湖南省重点实验室----能源
高效清洁利用实验室
湖南省重点实验室----可再
生能源电力技术实验室
能源系统与动力工程国家级实
验教学示范中心
     
   
   
  您现在所在的位置: 首页 > 学科建设 > 学科介绍 > 正文

上一条:动力机械及工程重点学科简介

关闭

“动力机械及工程”重点学科简介

2007-09-11 

长沙理工大学“动力机械及工程”学科于2001年被湖南省教育厅确定为湖南省普通高校重点建设学科,2005年底通过教育厅组织的验收,评价为优良,2006年被确立为 湖南省“十一五”重点学科;2007年通过了“十一五”建设中期检查。本学科于2003年具有硕士学位授予权。本学科是以能源生产和高效转换与利用的动力机械关键技术研发为主攻领域,是湖南省和长江以南地区唯一的直接为电力能源生产培养高级人才的学科,具有鲜明的特色和优势,在全国电力行业中有较大的影响。

本学科已形成了一支结构比较合理的学术梯队。现有特聘院士1人,湖湘学者1人,教授8人,副教授11人,具有博士学位的教学科研人员18人。省部级学术带头人培养对象3名,湖南省普通高校青年骨干教师5名,在国外进行一年以上的访问学者1人。

在科学研究方面,本学科始终把握国内外学术前沿,近5年取得了一些在国内具有一定影响的学术成果,获国家级项目3项,省(部)级科技进步奖3项,获得国家专利11项,成功转让科技成果9项,直接经济效益近3000万元,发表学术论文270余篇,出版专著11部。在科研基地建设方面,具有“能源高效清洁利用”省教育厅重点实验室、“能源高效安全转换与清洁利用实验室”省部共建学科专业实验室,与株洲高新技术产业开发区合作建立了“能源新技术科技开发与产业基地”,并建成了300MW汽轮发电机组模拟转子实验台、600MW超临界仿真系统、高效热交换实验台系统、蠕变疲劳实验系统等一批具有特色的实验台系统,为科学研究和学科发展创造了良好条件。

目前,该学科形成了能源转换设备的状态评价与优化运行、燃烧理论与高效清洁燃烧技术、动力机械设备流动过程模拟与优化设计、新能源发电与动力技术等四个稳定的研究方向。

研究方向一:能源转换设备的状态评价与优化运行

主要研究内容:

在工业领域,实现能源大规模转换与利用的能源转换设备主要有:燃烧设备(如各种锅炉、工业窑炉等)、动力机械设备(如汽轮机、燃气轮机、内燃机等)、热交换设备等。随着能源转换设备向着高参数、大容量方向发展,能源转换过程中的一些大型关键设备和系统处于高温、高压、高应力状态下运行,常发生各种故障,极大地影响了设备的工作效率和运行安全性。本研究方向以大型能源转换设备为研究对象,目前重点围绕如下几个方面内容开展工作:

①大型动力机械状态监测、故障诊断与控制技术;②动力机械设备关键零部件的材料特性及寿命预测;③风力机组叶片的动力学特性研究;④动力系统的动态建模及运行优化理论与技术。

研究特色:

本研究方向正是适应能源转换技术和故障诊断学的发展趋势,深入系统地研究能源转换设备及系统的状态检测、评价与预测问题,探索设备运行状态评价与预测的理论和方法,并将这些理论和方法应用于工程实际,为实现能源的高效、清洁、安全转换与利用提供理论和技术支持。因此,借助现代数学理论、现代检测技术和现代信号分析技术,开展对大型动力机械设备及系统的故障机理、状态检测和故障诊断等方面理论和应用技术研究,是目前本学科领域的热点、前沿研究课题。这些工作为能源转换设备的高效、安全、可靠和稳定运行提供强有力的技术支撑,直接指导大型能源动力设备的设计、制造、运行和维护管理,为国民经济建设服务,具有重要的理论价值和现实意义。

采用理论研究、计算机仿真和实验研究相结合的办法,探索动力设备故障机理和状态诊断模型,采用先进的检测方法检测设备的状态信号,在此基础上开发出来的故障检测系统具有灵敏度高、故障诊断率高、故障检测准确率高的特点,并且能检测出设备的早期故障,实现故障的定位。

研究方向二:燃烧理论与高效清洁燃烧技术

主要研究内容:

煤炭在我国一次能源消耗结构中占70%左右,而且在可以预见的未来,这种以煤为主的能源结构不会发生根本变化。作为我国主要燃煤设备的电站锅炉、工业锅炉等采用的仍然是传统的直燃煤工艺,这种工艺不仅煤炭转换效率低,而且排放了大量的灰尘、SO2及NOx等,造成了能源的大量浪费和环境的严重污染。目前主要研究内容如下:

①锅炉高效低污染燃烧技术;②混煤掺烧技术与燃烧优化方法;③燃烧器的设计、改造与优化技术;④烟气脱硫、脱硝及除尘技术。

研究特色:

密切关注能源工业各部门的节能需求,大力开展工业高效燃烧设备技术的研究、开发与技术成果转化工作,积极为地方经济及“两型”社会建设提供高效能源利用技术支持。运用传热学、流体力学、燃烧学、煤质分析、现代测试技术、信息处理技术及计算机技术领域内的理论与最新技术,面向动力燃煤锅炉,研究开发煤基燃料的安全、高效、低污染燃烧技术,为区域经济服务。

研究方向三:动力机械设备流动过程模拟与优化设计

主要研究内容:

本研究方向主要针对大型动力发电机组的辅助设备(如:给水泵、凝结水泵、循环水泵、排水泵、渣浆泵及循环水系统的阀门)中的流动特性进行研究,对水电站、泵站运行工况变化时压力管网的动态特性进行分析探索,研究设计出优秀的水力模型或产品。本研究方向涉及CFD技术、多相流动理论、机械理论、计算机技术等诸多学科领域。本研究方向的主要研究内容为:

①涡轮机流固耦合特性数值模拟;②泵、阀水力性能研究与设计;③泵站与水电站水力过渡过程研究。

研究特色:

泵与阀门的内部流动非常复杂,流动介质多样,使得泵与阀门内部流动特性的研究非常困难,设计和生产出高效低耗的泵与阀门,对提高动力机械中流体动力系统的安全可靠性、节约用电具有十分重要的意义。因此,借助CFD技术、现代检测技术和试验技术来分析和研究该领域中发现和提出的关键问题,是本领域的研究热点和难点。本研究方向采用理论分析计算与试验研究相结合,既进行理论探索、设计方法的创新研究,又进行高性能产品的研制开发,在研究方法上进行了卓有成效的探索与创新;利用流体动力学理论研究泵、阀设备的动态性能及整个机组和管网系统的动态特性的关系,开展当前本领域的前沿问题的研究,为提高泵、阀的设计性能和运行性能提供理论和技术支持。经过多年的研究积累,在研究泵、阀的流动特性及其优化设计方面形成了自己的特色,已开发出多种特殊用途的泵和阀门,如:BFXQ型轻便旋球阀和BFDG型管力控制阀等高性能阀门,并在工程实际中得到应用。

研究方向四:新能源发电与动力技术

主要研究内容:

发展新能源发电与动力技术是降低能耗成本、优化我国能源结构、减少环境污染的重要途径。新能源技术可对现有的能源结构进行补充和调整,也是未来能源发展的趋势,新能源技术的开发与利用对于电力系统结构的优化和能源的可持续性发展有着重要的意义。目前重点围绕如下几个方面内容开展工作:

①生物质资源的高效转化与利用;②新能源系统中的强化传热元件的开发;③风光互补发电系统的优化设计;④燃料电池关键部件材料特性研究。

研究特色:

该研究方向是适应新能源技术的发展趋势,紧密结合湖南省能源资源结构特点,以开展传热传质规律与传热强化机理研究为基础,结合生产实际进行新能源技术的研究与产品开发应用,以目前最有可能实现规模化利用的风力发电、生物质发电和清洁高效的燃料电池发电应用为目标,开展相关理论、关键技术及设备的研究与开发,为建设资源节约型、环境友好型社会,缓解能源资源和环境保护的压力有着极其重要的意义。

文档附件:

 
地址:湖南省长沙市雨花区万家丽南路二段960号
电子邮箱:ndxyyb@163.com 邮编:410114
版权所有:能源与动力工程学院 (@)2010