環(huán)境與動力工程范文
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篇1
激發(fā)學生學習積極性,提高教學效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:自動控制原理;建筑環(huán)境與設備工程;教學改革;教材
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)01-0094-04
在科學技術(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展的進程中,自動控制技術(shù)一直起著極其重要的作用。隨著城市建筑向大面積、高層、多功能、智能化、綜合性的趨勢發(fā)展,自動控制技術(shù)在建筑行業(yè)的暖通空調(diào)領域應用愈加廣泛。建筑設備自動化系統(tǒng)(Building Automation System 簡稱BAS)是實現(xiàn)建筑物內(nèi)部設備(包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、給水排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等)高效運行,創(chuàng)造安全舒適工作或居住環(huán)境的重要保證。
據(jù)調(diào)查,國內(nèi)已投入使用的BAS系統(tǒng)多數(shù)僅能完成設備的運行參數(shù)檢測、設備的啟/??刂频然竟δ埽嬲龑崿F(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的很少,離節(jié)能的目標更是相差甚遠。其中一個重要原因是負責暖通空調(diào)系統(tǒng)設計、運行管理的技術(shù)人員不了解BAS及相關(guān)技術(shù)對自己專業(yè)技術(shù)所起的作用,而設計、施工BAS的電氣、自控專業(yè)人員又不了解暖通空調(diào)工藝,不知道實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)控制的最優(yōu)解決方案。為了滿足建筑智能化技術(shù)的推廣以及引進、消化、吸收,促進該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,迫切需要培養(yǎng)具有暖通空調(diào)學科與電控學科交叉知識的復合型人才?;谛袠I(yè)發(fā)展需求,建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)指導委員會在培養(yǎng)方案指導意見中將自動控制原理課程設置為專業(yè)基礎課程。
一、課程特點以及教學改革思路
自動控制原理是控制理論與工程技術(shù)相結(jié)合的一門課程,它研究自動控制和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般性規(guī)律。該課程的主要特點是理論性較強、內(nèi)容抽象、涉及數(shù)學基礎知識較多、公式和圖形多,推導復雜[1]。很多學生看不清這些理論與專業(yè)內(nèi)容的關(guān)系,誤認為該課程是一門應用數(shù)學課程,容易產(chǎn)生畏難心理。
近3年,作者采用網(wǎng)上瀏覽、實地調(diào)研、與畢業(yè)生交流等手段調(diào)查了國內(nèi)30余所高校建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)自動控制原理課程教學情況,調(diào)查內(nèi)容主要包括開課教師情況、課程學時、選用教材、學生學習效果等內(nèi)容。
分析調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn):其中25所學校是由自動控制專業(yè)的教師為建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)自動控制原理課程授課,有5所學校是由建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)教師進行授課。因總學時的壓縮,19所院校課程為40學時,6所學校為32學時,5所學校為48學時,10所高校直接選用自動控制專業(yè)所選教材,18所學校選用《自動控制原理(非自動化專業(yè))》教材,2所學校采用自編教材。由于課程學時設置不同,各校講授課程的內(nèi)容體系、深度、廣度各不相同,學生普遍反映學習難度太大,效果不好,沒有很好地實現(xiàn)開設自動控制原理課程的目的。
與不同院校畢業(yè)生交流發(fā)現(xiàn),學生學習效果不好的主要原因為:其一,課程理論性較強,涉及知識點較多,數(shù)學公式多、教師往往把過多時間和精力集中于原理講解和公式推導,忽略了理論知識與自動控制系統(tǒng)應用實例的結(jié)合,弱化了課程作為建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)基礎課程的作用;其二,由自動控制專業(yè)教師講授課程難以將自動控制技術(shù)理論與暖通空調(diào)領域的專業(yè)工程應用案例充分結(jié)合,課程內(nèi)容與專業(yè)應用脫鉤,學生對學習課程的必要性、重要性和實用性認識模糊。而建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)教師對課程的教學重點與教學深度難以把握,沒有一個標準以作衡量。此外,建筑環(huán)境與設備專業(yè)學生數(shù)學基礎不如電類專業(yè)學生好,學習課程相關(guān)數(shù)學知識難度大,因此學生興趣不高;其三,課程實驗環(huán)節(jié)不足或者作用發(fā)揮不明顯。多數(shù)學校沒有針對建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)學生系統(tǒng)地設置課程對應的實驗環(huán)節(jié),部分院校只是簡單選擇部分自控專業(yè)部分實驗內(nèi)容,沒有充分考慮暖通空調(diào)領域控制對象的特點,控制器的設計脫離被控對象,課程實驗環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學生獨立思考能力、綜合分析問題能力和創(chuàng)新能力等方面顯得不足,難以充分發(fā)揮實驗課對培養(yǎng)學生分析和解決實際問題能力的作用。
二、課程的教學改革實踐
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)根據(jù)專業(yè)指導委員會擬訂的建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)面向21世紀教學內(nèi)容、課程體系、總體框架, 結(jié)合社會與專業(yè)發(fā)展需求,對教學計劃、課程體系進行拓寬和更新。由于自動控制原理是建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)跨專業(yè)的基礎課程,為順應建筑智能化發(fā)展對人才培養(yǎng)要求,學校從課程教學內(nèi)容、教材建設、實驗環(huán)節(jié)等方面開展了研究和探索,對課程的基礎理論與實踐教學進行了優(yōu)化。
(一)結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求和建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)定位優(yōu)化課程教學內(nèi)容
建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)培養(yǎng)暖通空調(diào)學科和電控類學科交叉復合型人才的目的是應用自動控制知識和技術(shù)為建筑設備系統(tǒng)運行服務,而不是開發(fā)自動控制系統(tǒng)?!蹲怨迷O備工程師(暖通空調(diào))執(zhí)業(yè)資格考試基礎考試大綱》中已經(jīng)將自動控制原理列入考試課程范圍。大綱中明確要求熟悉空調(diào)自動控制方法及運行調(diào)節(jié)??紤]到建筑設備自動化系統(tǒng)要求自控知識的難度和深度,根據(jù)專業(yè)指導委員會擬訂的《建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)面向21世紀教學內(nèi)容、課程體系》總體框架要求,建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)學生在自動控制方面只需達到初步掌握自動控制的基本原理,能夠準確提出該專業(yè)對自控的要求,正確繪制自動控制原理圖,并能配合自控技術(shù)人員進行調(diào)試?;趯I(yè)人才培養(yǎng)定位,同時考慮到經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論適用于暖通空調(diào)與制冷設備控制系統(tǒng)設計和運行,課程教學內(nèi)容以常規(guī)線性控制理論為基礎,主要介紹自動控制系統(tǒng)四個模塊(調(diào)節(jié)對象、測量裝置、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器)的原理、特性以及應用,讓學生掌握位式調(diào)節(jié), P、I、PI、PID 控制方式的原理; 掌握拉氏變換并能夠運用該種數(shù)學方法進行控制系統(tǒng)的特性分析;熟悉執(zhí)行機構(gòu)選用與計算,能夠進行調(diào)節(jié)閥選擇;掌握PID 計算機控制式的推導和應用。學生了解計算機控制系統(tǒng)相關(guān)知識,包括系統(tǒng)類型、脈沖信號采集采樣控制理論、計算機控制系統(tǒng)在暖通空調(diào)領域的應用。
(二)編制適用于建筑環(huán)境設備工程專業(yè)的自動控制原理課程教材
目前,沒有專門作為建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)(如熱能動力工程專業(yè))本科生學習自動控制原理的教材?!蹲詣涌刂圃怼方滩膶τ诮ㄖh(huán)境與設備工程專業(yè)本科生學習難度大,這些教材內(nèi)容與專業(yè)內(nèi)容聯(lián)系很少,而且學生沒有必要學習自動控制理論的全部內(nèi)容[2]。
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)在暖通空調(diào)自控、建筑智能化相關(guān)領域的教學、工程設計、科學研究方面積累了豐富的經(jīng)驗。2009年,圍繞自動控制原理課程的教學改革,筆者成功申請了北京市精品教材建設立項。在總結(jié)多年教學實踐經(jīng)驗和注意吸取當前暖通空調(diào)自控方面的新技術(shù)、新成果基礎上,主編的《建筑設備自動控制原理》于2011年由機械工業(yè)出版社出版。
該教材的主要特點有:(1)以經(jīng)典控制理論為主,介紹自動控制系統(tǒng)四個模塊(調(diào)節(jié)對象、測量裝置、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器)的原理、特性以及應用,在各模塊知識基礎上,介紹控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、時域響應、頻域響應以及穩(wěn)定性判斷內(nèi)容,此外,教材還包含計算機控制系統(tǒng)相關(guān)知識。(2)書中給出的案例充分結(jié)合與暖通空調(diào)行業(yè)工程應用,有助于加深學生對專業(yè)知識的理解,為學生今后的相關(guān)專業(yè)課學習打下堅實的理論基礎。(3)教材內(nèi)容涵蓋基礎部分和提高部分,適應32~48學時教學需求,教師可以根據(jù)實際學時選擇教學內(nèi)容,也可結(jié)合實際授課的情況進行補充。
(三)強化課程實驗環(huán)節(jié)建設并開發(fā)相應的實驗裝置
在理論教學改革的同時,從改革實驗教學模式入手,逐漸由以“教”為中心的教學模式向以“學”為中心的教學模式轉(zhuǎn)化,優(yōu)化實驗教學內(nèi)容,改革實驗教學方法,努力提高實驗教學水平。根據(jù)課程的教學內(nèi)容,以自動控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)為基礎,設置相應的實驗環(huán)節(jié),主要包括:(1)傳感器特性實驗;(2)調(diào)節(jié)對象特性實驗;(3)調(diào)節(jié)器特性實驗;(4)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)實驗,共8學時。實驗環(huán)節(jié)全部是綜合性實驗。結(jié)合專業(yè)技術(shù)應用特點研制開發(fā)了自動控制原理的實驗設備“多功能風機盤管自控實驗臺”, 實驗裝置以暖通空調(diào)系統(tǒng)為調(diào)節(jié)對象,促使學生將專業(yè)空調(diào)理論與自控原理相聯(lián)系,鞏固專業(yè)知識,促使學生思考建環(huán)專業(yè)中所涉及的暖通空調(diào)系統(tǒng)應該如何自控運行。目前,該裝置已連續(xù)使用6年,并已經(jīng)推廣到國內(nèi)多所院校建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)應用。實驗裝置填補了建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)自控實驗設備的空白,有關(guān)成果已經(jīng)申請國家專利。
(四)注重課程體系建設和師資隊伍建設
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)在培養(yǎng)方案中設置建筑電氣電控工程類系列課程,包括: 電工技術(shù)、電子技術(shù)、建筑環(huán)境測試技術(shù)、自動控制原理、建筑照明與電氣控制、微機系統(tǒng)應用、建筑設備自動化[3]。在自動控制原理課程建設中,充分注意結(jié)合相關(guān)系列課程建設,注意課程講授知識點與相關(guān)課程,如建筑設備自動化、建筑照明與電氣控制、建筑環(huán)境測試技術(shù)的合理銜接,形成完整的建筑電氣電控工程類系列課程體系。
目前,國內(nèi)建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)教師構(gòu)成基本以暖通、熱能、制冷專業(yè)畢業(yè)生為主,自控專業(yè)的畢業(yè)生普遍不愿意到暖通類專業(yè)任教。結(jié)合自動控制原理課程改革,鼓勵專業(yè)教師到自控專業(yè)有選擇性地進修相關(guān)知識,到自控公司或者設計院進行工程鍛煉。此外,利用社會人才資源, 通過聘請兼職教師、開辦建筑設備自動化技術(shù)論壇、講座等形式,提高師資隊伍教學水平。
三、課程教學改革實踐的成果
多年來,建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)堅持開展以自動控制原理課程建設為核心跨學科培養(yǎng)復合型、應用型人才教學改革,在教材編寫、教案整理過程中,將學術(shù)帶頭人的研究與培養(yǎng)建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)特色人才有機結(jié)合。通過課程內(nèi)容的整合和教材編寫,完成學生自動控制理論基礎知識的鋪墊;通過研發(fā)設備和設置實驗實踐環(huán)節(jié),加深學生對課程的了解,鞏固基礎知識學習。理論知識到實踐應用有機結(jié)合有效提高了學生學習效果和動手能力。
經(jīng)過多年的努力,課程改革取得良好的效果,學生學習積極性明顯提高,北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)從事樓宇自控方向畢業(yè)生比例逐漸增大。基于該課程建設所研發(fā)的風機盤管自控實驗臺在2008年獲教育部高等院校實驗室建設指導委員會首屆自制教學儀器設備成果獎;以自動控制原理課程改革為主要內(nèi)容的“建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)教學改革與實踐”2008年獲北京工業(yè)大學優(yōu)秀教育教學成果獎一等獎。建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)培養(yǎng)暖通空調(diào)學科和電控類學科交叉復合型人才的專業(yè)辦學特色在2006年和2011年住建部專業(yè)教學質(zhì)量評估中得到評估專家一致肯定。北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)在2008年和2009年分別被批準為北京市和教育部特色專業(yè)建設點。
四、結(jié)語
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)結(jié)合培養(yǎng)暖通空調(diào)與電控學科復合型人才的培養(yǎng)定位和行業(yè)需求開展了自動控制原理課程教學改革。建立了自動控制原理的理論教學體系,并編寫出版教材。研發(fā)的實驗設備用于課程實驗教學。通過教學內(nèi)容、課程體系、實踐環(huán)節(jié)、教材編寫等環(huán)節(jié)的建設,強化了課程建設與專業(yè)工程實踐的聯(lián)系,激發(fā)了學生的學習興趣。經(jīng)過多年實踐,自動控制原理課程改革促進了專業(yè)辦學特色的形成,為國內(nèi)高校建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)培養(yǎng)具有暖通空調(diào)與電控學科交叉學科知識的復合型專業(yè)人才作出了積極的探索和有益的嘗試。
參考文獻:
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Teaching reform of automatic control theory course for building environment and facilities engineering specialty
LI Yan-feng, SUN Yu-ying, BIAN Jiang, XIE Jing-chao, LI Jun-mei
(College of Architecture and Civil Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, P. R. China)
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【關(guān)鍵詞】:熱能與動力工程;相關(guān)問題;科技創(chuàng)新
如今,隨著全球性能源緊張的擴散,利用和開發(fā)非再生能源成為當前需要解決的主要問題之一。就長遠來看,能源取之有盡、用之有竭。因此,怎樣對新能源有效地利用,強化環(huán)境保護,是當前重要的課題。筆者在本文中試圖以能源與動力工程為視角,研究再次利用新能源,通過新技術(shù)的使用降低環(huán)境污染,以便于保障國家的可持續(xù)發(fā)展。
1 、熱能與動力工程
從實際情況來看,熱能與動力工程直接關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)濟效益,而且在對于解決能源利用的問題有重要貢獻。這一工程涉及到的學科非常廣泛,而且學科相互之間的聯(lián)系非常復雜和系統(tǒng),因此,要科學地發(fā)展熱能與動力工程,通過能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生經(jīng)濟效益,促進經(jīng)濟發(fā)展。從專業(yè)構(gòu)成的角度來看,可以將熱能與動力工程的相關(guān)內(nèi)容劃分為幾個專業(yè)模塊,進行合理的分析、開發(fā)和研究。這些模塊分別為:以熱能轉(zhuǎn)換和利用為基礎的熱能動力及其控制工程;以內(nèi)燃機及其驅(qū)動系統(tǒng)為基礎的熱力發(fā)電機和汽車工程;以電能轉(zhuǎn)化為機械能為基礎的流體機械和制冷低溫工程;以機械功轉(zhuǎn)化為電能為基礎的火力火電和水利水電動力工程。
2 、熱能與動力工程的現(xiàn)狀
中國的能源與動力工程是在20世紀50年代形成的。在當時,國外社會發(fā)展體制的影響,形成在熱能與動力工程專業(yè)包括電站鍋爐、火力發(fā)電、內(nèi)燃機、渦輪機、風機、壓縮機、制冷、低溫、加熱、通風及空調(diào)工程、冷凍、冷藏、水電工程、水電站、水電站動力設備、水動力、自動化、機械、機電排灌工程、水力發(fā)電和提水工程和工程熱物理幾十個,形成了以工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)人才培養(yǎng)目標的基本模式,在我國發(fā)展有著相互適應的時間和范圍。隨著改革開放的進行,我國國民經(jīng)濟體系發(fā)生了很大變化。社會對人的培養(yǎng)提出了新的要求。為了滿足這一要求,國家發(fā)展了很多關(guān)于熱能與動力工程的提案,即熱能工程,熱能和動力工程機械,熱發(fā)動機,制冷和低溫工程,流體機械和流體工程,水利水電工程,工程熱物理等。這說明,在短短的十年時間里,熱能與動力工程的發(fā)展是突飛猛進的。
3 、熱能與動力工程對環(huán)境的影響研究
熱能與動力工程在日常生活中的使用會產(chǎn)生很多負面影響,比如空氣污染、噪音污染、熱污染等等,最明顯的就是現(xiàn)在全球變暖,海平面升高,這些都是應為熱能與動力工程應用的結(jié)果。熱電廠中使用熱能與動力工程最多,同時對空氣的污染也是相當嚴重的,很多廢氣廢物排放到外界會嚴重污染環(huán)境,種種問題我們能夠看出熱能與動力工程存在的問題還是較多的,及時解決這些問題我們才能更好的生活。
4 、熱能與動力工程科技創(chuàng)新探究
4.1 調(diào)節(jié)節(jié)流的技術(shù)創(chuàng)新
調(diào)節(jié)節(jié)流是火力發(fā)電廠生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的過程。特別是汽輪機運行時,通過調(diào)節(jié)節(jié)流,能夠在工況發(fā)生變化的情況下減少溫度變化對生產(chǎn)的影響,而如果汽輪機運行狀態(tài)良好,則能夠通過調(diào)節(jié)小容量機組與大容量機組的工作時間等變量,減少發(fā)電過程中的資源浪費,提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。通過對活力發(fā)電廠進行調(diào)節(jié)節(jié)流,能夠有效改善汽輪機運行的狀態(tài)和運行效果,提高熱能與動力工程的運行條件,改善熱能與動力工程的技術(shù)水平。
4.2 熱能與動力工程在鍋爐與熱電廠中的技術(shù)創(chuàng)新
為了進一步提高熱能與動力工程在鍋爐和熱電廠中的應用效果,作為相關(guān)研究人員應該不斷進行技術(shù)創(chuàng)新。在鍋爐中的應用應該考慮如果做好燃燒過程中的轉(zhuǎn)化工作。目前鍋爐的作業(yè)方式已經(jīng)實現(xiàn)了智能化,進一步提高了鍋爐運行的穩(wěn)定性和安全性。由于鍋爐燃燒過程中所產(chǎn)生的熱量和溫度控制有密切關(guān)系,所以可以通過預設值來實現(xiàn)合理檢測鍋爐性能。而且操作人員還可以通過模擬實驗的方式,準確評估鍋爐內(nèi)部氣體的流動情況,同時評估不同速度下所產(chǎn)生的效果,然后建立仿真鍋爐風機葉片,并作為相關(guān)研究的參考數(shù)據(jù)。在熱電廠中的技術(shù)創(chuàng)新主要是對汽輪機機組的效能進行研究,分析出最佳的運行效果。
4.3 降低濕氣損失
在熱電廠的實際運行過程中,不可避免地會產(chǎn)生濕氣,當濕氣過多,會給熱電廠的運行過程造成許多潛在的威脅。例如,隨著溫度的變化,濕氣會凝結(jié)成小水珠,這些水珠可能影響汽流的流速,造成不必要的動能損耗。此外,若蒸汽的溫度過低,濕氣同樣會加重。針對這種現(xiàn)象,有關(guān)人員可以安裝祛濕裝置,以便減少濕氣,進而降低濕氣所帶來的損失及其對整體機組的影響力。要注意的是,一定要定期檢查和更換祛濕裝置,保證這一過程的效果,也避免一些意外情況。不過,會增加成本支出,因此有關(guān)人員可以在此過程中增加熱循環(huán),以此提高熱電廠在運行過程中的經(jīng)濟適用性。
4.4 優(yōu)化調(diào)節(jié)節(jié)流過程
熱能與動力工程在實際運行的過程中會出現(xiàn)節(jié)流調(diào)節(jié)的問題,首先是缺少節(jié)級,在首級可以全周進氣,但是之后就比較困難。其次是在變工況的過程中,會出現(xiàn)一定的節(jié)流損失,這樣就會大大降低經(jīng)濟效益。這兩個節(jié)流問題的解決需要了解節(jié)流的適用條件,當機組容量較小,帶基本負荷的大機組的時候才能適用節(jié)流,如果機組的級數(shù)越多則其數(shù)值就越小,弗雷格爾公式可以對機組的各級壓力進行計算,得到互相之間的壓差,從而來判斷熱能與動力工程的效率和各個零部件之間的荷載情況。
總而言之,熱能與動力工程在社會中的作用是巨大的,解決熱能與動力工程中的一些問題是提高熱電廠工作效率和經(jīng)濟效益的最佳途徑,應該重視對熱能與動力工程的研究?,F(xiàn)在科學技術(shù)的水平大大提高了,熱能與動力工程也是促進了社會各行各業(yè)的發(fā)展,但是在現(xiàn)階段的熱能與動力工程的使用中還是存在很多問題,只有對這些問題不斷的解決才能實現(xiàn)利益的最大化。
【參考文獻】:
篇3
關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗;熱能與動力工程;運用;影響;措施
環(huán)境污染及資源消耗已經(jīng)成為我國在發(fā)展過程中的固有問題,這也在一定程度上限制了我國可持續(xù)發(fā)展的進程,為此在生產(chǎn)活動中如何進行節(jié)能降耗已經(jīng)成為社會中的熱點話題。在現(xiàn)今社會生產(chǎn)及生活中離不開電能的應用,為此電廠的建設一直在不斷的擴張,同時電廠也是資源消耗及環(huán)境污染的主要因素之一,因此更要注重引導電廠向著節(jié)能降耗的方向發(fā)展。目前在對電力生產(chǎn)過程的研究中發(fā)現(xiàn),熱能與動力工程的應用可以有效地降低能源消耗量,其可以應用余熱發(fā)電的特點有效地降低廢氣的排放量,達到能源的高效轉(zhuǎn)化,使整發(fā)電過程具有節(jié)能減排的作用。
1 熱能與動力工程在電廠發(fā)電中的作用
1.1 熱能與動力工程發(fā)電概述
熱能與動力工程所需要遵循的為能量守恒定律,其在運用中主要是根據(jù)這一原理將熱能轉(zhuǎn)化為動能,又從動能轉(zhuǎn)化為電能。而在電廠進行生產(chǎn)活動的過程中主要是在能源燃燒反應中釋放出足夠的熱量,這部分熱量通過蒸發(fā)器及高壓水泵的作用而產(chǎn)生大量的水蒸氣,之后水蒸氣推動了汽輪機,之后利用汽輪機的運轉(zhuǎn)來帶動發(fā)電機組產(chǎn)生電能,這部分電能則通過電力裝置傳輸出來,由變電站進行電能的分配使用。
1.2 利用熱能與動力工程進行節(jié)能降耗的作用
根據(jù)以上的介紹可以初步了解在熱能與動力工程的應用中的特點,其對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生了一定的主導作用,因此在電力工程中需要對熱能與動力工程進行著重研究,并在此條件下探討如何將熱能與力學進行全面的結(jié)合。目前在我國經(jīng)濟發(fā)展的過程中電廠作為我國重要的支柱型產(chǎn)業(yè)之一在未來必定還會不斷的建設及發(fā)展,因此為了在最大限度上保證可以產(chǎn)生一定的環(huán)境效益,必須要掌握其在生產(chǎn)中的核心內(nèi)容,熱能與動力工程就是直接關(guān)系著電廠運行的部分,并且在熱能與動力工程中需要注意開發(fā)出其能源工程及熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程的作用,研究如何降低能源消耗,從而提高發(fā)電效率和能源利用率,最終達到節(jié)能減排的目的。
2 影響電廠電能生產(chǎn)的主要因素
2.1 鍋爐運行情況
目前在電力生產(chǎn)過程中多數(shù)是應用鍋爐進行能源的燃燒,之后將其燃燒所得熱能轉(zhuǎn)化為動能進行發(fā)電工作,但是此種發(fā)電方式本身就是依靠機械設備來進行的,因此其存有的故障、風險等因素也較多,尤其是在故障隱患問題處理不及時的情況下極易造成電能生產(chǎn)效率低下的問題。作為特種設備的鍋爐在生產(chǎn)應用中需要對其運行情況重點進行關(guān)注,鍋爐在運行的過程中其燃燒及熱能的釋放并不是以固定的形式進行運行作業(yè)的,在實際中受到多種因素的影響,在釋放熱能上的效率也有一定的變化。為此,在實際中可以說鍋爐在特定的環(huán)境下其熱能的釋放決定了鍋爐的運行效率,也決定了電廠的生產(chǎn)效率。因此在提高鍋爐熱能運行效率上需要注重對鍋爐性能進行改造,并在運行工況的調(diào)節(jié)做到更精準、細致。
2.2 電廠設備的選擇及熱能損失
在電力生產(chǎn)的過程中,設備運行工況直接影響熱能的利用,利用率低將導致熱能損失增加,因此在實際中多數(shù)電廠所選用的設備在節(jié)能降耗上沒有取得進展,存在設備配比不足,熱能損失難以控制。雖然目前在電廠中有一些設備采用變頻調(diào)節(jié),有了一定功效,但是在實際中這些設備存在著成本高、技術(shù)可靠性差、技術(shù)要求高等特點,這些都是節(jié)能降耗所需要面對的主要問題。
2.3 凝汽裝置的工況不穩(wěn)定
在發(fā)電的過程中,凝汽裝置關(guān)系著在生產(chǎn)過程中的熱效率問題,也是發(fā)電生產(chǎn)活動中的核心裝置之一。根據(jù)凝汽式汽輪機的特點,其結(jié)構(gòu)在實際中非常復雜,因此在實際運行中存在的不穩(wěn)定因素也較多,同時汽輪機在生產(chǎn)使用中還較為容易受外界因素的影響出現(xiàn)運行上的問題,造成裝置施工效率得不到良好的保障,再加上受外界環(huán)境及工作氣壓產(chǎn)生的一定影響,汽輪機在使用中的狀態(tài)波動過大,無法穩(wěn)定的依據(jù)理想設計要求進行生產(chǎn)運行,降低了整體的發(fā)電效率。
3 熱能與動力工程在電廠中的合理運用
3.1 選擇合理的調(diào)頻方案
熱能與動力工程能量間轉(zhuǎn)化是相輔相成的,動力工程的效率促進了熱能的轉(zhuǎn)化率,熱能的利用率也促進了動力工程的合理化進程,熱能與動力工程有效運用在電廠裝置和設置中,保證電能的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)流程更加符合相關(guān)規(guī)范,減弱了電能的損耗和消耗。由于用電系統(tǒng)也是存在變化的,外界的自然干預使得用電負荷處于變數(shù)變化中,故而電網(wǎng)頻率也是存在波峰波谷的動態(tài)變化狀態(tài)的。所以,合理的調(diào)頻方案可以實現(xiàn)熱能與動力工程的良好配合,發(fā)揮合理的作用并運用在電廠中,具體結(jié)合實際的負荷電網(wǎng)頻率,并網(wǎng)運行機組時時刻刻根據(jù)頻率調(diào)節(jié)自身的動態(tài)運行性能,自行接受外部負荷并承受的外界負荷,維系電網(wǎng)工作頻率的正?;?。
并網(wǎng)運行機組一般被稱為一次調(diào)頻,根據(jù)外部環(huán)境負荷功率是一次調(diào)頻的工作負荷頻率的變化的主要依據(jù),而后平衡調(diào)速器的工作狀態(tài),實現(xiàn)快速的頻率調(diào)節(jié)選擇一次調(diào)頻方案就能夠解決這個問題。適當?shù)膶φ{(diào)頻方案改進改造,有選擇性的進行二次調(diào)頻,尤其是在發(fā)電機組運行過程中,可以手動調(diào)頻和自動調(diào)頻兩種相結(jié)合的兩種方式,如果一次調(diào)頻解決問題不徹底,可以采用二次手動調(diào)頻的方式解決問題,促進發(fā)電機的運行功率效率提高。
3.2 采用調(diào)配選擇及工況變動的方法
為了保證汽輪機可以得到高效利用,可以采用調(diào)配選擇來使熱能與動力工程可以在電廠中得到高效利用,同時利用調(diào)配選擇還可以有效的提高發(fā)電過程中的可靠性,使發(fā)電計劃更具有可行意義。在此種條件下需要注意對凝汽裝置性能進行提升,從而保證在實際中具有良好的使用效率,主要通過增加輔助裝置來提高汽輪機的利用效率,使其在實際中具有較好的熱效率。并且在調(diào)配選擇的作用下可以使裝置根據(jù)電廠的實際工作狀況的變化進行汽輪機工作負荷的調(diào)節(jié),避免在實際中出現(xiàn)工作負荷過大而造成汽輪機應用受到影響或是汽輪機負荷過小熱效率不足的情況。并且在調(diào)配選擇中還需要注意對閥門情況進行監(jiān)控,由于汽輪機會進行工況變動,為此閥門全開時系統(tǒng)可能無法承載其施加的作業(yè)壓力,為此必須要由工作人員進行調(diào)控,避免在短時間內(nèi)峰值陡然增高,進而保證汽輪機可以對能量進行高效轉(zhuǎn)化。
3.3 有效利用多級汽輪機的重熱現(xiàn)象
汽輪機在使用中具有重熱現(xiàn)象,因此為了可以使能源得到高效利用需要對此部分能量進行回收利用。在電廠中增加汽輪機的數(shù)量,并根據(jù)其實際的發(fā)電情況對汽輪機進行重新布置,通過對汽輪機的排布布局來使其重熱得到利用。其排布狀況通常是以上下級的形式分布,這樣可以使汽輪機在出現(xiàn)熱損耗時這部分的熱能可以被其他汽輪機進行回收利用,多重汽輪機重熱回收可以有效的對此部分熱損耗進行重新利用,使熱能與動力工程融入到熱損耗回收利用中,保證可用能源的高效利用,體現(xiàn)出其節(jié)能降耗的作用。一般情況下,汽輪機最佳的重熱系數(shù)應該控制在0.04-0.08,由于其機組的差異性不同必然也是一個界定的范圍內(nèi),不能完全固化為特定的數(shù)值。
4 結(jié)束語
目前在電廠電能生產(chǎn)活動中存在著較為嚴重的資源浪費情況,再加上電廠生產(chǎn)關(guān)系著人們的日常生產(chǎn)活動,為此在每日生產(chǎn)中造成的資源浪費會帶來極大的損失,并且未燃燒充分的廢氣直接排放到大氣中造成了空氣受到嚴重的污染。為此,在現(xiàn)今電廠生產(chǎn)中開始注重節(jié)能技術(shù)及環(huán)保技術(shù)的使用。例如通過煙氣及余熱進行二次發(fā)電作業(yè),或是在煙氣排放的過程中進行脫硫脫硝處理。雖然在節(jié)能降耗上許多電廠已經(jīng)開始應用相關(guān)技術(shù),但是在大多數(shù)電廠中仍然存有資源消耗量過大的情況,為此更要注重對熱能和動力工程中的專業(yè)理念進行應用,為我國電力行業(yè)的良好正常發(fā)展打下基礎。
參考文獻
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篇4
1、熱能與動力工程專業(yè):本專業(yè)培養(yǎng)具備熱能工程、傳熱學、流體力學、動力機械、動力工程等方面基礎知識,能在國民經(jīng)濟各部門,從事動力機械的動力工程的設計、制造、運行、管理、實驗研究和安裝、開發(fā)等方面的高級工程技術(shù)人才。
熱能與動力工程是多門科學技術(shù)的綜合,其中包括現(xiàn)代能源科學技術(shù),信息科學技術(shù)和管理技術(shù)等,主要涉及熱能動力設備及系統(tǒng)的設計、運行、自動控制、信息處理、計算機應用、環(huán)境保護、制冷空調(diào)、能源高效清潔利用和新能源開發(fā)等工作,面向及培養(yǎng)知識面廣、基礎扎實、創(chuàng)新能力強的復合型高級人才。
2、汽車發(fā)動機設計專業(yè):屬于熱能與動力工程的一門學科。
篇5
自從工業(yè)革命以來,城市發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就收到了強烈的沖擊,第一產(chǎn)業(yè)比重逐年降低,而工業(yè)的比重卻逐年上升,其中基于資源開發(fā)和研究的能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速??萍甲鳛榈谝簧a(chǎn)力的時代特征,為生產(chǎn)、生活都帶來了前所未有的便捷和效率。在當今社會,能源的消耗總量和利用效率同經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的關(guān)系十分密切,在經(jīng)濟發(fā)展的背后,我國能耗、碳排放都表現(xiàn)為持續(xù)增長的狀況。節(jié)能減排成為了能源與動力工程研究的重點,并且也是今后長期需要堅持的工作。
關(guān)鍵詞:
能源與動力工程;環(huán)境污染;驅(qū)動因素;節(jié)能減排
一、引言
無論是汽車開動、輪船離港和飛機起飛等等機器的運轉(zhuǎn),還是信件的郵寄、電話的通訊和網(wǎng)絡的傳輸?shù)鹊任覀內(nèi)粘I钏R姷默F(xiàn)象都需要由能源作為支撐和動力。能源為我們所處的城市提供了源源不斷的能量流,有了能源我們的城市才能充滿生機與活力,才能不斷地向前發(fā)展。我國目前正處在城市化快速發(fā)展的關(guān)鍵時期,是能源消耗大國。能源的大量消耗帶來了環(huán)境的污染,能源供需矛盾顯而易見,成為了我國當下以及今后長期發(fā)展的重點所在,節(jié)能減排工作必須落到實處,節(jié)能技術(shù)的研究刻不容緩。節(jié)能減排是我國面對環(huán)境問題和能源的消耗而提出的政策方針,是通過不同的手段和措施,降低工業(yè)生產(chǎn)和居民生活過程中的能源投入以及污染物的排放,實現(xiàn)城市化進程不斷提升和城市經(jīng)濟社會的永續(xù)發(fā)展的目標。但是由于我國的人口、經(jīng)濟增長方式和經(jīng)濟規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和節(jié)能技術(shù)等因素的影響,能源浪費和排放超標的問題越來越嚴重,節(jié)能減排的工作效果甚微,加劇了能源消耗和保護環(huán)境的矛盾,導致了我國經(jīng)濟發(fā)展帶的瓶頸,帶來了強大的制約作用。因此,本文試圖從能源和動力工程的角度入手,對我國能源問題和動力工程進行解析,明確能源消耗居高不下的內(nèi)在原因,進而對節(jié)能減排從能源消耗因素和動力工程節(jié)能技術(shù)等角度出發(fā),分析節(jié)能減排的具體方法和策略。
二、能源問題和動力工程
能源是人類活動的物質(zhì)基礎和動力源泉,在一定程度上來說,人類的發(fā)展離不開能源的開發(fā)和利用。能源發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)已經(jīng)成為當下全球性的議題。能源的種類繁多,且因為新技術(shù)的發(fā)展,許多新能源逐漸出現(xiàn)在人們的視野當中,并有逐漸成為發(fā)展主流的趨勢。根據(jù)不同學者的研究和總結(jié),能源有八種分類方法,但是人們對于能源的關(guān)注點在于它是否能夠可再生,是否能帶來嚴重的污染,是否能在現(xiàn)有技術(shù)的支撐下進行安全的利用等等,這些對于能源的關(guān)注也從側(cè)面反映出現(xiàn)今能源發(fā)展所遇到的問題。傳統(tǒng)化石能源的枯竭、新能源的開發(fā)實用技術(shù)不足、能源緊張導致的經(jīng)濟和社會發(fā)展的一系列問題成為了當今能源問題的主要方面,統(tǒng)稱為能源危機。我國是世界上產(chǎn)能和耗能的大國,能源的產(chǎn)量僅次于美、俄,處在世界第三位的位次,但是能源消耗更大,位居世界第二。同時,我國的能源結(jié)構(gòu)、能源利用技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)卻并不理想。能源危機成為我國面臨的重大挑戰(zhàn)之一,煤炭、電力、石油和天然氣等能源成為能源危機中的主要角色,尤其是石油的短缺以及由其引起的結(jié)構(gòu)性矛盾成為我國經(jīng)濟發(fā)展的最大難題。動力工程主要是致力于煤、石油等傳統(tǒng)能源的高效利用和新能源的創(chuàng)新開發(fā)。動力方面則包括內(nèi)燃機、鍋爐、航空發(fā)動機、制冷及相關(guān)測試技術(shù)1。動力工程作為目前能源研發(fā)的主要領域,需要在能源轉(zhuǎn)換與熱力環(huán)境保護等方面具有較高水平的專業(yè)人才,同時也需要同自然科學、人文和社會科學等學科領域形成良好的學科交流局面,共同促進我國能源的可持續(xù)發(fā)展。
三、節(jié)能減排分析
節(jié)能減排的首要任務在于節(jié)能,節(jié)約生產(chǎn)和生活等方方面的能源使用以及提升能源的利用率,從源頭上治理能源問題。在節(jié)能的基礎上,嚴格控制污染物的排放,大力發(fā)展污染治理以及回收再利用的技術(shù),實現(xiàn)能源使用終端的零排放或者少排放。首先,明確能源消耗的內(nèi)在因素,對癥下藥2。能源的消耗是多方面因素的綜合作用,經(jīng)濟快速的增長、經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的失衡、節(jié)能技術(shù)的落后,共同導致了能源的大量投入。因此,對癥下藥,根據(jù)不同的問題提出不同的針對性的解決方法,優(yōu)化能源投入結(jié)構(gòu),達到節(jié)能目的。其次,從動力工程的角度出發(fā),從內(nèi)燃機、鍋爐、航空發(fā)動機、制冷等生產(chǎn)和生活的能源利用核心出發(fā),發(fā)展核心環(huán)節(jié)的能源利用技術(shù),提升能源利用效率。而動力工程技術(shù)的研發(fā)對于不同的能源類型又有不同的要求。對于煤來說我們需要提升其使用率和終端污染處理技術(shù)。對于石油來說,我們應該尋找替代能源以及替代能源的提煉方法。對于新能源來說,現(xiàn)有的太陽能、風能等能源的使用技術(shù)需要進一步的優(yōu)化和普及,更多的新能源還需要專業(yè)人才去測試和研發(fā)。
四、結(jié)語
綜上所述,能源能夠決定一個城市甚至一個國家的發(fā)展,其中石油等戰(zhàn)略性資源的重要性更加突出。能源危機的出現(xiàn)對我們是一種警醒,更是一種促進,在能源危機的壓力下,不論是從國家的宏觀統(tǒng)籌還是從個體企業(yè)的技術(shù)優(yōu)化都表現(xiàn)出積極的應對。在能源與動力工程領域,相關(guān)技術(shù)人處于起步階段,需要不同行業(yè)專家、不同專業(yè)學科等的共同努力,以科學發(fā)展觀和建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的城市為指導,打破傳統(tǒng)能源制約,利用新技術(shù)和新工具,實現(xiàn)我國能源的高效、合理應用最終消除我國經(jīng)濟發(fā)展的能源制約,為國家綜合國力的提升和國際話語權(quán)的改善等提供堅實的能源支撐。
參考文獻:
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篇6
[關(guān)鍵詞]熱能動力;應用;動力
中圖分類號:TK12 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)17-0035-01
引言
熱能動力工程對于整個中國社會的發(fā)展的貢獻是毋庸置疑的,就算是在科技信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天我們?nèi)匀徊荒懿怀姓J,熱能動力工程仍舊在影響著我們社會生活的方方面面,而在經(jīng)濟和生活的領域,熱能動力工程更是正在發(fā)揮著其不能取代的力量,人們越來越想要追求一種生態(tài)綠色的生活方式。本文就熱能動力工程的熱能動力工程,這個現(xiàn)代社會的文明動力技術(shù)進行了簡單的分析。
1、當前熱能動力工程的現(xiàn)狀
我國的煤炭資源總量相對豐富、石油資源日漸短缺、經(jīng)濟發(fā)展對資源的需求增加、煤化工技術(shù)的發(fā)展進步等共同推動了煤炭深加工戰(zhàn)略的實施。我國煤炭資源人均占有量較低.僅為世界平均水平的60%左右:隨著物質(zhì)文化生活水平的提高,對環(huán)境質(zhì)量要求日益嚴格等,因此.煤炭的高效加工轉(zhuǎn)化利用任務艱巨。多能源互補與多功能綜合是當代世界能源動力系統(tǒng)發(fā)展的主要特征和趨勢。熱能動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一個多種形式原燃料及電能等能源輸入、多種形式產(chǎn)品及熱能動力等能量輸出的復雜系統(tǒng)。在此過程中,原燃料、化工產(chǎn)品、熱能動力等能源存在不等價性,使得科學合理地評價化工熱能動力多聯(lián)產(chǎn)成為難題:而且原燃料、化工產(chǎn)品、熱能動力等具有不同品質(zhì).其多樣性又使得比較對照變得更加復雜。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,能源、環(huán)境問題日益突出,由此而誕生的能源、環(huán)境、經(jīng)濟等綜合的評價準則受到重視。
2、熱能動力工程設計的基本要求
眾所周知,不管是什么項目工程的設計,都需要有專業(yè)高素質(zhì)的設計人才和先進的設計技術(shù)為基礎,同時設計企業(yè)還需要對程設計的經(jīng)濟效益進行考慮。
2.1 高素質(zhì)的設計專業(yè)人才
熱能動力工程的設計需要專業(yè)的設計人才。在招聘設計人員的時候要通過各種方式選拔具有扎實的熱能動力設計基本功,有創(chuàng)新性、靈活的應變力的高素質(zhì)人才。社會是不斷發(fā)展,科學技術(shù)日新月異,人們的需求也在不斷的改變。所以要定時的對熱能動力設計人員進行培訓,培養(yǎng)出能夠與時俱進的設計人才。
2.2 設計技術(shù)的先進性
設計技術(shù)先進性的考量標準是要符合客戶的需求,要符合國家的相關(guān)標準,技術(shù)水平要達到甚至超越當前的國際水平。同時在工程系統(tǒng)的設備選型和組合方式等設計內(nèi)容也要具有先進性。要確保在后期設計的修改和完善的過程中,系統(tǒng)工程可以自行維護。在具體的電廠熱能動力設計中,要根據(jù)自己廠里面實際情況引進先進的技術(shù)和設備。
2.3 經(jīng)濟效益的合理性
在市場經(jīng)濟不斷發(fā)展的今天,企業(yè)的競爭就是經(jīng)濟實力的競爭,所以在電廠熱能動力工程中要以取得經(jīng)濟效益為目的。在熱能動力系統(tǒng)工程的設計中要綜合考慮工程建設的費用,設備的費用,維修的費用,以及其他的一切系統(tǒng)資金費用。要是經(jīng)濟效益達到合理性。工程系統(tǒng)費用要在合理的范圍之內(nèi),保證在取得足夠的經(jīng)濟效益的同時,能夠提高工作質(zhì)量和保證安全。
3、熱能的特點以及利用
3.1 熱能的特點
現(xiàn)階段當中,人類所使用的熱能,主要是通過一次能源的轉(zhuǎn)換而得來的,所以,分析熱能的特點,需要從以下三個方面來入手進行:(1)太陽能及其能量的轉(zhuǎn)換。太陽能,通過對植物的照射,進而使植物的內(nèi)部存有的葉綠素,發(fā)生一系列的能源轉(zhuǎn)換以及光合作用,進而將太陽能轉(zhuǎn)換成為生物的質(zhì)能,而太陽能的光,則是經(jīng)過熱量的轉(zhuǎn)換以及點的轉(zhuǎn)換,進而成為我們所使用的能源物質(zhì);(2)燃料化學能及其轉(zhuǎn)換過程。燃料化學能的轉(zhuǎn)換,主要是通過燃燒的方式,將存在于其中的化學能,轉(zhuǎn)換成為熱能,進而再通過相關(guān)的技術(shù)手段,將其轉(zhuǎn)換成為人類生活和生產(chǎn)所需要的機械能,例如常見的汽輪機等,其工作的方式,就是首先將化學能源,轉(zhuǎn)換成為蒸汽的熱能,進而再通過相關(guān)的設備以及技術(shù),將汽輪機之內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)換成為機械發(fā)動所需的機械能;(3)熱能的轉(zhuǎn)換,其中主要包括兩種能量的形式,即電能以及機械能,電能包括熱電發(fā)電機,而機械能,則主要有汽輪機以及內(nèi)燃機。
3.2 熱能的利用
熱能在我國許多行業(yè)當中都有著廣泛的運用,并且,在國民經(jīng)濟當中,也占據(jù)了核心的地位??偟膩碇v,熱能的相關(guān)利用,在以下幾個行業(yè)當中最為廣泛:電力工業(yè),熱能動力工程在其中有著非常重要的應用,在核發(fā)電、火力發(fā)電等裝置設備的使用之中,熱能動力工程及相關(guān)的技術(shù),是其工作的基礎;鋼鐵工業(yè),尤其在高爐煉鐵、煉鋼以及軋鋼等工藝當中,應用極為廣泛;相關(guān)的有色金屬工業(yè),其中包括有鋁、銅等有色金屬,其冶煉,均使用的是熱能;化學工業(yè),在化學工業(yè)的相關(guān)應用之中,合成氮、酸堿等的相關(guān)生產(chǎn)工藝程序,主要使用到的是熱能動力工程之中的技術(shù)手段,以其基本的原理來作為理論依據(jù);石油工業(yè),其中包括石油的采集、冶煉、運輸?shù)鹊榷鄠€環(huán)節(jié),都運用到了熱能動力工程當中的相關(guān)技術(shù)理論;機械工業(yè)以及相關(guān)的建筑工業(yè),包括材料的生產(chǎn)、材料的制造、相關(guān)工藝鍛造、焊接技術(shù)以及鑄造等,都有熱能的利用;交通運輸領域當中,包括汽車、輪船、飛機等的使用;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面,也有著廣泛的運用,包括蔬菜的溫室培養(yǎng)、魚池的加溫加熱、電力方面的農(nóng)業(yè)灌溉等方面,均有著廣泛的使用。同時,在人們的日常生活之中,熱能也有著廣泛的使用,例如冬天之時的供暖設備等。根據(jù)上述的分析,可以看出,熱能及其相關(guān)的動力工程,在人們的生活以及生產(chǎn)當中,發(fā)揮著非常重要的作用,是一項極為重要的能源,下文將針對熱能的特點,進行深入細致的探究,幫助在日常的使用過程當中,發(fā)揮出更大的效應。
4、電廠熱能動力工程系統(tǒng)的修改和完善
電廠熱能動力工程系統(tǒng)安裝完成之后要對電廠熱能動力工程系統(tǒng)的總系y和分系統(tǒng)進行檢驗測試,測試各方面的功能是指標是否滿足國家的相關(guān)技術(shù)規(guī)定,如果不滿足或者不完全滿足相關(guān)的規(guī)定要及時的對其進行修改。熱能動力系統(tǒng)的建設一般都要經(jīng)過立項、設計、施工、安裝、調(diào)試、評估和驗收這個周期,所以說熱能動力系統(tǒng)的建設是一個長期的工程。
5、結(jié)束語
本文重點地分析了相關(guān)熱能動力工程設備裝置的使用、工藝流程,并且針對熱能的特點、利用以及對于環(huán)境的污染、節(jié)能減排工作的重點等進行了分析,力求更加全面地掌握熱能動力工程的實際狀況,更好地加以運用,逐步地提升生產(chǎn)的質(zhì)量和效率,為相關(guān)的節(jié)能減排工作做出突出的貢獻。
參考文獻
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篇7
【關(guān)鍵詞】熱能動力機械;現(xiàn)狀;發(fā)展走向
中圖分類號:F407.42 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
當熱能轉(zhuǎn)換成動力,并且應用在人們的生產(chǎn)生活中時,不僅改變了人們的生產(chǎn)與生活的方式,而且為資源能源的可持續(xù)利用、高效利用提供了空間。熱能動力機械以其科學性和先進性亟待在人們的生產(chǎn)實踐中有著更大范圍內(nèi)的應用。
二、熱能動力機械專業(yè)的適應方向
無論日常生活,還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn);無論交通運輸,還是航天領域,都離不開動力。熱能是這些動力的主要來源之一,如冬天燃煤取暖是利用煤燃燒所產(chǎn)生的熱能;火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星利用的動力來自燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能;蒸汽機車牽引火車的動力來自于蒸汽的熱能;熱電廠所產(chǎn)生的低品位蒸汽供給工廠熱能,在寒冷地區(qū)提供暖氣;動力設備產(chǎn)生的廢熱用作制冷動力等。熱能除了能被直接利用外,還可以通過轉(zhuǎn)換裝置變成電能,得以更廣泛地利用,如火力發(fā)電、核能發(fā)電等。該專業(yè)的主要適應方向有:
(一)適應火力發(fā)電、核能發(fā)電行業(yè)。任何一家火力發(fā)電廠都是利用鍋爐將化石燃料的化學能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能,利用汽輪機將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機械能帶動發(fā)電機發(fā)出電能;鍋爐、汽輪機及其熱力系統(tǒng)的運行,由熱工測量設備進行測量和監(jiān)視,由自動化裝置實行自動控制。核能發(fā)電除利用受控核裂變反應所釋放的熱能將水加熱成蒸汽不同于火力發(fā)電外,其它生產(chǎn)過程基本上同于火力發(fā)電。湖南橡膠廠、冷水江鐵廠等大企業(yè)的自備電廠的生產(chǎn)過程亦同于火力發(fā)電廠。
(二)適應于石化行業(yè)。煉油廠、化肥廠、制堿廠、維尼綸廠等企業(yè),都必須有熱動力設備產(chǎn)生熱動力來滿足生產(chǎn)的要求,如工業(yè)鍋爐、換熱器、泵與風機等動力設備。
(三)適應于冶金行業(yè)。冶金行業(yè)需要大型的熱動力設備,如高爐所需要的熱空氣由鍋爐產(chǎn)生再由風機送到高爐中去。
(四)熱力設備的設計和生產(chǎn)制造行業(yè)。修完本專業(yè)的全部課程后,具備一定的設計和生產(chǎn)制造能力。
(五)制冷行業(yè)。大型制冷設備的動力來源于鍋爐所產(chǎn)生的熱能,制冷工質(zhì)的循環(huán)理論同于熱動力工質(zhì)循環(huán)理論,制冷專業(yè)與熱工專業(yè)實際上是相關(guān)專業(yè)。
(六)船舶工業(yè)。艦艇、輪船多以鍋爐產(chǎn)生蒸汽,以汽輪機為原動機帶動船槳推動艦船航行。
(七)航天領域。運載火箭的推力是通過燃料燃燒,產(chǎn)生巨大的熱能推進火箭升空。
(八)建材生產(chǎn)行業(yè)。如水泥、玻璃、陶瓷等的生產(chǎn)。
(九)服務行業(yè)?,F(xiàn)代賓館、酒樓的采暖通風、供水供汽的動力設備的生產(chǎn)與管理。
(十)適用于熱能動力設備的生產(chǎn)、技術(shù)管理工作。
(十一)適應于其它需要熱動力的行業(yè)。以上說明,凡是涉及到熱動力的行業(yè),都需要熱能動力工程專業(yè)人才,意即該專業(yè)具有廣泛的適應性。
三、熱能動力機械專業(yè)的高技術(shù)性
大型的熱能動力設備,系統(tǒng)非常復雜,集機械、電力、電氣、電子、液壓、計算機等多學科于一體,自動化程度很高。從生產(chǎn)上來看,熱力設備的運行基本上實現(xiàn)了自動、遠動控制和計算機監(jiān)視。全計算機控制已基本實現(xiàn),并是今后的發(fā)展方向?;痣姀S的鍋爐、汽輪機及其輔機的運行,早已是自動控制或遠動操作,新建的大型火力發(fā)電機組應用了計算機控制,如30MW汽輪發(fā)電機組,正常運行時鍋爐產(chǎn)蒸汽量在100t/h以上,鍋爐本體的高度超過som,燃煤達10t/11以上,若用人力來燒這樣的鍋爐是根本無法實現(xiàn)的,但是采用集散控制系統(tǒng),實現(xiàn)全計算機控制,一臺鍋爐有兩名操作人員就夠了。對于工業(yè)鍋爐,亦采用機械進煤的方式,運用自動或遠動控制其運行。冶金、化工等行業(yè)的熱力設備,也具有相當高的自動化水平。可見,熱力設備的運行,采用了大量的高尖技術(shù)。熱力設備一般在高溫高壓的條件下工作,要搞好熱力設備的安全運行,必須經(jīng)常地進行維護和定期的大小修,為了提高熱能利用效率,必須利用新技術(shù)對設備進行技術(shù)改造,利用先進管理手段進行管理,因此,需要既有理論知識又有豐富實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員。
四、我國的熱能動力工程發(fā)展現(xiàn)狀
我國能源動力類熱能與動力工程專業(yè)形成于20世紀50年代。當時受蘇聯(lián)教育體制的影響,專業(yè)分割很細。在熱能與動力工程專業(yè)中就先后包括鍋爐、電廠熱能、內(nèi)燃機、渦輪機、風機、壓縮機、制冷、低溫、供熱通風與空調(diào)工程、冷凍與冷藏、水能動力工程、水電站動力裝置、水電站動力設備、水能動力及其自動化、機電排灌工程、水能動力與提水工程以及工程熱物理等幾十個小專業(yè),形成了以工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)引導高等學校人才培養(yǎng)目標的基本格局,一定程度上與我國當時的發(fā)展相互適應。隨著改革開放,我國國民經(jīng)濟體制發(fā)生很大的變化。社會對人的培養(yǎng)提出了新的要求。為了適應這種要求,1993年7月國家教委頒布的普通高等學校本科專業(yè)目錄,將幾十個小專業(yè)壓縮為9個專業(yè),即熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發(fā)動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏。1998年教育部頒布的新專業(yè)目錄進一步將以上9個專業(yè)合并為1個,即熱能與動力工程專業(yè)。從原來的幾十個專業(yè)合并為1個專業(yè),全國現(xiàn)在有120多所高校設有熱能與動力工程專業(yè)。熱動主要研究熱能與動力方面,是跨熱能與動力工程、機械工程等學科領域的工程應用型專業(yè)。熱動主要學習機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎理論,學習各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。本專業(yè)涵蓋的產(chǎn)業(yè)領域十分廣泛。能源動力產(chǎn)業(yè)既是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè),又在各行各業(yè)中有特殊的應用,也是國家科技發(fā)展基礎方向之一。能源動力領域人才教育的成敗關(guān)系到國家的根本利益。隨著我國市場經(jīng)濟的建立,社會需求和經(jīng)濟分配狀態(tài)的變化、科技發(fā)展的趨勢、對本專業(yè)的生源、就業(yè)等形成了挑戰(zhàn),更是熱能動力專業(yè)教的關(guān)鍵。同時,熱動還是現(xiàn)代動力工程師的基本訓練,可見熱動是現(xiàn)代力工程的基礎。
五、熱能動力工程的發(fā)展方向
(一)熱能動力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向
主要掌握熱能與動力測試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環(huán)境、動力機械設計、熱力發(fā)電廠、熱工自動控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計算、流體機械等知識。
(二)熱力發(fā)動機及汽車工程方向
掌握內(nèi)燃機(或透平機)原理、結(jié)構(gòu),設計,測試,燃料和燃燒,熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程,能源工程概論,內(nèi)燃機電子控制,熱力發(fā)動機傳熱和熱負荷,汽車工程概論等方面的知識。
(三)制冷低溫工程與流體機械方向
掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調(diào)與低溫各種設備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。
(四)水利水電動力工程方向
掌握水輪機、水輪機安裝檢修與運行、水力機組輔助設備、水輪機調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動化、電機學、發(fā)電廠電氣設備、繼電保護原理等方面的知識,以及水電廠計算機監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測試技術(shù)方面的知識。
(五)熱能動力機械中工業(yè)爐的發(fā)展
工業(yè)爐是工業(yè)加熱的關(guān)鍵設備,廣泛應用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè),量大面廣,品種多,影響極大。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國12個行業(yè)縣以上企業(yè),工業(yè)爐裝備11萬臺以上,機械行業(yè)占7.5萬臺(占爐窯總數(shù)66%)。工業(yè)爐中燃料爐約6萬臺,占爐窯總數(shù)55%以上,電爐絕5萬臺。工業(yè)爐是耗能大戶,能耗占全國總能耗的1/4,占工業(yè)總能耗的60%。工業(yè)爐中燃料爐能耗占工業(yè)爐總能耗的92%,其中固體燃料約占70%,液體燃料絕占20%,氣體燃料僅占工業(yè)爐總能耗的8%左右??梢娙剂蠣t在我國工業(yè)爐中起著舉足輕重的作用。
(六)熱能動力機械在能源方面的發(fā)展
熱能動力工程在能源方面的發(fā)展熱能與動力工程專業(yè)將重點圍繞國家能源戰(zhàn)略,以“新能源、核能、智能電網(wǎng)、常規(guī)能源、節(jié)能減排”為主線,培養(yǎng)能適應國家能源領域(尤其是電力行業(yè))快速發(fā)展要求的高級研究應用型人才。能源是人類社會賴以生存和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎??v觀人類社會發(fā)展的歷史,人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。能源的合理開發(fā)和有效利用極大地推進了世界經(jīng)濟和人類社會的發(fā)展。我國經(jīng)濟的高速可持續(xù)發(fā)展同樣離不開能源,目前我國是世界上第二位能源生產(chǎn)國和消費國。能源供應持續(xù)增長,為經(jīng)濟社會發(fā)展提供了重要的支撐。
八、結(jié)束語
綜上所述,隨著自身的發(fā)展以及在控制工程、汽車工程、水利水電工程、工業(yè)爐以及能源方面的應用,熱能動力機械將會釋放出更大的生產(chǎn)力,極大的帶動經(jīng)濟的發(fā)展和社會節(jié)能理念的轉(zhuǎn)型。
參考文獻
篇8
【關(guān)鍵詞】能源與動力工程 課程體系 教學內(nèi)容
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)09-0253-02
能源動力是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。進入21世紀,世界經(jīng)濟迅猛發(fā)展,化石能源日趨枯竭,能源短缺以及環(huán)境問題日益嚴峻。提高能源利用效率,保護環(huán)境,開發(fā)新能源和可再生能源,保證能源的可持續(xù)供應,對能源科技提出了新的挑戰(zhàn)。能源科技發(fā)展需要一大批合格的專門人才。高等學校能源與動力工程專業(yè)應不斷進行課程體系改革和教學內(nèi)容優(yōu)化,為能源動力行業(yè)培養(yǎng)出滿足行業(yè)要求的專門人才。根據(jù)高等教育教學改革的要求以及行業(yè)發(fā)展趨勢,中國礦業(yè)大學能源與動力工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式、課程體系設置和教學內(nèi)容優(yōu)化等方面進行了一系列改革,積累了一些經(jīng)驗,在此成文,與同行交流。
一、能源與動力工程專業(yè)課程體系改革面臨的挑戰(zhàn)
1.能源動力學科領域的拓展對人才知識結(jié)構(gòu)提出了新要求
2012年,教育部對本科專業(yè)的招生門類、專業(yè)目錄進行了調(diào)整,熱能與動力工程專業(yè)更名為能源與動力工程。從2013年起,全國本科專業(yè)將按照2012版教育部新頒布的本科專業(yè)目錄招生。專業(yè)名稱的改變,并不僅僅是改變了稱謂,而是隨著時代的發(fā)展,該專業(yè)內(nèi)涵發(fā)生了很大的改變。原來的熱能與動力工程強調(diào)的是熱能與動力的轉(zhuǎn)換,而現(xiàn)在能源與動力工程專業(yè)涵蓋的范圍則更寬廣了,由過去傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化與利用領域,發(fā)展到今天的能源生產(chǎn)、燃燒污染治理、新能源的開發(fā)與利用等多個領域,與化學、環(huán)境工程等學科的交叉關(guān)系越來越密切。近些年來,新能源與可再生能源的開發(fā)利用方興未艾,形成了龐大的研究隊伍和產(chǎn)業(yè),如太陽能、風能、垃圾發(fā)電,脫硫脫硝等行業(yè),為畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)市場,急需高校能提供這方面的人才?,F(xiàn)有的專業(yè)培養(yǎng)方案中課程設置和教學內(nèi)容已經(jīng)不能滿足能源動力行業(yè)時展的要求,需要做出相應的調(diào)整。然而,在目前培養(yǎng)計劃中總學分壓縮、課程門數(shù)減少的情況下,增加新領域課程,必將會對原有的課程設置造成沖擊。
2.人才培養(yǎng)的“寬口徑”和“零距離”之間存在矛盾
能源與動力工程專業(yè)是一個寬口徑專業(yè),涵蓋了原來的熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發(fā)動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏等,這些專業(yè)在內(nèi)涵上存在很大的差異?!皩捒趶健迸囵B(yǎng)模式避免了過去那種專業(yè)面過于狹窄的問題,使人才具有寬廣的知識面,增強了就業(yè)的適應性,這也直接產(chǎn)生了不利的方面。在目前專業(yè)課程門數(shù)和學時都有限的情況下,畢業(yè)生在哪一方面都不專,不能滿足企業(yè)對人才知識結(jié)構(gòu)的要求,在工作現(xiàn)場還要經(jīng)過很長時間的理論學習和實習過程,很難滿足用人單位的要求。由于缺乏完善的崗前培訓和有效的繼續(xù)教育制度,我國國有大中型企業(yè)一般不樂意接受“寬口徑”的畢業(yè)生,希望畢業(yè)生一畢業(yè)能盡快勝任工作崗位,甚至是“零距離”對接[1]。
3.課程體系設置模式不能滿足大學生的個性化發(fā)展需求
大學生在成長的過程中,形成了不同的人生觀、價值觀,對自己未來所從事的職業(yè)有喜好厭惡,如有的喜歡動力機械,有的喜歡制冷空調(diào),還有的喜歡熱力發(fā)電;另外,對個人的發(fā)展方向也有不同選擇,如有的要考研,有的要就業(yè),還有的要創(chuàng)業(yè)。高等教育應該支持大學生個性化發(fā)展,在培養(yǎng)方案和課程體系設置上應該提供他們可以自主選擇的空間,使他們能夠按照自己的興趣愛好去選擇發(fā)展方向和未來從事的職業(yè)。目前課程體系設置模式單一,所有學生四年學習的課程幾乎都一模一樣,教學內(nèi)容差別不大,學生幾乎都是一個培養(yǎng)模式,不能滿足不同類型學生的需求,限制了學生的個性發(fā)展,也不利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
4.實踐教育環(huán)節(jié)與課程教學之間存在沖突
為全面落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》,深入貫徹總書記在清華大學建校100周年上的講話精神,為了培養(yǎng)具有較強實踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才,高校強化了實踐教學環(huán)節(jié),內(nèi)容不斷豐富,形式不斷拓展,在實踐育人工作總體規(guī)劃、深化實踐教學方法改革、系統(tǒng)地開展社會實踐活動、加強實踐育人基地建設等方面取得了很大的成績。但是實踐育人特別是實踐教學依然是高校人才培養(yǎng)中的薄弱環(huán)節(jié),與培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的要求還有差距。在總學分和學時減少的情況下,如果一味地強化實踐教學,增加實踐教學學分,則不得不壓縮理論課程的學分和學時,甚至得減少理論課程門數(shù),這樣培養(yǎng)的人才很難做到“厚基礎”, 違背了人才培養(yǎng)目標。另一方面,實踐教育環(huán)節(jié)和理論教學環(huán)節(jié)相脫節(jié),必然影響實踐教育環(huán)節(jié)的效果。此外,在教學內(nèi)容方面,也應及時更新。國外高水平大學能及時更新教學內(nèi)容,反映本學科新的研究領域和前沿技術(shù)。如美國佐治亞理工學院將MEMS技術(shù)引入了換熱器課程,將先進的能量轉(zhuǎn)化技術(shù),如燃料電池、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、熱電轉(zhuǎn)換等引入了熱力學課程。和國外相比,我們教學內(nèi)容就顯得陳舊,不利于人才培養(yǎng)。
二、課程體系構(gòu)建與教學內(nèi)容優(yōu)化措施
1.增設新領域核心課程,完善人才知識結(jié)構(gòu)
能源與動力工程專業(yè)課程體系改革,要根據(jù)能源動力學科新的拓展領域,廣泛深入調(diào)研,充分了解能源動力專業(yè)的發(fā)展趨勢以及涉及的主要學科領域,掌握新領域的學科內(nèi)涵和新興行業(yè)對人才培養(yǎng)的需求,以確定未來人才必備的知識結(jié)構(gòu)。在滿足總學分和學時限制的條件下,補充完善培養(yǎng)方案中的課程設置,優(yōu)化教學內(nèi)容,將新領域的課程與原專業(yè)課程整合,制定適應學科領域擴展、滿足未來人才市場需要的課程體系,使畢業(yè)生具有完善的知識結(jié)構(gòu),增強畢業(yè)生就業(yè)競爭力。
2.按專業(yè)大類統(tǒng)一基礎課程設置,分設專業(yè)方向模塊
在課程體系設置中,為了解決學生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)寬泛而不專的問題,還是要分設專業(yè)方向[2]。但為了防止回到以前的老路,防止專業(yè)面過于狹窄,不同專業(yè)方向的通識教育課和專業(yè)大類基礎課程應統(tǒng)一設置。在此基礎上,根據(jù)不同的專業(yè)方向設置不同的模塊化課程,每個專業(yè)模塊化課程的門數(shù)不宜過多,設3-4門,10個學分左右即可,同時設置大量應用性強的專業(yè)選修課,強化實踐環(huán)節(jié),這樣就解決了“寬口徑”和“零距離”之間的矛盾。
3.建立柔性的課程體系,滿足大學生的個性化發(fā)展需要
建立柔性的課程體系,使課程體系構(gòu)建多樣化、課程設置分層次,以滿足不同類型學生的個性發(fā)展需求[3]。通過設置不同的專業(yè)方向模塊,學生可以按照自己對未來從事行業(yè)預期和職業(yè)喜好加以選擇。培養(yǎng)計劃分研究型和應用型。“研究型”培養(yǎng)計劃的學時分配適當向基礎課、專業(yè)基礎課傾斜,實踐教育環(huán)節(jié)要注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?!皯眯汀迸囵B(yǎng)計劃的學時分配應適當向傳授專門應用技術(shù)的專業(yè)課傾斜,實踐教育環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學生應用所學專業(yè)知識的能力。同時,增加選修課程門數(shù),選修課程也分研究型和應用型,滿足畢業(yè)生繼續(xù)深造和就業(yè)的不同需要。
4.優(yōu)化教學內(nèi)容和方法,理論教學和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合
在強化實踐環(huán)節(jié)的同時,一定要保證理論課程有足夠的學分和學時。在總學分減少和實踐學分增加的前提下,可以適當壓縮德育課程學分,保證專業(yè)基礎理論課程學分。同時,改革應用性很強的專業(yè)技術(shù)課程的教學內(nèi)容和方法,這類課程都設置課程設計環(huán)節(jié),學生在課程學習的同時開展課程設計,通過工程設計將理論教學和實踐環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來。另外,及時修訂教學大綱,與時俱進,及時將本學科最新的研究領域、前沿技術(shù)在教學內(nèi)容上得到反映。
三、結(jié)束語
課程體系改革和教學內(nèi)容優(yōu)化是一項長期艱巨的任務,需要在高等教育實踐中不斷探索、完善。能源與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)要解決的問題,有和其它專業(yè)共性的方面,也有其特殊性。能源與動力工程專業(yè)課程體系改革要滿足國家高等教育人才培養(yǎng)目標的總體要求,可以借鑒其它專業(yè)成功的改革經(jīng)驗,還要結(jié)合專業(yè)自身的特點,探索出更多行之有效的措施。
參考文獻:
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篇9
關(guān)鍵詞:熱電廠;熱能及動力工程;問題分析
中圖分類號: TM7 文獻標識碼: A
前言
電力的工作是把熱能變換成動能,進而結(jié)合設備將一些變成電,而剩下的會經(jīng)過設備轉(zhuǎn)換,在該體系里,產(chǎn)生蒸汽的熱損耗及焓降,而且其還會幫助電廠降低損耗,最主要的是提升活動能力。
一、熱能動力工程
在熱能動力工程這方面,主要研究的是熱能和動力之間的轉(zhuǎn)換,它是工科學科中一個重要的研究對象,熱電廠和鍋爐都是將熱能轉(zhuǎn)換成動能或電能,目標是最大限度的實現(xiàn)高效節(jié)能。在熱能動力工程中以研究熱能和動力之間的轉(zhuǎn)換為主要研究方向,是實現(xiàn)熱電廠自動化的過程,但在熱能動力過程中的首要問題是能源的問題,提高熱能動力工程的利用率,可以為我國的國民經(jīng)濟發(fā)展提供更強有力的支持。熱能動力工程是一個涉及多個學科的復雜工程,以熱能的轉(zhuǎn)換和利用為主,是實現(xiàn)電能、機械能和熱能之間的相互轉(zhuǎn)換的一個過程。在進行熱能與動力工程的科技創(chuàng)新中,主要以研究能源的高效利用和環(huán)境保護為創(chuàng)新目的,使熱能動力工程在熱電廠、汽車工程、鍋爐、制冷低溫技術(shù)、水利水電動力工程等方面得到有效的利用,從而提高我國的經(jīng)濟效益。
二、電廠熱能及動力工程存在的問題分析
1、關(guān)于重熱現(xiàn)象
所謂的重熱具體的是指,后續(xù)級合理的使用之前發(fā)生的耗損,使下級理想焓降在相同壓差下比在前級無損失時的理想焓降有較大的增加,此時我們稱其為重熱。常見的能夠?qū)е聶C組出現(xiàn)改變的要素有如下一些。首先無法對電開展有效地儲存,而且外在所許多功率持續(xù)的發(fā)生改變。其次,不能夠?qū)㈠仩t的燃燒明確,進而就會導致流通到設備中的蒸汽信息常存在變動。第三,同時凝汽設界工況發(fā)生變化,導致設備自身出現(xiàn)壓變現(xiàn)象。最后,還有其它的,比如最常見的是電網(wǎng)的頻率發(fā)生變化等。 一般來說,重熱數(shù)值在一定的范圍內(nèi)是比較合理的,可以減少一些能量的損失,但并非越大越好,因此在熱電廠中要做到合理且充分的利用重熱現(xiàn)象,首先要對重熱數(shù)值進行合理的選取,重熱數(shù)值即為重熱系數(shù),是根據(jù)熱電廠的動能動力工程運行的實際過程來確定的。在每次運行中所產(chǎn)生的焓降累加后超過總體運行是所產(chǎn)生的焓降再除以整體運行所產(chǎn)生的焓降所得到的結(jié)果稱之為重熱系數(shù)。雖然各級熱能的利用效率都高于單次的利用效率,然而這是以節(jié)能降耗為基礎的,這能說部分熱量得到了利用,并不追求高重熱系數(shù)。通常在4%至8%之間。正因為如此,重復利用熱能可提高每次運行的能量利用率真,降低能量的損耗。合理的利用熱能,控制好恰當?shù)南禂?shù),既有利于能量利用率,也能增強操作人員對機組的熟悉程度。
2、關(guān)于調(diào)壓調(diào)節(jié)
調(diào)壓調(diào)節(jié)不僅增加了機組對自身運行的可靠性,同時還增加了機組對負荷的適應性,實現(xiàn)了機組在部分負荷之下經(jīng)濟性的提高,是熱能與動力工程在熱電廠中運用的基礎條件。但與此同時,調(diào)節(jié)調(diào)壓本身也存在一些問題,比如在高負荷壓力之下實行滑壓調(diào)節(jié)違背了經(jīng)濟性要求,在動葉柵內(nèi)的大機組蒸汽做功之后,就會轉(zhuǎn)化機械能,會導致斥氣損失、鼓風損失與余速損失等。在調(diào)節(jié)調(diào)壓過程中產(chǎn)生的這些損失,也即熱能與動力工程在熱電廠中的運用損失,需要我們加以關(guān)注,采取措施盡量降低。分析后可以發(fā)現(xiàn),這部分損失并不是簡單的由人為失誤或者系統(tǒng)故障產(chǎn)生的,在很大程度上是由于機組的運行機理而造成的?;诖?,若想降低調(diào)壓調(diào)節(jié)的損失,就必須引進較為先進的工藝技術(shù),依靠技術(shù)上的突破來盡量降低這部分損失。
3、濕氣損失
導致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因主要的有如下的四種。第一,當濕蒸不斷變大的時候,其中的一些會變成水滴的形式,這時候的反映是導致一部分蒸汽變低。第二,部分水珠的速度草果了蒸汽的速率,此時較快的氣流就會受到水珠的影響,這時必然會出現(xiàn)過多的能耗現(xiàn)象。第三,水珠應為撞擊噴管背弧而擾亂主流造成的損失,撞擊動葉背弧阻礙動葉旋轉(zhuǎn)而消耗葉輪有用功;第四,除了上面講到的三種之外,濕蒸汽不斷的降低溫度同樣也是導致問題出現(xiàn)的一個關(guān)鍵的要素。它帶來的不利現(xiàn)象是,導致動葉受到影響,尤其是背弧地方受到的影響最厲害。而降低不利現(xiàn)象的措施主要的有如下的四種:第一,利用再熱循環(huán)的方式。第二,通過除濕設備來完成。第三,運用本身帶旅游吸水縫的裝置。第四,切實提升其抵御沖蝕的水平。當設備運作的時候,必須要認真地應對兩種軸承監(jiān)督摩擦力現(xiàn)象,這必然會導致有功受到影響。在軸流式汽輪機中,通常是高壓蒸汽從一側(cè)流進,然后低壓的從別的地方出去,從整齊觀察,蒸汽對汽輪機轉(zhuǎn)子施加了一個由高壓端指向低壓的軸向力,使汽輪機轉(zhuǎn)子存在一個向低壓端移動的趨勢,這個力便叫轉(zhuǎn)子的軸向推力。 為了降低濕氣的損失,減少它對機組運行的影響,可以采用祛濕裝置,但安裝這種裝置要定期檢修和更換,會帶來較大的經(jīng)濟成本的支出,因此中間增加熱循環(huán)過程是一種經(jīng)濟有效的措施。
4、節(jié)流調(diào)節(jié)
該調(diào)節(jié)的具體特征以及其適合用到的環(huán)境:
(1) 首先無調(diào)節(jié)級,第一級的全周進汽;
(2)變工況時各級溫度變化比較小,而且有著顯著地負載調(diào)試能力;
(3)變工況存在一定的節(jié)流損失,不具備優(yōu)秀的經(jīng)濟特征;
(4)適用于較小容量的機組與帶基本負荷大機組級組臨界的壓力就是指當級組中任一級是處于臨界的狀態(tài)時級組最高背壓,此時其涵蓋的級數(shù)會相應的多,其數(shù)值會相應的變小,換句話講,即臨界壓低于數(shù)值,弗留格爾公式應用條件:工作級組中的各級數(shù)不應小于3~4 級;當工況相同的時候,經(jīng)過不同級組的實際流量是一樣的;當工況存在差異的時候,不同級組中的通流亞面積同時是保持不變的,屬于恒定公式。該公式有著非常優(yōu)秀的實際功效,比如能夠推算各種流量中的不同級的壓力,進而獲取它們間的差值。從而可以確定相應功率效率以及零部件之間的受力情況。
機組變工況的發(fā)生存在著很多的因素,其中不能預料的因素有電能的供給不能滿足熱電廠所需的電功率,鍋爐燃燒的不充分造成蒸汽數(shù)值的變化不能滿足熱電廠的需求。變工況會產(chǎn)生節(jié)流損失,使得熱能與動力工程在熱電廠中的運用的經(jīng)濟效益不高。因此,必須在熱電廠的運行中展開較為有效的節(jié)流調(diào)節(jié)工作,減少節(jié)流損失。在熱電廠的實際運行中,可以運用弗留格爾公式確保熱能與動力工程在熱電廠中的運用的可靠性。結(jié)合弗留格爾公式的運用條件,就以同流量之下各級的壓差和焓降加以推算,進而確定相關(guān)零部件的功率效率和受力的基本情況,同時監(jiān)視汽輪機是否正常流通,也即在已知流量的前提下,將運行汽輪機時組前的各級壓力的公式的符合度作為依據(jù),判斷流動部分的面積的相應變化情況??梢赃@么說,在熱電廠的實際運行中運用弗留格爾公式有效保障了機組內(nèi)節(jié)流調(diào)節(jié)工作的順利開展與進行,為熱能與動力工程在熱電廠中的運用奠定了基礎。
結(jié)束語
研究熱電廠熱能與動力工程的有效運用,隨時了解電廠熱能及動力工程中的問題,進而分析這些問題的發(fā)生機理,這樣做的意義是可以幫助我們合理的應對這些問題。以提高工作效率,減少能耗為前提,提高能量的最大利用限度,合理利用在不同場合中的調(diào)節(jié)方式。
參考文獻
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篇10
[關(guān)鍵詞] 熱能與動力工程專業(yè) 地域經(jīng)濟 調(diào)查研究
山東省德州市暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)自上世紀七十年代初發(fā)展到今天,經(jīng)歷了三十多年的技術(shù)引進和技術(shù)改造,已成為德州市的第一大特色產(chǎn)業(yè)集群。2006年5月中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會正式命名德州市為“中央空調(diào)城”。雖然德州市暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展較快,但目前仍存在著許多制約企業(yè)發(fā)展,且亟待解決的問題,由于企業(yè)中高中級技術(shù)人才少,缺乏新產(chǎn)品、新技術(shù)開發(fā)能力,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和更新?lián)Q代緩慢。
本著高校為當?shù)亟?jīng)濟服務的宗旨,通過對德州空調(diào)制冷產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)如:雙一集團、亞太集團、貝萊特集團等企業(yè)的實地調(diào)研,了解其生產(chǎn)過程中所需人才的知識結(jié)構(gòu),合理配置熱能與動力工程專業(yè)的課程,在教學計劃、課程課時、專業(yè)實訓等方面符合企業(yè)發(fā)展需求和地域經(jīng)濟發(fā)展要求,使熱能與動力工程專業(yè)課程設置與地域經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調(diào)。
一、企業(yè)調(diào)查
為了能較好地收集在德州市經(jīng)濟建設中社會各行業(yè)對熱能與動力工程專業(yè)人才的使用和需求情況,主要進行了四個方面的調(diào)查:
1.企業(yè)的基本情況;2.企業(yè)中現(xiàn)有熱能與動力工程專業(yè)人才的基本信息;3.企業(yè)對熱能與動力工程專業(yè)人才的要求;4.企業(yè)對高等教育在熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)方面的意見與建議。
(1)企業(yè)及現(xiàn)有熱能與動力工程專業(yè)人才的基本情況:
深入調(diào)查的企業(yè)有:山東格瑞德集團、金光集團、中大貝萊特集團、山東雙一集團、亞太集團等德州市屬單位。根據(jù)調(diào)查表的回收統(tǒng)計,分析如下:
近5年各單位錄用的大專及以上熱能與動力類的畢業(yè)生占總錄用人數(shù)的百分比
(2)企業(yè)對熱能與動力工程專業(yè)學生的要求
統(tǒng)計表明,企業(yè)對熱能與動力工程專業(yè)的學生要求較高,按需求的重要性進行排序是:①熱能與動力工程專業(yè)相關(guān)的技術(shù)基礎理論水平及相關(guān)的實際操作能力;②科學研究及科技開發(fā)能力;③機械方面的應用和設計能力;④組織管理能力;⑤人際交往能力。
(3)企業(yè)對高等教育在熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)方面的意見與建議
面向社會、面向企業(yè)、面向?qū)嶋H,培養(yǎng)實用型、技能型、復合型優(yōu)秀人才,培養(yǎng)具有解決生產(chǎn)實際問題的工程技術(shù)人才,開展校企聯(lián)合辦學的模式。①專業(yè)面要進一步拓寬,要有一定的機械加工、生產(chǎn)工藝、設備、電氣技術(shù)的基礎知識;②介紹最新的熱能與動力工程知識、技術(shù)和產(chǎn)品,培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的能力;③理論的運用能力,分析解決問題的能力,現(xiàn)場調(diào)試和操作的能力;④增加計算機、機械方面的知識,增強控制方面和機械制造方面的知識教育。⑤跟蹤新技術(shù)的能力,實踐與創(chuàng)新能力;⑥適應環(huán)境的能力,吃苦耐勞、腳踏實地的工作作風,敬業(yè)與拼搏精神,合作精神;⑦對企業(yè)文化、價值觀的認同度,溝通與協(xié)調(diào)能力等。
二、調(diào)查反映的問題
1.熱能與動力工程專業(yè)集中了機械和熱能與動力工程兩方面的知識。不少企業(yè)提出學校的專業(yè)教育除了要學習堅實的熱能與動力工程專業(yè)基礎知識和專業(yè)知識外,還應學習有一定的電氣技術(shù)、軟件編程的基礎知識,了解控制系統(tǒng)的實際應用背景和主要應用領域,這樣能夠發(fā)揮出更好的作用。
2.學生缺乏創(chuàng)新能力。學生知識面狹窄,課程內(nèi)容落后于時代,缺乏反映學科發(fā)展前沿的新知識,不能激發(fā)學生思考新問題、探討新知識的創(chuàng)新欲望。重理論、輕實踐,理論脫離實際,不利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
3.提高學生的動手能力,培養(yǎng)學生的“職業(yè)”精神是企業(yè)對大學教育提出的又一點建議。
三、調(diào)查總結(jié)
在當今社會經(jīng)濟和科學技術(shù)迅猛發(fā)展以及經(jīng)濟全球化不斷深化的新形勢下,熱能與動力工程專業(yè)的教育如何與地域經(jīng)濟發(fā)展相適應是擺在我們面前的一個重大課題。
1.社會對人才的需求無論是在類型上還是層次上歷來都是多樣化和動態(tài)性的,未來社會對人才的需求也是隨著時間的推移不斷發(fā)生變化的。高等教育必需冷靜地認識這個問題,要以培養(yǎng)人的高素質(zhì)和建立牢固的專業(yè)基礎為主,同時擴大專業(yè)知識面,使學生具有一定的職業(yè)遷徙能力,培養(yǎng)實用型、技能型、復合型優(yōu)秀人才。
2.企業(yè)對人才需求在層次上是不斷朝高層次發(fā)展,類型上是向復合型人才發(fā)展。調(diào)查中,普遍感到企業(yè)對人才的需求層次越來越高,并且對綜合性、復合型人才的需求旺盛。與先進的生產(chǎn)技術(shù)接軌,導致企業(yè)對人才的要求多樣化,而專業(yè)的觀念相對淡化,只懂本專業(yè)的知識是不夠的。