熱能動力工程中的自動化技術(shù)應(yīng)用

孟廣君

（山東 德州 253000）

隨著溫室效應(yīng)的不斷積累，全球變暖問題也引起了人們的關(guān)注。全球變暖的主要原因是近幾十年來工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)污染問題日益嚴(yán)重。伴隨著工業(yè)污染問題同時產(chǎn)生的還有能源的消耗問題，兩種問題的日益嚴(yán)峻使得工業(yè)企業(yè)不得不改善自身的生產(chǎn)技術(shù)。

一、電氣工程自動化的概念

電氣工程及其自動化是一門較為綜合性的學(xué)科。它所學(xué)內(nèi)容包含自動控制計算機(jī)、電機(jī)與電氣、電子技術(shù)等各個方面，結(jié)合了機(jī)電、軟硬件，而電氣工程主要涉及有電能生產(chǎn)控制、轉(zhuǎn)換利用等各個方面。在能源需求越來越增加的時代，電氣工程的應(yīng)用無處不在，從電網(wǎng)到用戶的配電都需要電氣，而如今電氣人才也是用紛紛涌進(jìn)，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動化的技術(shù)也在不斷地改革，但是，傳統(tǒng)的電氣工程及自動化仍然存在產(chǎn)品開發(fā)周期長、自動控制系統(tǒng)不靈活、整體效率低的問題。

科學(xué)技術(shù)的不斷前進(jìn)，越來越多的智能化技術(shù)被應(yīng)用在各個方面。對于電氣工程來說，自動化的控制系統(tǒng)應(yīng)用最常見。其實(shí)，自動化控制系統(tǒng)與各個學(xué)科都有關(guān)系，比如，計算機(jī)的應(yīng)用和人工智能的引入，都能夠有效地促進(jìn)工作任務(wù)高效地完成。而對于企業(yè)生產(chǎn)活動來說，不僅能夠提高工作效率，同時，能夠促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，而智能系統(tǒng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也體現(xiàn)了計算機(jī)技術(shù)的廣泛性。在電氣自動化控制系統(tǒng)中，對智能技術(shù)廣泛應(yīng)用，不僅能夠有效完善電氣自動化控制系統(tǒng)，同時，也能夠減少企業(yè)的成本投入，對提升電競自動化的工作效率有著重要的促進(jìn)作用，同時，也能推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化。

二、熱能與動力工程的闡述

（一）熱能裝置

熱能裝置的工作原理就是利用燃料燃燒產(chǎn)生能源來為人們提供熱力能源，熱能裝置也能夠作為動力裝置，其原理就是將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，熱能裝置主要有三種：一是內(nèi)燃機(jī)裝置，內(nèi)燃機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中可以為發(fā)動機(jī)提供動力來源，其主要的原理就是在氣缸內(nèi)將燃料燃燒，燃燒產(chǎn)生的燃?xì)獠粩嗯蛎?，使得發(fā)動機(jī)的活塞反復(fù)運(yùn)動，推動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這也是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種形式。二是蒸汽機(jī)裝置，蒸汽機(jī)裝置的工作原理為裝置內(nèi)存儲水，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量可以使水蒸發(fā)為水蒸氣，然后將水蒸氣作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行的機(jī)械能。三是燃?xì)廨啓C(jī)以及蒸汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的工作原理則是蒸汽或燃?xì)怛?qū)動發(fā)動機(jī)葉片，使得葉輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

（二）動力工程裝置

工業(yè)動力系統(tǒng)的組成包括熱能裝置、動力工程裝置以及電力裝置三部分裝置，其中動力工程裝置在工業(yè)生產(chǎn)的過程中應(yīng)用得更加廣泛，也是工業(yè)生產(chǎn)最重要的裝置。動力工程裝置的工作原理是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為其他能源，如電能等，動力工程裝置一般在火電發(fā)電廠中被運(yùn)用，其具有能源轉(zhuǎn)化和利用兩種功能，但傳統(tǒng)的動力工程裝置的使用工藝會產(chǎn)生一定的工業(yè)污染，其能源的轉(zhuǎn)換率也存在著浪費(fèi)的情況。

三、熱能動力工程自動化優(yōu)勢研究

相對過去傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)機(jī)械制造來講，使用自動化、智能化技術(shù)能夠顯著地提高設(shè)備研制的效率，而且使研制出來的設(shè)備智能科技水平更高。通過將互聯(lián)網(wǎng)新思維及物聯(lián)網(wǎng)等多技術(shù)融合到內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品中來，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，此外在機(jī)械生產(chǎn)線上，也可以運(yùn)用智能化技術(shù)、自動化技術(shù)，提高內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)效率，壓縮內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品制造中的人工成本，自動化核心就是自動生產(chǎn)線運(yùn)作，要構(gòu)建企業(yè)自動化的運(yùn)作系統(tǒng)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，使人們更加關(guān)注智能產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計制造與內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)自動化水平是當(dāng)前機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢，使用更便捷的智能技術(shù)，通過互感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳遞，提高了生產(chǎn)的精準(zhǔn)性，相比人工處理數(shù)據(jù)來講，自動化處理數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。

四、電氣自動化技術(shù)的特點(diǎn)

（一）便于調(diào)整控制

通過應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，能夠使得電氣系統(tǒng)自動控制能力得到提升，從而使得企業(yè)生產(chǎn)過程中消耗的時間大大減少。通過電氣自動化系統(tǒng)，能夠使得企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，企業(yè)的生產(chǎn)可以采用遠(yuǎn)程調(diào)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離調(diào)控。因此，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，能夠使得電氣工程發(fā)展更加良好。

（二）無控制模塊

與一些傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)相比，在操控電氣自動化技術(shù)時候，工作人員不需要實(shí)時地通過固定的控制鍵操控控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)，這使得控制者的所需要承擔(dān)的工作量得到降低。同時也能夠?qū)⒆詣踊刂颇芰M(jìn)一步地發(fā)揮出來，通過自動化的控制，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)部件的調(diào)控。在這個過程中，能夠使得靜態(tài)對象獲得非常穩(wěn)定的控制能力，從而使得系統(tǒng)控制的安全性能提升。通過對相關(guān)的控制模塊改進(jìn)創(chuàng)新，使得其控制范圍得到較大的擴(kuò)展，從而將控制模塊多樣化特點(diǎn)對控制覆蓋范圍產(chǎn)生的影響有效地降低，從而使其能夠進(jìn)一步地滿足實(shí)際生產(chǎn)的所需的控制要求。

（三）一致性較強(qiáng)

在以往的自動化系統(tǒng)里面，倘若工作人員處于距離非常遠(yuǎn)的地方開展生產(chǎn)操作，因?yàn)橄到y(tǒng)地輸出功率非常的有限，所以控制的效果就會受到控制環(huán)境的影響而出現(xiàn)差異性較大的控制結(jié)果。這種形式的控制會使得系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)極度的不穩(wěn)定性，非常容易導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故的出現(xiàn)。但是一些新技術(shù)的出現(xiàn)，使得遠(yuǎn)程控制能夠保持非常高的一致性，即便是操作人員處于不同的環(huán)境中進(jìn)行操控系統(tǒng)，而且這些操作的對象存在的差異性，但是都能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。通過借助自動化技術(shù)的自動分析能力能夠使得系統(tǒng)自動地對功率、傳輸?shù)冗M(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，從而使得系統(tǒng)地控制效果得到很大程度地提升。

五、存在的問題

電氣自動化設(shè)備的應(yīng)用存在著許多安全的問題，除了數(shù)據(jù)的安全之外，還存在設(shè)備硬件的安全問題，一些設(shè)備在生產(chǎn)過程中由于生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)技術(shù)的限制，不能夠達(dá)到預(yù)期的要求，但是實(shí)際還需要應(yīng)用到這些設(shè)備，這會使得設(shè)備的安全性能得不到提升，由于設(shè)備經(jīng)過長期的運(yùn)行會出現(xiàn)磨損的問題，這些不符合規(guī)格的零件非?？赡艹霈F(xiàn)運(yùn)行問題，這會非常嚴(yán)重地影響到設(shè)備的使用安全性。此外，由于自動化程序的漏洞，可能使得設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)問題，從而使得一些安全事故發(fā)生，如果這些問題得不到非常有效地改進(jìn)，那么對于電氣工程的生產(chǎn)起到了非常嚴(yán)重的阻礙作用，會使得企業(yè)的生產(chǎn)效率降低，如果不能針對這些問題提出合理的解決方案，將會使得整條生產(chǎn)線受到影響。尤其是在一些大型的生產(chǎn)設(shè)備中，如果出現(xiàn)質(zhì)量的問題，嚴(yán)重時會使得這些設(shè)備的出現(xiàn)損壞，最終影響到企業(yè)的生產(chǎn)。

六、熱能動力工程中的自動化技術(shù)應(yīng)用

（一）化工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

運(yùn)用熱能與動力工程的生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就具有消耗能源的特點(diǎn)，要想在熱能與動力工程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能，就要優(yōu)化生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成進(jìn)行合理化的調(diào)整。在優(yōu)化工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的過程中，主要從三個方面進(jìn)行優(yōu)化：第一方面就是對工業(yè)企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，對生產(chǎn)服務(wù)所需要的能源進(jìn)行規(guī)劃，將轉(zhuǎn)換能源的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行及時的更新，老舊的生產(chǎn)設(shè)備及時淘汰，引進(jìn)更多先進(jìn)的生產(chǎn)方式，保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，第二方面就是在滿足人們生產(chǎn)和生活需要的前提下，優(yōu)化熱能與動力工程相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高對不可再生能源的利用率。

（二）改善調(diào)頻方式

動力工程運(yùn)行的前提條件就是熱能所提供的物質(zhì)基礎(chǔ)，熱能又可以通過動力工程裝置的轉(zhuǎn)換而來，因此，可以熱能與動力工程的關(guān)系緊密，是一種能量互相轉(zhuǎn)化的關(guān)系，兩者又互相促進(jìn)運(yùn)行，共同組成了能源以及能量的動力系統(tǒng)。熱能與動力工程為人們的生產(chǎn)和生活提供基礎(chǔ)能源，滿足社會發(fā)展的需要，兩者十分重要。但熱能與動力工程的運(yùn)行會造成一定的污染，因此需要改善熱能與動力工程的調(diào)頻方式。改善調(diào)頻方式能夠提高熱能與動力工程系統(tǒng)的工作效率，減少能源的浪費(fèi)，同時也能夠減少對于環(huán)境的污染，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，通過一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的配合，可以提高熱能與動力工程系統(tǒng)的穩(wěn)定性，發(fā)揮兩次調(diào)頻的優(yōu)勢，進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)化效果。

（三）提高重?zé)嵝?/h3>

重?zé)崾褂眯实陀诒姸嘁蛩赜嘘P(guān)。熱能工程技術(shù)人員在解決重?zé)釂栴}，提高效率過程中，需要重點(diǎn)做好對蒸汽存儲、循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)的攻克，通過調(diào)整蒸汽存儲和循環(huán)水平來提高重?zé)崂帽壤?。在這個過程中，需要著眼于重?zé)崂么嬖诘膯栴}，以提高用戶使用質(zhì)量，滿足冬季供熱需求作為根本目標(biāo)，進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。尤其是隨著當(dāng)前技術(shù)的進(jìn)步，供熱企業(yè)機(jī)械設(shè)備精密性和工作效率大大提升，對于重?zé)釂栴}的解決有著非常大的幫助。

（四）完善技術(shù)降低環(huán)境污染

在解決集中供熱造成的環(huán)境污染問題時，可以從以下幾個方面的著手。其一，通過新能源利用代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃料燃燒產(chǎn)熱。如今新能源開發(fā)是解決能源的有效手段，供熱企業(yè)可以根據(jù)自身區(qū)域條件特點(diǎn)和發(fā)展優(yōu)勢，應(yīng)用核能、風(fēng)能、地?zé)崮茏鳛槌鞘袩崮軄碓?。其二，提高燃燒效率，最大發(fā)揮燃料價值。傳統(tǒng)燃燒熱能轉(zhuǎn)化主要問題在于燃料的燃燒效率不高，熱能釋放不充分，導(dǎo)致燃料浪費(fèi)。改善燃燒技術(shù)，通過充分燃燒釋放燃料能量。其三，提高熱能轉(zhuǎn)化效率。燃燒轉(zhuǎn)化熱能損耗非常大，所以改善能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，提高轉(zhuǎn)化效率需要加以重視。

（五）優(yōu)化技術(shù)減少濕氣損失

濕氣損失對于城市供熱水平影響非常的巨大。在熱能工程技術(shù)改革中，降低濕氣損失是提高城市供熱質(zhì)量的有效途徑。濕氣損失是熱能損耗的表現(xiàn)形式。所以，降低傳輸過程中的熱能損耗是根本。技術(shù)人員可以通過改善管道材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，提高管道的保溫能力，達(dá)到降低濕氣損失的目的。或者改變管道內(nèi)熱能傳輸介質(zhì)，使其更加容易保持氣態(tài)，提高介質(zhì)傳輸速度。

（六）應(yīng)用化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)裝置

目前，我國內(nèi)燃機(jī)熱能動力系統(tǒng)都需要實(shí)施補(bǔ)水，而補(bǔ)水形式有許多，但是最為多見的補(bǔ)水形式以化學(xué)補(bǔ)水為主，也就是將含有化學(xué)成分的水裝置于特殊器具中，化學(xué)補(bǔ)水期間，如若發(fā)現(xiàn)器具中水溫度不符合標(biāo)準(zhǔn)溫度的情況，可利用凝結(jié)器中的水文，將其進(jìn)行調(diào)節(jié)，使凝結(jié)器中的水量符合要求標(biāo)準(zhǔn)。同時，還有一種常用的補(bǔ)水形式，即噴霧補(bǔ)水方法，噴霧補(bǔ)水方法屬于有效的補(bǔ)水形式，運(yùn)用噴霧補(bǔ)水方法時，不必?fù)?dān)憂器具內(nèi)的水溫問題，可運(yùn)用低壓加熱器裝置，使器具中水溫升高，也可有效調(diào)節(jié)水溫變化情況。化學(xué)補(bǔ)水方法與噴霧補(bǔ)水方法都可使內(nèi)燃機(jī)熱能動力系統(tǒng)的工作效率進(jìn)一步提升，降低內(nèi)燃機(jī)熱能動力系統(tǒng)對能源的要求量，發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)熱能動力系統(tǒng)的節(jié)能作用。

結(jié)束語

綜上所述，在熱能工程技術(shù)改革中，由于濕氣損失、重?zé)嵝实?、污染?yán)重、能耗損失大等原因，城市供熱系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量和供水水平不佳。城市熱網(wǎng)改造面臨著眾多障礙。為了提高熱能傳輸效率，提高城市工程水平，熱能工程技術(shù)的改革是必然的選擇。在技術(shù)改革創(chuàng)新過程中，需要立足于解決現(xiàn)有熱能工程技術(shù)存在的問題，技術(shù)突破和新能源應(yīng)用提高城市熱能供應(yīng)質(zhì)量，為城市發(fā)展和人們生活提供良好的服務(wù)。