热能动力机械现状及其发展

热能动力机械现状及其发展

【摘要】热能动力机械在我国各行各业中有着广泛的应用，而且对国民经济起着非常重要的作用。本文以热能动力机械的专业适应方向及高技术性的特点为依据论述了热能动力机械的现状及其发展走向。

【关键词】热能动力机械；现状；发展走向 一、前言

当热能转换成动力，并且应用在人们的生产生活中时，不仅改变了人们的生产与生活的方式，而且为资源能源的可持续利用、高效利用提供了空间。热能动力机械以其科学性和先进性亟待在人们的生产实践中有着更大范围内的应用。

二、热能动力机械专业的适应方向

无论日常生活，还是工农业生产；无论交通运输，还是航天领域，都离不开动力。热能是这些动力的主要来源之一，如冬天燃煤取暖是利用煤燃烧所产生的热能；火箭发射人造地球卫星利用的动力来自燃料燃烧所产生的热能；蒸汽机车牵引火车的动力来自于蒸汽的热能；热电厂所产生的低品位蒸汽供给工厂热能，在寒冷地区提供暖气；动力设备产生的废热用作制冷动力等。热能除了能被直接利用外，还可以通过转换装置变成电能，得以更广泛地利用，如火力发电、核能发电等。该专业的主要适应方向有：

（一）适应火力发电、核能发电行业。任何一家火力发电厂都是利用锅炉将化石燃料的化学能转化为蒸汽的热能，利用汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能带动发电机发出电能；锅炉、汽轮机及其热力系统的运行，由热工测量设备进行测量和监视，由自动化装置实行自动控制。核能发电除利用受控核裂变反应所释放的热能将水加热成蒸汽不同于火力发电外，其它生产过程基本上同于火力发电。湖南橡胶厂、冷水江铁厂等大企业的自备电厂的生产过程亦同于火力发电厂。

（二）适应于石化行业。炼油厂、化肥厂、制碱厂、维尼纶厂等企业，都必须有热动力设备产生热动力来满足生产的要求，如工业锅炉、换热器、泵与风机等动力设备。

（三）适应于冶金行业。冶金行业需要大型的热动力设备，如高炉所需要的热空气由锅炉产生再由风机送到高炉中去。

（四）热力设备的设计和生产制造行业。修完本专业的全部课程后，具备一定的设计和生产制造能力。

（五）制冷行业。大型制冷设备的动力来源于锅炉所产生的热能，制冷工质的循环理论同于热动力工质循环理论，制冷专业与热工专业实际上是相关专业。

（六）船舶工业。舰艇、轮船多以锅炉产生蒸汽，以汽轮机为原动机带动船桨推动舰船航行。

（七）航天领域。运载火箭的推力是通过燃料燃烧，产生巨大的热能推进火箭升空。

（八）建材生产行业。如水泥、玻璃、陶瓷等的生产。

（九）服务行业。现代宾馆、酒楼的采暖通风、供水供汽的动力设备的生产与管理。

（十）适用于热能动力设备的生产、技术管理工作。

（十一）适应于其它需要热动力的行业。以上说明，凡是涉及到热动力的行业，都需要热能动力工程专业人才，意即该专业具有广泛的适应性。

三、热能动力机械专业的高技术性

大型的热能动力设备，系统非常复杂，集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体，自动化程度很高。从生产上来看，热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现，并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行，早已是自动控制或远动操作，新建的大型火力发电机组应用了计算机控制，如30MW汽轮发电机组，正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上，锅炉本体的高度超过som，燃煤达10t/11以上，若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的，但是采用集散控制系统，实现全计算机控制，一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉，亦采用机械进煤的方式，运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备，也具有相当高的自动化水平。可见，热力设备的运行，采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作，要搞好热力设备的安全运行，必须经常地进行维护和定期的大小修，为了提高热能利用效率，必须利用新技术对设备进行技术改造，利用先进管理手段进行管理，因此，需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。

四、我国的热能动力工程发展现状

我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响，专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业，形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局，一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放，我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求，1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录，将几十个小专业压缩为9个专业，即热能工程、热

能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个，即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业，全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。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。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，可见热动是现代力工程的基础。

五、热能动力工程的发展方向

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

（五）热能动力机械中工业炉的发展

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。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。工业炉是耗能大户，能耗占全国总能耗的1/4，占工业总能耗的60%。工业炉中燃料炉能耗占工业炉总能耗的92%，其中固体燃料约占70%，液体燃料绝占20%，气体燃料仅占工业炉总能耗的8%左右。可见燃料炉在我国工业炉中起着举足轻重的作用。

（六）热能动力机械在能源方面的发展

热能动力工程在能源方面的发展热能与动力工程专业将重点围绕国家能源战略，以“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”为主线，培养能适应国家能源领域(尤其是电力行业)快速发展要求的高级研究应用型人才。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。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的合理开发和有效利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。我国经济的高速可持续发展同样离不开能源，目前我国是世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为经济社会发展提供了重要的支撑。

八、结束语

综上所述，随着自身的发展以及在控制工程、汽车工程、水利水电工程、工业炉以及能源方面的应用，热能动力机械将会释放出更大的生产力，极大的带动经济的发展和社会节能理念的转型。

参考文献

[1] 安连锁. 热能动力机械现状及其发展[J] .北京:中国电力出版社，2011.

[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，2009，14(6):38-3 9 .