熱能與動力工程中的節(jié)能技術(shù)探討

(廣東省技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究發(fā)展中心，廣州 510070)

0 引 言

能源是國家發(fā)展社會進(jìn)步的前提條件之一，隨著科技的發(fā)展，能源發(fā)揮的作用越來越大，已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。現(xiàn)在，煤炭、石油、天然氣等不可再生能源，仍然是主要的能源，在世界各國廣泛使用，在能源中占比高達(dá)90%以上，這些是非常寶貴的不可再生資源，隨著不斷的開發(fā)總有枯竭的時候。開發(fā)和使用新能源，成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要課題，但目前太陽能、風(fēng)能、水能等可再生清潔能源還沒有得到大范圍的應(yīng)用和推廣。熱能與動力工程節(jié)能技術(shù)成為節(jié)能減排的重要手段，在人們生產(chǎn)生活中起到了一定的作用，所以應(yīng)該加大熱能與動力工程節(jié)能技術(shù)的研究和推廣。

1 熱能和動力工程的裝置

1.1 熱能裝置

科技是第一生產(chǎn)力。科技的發(fā)展提高了人們的生活水平，也極大的促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。熱能裝置是人們生產(chǎn)、生活中離不開的主要設(shè)備設(shè)施，對人們的生產(chǎn)和生活具有重要意義，提高了人們的生活質(zhì)量，改善了人們的工作環(huán)境。熱能裝置的工作原理是利用燃燒能源來提供熱量，熱能裝置將燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動相關(guān)的機(jī)械運動驅(qū)動設(shè)備運轉(zhuǎn)，又稱為熱能動力裝置，主要有以下兩種方式：一是蒸汽機(jī)，利用燃料燃燒是產(chǎn)生的熱量將相關(guān)液體加熱，液體到達(dá)一定溫度汽化后會產(chǎn)生蒸汽，通過蒸汽驅(qū)動發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)熱量和機(jī)械能的傳遞和轉(zhuǎn)化，從而帶動設(shè)備運轉(zhuǎn)為生產(chǎn)和生活服務(wù)。二是內(nèi)燃機(jī)，利用燃料燃燒時產(chǎn)生的熱氣，直接驅(qū)動發(fā)動機(jī)，實現(xiàn)熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，能源的利用率較高。所以對熱能裝置的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行深入分析，研究節(jié)能減排技術(shù)，可以提高熱能的利用率。

1.2 動力工程裝置

隨著時代的發(fā)展，動力工程已經(jīng)成為與人們生產(chǎn)生活密不可分的一項的技術(shù)，包括了能源的轉(zhuǎn)化和利用整個過程，通過對動力工程的研究，優(yōu)化工藝流程，可以有效提高能源利用率，減少有害氣體排放，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，保證能源可持續(xù)利用。動力工程裝置的改進(jìn)和推廣，提高了煤炭、石油、天然氣等不可再生能源的利用率，是有限的資源得到了充分的利用，還促進(jìn)了風(fēng)能及太陽能等新型可再生綠色資源的推廣應(yīng)用，緩解了能源緊張的問題，推動中國動力工程的發(fā)展。當(dāng)前火力發(fā)電在電力行業(yè)中仍然占有很大的優(yōu)勢，動力工程大多應(yīng)用于火力發(fā)電廠，所以要提高能源的利用率，必須讓熱能及時轉(zhuǎn)化為電能，這樣才能有效提高能源的利用率，做好節(jié)能減排工作。

2 熱能與動力工程發(fā)展的實際狀況

熱能與動力工程是綜合性的系統(tǒng)工程，涵蓋能源、電氣等不同行業(yè)。能源方面，我國的煤炭產(chǎn)量和消耗量均居世界第一，能源的消耗帶來的環(huán)境污染問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的問題，從發(fā)展和環(huán)境保護(hù)兩個方面給熱能與動力工程提出了亟待解決的問題。必須從環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略高度出發(fā)，認(rèn)真研究能源開發(fā)技術(shù)，熱能與動力工程的技能技術(shù)，提高能源利用率，降低環(huán)境污染。自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展，取得了舉世矚目的成績，但是在能源開發(fā)利用方面，還有很多的不足，與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我國能源利用率較低。所以我們必須創(chuàng)新工作思路，積極響應(yīng)政府號召，加強(qiáng)對熱能與動力工程的研究，采用先進(jìn)的技能技術(shù)，提高能源利用率，減少環(huán)境污染。同時花大力氣做好新型能源的開發(fā)工作，新型能源開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)成為能源行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前，在熱能與動力工程領(lǐng)域，一些企業(yè)的聲譽得到了提升，并且也朝著可持續(xù)發(fā)展的方向前行，我國政府高度重視能源的開發(fā)利用工作，積極加大對熱能與動力工程的研究，大力發(fā)展新能源的開發(fā)力度，但是可以看到在實際應(yīng)用中還存在諸多問題，主要有以下幾個方面：

2.1 濕氣損耗

濕氣損失是在能量轉(zhuǎn)換過程中不可避免的現(xiàn)象，尤其是在熱能供電系統(tǒng)中更為明顯，主要是因為以下幾方面：一是水蒸汽受到壓力等因素影響，會形成小水滴，大量的小水滴摻雜在水蒸氣中，使水蒸氣不能達(dá)到應(yīng)有的效果。二是小水滴不斷的增加，會嚴(yán)重影響主流的流動過程，這種情況會逐步加深，嚴(yán)重影響正常運行，造成能源的浪費和水蒸氣的損失，因此加大對熱能與動力工程的投入，可以有效提高能源的利用率，減小不必要的浪費。

2.2 熱能損耗

熱能損耗是不可避免的，減少熱能損耗是節(jié)能技術(shù)的一個重要目標(biāo)。發(fā)電廠在實際運行過程中，會產(chǎn)生大量的熱能損耗，造成能源的浪費。發(fā)電廠的節(jié)流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)有時會造成很大的能源消耗，因為節(jié)流調(diào)節(jié)適合用在額定負(fù)荷低的設(shè)備中，如果設(shè)備負(fù)荷超過額定負(fù)荷，系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)減少設(shè)備數(shù)量降低負(fù)荷，造成電壓偏低。所以造成系統(tǒng)發(fā)電廠輸送電壓不達(dá)標(biāo)，造成供電系統(tǒng)不穩(wěn)定，對于供電系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定形成了阻礙。除了發(fā)電行業(yè)外熱能還在鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)得到了應(yīng)用，所以要重視熱能與動力工程節(jié)能技術(shù)的研究工作，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染和能源浪費。

2.3 環(huán)境污染

生產(chǎn)中運用熱能和動力，都是利用能源，而現(xiàn)在主要的能源應(yīng)用都是通過燃燒，燃燒產(chǎn)生的氣體嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，造成溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球氣候變暖等災(zāi)害?？諝馕廴局饕敲骸⑹?、天然氣等能源開發(fā)利用造成的，如工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電、汽車尾氣等產(chǎn)生的有害氣體。噪音污染是工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的噪音。熱能污染是熱能運用時的損耗造成的，這些都是生產(chǎn)生活中不可避免的污染，但是通過節(jié)能減排技術(shù)可以最大程度的減少環(huán)境污染。

3 發(fā)展節(jié)能技術(shù)的措施

3.1 改進(jìn)調(diào)頻方式

熱能和動力工程是能量轉(zhuǎn)換的過程，兩者之間存在非常密切的聯(lián)系，能源利用開發(fā)產(chǎn)生的能量經(jīng)過轉(zhuǎn)化，驅(qū)動設(shè)備運行，組成動力系統(tǒng)。動力工程以熱能為能量來源，在運行過程中，由于摩擦、振動等作用又產(chǎn)生熱能，能量在不停的進(jìn)行轉(zhuǎn)換。熱能和動力工程對人們生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大影響，動力工程的穩(wěn)定性直接關(guān)系到人們正常的生產(chǎn)活動，也直接影響了人們的生活質(zhì)量。所以通過熱能調(diào)頻的方式對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可以有效地降低能源消耗，減少環(huán)境污染，提高能量轉(zhuǎn)化效率。同時改進(jìn)調(diào)頻方式，合理搭配一次、二次調(diào)頻，通過改變電機(jī)的運轉(zhuǎn)速度、軟啟動等技術(shù)手段，以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，從而起到節(jié)能減排的效果。所以通過先進(jìn)的調(diào)頻技術(shù)，可以很大程度上提高能源利用率，提高系統(tǒng)性能，減少環(huán)境的污染。

3.2 運用新型技術(shù)

目前世界主要能源體系還是以煤炭、石油、天然氣等不可再生能源為主。這些能源是大自然給予的寶貴財富，但是這些能源的使用會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因此我國政府大力倡導(dǎo)新型清潔能源的推廣，積極扶持引導(dǎo)風(fēng)能、水能、太陽能等行業(yè)的發(fā)展。這些新能源具有污染小、可再生的優(yōu)勢，取之不盡用之不竭，可以緩解當(dāng)前人類社會能源緊張的問題，這些成果是人類智慧的發(fā)展結(jié)晶?，F(xiàn)在能源利用程度逐步提高，對環(huán)境保護(hù)工作帶來了巨大挑戰(zhàn)，所以必須堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。將環(huán)境保護(hù)和能源利用都要放到戰(zhàn)略高度，構(gòu)建人與自然和諧發(fā)展的新業(yè)態(tài)。在大力發(fā)展新能源技術(shù)的同時，注重保護(hù)環(huán)境工作，達(dá)到構(gòu)建節(jié)能環(huán)保，按“所需即所供”的原則科學(xué)用能，實現(xiàn)終端用能設(shè)備耗能的科性的社會要求。

3.3 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

打破傳統(tǒng)思維方式，創(chuàng)新管理理念，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是熱能和動力工程中節(jié)能減排的有效途徑，根據(jù)行業(yè)特點和發(fā)展趨勢。對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，一是生產(chǎn)企業(yè)的能源構(gòu)成進(jìn)行優(yōu)化，淘汰高耗能的設(shè)備，引進(jìn)環(huán)保節(jié)能的先進(jìn)設(shè)備，優(yōu)化工藝流程，減少環(huán)境污染，提高能源利用率。二是運用新型技術(shù)，引進(jìn)計算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，對設(shè)備的運行狀況和用能情況進(jìn)行實時監(jiān)控，掌握用能設(shè)備運行數(shù)據(jù)，從而合理安排設(shè)備用能，保證設(shè)備正常運行，減少能源的浪費，運用新技術(shù)可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。三是改進(jìn)工藝，因地制宜的開展技術(shù)革新在水源豐富的地區(qū)，充分發(fā)揮水資源優(yōu)勢，推廣水源熱泵技術(shù)，科學(xué)利用水中的熱能。利用空壓機(jī)組熱回收技術(shù)，回收熱能供暖等。四是設(shè)備升級改造，提高設(shè)備性能，加裝變頻器，采用變頻技術(shù)，降低能耗達(dá)到節(jié)電目的。

4 結(jié)束語

綜上所述，熱能和動力工程的節(jié)能技術(shù)，不僅可以提高能源的利用率，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)環(huán)境，增加環(huán)保及社會效益。這也已經(jīng)引起了社會各界的廣泛重視，得到了大力發(fā)展，但是因為受到各種因素的影響還存在一些不足之處，習(xí)近平總書記在十九大報告中提出“推進(jìn)資源全面節(jié)約和循環(huán)利用”，我們應(yīng)該樹立節(jié)能降耗意識和環(huán)境保護(hù)意識，積極采用新技術(shù)，推廣新能源的應(yīng)用，結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰落后產(chǎn)能，引進(jìn)高效節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)備，優(yōu)化工藝流程，來實現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。