一、研究目标
本研究以火电站热力设备节能增效、智能测控及电力行业低碳发展为目标，融合磁场、电场、纳米气泡等物理方法，结合控制理论与人工智能技术，依托自主研发的多物理场热力设备节能测控实验系统，揭示多物理场对热力设备能量传递与转换效率的调控规律，研制适配火电站工况的多物理场自适应节能智能测控一体化装置，完成工业实践验证并推广，构建热力设备节能与智能测控技术体系，提升设备运行效率与测控智能化水平，助力电力工业绿色低碳发展。
二、研究内容
1、火电站热力设备典型运行工况、水系参数与设备节能效能的关联规律及耦合机制研究；
2、磁场、电场、纳米气泡等单一及复合物理场与火电站热力设备节能关键参数的关联模型构建，探索多物理场协同节能的最优调控模式；
3、多物理场耦合作用下火电站热力设备能量传递、转换的微观强化机理与动态演化规律研究；
4、火电站热力设备节能状态的在线检测、动态预测技术研发，结合人工智能技术制定热力设备节能智能测控策略；
5、适配火电站复杂运行工况的多物理场自适应热力设备节能智能测控一体化装置研制与性能优化，融入人工智能算法实现参数智能匹配。
三、研究亮点
1、锚定火电站热力设备节能与智能测控核心需求，针对火电站热力系统能量高效利用与精准测控的行业难题，开展磁场、电场、纳米气泡等物理方法与控制、人工智能、测控技术融合的节能理论及工程化研究，实现节能与测控的协同优化；
2、持续跟踪热力设备节能与智能测控领域国际科技前沿，融合热能工程、控制科学、人工智能、流体力学等多学科理论与技术手段，创新研究方法与实验体系，力争在基础理论研究上引领学科发展，在工程应用上推动火电站热力设备节能与测控技术的迭代升级；
3、坚持 “理论研究 – 实验验证 – 工程转化” 一体化研发路径，注重技术成果的工业化落地与实际效能验证，精准对接火电站及电力相关行业的热力设备节能改造与智能测控升级需求。
四、研究成果
围绕火电站热力设备节能与测控技术研究方向，本课题获国家及吉林省多级科技项目持续经费支持，含国家科技部 “973” 计划项目 1 次、国家自然科学基金面上项目 3 次、国家自然科学基金青年项目 2 次，吉林省科技发展计划及省自然科学基金项目 5 次；科研成果获吉林省科技进步一等奖 2 项、二等奖 4 项，吉林省自然科学二等奖 1 项；发表 《Applied Thermal Engineering》、《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《International Journal of Thermal Sciences》等SCI/EI 收录学术论文 50 余篇，《中国电机工程学报》《工程热物理学报》《化工学报》等国家一级学报论文 10 余篇；授权国家发明专利 10余件、软件著作权 2 部。人才培养方面，累计培养该研究方向博士研究生7人、硕士研究生 75 人。
五、研究装置
目前火电站热力设备节能与测控技术方向课题组搭建有 3 套多物理场热力设备节能智能测控综合实验平台，为博、硕士研究生的课题研究提供先进、专业的硬件支撑与实验环境。实验平台可实现磁场、电场、纳米气泡等物理场的独立调控与复合耦合运行，通过高精度传感与检测系统提取表征热力设备节能状态、运行参数的多维度特征信号，构建全流程闭环状态反馈体系。同时集成人工智能数据处理模块，结合自适应动态面智能控制策略输出精准控制信号，自动调整各物理场调控参数与测控系统运行参数，持续匹配火电站多变的运行工况，保持热力设备的最优节能运行状态。
六、应用情况
火电站热力设备节能与测控技术方向课题组已试制出具备多工况自适应功能的多物理场协同热力设备节能智能测控一体化装置样机，并在多家火电站及石油、化工、冶金、集中供热等拥有热力设备的工业企业完成工程化应用验证。该装置可灵活融合磁场、电场、纳米气泡等一种或多种物理方法，结合智能测控技术，能精准适配各类工业热力设备的节能与运行测控需求，在火电站热力设备应用中表现出优异的适配性与节能效能。可显著强化热力设备的能量传递与转换效率，全面提升火电站热力系统的整体运行效率，有效降低企业能源消耗与生产运营成本，具备广阔的工业化推广与应用前景。