时在技术上可以完全使用,可产生最高额,也就是在“能级”或者“最大可利用度”的情况下。在这种情况下,热力学参数可应用于自然界中所有的能量形式。所以,热力学参数可以分为热量熵、机械功熵、电能熵和化学等不同的类型。
(一)机械功熵
在热能与动力工程中,机械功熵,一般情况下,是指工质与外界之间的相互作用。笔者将通过例子来说明,比如能量的品质,机械功与工质机械能处于同样的能级,这两者不像热量那样,比较容易受到热力学条件的限制,因此,二者最大可利用度搞到10.12%,或能级为1。因此,机械功炯,从数值方面来看,和机械功是相等的。
在热能与动力工程中,一般情况下,以效率高低评价能量转换装置的优劣:装置转换或输出能量与输入能量的比值。
在衡量热功转换的各种指标,热效率是一个关键指标之一,同时,其也是衡量热能与动力工程能源利用效率的常用指标之一,它能够从数量方面,在一定程度上揭示热能动力工程在循环过程中的能源利用程度。实践表明,衡量热功转化,只用热效率这一个指标评价是不科学的、不合理的,比较片面。这主要是因为,系统装置转化效率的高低,不可以完全说明系统装置转换性能与理想的效果之间,与理想装置之间的差距。所以,仅用热效率也就无法准判断装置转化效率的合理性。
不过,从节能环保的角度看,找出热效率与理想装置之间差距,并分析热效率与理想装置之间差距的成因,寻找缩小差距的途径,是热能与动力工程的关键所在。正是因为这个原因,以热力学第二定律的基本前提的效率定义的确定过程,同时也是选择和比较各种形态能量指标的一个过程。
事实上,实际所消耗的能量炯,与实际得到能量烟和所消耗的能量的烟,并不能简单判定,而需要由各类热工装置的功能来确定。由上文中的分析可以得知,任何热力系统或者热工设备其炯效都比1要小,在理想条件下效率值才是1。
由此可以看出,上文中的两种分析热能动力循环过程方法,角度地不同的。热效率法是从能量数量上来分析,按照热力学的相关定律,从输入、损失和有效转换能量的角度分析,建立相应的循环、装置和设备热效率概念,分析各种系统和装置的效率。这种分析方法仅涉及能量转换中数量关系,本质以能量守恒定律为基础的能量数量平衡。
但熵效率法则考虑到热力学的所有定律,从做功能力变化角度分析。我们知道,做功能力概念包括能的质、量,即熵效率分析中,考虑能的数量,同时考虑能的质、量,分析指标做功能力损失数值;该方法实质是以热力学第二定律为基础的熵平衡。
(二)分析比较
热效率分析法、做功能力损失分析法是不同的。由于这两种分析法分析角度不同,因此结论差别较大。比如锅炉效率大于90%时,热效率法分析法认为,锅炉效率较好。但用熵分析法认为,锅炉生产效率有待提高。
在冷凝器中,热效率法从能量平衡入手,排热多、损失大,而熵分析方法热为,排热量虽多,但由于温度低,所以做功能力损不大。通过以上分析,笔者归纳出热效率法与烟效率法的应用原则:
热效率法可计算热能与动力工程装置循环、各部件或各环节中能量利用率、损失部分数量等,比同等条件下循环、热力设备分析效果好。尤其是分析结果,不管是循环热效率,还是热能与动力工程装置总效率,分析的结果均可靠,相关经济指标能说明能量能源的利用情况。因此,在过去,这是唯一循环分析法。截止到目前,该分析方法在热能与动力工程仍然在使用,而且使用的范围还比较广。
由于热效率法无法计算出,比如锅炉中温差传热等,这些具有不可逆性特征产生的做功能力损失,所以,其适用条件也有所限制的。但是从度量热工设备热力学理论来分析,尤其从节能环保的角度来考虑,计算该部分损失,可以说是具有重要意义的。同时,这也是热效率分析法特点之一。
从质量方面看,热效率分析法的结果,可准确找到效率比较低的环节、设备和部件等,包括准确找出效率低下的原因。同时,这是热效率分析法的主要优点。所以,热效率分析法各种热工设备、系统、制冷装置中,热效率法的应用可以说比较广泛。
三、熵在热能与动力工程中的实际应用
目前,熵在热能与动力工程中主要应用在以下方面:
第一,热能与动力工程循环系统热能利用设备的熵损失、热能分配情况的计算;
第二,比热能与动力工程电气设备的热力性能的比较;
第三,余热利用资源的统计;
第四,热能与动力系统的最优分析评定。
现阶段,众所周知,我国的供暖方式分为两种,一种是集中式供暖,一种是分散使供暖,但无论哪种供暖方式,主要利用的是锅炉产生蒸汽或热水。从现阶段的锅炉生产实际状况看,锅炉效率平均没有超过60%,不会超过这个数值。另外,如果考虑热网中的损失、散热设备热能利用率等因素,则我国整个供热采暖系统的热效率数值可能远远低于60%。