课程思政在能源与环境系统工程生产实习中的实效性评估

随着环境保护和可持续发展受到越来越多地关注,能源与环境系统工程专业的人才培养就显得尤为重要。本研究主要是将课程思政融入该专业的生产实践中,探索如何将思政元素融入其中,既能提高学生的专业技能,又能培养学生良好的职业道德、强烈的社会责任感和卓越的创新能力,以适应新时期对高质量工程人才的需要。本研究旨在评估课程思政在能源与环境系统工程生产实习中的实效性,通过分析实施策略与评估结果,探讨其在提升学生专业素养、职业道德、社会责任感及创新能力方面的作用。通过具体案例与数据分析,验证课程思政与生产实习结合的有效性,为高等教育实践提供参考。

生物质锅炉中温受热面碱蒸气冷凝与飞灰黏附多重结渣模拟

生物质作为CO_(2)零排放的清洁可再生能源,在部分替代化石燃料用于燃烧发电的领域具有良好的应用价值。但生物质燃料普遍含有大量碱金属成分,在燃烧过程中易于以气相形式析出凝结在受热面形成有黏性的初始沉积层,强化壁面对烟气中飞灰颗粒的捕获,导致锅炉受热面结渣情况进一步恶化。针对以上问题,利用Factsage软件计算生物质锅炉中温过热器初始沉积层黏附特性,结合临界速度模型,建立综合考虑KCl冷凝-飞灰捕捉的受热面结渣综合模型;利用ANSYS FLUENT软件编写用户自定义函数(UDF),对生物质锅炉中温过热器受热面沾污行为进行模拟研究,并与现场采样结果对比验证模型准确性。结果表明,中温过热器区域的沉积速率与取样结果相吻合;壁面温度升高对飞灰碰撞效率影响较小,但抑制KCl冷凝导致总沉积量降低;烟气入口速度变化影响KCl冷凝和飞灰碰撞效率,大颗粒(50、80μm)碰撞效率随烟气速度增大而增大,而10μm小颗粒更易被粘性壁面捕获,导致沉积效率更高;相同烟气入口速度下,粒径50μm和80μm飞灰为主要沉积;总体上,碱蒸气冷凝在中温过热器区域结渣过程贡献显著,KCl直接冷凝在壁面的沉积质量占总沉积质量的5.41%,黏性沉积表面捕获飞灰颗粒沉积质量占19.24%。模型适用于生物质锅炉以中温过热器为代表的中温受热面(约700℃)积灰沾污预测。

煤粉炉掺烧城市污泥积灰结渣与污染物排放特性

为了得到燃煤电厂掺烧城市污泥后的燃烧、结渣以及污染物排放特性,在自建一维沉降炉中,开展了5个不同掺混比例(0、5%、10%、15%、20%)下的混燃试验,并参照《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)等规定对不同工况下的样品、数据进行取样和测量。结果表明,随着污泥掺烧量增加,炉膛温度呈下降趋势,掺混比例达到20%时,炉膛顶部温度下降40℃左右;随着污泥掺烧比例增加,锅炉结渣倾向加重,燃烧生成的灰样主要成分为K-Al-Si和K-Ca-Si复合盐类;随着掺烧比例的提高,NOx的排放量呈现先增加后降低的趋势,SO_(2)的排放量逐渐降低;5种掺混比例下烟气中的二噁英与飞灰中的重金属含量分别满足《燃煤耦合污泥电厂大气污染物排放标准》(DB 31/1291—2021)与《农用粉煤灰中污染物控制标准》(GB 8173—87)要求;与纯燃煤相比,掺烧20%污泥时,可减少CO_(2)排放约0.34%。燃煤锅炉掺烧城市污泥可作为双碳战略下高效节能降碳的一种选择。

工程认证背景下能源动力类专业课程设计体系化建设与实施

能源动力类专业的培养方案中通常有三到四个课程设计实践环节。工程认证背景下对课程设计实践环节的实施提出更高的要求。该文以两个能源动力类专业为例,重点分析能源与环境系统工程专业课程设计,整合课程设计实践环节具体内容,建立课程设计间的联系,使课程设计之间彼此关联,依序递进,形成完整的知识体系。教学改革实践可实现学生对专业知识由点及面的理解,提升学生的学习能力和分析能力,有助于学生建立系统的专业知识体系。

N_2/CO_2气氛对CO/H_2爆燃特性的影响

炉膛冷灰斗区域可能形成局部高浓度的CO/H2混合气,高温焦块落入就可能引起爆燃.通过试验研究了冷灰斗区域N2、CO2氛围对CO、H2爆燃下限以及CO-H2混合气爆燃超压和压力波传播速度的影响.结果表明,随着混合气中CO2浓度从0增加到18%,CO爆燃下限几乎呈线性关系从18.3%上升到31.0%,H2的爆燃下限以相同的规律从11.0%上升到16.3%,在该CO2浓度范围内,CO-H2混合气的爆燃峰值从111.8,kPa下降到60.4,kPa,压力波传播速度明显降低,但仍高于420,m/s;混合气中CO/H2比越高,混合气爆燃强度越弱.相同环境下,CO2对CO-H2混合气爆燃特性的影响强于N2.

辽宁省林火发生和过火面积与气象因子关系分析

利用2002—2015年辽宁省森林火灾资料、2014—2016年卫星监测热点资料以及高空天气图等相关气象资料,采用统计分析、天气学分析和灰色关联分析方法,揭示了辽宁省林火发生及过火面积的特征,探讨了其与节气的关系,并用灰色系统原理定量分析了对影响森林火灾发生期的气象因子。结果表明:春季的3—5月是起火的高发月份,每日10:00—15:00是森林火灾的高发时间,其热点与春分节气密切相关,春分节气可以作为辽宁省火灾易发开始的预警时间点,清明时节成为历年防火最为敏感的关键时期; 4月气温、4月风速、5月相对湿度、5月气温、3月风速是影响森林火灾发生程度的主要因子。根据实地调研的样本数据分析起火与气象条件的关系,提出了辽宁省森林火灾的高发预警时间点和相关气象预警指标,可为林火气象服务提供科学依据。

煤焦颗粒燃烧过程中纳米颗粒形成的动力学研究

在煤焦颗粒本征动力学模型基础上，耦合矿物质气化．同相成核．异相冷凝沉积模型，研究了氧气体积分数对纳米颗粒动态生成的影响．随氧气体积分数升高，燃烧温度升高，难熔矿物质气化率升高，生成更多、更大的纳米颗粒．燃烧过程中1～2个矿物质蒸气分子同相成核生成一个初始粒径为5nm左右的纳米颗粒，随后由于异相冷凝沉积，当煤焦颗粒燃尽时，颗粒增大到20～30nm．颗粒生长主要处于燃烧初期，随煤焦燃尽颗粒平均尺寸先增加后下降．

硅和硅铝化合物对生物质结渣影响的机理研究

生物质由于含有较多碱金属,燃烧会导致设备结渣。文章研究了硅和硅铝化合物对生物质结渣影响的机理,结果表明,硅和硅铝化合物会使生物质燃烧时可溶性K倾向于转变为不可溶性的硅酸盐和硅铝酸盐,而该过程反应与纯生物质燃烧过程反应相同。在流化床炉温(815℃)附近时,硅化合物容易使灰中生成低熔点的K的硅酸盐,低温熔融结渣可能性增大,选择其作为结渣抑制剂需要慎重。在层燃炉炉温(1 000℃)附近时,硅铝化合物既可减轻碱金属结渣又使灰不易结渣聚团,是层燃炉优良的结渣抑制剂。

红土对生物质中K元素赋存迁移特性的影响

生物质由于含有较多的碱金属(主要是K元素),燃烧会导致设备结渣。而红土由于富含硅铝元素,可在生物质燃烧过程中捕捉碱金属,减少碱金属和低高温灰的熔融、结渣与聚团。为此,对生物质中K元素的赋存迁移规律,以及红土对K元素的赋存规律及迁移特性等的影响进行了研究。结果表明:红土对生物质中K元素赋存迁移规律的影响机理与高岭土相同,作用水平也与高岭土相近,是优良的生物质结渣抑制剂;添加少量红土后,生物质燃烧过程中水溶性K倾向于转变为KAlSiO4、KAlSi2O6、KAlSi3O8等硅铝酸盐,使得气相K释放量减少,该过程反应与纯生物质燃烧过程中K元素的反应相同,且反应被促进。

生物质与油页岩共热解研究进展

生物质与油页岩共热解制油可解决页岩油产率低、生物油含氧高等问题,兼顾了油产率及品质,且具有正向协同效果。共热解油精制后可作为石油的替代能源且具备较高经济性,能够缓解我国石油资源短缺的现状。基于以上背景,对生物质与油页岩共热解相关研究进展进行了综述。首先分别对油页岩、生物质热解特性进行探讨,论述了生物质原料及热解温度对共热解过程及产物特性的影响,特别是过高热解温度导致的二次反应对共热解产物分布的显著影响。在此基础上分别总结了共热解过程中普遍存在的自由基释放-结合机制、碱金属/碱土金属5种催化机制和不同种类矿物质催化机制,并基于此说明了共热解协同机理,即协同作用是自由基结合与多重催化机制共同作用的结果。最后基于研究现状,从新型设备、微观机理和数值模拟等角度对生物质/油页岩共热解未来研究方向进行展望。

生物质成型燃料用于我国村镇供暖研究进展

中国北方冬季气候严寒,煤炭作为主要供暖燃料严重污染环境。双碳目标背景下,全面推进北方地区清洁取暖意义重大,合理利用零碳排放的生物质资源尤为重要。针对当前北方村镇生物质成型燃料供暖现状,结合相关供暖方案进行综述,明确了我国生物质成型燃料发展存在原料收集与供应、成型与燃烧设备的发展、相关政策与标准体系等方面问题。在优化炉具质量、提高劣质生物质原料利用率等方面提出建议;并基于此对我国各地生物质成型燃料供暖政策进行对比分析,发现生物质在新能源供暖中优先级较低;对生物质成型燃料村镇供暖成功案例进行分析,提出应因地制宜地选择供暖模式并形成完善的产业链体系;构建农户就地收集、企业就近加工、全域就地使用的方案,按照企业为主、政府推动、居民可承受的思路,探索生物质清洁供暖模式。

能源与环境系统工程专业虚拟仿真教学资源的建设与应用

沈阳航空航天大学能源与环境系统工程专业从“双一流”建设及应用型人才培养的需求出发,借助虚拟仿真技术的优势,从动画视频资源库、虚拟仿真实验、虚拟仿真实习三个方面开展了一系列虚拟仿真教学资源的建设工作,服务于实践教学环节。通过虚拟仿真教学资源在教学过程中的应用与实践,充分调动学生自主学习的积极性,激发学生的内在驱动力,为专业的建设及应用型人才的培养提供了强有力的保障。

生物质锅炉受热面飞灰黏性沉积模拟研究

针对生物质锅炉高温受热面熔融结渣问题,结合灰熔融特性数据,分区拟合求取黏附特征温度,基于临界沉积速度判据建立飞灰黏性沉积综合模型,模拟研究生物质锅炉高温受热面积灰特性。结果表明,粒径20~50μm小颗粒平均温度高,更易熔融产生黏性沉积,粒径50μm的飞灰沉积量最大;炉膛高温区域积灰由黏性沉积机制主导,高温过热器区域飞灰黏性沉积速率仅为实测值的10.5%,表明该区域存在其它沉积形式,黏性沉积不再主导。模型可用于预测高温受热面的生物质灰熔融结渣。

虚拟仿真在能源与环境系统工程生产实习中的应用

在能源与环境系统工程专业生产实习课程面临现实困境,实习中运用虚拟仿真技术辅助现场实习显现出独特的优势。本文分析了虚拟仿真技术在实习中应用的必要性,沈阳航空航天大学虚拟仿真实习平台的建设及具体实施情况。实践结果表明,虚拟仿真能够有效解决企业实习难题,具有传统“实地”实习所不具备的优势,实习过程学生学习热情高、主观能动性强,教学效果好。将虚拟仿真与传统“实地”实习相结合,充分发挥各自优势,取长补短、协同进行,能够显著提升实习实训等实践课程教学质量,为高级应用型人才的培养提供有力支撑。