能源動力和動力工程范文

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第1篇

【關鍵詞】熱能；動力工程；能源

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A 文章編號：1006-0278（2014）03-180-02

近年來，隨著工業的快速發展，我國鍋爐的種類也逐漸增多，但是在鍋爐的制造和應用方面還存在不少的問題，主要是能源利用效率比較低的問題。因此，如果提高能源利用效率成為我國熱能與動力工程研究的方向之一。在本文中，筆者結合自身工作實際，從我國現階段熱能與工程發展情況入手，分析了熱力動力工程和能源的發展狀況。

一、熱力動力工程及其未來發展方向

（一）現階段的熱力動力工程研究情況

我國的熱力動力工程專業是在上世紀五十年代形成的，而它的興起則是在前蘇聯，這個專業下面還包括幾十個小專業，主要與偶電廠熱能、制冷、鍋爐，以及空調空城、低溫、內燃機等等。而在我國實行改革開放之后，尤其是進入新世紀之后，這些小專業逐漸壓縮成為九個小專業，前不久有被合并成為一個專業。在我國的大多數高校開設了熱能與動力工程專業。

熱能與動力工程專業的研究內容包括兩個方面，一個是熱能，一個是動力，它是一門技術性和應用性均非常強的專業，涵蓋的知識領域主要包括機械工程、工程熱物理、熱能動力工程。此外，還包括能量轉換和有效利用的理論和技術等，制冷裝置、動力工程、動力機械等也屬于這一專業的知識領域。該專業的應用領域也比較廣泛，可以說是我國科技發展的基礎專業所在。隨著我國社會主義市場經濟體制的逐步晚上，社會需求的不斷多樣化，以及科學技術的應用發展，均稱為其發展的挑戰。

（二）熱能與動力工程的發展方向

熱能與動力工程的發展方向首先表現在動力控制工程的發展方向，其研究發展需要掌握動力測試技術、汽輪機原理、動力機械設計、熱工自動控制，以及燃燒污染與環境、鍋爐原理、傳熱傳質數值計算等方面的知識；其次，在熱力發電機與汽車工程發展方向上，則需要掌握內燃機原理、燃料和燃燒、熱力發動機的排放、環境工程理論，以及內燃機電子控制、低溫技術學等方面的知識。

此外，在水利水電工程發展方面還需要掌握水輪機原理、水力機組輔助設備、現代控制理論、電機學與發電廠電氣設備等方面的知識。

二、工業爐的發展狀況

在工業生產領域，工業爐的作用比較大，在推動工業生產方面發揮著獨特的作用。工業爐是一種熱能轉化裝置，通過燃燒來產生熱量，然后用燃燒產生的熱量來加工物料和工件。在工業生產當中，工業爐是比較重要的生產設備，當前，工業爐在工業生產的各個領域均有應用，而且品種比較多，有力推動了工業生產的發展。早在商周時期，我國已經制造出功能強大的鍋爐，隨著工業生產的發展，鍋爐逐漸發展成為當前的工業爐。所以，鍋爐可以說是工業爐的一種特殊形式。相關的統計結果顯示，在我國的12個行業當中，工業爐裝備在12萬臺以上，其中，機械制造行業的工業爐占到了總數的67%，而工業爐有可以分為燃燒爐和電爐。現階段，多數行業使用的是工業爐。而這兩種工業爐中，燃燒爐的使用范圍最廣，有力推動了我國工業生產的發展。

三、工業爐燃燒控制技術的應用

若想比較好地控制熱能動力工程鍋爐內的燃燒，控制爐內的溫度，必須控制能量轉化幅度。在過去，鍋爐燃燒均是使用人力向鍋爐內添加燃料，通過這種方式來保證鍋爐的連續工作。但現階段，不少企業已經采用了步進式鍋爐自動控制技術來控制燃料的添加。在下文中，筆者介紹兩種鍋爐燃燒的控制方式。

（一）空比例連續控制系統

空比例林旭控制系統由氣體分析裝置、燃燒控制器等部件構成，通過檢測熱電偶來設定燃燒數據；利用計算機技術計算出燃燒的偏差值，保證輸出結果的準確性，實現對鍋爐燃燒的控制。不過相關的研究表明，通過這種方式控制燃燒，常常會會出現偏差，計算結果的準確性會大幅降低。

（二）雙交叉限幅控制系統

雙交叉限幅控制系統，主要由熱電偶、燒嘴和流量閥等組成。但是從另一個角度來講，即通過溫度傳感器，把需測量的溫度轉換成電信號，之后，在計算所需測量的溫度是不是與預先設定的溫度相同，從而實現對鍋爐內燃料燃燒的有效控制。鍋爐采用這種燃燒控制方式，主要有兩個方面的好處，一是可以節省能源和部件，二是可以實現對鍋爐內溫度的精確控制。實踐證明，這種控制技術的應用效果非常好，值得在熱能動力工程中應用和推廣。

除此之外，控制熱能動力工程鍋爐內的燃燒溫度，還應結合工程的需要，合理選用燃料。眾所周知，有些燃料的燃燒控制較容易，而有些燃料燃燒較劇烈，控制相比較難，這就要求在鍋爐內填充燃料前，合理選擇燃料，通過對比燃燒點、燃燒所持續的時間等確定使用哪種燃料。

四、仿真鍋爐風機翼型葉片

在鍋爐的內部，有著不少的葉片，這些葉片在燃料燃燒的過程中會通過自身的轉動形成復雜的流暢，主要的特征便是非定長。因此，通過相關的實驗來檢測其性能有著比較大的困難。現階段，也缺乏健全和完善的流體力學理論知識來解釋其中發生的各種現場，比如流動分離現象、失速現象和喘振現象等。在這種情況下，就需要通過流動實驗和數據模擬來探測機械內部的流動問題。

五、熱力動力工程在能源發展方面

（一）能源方面存在的問題

當前，世界各主要經濟體的經濟復蘇跡象逐漸明朗，隨著世界經濟的復蘇和持續發展，能源供應緊張的局面將會加劇，世界各國將會更加重視本國的能源安全問題，在采取行之有效的能源戰略同時，加快各種能源利用新技術和新工藝。而能源動力工業作為我國國民經濟和國防建設的支柱性產業，在推動國家經濟發展方面做出了突出的貢獻。所以，必須提高能源利用效率，緩解能源緊張的局面。

而熱電廠的風機，是一種可以產生能源的機械裝置，通過軸旋轉產生的氣流，可產生大量的動能，在發電廠、工業生產和鍋爐生產過程中具有廣泛的應用。對于一些發電機組來說，隨著電力需求的增加，電網的運行將會更加的安全和可靠，所以，這對于風機的應用也就提出了更高的要求。

（二）能源方面的發展前景

人類社會賴以發展的重要基礎便是能源，能源在確保人類社會的可持續發展方面有著巨大的作用。在世界能源形勢不容樂觀的形勢下，如果更加合理高效的利用能源，成為世界性的研究課題。當前，我國的能源利用主要以煤炭和電能為主，也就是在能源利用結構中，煤炭是核心，我國是以煤炭為主的能源利用結構。這種能源利用結構，一方面會對環境產生比較大的影響，造成生態環境和大氣環境的嚴重破壞，一方面會消耗大量的能源，過度消耗煤炭資源，使我國的能源供應日益緊張。

在這樣的形勢下，在我國能源供應日益緊張的形勢下，我國能源的主要發展方向是“新能源、核能、智能電網、常規能源、節能減排”。而熱能與動力工程符合我國能源發展的大體方向，可為我國能源結構的合理優化做貢獻。

第2篇

【關鍵詞】熱力動力工程；能源；鍋爐仿真

熱能動力工程專業的應用性增強，它主要是以機械工程學和跨熱能動力工程作為理論基礎，通過熱能和機械能的轉換，來產生動力。而鍋爐正是能量轉換的工具，只有在鍋爐進行合理的設計，才可以達到一定的使用效果，最近幾年，我國鍋爐的種類逐漸增多，但在鍋爐的制造和使用方面，還存在很多問題，這樣導致能源的利用率較低，所以怎樣才能提高能源的利用率是目前國家熱能動力工程方面需要研究的問題。

1.我國當前動力工程的情況以及發展趨勢

1.1我國當前動力工程的發展情況

我國熱力動力工程專業形成于20世紀50年代，興起于蘇聯，主要包括的學科有鍋爐、電廠熱能、內燃機、壓縮機、制冷、低溫、供熱通風與空調工程等幾十個小專業。而在我國，改革開放之后，我國由幾十個小專業壓縮為九個，隨即不久，就從原來的幾十個專業合并為一個專業，目前我國已有120多所高效舍友熱能與動力工程專業。

對于熱動主要研究的方面是熱能與動力，是一種應用性強的專業，主要學習的基礎知識有：機械工程、熱能動力工程和工程熱物理，還要學習能量轉換以及有效利用的理論和技術，掌握制冷空調設備、制冷裝置、動力機械與動力工程、流體機械等設計、制造和實驗研究的基本技術。這個專業在很多領域上有著很廣泛的應用，同時也是我國科技發展的基礎方向。隨著我國的經濟發展，市場經濟的建立，社會需求和經濟分配狀態以及科技發展的趨勢等都成為我國現階段的挑戰，也是當前本專業在我國教育發展的主要方向，而且熱動也是當前動力工程師的基本訓練。

1.2我國當前動力工程的發展趨勢

首先是在動力控制工程方向發展，主要掌握熱能與動力測試技術、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環境、動力機械設計、熱力發電廠、熱工自動控制、傳熱傳質數值計算、流體機械等知識。其次是在熱力發動機及汽車工程方向上主要掌握內燃機原理、內燃機的結構、設計、測試、燃料和燃燒，還有熱力發動機排放、環境工程概論以及內燃機電子控制、熱力發動機傳熱和熱負荷等方面的知識。在制冷低溫工程和流體機械方向上，需要掌握制冷、低溫原理、人工環境自動化、暖通空調系統、低溫技術學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統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系統、低溫系統，制冷空調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。除此之外，在水利水電工程方向上主要掌握掌握水輪機、水輪機安裝檢修與運行、水力機組輔助設備、水輪機調節、現代控制理論、發電廠自動化、電機學、發電廠電氣設備、繼電保護原理等方面的知識，以及水電廠計算機監控和水電廠現代測試技術方面的知識。

2.工業爐的發展

工業爐的作用是將燃料燃燒產生的熱量，用來對物料和工件加熱。工業爐是工業加熱的關鍵設備，廣泛應用于國民經濟的各行各業，量大面廣，品種多，影響極大。我國在很久以前就出現了很完善的煉銅爐，隨著技術的發展，煉銅爐發展迅速。而發展到現在，據不完全統計，全國12個行業縣以上企業，工業爐裝備11萬臺以上，機械行業占7.5萬臺（占爐窯總數66%）。工業爐中燃料爐約6萬臺，占爐窯總數55%以上，電爐絕5萬臺。也就是說大部分地區都在使用工業爐，而燃燒爐又是工業爐中使用最多的，所以對于工業爐發展對于我國的工業發展有著很重要的作用。

3.關于爐內燃燒控制技術的運用

對于燃燒控制技術是當前步進爐發展的核心技術之一，而當前控制技術已逐漸由原來的手動控制轉換為自動控制，而當前加熱爐選用的自控方式主要有空燃比例連續控制系統以及雙交叉限幅控制系統。

3.1空比例連續控制系統

該系統主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣比例閥、空氣/燃氣電動蝶閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數據傳送到PLC，由此得到的偏差值按比例積分、微分運算分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調節，可以達到控制空氣/燃氣比例和爐內溫度之目的。

3.2雙交叉限幅控制系統

該系統主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣流量閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶等組成。工作原理是：通過一個溫度傳感器熱電偶把測量的溫度變成一個電信號，該信號表示測量點的實際溫度。

4.仿真鍋爐風機翼型葉片

對于鍋爐的葉輪機械內部，流場復雜，有著非定長特征，所以在實驗檢測方面就會有很大的困難，而目前沒有完善的流體力學理論解釋諸如流動分離、失速和喘振等流動現象，需要流動實驗和數值模擬了解機械內部流動本質。

5.熱能工程技術在能源方面發展

5.1在能源方面出現的問題

對于當今世界，各個國家都很重視能源的問題，而能源動力工業又是我國國民經濟與國防建設的重要基礎和支柱產業，所以在國家各方面的發展上起到了很重要的作用。對于風機，是一種能源利用中產生的機械，它本身裝有多個葉片，通過軸旋轉推動氣流，這種風機主要廣泛應用在發電廠、鍋爐和工業路遙的通風和引風，對礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和很多大型的建筑物實現內部通風，同時實現排塵和進行冷卻。對于在一些發電站里，隨著機組的發展，電站需要向更安全、更可靠地方向發展才行，所以電站對風機也提出了更高的要求，解決掉一些安全問題，像鍋爐經常出現燒壞電機、竄軸、葉輪飛車等事故，這種事故嚴重危害到設備的使用以及工作人員的生命安全，同時在經濟方面也有大量的損失。

5.2在能源方面的發展前景

能源是人類社會賴以生存和經濟可持續發展的重要物質基礎，所以怎樣讓能源更合理的開發和使用就會很大程度上推進世界經濟和人類社會的發展，而我國經濟發展同樣離不開能源，當前我國在能源發展方面主要以“新能源、核能、只能電網、常規能源、節能減排”為主要發展方向，而熱能與動力工程專業正是符合國家的能源戰略發展方向，通過結合很多門專業課程的學習，來培養能適應國家能源領域快速發展要求的高級研究應用型人才。

6.結語

本研究主要根據我國熱能動力工程在鍋爐方面的應用和發展做了一些研究，在鍋爐的燃燒控制方面，在燃燒方式、風機的旋轉問題以及資源利用率方面做出了一系列的分析和闡述，總結出熱能動力工程無論在鍋爐的發展或是其他方面都起著很重要的作用，通過結合和利用一些理論知識能夠轉換成實際的應用，將更利于熱能動力工程的發展。

參考文獻

第3篇

關鍵詞：能源與動力工程 專業核心課程 建設

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2015）04-0290-01

能源與動力是國民經濟發展的基礎，該專業發展的好壞程度直接關系到能源與動力方面的人才培養質量。在上個世紀50年代，我國能源與動力工程專業就開始形成，受當時社會政治經濟及教育體制的影響，該專業發展水平層次不高，專業分割過細等問題突出，需要對其進行調整才能夠適應當前我國社會經濟的發展水平。本文接下來將對能源與動力工程專業核心課程體系做出具體的分析探討。

一、能源與動力工程專業核心課程體系的發展現狀

1.專業研究領域的擴展對人才知識結構提出了新要求

能源與動力工程這個專業名稱是熱能與動力工程專業在2012年調整之后更名的，2013年正式更名使用并招生。專業名稱的改變反應其教育內容的變化，相對而言，其涵蓋的內涵比熱能與動力工程專業更寬廣。能源與動力工程專業與化學及其環境工程專業的關系更加密切，而不僅僅局限在傳統的能量轉化與利用。當前，我國新能源和可再生能源得到了較大程度的開發利用，因此，形成了較大的生產研究領域，急需要這方面的高級專門人才投入到生產實踐中。這樣的能源使用現狀，為高校能源與動力專業的畢業生提供了廣闊的就業前景。然而，當前的專業培養計劃中，并沒有適當的課程內容來適應當前的發展需要，總學分不足，教學科目較少的問題需要引起足夠重視。

2.人才的培養模式不適應社會的發展需要

能源與動力工程這個專業相對于變名之前的專業而言，涵蓋的范圍更加寬泛，不僅僅包括原來的熱能工程及其動力機械，還包括熱力發動機、制冷低溫工程等。這種寬口徑的人才培養模式使得高校所培養的人才具有廣闊的知識儲備，增加其就業面和職業的適應能力。當然，這種寬口徑的培養模式也會出現一些不利的影響，例如：人才的培養不夠專業，不能夠滿足企業對人才某一方面知識技能的需求。這種培養模式下的畢業生，即使到了工作崗位上，也還需要經過一段時間的實踐學習及在職培訓才能夠滿足用人單位的任職要求。

3.專業核心課程體系的構建不利于學生個性化的培養

大學期間是人生觀、世界觀和職業觀形成的關鍵時期，對以后的職業發展具有重要作用。在同一個專業里，有些人喜歡動力機械，有些人喜歡制冷空調，還有些人喜歡發電等，這就導致畢業生以后的職業選擇出現差異性。當前素質教育的號召下，要求學生個性發展，在各個專業的培養方案及其課程體系的建設上，要給學生自主選擇和發揮的空間，讓學生根據自己的興趣方向來選修自己的課程，從事今后的職業。但是在目前的課程體系中，能源與動力工程專業的學生，四年所學內容基本一致，教學內容不存在明顯差別，統一的培養模式很難造就出個性化發展的學生。

4.缺乏有力的實踐課程

實踐環節的課程設計仍然是當今高校人才培養模式中的通病，離創新性人才的培養還具有很大的一個差異。縱觀各校能源與動力工程專業的課程體系，發現其實踐環節的設計與理論知識相脫離，不利于實踐教育效果的達成。另一方面，實踐內容安排不合理，缺乏及時、有效的更新，與國外高水平的高校課程體系相比，教學實踐內容明顯陳舊，不利于人才質量的提升。

二、建設科學合理的專業核心課程體系

1.增加專業核心課程的設置，建立健全人才培養模式

變名之后的能源與動力工程專業，所涵蓋的內涵更加廣泛，因此需要拓展課程研究領域，在掌握能源與動力工程專業發展趨勢的基礎上來設置核心專業課程。在滿足人才培養總目標的前提下，完善補充專業培養結構，優化核心教學內容，使高校所培養出來的人才能夠滿足適應今后社會經濟發展的需要，人才的知識結構能夠增強畢業生的就業競爭力。

2.明確專業方向，區分專業性

為了避免寬而不專等方面的問題，需要在整個能源與動力專業大類的范圍中來統一基礎性課程，區分好專業核心課程。統一基礎性課程是為了防止學生專業面狹窄等問題的出現，通過專業基礎課程的設置和通識課程的講授，使得學生能夠根據不同的專業方向來進行專業核心課程的學習。設置大量的專業選修課程，強化專業實踐環節的設置，避免該專業的學生出現“寬口徑”和“零距離”的發展矛盾。

3.設置多樣化的課程體系，不斷滿足學生個性發展需要

高校課程制定者要設立柔性的專業課程體系，建立起多元化的課程結構來不斷的滿足該專業學生的個性發展要求。學生按照自己的興趣愛好來選擇自己的專業學習模塊，進而從事自己選擇的職業類型。一般情況下，課程體系包括研究型和應用型兩種，研究型課程注重基礎性知識的學習，為以后的考研學習打下堅實的基礎，應用型課程注重實踐教學環節的設置，主要培養學生的就業創新性能力。這樣的課程體系，可以從多方面滿足不同學生的發展需要。

4.優化專業教學內容，促使理論與實踐的結合

理論與實踐知識的學習不可此消彼長，需要在強化實踐教學環節的同時保障理論知識的學習。在總學習不變的前提下，要合理分配理論實踐課程，可以通過其他公共課程的壓縮來保障專業核心課程的比重。在對學生進行課程設計的同時，可以將理論知識的教學貫穿在實踐環節之中。根據最新的就業形勢來調整教學大綱，編寫教材，盡量將最前沿的研究成果融入到日常教學成果中。

三、總結語

總而言之，課程體系的構建和課程內容的優化是一項長期的過程，需要高等教育領域的研究專家和教育教學工作者共同努力。能源與動力工程專業核心課程體系的建設，需要在社會經濟發展，人才需求變更的基礎上進行調整。在考慮本校實際專業特色的基礎上，合理配置專業核心課程的師資隊伍，改革教學方法，更新教學內容，注重教學實踐環節的增強，最終朝著提高人才培養質量的方向前進。

參考文獻

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[2]余萬，陳從平，徐翔，趙美云；能源與動力工程專業核心課程體系建設的研究[J]；教改教法；2014（2）.

[3]衣秋杰，楊前明，孔祥強，李志敏；熱能與動力工程專業主干課程立體教學體系建設初探[J]；中國會議；2006（4）.