热能工程系

Department of Thermal Engineering

1.   简介

西安交通大学热能工程系前身为锅炉教研室。1952年交通大学在全国院系调整时最先成立锅炉制造专业，1957年随校西迁到西安。几十年来一直致力于热能工程、能源环境工程、能源材料、新能源技术领域中前沿科学问题、关键技术及装备的研究与开发，特别是在化石能源的高效开发和转换利用、清洁燃烧与污染物排放控制、动力系统装备的安全可靠运行、工业余热利用、生物质能转化利用、多相流热物理、有机废弃物高效处理与资源化利用等研究方向上形成了自己的特色，在专业人才培养、科学研究和技术成果转化等方面取得了公认的成就。

热能工程系隶属于热能工程国家重点二级学科，是我国第一批硕士及博士学位授予单位，建有博士后流动站，专业地位与综合实力处于国内领先水平，是我国锅炉设计与制造、能源高效洁净转化与利用技术等领域高级专门人才培养的重要基地，已为我国相关企业和科研院所培养了大批优秀人才。

目前，热能工程系（锅炉研究所）现有教师17人，其中中国工程院院士 1 人，教授8人，副教授6人（博导共10人），讲师3人。

 

2.   特色研究方向

◆  气液两相流与传热；

◆  煤的高效洁净转化与利用；

◆  锅炉/换热器开发与设计；

◆  低品位余热/余能利用；

◆  生物质能开发与利用；

◆  多相流测量；

◆  材料环境行为；

◆  有机废液/固废处理处置及资源化利用。

 

3. 实验条件

热能工程系现拥有傅里叶红外烟气分析仪、质谱烟气分析仪、烟气露点测量仪、比表面积和孔隙率测量仪、激光击穿光谱测试系统、热线风速仪、ICP分析仪、元素分析仪、GC-MS联用系统、TG热分析系统、高速数据采集系统等一系列先进的分析仪器设备，拥有煤粉燃烧、流化床燃烧、湿法脱硫、SCR脱硝、烟气冷凝换热、超临界水氧化、高温滴管炉、化学链燃烧、多相流计量、粉煤气化等众多大型实验平台（部分见图）。

   

NOx催化脱除特性实验平台               1 MW循环流化床测试平台

   

大型多相流测试系统              超临界水氧化/气化实验装置

   

超临界水氧化技术示范装置             烟气热能回收利用实验平台

   

通风瓦斯催化燃烧及热能利用系统     旋风气化与燃烧实验装置

湿式相变凝聚试验台             1MW煤粉燃烧实验平台

   

煤/城市生活垃圾热解气化装置         纯/富氧燃烧实验平台

   

压裂液特性测试平台            连续式超临界水热燃烧实验台

   

        油气水多相流实验台         高压多组分气体换热器性能实验台

 

这些实验平台和测试系统的关键技术指标处于国内领先、国际先进水平，为承接国家重大科研项目和企业攻关项目、培养研究生创新能力提供了重要的保障。在着重抓好人才培养和加强基础理论研究的同时，锅炉研究所努力加强与社会企业的横向联系，进一步加强科技产业转化和横向技术合作，为相关企业解决很多生产中的难题，对经济建设作出了重要贡献。近5年来，开展了与中国特种设备检测研究院、东方锅炉集团股份公司、上海锅炉厂有限公司、中油辽河油田分公司、陕西延长石油（集团）有限责任公司、中海油田股份有限公司、西安热工研究院、华东电力设计院、中国电力工程顾问集团公司、陕鼓动力股份有限公司等大型企业合作项目100余项。2015年科研经费超过1800万元，实现了本领域基础研究与应用技术研发的巨大跨越。

4. 科研成果

1）重大项目承担情况

近5年来，承担各类科研项目200余项，其中包括国家 973 计划、863计划、科技支撑计划、自然科学基金重大项目、国家重大专项项目、自然科学基金面上项目及企业委托的横向课题等，累计到款科研经费6000多万元。

n  承担的973课题包括：“煤中氮的赋存形态及其迁徙规律”和“多联产中驰放气和粗煤气的控制催化燃烧过程的技术基础”。

n  国家自然科学基金重大项目“能源动力中多相流热物理基础理论与技术研究”。

n  承担的863项目包括：“电加热试验台研究锅内水动力特性”、“矿井通风瓦斯催化燃烧系统及其热能梯级利用技术”和“城市污泥的超临界水处理及资源化利用系统研发”等。

n  承担的科技支撑计划课题包括：“基于典型失效模式的超（超）临界电站锅炉事故预防关键技术研究”、“链条锅炉的优化改造关键技术”、“电站锅炉长周期运行安全保障关键技术研究及工程示范”、“中心供风系统及外置床数值模拟”。

n  承担的国债项目包括：“液幕式石灰石石膏法烟气脱硫的流动与化学反应动力学研究”。

n  承担的中国科学院战略性先导科技专项课题包括：“超临界水动力特性实验研究及理论计算”。

n  能源技术领域重点项目包括：“大型干法水泥线纯低温双压余热发电技术研究”和“动力煤优质化技术与高效燃煤锅炉技术”。

2）科研获奖情况

作为第一完成单位，科研成果先后获得多项国家级及省部级奖励，相关信息如下：

■  1987年，“夹心风燃烧器”荣获国家发明三等奖；

■  1989年，“强湍动“α”形燃烧火焰的组织及炉拱设计法”荣获国家教委科技进步二等奖；

■  1991年，“变异煤粉浓度燃烧器”荣获国家发明三等奖；

■  1991年，“工业锅炉自身成型型煤机”荣获国家教委科技进步三等奖；

■  1993年，“大容量锅炉WR燃烧器的试验研究”荣获国家教委科技进步二等奖；

■  1996年，“引进型宽调节比燃烧器热态试验研究”荣获国家教委科技进步三等奖；

■  2004年，“液幕式湿法烟气脱硫技术”荣获教育部科技进步二等奖；

■  2009年，“煤质多变下燃烧系统优化及关键辅机节能技术与应用”荣获山西省科技进步一等奖；

■  2010年，“燃煤锅炉卫燃带的设计理论与方法及新技术”荣获湖南省科学技术进步二等奖；

■  2012年，“锅炉长周期安全高效运行关键技术及其应用”荣获教育部科技进步一等奖；

■  2016年，“低温腐蚀可控的烟气深度冷却技术及应用”荣获陕西省高等学校科学技术奖励一等奖。

3）论文、专利及著作情况

近5年来，在国内外学术刊物上发表研究论文400多篇，其中国际期刊论文180多篇，国际会议论文80余篇，SCI检索100余篇，EI检索150余篇；共获得国家发明专利授权70余项，其中多项在能源环境领域中得到了广泛应用，产生了显著的经济和社会效益；编著中英文教材20多部。