热能动力工程专业-人才培养方案的思考

热能动力工程专业人才培养方案的思考,哈尔滨工业大学燃烧工程研究所秦裕琨 教授,1、哈尔滨工业大学能源科学与工程学院简介,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,3,1.1 本科生教学体系,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,4,1.2 科研机构设置,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,5,1.3 学科设置情况,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,6,1.4 近几年本科生就业情况,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,7,几个就业动向,从1998年开始毕业生的就业政策有相应的改变，学校举办供需见面会，实行双向选择。学生择业比较倾向北京、上海、广州、深圳以及青岛、大连等沿海城市； 学生从前两年的就业倾向于大公司，到2002、2003年扭转到比较倾向于研究所等科研单位； 学生的第一就业单位绝大多数还是从事本专业相关领域（约近90%），其他主要是从事计算机、管理、营销等。,2、推动热能动力工程专业科技发展的因素,2.1 经济发展引起的能源需求的高速增长,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,10,我国能源基本情况,中国人口众多；经济还要争取几十年的高速增长；人均能源消费水平低能源强度高能源资源人均占有量低；今后能源需求将大幅度提高；能源供应的保障和安全面临挑战；,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,11,我国能源基本情况,1998年中国能源消费量13.22亿吨标准煤，为世界第二大能源消费国；目前，中国能源消费量占世界总量的10%。 注：标准煤的热值：7000 Kcal/Kg (1 Kcal =4.2 KJ ),12,我国能源基本情况,人均消费水平低。1996年人均能源消费1.1吨标准煤，是世界平均值的55%，发达国家的的1/6，居民家庭用电量仅为美国的2.6% 能源强度高。1994年2.04吨标准煤/千美元GDP，是日本的13.7倍，德、法、意的8.7倍，美国的4.21倍，印度的1.9倍。预计到2050年达到中等发达国家水平。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,13,我国能源发展趋势,预计到2050年我国将达到中等发达国家水平，人均GDP可达到50006000美元。预计到2050年我国的能源强度可达到1994年的1/5，则一次能源总需求为34.4亿吨标准煤，人均2.15吨标准煤。 能源强度对比： 1994年：2.04吨标准煤/千美圆GDP 2050年：0.41吨标准煤/千美圆GDP。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,14,中国电力工业概况,我国现在人均拥有装机容量每4人1千瓦，即0.25千瓦/人；美国2.5千瓦/人。预计2030年我国总装机容量将达到15亿千瓦。即人均1千瓦。大约相当于目前较发达国家水平。,2.2 能源与环境的协调发展,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,16,煤炭是我国主要的一次能源,我国在相当长时间内煤仍然是主要一次能源。,tce : 吨标准煤,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,17,中国一次能源结构现状及预测,组成：化石能源、火力、风力、太阳能.,原煤热值：5000千卡/公斤；标准煤热值：7000千卡/公斤 （1 千卡 = 4.2 千焦耳）,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,18,中国一次能源生产与消费状况,中国一次能源（商品能源）生产总量及构成（1999年）,中国一次能源（商品能源）消费总量及构成（1999年）,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,19,2050年的中国一次能源结构,我国在相当长时间内煤仍然是主要一次能源。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,20,世界能源委员会预测,2050年可再生能源占一次能源消费总量的1639 %（包括水力）；核电占 414 %；未来20年化石能源仍是世界最主要的能源；未来3050年不同方案预测表明，化石能源在世界能源消费结构仍占有重要地位，其比例维持在47 %80 %；化石能源资源中，煤炭的储采比最大，约是石油的 5 倍，天然气的 3 倍。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,21,能源与环境的关系,1997年，全国SO2排放量为2370万吨，烟尘排放量为1840万吨，能源消费在上述两项的排放中的贡献分别为85%和70%，中国的环境污染为典型的能源消费性污染；1995年，酸雨沉降，造成的经济损失达1165亿元，占当年GDP的1.9%；空气污染引起的呼吸道疾病成为死亡的祸首，列城市第二、三位。,2.3 我国的能源安全问题,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,23,世界化石能源剩余探明储量及储采比,1998年底数据,据上表可以看出：石油、天然气将早于煤炭走向枯竭,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,24,中国化石能源剩余可采储量及储采比,资料来源：能源政策研究，2000，No.1,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,25,石油的生产与进口情况,今后1015年，如果石油勘探没有大的发现和重大技术突破，中国的产油高峰期可能出现在2010年2015年之间，最大产量为1.9-2.0亿吨，并可能维持20年。中国对国际石油市场的依赖度会逐渐提高，从2000年的20%，提高到2010年的40%以上，2020年将有一半以上的石油供应来自国外。能源安全面临挑战。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,26,石油与天然气的进口量预测,预计2010年中国将进口原油1.031.32亿吨、天然气300亿立方米；到2020年石油进口量将到达2.002.50亿吨，天然气1000-1500亿立方米。,3、高等学校热能工程学科科研工作活跃,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,28,3.1 超临界和超超临界,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,29,3.2 整体式煤气化燃气蒸汽联合循环(IGCC),原则性系统图,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,30,整体式煤气化燃气蒸汽联合循环(IGCC)概述,由于石油和天然气储量有限，常规联合循环受到制约，因此，IGCC在效率、环境、经济三方面都可以和同容量、带有烟气脱硫、脱硝的常规煤粉炉进行竞争，有望成为本世纪最有发展前途的洁净煤发电技术之一；整体煤气化联合循环由于燃煤气，煤气经过清洗可脱硫99%、并除尘，但效率有所降低；高温脱硫除尘、汽化炉能量转换效率由76%提高到8495%。GT入口烟气达1300。效率可达到4245%，进一步发展可望达到50%。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,31,3.3 增压流化床锅炉联合循环(PFBC),25%,增压式（第一代）PFBC系统简图,分离器,煤,空 气,白云石,余热锅炉,75%,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,32,增压流化床锅炉联合循环(PFBC)概述,采用增压循环流化床锅炉作为循环系统中的增压锅炉，可充分发挥流化床锅炉技术低温燃烧、高效、低排放的优点。第一代：由于PFBC所提供的烟气温度在900 以下，使发电效率最多只能达到40-42%；第二代：煤先在炭化炉半焦化，产生的煤气用以外燃，使燃气轮机入口烟温达11001150，效率提高68%，可达到4446%。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,33,3.4 洁净煤技术的广泛开展,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,34,3.5 其它领域,废弃物无害化能源利用研究工程多相流研究核能技术及可再生能源技术（太阳能、风能、生物质能、风力、海洋和地热能）燃料电池热力设备的监测与控制技术工业炉窑,4、高等学校热能动力工程专业改革方案的设想,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,36,专业改革的基本条件已经具备,教师是专业改革的关键，专业研究领域的拓宽为进一步的专业改革提供了基本条件；改革开放20年，一系列的社会改革对人才培养提出了新的要求；对外交流的不断扩大，为专业改革提供了更多的思路（必须不断探讨既与国际接轨又符合国情的专业教育模式）,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,37,专业改革的基本思路,解放思想，改革把一个具体的工业产品作为我们的一个专业的老式专业教育格局 本科生培养中“大专业”+“小专业方向”，在目前情况下是可行的；不断拓宽专业领域，给予学生更多的选择；从加强学生素质教育、提高综合能力的角度思考专业改革。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,38,低年级的主要公共基础课程,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,39,大力加强技术基础课程,大力加强技术基础课的教学改革，使学生拥有更为坚实的专业技术基础,增加化工学科等相关学科的专业技术基础课,用飞速发展的计算技术来改造传统专业课程，如在本科生中开设：计算流体力学、数值传热学、热力设备控制与仿真等课程的初步。,不积蹞步，无以致千里；不积小流，无以成江海 豆丁网友友情分享,40,传统专业课程的改革,例如：我校热能工程专业（锅炉）传统的围绕锅炉设计开设的辅助课程需要进一步精炼、减少；原有的锅炉设计可以作为案例教学，可以将其作为学生的综合训练环节；开设多种选修课，如：大气污染防治、低温与制冷、化工设备等,