能源与动力工程华北电力大学

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1、能源与动力工程学院介绍能源与动力工程学院介绍华北电力大学创立的近半个世纪以来，经过几代人的不懈努力和辛勤耕耘， 目前能源与动力工程学院已经成为国内实力强劲的一流研究型学院。能源与动 力工程学院的前身是动力工程系，始于 1958 建校初期。目前，学院是学校师 资力量最强、专业覆盖面最宽和博士及硕士点最多的院系之一。毕业生遍布全 国各地，许多人已走上局长、厂长等重要岗位。动力工程及工程热物理一级学 科是我校特色和优势学科。现有工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流 体机械及工程、制冷及低温工程，化工过程机械 6 个博士点；另有动力工程及 工程热物理一级学科、机械工程一级学科(机械制造及其自动化、

2、机械电子工 程、机械设计及理论和车辆工程)、水利水电工程、材料学、供热供燃气通风 与空调工程等 13 个硕士点。本科设有热能与动力工程、材料科学与工程、水 利水电工程、核技术和核工程专业、机械工程及自动化、建筑环境与设备工程 以及风能与动力工程 7 个专业。我院拥有热能工程和动力机械及工程两个省部 级重点学科；一个电站设备状态监测与控制教育部重点实验室；一个能源的安 全与清洁利用北京市重点实验室。另外，我院开设的动力工程课程、流体力学 等多门课程被评为北京市和河北省精品课程。我院具备一支学术造诣高、知识结构和年龄结构合理的教师队伍。现有中 国工程院院士 2 人，博士生导师 18 人，教授 38

3、 人，副教授 32 人，其中 80%左 右的教师具有博士学位。学院根据国家中长期科学和技术发展规划纲要 （年） 和我国电力发展的良好机遇，及时调整研究领域， 抓住 21 世纪人类实现可持续发展所亟待解决的四大关键领域能源、材料、环 境和水资源，开展一系列基础和应用研究，方向主要有新能源和先进能量系统、 燃料电池、电站集控运行与仿真、汽轮机及燃气轮机安全与可靠性分析、动力 设备状态监测及故障分析、节能理论技术及热经济学、流体机械及气动声学、 燃烧技术及低污染排放、环境工程、海水淡化、材料科学和纳米表面技术、机 电一体化和水文学与水资源等。近年来获国家科技进步奖和省部级科技或教学 成果奖数十项，上

4、述领域在国内外具有较大的影响。 伴随时代的脚步，华电能动人同样承载起中国能源、发电、动力、等领域 的学科发展与科学技术进步的历史责任，我们将从世界能源科学技术发展的前 沿高度和我国能源科技可持续发展的战略目标出发，针对我国经济、社会发展 和国家安全以及电力行业的重大需求，凝炼科学问题，进一步调整和拓展研究 方向，注重基础和应用研究并重、鼓励学科间交叉、强调各种资源的整合，面 向工业实际，围绕新型清洁及可再生能源开发、大型发电设备安全及节能关键 技术、新型能源转化和利用、环境资源开发与保护等问题，开展卓有成效的研 究与创新。 工程热物理工程热物理 080701080701工程热物理是本一级学科内

5、其它二级学科的基础理论，与其它二级学科广 泛交叉、相互渗透、相互依存。主要业务范围：热力学、传热传质学、燃烧学、 气动热力学、多相流，能源的清洁高效转换及新能源等。 我校是国内较早从事本学科研究的单位之一。多年来，在以下一些方向取 得了进展，并形成特色。1998 年获得硕士学位授予权。 （一）我校在火用分析与热经济学方面的研究居国内领先地位 我校是我国节能理论与技术早期的倡导者和推进者之一。早在 1974 年就 把火用分析正式列入教材，1980 年开始撰文提倡火用分析。1982 年在国内首次把现 代热经济学写入教材，1985 年出版了节能方面最早的专著之一节能原理 ， 受到同行专家的高度评价。

6、近年来，又进一步致力于把现代节能理论与生产实 践相结合，提出了单耗分析理论，用于电厂节能降耗、热电联产、海水淡化、 余热利用等各领域。 我校是国内热经济学的创始与倡导单位之一。多年来在热经济学理论及其 应用方面取得了一些开创性成果，提出了矩阵模式热经济学、热经济学定价等 新理论。 （二）我校在发电厂节能诊断与经济运行方面的研究和应用，并产生了显 著的经济效益 九十年代以来，我校在能量系统的分析和优化方面作了大量研究工作，提 出了火电厂节能潜力诊断的理论及火电厂热力系统分析的新方法热耗系数变 换法。在此基础上，研制成功了火电机组性能在线监测与能损诊断系统。本系 统已在达拉特旗发电厂、张家口发电厂

7、等几十家电厂投入使用，对指导火电机 组的安全经济运行，降低发电成本具有重要意义，直接经济效益达两千多万元。（三）我校在新能源的开发与利用方面具有鲜明特色 我校是怀来地热电站及西藏羊八井地热电站一号机组的主要设计单位，解 决了大量涉及非水工质和地热电站的理论问题和实际问题，获 1978 年全国科 学大会奖。我校也是我国最早从事太阳能利用研究的单位之一，在国内首次提 出了太阳能集热器系统动态特性的理论计算方法，所取得的理论研究成果得到 了国内外专家的高度评价。我校在已有的研究成果基础上，目前正深入开展风 力发电技术、太阳能综合利用、分散式能源系统和燃料电池等方面的研究，并 取得一定成果。 （四）传

8、热强化与节能方向 1、先进能量系统中相变过程与多相流体的传热传质强化与控制 研究内容包括空冷凝结系统的数值模拟、热态风工程实验研究和换热强化 机理等方面的研究，并向我国的能源生产领域进行技术转化；对先进的自激振 荡流热管的传热强化以及其中的不稳定相变机理进行系统的实验和理论研究， 并探讨这种高效的热控制方式在分布式能量系统中的应用。 2、分布式能量系统中的关键热质传递过程围绕高温燃料电池电站的主流发展方向固体氧化物燃料电池（SOFC） 中流动和热质传递问题开展应用基础研究，将场协同传热强化理论面向多尺度 和多物理量场的传递过程进行拓展，从传热传质、流动和电化学以及材料学相 结合的角度，开展系统

9、的理论研究和有针对性的实验研究，探讨提高电池性能、 优化极化特性的途径。 3、基于强化传热场协同论的节能新理论 以场协同理论为指导，进行纵向涡强化传热技术的开发，分别研究内流和 外流的纵向涡作用原理和实现方式，并结合我国电力工业的实际需求，重点开 展大型发电机组适用的纵向涡强化传热技术和单元设备，积极开发适用于电力 工业的新型高效节能单元设备，为促进我国电力工业的全面、协调和可持续发 展作出贡献；同时，进一步发展场协同强化理论，将基于对流换热的场协同强 化理论面向多相流动和相变传热传质过程以及多尺度传递过程作系统的拓展， 在一个更高层次上加强我校在节能理论和应用研究中的传统优势。 热能工程热能

10、工程 080702080702 本学科是我校传统的主力学科之一。始建于 1958 年，1978 年首批招收发 电厂工程专业硕士研究生，1988 年调整为电厂热能动力工程（1997 年更名为 热能工程)，1990 年设立博士点，1998 年增设工程热物理硕士点及动力工程领 域工程硕士点。 1996 年经原电力部批准，列为首批部级重点学科，1998 年经国家电力公 司批准立项建设部级重点实验室“热力设备状态监测与故障诊断实验室” 。 2004 年立项建设“能源的安全与清洁利用”北京市重点实验室。2005 年 立项建设“电站设备状态监测与控制”教育部重点实验室。 我校的热能工程学科结合电力行业的发展

11、需要，紧密围绕火力发电厂热力 设备及热力系统的经济安全问题开展研究。 （一）电站热力设备的状态监测与故障诊断 自 20 世纪 80 年代以来开展了热力设备状态监测与网络化故障诊断技术、 振动及弯扭耦合振动分析、热力设备性能分析及远程诊断技术等研究。在机网 协调与轴系稳定研究领域一直处于国内前沿水平。针对机网相互作用问题，自 行研制开发了“汽轮发电机组轴系扭振应力在线监测系统” ，已在数十台大型 机组投入运行，该系统得到国家科委、国家技术监督局等六部门颁发的“国家 级新技术产品”认证。与数个电厂合作，开展了以可靠性为中心的发电设备维 修管理研究，包括主机、辅助设备及其系统的故障模式、维修策略，设

12、备和系 统的评级技术及计算机化维修管理系统等；通过实施状态维修改变发电厂目前 采用的定期维修制度，大大降低了发电厂的运行与维修成本。上述成果均已在 发电厂得到应用，并取得显著的经济效益。 （二）热力设备寿命管理与延寿技术 研究组自 1963 年来开展了汽轮机及锅炉部件热应力、疲劳、蠕变和寿命管理的研究，在该研究领域取得了多项有创新性的成果。在 20 世纪 80 年代曾 应用有限元、边界元等方法对国产 200MW、300MW、600MW 等各型转子和锅炉的 主要部件在非稳态工况下的温度场、应力场进行了系统的计算分析，同时对转 子和相关材料的疲劳特性进行了实验研究，建立了疲劳损耗的分析模型和方法；

13、 并对复杂载荷下转子裂纹扩展规律和其它领域材料的热冲击性能进行了研究。 出版了大容量火电机组寿命管理与调峰运行 、 锅炉部件寿命管理等至今 在国内有较大影响的专著。上述成果达到国内领先水平。发表论文 150 余篇， 研究成果获部级科技进步一等奖一项、二等奖一项、三等奖两项。多年来，研 究组完成热应力在线监测、寿命管理、大机组调峰和优化启停运行等科研项目 40 余项。1994 年，研究组承担了国家攀登 B 项目“汽轮机热应力控制” 。 1998-2002 年，研究组承担了国家电力公司重大科技项目“汽轮机部件寿命管 理研究” 。系统地对国产转子钢和螺栓钢等材料开展了疲劳、蠕变、蠕变-疲劳 交互作用

14、实验研究及寿命诊断新技术研究。在实验和理论研究成果的基础上， 开发了针对汽轮机重要部件的寿命管理系统，在国内首次实现了对汽轮机多部 件的在线监测、离线评估及部件失效分析，并已在发电厂得到应用； 2002 年 12 月，由国家电力公司组织的项目鉴定专家组认为：“研究组在汽轮机部件的 疲劳、蠕变及损伤规律研究方面取得了突破性的进展、填补了国内在该研究领 域的空白，在汽轮机部件寿命评估新技术和汽轮机部件寿命管理系统方面取得 了国内外有创新性的成果；研究成果整体上达到国际先进水平。 ”上述成果提 高了我国电站热力设备寿命诊断、监督和评价的能力及技术水平。 （三）在燃烧室流动、传热与燃烧过程数值模拟方法

15、的研究达到国际先进 水平 我校是国内最早从事燃烧室传热、流动和燃烧过程数值计算方法研究的单 位之一。曾承担国家“七五”科技攻关课题“锅炉燃烧室流动过程数学模拟 方法的研究”,电力部“六五”课题“锅炉燃烧室三元传热计算方法研究”, 能源部“八五”课题“锅炉燃烧室传热、流动和燃烧过程数学模拟方法的研 究和应用” ，三次获省部级科技进步奖，1999 年获国家科技进步三等奖。在此 基础上，成功的对十几台 300MW、600MW 等大型电站锅炉的性能进行了预报。 （四）在煤燃烧理论与技术应用方面开展了大量工作 超细煤粉再燃还原 NO 的实验与反应机理；超细煤粉爆炸特性的实验研究； 煤着火和燃尽实验与理论

16、；混煤燃烧特性的实验研究；流化床传热、燃烧理论； 循环流化床锅炉动态特性建模与控制；电站锅炉煤粉燃烧器的实验研究与改进。 在 CO2/O2 气氛中煤粉燃烧的理论上进行了开拓性的研究工作。在国内最早开 发了电站锅炉积灰结渣在线监测及优化吹灰系统，并成功应用于 300MW 机组。 （五）我校在热电联产与海水淡化方面作了许多开创性工作 宋之平教授致力于从总能系统的角度研究热电联产与海水淡化技术。首次 研制了我国日产 1200 吨等级的多级闪蒸海水淡化装置，所研究的课题“热电 厂海水淡化技术在解决我国淡水资源问题中的地位和作用”经部级鉴定认为：“填补了国内空白，对我国国民经济建设具有重大意义” 。所取得的理 论成果，如“从可持续发展的战略高度重新审视热电联产”和“试论联产电厂 热电单耗分摊中的人为规定性与客观实在性”等受到了同行专家和国家有关部 门的高度评价。 由于学科的交叉与融合，招生目录中的一些研究方向已在工程热物理学科 中介绍。 动力机械及工程动力机械及工程 080703080703我校动力机械及工程学科主要研究对象是大