对内燃机热能动力优化与节能改造探寻

对内燃机热能动力优化与节能改造探寻

李国恩

身份证号： 41072119640730****

摘要：能源作为促进经济增长、社会发展、国家强大的源动力。但是因现代人民对资源的需求日益升高，加之不合理消费与资源过度浪费，促使全世界范围内的能源资源逐渐减少。另外，现阶段我国能源利用效率，相较于西方发达国家，我国依然存在较大差距，能源消耗总量日益增多，这也成为相关研究专家应解决的首要难题，需要在改善内燃机热能动力系统的基础上，加强节能技术的研发与应用，才能提高我国能源利用效率，促进社会经济稳步发展。

关键词：内燃机；热能动力；优化；节能改造

1热能动力系统的基本概述

热力系统的主要原理是通过热力系统将热能转化为机械能，使余热不被消耗，从而将高温能剥离出来，使余热保持在高温高压的热环境中。同时，燃煤燃料燃烧后形成的热能也是热力系统的主要热源和通道。然而，世界各地的燃煤材料、石油和天然气都属于不可再生资源。此外，在燃料燃烧过程中，会对生态环境产生不利影响，污染环境。因此，绿色燃料与热能转换系统的节能设计是迫切而必然的。在能量转换期间，无论热能转换为机械能还是废热排放，都是一种资源消耗。因此，相关企业需要重视内燃机组的改进设计，加强节能技能的提高，将节能应用于内燃机组的能量转换，提高能源利用效果，促进新型火电系统的发展，从而缓解能源短缺压力，改善环境污染现状，不断提高企业的经济、社会和环境效益，为促进社会发展做出贡献。

2影响内燃机热动力及节能性的主要因素

内燃机是利用燃料燃烧产生的能量驱动相关设备的装置。从内燃机本身来看，影响其热功率和节能的主要因素包括以下几个方面：一是燃料燃烧程度。在内燃机燃烧室内，燃料燃烧是否充分将直接影响到首次产生的能量。由于内燃机结构设计和工艺水平的影响，燃料燃烧程度可能会受到影响。第二，热损失。内燃机运行时，燃料燃烧产生的能量应转化为驱动相关系统运行的动力。内燃机在热量产生和转换过程中会产生能量损失，一般表现为热量损失。在传统内燃机系统中，燃料燃烧产生的能量只有约37%可转换为有功功率输出，约7%的能量在活塞、水泵等设备运行产生的摩擦中损失。应该强调的是，在大多数内燃机系统中，冷却系统和排气系统分别消耗28%和32%的热能。目前，尽管内燃机技术和工艺不断进步，但燃料燃烧率已达到在现有技术条件下难以进一步突破的水平。因此，对内燃机热力节能改造的研究主要在于减少热损失，实现热能的回收利用。

3内燃机热能动力优化与节能改造途径

3.1内燃机设备的废烟、废气余热回收改良

内燃机热力系统在运行过程中会产生大量的余热。回收利用这些余热是提高内燃机工作效率的有效手段。内燃机在运行过程中会产生大量高温废气。如果直接排放，不仅浪费热能，而且破坏生态环境。通过对内燃机废烟、废热回收技术的改进，可以有效地回收利用废烟、废热。它可以降低内燃机的能耗，增加内燃机产生的机械动能，提高内燃机的能量转换率。内燃机废烟的有效余热回收设备是安装在内燃机热力系统中的节能设备。可达到废烟气回收利用的目的，充分发挥余热，减少热能浪费，避免环境污染。内燃机热力系统在运行过程中会产生一定的余热。余热的利用和回收可以提高热能的利用率，提高内燃机热力系统的出力率。余热回收技术改造应以内燃机技术整体为重点，将余热回收技术与整体技术相结合。从内燃机整体运行的角度观察优化节能改造技术的个别运行，确保其与整体运行相协调，从整体角度有效达到提高能量转化率的目的。在内燃机热力系统改造过程中，烟气余热回收技术的优化需要与其它相关控制技术的配合。

3.2内燃机设备的废水余热回收改良

内燃机热力系统运行过程中产生的废水也有一定的余热。废水余热的回收也关系到内燃机热力系统的能量利用率。高温废水如果直接排放，会污染水资源，导致生态环境失衡。因此，有必要对内燃机热力系统的余热回收技术进行升级，以提高内燃机的能量利用率。在升级过程中，应注意内燃机整体系统的优化。废水热回收设备的技术改造应与内燃机整体运行协调统一，并可由内燃机主控系统控制。当整体控制状态良好时，废水热回收设备本身需要保持良好的运行状态，充分发挥其全部技术优势。目前改进后的废水回收技术可以通过对二次水处理技术的全面控制，实现废水余热回收的回收率。在废水回收技术与内燃机整体系统良好配合的情况下，可有效提高内燃机整体工作效率，提高内燃机余热利用率。余热回收技术的改进对内燃机热力系统的整体改进起着重要作用。但需要注意的是，余热回收技术要想充分发挥其优势，必须保证其技术控制效果。只有这样，最终的结果才能满足内燃机设备整体节能减排的基本要求。这就要求在技术运行过程中对其运行效果进行监控，及时研究解决影响运行效果的问题。电厂应充分利用污水余热回收装置，确保锅炉污水余热的有效回收。同时，在扩容的情况下，为了充分利用污水，可采用污水冷却器。在此基础上，能源利用率将大大提高，也有利于实现节能降耗和环保目标。

3.3提高冷凝水的回收利用率

内燃机热力系统的能量转换是通过燃烧将热能转化为机械动能，由蒸汽实现。燃烧过程中产生的蒸汽可以驱动机械设备，并将其转化为动能。内燃机热力系统在工作过程中会产生大量的水蒸气，释放热能后，水蒸气会凝结成凝结水。冷凝液中还有20-30%的蒸汽余热。如果不回收余热，将浪费大量的热能。另外，在污水排放过程中，温度过高的凝结水会直接排放，造成水资源污染，影响生态环境，对环境保护十分不利。这不仅不符合可持续发展的原则，而且违反了现有的有关环境保护的法律法规。因此，有必要回收冷凝水的余热，合理控制冷凝水的排放。冷凝液余热回收方法大多采用新兴技术，即在内燃机热力系统外安装冷凝液余热回收装置。除了蒸汽冷却产生的冷凝水外，内燃机的热能转换系统在运行过程中还会残留一定量的冷凝水。这部分冷凝水不能排放和回收。在内燃机运行过程中，既可以节约热能，又可以节约水资源。

3.4化学补水系统装置

内燃机热能动力系统在运行的过程中，需要通过燃料的燃烧，将水加热形成水蒸气，并利用水蒸气的动力推动机械设备。因此内燃机在运行的过程中需要不断的补水。目前内燃机常见的能够节能的补水方式有两种：化学补水方式和喷雾补水方式。化学补水方式是指水里面含有化学成分。补水的过程是通过特殊的装置实现的。需要注意的是，在补水过程中要监控水温是否符合要求，如果过低需要利用冷凝器进行调整。喷雾补水方式是直接将水以喷雾的形式进行补水，这一方式对水温没有要求，既可以有效的进行补水。若需要调节水温，可以通过低压加热装置进行。无论是哪种补水方式都可以达到减少内燃机运行过程中能源浪费的问题，让内燃机的机械动能产出效率更高，提升内燃机热能动力系统初参数，降低终参数。

4结论

经济发展不应以破坏生态环境为代价，这是我国各行各业均达成的共识。但现在经济增长仍旧是重要的发展任务的前提下，对能源的消耗是不可避免的问题。因此，探究经济发展与能源消耗间的平衡点是我国现阶段重要的课题。在内燃机领域，通过创新内燃机的运行原理和回收利用余热等方式更好的实现内燃机的节能减排。在可持续发展、节能减排的明确指引下，有效提高内燃机的能源转换率，为我国经济发展贡献更为坚实的力量。

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