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【摘 要】随着世界经济的复苏和发展,不少的国家正在积极研发新型能源,把新型能源应用于国民经济发展中,应用于环境保护领域.而这方面的研究热点之一便是热力动力工程和能源方面.工程热物理许是热能与动力工程的理论技术,主要研究的是内燃机与新兴动力机械系统,涵盖计算机、工程力学和机械工程学等诸多领域.在本文中,笔者结合自身的工作实际和理论知识,分析热力动力工程和能源方面的发展状况.

【关 键 词】热能；动力工程；能源

中图分类号：TK22文献标识码：A文章编号：1006-0278（2014）03-180-02

近年来,随着工业的快速发展,我国锅炉的种类也逐渐增多,但是在锅炉的制造和应用方面还存在不少的问题,主要是能源利用效率比较低的问题.因此,如果提高能源利用效率成为我国热能与动力工程研究的方向之一.在本文中,笔者结合自身工作实际,从我国现阶段热能与工程发展情况入手,分析了热力动力工程和能源的发展状况.

一、热力动力工程及其未来发展方向

(一)现阶段的热力动力工程研究情况

我国的热力动力工程专业是在上世纪五十年代形成的,而它的兴起则是在前苏联,这个专业下面还包括几十个小专业,主要与偶电厂热能、制冷、锅炉,以及空调空城、低温、内燃机等等.而在我国实行改革开放之后,尤其是进入新世纪之后,这些小专业逐渐压缩成为九个小专业,前不久有被合并成为一个专业.在我国的大多数高校开设了热能与动力工程专业.

热能与动力工程专业的研究内容包括两个方面,一个是热能,一个是动力,它是一门技术性和应用性均非常强的专业,涵盖的知识领域主要包括机械工程、工程热物理、热能动力工程.此外,还包括能量转换和有效利用的理论和技术等,制冷装置、动力工程、动力机械等也属于这一专业的知识领域.该专业的应用领域也比较广泛,可以说是我国科技发展的基础专业所在.随着我国社会主义市场经济体制的逐步晚上,社会需求的不断多样化,以及科学技术的应用发展,均称为其发展的挑战.

（二）热能与动力工程的发展方向

热能与动力工程的发展方向首先表现在动力控制工程的发展方向,其研究发展需要掌握动力测试技术、汽轮机原理、动力机械设计、热工自动控制,以及燃烧污染与环境、锅炉原理、传热传质数值计算等方面的知识；其次,在热力发电机与汽车工程发展方向上,则需要掌握内燃机原理、燃料和燃烧、热力发动机的排放、环境工程理论,以及内燃机电子控制、低温技术学等方面的知识.

此外,在水利水电工程发展方面还需要掌握水轮机原理、水力机组辅助设备、现代控制理论、电机学与发电厂电气设备等方面的知识.

二、工业炉的发展状况

在工业生产领域,工业炉的作用比较大,在推动工业生产方面发挥着独特的作用.工业炉是一种热能转化装置,通过燃烧来产生热量,然后用燃烧产生的热量来加工物料和工件.在工业生产当中,工业炉是比较重要的生产设备,当前,工业炉在工业生产的各个领域均有应用,而且品种比较多,有力推动了工业生产的发展.早在商周时期,我国已经制造出功能强大的锅炉,随着工业生产的发展,锅炉逐渐发展成为当前的工业炉.所以,锅炉可以说是工业炉的一种特殊形式.相关的统计结果显示,在我国的12个行业当中,工业炉装备在12万台以上,其中,机械制造行业的工业炉占到了总数的67%,而工业炉有可以分为燃烧炉和电炉.现阶段,多数行业使用的是工业炉.而这两种工业炉中,燃烧炉的使用范围最广,有力推动了我国工业生产的发展.

三、工业炉燃烧控制技术的应用

若想比较好地控制热能动力工程锅炉内的燃烧,控制炉内的温度,必须控制能量转化幅度.在过去,锅炉燃烧均是使用人力向锅炉内添加燃料,通过这种方式来保证锅炉的连续工作.但现阶段,不少企业已经采用了步进式锅炉自动控制技术来控制燃料的添加.在下文中,笔者介绍两种锅炉燃烧的控制方式.

空比例林旭控制系统由气体分析装置、燃烧控制器等部件构成,通过检测热电偶来设定燃烧数据；利用计算机技术计算出燃烧的偏差值,保证输出结果的准确性,实现对锅炉燃烧的控制.不过相关的研究表明,通过这种方式控制燃烧,常常会会出现偏差,计算结果的准确性会大幅降低.

（二）双交叉限幅控制系统

双交叉限幅控制系统,主要由热电偶、烧嘴和流量阀等组成.但是从另一个角度来讲,即通过温度传感器,把需测量的温度转换成电信号,之后,在计算所需测量的温度是不是与预先设定的温度相同,从而实现对锅炉内燃料燃烧的有效控制.锅炉采用这种燃烧控制方式,主要有两个方面的好处,一是可以节省能源和部件,二是可以实现对锅炉内温度的精确控制.实践证明,这种控制技术的应用效果非常好,值得在热能动力工程中应用和推广.

除此之外,控制热能动力工程锅炉内的燃烧温度,还应结合工程的需要,合理选用燃料.众所周知,有些燃料的燃烧控制较容易,而有些燃料燃烧较剧烈,控制相比较难,这就要求在锅炉内填充燃料前,合理选择燃料,通过对比燃烧点、燃烧所持续的时间等确定使用哪种燃料.

四、仿真锅炉风机翼型叶片

在锅炉的内部,有着不少的叶片,这些叶片在燃料燃烧的过程中会通过自身的转动形成复杂的流畅,主要的特征便是非定长.因此,通过相关的实验来检测其性能有着比较大的困难.现阶段,也缺乏健全和完善的流体力学理论知识来解释其中发生的各种现场,比如流动分离现象、失速现象和喘振现象等.在这种情况下,就需要通过流动实验和数据模拟来探测机械内部的流动问题.

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五、热力动力工程在能源发展方面

（一）能源方面存在的问题

当前,世界各主要经济体的经济复苏迹象逐渐明朗,随着世界经济的复苏和持续发展,能源供应紧张的局面将会加剧,世界各国将会更加重视本国的能源安全问题,在采取行之有效的能源战略同时,加快各种能源利用新技术和新工艺.而能源动力工业作为我国国民经济和国防建设的支柱性产业,在推动国家经济发展方面做出了突出的贡献.所以,必须提高能源利用效率,缓解能源紧张的局面.

而热电厂的风机,是一种可以产生能源的机械装置,通过轴旋转产生的气流,可产生大量的动能,在发电厂、工业生产和锅炉生产过程中具有广泛的应用.对于一些发电机组来说,随着电力需求的增加,电网的运行将会更加的安全和可靠,所以,这对于风机的应用也就提出了更高的要求.

（二）能源方面的发展前景

人类社会赖以发展的重要基础便是能源,能源在确保人类社会的可持续发展方面有着巨大的作用.在世界能源形势不容乐观的形势下,如果更加合理高效的利用能源,成为世界性的研究课题.当前,我国的能源利用主要以煤炭和电能为主,也就是在能源利用结构中,煤炭是核心,我国是以煤炭为主的能源利用结构.这种能源利用结构,一方面会对环境产生比较大的影响,造成生态环境和大气环境的严重破坏,一方面会消耗大量的能源,过度消耗煤炭资源,使我国的能源供应日益紧张.

在这样的形势下,在我国能源供应日益紧张的形势下,我国能源的主要发展方向是“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”.而热能与动力工程符合我国能源发展的ä

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