热能与动力工程相关问题研究

　　【摘 要】我国已然进入动力发展社会，人们在日常生活中对热能和动能的利用范围也不断加大。本文对热能与动力工程的相关研究进行了简要的阐述，就热能与动力工程存在的问题及改进方式了简要的探讨，希望热能与动力工程能够促进更多技术的现代化发展，从而更好地推动社会的进步。
　　【关键词】热能；动力工程；发展
　　在全球化经济浪潮的推动下，各行各业对能源的需求量也在不断加大，而我国处在一个人口基数大，人均可用能源量较少的环境中，只有在今后的发展中不断节能减排，才能促进能源的可持续发展和社会的可持续进步，从而更好地提高热能与动能工程的经济效益。
　　1 热能与动力工程的相关研究
　　对热能与动力工程的相关研究有助于热能的工业化发展，提升热能与动力工程的研发动力和创新力量，为今后的发展找准方向。在实际工作中，需要对热能动力装置的概念及热能的特点有所了解，才能促进工业化发展的高效性。
　　1.1 热能动力装置的概念
　　我们常说的热能动力装置主要包括以下两种类型：一是利用燃烧过程中所产生的燃气进行能量交换，是内燃机中比较典型的代表。这种方式主要是通过燃气将热量带到发动机中，从而实现热量交换。二是将燃烧后形成的燃气利用一些技术手段，将其传递到相关的液体环境中，再通过液化的形式，将产生的气体传输到发动机中，从而实现了热能的传递和转化，这是蒸汽机的典型代表。无论上述的哪种形式，在工业生产中都能够得到很好的应用和发展。
　　（1）太阳能及其能量的转换
　　太阳能不仅是一种非常常见的能源，更是一种可再生的清洁能源，但是这种清洁能源在转化过程上存在一定的复杂性。太阳能在生物科学领域应用的比较广泛，主要是通过植物利用光能进行光合作用促进其生长，但在此过程中，并没有将太阳能直接分离出来。目前看来，在工业化领域，对太阳能的利用不是特别广泛，主要存在以下两种原因：一是太阳能发电的成本较高；二是太阳能的能量转化率较低。因此，对于太阳能的能量转化问题已逐渐成为热量与动力工程研究中的热点话题。
　　（2）燃料化学能及其转换过程
　　这种转换方式主要是利用燃料燃烧的过程中所产生的化学能转化为热能。但在整个能量转化的过程中，应该注意燃料的选取，以及能量转化时光能的产生，将燃料燃烧完全以免造成不必要的浪费。
　　（3）热能的转换
　　在现实生产过程中，可以通过各种动能和势能的转换来获取热能。将动能转化为热能主要利用发电机产生电能，再进一步将电能转变为热能；势能的转化是利用汽轮机和内燃机产生的机械能转化为热能的过程。利用动能和势能转变为热能是常用的能量转化方式，可以有效减少能量转化中的热量消耗。
　　2 热能与动力工程存在的问题及改进
　　现阶段，虽然热能与动力工程的发展已受到人们的关注，但是在发展过程中仍存在许多问题，我们需要从实践中逐渐探索问题的根本原因，并在今后的工作加以改正，从而促进热能与动力工程的正向发展。
　　2.1 重热现象问题及改进
　　重热现象是指在多级汽轮机内，上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种情况下，后一级的进汽焓值会相对提升，而各级的理想焓值累计总和将会超过全机总压降范围之内的焓值。但是在实际的操作过程中由于外界因素的影响，发电机组所产生的热能并不会全部被利用，这时就需要调节好实际的重热系数，以保证热能的充分转化。但是并不是说重热系数越大越好，因为重热的利用会降低各级效率，只能回收热损失的一部分。因此，在实际的应用中，各电厂应该根据自身的实际情况选择合理的重热系数，以保证热能与动能的有效转化与利用。
　　2.2 节流调节过程中的问题及改进
　　实际工作中节流调节会存在以下几个问题：一是缺少调节级，在第一级可以全周进气；二是在变工况时，会存在一定的节流损失，因此经济性能相对较差。想要改进以上两个问题先要了解节流调节的适用条件。节流调节主要适用于较小容量的机组和带基本负荷的大机组，机组具有的级数越多，机组的数值会越小。因此，可以利用弗留格尔公式，计算出不同流量下各级级前的压力，从而得到各级之间的压差，进而确定好相应的功率效率及各零部件的受力情况等。同时，可以通过检查各机组在运行时所显示的压力值是否与弗留格尔公式的标准值一致的方式，来判断汽轮机是否正常工作，通过这种方式可以解决流通面积发生改变的问题。在实际工作中，由于节流调节存在一定的难度，所以这部分的问题相对较多，但是加强对这部分知识的学习，可以很好地避免由于节流调节过程出现问题而产生的故障，对热电厂的发展具有重要的现实意义。
　　2.3 调压调节存在的问题及改进
　　调压调节具有以下两个特点：第一，它能够合理地调节负载，保证各级机组的正常运转；二是在承担负载的过程中，可以有效减少资金的投入，起到节约成本的效果。但在实际操作过程中，当需要承担的负载超过一定程度时，滑压调节会产生较大的费用支出。同时，我们需要注意在非工作弧度时，动静轴在间隙中会出现停滞的现象，会导致大量蒸汽的产生，造成斥汽损失的后果。因此，在调压调节中要时刻注意到上述问题，随着信息化技术的不断发展，，我们应该针对以上问题引入相关的新技术和新方法，有效减少调压调节中产生的各项损失，从而达到更为理想的状态。
　　2.4 湿气损失问题及改进
　　湿汽损失是热能与动力工程中常见的问题，主要由以下几个原因导致的：第一，在能量转化的过程中，由于湿蒸汽膨胀而导致部分蒸汽发生凝结现象，形成大量的水珠，在此过程中湿气出现了部分的损失。第二，由于凝结后产生的水珠具有一定的阻碍作用，可以限制蒸汽的正常流动，导致蒸汽动能的浪费。第三，如果湿蒸汽的温度偏低，也会影响到动能的转化，从而形成一部分的浪费。因此，在实际工作中，首先，可以运用去湿设备或是增加中间再循环的设计，来避免湿气的不必要损失。其次，可以通过强化机组的抗冲蚀能力来降低损失。汽轮机在运行的过程中由于轴承的摩擦和主油泵的启动都会产生一定的能量消耗，所以在选用和安装的过程中，应该购置技术较为先进的汽轮机，不仅能够很好地节约能效，还可以更好地提升运行效率。
　　3 结束语
　　现代科学技术水平的提升，极大地促进了社会经济的进步与各行各业的发展，也对热能与动力工程提出更高的要求，虽然现阶段热能与动力工程的发展中仍存在很多问题，但是通过对各项问题的不断探索与改进，终会使能源利用实现利益最大化。
　　参考文献：