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清洁能源技术领域

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孙奉仲

编辑:能源动力与电气工程系 发布日期:2026-04-03

工学博士| 教授(三级) | 博士生导师 | 国家注册环保工程师

电子邮箱:sfzh@sdu.edu.cn

研究领域:能源与动力工程、煤电机组灵活性与热电解耦、冷却塔三维热力性能、大型工业余热深度利用

个人综述(Executive Summary)

作为我国能源与动力工程领域的资深学术带头人与教育管理者,长期秉持“立德树人”与“科技报国”的理念。曾在山东大学担任能源动力学院副院长等行政职务,积累了丰富的学院管理、学科建设与产学研协同创新经验。连续三届受聘为教育部能源与动力学科教学指导委员会委员。

在科研与产业转化方面,主持多项国家级重大项目,并承担央企及“五大”发电集团科技攻关课题近百项,累计统筹科研经费近2亿元 。其研究成果不仅荣获国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖,更在全国上百家发电厂及国家重大示范工程中实现规模化应用。


主要研究方向:

(1)火电机组灵活性改造与深度调峰技术: 聚焦大型热电联产机组的综合热电解耦改造方案研究。攻关工业供汽系统重构、余热及辅汽自解耦技术,并探索电锅炉与熔盐储热在深度调峰中的集成应用,提升存量机组在新型电力系统中的调节与响应能力。

(2)发电厂核心设备效能提升与冷端优化: 开展发电厂冷端系统的空气动力学、传热传质机制及三维性能评估。依托物理模型试验与数值模拟,深度优化自然通风湿式冷却塔等关键设备的运行效能,支撑发电侧整体的节能降碳。

(3)分布式清洁电力与零碳微电网构建: 针对工业园区及厂房的零碳用能需求,研究分布式光伏等清洁电力的接入与就地消纳。耦合空气源热泵、太阳能制冷等多能转换装备,构建源网荷储高效协同的区域绿色微网电力供应体系。

(4)近海核电涉网设备运行环境影响与电力安全保障: 结合近海核电及大型火电厂的运行特性,评估冷端系统运行(如冷却塔飘滴谱演变、盐沉积)对周边微气象及涉网电气设施安全的影响,制定极端与复杂环境下电力设备的长效运行与安全防御策略。

(5)传统冷却塔提效增容与三维性能优化:聚焦大型发电厂自然通风湿式冷却塔等核心冷端装备。依托物理模型试验与高精度数值模拟,开展空气动力场与传热传质的三维协同性能研究与优化,攻克复杂工况下的效能瓶颈,实现传统冷却塔的低碳提效与增容改造。

(6)近海核电冷端环境演变机理与生态防御:针对涉海核电特殊运行工况,重点攻关冷却塔飘滴谱特性演变规律与高精度预测模型。研发高效的盐沉积阻断与控制策略,为极端气象条件下近海核电厂址规划、涉网设备安全及生态环境保护提供科学支撑。

(7)深度调峰下热电联产机组工业供汽系统重构与多级能量梯级利用:聚焦新型电力系统下的机组灵活性调峰需求,攻关热电联产机组工业供汽系统的综合重构技术。创新研发多级能量梯级利用系统,并集成余热自解耦、辅汽自解耦及补充解耦等成套技术,突破传统机组热电强耦合的运行瓶颈。

(8)燃机联合循环余热深度利用与冷源中心集成创新:探索燃气轮机联合循环机组余热的高效回收与多能转换机制。重点研发基于机组余热集成的区域冷源中心构建技术,并攻关燃机压气机进气温度冷却控制系统,全面提升燃气发电机组在复杂多变工况下的整体热效率与综合供能品质。

(9)燃气内燃机分布式能源站性能优化与冷端增效:针对区域分布式清洁供能需求,开展燃气内燃机驱动的分布式综合能源站热力学性能评估与系统运行优化。重点攻关机组冷端系统的传热提效与设备匹配技术,提升分布式能源站在多变负荷下的运行可靠性与一次能源综合利用率。


▍标志性工程与首创技术 (Landmark Achievements)

在重大工程应用领域,作为核心技术提供者与总设计师,引领了多项行业技术变革:

·国内首台1000MW 二次再热示范工程:作为核心技术提供者,支撑了国家重大示范工程——国内首台1000MW超超临界二次再热机组的高能级烟气余热利用项目,实现了技术层级的重大跨越。

·世界最大CFB 锅炉工程:担任设计者,完成了世界最大循环流化床(CFB)锅炉的烟气余热利用系统设计,确立了该领域的技术标杆。

·百万机组冷却塔“五维一体”开创者:在全国范围内,率先开创了百万千瓦级机组自然通风湿式冷却塔“五维一体”综合增效改造技术,增效降低水温1.5-2℃。

·冷却塔三维热力理论奠基:国内外率先创建冷却塔三维热力性能研究方向,建立特大型冷却塔三维传热传质与空气动力场协同重构增效方法,技术成果处于国际领先水平。

·近海核电海水冷却塔增效与环境协同技术构建:国内率先开展近海核电海水冷却塔的塔型适应性构建、飘滴与飘滴谱控制、盐沉积预测与防控。


▍主要研究成果 (Research Focus)

1. 煤电机组灵活性与热电解耦(国家重大国策支撑)

·技术体系构建:国内外率先提出了煤电机组宽负荷安全经济运行技术。构建了基于“自解耦、辅助解耦、补充解耦”的节能型热电解耦技术体系。

·深度调峰突破:研发全厂协同超低深度调峰技术,实现“机炉解耦”、“一炉两机”及“汽轮机整体零出力”运行模式,建立深度调峰下机组寿命评价与在线预警系统。

2. 工业余热深度利用与能级提升(节能减排实效)

·创新提出了各种能级的集成化利用理论及低能级能量转移理论,阐明了烟气工程酸露点及硫酸蒸汽凝结规律。

·研究成果已应用于上百家发电厂的节能改造,平均降低供电煤耗率2.3g/kWh,年节约标煤约数百万吨。

3. 关键设备全场景安全防护

·开发了针对汽轮机末级叶片风险的流固双向耦合预警系统及润滑油多冗余紧急供油系统。

·研发石墨烯陶金涂层技术,实现了锅炉高温及低温装备的全场景防腐、防磨、防堵塞保护,以及AI辅助的故障智能分析系统。


▍ 教育与工作经历 (Experience & Education)

·1982.07 - 至今 | 山东大学 核科学与能源动力学院

o教授/ 博士生导师

o历任职务:能源动力学院副院长、教研室主任

o行政与学科业绩:参与领导学院日常行政与教学管理工作;推动“重大科研项目+企业实践基地”的双导师培养模式改革 ;推动学科产学研平台建设与重大成果孵化。

·博士,动力工程与工程热物理| 西安交通大学 (1999 - 2002)

·硕士,工程热物理| 山东工业大学 (1985 - 1989)

·本科,发电厂热能与动力工程| 山东工学院 (1978 - 1982)


▍ 学科建设与人才培养 (Academic Leadership & Mentorship)

·国家级教指委委员:连续三届担任教育部能源与动力学科教学指导委员会委员,并任中国机械工业教育协会、中国电力联合会相关教指委副主任委员,参与制定《能源与动力学科本科专业质量标准》。

·高层次人才孵化:累计指导培养博士研究生20名、硕士研究生110名 。其中12名弟子已晋升为高校教授/副教授,6名担任“五大电力集团”区域公司副总级高管,为国家输送了大批行业中坚力量。获评“全国万名优秀创新创业导师”。

·国家级教材主编:填补行业教学空白,主编“十一五”国家级规划教材(如《大型汽轮机运行》)及其他全国统编教材共3部;主编全国首套《热电联产技术丛书》(共8部)。


▍ 科研创新与重大工程建设 (Research & Engineering Impact)

聚焦“双碳”战略,攻克多项“卡脖子”技术,是三大核心技术领域的奠基人与开拓者。

1.冷却塔三维热力理论奠基者:国内外率先创建冷却塔三维热力性能研究方向,颠覆传统二维模型,相关成果应用于核电特大塔、间接空冷塔,并在国内率先开展近海核电海水冷却塔的盐沉积预测与环境协同技术,达国际领先水平。

2.煤电宽负荷与热电解耦开拓者:首创“节能型热电解耦技术体系”,研发“机炉解耦”、“一炉两机”及“汽轮机整体零出力”等超低深度调峰模式 ,成果纳入《煤电机组灵活性改造技术导则》 。

3.工业余热利用与关键设备防护:提出“烟气工程酸露点理论”与低能级余热的“能级置换与提高理论” ;支撑国内首台1000MW二次再热示范工程及世界最大CFB锅炉工程。

巨额科研赋能:主持国家发改委低碳技术示范项目、国家高新产业计划等国家级项目多项。累计承担横向课题近百项,科研经费近2亿元 。


▍ 荣誉奖项与学术成果 (Awards & Publications)

·国家科技进步二等奖(1项)

·教育部科技进步一等奖(1项)

·省部级科技进步二等奖/三等奖(6项,含山东、黑龙江等地)

·知识产权:获国家发明专利授权40 余项,大规模实现产业化 。

·学术论文:以第一/通讯作者在国内外核心刊物发表学术论文 149 余篇 。

·个人荣誉:“山东省新长征突击手标兵”、“山东大学十佳杰出青年” 。


▍ 智库服务与区域经济贡献 (Social Service & Regional Impact)

·产业反哺:亲自牵线引进国际先进生产线,主导成立“郓城开源换热器厂”,带动家乡高端装备制造业转型升级,形成“高校科研+地方产业”的协同发展典范 。

·省级首席专家:受聘山东省节能环保产业智库专家、山东省科学院洁净煤技术首席专家,促成数十项技术成果在山东各大能源集团落地,强力支撑山东省“新旧动能转换”战略 。

·学术智库:担任《Journal of Hydrodynamics》、《热力发电》等6份国内外权威期刊编委 ,主导或参与多项火电厂及余热利用国家/行业标准的制定 。

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