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。

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。

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。

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。

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.

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。

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。