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熱能與動力工程所研究的內(nèi)容主要是指熱能與動力之間的合理轉(zhuǎn)化。在實際應(yīng)用的過程中,可以依賴于多種不同的方式,實現(xiàn)熱能動力或熱能電能的合理轉(zhuǎn)換,以促進能源的高效率利用,發(fā)揮其在提升經(jīng)濟效應(yīng)水平方面的重要價值。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看,熱能與動力工程的應(yīng)用在解決能源利用問題方面有著非常重要的價值,直接關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)濟效益水平。當前實踐中,熱能與動力工程涉及多個學(xué)科,且各個學(xué)科相互關(guān)系非常復(fù)雜與系統(tǒng),后期應(yīng)用中還可以支持電能與機械能的相互轉(zhuǎn)換,為社會經(jīng)濟的高速發(fā)展奠定了非常良好的基礎(chǔ)。從專業(yè)構(gòu)成的角度來說,熱能與動力工程的研究內(nèi)容可以劃分為以下幾個專業(yè)模塊:第一是建立在熱能轉(zhuǎn)換與利用基礎(chǔ)上的熱能動力及其控制工程(包括新能源的開發(fā)、能源環(huán)境利用工程在內(nèi));第二是建立在內(nèi)燃機及其驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的熱力發(fā)電機及汽車工程;第三是建立在電能轉(zhuǎn)化為機械功基礎(chǔ)上的流體機械與制冷低溫工程;第四是建立在機械功轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)上的火力火電與水利水電動力工程。
2.熱能與動力工程對經(jīng)濟環(huán)境的影響
1)從經(jīng)濟角度來說,熱能與動力工程在我國的經(jīng)濟發(fā)展體系中有著非常普遍的應(yīng)用,涉及多個相關(guān)的行業(yè)與領(lǐng)域。包括電力、鋼鐵、金屬、石油,以及建筑在內(nèi)的多個行業(yè)領(lǐng)域在自身發(fā)展過程中均對熱能有著相當大的需求。當前已形成的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以及動力發(fā)電技術(shù)能夠通過一定的技術(shù)手段,將動力能轉(zhuǎn)化為電力,從而為電力事業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的動力支持,為社會大眾創(chuàng)造更加良好的生活環(huán)境。結(jié)合我國的實際情況來看,電能是整個經(jīng)濟發(fā)展體系中的基礎(chǔ)與支柱,熱能與動力工程的應(yīng)用勢必會為電能的發(fā)展營造一個更加良好的環(huán)境氛圍,以促進社會經(jīng)濟的良性發(fā)展。當然,在這一過程中,新能源的有效利用是實現(xiàn)社會健康可持續(xù)性發(fā)展的主要動力,因此必須充分結(jié)合社會發(fā)展的現(xiàn)狀,最大限度地利用并促進新能源的開發(fā),以創(chuàng)造出更加豐富的社會經(jīng)濟價值。2)從環(huán)境角度來說,結(jié)合我國各個行業(yè)領(lǐng)域?qū)δ茉吹睦矛F(xiàn)狀,發(fā)電功能的實現(xiàn)主要是通過煤炭或石油等常規(guī)能源來實現(xiàn)。然而,傳統(tǒng)意義上的生產(chǎn)方式無法控制污染物的排放。在此類常規(guī)能源轉(zhuǎn)化為電能的過程中,勢必會排出大量的有毒有害物質(zhì),所產(chǎn)生的物質(zhì)不但會造成環(huán)境污染,同時也會對大眾的健康造成危害。為了促進經(jīng)濟水平的高速發(fā)展,很多時候會忽略環(huán)境保護的重要性,最終對整個生態(tài)環(huán)境造成非常不良的影響,當然也給人們的生活帶來了很大的不變。而在電力生產(chǎn)中通過對熱能與動力工程的應(yīng)用,能夠很好地緩解生產(chǎn)中存在的困境,通過對各類清潔能源的綜合應(yīng)用,減少生產(chǎn)過程中排放的污染物質(zhì),減輕環(huán)境污染,不但符合社會發(fā)展需求,還能夠為社會大眾提供優(yōu)良的生活環(huán)境,促進社會和諧可持續(xù)發(fā)展。
3.熱能與動力工程的創(chuàng)新應(yīng)用
3.1熱能與動力工程在鍋爐及熱電廠中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1)熱能與動力工程得益于科學(xué)技術(shù)的不斷進步以及信息技術(shù)的應(yīng)用使得其能夠被應(yīng)用在鍋爐中。鍋爐是由外殼以及鍋爐使用過程中的電器控制系統(tǒng)組成,鍋爐在使用過程中主要是燃燒的過程,鑒于燃燒使得鍋爐產(chǎn)生極大的熱能,在爐底安裝控制器就是為了能夠隨時監(jiān)控鍋爐的運行情況,這也是保護鍋爐安全的重要手段之一。在鍋爐實際運行過程中,其自身就會形成一個自我保護系統(tǒng),它會將一定的機械熱能轉(zhuǎn)化為其他能量以達到保護自身的目的,但是,意外在所難免,往往或因為這部分轉(zhuǎn)化的能量而燒壞鍋爐,因此,必須要對鍋爐的運行進行智能化的管理與控制,從而能夠有效地使鍋爐的運行精密度得到提高。2)熱能與動力工程的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個方面:第一,在節(jié)流調(diào)節(jié)中改變工作狀況可能會造成不小的節(jié)流損失,但在溫度恒定的條件下,截流調(diào)節(jié)的負載適應(yīng)性明顯高于噴管調(diào)節(jié),因此節(jié)流調(diào)節(jié)多適用于容量較小的機組;第二,噴管調(diào)節(jié)是在滿足負荷適應(yīng)性的基礎(chǔ)上,為了能夠提高汽輪機的工作效率,達到平衡各種不同汽輪機的調(diào)節(jié)以及變化。
3.2熱能與動力工程在鍋爐與熱電廠中的技術(shù)創(chuàng)新
1)在熱能與動力工程研究領(lǐng)域中,如何實現(xiàn)對鍋爐在燃燒過程中熱能的轉(zhuǎn)化工作是非常重要的問題之一。在本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展過程中,鍋爐的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱酥悄苁?,可促進鍋爐穩(wěn)定性以及安全性的提升。同時,考慮到燃燒期間的空氣、燃料與鍋爐溫度之間有非常密切的關(guān)系,因此可以通過對預(yù)設(shè)值的綜合比較實現(xiàn)對鍋爐性能的合理檢測。同時,工作人員也可以通過開展模擬實驗的方式,準確地評估鍋爐內(nèi)部的氣體流動情況,預(yù)先設(shè)置模擬數(shù)值,評估不同速度下所形成的矢量圖,以此為邊界層分離關(guān)系的研究提供參考依據(jù)。2)在熱能與動力工程的研究領(lǐng)域中,可以通過合理利用重?zé)岈F(xiàn)象的方式,根據(jù)熱電廠的實際運行情況,科學(xué)確定重?zé)嵯禂?shù),以達到減少能量損失的目的。與此同時,從調(diào)頻角度上來說,相較于一次調(diào)頻模式而言,二次調(diào)頻的精確性更高。在電網(wǎng)頻率保持恒定的條件下,可以通過智能調(diào)節(jié)的方式對二次調(diào)頻預(yù)先設(shè)置對應(yīng)的方程式,以實現(xiàn)對機組的重分配與組合,滿足控制功能的要求。
4.結(jié)語
1.熱能與動力工程存在的問題分析
早在商周時期,我們國家就已經(jīng)開始了工業(yè)爐的生產(chǎn)工作,那時主要是通過加熱來提煉銅器。鑄鐵工藝最早出現(xiàn)于春秋戰(zhàn)國時期。與此同時熔煉鑄鐵相關(guān)高爐出現(xiàn)于十八世紀九十年代,且馬丁于十九世紀六十年代有機改造同氣體燃料相關(guān)的那些加熱平爐。此時的熱能項目在鍋爐中應(yīng)用中獲取了一些成績,不過還是有不利點。熱能與動力工程中工業(yè)爐的應(yīng)用發(fā)展分析對于工業(yè)生產(chǎn)來講,工業(yè)爐的地位非常關(guān)鍵。在早些時候,工業(yè)爐一般是經(jīng)由燃燒材料的方法來提供熱能。在這種過程中,人們發(fā)現(xiàn)此種方法雖然能夠帶來熱能,但是也會對我們的環(huán)境產(chǎn)生非常惡劣的影響。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)可以通過工業(yè)爐來實現(xiàn)電和熱的有效轉(zhuǎn)化。目前熱能相關(guān)的研究工作在不斷開展,而且鍋爐的管理能力也得到了很大的提升,目前已經(jīng)可以使用電腦控制鍋爐,這就在無形中將能量的利用率顯著的提升了。當前鍋爐有兩大類型,分別是推鋼型的和步進型。這兩者的差別是它們的輸送材料方法不一樣。
2.熱能項目中風(fēng)機面對的問題
鍋爐設(shè)計風(fēng)機的目的是為了壓縮并且運輸氣體,也就是說把機械能合理的變化為動能。當設(shè)備運行的時候,風(fēng)機能夠?qū)⒂嘘P(guān)的氣體運輸?shù)教囟ǖ脑O(shè)備中,它的功效比較顯著。最近幾年,我們國家的經(jīng)濟和社會獲取了非常顯著的成就,人們對于能源也更為需求,有關(guān)能源生產(chǎn)單位若想在激烈的競爭中獲取發(fā)展,實現(xiàn)效益最大化,就應(yīng)該切實的提升鍋爐的工作總量。正是因為不斷的增加其活動量導(dǎo)致風(fēng)機因為長久的運轉(zhuǎn)而發(fā)生破損,一旦破壞就會影響到設(shè)備的正常運行。所以必須變換風(fēng)機的工作模式。除此之外我們還需要注意一個事項,葉輪本身結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,在其測量溫度的時候外在要素會對它的工作產(chǎn)生一定干擾。對于這個問題當前還沒有合理的解決方法。雖然如此,然而值得一提的是為采取熱能與動力工程已研發(fā)出的相關(guān)軟件可從多種方向?qū)︼L(fēng)機葉片燃燒的速度進行有效測定,且可對數(shù)值進行二維模型的模擬,通過此創(chuàng)建來對網(wǎng)格進行有效劃分,之后采取求解器對網(wǎng)格輸出、所需結(jié)果進行有效求取,最終獲取較為準確的一些模擬結(jié)果。
二、熱能與動力工程的廣泛運用了所取得的科技創(chuàng)新
1.燃燒控制
對于設(shè)備的燃燒控制來講,其中非常重要的一個部分是怎樣調(diào)節(jié)能量。我們國家的設(shè)備大多數(shù)使用的是人力模式,通過手工將燃料放到爐中,這樣能夠保證運轉(zhuǎn)穩(wěn)定,不過非常的耗費人力。最近幾年大部分的單位都開始使用自動化模式。當前的燃燒方式有以下類型:第一是持續(xù)控制體系,它是由控制器和有關(guān)分析部件組合得到的,利用熱電來測定數(shù)值,進而使用電腦分析存在的偏差數(shù)值,只有這種方法可以確保結(jié)果是精確的,進而對設(shè)備燃燒合理控制。通過不斷的實踐我們發(fā)現(xiàn)上述這種設(shè)備在開工時存在一定的偏差,所以需要進行合理的研究以此來保證數(shù)值的精確性。交叉式燃燒控制系統(tǒng)。鍋爐由燃燒的控制器、燒嘴、流量閥、熱電偶等相關(guān)部分構(gòu)成,其對所需測量的溫度進行轉(zhuǎn)換是經(jīng)過溫度進行計算測量,分析設(shè)備能否和設(shè)定好的數(shù)值保持一致,進而起到控制燃燒的意義。這種燃燒方法的優(yōu)點非常多,不但能夠節(jié)省零件,還能夠更為精準的控制溫度,所以在當前的工業(yè)生產(chǎn)中被大范圍的應(yīng)用。
2.仿真類鍋爐風(fēng)機的翼型
1電力過程自動化現(xiàn)狀目前電力部門自動化道路的發(fā)展并非一帆風(fēng)順,一些問題已經(jīng)顯現(xiàn)出來,為保證其良好發(fā)展,必須對一些常見的問題進行改革。我國電力工程的自動化技術(shù)仍舊處于發(fā)展中階段,在管理上存在一定漏洞。電力工程系統(tǒng)復(fù)雜,子系統(tǒng)眾多,電力工程系統(tǒng)的運行必須保證各個部分的平穩(wěn)運行,因此管理起來具有較高的難度。同時由于電力部門自動化設(shè)備更新速度較慢,很多技術(shù)難以適應(yīng)時代的發(fā)展。電力部門中監(jiān)測部門名存實亡,自動化設(shè)備的自動監(jiān)測功能雖然能夠幫助工作人員進行監(jiān)控,但并不能完全取代人的功能,一些電力部門過分迷信自動化設(shè)備,導(dǎo)致管理上存在片面性。
2電力工程自動化存在的問題
(1)盲目引進自動化設(shè)備,沒有針對性隨著科學(xué)技術(shù)的不斷大展,很多自動化設(shè)備出現(xiàn)在電力工程現(xiàn)場。電力部門的管理是一個系統(tǒng)多樣性的過程,因此僅靠人力難以實現(xiàn)全方位的工程管理,難以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的隱患,通過全面檢測也只能發(fā)現(xiàn)一些比較明顯的問題。通過自動化設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的全方位監(jiān)測,提高系統(tǒng)工作效率,減少故障發(fā)生率。
(2)電力工程自動化裝置缺乏人性化電力工程設(shè)備具有高度集成電力系統(tǒng)控制能力,很多先進的自動化設(shè)備操作具有一定難度,電力部門技術(shù)人員在未受到專業(yè)培訓(xùn)的情況下難以掌握自動化設(shè)備的操作方法。電力部門沒有針對建立一個完善快捷的自動化控制系統(tǒng),技術(shù)人員往往無法掌握自動化技術(shù)的精髓,無法將自動化的功能完全發(fā)揮出來。自動化系統(tǒng)建設(shè)缺乏人性化,沒有從便于操作的角度進行設(shè)計。自動化是為了便于管理而引進的現(xiàn)代化設(shè)備,而實際過程卻是無法發(fā)揮自動化的功能,自動化設(shè)備本身卻帶來了在操作上的難題,適得其反。
(3)電力工程自動化數(shù)據(jù)傳輸問題自動化設(shè)備對電力工程的控制主要通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析并做出反應(yīng),與傳統(tǒng)人為管理方式一樣,只是自動化設(shè)備具備反應(yīng)迅速、高效快捷等優(yōu)點。管理過程中需要對數(shù)據(jù)進行準確傳輸,保證智能處理系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)是有效的。目前電力系統(tǒng)自動化信息傳輸存在一定誤差。由于電力工程引進的自動化設(shè)備并非完全定制,而是采購市面上通用的自動化設(shè)備,因此在實際運用時可能與電力工程系統(tǒng)存在兼容性問題,一些系統(tǒng)中存在的問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法準確傳輸,因此導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)一定錯誤率,甚至可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的故障。
3提高電力工程自動化有效性的措施
(1)針對性引進自動化設(shè)備電力部門在引進自動化之前需要對整個電力系統(tǒng)進行分析,找出系統(tǒng)組需要切實解決的問題,對存在的問題進行深入分析,找出解決各個問題的具體措施,看是否有必要引進自動化設(shè)備。對迫切需要的部分進行自動化方案探討,針對問題引進有效的自動化設(shè)施,保證自動化設(shè)施在電力工程能發(fā)揮實際效益,避免盲目跟風(fēng)造成資金浪費。
(2)建立人性化自動化操作系統(tǒng)自動化設(shè)備引進后,應(yīng)該請專門的人員編寫相關(guān)程序,從便于操作的角度進行分析,建立一套完整的自動化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)最好采用簡單明了的操作方式,讓電力部門的工作人員能夠快速掌握并熟練操作。在自動化操作過程中應(yīng)該進行一定的防護作用,例如進對一些具有一定后果的操作設(shè)置問題選項,操作人員進行相關(guān)操作時會有問題彈出,請操作人員確認是否繼續(xù)操作,避免操作人員的疏忽導(dǎo)致自動化系統(tǒng)紊亂。
(3)采用競標方式引進定制自動化系統(tǒng)目前從事開發(fā)自動化系統(tǒng)與設(shè)施的企業(yè)眾多,競爭頗為激烈,因此電力部門在引進自動化時可以采用競標的方式購買自動化定制產(chǎn)品,讓眾多企業(yè)參與進來,選擇性價比適中的企業(yè)。定制的自動化系統(tǒng)能夠避免與電力系統(tǒng)的兼容性問題,所有功能針對電力系統(tǒng)而建立,因此數(shù)據(jù)傳輸基本不受影響,得到的分析結(jié)果準確,真正達到自動化管理的目的。
4結(jié)束語