能源动力工程概论范文

导语：如何才能写好一篇能源动力工程概论，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

[关键词]热能动力工程；锅炉技术；能源；发展

中图分类号：TK221 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0085-01

随着常规能源的日渐短缺，人类环境保护意识的不断增强，节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务，在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用，在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。

一、 热能动力工程概念及在能源方面的现状

（一）、热能动力工程概念

热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面，其包括热力发动机，热能工程，流体机械及流体工程，热能工程与动力机械，制冷与低温技术，能源工程，工程热物理，水利电动力工程，冷冻冷藏工程等九个方面，其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机，热能工程，动力机械，能源工程以及工程热物理等部分专业技术。热能动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题，其研究方面横跨机械工程、工程热物理等多种科学领域。其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向、工程物理过程以及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向、锅炉热能转换方向等，热能动力工程是现代动力工程的基础。热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题，作为热能源的主要利用工程，热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。？

（二）、热能工程技术的现状

随着我国市场经济的建立，社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战，更是热能动力专业教育的关键。同时，热动还是现代动力工程师的基本训练，可见热动是现代动力工程的基础。热动主要研究热能与动力方面，是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业，又在各行各业中有特殊的应用，也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。

能源问题在当今社会举足轻重，热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。

能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业，同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业，在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。

风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能，转变为推动气体流动的压力，从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风，矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等。尤其是在电站，随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展，电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求，锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故，严重危害设备、人身安全，也给电厂造成巨大的经济损失。此外，风机一直是电站的耗电大户，电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机，降低其耗电率是节能的一项重要措施。

二、热能动力工程技术运用

（一）炉内燃烧控制技术

其燃烧控制是步进炉的核心技术之一，手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有：

（1）空燃比例连续控制系统，该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较，偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节，从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。

（2）双交叉限幅控制系统，该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是：通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号，该信号表示测量点的实际温度，该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小，PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制，借助于孔板和差压变送器来测量空气流量，燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量，使精确的温度控制得以实现。

（二）、软件仿真锅炉风机翼型叶片

由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂，并带有强烈的非定常特征，进行细致的实验测量非常困难，目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象，这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟，研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤：创建二维模型，进行网格划分，设定边界条件和区域，输出网格，再利用求解器求解，对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后，对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析，得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。

三、热能动力工程的发展方向

1、热能动力及控制工程方向（含能源环境工程方向）主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

2、热力发动机及汽车工程方向掌握内燃机（或透平机）原理、结构，设计，测试，燃料和燃烧，热力发动机排放与环境工程，能源工程概论，内燃机电子控制，热力发动机传热和热负荷，汽车工程概论等方面的知识。

3、制冷低温工程与流体机械方向掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统，制冷空调与低温各种设备和装置，各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

4、水利水电动力工程方向掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识，以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

四、结束语

热能动力工程的迅速发展使得热力发动机专业方向，其中包括热力发动机主要研究高速旋转动力装置，包括蒸汽轮机、燃气轮机、涡喷与涡扇发动机、压缩机及风机等的设计、制造、运行、故障监测与诊断以及自动控制等行业的发展都到了提速。热动能的发展为航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、铁路及轻工等部门培养高级工程技术人才，若能将这些理论知识转换成实际的运用，我国的能源压力将大大降低。

参考文献

[1] 安连锁.泵与风机[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2] 袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全，2005，14（6）：38-39.

[3] 蔡兆林，吴克启，颖达.离心风机损失的计算[J].工程热物理学报，1993，14（1）：53-56.

[4] 王松岭.流体力学[M].北京：中国电力出版社

[5]安连锁.泵与风机[M] .北京：中国电力出版社，2001.

[6]袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全，2005，14（6）：38-3 9 .

篇2

【关键词】热力动力工程；能源；锅炉仿真

热能动力工程专业的应用性增强，它主要是以机械工程学和跨热能动力工程作为理论基础，通过热能和机械能的转换，来产生动力。而锅炉正是能量转换的工具，只有在锅炉进行合理的设计，才可以达到一定的使用效果，最近几年，我国锅炉的种类逐渐增多，但在锅炉的制造和使用方面，还存在很多问题，这样导致能源的利用率较低，所以怎样才能提高能源的利用率是目前国家热能动力工程方面需要研究的问题。

1.我国当前动力工程的情况以及发展趋势

1.1我国当前动力工程的发展情况

我国热力动力工程专业形成于20世纪50年代，兴起于苏联，主要包括的学科有锅炉、电厂热能、内燃机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程等几十个小专业。而在我国，改革开放之后，我国由几十个小专业压缩为九个，随即不久，就从原来的几十个专业合并为一个专业，目前我国已有120多所高效舍友热能与动力工程专业。

对于热动主要研究的方面是热能与动力，是一种应用性强的专业，主要学习的基础知识有：机械工程、热能动力工程和工程热物理，还要学习能量转换以及有效利用的理论和技术，掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。这个专业在很多领域上有着很广泛的应用，同时也是我国科技发展的基础方向。随着我国的经济发展，市场经济的建立，社会需求和经济分配状态以及科技发展的趋势等都成为我国现阶段的挑战，也是当前本专业在我国教育发展的主要方向，而且热动也是当前动力工程师的基本训练。

1.2我国当前动力工程的发展趋势

首先是在动力控制工程方向发展，主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。其次是在热力发动机及汽车工程方向上主要掌握内燃机原理、内燃机的结构、设计、测试、燃料和燃烧，还有热力发动机排放、环境工程概论以及内燃机电子控制、热力发动机传热和热负荷等方面的知识。在制冷低温工程和流体机械方向上，需要掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统，制冷空调与低温各种设备和装置，各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。除此之外，在水利水电工程方向上主要掌握掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识，以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

2.工业炉的发展

工业炉的作用是将燃料燃烧产生的热量，用来对物料和工件加热。工业炉是工业加热的关键设备，广泛应用于国民经济的各行各业，量大面广，品种多，影响极大。我国在很久以前就出现了很完善的炼铜炉，随着技术的发展，炼铜炉发展迅速。而发展到现在，据不完全统计，全国12个行业县以上企业，工业炉装备11万台以上，机械行业占7.5万台（占炉窑总数66%）。工业炉中燃料炉约6万台，占炉窑总数55%以上，电炉绝5万台。也就是说大部分地区都在使用工业炉，而燃烧炉又是工业炉中使用最多的，所以对于工业炉发展对于我国的工业发展有着很重要的作用。

3.关于炉内燃烧控制技术的运用

对于燃烧控制技术是当前步进炉发展的核心技术之一，而当前控制技术已逐渐由原来的手动控制转换为自动控制，而当前加热炉选用的自控方式主要有空燃比例连续控制系统以及双交叉限幅控制系统。

3.1空比例连续控制系统

该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC，由此得到的偏差值按比例积分、微分运算分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节，可以达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。

3.2双交叉限幅控制系统

该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是：通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号，该信号表示测量点的实际温度。

4.仿真锅炉风机翼型叶片

对于锅炉的叶轮机械内部，流场复杂，有着非定长特征，所以在实验检测方面就会有很大的困难，而目前没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象，需要流动实验和数值模拟了解机械内部流动本质。

5.热能工程技术在能源方面发展

5.1在能源方面出现的问题

对于当今世界，各个国家都很重视能源的问题，而能源动力工业又是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业，所以在国家各方面的发展上起到了很重要的作用。对于风机，是一种能源利用中产生的机械，它本身装有多个叶片，通过轴旋转推动气流，这种风机主要广泛应用在发电厂、锅炉和工业路遥的通风和引风，对矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和很多大型的建筑物实现内部通风，同时实现排尘和进行冷却。对于在一些发电站里，随着机组的发展，电站需要向更安全、更可靠地方向发展才行，所以电站对风机也提出了更高的要求，解决掉一些安全问题，像锅炉经常出现烧坏电机、窜轴、叶轮飞车等事故，这种事故严重危害到设备的使用以及工作人员的生命安全，同时在经济方面也有大量的损失。

5.2在能源方面的发展前景

能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础，所以怎样让能源更合理的开发和使用就会很大程度上推进世界经济和人类社会的发展，而我国经济发展同样离不开能源，当前我国在能源发展方面主要以“新能源、核能、只能电网、常规能源、节能减排”为主要发展方向，而热能与动力工程专业正是符合国家的能源战略发展方向，通过结合很多门专业课程的学习，来培养能适应国家能源领域快速发展要求的高级研究应用型人才。

6.结语

本研究主要根据我国热能动力工程在锅炉方面的应用和发展做了一些研究，在锅炉的燃烧控制方面，在燃烧方式、风机的旋转问题以及资源利用率方面做出了一系列的分析和阐述，总结出热能动力工程无论在锅炉的发展或是其他方面都起着很重要的作用，通过结合和利用一些理论知识能够转换成实际的应用，将更利于热能动力工程的发展。

参考文献