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经典浙大 工程热物理学科 让能源得到最充分的清洁利用
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【重点学科名片】
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浙江大学工程热物理学科主要研究领域为能源与环境。在燃烧理论与高效低污染燃烧技术、洁净燃烧与气化的理论与技术、城市生活垃圾和产业废弃物的无害化及能源化清洁利用、可再生能源洁净利用、多相流及计算机辅助优化数值试验的理论与应用、强化燃烧及传热传质技术、能源环境的污染物控制技术等主要研究方向上的研究具有鲜明特色。
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浙江大学工程热物理学科1981年被评为首批博士和硕士学位授予点，1988年被评为国家首批重点学科，1991年建立国家博士后流动站，1996年成为国家“211工程”首批重点建设学科，也是“985”重点建设学科，2002年再次评为国家重点学科。
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本学科主要依托浙江大学热能工程研究所，建有能源清洁利用国家重点实验室和国家水煤浆工程技术研究中心燃烧技术研究所，为学科建设提供了有力的支撑。本学科拥有一批在国际上具有竞争力的中青年人才，拥有院士1人，国家杰出青年基金获得者3人，长江学者奖励计划特聘教授3人，跨世纪和新世纪优秀人才6人，国家百千万第一层次人选4人，国家有突出贡献中青年专家1人，中国青年科技奖2人，中国青年科学家提名奖1人，全国优秀博士学位论文获得者3人，浙江省特级专家1人，浙江省“151”人才梯队第一层次8人、第二层次3人。本学科研究团队入选2004年度教育部创新团队资助计划。
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本学科历年研究成果曾获国家级奖励9项，其中国家技术发明奖二等奖1项、三等奖1项、四等奖2项，国家自然科学奖二等奖1项，国家科技进步奖二等奖3项、三等奖1项；省部级科研成果奖励38项。获授权发明专利42项，实用新型专利43项，其中两项专利获全国专利优秀奖。出版专著教材25部，其中5部专著和教材曾获省部级或国家级奖励。教学成果方面获国家级教学成果奖二等奖2项，与其他单位合作成果获国家级教学成果奖一等奖1项。
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在2001—2006年间，本学科承担了“863”计划项目8项，“973”二级课题6项，杰出青年基金项目2项，国家自然科学基金重点项目4项，面上项目36项，国家十五攻关项目2项，省部级项目16项，国际合作项目19项。在国内外学术期刊和国际会议上发表了学术论文共计1039篇，其中在国内核心期刊发表学术论文632篇，SCI检索论文89篇、EI检索论文314篇，ISTP检索会议论文27篇；SCI检索论文被正面它引次数合计达200余篇次。
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2001—2006年间，本学科在科学研究上获国家级奖励4项，省部级奖励10项。3项国家级奖励分别为：“工程气固两相流动中若干关键基础问题的研究”获2005年度国家自然科学二等奖；“生活垃圾循环流化床清洁焚烧发电集成技术”获2006年度国家科技进步二等奖；“可调煤粉浓淡低NOx燃烧及低负荷稳燃技术”获2004年度国家科技进步二等奖；“煤的优化配置、催化洁净燃烧及产业化应用”获2001年度国家科技进步二等奖。
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本学科在国家教学组织及机构中担任了国务院学位委员会动力工程与工程热物理评议组召集人之一，教育部教学指导委员会能源动力学科教学指导委员会主任委员、教育部动力工程及工程热物理一级学科教学指导委员会主任委员。
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本学科在人才培养上积极研究和探索，“培养高水平工学博士的新机制”、“瞄准能源学科前沿，构建一流导师群体，培养一流创新人才”分别获1997年、2005年度国家级教学成果奖二等奖。已培养出博士146名，硕士443名，其中3位博士生的博士学位论文分别被评为“全国优秀博士学位论文”，已有32位成为清华大学、浙江大学、上海交通大学、大连理工大学、山东大学、华北电力大学等高校的教授。目前学科点在读博士研究生有147名，硕士生76名，博士后6名。
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本学科国际交流和合作十分活跃，被国际会议邀请做大会特邀报告14次。共主办了9次国际学术会议，其中3次为国际重要的系列会议。
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在“十一五”刚开始的2006年，本学科的科学研究成果“生活垃圾循环流化床清洁焚烧发电集成技术”荣获了2006年度国家科技进步二等奖。另外，新的1项国家杰出青年基金项目启动，总计本学科已有3人获得国家杰出青年基金资助；学科点又新承担了2项国家自然科学基金重点项目；2005年获批准5项国家自然科学基金面上项目开始启动，2006年新获批准的6项面上项目也于2007年启动；与欧盟、美国、日本等又新签署了4项国际合作项目合同；2006年度实际到款科研经费已突破4000万元，为本学科下一步的建设打下了坚实的基础。
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让煤最充分地燃烧
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“煤”和“燃烧”是浙江大学工程热物理学科的两个关键词，学科的发展一直以煤的清洁燃烧为主线，后来发展到能源的清洁利用，包括常规能源、可再生能源以及能源、环境的污染控制。学科带头人、中国工程院院士岑可法说：“我们所做的就是怎样让煤等能源最充分地燃烧，产生最大的经济效益，对环境污染又最小。”
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1952年，陈运铣教授创办了热工教研室，1958年开始招收本科生，浙江大学工程热物理学科就此起步。后来随着国家能源工业的发展，热工教研室逐步发展成为热能教研室，1978年成立热物理工程系，后来又发展成为能源工程系。
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怎样让煤最充分地燃烧，提高煤的燃烧效率一直是工程热物理学科研究的重点。上世纪50年代一般发电厂用的是煤粉炉、炉排炉，效率比较低，当时国内外都在研究一种效率更高的炉型。1958年，陈远铣教授带领大家研究旋风炉，可以在很小的体积里烧很多煤，并且燃烧产生的液体渣冷却后变成固体，可以进行综合利用。这种炉型不仅体积小，而且效率高，成为当时国内烧煤的先进技术，刘少奇、杨尚昆等国家领导人都曾参观过。
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浙江大学工程热物理学科的发展离不开能源工程专家岑可法。1957年，岑可法从华中科技大学毕业后，被分配到浙江大学热工教研室。1958年，国家选派研究生到前苏联留学，岑可法名列之中。出国前，对他们进行指导的一位著名科学家问同学们到苏联学什么，当时很多同学都选择了制造火箭、核潜艇等尖端学科，岑可法却选择了又普通又脏的专业——“煤的燃烧”。他对这位科学家说：“研究‘煤的燃烧’虽然又脏又不起眼，但是中国是个产煤大国，煤是关系国计民生的大事，我们每个人总不能都去制造火箭飞机。”
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1962年6月，岑可法学成回国，清华大学、浙江大学都希望他去工作。回忆起当年的选择，岑可法说：“因为我在浙江大学工作过一段时间，有感情，所以就选择了浙江大学。”
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回到浙江大学的岑可法面临着两种选择：一是独立开展一个方向的研究，独当一面；二是给陈运铣教授当助手。浙江大学党委书记、校长都来征求他的意见，由他自己选择。岑可法最后选择给陈运铣当助手，这在当时回国留学生中很少见。他对校领导说：“重工业行业靠一两个人是搞不好的，要靠群体的力量，我愿意当陈老师的助手，一起把学科搞上去。”就这样，岑可法给陈运铣教授当了20多年助手，一直到1983年陈运铣教授去世。
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岑可法非常庆幸当年的选择。他说，我给陈老师当助手是个“三赢”的选择，对陈老师来说，有了个得力的助手，可以开展一些学科前沿的研究，我则从陈老师身上学到许多做人的道理，提高了科研水平，而最大的好处是浙江大学工程热物理学科得到了快速发展。如果当时我与陈老师分开各搞一块，把科研力量分散了，浙江大学工程热物理学科不会有今天这样的成绩。1983年，陈运铣教授因急病去世，当时担任浙江大学热能工程教研室主任的岑可法，接替他出任热物理工程系主任。当年，岑可法刚刚升为教授，是国内同行中最年轻的教授。
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从世界上看，凡是产油大国总是富得冒油，而产煤国家却不见得个个都富裕。我国油的蕴藏量不多，据专家估计，按照目前的发现，只能再用上二三十年，而中国是世界第一产煤大国，煤的蕴藏量可以用上几百年。但是，我国煤炭产生的经济价值却很低，究其原因是煤没有得到最充分的综合利用。
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早在上个世纪70年代，岑可法就带领老师们，开展流化床燃烧提取五氧化二钒技术及灰渣作建筑材料和水泥的综合利用的研究，取得了成功。他们从煤中提取的稀有金属钒，不仅能满足我国经济建设的需要，还通过出口为国家创造了大量的外汇，而灰渣的综合利用在解决环境污染问题的同时产生了巨大的经济效益。
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我国尤其是浙江省石煤资源丰富，但由于石煤灰分高、燃烧热值低，无法直接作为动力燃料燃烧，丰富的资源一直得不到开发利用。岑可法相信是煤就能燃烧，他和同事抛弃传统的燃烧方式，较早提出采用沸腾炉燃烧技术和预热层燃搁管炉技术，不仅使石煤得到充分燃烧，并且从中提取出五氧化二钒。这一技术在浙江省大面积推广，按当时计算，利税超出1亿元，研究成果曾先后获得国家发明三等奖、四等奖等奖项。
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热能工程主攻方向是“燃烧”和“气化”，解决“怎么烧”和“怎么气化”的问题，目标是成本低、污染少。上世纪80年代初，浙江大学热能工程研究所开始把研究方向从单一烧煤转向煤的多联产，以及烧水煤浆、煤泥、煤矸石、固体废弃物、危险废弃物等多种低品位燃料。这一转变，可以说是战略性的，从此，浙江大学工程热物理学科把目标瞄准了“资源的综合利用和环境保护”。
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1977年，岑可法等提出煤多联产技术思想，想方设法让煤得到最充分的利用。经过30年的努力，岑可法、倪明江、骆仲泱、方梦祥、施正伦等组成的科研团队在经过无数次的试验、计算和推理分析后，实现了煤多联产技术。多联产是指以煤为原料，集成煤燃烧、气化、化工合成、发电和建材生产等单元工艺，形成整体的能源转化系统。他们率先提出的九联产技术路线，实现了发电、供热、供冷、水泥、提取稀有金属（如钒、铀等）、燃气等的联产技术。现在，煤的九联产技术已分别建成了不同类型的示范工程，在煤的综合利用上走出了一条中国特色之路。
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