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先进能量系统研究所

先进能量系统研究所
发布时间:2013-06-08 08:43:45
 
发展历史与战略目标

先进能量系统研究所是国内最早研究电站节能理论与技术的学术单位之一,宋之平教授和王加璇教授于1984年即出版了《节能原理》、《动力工程热经济学》、《火用方法及其在火电厂中的应用》等著作,为我国电力节能奠定了重要的理论基础。1992年提出了《单耗分析理论》,并用于发电厂和热电联产的分析,目前单耗分析理论已发展成为热力系统性能分析和评价的通用方法之一,应用于能量系统的节能降耗、热电联产、余热利用等各个领域;研究所应用耗差分析方法进行火电机组节能诊断与评价,开展火电机组节能对策研究;开发火电机组性能在线监测与能损诊断系统,火电厂性能成本实时分析系统并在国内数十个火电厂投运,效果显著。近年来,研究所准确把握热能领域技术前沿,积极探索能源高效利用与环境问题,研究领域不断拓展,在电站节能理论与技术,分布式能量系统、氢能与燃料电池技术、强化传热与节能等研究方向形成了鲜明特色,围绕电站过程节能、火电厂空冷技术技术,能量系统热力学分析、评价与系统集成,太阳能辅助热发电,电站减排与低碳技术等取得了一批具有广泛影响的研究成果。

人才队伍

研究所以杨勇平教授为学术带头人,目前共有研究人员20人,其中教授、博导2人,副教授10人,研究所研究人员中18人拥有博士学位,研究所85%以上研究人员年龄在35岁左右。通过长期的不断努力和发展,研究所已基本形成了一支年龄、结构合理,层次分明,具有国际化视眼,并具有创新能力和创新精神,在我国热能及工程热物理领域具有影响力的研究团队。
主要研究方向和领域
目前,以杨勇平教授为首席科学家,研究所承担了国家“973计划项目大型燃煤发电机组过程节能的基础研究。该项目力图在大型燃煤发电机组节能的理论与方法上取得源头创新,为实现适应我国资源环境条件的机组优化设计和高效运行奠定理论基础;在燃煤发电过程节能若干关键技术上取得突破,为进一步提升机组能源综合利用效率提供技术支持。研究所承担其中的两个课题:
大型燃煤发电机组全工况能耗的时空分布、评价方法与系统集成:主要研究大型燃煤机组节煤、污染物减排、节水在内的广义能耗评价指标体系;建立反映资源、环境因素和负荷变化等影响的能耗时空分布量化模型,揭示机组全工况能耗时空分布规律;同时进一步研究机组低品位余热利用和太阳能辅助燃煤发电的新途径。
大型燃煤机组空冷系统的热力特性及过程优化:研究所是国内最早深入系统地开展火电站空冷技术研究的单位之一,取得了一批原创性成果,并在若干关键设计和运行技术上取得了突破。目前开展的主要研究主要针对大型燃煤发电空冷机组的冷端系统,在揭示空冷岛与外部环境和负荷因素的耦合响应机制,以及大规模空冷系统的非线性尺度效应基础上,将从设计和运行两个角度,提出应对环境影响,降低空冷系统能耗、提高空冷机组效率的途径和方法。研究所在可再生能源与化石燃料一体化集成利用、氢能和燃料电池、分布式能量系统等研究方向上已逐步形成鲜明特色,多次受到国家自然科学基金、教育部重大、重点科技项目、教育部新世纪优秀人才支持计划等的资助。
氢能与燃料电池:该方向围绕21世纪最具发展前景的先进能量系统燃料电池开展应用基础研究。主要研究内容包括:(1IGCC-SOFC混合系统化学能与物理能综合梯级转化与利用的机理和规律。(2)针对IGCC-SOFC混合系统统一量化的兼顾经济性能与环保性能综合评价准则。(3)开发具有自主知识产权的IGCC-SOFC混合系统运行仿真平台。(4)固体氧化物燃料电池中的相关热质流动和传递规律,改善浓差极化,形成燃料电池的热量最优分配方案。同时,正在燃料电池堆的热管理、固体氧化物燃料电池联合循环中的相关热物理问题,以及可再生能源微通道反应器重整制氢等方向进行深入探索。
太阳能及可再生能源利用:在太阳能热利用方面,主要的研究内容包括(1)太阳能与化石燃料互补热发电系统研究。(2)新型太阳能集热器的开发。在太阳能热发电发面,在国内首次提出了太阳能与燃煤机组互补的发电方式,并进行了一系列的深入研究,取得了多项科研成果。在新型太阳能集热器的开发方面,目前正在研制一种能承压的太阳能集热器。这一研究方向目前已多次受到国家自然科学基金、863973计划等的资助。
分布式能量系统:该方向围绕分布式能量系统开展应用基础研究。主要研究内容包括:(1)绿色供暖(空调)系统的研究。(2)内燃机、微型燃气轮机、燃料电池、制冷机等能量转换设备的动静态特性研究。(3)典型用户用能特性研究。(4)分布式能量系统的一体化集成理论研究。(5)分布式能量系统全工况仿真研究。本研究方向已逐步形成鲜明特色,多次受到国家自然科学基金、教育部重大、教育部新世纪优秀人才支持计划等的资助。
CCS方向:该方向围绕温室气体减排这一国际研究热点问题,开展电力工业碳减排的理论基础、建模分析、关键过程实验、系统开拓及战略研究。主要研究内容包括:(1)火电厂燃烧后液相法CO2脱除的实验研究与流程模拟;(2)新型氨基功能化固相法CO2脱除方法的基础理论及实验研究;(3)新型CO2低温相变分离回收法的开拓、流程模拟与实验研究;(4CO2脱除流程与火电厂生产流程之间的系统集成研究;(5)基于煤气化技术的以IGCC为典型系统的燃烧前CO2脱除与清洁燃料生产(如氢气)一体化系统开拓研究,关键单元过程实验研究以及基于此研究基础上的带CCS煤基化工动力多联产系统开拓与概念性设计;(6)可再生能源+化石能源多输入、电能+替代燃料+碳回收多输出的混合能源系统研究;(7)固体氧化物燃料电池(SOFC)复合动力系统脱碳研究;(8O2/CO2富氧燃烧方式脱碳系统实验与系统集成研究;(9)能源动力系统CO2减排的技术经济综合分析及电力工业碳减排战略研究等。
取得主要成果
目前,研究所承担纵向科研项目十余项,企业委托课题约20项,在研科研经费近2000万元。最近3年,研究所获得教育部科技进步一等奖1项,中国电力科技三等奖、中国华电集团公司科技进步一等奖各1项;发表SCI/EI收录学术论文100余篇,申请国家发明专利近20项。
学术交流与国际合作

研究所近年来十分重视国际化的学术交流与合作,已完成2项目国际合作项目,每年邀请35名该领域国际知名的专家和学者进行学术交流,有5人有一年以上欧美等国访问学者经历,每年约5人次参加高水平国际学术会议,2008年由杨勇平教授担任大会主席成功承办“The 4th International Green Energy Conference, IGEC-IV,近年来举办中国工程热物理学术会议等高水平学术会议3次;研究所非常重视培养学生的国际视眼,近年来已有5名研究生和国外高水平大学进行联合培养和交流,并培养了2名瑞典留学生。
“973”
项目网站地址:http://973.ncepu.edu.cn/

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