热能与动力工程中的节能措施

热能与动力工程中的节能措施

李飞

身份证号 23080419870529**** ，黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：生态文明建设是总体布局之一，其环境和能源问题受到战略重视。国家提倡节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会。通过积极的技术创新，可以改进节能技术，以满足未来生态发展的需要。本文首先对热能与动力工程进行了概述，了解了热能技术在生产中的能耗和环境影响问题。在此基础上，提出了节能技术在热能与动力工程中的应用措施，以提高能源利用率，为行业运营发展提供相关理论支持。

关键词：热能；动力工程；节能技术

1.热能与动力工程

(1)热能装置

热能装置主要是指人们在生产生活中需要的主要设备形式。在热能装置中，燃料燃烧释放出大量的热能，然后热能在装置系统中转化为机械能。一般来说，有以下工业热能设备:

①蒸汽机

蒸汽机利用燃烧过程中产生的热量加热传导介质，水蒸发成蒸汽，蒸汽膨胀推动活塞做功，完成蒸汽能量向机械功的转化。

②内燃机

内燃机通过燃料和空气的混合产生高温高压气体，气体膨胀推动活塞做功，然后通过曲柄连杆等机构输出机械功，实现热能向机械能的转化。

③汽轮机和燃气轮机

以高温高压蒸汽或高温气体为工作介质，驱动叶轮高速旋转，将热能转化为机械能。适用于核电站、高速船等大功率设备和机械。

(2)电力工程设备

动力工程装置、热能装置和动力装置共同构成工业动力系统，是工业生产中应用最广泛、最重要的设备和设施。基于当前社会节能减排的迫切需求，详细分析了电力工程设备的结构和原理，不断优化升级电力工程设备，实现经济快速发展和生态文明建设同步推进。在能源利用日益紧张的背景下，优化电力工程设备设计可以有效解决日益增长的能源需求，改善我国的能源结构。

2.热能和动力工程的损失及其对环境的影响

(1)热能损失

在热能装置和动力工程装置中，利用热能作为中间介质，实现燃料能向机械能的转化。但由于客观生产条件的限制，转化率不到100%，有些热能不经转化必然会被浪费掉。

(2)水分流失

在电力行业的生产运行中，由于热能和电力工程的性质，会产生湿气，湿气的蒸发过程吸收热量，产生水分流失的问题。为了解决这一问题，可以采用再热、防潮和除湿设备，以避免水分对设备的附带影响，提高热能的利用率。

(3)环境影响

热能和动力工程对环境的影响是不可避免的，因为在运行过程中大量使用能量和排放热能。

第一，在热能与动力工程的生产中，大多数企业的燃料供应是煤炭。煤炭的使用伴随着CO的排放，大量的温室气体排放会造成臭氧层破坏和气候变暖。第二，在这些企业的生产中，设备运行产生的噪声对附近居民的生活和学习有影响，对企业内工人的听力有影响。第三，工业生产，汽车尾气，住宅供暖等。散发热量，造成城市温度高于郊区农村的热岛效应。第四，热能与动力工程应用于核电站、钢厂等企业时，工业冷却水的排放导致水温升高，水域溶解氧减少，部分水毒物毒性增加，细菌繁殖，水生态环境遭到破坏，导致水热污染。

3.节能技术在热能与动力工程中的应用

(1)余热回收技术的应用

通过对电厂运行状况的分析，在电能生产和能量利用过程中，为了实现有效的能量传输和科学转化，整个能量转化过程中会有热量损失。因此，为了减少热量损失，应根据电厂的运行情况分析容量损失现象，并具体分析余热回收过程。在余热回收中，需要改变以前的工艺，通过处理余热回收资源来减少余热排放，然后根据余热的数量和质量的基本特征来确定余热回收的方法。结合目前的热能和电力系统的运行状况，应用供热冷凝装置可以有效提高电力设备的运行效率，节约燃料，有效减少热量损失。此外，在电厂运行过程中，由于生产需求会限制整个系统的运行，通常会产生大量的废水，需要对这些废水资源进行科学系统的处理，从而实现余热回收技术的节能价值。

(2)及时优化产业结构

在热能与动力工程领域，为了改变高能耗行业的运行模式和发展现状，产业结构优化是其产业革命中不可或缺的环节。产业结构调整的出发点可以从以下几个方面进行:一是调整产业发展所需的能源结构，走出去学习节能技术，引进高效节能设备，改进工艺流程，建立光污染甚至无污染的生产方式，提高产业运营发展效率。第二，在技术创新上，要坚持因地制宜的原则，将当地的水资源储备转化为能源动力优势，综合利用热能资源。比如应用空气单元热回收技术回收热能，可以实现热能和电力工程资源的节能应用。第三，通过升级工业生产设施，提高热能单元和动力工程单元的功能和应用效率，是实现节能回收的重要途径。

(3)开发新能源

工业化、城市化和消费结构升级都会增加能源需求。在目前的社会能源体系中，煤炭、石油和天然气仍然是主要组成部分。这些能量从原始社会甚至很久以前就开始提炼积累。工业革命才几百年，大自然赋予的能量已经显示出储备的预警信号。此外，人类过度开发和滥用不可再生能源对生态环境的破坏给美丽的地球留下了疤痕。因此，倡导使用清洁能源已经成为当前行业和社会的共识，太阳能、生物能、风能、地热能和氢能的发展方兴未艾。上述能源都是可再生能源，特别是环境污染小，有利于经济和环境保护的协调可持续发展。

(4)完善锅炉回收技术

从热能和动力工程的节能角度来看，通过减少损失来回收和利用热能有发展空间。主要是锅炉回收废气和废水两个维度的回收技术。以某热电厂锅炉为例，其运行过程中需要排放生产尾气。不做任何技术处理的直接疏散，就像上面分析的热能和动力工程损失及环境影响问题一样，造成大量温室气体CO排放，严重污染环境，导致随着废气疏散热能的浪费和损失。相反，如果废气可以重复利用，上述问题的严重性将大大提高。通过实验数据分析，锅炉排烟温度不能低于200℃。虽然这个温度不能满足熔炼炉锻造工艺的要求，但可以预热工件。为了提高涂层的结合强度，保证喷焊层的质量，需要降低热应力，降低热应力的有效途径之一是对工件进行预热。低合金钢、铸铁等一般钢的预热温度为250-300℃，适用于锅炉废气温度。此外，锅炉废水排放不仅导致水体热污染，也是能量损失的环节之一。由于需要改进工业回收技术等客观原因，工业废水直接排放仍是我国锅炉废水处理的主要方式。锅炉污水的特点之一是水量大。如果能转化利用，将是工艺上的一大技术突破。供热系统的二级管网需要补充大量的介质水。经过絮凝沉淀、陶瓷膜过滤去除浊度等。锅炉污水的出水水质指标能够满足行业要求。将废气和废水转化为工业生产资源优势，引导热能和动力工程产业走向产业升级，对产业的可持续发展具有重要意义。

(5)采用强化传热技术

中国从战略高度重视环境保护和能源利用，大力推广工业生产节能技术。传热应用技术通过换热器提高能量利用率，从而大大提高热能与动力工程的产业发展效果。强化传热技术被称为第二代传热技术，可以显著提高换热器的传热性能。通过采用强化传热元件和改变壳程支撑结构，可以提高传热效率，优化传热过程。强化传热不仅可以提高热效率，降低流体输送能耗，还可以保证生产设备的安全使用。换热器传热性能的改善将显著提高能量利用率，促进能量的高效利用。

4.结束语

综上所述，热能与动力工程在工业生产中应用广泛，但其能耗和环境影响值得关注。中国经济发展、能源供需和环境之间的矛盾仍然是主要矛盾之一，节能减排势在必行。因此，针对热能与动力工程应用中存在的问题，需要改善技术条件，调整产业结构，创新开发新技术，以满足当前热能与动力工程行业的运行和发展需求。

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