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1、热能工程学科申报单位 哈尔滨工业大学二OO一年十一月 国家重点学科申报报告 1 1 学科历史回顾2 学科组成及梯队3 学科研究方向4 近五年完成科研项目情况5 目前承担的科研项目6 人才培养7 实验及图书条件8 学科发展目标 汇报提纲 2 1 历史回顾 1954年 成立全国第一个锅炉专业 前苏联专家开始培养研究生1963年 国内导师开始培养研究生1981年 获硕士学位授予权1990年 获博士学位授予权1994年 建立博士后流动站2000年 获准按一级学科授予博士学位2000年 批准为黑龙江省重点学科 3 学科骨干 教授18人 含8名博导 副教授6人博士学位教师25人占56 8 2 学科组成及梯
2、队 总人数 43人 本学科由热能工程教研室 工程热物理教研室和燃烧工程研究所组成 4 学科带头人 中国工程院院士秦裕琨教授 主要研究方向 燃烧及其污染控制炉内传热两相流动 5 秦裕琨教授 1956年 哈工大研究生班毕业1963年 出版国内首部教材 蒸汽锅炉的燃料 燃烧理论及设备 1974年 出版国内首部关于电站燃油锅炉的专著 燃油燃烧锅炉设备及运行 1980年 提出旋风燃尽室 解决褐煤流化床锅炉的燃烧效率问题 1985年获得部级科技进步二等奖1982年 首次提出热水锅炉自然循环 提出相应的水动力计算方法 1987年获得部级科技进步二等奖1984年 出版国内首部教材 炉内传热 1985年 主持制
3、定机械部标准 层状燃烧及沸腾燃烧工业锅炉热力计算方法 1987年 出版国内首部专著 煤粉燃烧器的设计及运行 目前 受五大锅炉厂委托制定电站锅炉炉膛传热计算方法80年代 130t h矸石流化床锅炉研制 85年国家科技进步三等奖90年代 系列浓淡煤粉燃烧技术 2000年国家技术发明二等奖2001年 中国工程院院士 6 学术带头人 7 3 研究方向 煤的高效 清洁燃烧技术煤粉燃烧理论和技术流化床燃烧技术烟气净化的理论和技术生物质燃料燃烧和废弃物焚烧技术城市燃气工程 3 1燃烧学和清洁燃烧技术 8 风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术 首次发现有很多情况下煤粉被无意识分离到炉膛四周 引起结渣 高温腐蚀 且降低燃
4、烧效率 标志性成果 9 风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术 采取措施使煤粉相对集中于炉膛中部燃烧 而炉膛四周则空气相对过剩 实现了 风包粉 10 和浓淡燃烧相结合 改善低负荷稳燃降低NOx排放 11 研制了高效率 低阻力的百叶窗煤粉浓缩器 强化浓淡燃烧作用 12 发明了 风包粉 系列浓淡煤粉燃烧技术获发明专利1项 实用新型专利6项另有1项发明专利申请正在进行实质审查适用面广我国所有煤种无烟煤 贫煤 烟煤 褐煤主要煤粉燃烧方式四角切向燃烧六角切向燃烧墙式布置旋流燃烧器 13 风包粉 系列浓淡煤粉燃烧技术的性能 防高温腐蚀 稳燃性能好 防结渣 燃烧效率高 NOx排放低 安全 经济 环保 14 50座电厂9
5、3台锅炉总装机容量15692 8MW 哈尔滨锅炉厂上海锅炉厂东方锅炉厂北京B W公司武汉锅炉厂 风包粉 系列浓淡煤粉燃烧技术在我国获得广泛应用 15 经济效益和社会效益按照不完全统计 因节油 节煤 减少维护费用 年创直接经济效益逾3亿元燃用烟煤NOx排放量为318 424mg m3 燃用贫煤时410 768mg m3 燃用无烟煤时NOx 800mg m3 大幅度降低了NOx排放量 根据29台机组统计 每年节约标准煤70万吨 少向大气中排放飞灰28万吨 少排CO2200万吨 16 鉴定意见 风包粉 系列浓淡煤粉燃烧技术 理论上有创新 技术上有突破 适应面宽 投资回收期短 经济效益突出 社会效益明
6、显 市场前景广阔 为煤粉燃烧技术发展做出了贡献 达到了国际先进水平 特别是在用煤粉燃烧方式燃用无烟煤 贫煤时 在同时取得稳燃性能好 燃烧效率高 低NOx生成排放 防止结渣并可望控制高温腐蚀的综合效果方面 属国际领先水平 17 获奖情况2000年获得国家技术发明二等奖黑龙江省科技进步一等奖 18 已经与MitsuiBabcockCo 达成许可使用角置直流式燃烧技术的协议 19 生物质燃料燃烧技术 本学科将流化床燃烧技术用于生物质利用上 对媒体流化床中生物质烧结现象 流化参数和媒体选择方面进行了研究 研制开发了燃稻壳 葵花籽壳 废木与木屑 甘蔗渣及棕榈空果穗等生物废料流化床锅炉10余台 已出口泰国
7、 马来西亚和加纳 1998年获航天工业总公司科技进步二等奖 标志性成果 20 稠密气固两相流提出多组分稠密气固两相动理学方法两相流系统多尺度方法复杂体系内部结构及内在规律煤燃烧技术中气固两相流基础理论和实验的研究 3 2两相流体动力学 21 多组分稠密气固两相动理学方法论文发表在PhysicaA PhysicReviewE等杂志上1999年的美国流态化领域最高奖Fluor Dianiel奖得主HamidArastoopour在其受奖综述中回顾了气固两相流的数值模拟和试验研究方法共引用 图9幅其中引用上文图2幅 占22 2 22 23 热辐射与耦合换热研究军用目标与环境光辐射特性能量有效利用与工
8、质热物性研究 3 3辐射换热与热力学分析 24 理论研究表面辐射传递 针对镜 漫反射 各向异性反射表面组成的复杂系统内辐射传递 提出一种可在时间域 计算步骤 和空间域 计算域 上同时并行处理的计算方法 半透明介质内辐射传递与耦合换热 将散射传递分解为两个子过程 建立了新的物理模型 热辐射反问题多参数群联合反演 25 NASA辐射换热专家R Siegel荣获96年度美国传热学最高奖 MaxJakobMemorialAward 时的讲演 综述了半透明介质内热辐射的研究成果 ASMEJ HeatTransfer Vol 120 No 1 1998年 共引用 文献100篇 图29幅其中引用上述论文2篇
9、 占2 图4幅 占13 8 26 Solutionfromafewtypicalreferences 27 28 法国学者Andre Degiovanni 1998年的数值计算与本学科1991年的计算作了比较 结果完全一致 ASMEJ HeatTransfer Vol 120 No 4 1998年 29 30 应用研究 资源一号 卫星重型主战坦克弹道导弹 31 资源一号 卫星多光谱扫描仪杂光分析CCD相机杂光分析 资源一号卫星多光谱扫描仪光学系统结构示意图 32 红外辐射出射图 重型主战坦克的红外热像理论建模 33 弹道导弹主动段喷焰红外特性研究 为预警卫星红外探测波段选择提供依据再入段激波层
10、 尾流光辐射特性研究 为导弹突防和反突防识别提供依据 34 弹道导弹主动段全场光谱辐射强度 弹道导弹再入段弹头红外光谱区辐射强度 35 4 近五年完成的科研项目情况 科研项目与经费 主持完成国家级 省部级 国际合作等科研项目7项 科研经费达234万元 近三年来 承担了百万元以上的工程项目7项 均顺利地完成了任务 36 科研获奖情况 国家技术发明二等奖1项国家科技进步三等奖2项国家自然科学四等奖1项省部级科技进步和教学成果奖35项 37 发表论著 自1996年 出版专著和全国通用教材22部 发表论文300余篇 被SCI收录21篇 EI收录54篇 被国外学者他引45篇次 其中SCI他引44篇次 3
11、8 5 目前承担的科研项目 目前承担科研项目30余项 总经费1864 5万元国家计委 科技部 教育部项目3项国家自然科学 社会科学基金项目5项国务院其它各部门项目及国防重大项目4项地方政府项目4项企事业单位委托项目14项 39 主持国家电力公司重大科技项目 低NOx排放高稳燃性能煤粉燃烧技术的研究 资助额度 200万元 450万元获1项国家杰出青年科学基金资助项目资助额度 80万元获5项国家自然科学基金资助项目资助总额度 87万元 40 6 人才培养 获国家级教学成果特等奖1项获黑龙江优秀教学成果一等奖1项1996年以来出版教材2部1996年省部级优秀教材二等奖1项 专业及课程建设 41 五年
12、来培养硕士 博士 博士后情况 42 近五年研究生在国内公开出版学术期刊上发表论文数277篇 其中SCI收录7篇 EI收录37篇 毕业生活跃在重点大学 研究单位和一些重要领导岗位 毕业研究生获霍英东基金2项 研究生所取得的成果 43 8 实验及图书条件 燃烧实验室 煤粉燃烧实验室 流化床燃烧实验室 型煤实验室 脱硫实验室 两相流实验室 空气动力特性实验室 气固两相实验室 水动力学实验室 传热与热工实验室 传热实验室 热物性实验室 受压元件疲劳实验室 仪表及标定实验室 机械加工实验室 哈尔滨市型煤与洁净煤技术研究推广中心 拥有多个特色实验室和研究中心 44 自筹经费500万 用于本学科点所在的能源
13、科学与工程学院的教学 科研楼的改造 2001年10月完工并投入使用 实验室面积增加2200m2 从重点共建经费中获得建设经费 用于实验室建设 建成或购置如下实验系统 1 PADA测量系统 投资180万元 已建成 2 可见 红外双向光谱反射率测试台 预计投资90万元 已安装 3 低污染燃烧实验台 预计投资100万元 4 气相色谱分析仪 预计投资30万元 5 实验室环境条件改造 预计投资60万元 利用本学科获得建设经费对实验室建设情况 45 建立低温与超导工程实验室 空间材料与环境工程实验室已实现20K 300K温区的低温测试环境 正在筹建液氦温区的制冷设备以实现4 2K 300K的全谱低温试验环
14、境 建立一个温区在1 5K 300K的多功能低温实验系统 可进一步加装超导磁体 提供1 5T的强磁场 已投资 140万美元购进基础试验设备 开展凝聚态物理研究 以液氦温区和超流氦温区物性测试为特点 46 贾林祥博士美国布尔海文国家实验室的高能粒子加速器及对撞机部任职研究员 低温技术研究与开发部负责人 哈工大讲聘教授 博士生导师 哈工大低温与超导研究所所长北京正负电子超导对撞机 BEPCII 国际专家评委纽约州立大学石溪分校机械工程学院的客座教授全美华人低温与超导学会会长 CSCS 近5年来 在国际科技刊物发表论文20余篇 为美国宇航局和能源部编写技术文件50余部 1993年4月获全美大学 BFGoodrich 发明竞赛奖成功地解决了航天飞机液氢系统重大泄漏的难题 为肯尼迪航天中心研制了一套新型液氢系统 1994年8月获美国宇航局特殊贡献奖 其成果参加 NASATECH2002 展览 引进人才 47 总体目标 通过 十五 期间的建设 将把本学科建成国内一流 国际知名的国家级重点学科 48 感谢各位领导和专家 49
