热能与动力工程专业"洁净煤技术"课程建设的探讨

现阶段煤炭在我国的能源消费结构中具有其他能源不可替代的作用,因此培养具备洁净煤燃烧技术知识的人才是热能与动力工程专业的一个非常重要的目标.本文在介绍热能动力工程专业本科开设"洁净煤技术"课程的必要性,目的和任务的基础上,总结了"洁净煤技术"课程的主要特点,并结合作者几年的教学积累,给出了有关"洁净煤技术"课程教学的一些建议.     

专业选修课“洁净煤技术”的教学研究与实践

"洁净煤技术"是一门知识面广、工程技术性强、关注学科前沿的专业选修课。针对当前教学中存在的问题,从激发学生学习兴趣、教学内容优化、丰富教学方法、建立有效的学生成绩考核体系等方面进行深入研究,以提高课程的教学质量,提升学生的综合素质。     

对石油高校能源与动力工程专业生产实习的一些探索

生产实习是工科专业本科教学计划中非常重要的一个实践性教学环节,但目前在生产实习过程中还存在着一些影响学生工程实践能力培养效果的问题。以石油类高校能源与动力工程专业为例,针对油田热力设备及工艺特点,结合多年的实习指导经历,对目前生产实习过程中存在的一些问题进行了分析,在实习方式多样化、实习时间分阶段化、指导教师专职化及考核方式实践化等几方面进行了探索。     

结合科研实践培养学生研究能力的探讨

结合教学和科研实践,为加强对热能与动力工程专业大学生研究能力的培养,在“发动机”课程教学中有意识运用科学研究的思维方法,注重培养学生的研究能力。结合相关学科知识,增强学生综合运用所学知识的能力;结合科研实践,提高学生对专业知识学习的兴趣;结合课程前沿进展,培养学生的创新能力;结合实际应用,加强学生的知识运用能力。这些措施在发动机教学中的应用取得良好的教学效果,加强了对学生研究能力的培养。     

电加热过程中在油层内汽化水提高沥青生产

稠油热采和沥青热采包括蒸汽辅助重力泄油（SAGD）、循环注蒸汽和蒸汽驱。热量提高了原油的温度,原油黏度降低从而有效地流向生产井。电加热过程是注蒸汽过程的一个替代过程。随着天然气价格越来越高,或天然气供应相应减少,电加热过程相对于其他热采方法经济上更具竞争力。油田最近做的阿萨巴斯卡油砂实验表明,经过优化的电加热过程可采出超过75％的稠油或沥青。通过在油层内水汽化来优化电热过程。一系列针对阿萨巴斯卡油砂的初步电加热模拟研究,可通过计算机模型实验群油藏模拟软件来实现。首先,蒸汽驱的采油增量估计是基于一个三区块概念模型;第二,建立现场比例模型来估计电极距、水的注入率和电加热速率对沥青采收率的影响。用统计工具来分析模拟结果,以确定水汽化时沥青最大化生产的最佳状态。理论模型的模拟结果表明,在阿萨巴斯卡油砂储层,水汽化导致的增产油量可高达原始石油地质储量的25％。现场比例模型的一项敏感性研究表明,在油层内水汽化适度时,最大化沥青生产要求电加热速率中等,注水速率较低,电极距较小。研究展示了未来重油／沥青生产的一项有价值的技术。另外,电加热过程可独立运作,并经济产出大量的沥青。     

热能与动力工程专业“洁净煤技术”课程建设的探讨

现阶段煤炭在我国的能源消费结构中具有其他能源不可替代的作用,因此培养具备洁净煤燃烧技术知识的人才是热能与动力工程专业的一个非常重要的目标。本文在介绍热能动力工程专业本科开设“洁净煤技术”课程的必要性、目的和任务的基础上,总结了“洁净煤技术”课程的主要特点,并结合作者几年的教学积累,给出了有关“洁净煤技术”课程教学的一些建议。     

鼓泡流化床流动特性的欧拉-离散单元方法模拟

利用欧拉—离散单元方法对气固射流流化床内的流体动力学特性进行了数值模拟。在模型中把气相作为连续介质处理，采用欧拉方法建立其动量及质量守恒方程；对固体颗粒相则采用属于拉格朗日范略的离散单元方法(DEM)模拟；气固两相之间的相互作用采用DiFelice经验关系式反映。利用该模型模拟了流化床内初始阶段的气固两相流动特性。此外，由于气泡特性对流化床的流化质量具有重要的影响，故利用频谱分析理论对床内的模拟压力信号时间序列进行了分析，得出了在几个典型入口气速下的气泡统计生成频率，数值模拟结果与有关实验结果定性一致。     

3种燃煤供暖锅炉环境影响的生命周期评价

为了比较链条炉、流化床锅炉以及水煤浆锅炉等不同燃煤供热方式的能耗和环境影响,采用生命周期评价方法对3种供暖热水生产方式从原煤开采到燃烧供热全过程进行了生命周期清单分析及环境影响评价。生命周期清单结果表明:当产生相同热量时,3种锅炉在其生命周期的各种污染物排放中,CO_2排放均最高,其次是固体废弃物和粉尘。3种锅炉中,燃煤链条炉的环境影响总负荷最大,水煤浆锅炉的环境影响总负荷最小。生命周期环境影响评价结果表明各种锅炉对环境影响在固体废弃物方面影响程度均最大,然后是粉尘、光化学烟雾、全球变暖、酸雨和富营养化。     

运行参数变化对水煤浆流化燃烧过程的影响

为了深入了解水煤浆流化燃烧过程的规律,以"小室"为基础,结合流化床内气固两相流动及传热、水煤浆燃料的热解、挥发分及焦炭燃烧、污染物生成等子模型,建立了水煤浆在流化床锅炉中燃烧的综合数学模型。分析了当水煤浆流化燃烧装置锅炉负荷、过量空气系数及燃料中的挥发分份额等参数发生变化时炉内有关参数沿炉膛高度方向的变化规律。研究结果表明,与燃煤流化床锅炉相比,水煤浆燃烧锅炉炉膛底部的温度明显较低。另外,锅炉负荷越大,炉内温度越高,燃烧条件越好;过量空气系数对燃烧的影响并不是单调变化关系;煤种挥发分越高越有利于燃料的燃烧。     

流化床内颗粒碰撞传热的理论研究

流化床内颗粒碰撞传热对床内传热规律具有重要影响。在分析颗粒碰撞传热机理的基础上，建立了一个新的颗粒碰撞传热理论模型，该模型综合考虑了固体颗粒内部导热热阻及颗粒间接触热阻对颗粒碰撞传热的影响。利用该模型及离散元素方法（DEM），对流化床内床层与壁面的碰撞传热系数在颗粒层次上进行了模拟，模拟结果与Syamlal等人采用颗粒相拟流体模型的计算结果以及Ozkaynak等人的实验结果相一致。但与Syamlal等人所用模型相比，该文模型所需主观假设较少。