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    热工院多年来成功地承担和执行了诸如联合国开发计划署(UNDP)、欧盟(EU)、世界银行、亚洲开发银行等国际组织的技术咨询和科技开发项目,以及德国、英国、美国、丹麦、加拿大、澳大利亚等国的多项政府间技术合作项目,如中德“常规燃煤电站锅炉燃烧技术项目”、“燃煤电厂水务管理项目”,中美“中国IGCC示范电站可行性研究项目”,中欧“中欧CO2捕集和埋存(CCS)项目”、“中欧电站锅炉燃烧技术中心”、“发电厂技术与能源中心”,中英“煤气化与燃烧过程中痕量有害元素迁移规律研究”、“中英CCS技术合作研究”,中澳“先进能源系统中CO2捕获技术研究”,中丹“清洁煤(能源)技术项目”,中加“电站研究项目”、“降低中国燃煤锅炉CO2排放(REMCO)”等。德国前总统赫尔左克(Roman Herzog)于1996年来华访问时曾专程到热工院进行了考察,称誉热工院为中德技术合作项目的典范,美国国务卿约翰·克里(John Kerry)(原参议院外事委员会主席)2009年来华访问时专门对热工院进行了考察。

    热工院与国外许多大型电力集团、公司及制造厂商保持着紧密的联系与合作关系。如与法国电力公司(EDF)签订了技术合作框架协议,双方在洁净煤发电技术、火电厂污染物排放控制技术、火电机组运行调试及性能考核、机组寿命评估、自动控制和热工计量等方面开展全面合作;承担了EDF等多家国外公司在亚太地区包括在中国投资火电项目的技术服务和咨询;与德国LLB公司合作对重庆电厂、半山电厂及北京第一热电厂的脱硫工程进行了可行性研究,并对FGD设备进行了调试和性能考核试验;与ABB等公司合作设计电站分散控制系统(DCS),已在妈湾、鸭河口等多家电厂推广应用;与蒙古国能源管理局合作,利用亚行贷款对蒙古乌兰巴托第三热电厂锅炉进行了流化床技术改造;为国内大型电力设备制造厂出口到印度、印度尼西亚、巴基斯坦、孟加拉、巴西等国的机组提供调试与性能考核试验等技术服务。

    2009年,热工院与美国Future Fuels公司签署了美国宾夕法尼亚州150MW IGCC项目煤气化技术使用许可协议。该项目得到了美国宾夕法尼亚州政府的大力支持,美方将在该项目上采用热工院自主知识产权的“两段式干煤粉加压气化技术”。

    目前,热工院正在执行的涉外项目有40余项,涉及日本、德国、危地马拉、印度、印度尼西亚等10多个国家。

    热工院每年邀请国外著名教授、学者以及大型电力制造企业的专家进行技术交流和合作研究,同时组织科技人员参加国际学术会议、联合设计开发、技术考察及访问等活动。