熱動力工程技術范文

導語：如何才能寫好一篇熱動力工程技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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《熱能與動力工程測試技術》是高等院校熱能與動力工程專業的一門專業基礎課。本課程集成了數學、電工電子學、信息科學、光電技術、計算機技術等多學科原理和技術，并且被廣泛應用于各個學科，具有涉及知識面廣、綜合性強、理論知識抽象、實踐性要求高、學時少等特點[1]。測量是水力發電廠生產不可缺少的組成部分。它能及時反映水力設備的運行情況，為運行、檢修人員提供操作依據，是保證設備安全、經濟運行的重要技術手段。同時也是從事大中型水力發電廠水輪發電機設備運行、試驗調試、技術改造等工作的基礎[2]。

《熱能與動力工程測試技術》課程屬于熱能與動力工程專業必修課程之一，開設在本科三年級下學期，該課程的教學目的是讓學生初步掌握現有的測試技術和方法，通過學習溫度、壓力、流量、流速、振動等參數的測量，以及測量過程中常用的儀器（如激光多普勒測速儀、熱線熱膜流速儀、粒子圖像測速技術、紅外熱像儀等）的工作原理和用途，了解現代測試儀器的工作原理及分析方法，培養學生根據研究對象和研究目的合理選用現代先進測試儀器的能力，使他們具備一定的科學研究分析能力，以適應社會對熱能與動力工程專業人才的需求。

二、課程內容的安排

《熱能與動力工程測試技術》課程是一門理論性和實踐性結合非常強的課程，單純的實驗教學或者理論教學都無法讓學生理解和接受。目前，高校開設現代測試技術課程通常存在以下三個問題：（1）隨著工程技術的快速發展，新技術不斷涌現，新教學內容越來越多，但新教學計劃的制定，使得總學時越來越少，教學時間緊任務重；（2）按傳統的教學方法，課程所講授的內容相對來說比較分散、雜亂，不利于學生建立完整的知識體系；（3）對本科生多以講授儀器的基本原理和測試方法為主，有時增加少量參觀方式的實驗教學，這種教學方法使學生缺少動手機會，動手能力和創新能力不強。

西華大學教育部重點實驗室擁有大量的現代測試儀器，如激光多普勒測試儀、粒子圖像測速儀、紅外成像儀等，同時也建有水輪機模型試驗臺和水泵試驗臺。因此，學校有充足的資源為學生提供實驗教學。

該課程分為課堂教學和實驗教學兩大模塊，共計50學時，其中，課堂教學安排40學時，實驗教學安排10個學時。結合水力機械的特殊結構，運行參數，將課堂教學分為3個學習單元：第一單元為緒論部分（2學時），介紹測試技術的分類和發展趨勢；第二單元為流量、流速、功率、振動、溫度等參數的測量（30學時），該部分為重點、分別介紹渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計、三孔動力探針、五孔動力探針、熱線熱膜風速儀、激光多普勒流速儀、粒子圖像速度場儀、測功器、轉矩儀、紅外成像儀等設備的基本原理、應用范圍、儀器的優缺點和應用實例；第三單元為水輪機、水泵試驗技術部分（8學時），其中包括水輪機水泵試驗臺的介紹，具體模型試驗的實例講解。

實驗學時主要是學生參觀教育部重點實驗室的儀器，并對實驗室的儀器進行詳細的實驗操作教學，讓學生能夠獨立操作和使用儀器，完成水輪機、水泵的模型試驗，并對自己的實驗數據進行分析處理，完成實驗報告。

三、課程教學方法探討

《熱能與動力工程測試技術》課程由于理論性很強，通常會讓學生感覺測試原理難以理解，教學內容非常深奧、枯燥。如果按照常規的教學方法進行教學，難以理解和記憶，從而慢慢失去學習興趣[3]。

（一）教學側重點和方向的把握

《熱能與動力工程測試技術》該課程內容豐富，涉及的學科多且廣。主要包括：

1）溫度、壓力（壓差）、流量、流速、機械量、振動量等參數的測量、檢測和顯示；

2）測量儀器儀表的選擇和使用，測量結果處理以及測量誤差的分析。

針對“應用型”本科院校要求和本學科的特點，教師應該結合教學大綱要求，合理安排基本概念、基本原理教學與應用實踐的結合。熱能與動力工程專業學生學習的方向是傳感器和儀表的應用，而不是設計，所以筆者認為“熱能與動力工程測試技術”課程的重點應放在學生日后走上工作崗位能用到的傳感器和儀表選擇和使用上。

測量儀器和儀表的選型應本著節約的原則，考慮性價比的因素，即在滿足要求的前提下選擇低精度的儀表。儀表類型的選擇還應考慮被測介質的性質、使用的環境、安裝條件、對儀表輸出信號的要求等。如傳感器的選擇需要考慮使用的環境是否是易燃易爆的場所；比如測量天然氣或者煤氣等須選用防爆型傳感器；在強磁場的環境，則不能使用電磁傳感器。

由此，學生在了解測量儀器和儀表基本原理后，能根據具體測量參數、被測介質的性質、使用的環境、安裝條件等要求選擇最佳儀器儀表。

（二）以案例為主線的課程教學模式

案例教學法是由哈佛大學法學院提出的一種以學生為中心，致力于提高學生綜合素質的教學方法[4]。在案例教學中，教師根據教學要求，設計相應案例，組織學生針對案例內容，運用所學知識進行思考、分析、討論和交流等教學活動，以提高學生分析問題和解決問題的能力。將案例教學法運用到《熱能與動力工程測試技術》課程的教學過程中，學生能夠正確建立工程測試與應用的整體概念，一方面不用增加實驗學時，另一方面促使學生變被動學習為主動學習，引導學生運用多學科知識去分析和解決工程實際中的具體問題，從而提高教學效果。

案例設計實例：水輪發電機轉子溫升測量。案例來源于教師科研項目――漁子溪電站超出力運行可行性分析。該項目以水輪發電機轉子為研究對象，探索在超出力5%運行工況下轉子溫升情況，系統了解機組有關電氣一次、二次及機械附屬設備是否具有潛在風險，確認電站機組超出力運行的安全性和可靠性。

案例教學時，首先向學生提出啟發性問題：目前我們了解的溫度測量有哪些方法？用什么方法才能檢測出轉子的溫度？在測量過程中我們應該考慮哪些影響因素？然后提醒學生高速旋轉的設備溫度測量可以用什么方法，傳感器可以如何布置等。帶著這些問題，學生應在課后搜集相關資料，相互討論這些問題，初步形成自己的觀點。

課堂案例教學時，先組織學生進行分組討論，學生小組分析結論逐一講解，綜合其中正確的結論觀點，剖析錯誤見解，給出案例分析的邏輯路徑。本案例中轉子溫升測量可以有三種方法：（1）電阻法測量，根據轉子繞組的電阻值隨溫度變化而相應變化的關系來確定轉子繞組的平均溫度。（2）轉子溫度分布在線監測系統，即把特制的滿足發電機轉子線圈耐壓要求的溫度傳感器直接安裝在勵磁線圈上需要測量的部位，通過安裝在轉子機架上的溫度采集記錄儀得到溫度傳感器的輸出值，從而得到發電機轉子線圈的溫度分布情況。（3）紅外熱成像測溫儀，即是通過接收物體發出的紅外輻射，經電子系統處理，得到與物體表面熱分布相應的熱像圖，從而給出物體表面的溫度分布情況。

本案例緊密結合工程實際，由最基本的測試方法開始，逐步引入我們最先進的測試設備，讓學生學會溫度測試方法的同時，了解該行業中的先進測試技術。這樣的教學可以激發學生的學習興趣，有助于培養他們遇到問題，查閱資料解決問題的能力。

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【關鍵詞】熱能與動力工程;鍋爐

引言

隨著經濟的不斷發展，現有的化石資源已經遠遠不能滿足我國現下經濟的快速發展，能源問題越來越受到黨和人民的密切關注。所以，在有限的能源下，想要發展經濟就必須用提高科學技術的手段來使能源的利用率得到提高。熱能與動力工程是一門工程應用專業，這門學科的包含機械工程學和跨熱能與動力工程，這兩門學科也是其主要的理論基礎，該學科的應用與發展原理就是將熱能與機械能在一定的條件下進行互相的轉化，來產生各機械設備運轉所需要的動力。我國經過長時間的探索，熱能動力工程已經得到了很大的發展，取得了很好的發展成果，其應有的價值在鍋爐方面體現的淋漓盡致。目前，我國在鍋爐的利用和發展過程中存在的主要問題就是能耗過大，這是每個從業人員都必須面對的現實問題。我們應致力于用熱能動力工程技術來對燃料的燃燒進行創新，來使能源的利用率得到改善。鍋爐是主要的熱能與動力工程的承載者，能量轉化是其在生產過程中的主要動力，因此要提高鍋爐的利用率就必須在設計鍋爐初期就應該用熱能與動力工程的標準來武裝設計方案，唯有這樣才可以使鍋爐的燃燒效率以及能源利用率得到很好的提高。

1 熱能與動力工程的基本內容以及發展概況

1.1 熱能與動力工程的基本內容

熱能與動力工程包含多們學科知識內容，因此是一門綜合性比較強的學科。熱能的研究以及用適當方法進行熱能與動力學之間的轉化是其主要的研究方向和內容。在能源利用高效的鍋爐上我們可以看到，熱能和動力工程的很多系統性的應用都體現在了鍋爐的設計上，研究內容對鍋爐的運行也起到了指導的作用。我們在對熱能與動力工程研究的同時，也必須兼顧其他領域的研究，畢竟它是一門綜合性的學科，尤其應將研究的重點放在熱能與機械能的轉化上，這樣才可以更好的提高對這門學科的認知度。同時，作為一門有著廣大發展前途的學科，它也設計很多的發展方向，自動化的發展方向就是隨著科技的不斷進步而衍生出來的。目前我國在熱能與動力工程這方面的人才相對匱乏，人才的培養也是未來發展的一項重要的工程，用知識性的人才來解決能源方面的使用問題，來使熱能動力工程的作用得到發揮，從而為我國的經濟發展提供一個很好的平臺，從這個角度來說，馬不停蹄的進行科技創新，提高對熱能與動力工程的研究的意義已經變得非常重要。熱能與動力工程旨在解決的是能源和環保方面的問題，減少廢物的產生將能源高效的利用是一件十分艱巨的同時也是我們需要克服的任務。

1.2 我國熱能與動力工程的發展概況

我國的熱能與動力工程始發與中國成立初期的50年代，我國各種企業以及生產方式都是遍地狼藉，后期的一切發展以及人才的培養都是借助于蘇聯的模式，所以我國的經濟發展以及人才的培養都得到了很大的改善。隨著改革開放后我國社會主義經濟進行的如火如荼，熱能與動力工程呈現出勃勃的發展生機。隨著市場經濟的要求，熱能與動力工程的人才需求越來越高，因此教育部將原來零零散散的九門關于熱能與動力的學科整合為一體并將其納入大學生的學習行列。整合后的學科綜合性以及學科內容針對性極強，尤其廣泛的應用領域是在鍋爐方面。解決能源短缺的事實是熱能與動力工程發展的主要目的，這是不爭的事實，所以其有很高的地位在國民經濟發展中是不容置喙的，人們對它的高度重視一定會持續高溫，使我國的能源提供能夠更加流暢、高效。最新的熱能與動力工程發展將環保理念融入到了工程實踐的發展之中，減少能源的浪費，降低水、大氣以及固體廢物的排放，將生態化提到日程表上。現在的熱能與動力工程的發展會為以后的經濟發展夯下堅實的基礎，將經濟發展的可靠性得到很大的提高。

2 熱能與動力工程在鍋爐方面的應用以及發展創新

2.1 熱能與動力工程在鍋爐方面的應用

是否成功的將熱能與機械能進行轉化的核心技術就是鍋爐內部的燃燒控制，隨著科學技術的不斷進步，鍋爐填料的技術已經取得了很大的發展，由以前的人工填料演變成現在的燃料填充的自動化階段。熱能動力自控技術可以將鍋爐的燃燒分為兩個類型。第一種是由各種元件組成的連續性控制系統，這種方式能有效的進行鍋爐內部的溫度調節，以此來提高燃燒效率，但是溫度控制不夠精確，需要仔細認真的態度進行細致確認;第二中是雙交叉控制系統，這種方式可以節省材料，更重要的是能較為精確的控制溫度在合適的范圍內。目前，工業爐是應用比較廣泛的一種爐子，是工業生產中的重要組成部分。工業爐的主要作用就是通過更加深入的研究能源利用率來達到鍋爐發展的新時期。經過對熱能動力學的研究，現在的步進式以及推鋼式鍋爐在熱能的轉化方面取得了令人欣喜的進展，雖然這兩種方式在輸料方式上有一定的不同點，但是使用起來效果卻是非常好的。在未來的發展方向上我們可以清楚的看出，熱能動力學工程可以在能源方向、汽車工程方向以及低溫控制技術方向上有著很大的提高空間，在未來的市場上有著無限的發展潛力，能夠逐漸的將人們的生活方式發展成自動化。鍋爐供暖、電能供電技術等等都應耳熟能詳了，這些已經完全融入到人們的生活生產中，當然世界上還有很多的未知之謎需要我們求探索，需要有識之士去開發、去展望，去實現我們美好的明天。將鍋爐等行業的能源利用達到最高，實現能源的高效化。

2.2 熱能與動力工程在鍋爐方面的發展創新

2.2.1 熱能與動力工程在鍋爐方面的發展

世界第一臺鍋爐在英國產生，隨之進行了蒸汽時代的工業革命，雖然鍋爐是工業爐的一種，利用燃燒來提供所需要的熱量，但是這樣不但對能源有著很大的浪費，而且也會造成生態環境的惡化。隨著科技的進步，越來越多的技術應用到了改良鍋爐行業中。當前，在我國各行各業上廣泛應用、工業上加熱裝置普遍使用的鍋爐就是工業爐，它的種類很多，數量涉及的范圍廣，我國國民經濟的發展很大程度就是依賴工業爐的改良與使用，因此它的發展與國家建設以及戰略息息相關。在國家節能減排的號召下，鍋爐業首當其沖，節約型的鍋爐建設是各個行業努力發展的目標，在高校中熱能與動力學的學生應該積極涉獵各種技術，在學習好理論基礎知識的前提下還需要培養一定的分析問題、解決問題的能力，作為21世紀的學生，必備的素質之一就是進行計算機操作，那樣才能跟上時代的步伐。能源對于一個國家的重要性不言而喻，國家經濟發展是否長久受能源利用效率的直接影響，創新、環保能力的培養是當代人才的迫切需要。發展新技術，提高能源利用率尤其是在鍋爐行業的效率是擺在我們面前的主要問題。

2.2.2 熱能與動力工程在鍋爐方面的創新

眾所周知，進行能量的轉換調節是鍋爐燃燒控制中非常重要的一環。隨著時代的不斷發展，鍋爐的類型以及填充燃料的方式都有了很大的發展，同時也有效的控制了鍋爐的燃燒效率。在燃料的消耗系統中，有兩類是能夠進行能量控制的。一類是調節空氣與燃料的比例值，通過和鍋爐的設定值進行比較來得出所想要的結果，但是這種方式比較復雜，而且精確的計算也沒有實現，要想使技術的準確性能夠保障，還需要對鍋爐的設定值進行多次的確認才可以?，F在的主要手段是經過計算機的設計計算來提高鍋爐的效率，通過計算機來控制鍋爐的運行與操控，達到自動化的目的。通過調整鍋爐的燃燒方式提高了能源利用率，減少了對環境的污染。在鍋爐風機上，熱能與動力工程為降低風機故障而造成設備損害，因此在改良風機的問題上熱能與動力工程也進行了很大的創新，保障了鍋爐電機的安全運行。熱能與動力學工程在最近幾十年的發展中研發出一種可以在不同方向上測定燃料速度的軟件，通過數學模型得出一系列的模擬結果，從而可以有效的改善鍋爐內部某些部件的性能。

3 熱能與動力工程在鍋爐應用方面存在的問題

熱能與動力工程在鍋爐應用方面存在的主要問題除了如何提高能源利用率外，最主要的就是鍋爐風機方面問題。鍋爐的風機主要是用于傳送以及壓縮氣體，也就是將氣體風能轉化為機械能，從而保證鍋爐的正常運轉。隨著人們大量的需求能源，越來越多的負荷強加到鍋爐上，致使風機的自身性能降低，從而導致鍋爐電機的損害，嚴重影響鍋爐的效率，并且在一定情況下會導致鍋爐其他設備受損，這將直接導致大量的經濟損失，同時也會對操作工人造成安全威脅。良好的熱能動力工程技術能有效的盡心鍋爐的改進，但是由于葉輪機械結構復雜，很多不確定性的因素都會影響溫度的測量，致使我國到目前為止還沒有有效的方法來解決這個問題。所以如何行之有效的將熱能與動力工程技術應用到風機的改良上，順利的產生持續性能高的鍋爐已經成為熱能與動力工程人員需要考慮的問題。只有不斷的依靠熱能與動力工程技術不斷的對風機進行改進，才能保障工作人員安全以及鍋爐的正常運轉，才能不斷的對鍋爐進行改造，才能使鍋爐在運轉和工作中發揮出應有的作用。

4 結語

鍋爐有著悠久的歷史，經過人類科技文明的發展，鍋爐也經歷了很大的改善，拓展了自己的性能。本文在對鍋爐運轉以及設計理念上應用熱能與動力工程進行了詳細的闡述，并對該工程對鍋爐中存在的問題提出了有效的解決辦法，深入的研究了熱能動力工程在技術上對鍋爐在燃燒方面的應用，盡所能的通過提高燃燒效率增強燃料利用率。簡而言之，目前我國人才尚很缺乏，需要大量的培養相關知識性人才，用實際行動來提高他們對該行業的探索能力，不斷的對該工程涉及的領域進行研究，勇于創新，挖掘出熱能與動力工程在包括鍋爐在內的使用領域上的其他潛力，行之有效的降低能量的消耗，為我國的經濟發展事業奉獻自己的一份力量。

參考文獻：

[1]王楚鴻.新形勢下電廠鍋爐應用在熱能動力的發展前景[J].科技視界，2013（31）.

[2]安連鎖.泵與風機[M].北京：中國電力出版社，2001.

[3]費雍.淺析電廠的熱能與動力工程[J].科技創新與應用，2013，02

[4]馬士峰.淺談熱能與動力工程發展方向[J].科技與企業，2014（12）.

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關鍵詞：風機翼型 數值模擬 鍋爐仿真

1.熱能動力工程的研究方向

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。目前我國有120多所院校開設有該專業，它由舊本科的九個相關專業合并而成，包括了原來的熱力發動機（080311）、熱能工程（080501）、流體機械及流體工程（080313）、熱能工程與動力機械（080319W）、制冷與低溫技術（080502）、能源工程（080506W）、工程熱物理（080507W）、水利水電動力工程（080903）、冷凍冷藏工程（081409）專業。

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，學習各種能量轉換及有效利用的理論和技術。專業通過理論力學、材料力學、工程制圖、機械設計、電工與電子技術、工程熱力學、流體力學、傳熱學、控制理論、熱工測試技術以及專業方向課程的學習，使我們具備工程熱力學、流體力學、傳熱學和熱工測試技術等熱能與動力工程領域的基礎理論、實驗技能和基本專業知識，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。在此基礎上，它是一個寬口徑的專業，拓展空間很大，就業方向很廣，有電廠熱能工程及其自動化方向、工程熱物理過程及其自動控制方向、流體機械及其自動控制方向、空調制冷方向等。同時，熱動還是現代動力工程師的基本訓練，可見熱動是現代動力工程的基礎。

2.熱能工程技術在能源方面需要解決的問題

能源問題在當今社會舉足輕重，熱能與動力工程專業在國民經濟中的地位可想而知。

能源動力工業是我國國民經濟與國防建設的重要基礎和支柱型產業，同時也是涉及多個領域高新技術的集成產業，在國家經濟建設與社會發展中一直起著極其重要的作用。

風機是一種裝有多個葉片的通過軸旋轉推動氣流的機械。葉片將施加于軸上旋轉的機械能，轉變為推動氣體流動的壓力，從而實現氣體的流動。風機廣泛應用于發電廠、鍋爐和工業爐窯的通風和引風，礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻等[1]。尤其是在電站，隨著機組向大容量、高轉速、高效率、自動化方向的發展，電站也對風機的安全可靠性提出了越來越高的要求，鍋爐風機在運行中常發生燒壞電機、竄軸、葉輪飛車、軸承損壞等事故，嚴重危害設備、人身安全，也給電廠造成巨大的經濟損失[2]。此外，風機一直是電站的耗電大戶，電站配備的送風機、引風機和冷煙風機是鍋爐的重要輔機，降低其耗電率是節能的一項重要措施。

3.熱能專業中工業爐的發展

工業爐是在工業生產中，利用燃料燃燒或電能轉化的熱量，將物料或工件加熱的熱工設備。

中國在商代出現了較為完善的煉銅爐，在春秋戰國時期，人們在熔銅爐的基礎上進一步掌握了提高爐溫的技術，從而生產出了鑄鐵。1794年，世界上出現了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。后到1864年，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。隨著現代化管理水平的提高，計算機控制系統的不斷完善，現代連續加熱爐也應運而生. 現代連續加熱爐爐型可以歸入兩大類：推鋼式爐和步進式爐。兩類爐型的根本區別，僅在于爐內的輸料方式。

4.爐內燃燒控制技術

其燃燒控制是步進爐的核心技術之一，手動控制已被自動控制方式所取代。目前大規格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式通常有：

（1）空燃比例連續控制系統，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與其設定值進行比較，偏差值按比例積分、微分運算輸出4-20 mA的電信號分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調節，從而達到控制空氣/燃氣比例和爐內溫度之目的。

（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，該測量點的溫度期望給定值是由預存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。根據這兩個溫度值偏差的大小，PLC自動校準燃氣/空氣流量閥的開度。該閥通過電動執行機構定位。空氣/燃料比控制，借助于孔板和差壓變送器來測量空氣流量，燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質量流量計來測量，使精確的溫度控制得以實現。

5.軟件仿真鍋爐風機翼型葉片

由于鍋爐葉輪機械內部流場非常復雜，并帶有強烈的非定常特征，進行細致的實驗測量非常困難，目前尚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，這就迫切需要可靠詳細的流動實驗和數值模擬工作來了解機械內部流動本質。將利用軟件對鍋爐風機翼型葉片進行二維的數值模擬，研究空氣以不同的方向流入翼型葉片入口所造成的流動分離。根據數值模擬的一般步驟：創建二維模型，進行網格劃分，設定邊界條件和區域，輸出網格，再利用求解器求解，對不同空氣來流攻角角下的流動進行二維數值模擬。在得到模擬結果后，對不同攻角下模擬所得到的速度矢量圖進行比較分析，得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。（作者單位：遼寧工程技術大學）

參考文獻：

[1] 安連鎖.泵與風機[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2] 袁春杭.鍋爐引風機事故的預防[J].中國鍋爐壓力容器安全，2005，14（6）：38-39.

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[關鍵詞] 熱能與動力工程專業 地域經濟 調查研究

山東省德州市暖通空調產業自上世紀七十年代初發展到今天，經歷了三十多年的技術引進和技術改造，已成為德州市的第一大特色產業集群。2006年5月中國制冷空調工業協會正式命名德州市為“中央空調城”。雖然德州市暖通空調產業近幾年發展較快，但目前仍存在著許多制約企業發展，且亟待解決的問題，由于企業中高中級技術人才少，缺乏新產品、新技術開發能力，產品結構調整和更新換代緩慢。

本著高校為當地經濟服務的宗旨，通過對德州空調制冷產業的相關企業如：雙一集團、亞太集團、貝萊特集團等企業的實地調研，了解其生產過程中所需人才的知識結構，合理配置熱能與動力工程專業的課程，在教學計劃、課程課時、專業實訓等方面符合企業發展需求和地域經濟發展要求，使熱能與動力工程專業課程設置與地域經濟發展相協調。

一、企業調查

為了能較好地收集在德州市經濟建設中社會各行業對熱能與動力工程專業人才的使用和需求情況，主要進行了四個方面的調查：

1.企業的基本情況；2.企業中現有熱能與動力工程專業人才的基本信息；3.企業對熱能與動力工程專業人才的要求；4.企業對高等教育在熱能與動力工程專業人才培養方面的意見與建議。

(1)企業及現有熱能與動力工程專業人才的基本情況：

深入調查的企業有：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。根據調查表的回收統計，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生占總錄用人數的百分比

(2)企業對熱能與動力工程專業學生的要求

統計表明，企業對熱能與動力工程專業的學生要求較高，按需求的重要性進行排序是：①熱能與動力工程專業相關的技術基礎理論水平及相關的實際操作能力;②科學研究及科技開發能力;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)企業對高等教育在熱能與動力工程專業人才培養方面的意見與建議

面向社會、面向企業、面向實際，培養實用型、技能型、復合型優秀人才，培養具有解決生產實際問題的工程技術人才，開展校企聯合辦學的模式。①專業面要進一步拓寬，要有一定的機械加工、生產工藝、設備、電氣技術的基礎知識;②介紹最新的熱能與動力工程知識、技術和產品，培養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，現場調試和操作的能力;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跟蹤新技術的能力，實踐與創新能力;⑥適應環境的能力，吃苦耐勞、腳踏實地的工作作風，敬業與拼搏精神，合作精神;⑦對企業文化、價值觀的認同度，溝通與協調能力等。

二、調查反映的問題

1.熱能與動力工程專業集中了機械和熱能與動力工程兩方面的知識。不少企業提出學校的專業教育除了要學習堅實的熱能與動力工程專業基礎知識和專業知識外，還應學習有一定的電氣技術、軟件編程的基礎知識，了解控制系統的實際應用背景和主要應用領域，這樣能夠發揮出更好的作用。

2.學生缺乏創新能力。學生知識面狹窄，課程內容落后于時代，缺乏反映學科發展前沿的新知識，不能激發學生思考新問題、探討新知識的創新欲望。重理論、輕實踐，理論脫離實際，不利于培養學生發現問題和解決問題的能力。

3.提高學生的動手能力，培養學生的“職業”精神是企業對大學教育提出的又一點建議。

三、調查總結

在當今社會經濟和科學技術迅猛發展以及經濟全球化不斷深化的新形勢下，熱能與動力工程專業的教育如何與地域經濟發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性的，未來社會對人才的需求也是隨著時間的推移不斷發生變化的。高等教育必需冷靜地認識這個問題，要以培養人的高素質和建立牢固的專業基礎為主，同時擴大專業知識面，使學生具有一定的職業遷徙能力，培養實用型、技能型、復合型優秀人才。

2.企業對人才需求在層次上是不斷朝高層次發展，類型上是向復合型人才發展。調查中，普遍感到企業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。與先進的生產技術接軌，導致企業對人才的要求多樣化，而專業的觀念相對淡化，只懂本專業的知識是不夠的。

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關鍵詞：熱能動力工程；鍋爐；發展；應用

中圖分類號： TK223 文獻標識碼： A

鍋爐在燃燒的過程中，會產生大量的空氣污染元素，嚴重影響著空氣環境質量，長久以往還將威脅到人們的生命安全。對此，要加強其重視，不斷引進外國的先進除塵技術以及各種施工工藝，在進行機械設備購置的同時，要以最優的價格進行產品質量性能對比，選擇適合本工廠的鍋爐燃燒設備，真正做到節能環保的目的。

一、熱能動力工程和鍋爐構成的概述

1、熱能動力工程概述

從字面上看熱能動力工程就是研究熱能和動力間的相互轉化，其中包括熱力發動機、熱能工程、流體機械及流體工程，熱能工程與動力機械、制冷與低溫技術、能源工程、工程熱物理、水利電動力工程、冷凍冷藏工程等九個方面，其中鍋爐的運行方面主要運用熱力發動機、熱能工程、動力機械、能源工程以及工程熱物理等部分專業技術。熱能動力工程主要研究方面為熱能與動力之間的轉換問題，其研究方面橫跨機械工程、工程熱物理等多種科學領域。熱能動力工程的發展方向也是多方面的，主要用于電廠的熱能工程，另一方面，我們應該加強對熱能動力工程的自動化方向的研究，尤其是工程物理方面，由于我國很缺乏這方面的人才，所以，國家應該加強對流體機械及其自動控制方向、空調制冷方向、鍋爐熱能轉換方向等的專業人才培養，事實上，熱能動力工程是現代動力工程的基礎，熱能動力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題，其作為熱能源的主要利用工程，應該起到環境保護的作用，熱能動力工程在我國的國民經濟的發展中具有很高的地位，我們應該給予高度的重視。

2、鍋爐的構成概述

鍋爐的組成由外殼部分以及燃氣鍋爐電器控制部分組成，其外殼部分主要分為底殼以及面殼兩個部分，鍋爐的底殼用于固定鍋爐的燃燒部分，也就是燃燒器，同時底殼上也安裝膨脹水箱、輪回水泵、燃氣閥、三通閥、主熱交換器以及辦事熱交換器、電控盒等部件，通過底殼的連接使其作為一個整體存在，并且底殼可以做到與固定墻體連接，二鍋爐的面殼則是起到防風防灰塵等各種保護作用。燃氣鍋爐電器控制部分對于鍋爐來說是最主要的硬件部分，其作用主要是用來控制燃料的燃燒、輪回水泵、風機、風雅開關、燃氣閥以及輪回水流、地暖溫度探測器等裝置的運行，當今社會逐漸流行于是用電腦自動控制的方式來運行，有利于精確的操控溫度，保持燃燒溫度的均衡。鍋爐的構造應該滿足熱能動力工程中的理論，這樣才能夠保證鍋爐的正常工作和溫度的控制。

二、熱能動力工程中鍋爐存在的問題及技術應用

1、熱能動力工程在鍋爐風機方面存在的問題

鍋爐的風機用于氣體的輸送和壓縮，也就是把機械能轉化為動能，在鍋爐工作的過程中，風機能夠把氣體運送到指定的機械內，其作用是非常重要的，然而，隨著人們對于能源的需求不斷增多，一些生產企業為了獲得更多的利潤就不斷地增大鍋爐的工作量，這就容易導致鍋爐內的風機由于長時間運轉而燒壞，從而影響鍋爐的正常工作。所以，我們一定要改進風機的工作狀態，正確的將熱能動力工程技術應用到鍋爐的改進中，然而，鍋爐內部葉輪機械的結構是很復雜的，在測量溫度的過程中會受到很多不確定因素的影響，雖然我國還沒有研究出理想的解決辦法，但是，應用熱能動力工程所研發的軟件可以從不同的方向來測定流入風機葉片的燃料速度，并通過創建數值模擬的二維模型來進行網格的劃分，最后利用求解器求出所需結果和網格的輸出，從而得到模擬的結果，也就是鍋爐風機的翼型邊界層分離和攻角的關系。

2、熱能動力工程爐內燃燒控制技術運用

以前，爐內燃燒的控制主要是通過手動完成，而隨著時代的發展，這種手動過控制方式已經不能適應其發展，逐漸被自動控制所取代。就目前狀況而言，大規格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式主要有兩種，分別是雙交叉限幅控制系統控制以及空燃比例連續控制系統控制。

2.1、雙交叉限幅控制系統

雙交叉限幅控制系統的組成與空燃比例連續控制系統存在相似之處，其組成部件主要有燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣流量閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶等。其操作原理主要如下：首先，檢測出相關的溫度，然后對溫度傳感器熱電偶進行一定程度上的使用，以此來對溫度進行轉化，使其成為一個電信號，那么這一信號就表示了測量點的實際溫度，該測量點的溫度期望給定值是由預存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。然后在此基礎之上對兩個溫度值的偏差進行一定程度上的分析，PLC對燃氣/空氣流量閥的開度進行自動校準，這一流量閥的定位主要是通過電動執行機構來完成的。通過對孔板和差壓變送器進行一定程度的使用，以此來對空氣流量進行有效的測量，而燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質量流量計來測量，這樣一來，就能夠對溫度進行精確而有效的控制。

2.2、空燃比例連續控制系統

空燃比例連續控制系統是由多個部分共同組成的，其部件主要有燒嘴、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。這一控制系統的操作原理如下：首先由熱電偶或氣體分析裝置進行一定程度上的檢測，然后再將檢測到的數據向PLC進行有效的傳送，在這一操作完成之后，將檢測到的數據與設定值進行一定程度上的對比分析，然后再將偏差值按照比例積分以及微分進行一定程度上的運算，并在此基礎之上輸出4-20mA的電信號分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調節，這樣一來，就可以對空氣/燃氣比例以及爐內的溫度進行有效的控制。

2.3、流化床鍋爐的應用和脫硫技術的改進

我國流化床鍋爐的應用從九十年代開始,國家有關部門組織了完善化的75t/h示范工程,此后相繼成功開發了130t/h、220t/h、410t/h、440t/h、480t/h、670t/h、1025t/h循環流化床鍋爐。國內技術的循環流化床鍋爐的可用率、可靠性、效率已經達到國際先進水平,普遍優于引進技術。積累了大量的經驗,使我國成為世界上擁有循環流化床鍋爐最多、技術示范最多的國家。

要想改進脫硫技術，首先要改變石灰石輸入方式及輸入部位。將石粉通過氣力輸送方式加入爐膛密相區上部煙氣側。此輸入方式不僅可以保證了石粉的均勻輸入,便于脫硫系統的調節控制，還可以保證石粉與煙氣充分混合以達到較高的脫硫效率。根據爐膛內溫度場的分布,石粉輸入點設在鍋爐前后墻二次風支管部位最為合適,此點溫度一般在900 ℃左右, 處于石灰石與SO2 最佳反應溫度區域,且從二次風口氣力輸入的石粉,進入爐膛后能與煙氣充分混合, 并有充足的反應時間。此外，還可以減小脫硫劑粒徑，有效增大脫硫氣固反應的表面積,提高脫硫效率。

三、熱能動力工程在鍋爐方面的發展

在工業生產之中，工業爐是十分重要的設備，它主要是通過對燃料燃燒以及電能轉化的熱量進行一定程度上的利用，并以此來對物料以及工件進行有效的加熱。中國的爐煉技術具有較為悠久的歷史，最早出現于商代，當時的煉銅爐較為完善。而在春秋戰國時期，又在原先的基礎之上進一步發展的爐溫提高的技術。到了近現代，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。而在目前狀況下，隨著經濟的發展以及科學技術水平的不斷提高，再加之現代化管理水平的提高，逐漸出現了連續加熱爐。就連續加熱爐而言，目前狀況下主要有兩大類，分別是推鋼式爐以及步進式爐。推鋼式爐以及步進式爐最大的差異主要表現在爐內的輸料方式存在著一定程度的差異。

結束語

綜上所述，本文對熱能動力工程在鍋爐方面的應用及發展做出了研究和闡述，還通過實際的調查和實驗更加深入的研究熱能動力工程中的技術應用，尤其是在鍋爐燃燒的控制方面，不管是鍋爐的燃燒方式，還是風機的旋轉問題都涉及到燃燒系統的控制，應該合理的應用熱能動力技術來促進鍋爐的運轉和燃料的利用率。總而言之，熱能動力工程無論在鍋爐的發展方面還是實際的生產生活中都起著非常關鍵的作用，希望可以繼續挖掘熱能動力工程在鍋爐運作和能源生產中的應用，促進我國能源的利用率和經濟的不斷發展。

參考文獻

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[關鍵詞]熱能與動力工程 鍋爐結構 應用與探究

中圖分類號：TN919.8 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0291-01

前言

其實，鍋爐生產熱能的過程是比較繁瑣的，它本身不僅需要調節的地方比較多，而且每個部件與部件之間相互聯系、相互制約，牽一發而動全身，以至于鍋爐的內部能量的轉換如此的復雜，所以要根據鍋爐建立一個數學化的、較理想的模型是相對比較困難的。而熱能與動力工程在鍋爐這一產品中應用較多，對鍋爐的調節有著不可或缺的作用，本文就是根據熱能與動力工程在鍋爐風機監控及燃燒控制中應用的作用與必要性進行分析。

一、什么是熱能與動力工程

熱能與動力工程是多種科學技術的綜合結果，其中包括了現在能源科學技術、管理技術和信息科學技術等多門科學技術。主要涉及到了幾個領域：系統設計、和熱能動力設備的運行設計、自控、信息的處理及計算機的應用等方面。總而言之，熱能與動力工程是相互轉化，不可缺少的。其中在鍋爐方面也應用了很多的技術，比如熱能工程、動力機械、熱力發動機、能源工程、工程熱物理學等等。熱能與動力工程是一種離不開能源的能源性工程，所以我們首先就是能源的供給問題，其次就是環保方面的技術問題。現如今，雖然我國的煤炭資源還算比較豐富的，但需求量也在逐漸的提升，一旦我們無限制的開采，煤炭資源的存儲量越來越少，也同樣會面臨能源短缺等一系列的問題。所以能源應該怎樣利用非常的關鍵，這就要求我們在熱能與動力工程發展的同時，還應該想一想怎樣才能節約能源，我們應該提高技術，從根本上節約能源，從而實現長期可持續發展，而不是揮霍無度，最終導致能源短缺等一系列無法解決的問題。

二、鍋爐的介紹與其結構的組成

1、鍋爐的介紹

對于鍋爐來說，它的發明是很有歷史性的。（1）1796年，科學家瓦特發明了分離冷凝器，他的這一發明對鍋爐的運行有著不容小覷額的作用，也證實這一發明，它標志著鍋爐的完整運作體系的確立，從而就誕生了最早的蒸汽鍋爐；（2）1830年，時代飛速的發展了，并且伴隨著科學技術的不斷地進步，火管鍋爐就是在當時出現的，這一進步同時也標志著人類的進步；（3）在19世紀末的時候，鍋爐的制造技術又有了進一步的提高和更進一步的發展，水管鍋爐就是在當時產生的；（4）到了20世紀，彎水管鍋爐、循環流化床鍋爐、煤粉爐等一系列的新款鍋爐也陸陸續續的誕生了。

2、結構的組成

目前，廣泛應用在我國生產中的鍋爐主要有兩種，一：工業鍋爐，二：電站鍋爐。鍋爐還可以分為臥式和立式鍋爐；鍋爐的本體主要是由汽水系統和燃燒系統組成，這也就是所謂的鍋和爐，汽水系統又由過熱器、省煤器、下降管、聯箱和水冷壁等一系列的部件組成，而汽水系統的主要作用就是吸收燃燒的燃料所放出來的熱量，再將鍋內的水加熱形成具有一定熱量的蒸汽，這一過程就類似于蒸餾的過程。鍋爐的燃燒系統由爐膛、燃燒器、煙道等部件組成，它的作用就是將燃料安全的燃燒，釋放熱量，將水燒開。當然鍋爐熱量轉化的過程中還包含了其他架構的組成，比如運送燃料設備、加水設備、這份設備等?？偠灾仩t的組成缺一不可。鍋爐的溫控是很重要的，溫度過高會有爆炸危險，過低蒸汽的熱量又不夠，所以當今社會，隨著人們生活水平的進步和科技的不但提高發展，對鍋爐體系的要求也就越來越高，很多的公司以及大多數的企業都已經開始采用電腦控制的方法對鍋爐的溫度進行進一步的控制，這樣可以更加精確的控制鍋爐內的溫度，保證鍋爐的安全，維持其持續的發展。

三、對熱能與動力工程在鍋爐風機監控及燃燒控制的應用的探究

隨著時代的發展，以如今的請款來說，熱能與動力工程在鍋爐風機監控及燃燒控制方面的應用非常的廣泛，碧青在其中起著主要的作用。以下兩點就是其應用及存在的問題。

1、在鍋爐內部燃燒控制技術中的應用

是否能調整能量的轉換幅度、控制鍋爐內部的燃燒是鍋爐燃燒控制技術的關鍵，以現今社會的發展情況來看，科技水平隨著時代的發展也得到了空前的發展，鍋爐燃料的填充問題解決了，它由原來的人力填充轉變為了機械自動化的填充，這樣能夠更好地控制燃料填充的多少，是鍋爐方面的又一重大進步。而且除了這一點以外，甚至已經推出了更加先進的鍋爐，它能夠全自動的填充燃燒的燃料，已經完全不用人力的輔助了，它可根據燃燒成都進行加減燃料的填充，是個會思考的機器。由于熱能動力的自控技術不同，鍋爐的燃燒控制也被劃分為了兩種：（1）連續控制系統，它的組成部件較多，主要的是由燃燒控制器、比例閥、電動蝶閥、PLC和流量計等部件組成的。這種系統的控制步驟是先由熱電偶測出數據的控制方式，然后將數據傳送至PLC并與其預先設定好的數值進行比較，等算出的差異值輸出相對應的電信號，最后再電動蝶閥和比例閥門相對比的情況以及開放的程度來進行調節，從而來實現爐內溫度的高低調節。這種方法也是有缺點的，它的缺點就是溫度的控制不夠精確的穩定，需要經過反復的仔細確認；（2）雙交叉控制系統，它的組成與連續控制系統不同，他們的共同點是都由燃燒控制器、熱電偶所組成的，不同的就是交叉控制系統由流量計、流量閥、燒嘴組成，它的特點就是最后才由PLC進行空氣閥門和燃料的開合調節。相對第一種來說，這種方式的有點就是能夠節約能源，并且還可以精確的控制溫度。

2、在鍋爐風機控制方面的應用及問題

熱能與動力工程在鍋爐風機控制方面的應用面臨著不少的問題，首先我們來說風機，它是屬于壓縮氣體和輸送裝置，它主要是可以將旋轉的機械能轉化為動能，不并且擔負著將這些能量運輸到時先準備好的機器中去，促進機器運轉。而熱能與動力工程常常被用在鍋爐運作中，但是，鍋爐對能源的需求量是越來越大的，當燃料越多能源越多的時候，鍋爐中的風機就會承載越來越大的能量，黨風及承載不了這些能量時，電機燒壞燒毀的情況就會在此時出現，這種情況是經常出現的，因為我們不知道風機到底能承載多少能量，而這些能量什么時候到底風機承載的限度，這樣問題的產生不僅會使公司和企業面臨著巨大的損失，同時還會嚴重威脅著工廠工作人員的安全。所以，風機是需要時不時的就得進行改進的，這也更需要我們合理地使用能源和熱能與動力工程的技術，只有這樣才能保證鍋爐更好地運轉、工廠工作人員的人身及財產安全。

結語

鍋爐制造距離現今已經擁有了幾百年的歷史，為人類的發展發揮著非常重要的作用，它作為是企業的主要動力，對企業的生產及安全至關重要，工業的制造離不開它，人類的發展也離不開它，隨著人類的發展，鍋爐也在不斷地改進，本文主要探究的是熱能與動力工程在鍋爐風機監控及燃燒控制中的應用與發展，既有著不可缺少的作用，同時也存在著一些需要不斷解決的問題。這些作用可以推動經濟的發展，存進人類的進步，加快時代的步伐，但出現的問題也面臨著巨大的損失、員工的人身財產安全等問題。這都在提醒我們要充分的認識到熱能與動力工程技術在鍋爐領域中存在的不足，時刻去發現問題、勇于創新并解決問題，并且通過不斷實踐與學習，挖掘熱能與動力工程更進一步的有利技術，發揮在其領域中更多的潛力，爭取從根本上杜絕問題的產生，更高效有序促進鍋爐體系的運轉，從而提高燃料的利用率，節約我們有限的煤炭能源，為人類文明日的發展打下堅實的基礎。

參考文獻

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關鍵詞：電廠鍋爐；發電廠；熱能動力工程；燃燒效率；燃燒控制技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK229 文章編號：1009-2374（2015）13-0052-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.13.027

熱能動力工程包含眾多專業，這些專業所涵蓋的內容也很廣泛，幾乎所有的專業都需要依賴和運用熱能動力工程學的知識。拿火電發電廠來說，發電廠中的汽輪機和電廠鍋爐都是熱能動力工程所探究的領域，另外由于掌握先前熱動能的相關知識，所以我國火力發電廠的前景才一片良好。隨著經濟的發展，為了適應社會變化，我們只有進一步提高電廠鍋爐的燃燒效率才能符合市場要求，因此我們要積極運用熱能動力技術來推動電廠鍋爐的進步，提高整體經濟效益。

1 電廠鍋爐的構成要素

發電廠的運作離不開電廠鍋爐的應用和支持，電廠鍋爐作為發電廠的支柱設備，在發電廠中發揮著重要的作用。電廠鍋爐主要由兩個方面組成：一方面是外殼部分，另一方面則是燃氣鍋爐控制部分。從外殼來說，外殼是由底殼和面殼組成的，底殼的作用就是加強穩固燃燒器，另外，底殼的膨脹水箱等部分要件都是由底殼連接在一起的，通過底殼的作用從而固定在墻體上。從面殼來說，面殼的主要作用是防止風塵的污染，從而保護各個重要部件。燃氣鍋爐控制部分是電廠鍋爐最重要的構成要素，是整個鍋爐構造中的核心部分，它主要控制燃料的燃燒。傳統的控制方式以人力為主，不能很好地控制溫度，使其數值失真，而現在控制系統大部分都是由電子控制，這樣能夠保證操作準確，達到控制效果，實現控制目標，符合控制要求。

2 電廠鍋爐在熱能動力工程中的應用

社會生產和人們生活都需要電力的支持，社會和經濟的發展也都離不開電。另外，我國主要是依靠火力發電來滿足我們用電需求。隨著人類的進步和社會的進展，人們對電力的使用需求也在不斷增大，我們不僅要提供充足的電量，并且還要保證電力質量。因此，為了適應社會變革，火力發電廠只有改進生產技術，提高工作效率，不斷完善電廠鍋爐的運作系統和整體構造，從而提高鍋爐性能和燃燒效率。我們在改進的同時，要明確電廠鍋爐是由眾多部分組成的，每一部分都要引起重視，提高各個部分的性能，從而促進整體發展。

基于以上研究，熱能動力工程的應用研究便成為首要關注問題。電廠鍋爐在應用中主要是實現熱能和機械能的轉換，而根據熱能動力工程學的研究對象原理來看，電廠鍋爐便是我們將要研究的對象，因此熱能動力工程學具有極強的綜合性和實踐性。我們需要運用熱能動力學知識來探究電廠鍋爐的構造技術和工作流程。眾所周知，隨著經濟的發展，我們可以使用的資源越來越少，地球上的資源受到了前所未有的挑戰，面對當前形勢，我們只有節能減排，重視電廠鍋爐的應用技術才能實現社會的良性運轉。

3 熱能動力在電廠鍋爐發展中的應用需要

熱能動力和電廠鍋爐本身就具有緊密的聯系，如果把熱能動力工程專業原理和電廠鍋爐生產系統結合起來，那么對未來電廠鍋爐的發展無疑具有極大的推動作用。以風機為例，風機在電廠鍋爐中發揮極大的作用，隨著時代的發展，當代風機一般都是至關重要的流體運行設備，其運作方式主要是通過葉輪的旋轉來得到風能，并在此基礎上，把機械能轉化成氣體壓力，投放到電廠鍋爐中使用，一旦氣體擴散，便能夠保證燃料的燃燒率，這足以可見風機的重要性。但是，就我國目前來看，很多鍋爐的問題便出在風機方面，風機運作強度大，工作量多，再加上運行環境的不良狀態，所以風機容易發生損壞。因此，如何提高電廠鍋爐風機工作水平和工作性能已經成為當前研究的重中之重。我們只有通過利用熱能動力工程技術來不斷增強風機的耐用性能，提高風機的承載力，解決當前風機使用過程中的疑難

問題。

4 熱能動力工程爐內燃燒控制技術的運用

燃氣鍋爐控制部分是電廠鍋爐最重要的組成部分，鍋爐的燃燒控制技術決定著鍋爐的發展前景，是能量轉化幅度的關鍵技術。傳統的鍋爐主要是依靠人力去投放燃料，隨著科技的進步和普及，現代鍋爐大多以自動化技術為主，先進的自動控制取代人力控制。鍋爐燃燒控制技術主要分為下面兩大類：一類是空燃比里連續控制系統；另一類是雙交叉先付控制系統。這兩種控制系統都有各自的特點，通過合理運用控制系統，將夠達到生產目標。

4.1 空燃比里連續控制系統

空燃比里連續控制系統主要是由燃嘴燃燒控制器、電動蝶閥、熱電偶比例閥、流量計氣體分析裝置和PLC等其他部分構成的，熱電偶主要負責相關數據的處理和傳遞；PLC主要用于數據的比較，在此基礎上，利用微積分等計算方法來設置信號。此外，我們還要抓好比例閥門和電動蝶閥的開放幅度，這樣一切控制好之后，才能更好地調節溫度。但是這種控制系統對溫度的控制并不是很好，很多情況下并不是十分精準，因此需要我們認真確定相關數據。

4.2 雙交叉先付控制系統

雙交叉先付控制系統主要是由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計熱電偶構成的。在這個控制系統中，電信號的生成是通過熱電偶實現的，熱電偶把溫度轉化成電信號，把電信號標記為測量點的實際溫度。需要明確的是，這個測量點的溫度期望給定值是自動給定的，是通過工藝曲線來獲得的，毋庸置疑，這兩者可能會產生一定的偏差。當PLC對閥門的開合程度進行調節的時候，其調節的范圍幅度主要是依據這個偏差來衡量的。除此之外，該控制系統具有專門化的特點，燃料的控制測量是由一個專門的質量控制裝置來負責的，采用這種控制系統能夠節省其他部件的使用，降低損耗，另外還可以保障溫度數值的精確性。我們要重視熱能動力工程的燃燒控制技術，分清空燃比里連續控制系統和雙交叉先付控制系統的優缺點，根據適當的情況選取合理的控制系統，從而提高電廠的經濟效益。

5 結語

新形勢下電廠鍋爐的應用離不開熱能動力工程的支持，運用熱能動力技術來提高電廠鍋爐的燃燒效率從而來改變整體經濟效益已經成為當前發展的必然勢頭。因此，我們首先要認識電廠鍋爐的組成部件，另外還要明確電廠鍋爐構造和熱能動力工程之間的聯系，認識到電廠鍋爐和熱能動力互相影響、互相補給、互為所需。同時，我們還要不斷優化熱能動力技術，完善電廠鍋爐構造過程，尤其是風機的使用和改善，解決當前風機應用中的不利因素，提高鍋爐各部分的工作效率。最后，我們要發揮燃氣鍋爐控制部分的作用，采取空燃比里連續控制系統和雙交叉先付控制系統來實現對溫度的調節和

控制。

參考文獻

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人類利用風力發電的歷史不長，卻經歷了幾起幾落。1887年到1930年，小容量的風電機組誕生，并在技術上基本成熟，得到了一定的推廣和應用，這是風力發電的起步階段。第一臺風電機組由格拉斯哥大學安德森學院的教授James Blyth于1887年建于蘇格蘭。這臺風力發電機有10米高，由帆布制作，Blyth將它安裝在自己位于蘇格蘭的獨家莊園，并配置了一套蓄電池組，這是世界上第一座由風電機組供電的房屋。1891年，丹麥教授Paul la Cour在阿斯科夫市建造了一個風力發電試驗站。由于傳統的風電機組轉速較低，并不能充分利用風能，為了更好地利用風能，Paul教授進行空氣動力學實驗，研究出了葉片數和風能利用系數之間的關系，這是空氣動力學第一次應用到風力發電。在Paul教授的推動下，風力發電在丹麥得到大量的應用。20世紀30年代，為降低風力發電的成本，歐美國家開始研制較復雜的大中型風電機組。1941年，世界上第一臺兆瓦級風電機組在美國佛蒙特州的卡斯爾頓市并網發電。這臺發電機采用兩葉片結構，直接交流并網，其設計容量1.25MW，高53米，可以在47.9m/s以下的風速運行。從這時候起，風力發電技術有了較大的進步，但相對于廉價的化石能源，風電的價格存在較大劣勢，發展緩慢。

20世紀70年代，受石油危機的影響，能源價格大幅度上漲。風能的開發又重新得到各國政府的重視。風電機組進入商業化的時代。1980年，丹麥制造商開始設計自己的風電機組。丹麥的Nordtank公司在1980年開發的55kw風電機組使風力發電的成本下降了50%。美國、德國、西班牙、荷蘭、中國也開始了自己的風電機組設計。到了21世紀，風電進入了迅猛發展的階段。

在這樣的一個歷史機遇前，風能與動力工程專業應運而生。該專業屬于工學專業，是電氣、機械、自動化等專業的融合體。2006年華北電力大學率先在全國首次設立了風能與動力工程專業，被譽為中國風電的“黃埔軍校”。此外開設這個專業的還有河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內蒙古工業大學、河北工業大學、北京科技大學等高校。除設置風能與動力工程專業外，其他高校還以多種形式參與到風電技術的研究中。2006年，北京交通大學成立“國家風能工程技術研究中心北京檢測站”“北京交通大學新能源研究所”。該檢測站是我國設立的首個風力發電工程技術檢測站。清華大學核能與新能源研究所、沈陽工業大學風能技術研究所等多所高校的風電科研機構也承擔了多項重大課題。

風能發電是一個復雜龐大的體系。風能發電首先通過風力發電機將風能轉化成電能。風電機組一般都架設在70-80米高處，必須等有塔架支撐風力發電機，而且風電機組必須時刻迎風。這就要求我們學習機械制圖、理論力學、材料力學、結構力學、氣象學、工程材料、機械設計、空氣動力學、風力機等機械動力類課程。這些力學課程將是我們工作后設計風力發電機的基石。其次，為了使風能轉化成電能。我們又要學習電路、電子技術基礎、電力電子技術、電機學等電學課程。為了讓產生出的電能順利輸送到用電單位，我們還得學習電網監控與調度自動化、風電場并網等課程。此外，由于風的不穩定性會造成電壓的不穩定。為了能獲得穩定的電壓，我們必須人為地控制風車，使其在風力發電過程中勻速轉動。而這部分問題的解決方案就藏在自動控制、單片機原理、plc編程等課程中。最后我們還有風電場建模與仿真，風電場規劃與設計，風電場施工與管理等專業選修課。學習完這些課程，我們才可以真正出師了。

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關鍵詞：能源與動力工程 專業導論 教學方法 專業特色

中圖分類號：G642；TK0-4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0171-03

Talking About Professional Introduction Course of Energy and Power Engineering

Li Jianzhong1 Yuan Li2 He Xiaomin1 Mao Junkui1 Zhang Jingyu1 Shi Bo1

（1.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System，Nanjing Jiangsu，210016，China；2.PLA University of Science and Technology， School of National Defense Engineering，Nanjing Jiangsu，210007，China）

Abstract：Based on training of professional talents and demand for talents of energy and power engineering，and also in view of school-running characteristics （aviation，aerospace，civil aviation） of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics and course highlights of energy and power engineering，professional characteristics and training objectives of energy and power engineering were introduced and the necessity of establishing professional introduction course was analysed.The teaching methods of theory and practice for professional introduction course of energy and power engineering were discussed.

Key Words：Energy and power engineering；Professional introduction；Teaching method；Professional characteristic

高等學校是培養專業型人才的搖籃和基地，制定合理的培養方案、設置具有綜合體系的專業課程、配套相應的實踐教學平臺、改進教學方法、提高教師水平等是實現循序漸進地引導學生快樂學習、輕松了解和掌握專業技能及成為高技能專業型科技人才的保證。專業課程設置關系到如何讓學生“喜歡學”、如何讓學生知道“學什么”、及如何讓學生掌握“如何學”。專業導論課，是進行系統專業學習的先導和鋪墊，是引導學生了解所學專業和相關專業的入門課程，有利于幫助大學生盡早了解所學專業性質、培養專業興趣、掌握專業學習方法、規劃自身發展，能夠起到重要的導航作用[1]。

1 專業特色及培養目標

國家即將啟動以航空發動機/地面燃氣輪機為核心的高效動力裝置重大科技工程專項，明確提出要突破高性能動力裝置的核心關鍵技術，提升我國各類核心裝備、重大機械設備動力系統的自主保障能力。我國能源供需矛盾尖銳，結構不合理，能源利用效率低，一次能源消費以煤為主，化石能源的大量消費造成嚴重的大氣污染，霧霾天氣不斷，嚴重影響人類的健康。如何滿足持續快速增長的能源需求和能源的清潔高效利用，對能源科技發展提出重大挑戰。國家正在推進清潔能源開發與高效利用技術、節能減排技術、高效動力技術等為主的多項計劃，作為涵蓋能源、動力及環境領域的核心學科之一，能源與動力工程學科必將在新能源開發與綜合利用、高效低污染排放動力技術、節能減排技術等領域發揮關鍵的科學與技術支撐作用，為我國早日實現節能減排的宏偉目標提供強有力的技術保障，發展前景廣闊。國家重大計劃和實施綱要為能源與動力工程專業的發展提供了廣闊和美好地前景，該專業迎來了歷史性的發展機遇，同時也帶了巨大地挑戰，尤其在綜合素質高、創新能力強的能源與動力工程專業人才培養方面，對如何進一步辦好能源與動力工程專業、提高本科和研究生教學水平、做好高水平人才培育基地提出了更高地要求。

大部分剛踏入大學校門的新生對自己專業認知及畢業后從事工作崗位了解甚少，對大學生活和專業學習既好奇又迷茫，同時，中學階段被動式學習和吸收，學習時間緊，作業量大，承受具大考試壓力，而進入大學以后，很多學生像脫韁的野馬，擺脫了家長和老師的束縛，學生的自主學習、獨立學習積極性降低，失去學習目標。鑒于此，一般高校在大一期間都設置了專業導論課，不僅要指導學生解除在該專業一些問題上的困惑，還要能引導學生更好地適應大學生活，幫助學生領會大學的學習方法及提升自主學習能力，消除學生的不適應性以提升學生自立、自主學習的能力，幫助學生更好地規劃學習，實現學習目標。專業導論課教學內容一般包括：（1）介紹專業背景和專業特色。（2）專業人才培養方案的課程體系及相互邏輯關系。（3）涉及的基本專業知識、專業拓展及交叉學科。（4）本科和研究生學科的對接關系。開設專業導論課可以幫助學生了解未來的就業和發展趨勢，增強專業學習興趣，為順利完成大學學業奠定基礎。高中生進入大學后，常常因為不適應大學學習生活環境、不明確自己努力的方向而迷茫、放松自我約束，不能快速順利地完成由高中生向大學生的角色過渡，造成學習成績和思想滑坡。教學實踐表明，開設專業導論課程有利于學生了解專業，激發學生學習專業課的興趣，對以后學習專業及專業基礎課具有良好的導向作用。探索在本科低年級階段開設專業導論課程對教學質量的提高、學生素質培養具有重要意義[2]。高校應該在更新教育觀念、加強教學管理、集中優勢師資、編寫特色教材等環節著手進行改革，全面推進專業導論課的開設，切實提高人才培養質量[3]。

南京航空航天大學能源和動力工程專業傳承了本校的航空、航天和民航特色，長期致力于動力領域的基礎研究及相關技術，形成了高效燃燒組織、強化換熱理論及應用、復雜流動仿真與控制、新概念動力裝置設計等多個優勢明顯的特色方向。能源與動力工程專業緊密結合國家和江蘇省工業和國民經濟發展，以科學技術轉化生產力為目標，為國家和地方經濟發展提供重要技術支撐和人才儲備。南京航空航天大學的能源與動力工程專業在多年的專業建設和發展過程中，始終弘揚學?！柏撝貖^進、獻身國防，唯實創新、志在超越”的辦學精神，把人才培養放在首要位置，研究能力持續攀升，產學研效果突出，素質教育特色出眾，創新型優秀人才培養成效突出，教學改革、課程群建設及國際交流不斷完善和進步。因此，南京航空航天大學的能源與動力工程專業以素質教育為導向的人才培養體系特色突出，國防特色鮮明，基礎研究能力和服務地方經濟發展能力出眾，師資力量雄厚、專業綜合實力強，具備了非常廣闊地發展前景。

專業課程群是優化學生知識結構、培養學生創新能力、提高學生工程技術能力的基礎，直接影響實驗實踐教學體系和師資隊伍的建設。借鑒國外著名大學中相關專業的培養方案及課程體系設立模式，在充分考慮南京航空航天大學能源與動力工程專業特色的現有培養方案基礎上，增加了實踐性教學環節在專業教學計劃中的比重，強調學生的應用知識和實施能力。該專業發展核心專業課程體系的核心指導思想為完善基礎類課程體系、優化課件，建立了開放式虛擬熱工基礎試驗系統，提升教學效果；建設了燃氣輪機動力系統、節能減排、新能源利用3個核心課程群，理順各門課程知識領域的相互關系，遵循教育教學規律，突出特色，逐步完善該專業的課程知識體系，以流體力學、熱工學為理論基礎，輔助以機電、計算機和控制等學科的理論知識，培養具有高尚人格品行和社會責任感，具備扎實的理論基礎和專業水平，熟悉能源利用、轉化及動力系統原理、應用技術的專業人才，可以從事能源動力、環境保護、新能源研究開發、動力系統設計、制造、控制和管理等的工作。

2 專業導論課的教學方法

專業導論課作為學科啟蒙課程之一，旨在促進低年級學生在較短時間內概略了解自己所學專業的概念、內涵、地位、作用、專業現狀、應用前景，增強新生學習目的性，激發學習興趣和動力，引導學生對該專業的人才培養計劃和培養目標、課程體系等了解，提高學生對所學專業的認知度，培養學生專業感情，有助于學生確立專業學習目標，促進學生以積極的心態投入未來的學習生活[4-6]。專業導論課從培養方案討論開始，讓學生總體了解大學的培養模式，了解課程設置的特點，了解每門課的作用以及各課程之間的關系等，幫助學生認識到其在低年級所學在高年級有所用。不僅有助于學生提高學習興趣，更有助于學生制定中長期學習計劃。

南京航空航天大學能源與動力工程專業導論課采取理論教學和實踐教學相結合的方式，培養學生對所學專業從宏觀上了解該專業的課程體系和課程結構。理論教學環節，專業導論課的授課采用多位教師和專家聯合授課的方式，通過專業負責人對能源與動力專業培養方案解讀和相關專業老師以航空、航天、民航及相關領域為背景進行具體的專業介紹，讓學生對所學專業有更深地了解。重點強調普適性教學，授課內容不包含具體方法、原理等，專業內容選擇上應全面，表現形式應具啟發性，且新穎、形象，具有一定的綜述性，深淺適當。課堂上創設更加寬松的學習氛圍，多些特色、多些思考、多些討論、多些實踐。專業導論課的教學目標設計成具有引導學生認識專業、了解專業，促使學生熱愛專業、明確個人發展規劃。實踐教學環節，安排現場參觀、實驗演示等，對提升學生的學習興趣、調動學生學習積極性具有作用積極。學生組隊專題討論，就某個同該專業領域相關專題開展調研和論述，合作撰寫論述報告，小組成員上臺講述并分別回答如下問題：選題同該專業有何聯系？目前發展狀態？未來發展趨勢？可能會涉及哪些知識？該專業哪些課程會涉及這些知識？該選題同哪些企業和研究機構相關等？南京航空航天大學能源與動力工程專業導論課以寬松、多樣化的教學安排調動學生學習的積極性和提升學習效果。為了實現能源與動力工程專業導論課在有效教學中的作用及其實施對策，在本科專業建設項目“能源與動力工程專業導論視頻課”的支持下，拍攝并制作了八個單元的能源與動力工程專業導論課程視頻，在學校網絡教學平臺上建成課程網站、上傳主要課程PPT、課程視頻、課程教學大綱等材料，學生可以更深入學習該課程和深入了解該專業。

3 結語

專業導論課是為大一新生能夠初步了解專業知識、掌握學習方法、做好職業生涯規劃的一門啟蒙和科普課程，啟發、調動大一新生的自主學習積極性，引導新生熟悉能源利用、轉化及動力系統原理、應用技術等知識，了解能源與動力工程專業涉及能源動力、環境保護、新能源研究開發、動力系統設計、制造、控制和管理等行業，引導學生熱愛所學專業、進行大學成長規劃及職業生涯規劃及實施，逐漸提高自主學習能力，有計劃地進行自我培養。能源與動力工程專業導論課教學模式是采用專業組長和同行專業教授配合理論教學和實踐教學的靈活性和多元化教學方法，使得專業導論課程能夠很好地激發學生的參與意識和學習興趣，幫助學生掌握專業學習方法，為高效地學習后續專業知識打下了堅實的基礎。專業導論課是引領大學生建立專業自信心和專業歸屬感、走入專業領域的向導，在大學一年級新生在大學的學習和成長過程中，具有重要的領航作用。

參考文獻

[1] 楊善林，潘軼山.專業導論課―― 一種全新而有效的大學新生思想教育方法[J].合肥工業大學學報：社會科學版，2004（4）：1-3.

[2] 劉光明，于斐，周雅，等.大學低年級課程中開設專業導論課的探索[J].高教論壇，2007（1）：37-39.

[3] 楊曉東，崔亞新，劉貴富.試論高等學校專業導論課的開設[J].黑龍江高教研究，2010（7）：147-149.

[4] 張燕.為大學新生開設“專業概論課”的探討[J].教育與職業，2014（11）：154-155.

篇10

新能源科學與工程專業簡介

新能源科學與工程是中國普通高等學校本科專業。

該專業培養具備能源工程、傳熱學、流體力學、動力機械、動力工程等基礎知識，掌握新能源轉換與利用原理、新能源裝置及系統運行技術、風能、太陽能、生物質能等方面的新能源科學領域專業知識，能在國家風能、太陽能、地熱、生物質能等新能源領域開展教學、科研、技術開發、工程應用、經營管理等方面的高級應用型人才，跨學科復合型高級工程技術人才，和具有較強工程實踐和創新能力的專門人才。

新能源科學與工程專業課程

工程力學，空氣動力學，電路，電機學，電子技術基礎，自動控制理論，電力電子技術，機械設計基礎，風能資源測量與評估，風力機理論與設計，風力發電機組原理，風電機組調節與控制，風電場電氣部分，風電場規劃與設計等。

新能源科學與工程專業就業前景

新能源基本用來發電。分別有風能，太陽能，生物能，潮汐能，地熱等。但現在技術上比較成熟的還是前兩者。不過其中風能的缺點就是在國內并網比較困難，風能應用最好的是歐盟。太陽能的話，其制造過程污染很大?？偟膩碚f新能源前景絕對光明，只是道路可能有些曲折，還要看國家政策的側傾力度。

本專業畢業生就業前景廣闊，可在風能、太陽能、生物質能等新能源和節能減排領域的企事業單位、高等院校和政府部門從事技術研發、工程設計、新能源科學教育與研究、新能源管理等相關工作。

專業培養在風能、太陽能、地熱、生物質能等新能源領域從事相關工程技術領域的開發研究、工程設計、優化運行及生產管理工作的跨學科復合型高級工程技術人才，和具有較強工程實踐和創新能力的專門人才。專業學生主要學習新能源科學與工程的基礎理論和基技能，受到新能源科學與工程方面的基訓練，具有獨立思考能力、動手能力和工程實踐能力。

新能源科學與工程科必備能力

1.具有較扎實的數學、物理、化學、機械、電子等學科基礎知識;

2.較好的人文社會科學基礎和管理科學基礎知識;

3.掌握新能源科學與工程的基知識和基理論;

4.具有綜合分析和解決實際問題的基能力;

5.能比較熟練地閱讀專業的外文資料;