熱能與動(dòng)力工程中的科技創(chuàng)新

徐曉軍 王強(qiáng)

摘 要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源與動(dòng)力的需求愈加迫切，在熱能利用與動(dòng)力工程中開展的科技創(chuàng)新活動(dòng)得到更多人的關(guān)注和重視，各種動(dòng)力應(yīng)用和熱能轉(zhuǎn)化的科學(xué)技術(shù)得以全面研發(fā)并應(yīng)用，無(wú)論是研發(fā)速度還是技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的速度都在加快，科技的創(chuàng)新發(fā)展能夠促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的加速布局和進(jìn)步，是應(yīng)對(duì)能源需求大增長(zhǎng)的必要之舉，也是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略需求。

關(guān)鍵詞：熱能；動(dòng)力工程；科技創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：TK11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

科技的進(jìn)步促進(jìn)了能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使之能夠滿足國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的實(shí)際需要。熱能的轉(zhuǎn)化及其多種應(yīng)用模式，在能源動(dòng)力工程發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用?？茖W(xué)技術(shù)工作者都在設(shè)法提升熱能的綜合使用率，提高技術(shù)應(yīng)用模式以及相應(yīng)動(dòng)力裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，降低對(duì)能源動(dòng)力的消耗，推動(dòng)多種技術(shù)應(yīng)用和裝置設(shè)計(jì)的改進(jìn)，從而既能滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)能源的現(xiàn)實(shí)需求，又可以節(jié)能減排，減少污染。

1 當(dāng)前熱能動(dòng)力工程發(fā)展中遇到的困難與問(wèn)題

目前很多企業(yè)不重視能源高效、合理利用，造成新能源技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用到實(shí)際企業(yè)建設(shè)生產(chǎn)這個(gè)過(guò)程中遇到很多的阻礙，企業(yè)注重生產(chǎn)而輕視動(dòng)力能源的重復(fù)使用，不愿意花費(fèi)更多的成本去改進(jìn)生產(chǎn)流程和動(dòng)力應(yīng)用模式，造成了很嚴(yán)重的能源消耗和浪費(fèi)。在生產(chǎn)、制造、加工等多個(gè)程序和環(huán)節(jié)中有很多不符合能源高效利用的缺陷和不足，導(dǎo)致在熱能以及動(dòng)力的工程建設(shè)與完善中，產(chǎn)業(yè)化的布局規(guī)劃中的各項(xiàng)舉措得不到及時(shí)的執(zhí)行和落實(shí)，在這種情況下就會(huì)出現(xiàn)大量能源浪費(fèi)或者消耗過(guò)度的情況。

企業(yè)的動(dòng)力能源設(shè)備應(yīng)用情況并不理想，尤其在設(shè)備日常運(yùn)行管理維護(hù)，以及設(shè)備的更新?lián)Q代等工作中存在諸多問(wèn)題亟待解決，比如設(shè)備運(yùn)行問(wèn)題狀況頻出，無(wú)法保持良好的工作狀態(tài)，維護(hù)管理不及時(shí)、不到位，檢修工作制度不健全，資金投入較少，企業(yè)管理層不重視這方面的工作，導(dǎo)致設(shè)備老化速度加快，熱源轉(zhuǎn)化效率和合理應(yīng)用受到很大的影響，造成能源大量浪費(fèi)，而對(duì)于動(dòng)力設(shè)備的更新和改進(jìn)則進(jìn)展緩慢，受資金不足或者管理者意愿的多方面影響，熱能與動(dòng)力裝置得不到及時(shí)的更新?lián)Q代，在使用過(guò)程中也沒(méi)有按照制度規(guī)范開展相應(yīng)的操作和檢修程序，慢慢形成了很多安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，基于此，即使在技術(shù)有所創(chuàng)新突破的情況下，企業(yè)也難以將其迅速應(yīng)用到實(shí)踐工作當(dāng)中去，實(shí)現(xiàn)不了應(yīng)有的價(jià)值作用。

2 熱能動(dòng)力工程建設(shè)中科技創(chuàng)新的重要作用和優(yōu)勢(shì)所在

能源動(dòng)力是科技創(chuàng)新發(fā)展的重要研究對(duì)象和目標(biāo)，無(wú)論是應(yīng)用技術(shù)工藝還是裝備制造，都需要相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化來(lái)改善現(xiàn)階段的動(dòng)力工程發(fā)展環(huán)境和前景，該項(xiàng)科技創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的需求逐漸加大，但是對(duì)能源的合理使用還存在很多難以滿足發(fā)展趨勢(shì)的情況，比如能源設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率較低，資源消耗較大，相應(yīng)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)發(fā)展所需的成本逐漸上升，資源危機(jī)愈發(fā)顯著，這些問(wèn)題的存在也刺激著相關(guān)熱能以及動(dòng)力工程中的科技創(chuàng)新的腳步逐漸加快，各種動(dòng)力裝置和設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生，為了確保動(dòng)力系統(tǒng)具備較高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，并擁有更高的安全性，人們將熱能的轉(zhuǎn)化應(yīng)用模式劃分為多個(gè)等級(jí)，是為了應(yīng)對(duì)熱能需求的不同，在熱能和動(dòng)力應(yīng)用的具體技術(shù)層面上，對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的安全性與穩(wěn)定性方面的要求愈加嚴(yán)格，對(duì)能源動(dòng)力使用中排放的廢氣廢物也有了更高的排放要求，科技創(chuàng)新的重大作用會(huì)隨著技術(shù)水平提升而愈加明顯，其作用范圍也必將愈加廣闊。

3 熱能與動(dòng)力工程中的科技創(chuàng)新

3.1 節(jié)能降耗工藝技術(shù)的突破

我國(guó)生態(tài)環(huán)境得到了很大的改善，在很大程度上是由大力促進(jìn)資源、能源的應(yīng)用模式以及推動(dòng)節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新而決定的，當(dāng)前的能源以電能需求增速最為迅猛，發(fā)電消耗的各種資源數(shù)量也隨之上升，節(jié)能技術(shù)水平的提高所發(fā)揮的關(guān)鍵作用，不僅在于能夠減少資源和能源的消耗，關(guān)鍵在于提高動(dòng)力設(shè)備和裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，使其工作環(huán)境得到進(jìn)一步的改善，提高其適應(yīng)工作環(huán)境的能力，在自動(dòng)化技術(shù)和其控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，在調(diào)節(jié)能源利用流程和不合理環(huán)節(jié)上發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

3.2 燃料燃燒模式的創(chuàng)新

燃料本身的質(zhì)量情況是固定的，要提高能源合理應(yīng)用效果，就要在燃燒的模式上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)充分燃燒，產(chǎn)生更多的熱能，并減少熱能傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損耗和釋放，但是要符合熱能利用的前提條件和基礎(chǔ)要求，逐步優(yōu)化燃料燃燒的主要模式，促進(jìn)各種資源的高效、合理利用。

3.3 減少水分流失，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)功效

水輪機(jī)等相關(guān)設(shè)備在運(yùn)行期間會(huì)發(fā)生大量的水蒸發(fā)，會(huì)消耗很大一部分熱量，同時(shí)也意味著大量水分的消耗，這也是目前熱能動(dòng)力相關(guān)裝備技術(shù)需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題，但是依靠目前人們的認(rèn)知水平和技術(shù)實(shí)力，并不能完全保證水流失問(wèn)題不再發(fā)生，但是可以憑借技術(shù)創(chuàng)新來(lái)逐步減少水分的流失與浪費(fèi)，同時(shí)提高水輪機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，使其發(fā)揮出最大的功效作用，以此來(lái)減少能源的消耗。

3.4 關(guān)注并科學(xué)運(yùn)用重?zé)崆闆r

熱能在轉(zhuǎn)化利用過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)損耗的情況，很多熱量白白被揮發(fā)和釋放于空氣之中而得不到合理的運(yùn)用，科技創(chuàng)新的目標(biāo)就是將其損耗控制在合理的范圍內(nèi)，這就是我們常見的重?zé)崆闆r，其指數(shù)的數(shù)值變化大小就代表著熱量損耗程度的大小，因此將重?zé)釘?shù)值控制在合理區(qū)間范圍內(nèi)就變得非常重要，在使用動(dòng)力設(shè)備和發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中，也要控制好水含量和溫濕度，對(duì)其運(yùn)行環(huán)境中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣就能夠控制好燃料燃燒時(shí)的狀態(tài)，防止?jié)穸仍黾佑绊懙饺剂系某浞秩紵瑥亩斐芍責(zé)釘?shù)值逐漸變大，造成熱能量的損耗程度加劇。當(dāng)然也要根據(jù)設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行情況做出相應(yīng)科學(xué)的調(diào)整，必要時(shí)還需要增加其水分含量和濕度，以確保設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，充分利用好產(chǎn)生的熱能。

3.5 在鍋爐方面主要使用仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片

鍋爐內(nèi)部風(fēng)扇結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行精度高，在測(cè)量方面也缺乏測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)比較困難，這導(dǎo)致到目前為止，并沒(méi)有科學(xué)，完善的系統(tǒng)應(yīng)用于鍋爐葉輪制造和運(yùn)行開發(fā)?？梢杂媚M內(nèi)部氣體流量的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行評(píng)估，對(duì)不同方式的空氣吹入對(duì)風(fēng)機(jī)的流動(dòng)分離進(jìn)行模擬。然后根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬這些值，模擬的目的是對(duì)基于不同的速度所得到的矢量圖分析并與可以確定的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離與迎角關(guān)系并進(jìn)行進(jìn)一步研究。

3.6 提升機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換效率

依據(jù)熱能動(dòng)力學(xué)相關(guān)原理，確定研究對(duì)象，設(shè)備應(yīng)用主要目的是促進(jìn)能量轉(zhuǎn)換，現(xiàn)有技術(shù)條件下，解決能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，首先要解決設(shè)備有效利用問(wèn)題，分析發(fā)電廠鍋爐應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合熱能動(dòng)力工程學(xué)，可以總結(jié)出可靠可行的理論知識(shí)，并將其應(yīng)用于技術(shù)改進(jìn)之中。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)需要設(shè)備不同零件間相互協(xié)作，技術(shù)人員需要通過(guò)自身知識(shí)技能并且結(jié)合實(shí)際狀況需要對(duì)局部進(jìn)行調(diào)整。

3.7 轉(zhuǎn)換思維促進(jìn)設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)

思想指導(dǎo)行為，要改變現(xiàn)狀必須從思想方面進(jìn)行突破、改變?cè)心Ｊ剑诳沙掷m(xù)發(fā)展理念的能源消耗模式進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，轉(zhuǎn)變資源利用觀念，促進(jìn)節(jié)能降耗。要使工作人員意識(shí)到技術(shù)革新，設(shè)備效率提升對(duì)于資源高效利用的重要性，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)鍋爐高效利用，調(diào)動(dòng)工作人員積極性。

結(jié)論

熱能動(dòng)力工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，日益向著技術(shù)專業(yè)化、工序規(guī)范化和高度信息化的方向發(fā)展。技術(shù)人員實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中將熱能工程項(xiàng)目的特點(diǎn)和行業(yè)規(guī)范融合起來(lái)，不斷提高創(chuàng)新能力，使熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用更好地服務(wù)于生產(chǎn)生活。

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