能源安全高效利用研究所






团队简介

能源安全高效利用研究所依托能源动力与机械工程学院建立。本研究所在电站服役安全和能源高效利用领域已有20多年的研究历史,积累了丰富的研究基础和技术储备。针对电站安全高效利用领域,在服役环境金属破坏机理、陶瓷膜回收烟气水分、激光熔覆方法等方面取得了机理性突破,在超超临界电站服役安全、表面强化、脱水净水,以及太阳能光伏/光热综合利用关键技术和系统开发上积累了丰富的工程应用经验。在“碳达峰、碳中和”新形势下,研究所发挥在电站设备服役安全、火电灵活性、表面处理、烟气脱水、废水处理及新能源高效利用领域的研究优势,在火力发电安全高效利用技术、新能源安全高效利用技术、氢能安全高效利用技术方向上开展人才培养、科学研究和社会服务工作。

导师介绍

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张乃强

教授,博士生导师,研究生院副院长,国家火力发电工程技术研究中心副主任,能源安全高效利用研究所所长

研究方向:电站高温部件服役安全,高温腐蚀与应力腐蚀开裂,氢能安全

邮箱:zhnq@ncpeu.edu.cn

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徐鸿

教授,博士生导师

研究方向:电站高温设备安全与健康诊断;金属高温强度;先进能源材料与装备

邮箱:xuhong@ncepu.edu.cn

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刘宗德

教授,博士生导师

研究方向:微纳米表面技术、耐磨耐蚀新材料

邮箱:lzd@ncepu.edu.cn

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陈海平

教授,博士生导师,国家火力发电工程技术研究中心副主任

研究方向:火力发电厂节能与节水技术,热力学及能源高效转换与安全利用,太阳能综合利用关键技术,电站设备状态监测、控制与运行

邮箱:hdchp@ncepu.edu.cn

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沈国清

副教授,博士生导师,能源动力与机械工程学院副院长

研究方向:基于声学层析成像的复杂温度场可视化,智能发电与智慧电厂建设,声场作用下的流动、传热、燃烧与颗粒团聚,太阳能和烟气余热等低品位热能利用的热声发电

邮箱:shenguoqing@ncepu.edu.cn

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高丹

副教授,博士生导师,国家能源发展战略研究院院长助理

研究方向:长期从事能源系统评价建模与优化、电厂水分回收及处理等领域研究

邮箱:gaodan@ncepu.edu.cn

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毛雪平

副教授,硕士生导师

研究方向:长期从事电站材料蠕变性能、持久性能、疲劳性能和材料劣化表征研究,以及电站设备安全及寿命管理方面的研究。

邮箱:maoxp@ncepu.edu.cn

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刘广建

副教授,硕士生导师

研究方向:热力系统建模、优化;能量系统全生命周期评价;膜蒸馏系统

邮箱:liugj@ncepu.edu.cn

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张衡

副教授,硕士生导师,氢能科学与工程教研室党支部书记,能源安全高效利用研究所副所长

研究方向:太阳能光伏光热综合利用、膜法烟气水分回收协同固体污染物脱除。

邮箱:zhangchongheng@ncepu.edu.cn

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张世平

副教授,硕士生导师

研究方向:智慧电厂设备状态声学检测,燃烧温度场声学可视化,燃烧数字孪生技术。

邮箱:zhangshiping@ncepu.edu.cn

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潘佩媛

副教授,硕士生导师

研究方向:烟气低温受热面积灰腐蚀耦合机理,高温受热面热腐蚀机理,多相烟气组分反应动力学机制

邮箱:peiyuanpan@ncepu.edu.cn

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倪永

讲师

研究方向:电站高温部件的失效机理及状态评估;火电厂数字化、智慧化及大数据研究。

邮箱:niyz@ncepu.edu.cn

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朱忠亮

讲师,硕士生导师

研究方向:电厂高温受热面材料的腐蚀与防护、高温材料性能与寿命。

邮箱:zhzl@ncepu.edu.cn

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周密

副教授,硕士生导师

研究方向:流体结构交互作用,热疲劳及热工水力实验;流场可视化,CFD仿真运算。

邮箱:mi.zhou@ncepu.edu.cn

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李开洋

讲师,硕士生导师

研究方向:超临界二氧化碳环境高温金属材料的腐蚀。

邮箱:kaiyang.li@ncepu.edu.cn

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张天翼

新讲师博后

研究方向:金属材料环境腐蚀行为与防护技术、液相阴极等离子体表面处理技术。

邮箱:50202705@ncepu.edu.cn

研究领域

1.火力发电安全高效利用技术

包括超临界水环境腐蚀和应力腐蚀性能、燃煤/生物质/垃圾焚烧烟气环境金属高温腐蚀性能、高温金属材料力学性能及寿命评估、耐磨损耐高温复相陶瓷熔覆层、低成本陶瓷复合膜开发及烟气水分高效回收系统、膜法烟气CO2捕集及CO2资源化利用、废水扩容蒸发/热膜耦合处理技术、燃煤和生物质炉膛温度声学检测、智慧电厂设备温度场可视化、声波团聚和声波除雾技术等。

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超临界水环境电站金属材料腐蚀与应力腐蚀机理研究

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高温烟气环境锅炉管材料腐蚀机理研究

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耐蚀耐磨新材料及锅炉管激光熔覆表面防护新技术

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陶瓷膜材料开发及性能定向调控

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陶瓷膜法烟气水分及余热回收

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陶瓷膜法二氧化碳捕集

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燃烧温度场声学可视化技术

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能源系统建模及能源战略规划研究

2.新能源发电安全高效利用技术

包括太阳能光伏/光热综合利用技术及关键部件研发、超临界CO2环境金属氧化/碳化耦合腐蚀行为、超临界CO2环境-力学交互作用破坏机理、太阳能热发电熔盐腐蚀机理、激光喷丸表面强化技术、化学法制氨及氨燃气轮机关键部件研发、基于大数据的光伏故障诊断与健康评价技术、能源数据可视化及数字孪生技术、冷/热/电/气多联供系统集成优化技术、综合能源系统多时空尺度调控机理与策略研发等。

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超临界二氧化碳环境锅炉管氧化与碳化机理研究

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清洁能源海水淡化

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太阳能光伏光热高效综合利用的冷热电三联供

3.氢能安全高效利用技术

包括金属材料氢脆机理、临氢环境下裂纹萌生和扩展机理、制储运材料氢环境相容性、氢气泄漏/扩散/燃烧及爆炸特性、氢安全事故演化及应急响应机制、氢安全评估方法及基于氢风险的设计技术、高适应性碱性电解水制氢技术、SOFC连接体氧化/碳化机理及涂层技术、氢能及其系统的技术经济评价、全生命周期评价、系统集成优化技术等。

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氢气储运过程涉及泄露的安全评估技术

代表性科研项目(部分)

序号

项目名称

项目类别

授予单位

年度

1

超超临界锅炉受热面安全与寿命管理

国家自然科学基金重点项目

国家自然科学基金委员会

2011

2

基于氧化膜多孔性的超临界水环境金属氧化动力学模型

国家自然科学基金青年项目

国家自然科学基金委员会

2012

3

太阳光伏/光热综合利用关键技术研究

国家“863”计划

科技部

2013

4

溶氧超临界水环境镍基合金应力腐蚀开裂裂尖扩展的微观机理研究

国家自然科学基金面上项目

国家自然科学基金委员会

2014

5

燃煤发电机组排烟水分及废水按质回收利用的关键技术研究

中央高校基金重大项目

教育部

2015

6

光-煤互补复合发电系统优化及静动态特性研究

中央高校基金

教育部

2015

7

宁夏煤电公司声波测温系统在600MW级燃煤锅炉炉膛温度测量上的研究及应用

国家能源集团重大科技创新项目

国家能源集团

2015

8

聚光式光伏/光热一体化三联供系统开发与应用研究

北京市科技计划重点课题

北京市科委

2015

9

碳约束条件下我国能源结构优化研究

中国工程院重大咨询项目

中国工程院

2016

10

低品位热能驱动的热声发电研究

中央高校基金重大项目

教育部

2017

11

燃烧后碳捕集系统流程模拟及工艺开发

山西省重点研发计划课题

山西省科委

2017

12

燃煤发电机组水分高效低成本回收及处理技术研究与应用

国家重点研发计划项目

科技部

2018

13

超超临界锅炉管镍基合金优化及验证

北京市科技计划课题

北京市科学技术委员会

2018

14

聚光光伏组件开发及热电联供系统应用研究

河北省科技计划重点课题

河北省科委

2018

15

高温S-CO2透平候选材料碳化腐蚀试验研究

国家重点研发计划子课题

科技部

2018

16

煤炭清洁高效利用发展战略(2035)

中国工程院重大咨询项目课题

中国工程院

2019

17

燃煤机组脱硫废水热膜耦合高效低成本处理技术

河北省重点研发计划项目

河北省科委

2019

18

聚光光伏/光热耦合天然气热/电/冷三联供系统的动态特性及调控机理研究

青年科学基金

国家自然科学基金委员会

2020

19

高温超临界CO2中铁素体-马氏体钢氧化与碳化耦合腐蚀机理

国家自然科学基金面上项目

国家自然科学基金委员会

2020

20

煤炭清洁高效发电技术经济评价与政策研究

煤炭清洁高效利用2030重大项目先导项目


_

2020

21

生物质与太阳能互补的零碳区域热电联供关键技术项目

中芬政府间国际科技创新合作重点专项

科技部

2022

22

面向中低温清洁供热的电-光-热协同供能关键技术研究与应用

国家电网总部科技项目

国家电网

2022

23

构建现代能源体系评价体系及分省定量对比研究

中国工程院重点咨询项目

中国工程院

2022

24

未来20年煤炭资源大规模退出的社会风险量化研究

中国工程院重点咨询项目

中国工程院

2022

25

火电清洁低碳高质量发展路径研究课题 火电高质量发展评价指标体系及典型机组分析研究

国家能源集团新能源技术研究院咨询项目

国家能源集团

2022

26

能源电力科技领域发展现状与2035年发展趋势研判

中国华能集团清洁能源技术研究院咨询项目

中国华能集团

2022

科研获奖(部分)

序号

成果名称

获奖名称

授予单位

年度

1

大型电站锅炉燃烧温度场声学测量方法及应用研究

教育部科学技术进步奖二等奖

教育部

2015

2

多维度融合的燃气智能电站研究与应用

中国电力科学技术进步奖一等奖

中国电机工程学会

2017

3

碳纤维复合芯导线脱冰振荡特性及应用研究

河北省科学进步奖三等奖

河北省

2019

4

环境风影响下直接空冷凝汽器的性能研究及岛加装防风网实践

河北省科学进步奖三等奖

河北省

2019

5

基于全生命周期评价和能源安全损益分析的煤化工技术产业链决策平台构建

科技进步奖二等奖

中国石油和化学工业联合会

2021

6

超(超)临界电站锅炉高温腐蚀防治技术与应用

中国电力科学技术进步一等奖

中国电机工程学会

2021

7

超超临界电站锅炉服役安全关键技术与工程应用

河北省科技进步二等奖

河北省

2021

8

面向膜污染控制的陶瓷膜净水关键技术与集成应用

中国膜工业协会科学技术奖

中国膜工业协会

2022

平台条件

本团队依托“国家火力发电工程技术研究中心”和“电站能量传递转换与系统教育部重点实验室”建设,拥有超临界流体氧化试验平台(725℃,25MPa)、超临界流体应力腐蚀开裂试验平台(650℃,25MPa)、燃气锅炉烟气膜法水分回收实验台(2000m3)、粉煤灰基陶瓷膜制备平台、烟气/氨燃烧高温热腐蚀实验平台(1100℃)、全尺寸高温热疲劳试验平台、聚光光伏光热综合利用平台、LCPV/T耦合吸收式溴化锂制冷平台、炉膛温度场声学可视化技术平台、高温疲劳试验机、高温蠕变松弛试验机、高低温冲击试验机、氢泄露模拟试验平台、孔径分析仪、高速摄像机等试验检测平台、700W脉冲熔覆YAG激光器、3kw半导体固体激光器3台、复合锅炉管制造试验台3套、磨粒磨损试验机、高温冲蚀试验机、高温及常温腐蚀试验台、高温摩擦磨损试验机、原子力显微镜等,能够满足各类金属材料性能、表面强化、能源高效利用方面检测和试验需求。

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超临界流体腐蚀、疲劳及应力腐蚀实验平台

学术交流与合作

团队长期从事电站服役安全、表面强化技术、能源高效利用领域研究工作,承担多项国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点、面上项目等,取得了高水平研究成果和创新性突破技术。在国际国内高水平学术期刊发表论文500余篇,获得授权专利数十项,参与制定国家标准8项、行业标准3项。研究成果获得国家科技进步二等奖1项、中国电力科学技术奖一等奖2项、河北省科学技术进步奖二等奖1项、教育部科学技术进步奖一等奖和二等奖各1项、中国国际高新技术交易会优秀产品奖1项、中国国际工业博览会创新奖1项。

团队成员曾在美国麻省理工学院、美国普林斯顿大学、德国斯图加特大学、丹麦技术大学、加拿大阿尔伯塔大学、西澳大学等国际知名高校交流学习,并与国内包括清华大学、西安交通大学、北京科技大学、北京工业大学、钢铁研究总院、华能集团清洁能源技术研究院、国家能源集团新能源研究院在内的多家研究机构具有深入合作关系。研究所希望与国内外更多研究团队及企事业单位开展学术交流与技术合作,将能源安全高效利用研究所建设成为学术水平高、技术实力强、多学科交叉的特色研究所。

招生要求

研究所长期招收优秀推免或统招硕士生(学术硕士、全日制专业硕士);直博生或招考博士生(学术博士、工程博士)。申报条件如下:

1.人品端正,具备基本的科研素养、严谨端正的科研态度、良好的沟通能力和团队协作能力。

2.具有动力工程及工程热物理、金属材料等专业背景优先。

3.拥有良好的英语阅读和写作能力,在高水平学术期刊发表过论文优先。

4.身心健康,积极乐观。

加入我们

联系人:

张乃强(zhnq@ncpeu.edu.cn / 010-61773877)

刘宗德(lzd@ncepu.edu.cn / 010-61772812)

陈海平(hdchp@ncepu.edu.cn / 010-61772905)