陸力,男,漢族,中共黨員。中國水利水電科學研究院教授級高工,中國電機工程學會水電設備專委會主任委員,享受政府特殊津貼專家。1988年畢業于清華大學水電系并獲工學博士學位,主持或參加了20余項國家重大科研攻關專題項目和省部重點項目。在國內外公開發行的刊物及國際國內學術會議上發表論文80余篇,曾獲湖北省科技進步特等獎1次,水利部科技進步二、三等獎各1次,水利部大禹科技進步二等獎1次,天津市科技進步三等獎1次,內蒙電力科技進步一等獎和四川省電力科技進步二等獎各1次,曾獲國家重大裝備三峽及水電領導小組辦公室突出貢獻獎表彰。
教育及工作經歷:
1982年畢業于清華大學水利系,獲學士學位。
1984年碩士研究生畢業于清華大學水利系,獲碩士學位。
1988年博士研究生畢業于清華大學水利系,獲博士學位。
1988年參加工作,歷任工程師、高級工程師、教授級高級工程師、研究室主任、副所長,是享受政府特殊津貼的專家。
1996年至今中國水利水電科學研究院機電所,副所長。
2006年2月至2007年4月北京中水科水電科技開發有限公司,總經理助理。
2007年4月至6月北京中水科水電科技開發有限公司,副總經理。
2014年至今北京中水科水電科技開發有限公司總經理。
學術兼職:
1、中國電機工程學會理事水電設備專業委員會主任委員。
2、能源行業小電機組標準化委員會主任委員。
3、全國水輪機標準化技術委員會副秘書長。
4、電力行業水電站水輪機標準化技術委員會委員。
5、中國水利學會泵與泵站專委會副主委。
6、水電站水力設備質量檢驗測試中心主任。
7、全國水機磨蝕試驗研究中心副理事長。
主要研究領域:
水力發電工程、水力機械。
承擔科研項目情況:
作為負責人或主要參加者承擔國家重大科技攻關專題項目6項,省部級重點科研項目8項,橫向科研項目數十項。
主要成就與貢獻:
主持編寫標準2項,主持修訂標準2項。主持完成重大工程的科研咨詢論證項目四項,主持小型水電站建設項目一項,新產品研制項目三項。在國內外公開發行的刊物及國際國內學術會議上發表論文四十余篇。曾獲水利部科技進步二、三等獎各一次,水利部大禹科學技術二等獎一次,并獲國家重大裝備三峽及水電領導小組辦公室突出貢獻表彰獎。是享受政府特殊津貼的專家。
2015
1 固液兩相流濃度測量方法探討 陸力; 徐洪泉; 余江成; 劉娟; 廖翠林 水電站機電技術 2015-02-15
2014
2 魚友型水輪機研究進展及建議 廖翠林; 陸力; 李鐵友; 王萬鵬 中國水利水電科學研究院學報 2014-12-15
3 “仿醫療”的水電機組故障診斷系統 徐洪泉; 陸力; 潘羅平; 廖翠林 水力發電學報 2014-06-25
4 水輪機泥沙磨損研究進展 易艷林; 陸力 水利水電技術 2014-04-20
2013
5 離心泵葉輪水中固有頻率經驗下降系數分析及優化 朱文若; 高忠信; 陸力; 王福軍 水利學報 2013-12-15
6 水泵水力穩定性研究進展 易艷林; 陸力 第十九次中國水電設備學術討論會論文集 2013-11-21
7 空腔危害水力機械穩定性理論概述 徐洪泉; 陸力; 王萬鵬; 李鐵友 第十九次中國水電設備學術討論會論文集 2013-11-21
8 沖擊式水輪機過流部件泥沙磨損的試驗研究 劉娟; 陸力; 朱雷; 潘羅平 第十九次中國水電設備學術討論會論文集 2013-11-21
9 水電設備狀態檢修發展策略探討 徐洪泉; 陸力; 潘羅平; 廖翠林 第十九次中國水電設備學術討論會論文集 2013-11-21
10 空腔危害水力機械穩定性理論Ⅱ-空腔對卡門渦共振的影響及作用 徐洪泉; 陸力; 李鐵友; 王萬鵬; 廖翠林 水力發電學報 2013-06-25
11 混流泵葉輪設計關鍵參數分析 邴浩; 曹樹良; 陸力 水力發電學報 2013-06-25
2012
12 空腔危害水力機械穩定性理論Ⅰ-空腔及渦旋流 徐洪泉; 陸力; 王萬鵬; 廖翠林 水力發電學報 2012-12-25
13 速度矩分布規律的參數化描述及對混流泵性能的影響 邴浩; 曹樹良; 譚磊; 陸力 農業工程學報 2012-07-01
14 HVAF噴涂WC-12Co涂層的空蝕、磨損及磨蝕性能研究 劉娟; 余江成; 潘羅平; 陸力 水力發電學報 2012-06-25
15 混流泵導葉對其性能的影響 邴浩; 曹樹良; 譚磊; 陸力 排灌機械工程學報 2012-03-30
2011
16 水力機械CFD應用的若干問題與思考 廖翠林; 陸力; 李鐵友; 王萬鵬 通用機械 2011-12-10
17 高揚程大型離心泵磨損預估數值研究 高忠信; 鄧杰; 游超; 陸力 第十八次中國水電設備學術討論會論文集 2011-11-05
18 水電設備焊接標準及質量控制研究 王萬鵬; 廖翠林; 陸力; 徐洪泉; 李鐵友 第十八次中國水電設備學術討論會論文集 2011-11-05
19 關于水輪機磨損標準制定及相關問題的討論 余江成; 陸力; 馬素萍 第十八次中國水電設備學術討論會論文集 2011-11-05
20 我國水電設備的國際市場機遇、挑戰及應對措施 廖翠林; 陸力; 徐洪泉; 李鐵友; 王萬鵬 第十八次中國水電設備學術討論會論文集 2011-11-05
21 從低碳、環保角度看我國水電設備發展方向 廖翠林; 陸力; 李鐵友; 王萬鵬 通用機械 2011-07-10
22 從我國水電設備質量現狀看第三方質檢機構的作用 王萬鵬; 廖翠林; 陸力; 馬素萍; 李鐵友 水利技術監督 2011-02-15
2009
23 水電機組狀態監測與故障診斷研究新進展 桂中華; 潘羅平; 陸力 中國水利水電科學研究院學報 2009-09-15
2008
24 離心泵內固體顆粒運動規律的實驗研究 劉娟; 許洪元; 唐澍; 陸力; 羅先武 水力發電學報 2008-12-25
25 50年來水力機電研究領域發展與回顧 陸力; 高忠信; 潘羅平; 馬素萍 中國水利水電科學研究院學報 2008-12-15
26 離心泵內固體顆粒運動規律與磨損的數值模擬 劉娟; 許洪元; 唐澍; 陸力 農業機械學報 2008-06-25
27 固液沖蝕部件表面波紋狀磨損形貌的成因探討 劉娟; 許洪元; 唐澍; 陸力 中國水利水電科學研究院學報 2008-06-15
28 鐘形進水流道吸水室的后壁距研究 陶海坤; 祝寶山; 曹樹良; 陸力 流體機械 2008-03-31
29 高比轉數混流泵導葉設計計算 張勤昭; 曹樹良; 陸力 農業機械學報 2008-02-25
30 用于高比轉速混流泵設計的流場計算 林愷; 曹樹良; 祝寶山; 陸力 清華大學學報(自然科學版) 2008-02-15
2007
31 用于高比轉速混流泵設計的流場計算 林愷; 曹樹良; 祝寶山; 陸力 清華大學學報(自然科學版)網絡.預覽 2007-11-01
32 循環水泵節能技術研究與實施 黃維賢; 邱富學; 陸力; 李鐵友; 王海安 水利水電技術 2007-09-20
33 高比轉速混流泵葉輪正反問題計算 張勤昭; 曹樹良; 祝寶山; 粱開洪; 陸力 清華大學學報(自然科學版) 2007-09-15
34 循環水泵節能技術改造 陸力; 李鐵友; 姚靜; 張國彬 全國火電大機組(300MW級)競賽第36屆年會論文集(下冊) 2007-08-01
35 鐘形進水流道吸水室后壁的優化設計 陶海坤; 祝寶山; 曹樹良; 陸力 江蘇大學學報(自然科學版) 2007-05-10
2005
36 高比轉速混流泵葉輪設計方法 曹樹良; 梁莉; 祝寶山; 陸力 江蘇大學學報(自然科學版) 2005-05-30
2004
37 三峽水輪機轉輪固液兩相三維紊流計算及磨損預估 高忠信; 張世雄; 陸力 2004水力發電國際研討會論文集(下冊) 2004-05-01
2002
38 水輪機轉輪固液兩相三維紊流計算及磨損預估 高忠信; 周先進; 張世雄; 陸力 水利學報 2002-09-28
39 萍鄉電廠循環水泵增流節能技術改造措施研究及實施 陸力; 李鐵友; 王海安; 劉光萍; 李至萍 江西電力 2002-06-30
2000
40 南昌發電廠循環水泵增流節能技術改造 魏友鄰; 寧國泉; 陸 力; 李鐵友 中國電力 2000-09-20
41 蘭州第二熱電廠循環水泵技術改造 沈同銀; 孫通; 傅建斌; 賈進榮; 陸力; 李鐵友 中國電力 2000-03-20
42 呼和浩特發電廠循環水泵技改措施研究實施 陸力; 李鐵友; 張計栓; 王懷生; 王肖平 內蒙古電力技術 2000-02-28
2000年以前的
43 水力機械新技術的研究與應用 唐澎; 陸力; 馬素萍 水利水電技術 1999-11-15
44 三峽工程水輪機的渾水特性和磨損特征 陸力; 李鐵友; 吳劍; 楊弄玉; 徐逸群; 周先進; 吳培豪; 王海安 水利水電技術 1999-11-15
45 蒲石河抽水蓄能電站機組參數論證 陸力; 周先進; 李鐵友; 張世雄; 李宇紅 水利水電技術 1999-11-15
46 火電廠循環水泵節能新技術 陸力; 周先進; 趙琨; 王海安; 李鐵友 中國電力 1997-01-15
47 萬家寨引黃工程用泵泥沙磨損評估 陸力; 周先進; 張世雄; 李鐵友 水利水電技術 1996-12-15
48 系列高效抗磨蝕離心泵的研制 陸力; 周先進; 趙琨; 李鐵友 水利水電技術 1996-12-15
49 模型水泵渾水試驗用沙的研究 陸力; 周先進; 王海安; 徐逸群 水泵技術 1995-02-15
50 金屬材料的疲勞性能與空蝕的關系 陸力; 趙琨 水利水電技術 1994-06-15
51 梅縣發電廠循環水泵改造經驗 陸力; 趙琨; 周先進; 王海安; 姜建文; 李情步; 謝傳億 水泵技術 1994-02-15
52 液流中邊壁附近的空泡潰滅研究 陸力 水利學報 1992-03-31
53 空泡在固液兩相液體中靠近剛性邊壁附近潰滅的實驗研究 陸力; 黃繼湯; 許協慶 水利水運科學研究 1991-12-31
54 固液兩相流體中的空泡潰滅計算 陸力; 黃繼湯; 許協慶 力學學報 1991-03-02
55 固液兩相流體中的空泡振蕩計算 陸力 水科學進展 1991-10-01
56 固液兩相流體中剛性平面邊壁附近的空泡潰滅計算 陸力; 許協慶 水動力學研究與進展(A輯) 1990-12-31
57 空泡在邊壁附近潰滅的實驗研究 陸力; 黃繼湯; 許協慶 水利學報 1990-03-02
榮譽獎勵:
1、湖北省科技進步特等獎1次。
2、水利部科技進步二等獎1次。
3、水利部科技進步三等獎1次。
4、水利部大禹科技進步二等獎1次。
5、天津市科技進步三等獎1次。
6、內蒙電力科技進步一等獎1次。
7、四川省電力科技進步二等獎1次。
8、曾獲國家重大裝備三峽及水電領導小組辦公室突出貢獻獎表彰。
9、享受政府特殊津貼專家。
10、2014年獲大禹獎。
水力機械研發平臺
隨著水利水電工程建設的深入發展,我國在大型跨流域調水、農業灌溉、防洪排澇、水電建設運行等方面均急需建設高水平的水力機械研發平臺。為了增強國家重點科技項目攻關能力和解決國家重點工程關鍵技術難題的能力,提高水力機械模型測試水平,提升我國在國際水利水電行業的核心競爭力,中國水利水電科學研究院通過十余年的研究開發,建成了包括軟件平臺和硬件平臺兩大部分的水力機械研發平臺。項目成果先后獲得中國水利水電科學研究院2013年度科學技術獎特等獎、2014年度大禹水利科學技術一等獎。項目主要完成人有陸力、孟曉超、張海平、張建光、唐澍、徐洪泉、徐國珍、潘羅平、胡旭東、彭忠年、鐘瑋、高忠信、陳瑩、余江成、馬素萍。
一、主要成果
建成了國際領先的水力機械研發平臺,硬件平臺包括國際首創的渾水測試系統、國際領先的清水測試系統和自主原創的磨蝕測試系統,為新型水力機械的研發和檢測應用奠定了堅實的基礎。軟件平臺始終以自主開發為主,以商用軟件為輔助,通過模型及真機試驗進行驗證和完善,開發了全三維粘性湍流數值模擬及優化設計、全流道三維定常及非定常流動數值模擬、水力機械內部兩相流數值模擬及磨損預估等CFD軟件。開發了89個性能優異的水力機械模型,編寫了24項國際標準、國家標準和行業標準,發表論文112篇,出版專著3部,獲得發明專利5項(如:一種螺栓緊固狀態監測裝置及其監測方法,ZL 201110223415.1;一種親魚型軸流轉槳式水輪機,ZL 201110197217.2;一種用于降低水輪機過機魚撞擊傷害的緩沖和照明系統,ZL 201210238453.9),實用新型專利7項(如:高比速整裝軸流定槳式水輪發電機組,ZL 200720169290.8;高精度靜壓軸承扭矩測量裝置,ZL 2010 2 0258215.0;新型質量法流量標定裝置,ZL 2010 2 0258217.X),軟件著作權7項。
1.硬件平臺
(1)清水測試系統
清水測試系統包含高水頭試驗臺和低水頭試驗臺,高水頭試驗臺的最高試驗水頭可達150m,最大試驗流量可達2.2m3/s,效率測量總不確定度小于0.2%。與國內外先進試驗臺,如瑞士洛桑、德國伏依特、法國阿爾斯通等試驗臺相比,中國水科院試驗臺的試驗能力處于領先地位。
低水頭試驗臺的效率測量總不確定度小于0.2%,其特點是自主開發了具有軸向和徑向兩種油腔的臥式靜壓軸承,效率測試不確定度大幅度降低,并能同時測量水力機械模型的軸向水推力和徑向力。
測試系統各主要傳感器均配備了高精度的原位標定系統,提高了測試系統的綜合測試精度。其中流量計原位標定系統是國內首創最大量程150噸的靜態水流量標準裝置,其最大擴展不確定度為0.032%,采用分散充水的消能方式,加快穩定速度,使流量計標定速度提高到體積法的5倍以上。
清水測試系統具備水力機械模型能量性能試驗、壓力脈動試驗、槳葉水力矩試驗等所有外特性的測試功能,利用內窺鏡等先進設備可以對水力機械模型關鍵部位的流態進行觀測,并在轉輪內部壓力場及動應力測試、內部流速場測試等方面具有突出的技術優勢。
(2)渾水測試系統
渾水測試系統的最高試驗水頭可達60m,最大試驗流量可達1.0m3/s,清水條件下的效率測量總不確定度小于0.2%,渾水條件下的效率測量總不確定度小于0.4%,最大試驗含沙量為50kg/m3。
為了提高渾水壓力測量精度,發明了薄膜隔沙裝置和濾網式阻沙裝置兩項專利技術(發明專利《一種用于渾水壓力測量的薄膜隔沙系統》,專利號:ZL201310343173.9;發明專利《一種用于渾水壓力測量的濾網阻沙裝置及其使用方法》,專利號:ZL201310343174.3),使渾水壓力測量的不確定度降低到0.1%以下。為了提高泥沙濃度的測量精度、加快測量速度,還發明了通過渾水密度測量泥沙濃度的方法。
自主開發了“易損涂層法”,實現了水力機械模型磨損部位和強度的快速測試,填補了水力機械模型磨損測試的空白。該方法已編入水利行業標準《水輪機模型渾水驗收試驗規程》和《水泵模型渾水驗收試驗規程》。
渾水測試系統除具有清水測試系統全部功能外,在含沙水流條件下還具有水力機械模型外特性測試、空化初生測試和磨損試驗等功能。
目前,國外無渾水測試系統,與國內同類設備相比,中國水科院的渾水測試系統在測試能力、精度和功能等方面均處于領先水平。
(3)磨蝕測試系統
磨蝕測試系統包含旋轉圓盤試驗裝置和旋轉噴射試驗裝置,最大含沙濃度可達100kg/m3,其中旋轉圓盤試驗裝置的最大試驗流速可達55m/s,旋轉噴射試驗裝置的最大試驗流速可達90m/s。該系統可以進行磨損、空蝕和磨蝕試驗,既可用做材料的磨損性能或抗沖擊磨損能力預估,也可用于不同材料的抗磨損性能比較,進行材料優選。
2.軟件平臺
中國水利水電科學研究院是國內較早開展水力機械CFD軟件開發的研究單位,長期堅持自主開發,掌握核心技術與核心代碼,自主開發的水力機械性能預估軟件包是水力機械優化設計的有力工具。
圖1和圖2是軟件對混流式水輪機和貫流泵轉輪進行全三維粘性湍流數值模擬,根據壓力和流速分布結果調整轉輪葉形,從而完成轉輪的優化設計,對改善水力機械模型的內部流態、提高各項性能起到關鍵作用。
應用該軟件對牛欄江–滇池補水工程大型離心水泵進行內部非穩定流數值模擬,并將無葉區壓力脈動數值模擬結果與試驗結果進行比較,兩者吻合良好。
軟件還可以對水力機械內部進行兩相流數值模擬與磨損預估。圖3是劉家峽混流式水輪機磨損位置數值模擬結果與試驗結果的對比,兩者顯示的磨損破壞位置基本一致。
二、主要創新點
(1)發明了水沙隔離裝置和高精度泥沙濃度測試方法,解決了在渾水條件下水力機械外特性、空化初生和磨損特性測試等相關技術難題,首創了水力機械模型渾水測試系統。
(2)研制出了高精度的流量計原位標定系統和臥式靜壓軸承,提高了水力機械模型性能測試精度,建成了國際領先的水力機械模型清水測試系統。
(3)自主原創開發了水力機械模型磨損試驗方法,采用易損涂層實現磨損部位和強度的快速測試,填補了模型磨損測試的空白。
(4)CFD數值模擬和模型試驗相結合,創立了具有自主知識產權的水力機械兩相流數值模擬及磨損預估模型。
三、應用情況
水力機械研發平臺在重大科研攻關、高性能水力機械開發、重大水利水電工程應用和相關標準技術支撐等方面發揮了巨大作用,做出了突出貢獻。借助于水力機械研發平臺的成功建設,完成國家攻關項目8項、自然基金項目4項、省部重點項目5項,完成三峽、溪洛渡、向家壩、烏東德和白鶴灘等重大工程的技術攻關與咨詢論證30項,獲得大量技術成果和突破。研發出89個性能優異的水輪機、水泵水力模型,已成功應用于國內外79座新建電站,并對52座泵站、81座水電站機組進行了技術改造。完成了三峽右岸、向家壩等大型水利水電工程同臺對比復核試驗 14項,水輪機、水泵水輪機模型驗收試驗 13項,完成模型試驗的電站總裝機容量已超過6500萬kW,約占全國水電總裝機容量的1/4。
四、社會經濟效益
項目的實施,創造了巨大的經濟和社會效益。利用水力機械研發平臺,對三峽、溪洛渡、向家壩和葛洲壩等大型電站的水輪機模型進行了測試與優選,提高了水力機械的效率,延長了機組的檢修周期,每年產生的經濟效益為8.36億元;開發的優秀水力模型應用于新建電站、電站和泵站技術改造、機電成套等方面,每年所創造的經濟效益為1.73億元。整體來看,該平臺每年所創造的經濟效益超過10億元人民幣。同時,其潛在經濟效益也非常顯著。項目的實施不僅提高了中國水利水電科學研究院的水力機械研發能力,還促進了國際水電設備產業的技術競爭,推動了產業進步,整體提高了水力機械的技術水平,由此在水利水電及相關各產業產生的經濟和社會效益不可估量。
項目負責人簡介
陸力,中國水利水電科學研究院教授級高工,中國電機工程學會水電設備專委會主任委員,享受政府特殊津貼專家。1988年畢業于清華大學水電系并獲工學博士學位,主持或參加了20余項國家重大科研攻關專題項目和省部重點項目。在國內外公開發行的刊物及國際國內學術會議上發表論文80余篇,獲發明專利3項(一種螺栓緊固狀態監測裝置及其監測方法,ZL 201110223415.1;一種親魚型軸流轉槳式水輪機,ZL 201110197217.2;一種用于降低水輪機過機魚撞擊傷害的緩沖和照明系統,ZL 201210238453.9),實用新型專利3項(高比速整裝軸流定槳式水輪發電機組,ZL 200720169290.8;高精度靜壓軸承扭矩測量裝置,ZL 2010 2 0258215.0;新型質量法流量標定裝置,ZL 2010 2 0258217.X)。曾獲湖北省科技進步特等獎1次,水利部科技進步二、三等獎各1次,水利部大禹科技進步二等獎1次,天津市科技進步三等獎1次,內蒙電力科技進步一等獎和四川省電力科技進步二等獎各1次,曾獲國家重大裝備三峽及水電領導小組辦公室突出貢獻獎表彰。