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工业锅炉论文范例6篇三亿体育官方网站

添加时间:2024-02-03 12:22:02

  三亿体育官方网站三亿体育官方网站锅炉与锅炉房工艺是建筑环境及设备工程(简称建环)专业的专业限选课,主要研究如何安全可靠、经济有效地将燃料的化学能转化为热能,进而转换为蒸汽(或热水)以满足生产、生活的需要。通过本课程学习,学生应具备锅炉与锅炉房工艺的基本知识,能够合理选择锅炉及锅炉房设备,初步进行锅炉房设计。

  目前,工业锅炉作为工业及民用的用热之源,在国民经济建设中起着十分重要的作用。随着科技的不断进步,社会经济的快速增长,工业锅炉技术的日新月异,高效、节能、环保概念的提出,锅炉及锅炉房设备在理论与实践中发生了很大的发展,该课程的教学要求也遇到新挑战。

  为此,教师应该针对该课程的特点及社会需求变化,对课程体系、教学内容、教学手段与方法及考核方式进行教学改革,以增强教学效果。

  目前,该课程普遍选用的教材是由同济大学吴味隆等编著、中国建筑工业出版社出版的《锅炉及锅炉房设备》(第四版)。该教材属于高等学校建筑环境与设备工程专业系列教材,自初版至今已经先后印刷30余次,深受全国高校建环及相关专业的师生与工程技术人员欢迎,其主要阐述锅炉工作过程的基本理论和设计的计算基础及方法。在具体教学中,虽然各校可依据自身情况进行取舍删减,但作为建环专业提供热源的课程,主要是如何高效、节能、环保地为用户提供所需热媒,内容应偏重于对锅炉房工艺掌握,对锅炉工作过程的基本理论和设计计算要求不高。然而,由于该教材内容主线是围绕锅炉展开而非锅炉房工艺,有关锅炉房工艺的内容太少,且深度不够,因此该教材的课程体系已不能满足建环专业对该课程的教学要求,必须对该课课程体系进行全面整改。

  在这种背景下,教师依据本校学生特点,对该课程体系进行大幅度调整。由原来的以锅炉基本理论和计算为主线,更改为以锅炉房工艺的最直接内容为主线,基于原课程,大量减少锅炉理论知识,增补完善锅炉房工艺知识。课程内容由原来的锅炉及锅炉房设备的基本知识、燃料与燃烧计算、锅炉的热平衡、燃烧设备、供热锅炉、锅炉水循环及汽水分离、锅炉本体的热力计算、锅炉设备的通风计算、锅炉受压元件的强度计算、供热锅炉水处理、运煤、除灰渣及烟气净化、锅炉房设计及汽水系统,更改为锅炉及锅炉房的基本知识、锅炉房燃料供应系统、锅炉房通风排烟系统、锅炉房汽/水系统、锅炉房工艺设计、锅炉房的热工检测及自动控制系统,并且将课程名称由传统的锅炉及锅炉房设备更改为锅炉及锅炉房工艺。

  随着科技发展,国民经济水平提高,新技术、新成果、新设备不断涌现,锅炉技术也得到相应的提高,这就要求课程教学也应该与时俱进。然而学生使用的教材都具有一定的滞后性,不能及时反映国内外锅炉技术的新进展、新成果。故要求教师应跟踪本学科的发展动态,及时把经过检验的新技术、新成果、新设备及有关发展趋势融入教学内容,弥补教材内容的不足,使之保持新鲜的生命力。由于目前锅炉技术要求向节能、高效、环保的方向发展,教师在教学过程中对锅炉排污水的回收利用、烟气余热回收、高效除氧、变频调速技术等提高锅炉效率的新技术等知识在课堂上进行有益的补充,比如及时补充高效除氧技术。

  除氧器作为锅炉房的关键设备之一,如果除氧能力差,不仅给锅炉设备造成严重腐蚀、降低使用寿命,还会影响锅炉及热力系统安全性。对于大气式热力除氧器,教材中只介绍了传统的热力喷雾型除氧器,对于新型的旋膜除氧器则没有提及。然而作为一种新型除氧器,旋膜除氧器因除氧效率高,耗能少,目前已得到广泛的使用和推广。因此,教师在教学中及时补充,重点讲解旋膜除氧器内容,对于传统的热力喷雾除氧器,以课外作业的形式留给学生自学。

  由于城市环境保护方面的要求,许多城市均在一定程度上限制燃煤锅炉的使用。目前,《锅炉及锅炉房设备》阐述的内容基本上围绕煤锅炉展开,针对气锅炉、油锅炉的讲述内容偏少,而在实际的供热工程中,锅炉房工艺布置和设计往往是针对气锅炉、油锅炉而进行的。因此,该课程应对燃油、燃气设备与系统的基础理论及专业知识进行大量补充。目前,该校的锅炉及锅炉房工艺课程不仅增补了燃油、燃气的燃烧计算、燃烧设备、燃料供应系统等知识,同时,该课程教学内容也是围绕燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉3种形式的锅炉展开的。

  锅炉与锅炉房工艺作为建环的主要专业课,具有很强的实用性,因此,在教学过程中需及时补充新规范、新规程的重要内容,保证学生及时正确地掌握国家标准。对于锅炉房应遵循《锅炉房设计规范》《蒸汽锅炉安全监察规程》《热水锅炉安全监察规程》《工业锅炉水质》《锅炉大气污染物排放标准》《工业三废排放试行标准》《工业企业设计卫生标准》等常用标准及规范,教师及时将最新内容传达给学生。如在讲第七章锅炉房的布置时,涉及锅炉房设计规范内容,课本只讲述了旧规范的“区域锅炉房”布置部分,对于新规范内“为某一建筑或建筑群体服务的锅炉房”,教材中没有提及,但实际工程中却经常用到。因此,在课堂中及时补充该部分内容,使学生对该部分知识有了全面正确的了解和掌握。

  随着教学改革的不断深入、授课学时的压缩以及计算机科学应用的发展,现代教学媒体技术在教学中的应用越来越体现出其优越性。而多媒体技术也的确以其强大的音像动画功能和活泼的形式为传统的课堂教学注入新的活力。锅炉及锅炉房工艺课程具有设备结构笨重复杂、工作原理与流程复杂乏味、公式偏多等突出特点。如果全凭教材插图和文字来讲解,学生缺乏具体的感性认识,容易导致模糊理解,甚至失去学习兴趣。因此,必须创建一个优秀的教学课件,课件中引进现代教育技术和多媒体素材,将过去难以形象说明的公式、原理清晰地表达给学生,将结构复杂、配件繁多的锅炉及锅炉房设备以图、文、音、像并茂的形式展现给学生,即增加课堂教学趣味性,亦可充分调动学生的积极性和主动性,增强教学效果。

  例如,对于本课程的主要设备锅炉,其工作特点决定了它必须封闭使用,而且不能拆卸,学生即使到现场参观也只能看到锅炉外观,对其内部结构的了解则只能根据书本上的知识及插图去想象,很难有感性的认识。同时,由于锅炉结构复杂很难理解,如果教师在讲课的过程中,仅仅利用书本上有限的信息,即便是再好的口才,也很难让学生明白,教学效果可想而知。为此,教师找来锅炉安装时的图片及录像,并将锅炉内部主要结构图做成可以展开的Flas,在课堂上借助于多媒体技术播放给学生看,使学生对锅炉本体结构的理解有了很大提高。

  工程实例不仅提高学生学习兴趣,还可以增强学生学习的积极性、主动性。锅炉及锅炉房工艺作为一门应用性、实践性很强的课程,如果适时地增加案例教学,在教学中能够结合一些工程实例,对实际案例进行介绍和剖析,非常有助于学生学习兴趣和课堂教学效果的增强。例如,在讲解第四章锅炉房通风排烟系统时,教师首先引入三门峡金渠制药厂锅炉房设计工程实例,通过讲解该工程的CAD图,引导学生了解锅炉房通风排烟系统工艺流程及设备组成,顺势引出该章的教学目的和要求,最后讲解重点内容。通过这种方法,不仅使本章教学内容变得直观明了、脉络清晰,同时学生学习起来也更有目标及针对性,授课内容更容易被接受。

  考试是学校教学中最基本、最重要的教学质量测定和检验方式,也是关系教学质量的重要环节,是不可缺少的环节。传统单一考试方式,只注重学生对理论知识掌握,不注重能力的培养,已经不适应当今知识与能力并重的人才培养理念,因此,要求教师根据课程特点采用闭卷考试、开卷考试、论文、实验、实习、调研报告、作品等灵活多样的考核方式。鉴于此,锅炉及锅炉房工艺采取开卷考试。同时,为了体现公平公正、全过程考核(即从开始到结束、从课内到课外均考核)及重能力、重素质的考核原则,该课程最终成绩采用平日成绩和卷面成绩相结合的综合评定方法,并有意识加大平时成绩比例,平日成绩与期末成绩各占50%。平日成绩组成:考勤占20%,课堂提问占5%,实验占20%,作业占5%。试卷要求:试卷一般为5道综合分析题,主要目的是考查学生知识面宽度及深度,考查学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。虽然为开卷考试,要想在规定的2小时内完成并不轻松,要想得到高分也并不容易。这样做的目的是为了避免学生轻视该课程学习,激发其进取意。通过几年实施证明,效果良好。

  锅炉及锅炉房工艺的教学应随着科技的发展、社会需求的变化,从课程体系、教学内容、教学手段与方法以及考核方式等方面进行教学改革,增强教学效果,才能培养出适应社会发展需要的高级应用型技术人才。

  [1]吴味隆,等.锅炉及锅炉房设备[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

  [2]张登春.建筑环境与设备工程专业课程教学改革研究[J].中国电力教育,2009(6):18-20.

  建筑环境与设备工程专业主要培养从事室内环境设备系统和建筑公共设施设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊环境开发的高级工程技术人才,《锅炉与锅炉房设备》作为该专业的热源设备课程,授课内容应该全面并且应该有课程设计实践环节。但是为了培养宽口径厚基础的专业人才,在培养计划中,各门课程的学时数都进行了不同程度的缩减,该课程由原来的64课时缩减为32课时,并且我校的教学计划删除了重要的环节――课程设计。这种培养计划导致学生对课程内容掌握肤浅,且不能与实际应用相结合,学习只为考试及格、获得学分。因此,必须对该课程的教学计划、教学方法、教学手段及考核方式进行改革,才能取得令人满意的教学效果。

  建筑环境与设备工程专业《锅炉及锅炉房设备》作为热源设备专业课程,主要内容包括[1]:锅炉结构,燃料的燃烧计算,锅炉热平衡,锅炉内部循环流动与汽化过程,受热面的传热计算,通风计算,锅炉房工艺布置等。通过本课程的学习,学生可进行供热锅炉开发设计及锅炉房工艺设计等工作。《锅炉与锅炉房设备》课程概念多,设备多,原理抽象。通过讲授《锅炉及锅炉房设备》课程,笔者深深体会到:仅仅依靠目前的教学方法,如多媒体展示教学内容、学生记笔记,很难激发学生的学习兴趣,学生的注意力很难进入到教师的课堂讲授中去,学生学习的目的只是为了应付考试,更别说学生综合运用能力的培养和实际经验的掌握。而且,该课程目前没有安排课程设计内容,学生在毕业设计时,如果选择锅炉房工艺设计方面的内容,容易将曾经学的知识与目前的设计严重脱节,更谈不上学以致用。建筑环境与设备工程专业培养计划中安排了认识实习和生产实习。但我校认识实习和生产实习都安排在《锅炉及锅炉房设备》开课之前,虽然学生都去锅炉房看过设备,进行了初步的认识,但由于还没有进行专业知识的学习,实习的针对性不强,基本上是走马观花式的实践活动,等到开始学习这部分课程的时候,实习的时候看到的东西早已经忘了,学生的动手能力和独立思维能力不能得到很好的锻炼。

  1.完善课程体系,优化知识结构。《锅炉及锅炉房设备》具有理论性和实践性较强的特点,锅炉作为供热热媒的来源,通过供热管线系统被输送到热用户。按目前的教学内容及实践看,学生只能掌握锅炉的一些基本理论,对一些需要在课程设计中掌握应用的内容,比如锅炉房工艺布置、水力工况分析以及供热系统的技术经济分析不熟悉。从毕业设计中反馈出来的信息发现,学生在锅炉房工艺设计中缺乏全局的系统观念,空间想象能力和绘图能力也比较欠缺,管道之间的连接没有感性认识,绘图都是凭空想象,很不规范。为了改善这种现状,完善该课程的各个环节,在以后的教学中首先从改进课堂教学手段入手,在常规多媒体课件文字展示教学内容的基础上,制作生动有趣的动画课件,比如,针对第一章中“锅炉的基本构造”部分,不只是简单的文字叙述各个部件及功能,而是与Flas相结合,将锅炉的各个部件及组装过程生动地展示出来。同时介绍目前锅炉发展的趋势,把本课程最新的技术和设备内容介绍给学生,可以极大地提高课堂教学的知识含量。通过视频及动画手段,把“第一现场”带到课堂,既形象又节约资金。其次,这次课程改革将增加《锅炉与锅炉房设备》课程设计环节,让学生将学习内容在过程设计中得到全面的复习与巩固,并且对课程教学中不容易阐述清楚的工艺系统及流程进行设计,通过锅炉房工艺流程的设计及各部分的设备选型,可以让学生将课程的各个章节融汇贯通,全面了解。

  2.改革课程性质及评价机制。目前我校的《锅炉与锅炉房设备》为专业基础选修课,课程成绩不会影响学生的毕业绩点分,所以学生对待课程的态度极不认真,认为只要能考试及格、拿到学分即可。对作业采取敷衍的态度,稍有难度的题便放弃不做。当毕业时这部分学生如果分到了锅炉房设计的题目,便出现茫然无措,不知从何下手的现象。针对这种现状,此次课程改革将从教学计划调整入手,改变该课程的性质及考核方法,将该课程调整为专业必修课,从思想上让学生重视起来,同时更新观念,通过扩大评价内容,采取灵活的评价手段及多样化的评价方法,来调动学生的学习积极性。并且加大平常考核的力度,将章节的重点内容进行课堂测验,讲解较为复杂的工艺系统时,开展课堂小组讨论,学生可根据自己的理解做出不同的热力系统,并将这些作为最终成绩重要的一部分来考核。

  3.建立校内外认识、实习基地。根据锅炉课程的特点,在校外寻求合作,建立两个认识、实习基地。一是与锅炉的生产企业合作,可在课程开始后的前几周进行一次锅炉部件的生产观摩,让学生了解锅炉设备各部件具体形状,理解锅炉燃烧的原理,再回到课堂上与理论相结合,加强对学习内容的掌握和理解;二是锅炉安装企业,让学生了解锅炉的各个部件是如何安装在一起,组成锅炉系统的,使学生对锅炉各部分的结构及功能有个直观深入的观察和认识;三是充分利用校内的锅炉房资源,与学校后勤相关部门协商,让学生参加实际锅炉运行,深入观察、学习,使学生掌握锅炉房设备运行中的各个工艺过程,为锅炉课程设计和毕业设计奠定坚实的基础。

  《锅炉与锅炉房设备》课程作为建环专业的专业基础课,教学应该根据建筑环境与设备工程专业目录要求,结合本校实际情况,对教学方法进行探索研究,从课程性质、教学内容、教学手段与方法以及实践教学环节几方面进行改革,以培养素质高的应用型人才。

  教学是一个系统性工程,教学改革要取得全面的、实质性的效果需要一定的过程和时间,在今后的教学实践中,如何让学生更全面地掌握教学内容,实现教学改革的根本目标,还需进一步探索并总结经验。

  [1]吴味隆,等.锅炉及锅炉房设备[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

  作者简介:曹玉春(1973-),男,江苏盐城人,常州大学石油工程学院,副教授;纪国剑(1980-),男,江苏句容人,常州大学石油工程学院,讲师。(江苏 常州 213016)

  基金项目:本文系2012年度常州大学教育教学研究课题(课题编号:GJY2012008)的研究成果。

  作为重要的能源转换动力设备,锅炉不仅常见于日常生活及工农业生产,同时也是火力发电系统三大主机之一,是各行各业动力“源”之所在,在国民经济和社会发展中扮演着无可替代的重要角色。“锅炉原理”课程是热能与动力工程专业的核心主干专业课程,也是建筑环境与设备工程、过程控制及装备等众多专业的重要专业基础课程和选修课程,具有较宽广的受益专业面和众多的受益学生人群。

  在我国的能源消费结构中,一次能源中约70%来自化石燃料的燃烧转换利用,其中大部分在锅炉等燃烧设备中完成,这一趋势在今后相当长的一段时期内不会改变。此外,农林生物质、城市生活垃圾、污水污泥等新型资源化利用也大量通过锅炉设备来进行燃烧处理。

  随着社会经济的发展和科学技术的进步,锅炉在高效、环保方面的技术也日新月异,各种特种工业锅炉不断涌现,电站锅炉正朝向大容量、高参数机组方向发展。同时,随着能源资源的日趋紧张、全球气候变暖及燃烧污染物排放所引起的环境污染问题日益突出,能源资源在锅炉中的高效清洁利用已成为能源转换与利用领域的重大课题。显然,这些问题的解决与锅炉技术的不断技术革新密切相关,通过高效低污染锅炉设备及系统不断的优化设计、优化运行与高效管理来系统实现。因此,“锅炉原理”课程的建设及教学对我国能源生产与转化利用领域高级专门人才的培养具有非常重要的现实意义。

  常州大学热能与动力工程专业的“锅炉原理”课程,已经开设有近20多年的历史,在长期的教学实践中,不断学习和借鉴其他重点高校的教学方法和教学经验,紧跟锅炉技术发展步伐更新教学内容,综合利用多媒体、网站等先进的教学手段,强化情景教学和实践环节,将素质教育的观念和思想贯穿始终,融传授知识、培养能力和提高素质为一体,促进三者协调发展。通过一系列的教学改造和创新,为促进“锅炉原理”课程建设和教学改革的发展和提高教学质量奠定了基础。

  常州大学是一所以培养应用型高级专门人才的省属地方普通高校,学校的特色就是服务行业和长三角区域经济。近年来热能与动力专业学生就业主要面向电厂、能源、动力设备制造及安装、运行等企业,因此我们确定“锅炉原理”专业课在人才培养中的定位是围绕锅炉设计、制造和能源高效清洁利用,培养基础理论扎实、实践能力强、有创新精神的高素质应用型人才。课程以培养学生工程素养和理论联系实际、分析解决实际问题的综合素质为目的,其总体目标是通过本课程的学习,学会运用课程中的基本理论和概念分析并解决锅炉运行中的技术问题,通过课堂教学、实际环节和课程设计三结合的方式,使学生系统地掌握锅炉基础理论知识,初步具备分析锅炉运行、设计、安装、制造等相关技术问题的能力,了解锅炉技术最新发展趋势,培养严谨务实创新的工程理念,以及为日后能胜任锅炉、燃料与热能利用有关的运行、设计、安装与研究工作打下扎实的专业基础。

  专业课程教学内容特点与基础课程有所不同,专业课中的知识点与现代科学技术的发展密切相关,专业课教材的内容不断更新,这就要求课程教学过程中应能及时地反映相关技术的发展。随着国内锅炉教材的不断更新,课程组科学选取合适的最新版本的教材。同时,课程组借助教师科研上的优势,及时收集国内外锅炉厂家、设计院、火力发电厂和工程公司锅炉方面的最新文献资料,从中获得大量锅炉设计、制造方面信息,如超超临界电站锅炉、大型超临界循环流化床锅炉等。另外,由于锅炉燃烧排放引起的环境问题成为公众关注的焦点,在锅炉控制污染排放方面的最新技术发展迅猛,课程组及时收集燃煤锅炉脱硫、脱硝等方面的最新技术和成果融合到教学内容中。不仅如此,教师利用科研出差深入到工程一线,现场考察并拍摄了大量锅炉及其内件的照片,为授课掌握了生动的第一手资料,并及时更新到教学的多媒体课件中,以此开拓学生的视野,培养学生对该专业课的兴趣。

  设置这门课程之初,教学内容以传统的理论为主,开设相应的实验和课程设计。随着教学改革的深入,本课程除了加强理论教学外,还借助实物模型、设备的三维动画及录像带等音像资料、仿真实验及研究型实验,不断加强实践教学内容。教学方法和手段也从单一的黑板板书教学转向了利用现代化多媒体教学手段的多种教学形式。

  在学生学习“锅炉原理”这门专业课之前,组织学生参观30万千瓦电站机组模型,通过这种直观演示让学生对电站锅炉有一个初步认识,在电厂认识实习期间组织学生跟班运行,使学生对实际运行中的锅炉有更进一步的感性认识,为接下来的课堂学习奠定了基础。在课堂教学方面,以前主要以黑板板书教学为主。由于教学手段单一,不能充分调动学生课题学习积极性。随着科技的进步和教学改革的发展,多媒体和网络教学手段被逐步引入到本课程的教学中。课程组教师收集了大量锅炉设备三维动画、锅炉设备现场录像和多媒体教学课件,建立了共享多媒体资源,借助这些多媒体资料形象地讲解各种设备的结构和工作原理,将过去因没有实物对象或由于实物过于复杂而难学的抽象的工作原理、复杂的结构具体化、形象化,对帮助学生建立形象、直观的概念,加强对理论知识的理解起到了非常重要的作用。这样不但加深了学生对课程内容的理解,同时大大激发了学生的学习兴趣,丰富了教学内容和提高了教学效果。另外,在采用多媒体手段进行教学的过程中,部分保留了黑板板书教学形式。这样做的优点是既能发挥多媒体教学形式多样、信息量大、形象直观等优势,又能保留黑板板书的亲和力强、逻辑严密、交互性好等优点。

  在学校相关部门的支持下,建设了煤质分析、锅炉综合仿真实验平台、锅炉模型室等实验室,另外通过与校外企业合作,开辟了包括火力发电厂、能源设备厂和锅炉设备制造等在内的多处校外实习基地,这些实践教学环境为“锅炉原理”的教学提供了很好的硬件条件。

  结合“锅炉原理”课程的教学改革,课程组将过去四周的生产实习分成校内实习与校外实习两个阶段,两周校内实习结合本课程安排在校内实习基地进行,目的在于使学生对锅炉的基本知识、基本结构及工作原理有初步的认识,校外实习则主要使学生对运行中的锅炉有进一步的感性认识。这样使得学生在课堂学习中能激发学习兴趣,更好地掌握所学知识。另外,考虑到部分学生学有余力,开展了本科生导师制工作,将科研资源引入本科教学,为部分本科生配备了从事课题的老师作为导师,引导学生适当参加科研活动,针对课程教学中存在的问题开展深入研究,将教师的科研试验平台与学科建设资源转化为实验教学资源 ,以提升课程教学水平和质量。

  传统的“锅炉原理”课程设计教学过程是教师提供给学生锅炉设计参数资料,在教师的组织指导下,学生按照课程设计任务书的具体要求,通过查阅资料、确定方案、设计计算、绘制图纸、编制计算说明书等一系列工作来完成。从教学效果来看,一是课程设计往往是“孤立”地进行,即在专业课讲授完后进行,与专业课的衔接性较差,造成设计内容与课堂教学内容脱节;二是课程设计题目过于单调,考虑到学生今后工作的团队合作性,往往做同一种炉型的设计,尽管给定的燃料特性等设计数据有一定的差异,但大家做出的设计还是差别不大,不能充分考虑到学生的个性,不能兼顾不同层次学生的不同需求,甚至还可能诱发抄袭等弊端;三是对课程设计的考核方式也比较单一,教师往往在课程设计环节的成绩评判上显得为难和被动。

  经过综合考虑,课程组对“锅炉原理”课程设计时间安排进行了调整,在“锅炉原理”课程讲解到一半左右时提前将课程设计的题目布置给学生。课程设计内容不再限于高压煤粉炉,而是包括链条炉、电站锅炉、流化床锅炉和余热锅炉在内的多种炉型。这些题目的涵盖面广,复杂程度和难度差异较大,学生可以根据自己的能力、兴趣和将来的就业意愿等选择不同类型和不同参数的锅炉进行设计。提前公布课程设计的题目之后,一方面由于时间充足,就只给出设计要求,由学生根据设计要求自定设计方案,这样可以培养学生的独立思考能力;另一方面,在课程学习过程中,学生带着问题去学,学习的目标也更加明确,学习积极性也有所提高。

  考试作为重要的教学环节,是学生学习的指挥棒。在“锅炉原理“的教学中强调理论与实际密切结合,切勿死记硬背,主要是要求学生理解锅炉燃烧的基本过程以及各组成部分的基本结构、工作原理及其特点。在最终成绩评定上,充分考虑平时学习的状况和表现,采取期末考试成绩占50~60%,平时成绩(含平时作业、课程设计、实践环节表现等)占40~50%的方式,破除单一理论考试确定成绩的做法,也激励了学生平时学习热情。在期末考试的命题环节,充分考虑“锅炉原理”的课程特点,将理论教学与实践教学相结合,一是保证基本的理论教学要求,二是将实践内容纳入考试命题范围,三是保证一定量的灵活试题。实践证明,这些措施调动了学生平时学习的积极性,保证了对课程必须掌握的知识的考核,对于一部分优秀的学生而言,可以得到发挥才能的机会,获得好的成绩,还能够体现各类学生的学习状况。

  通过课程组教师多年的努力和积累,“锅炉原理”课程教学改革不断创新,推行了一系列教学改革和创新。通过这些改革和创新,提升了教学效果和教学质量,为培养高素质的应用型专门人才作出了贡献。

  [1]王金华.我国煤炭高效洁净利用新技术[J].煤炭科学技术,2012,40(1):1-4,22.

  [2]于广锁,林伟宁,梁钦锋,等.锅炉原理课程教学的探索与研究[J].化工高等教育,2007,24(3):29-31.

  1.1 锅炉给水杂质含量较高大量实践经验表明,随着水垢厚度的增加锅炉的热效率会不断地降低,势必造成了能源消耗上的极大浪费。出现锅炉给水杂质含量较高、结垢、腐蚀的原因有以下几个:①客观原因上看,环顾国内当前的锅炉给水,通常情况下采用的多为一级软化水,其纯度远远达不到要求,其中溶解氧和阴离子等杂质含量相当的高,对照当前锅炉用水的相关标准,水中通常还残留一定的硬度,水处理上只不过是除去了水中的硬度杂质。②主观原因上看,很多单位在技术上和重视程度上都存在一定的问题,技术上的缺失导致锅炉用水处理环节漏洞很大;很多单位的处理未能做到长期可持续发展;不够重视导致相关的岗位人手紧张和相关设备老化严重。这些因素都直接导致了锅炉用水的水质比标准要低出很多,导致相当大程度的锅炉的结垢和腐蚀,该问题在沿海地区尤为严重。

  1.2 锅炉排污率比较高从统计数据来看,工业锅炉有很多使用的是软化水作为补给水的,给水中含有大量的固形物质,从提升锅炉蒸汽的质量和确保锅炉用水能达到标准角度出发,必须对锅炉进行排污。不过,环顾当前的实际,有很多的单位在实施排污的过程中,锅炉的热量损失相当严重,理论研究和实践经验表明,伴随着排污率的变大,这种热量损失也随之不断的增加。造成这种现象的主要原因,是缺乏必要的管理和热量回收手段。特别是沿海地区,水质含盐量通常比较高,极大程度地提高了锅炉的排污率,如果再加上枯水期海水倒灌将进一步引起水质硬度的上升,会造成锅炉热效率的降低,于此同时,水资源的浪费,也加重了环境的负担。

  1.3 冷凝水回收率低下实践表明,锅炉冷凝水所含有的热量基本在于蒸汽全热量的20%到30%之间。从理论上看,它对于锅炉的热效率的有效提高是一种较佳的手段,因为回收冷凝水的热量并循环利用既可以减少锅炉的补给水量,又能提高锅炉给水温度。不过,环顾锅炉使用实际,工业锅炉冷凝水回收率极低。主要的原因有如下几个:①企业考虑到前期投入的资金问题,不愿意安装。主要是由于冷凝水回收装置一次性投资比较大;②在进行锅炉设计安装的时候,没有考虑冷凝水回收这一环节;③一些企业安装了回收装置,不过凝结水中含有较多的杂质,导致冷凝水严重不合格无法回收利用,因为它未能采取与之相对应的水处理措施。实践表明,用软化水来作补给水的锅炉冷凝水中含有一定量的二氧化碳而导致其pH值比较低,回水系统中受到二氧化碳的作用腐蚀比较严重,冷凝水含铁量高,水发红、发浑。如果将这种严重不达标的水回放进入锅炉,势必导致受热面结生铁垢,同时还容易引发受热面炉管电化学腐蚀,这样的冷凝水必须进行净化后才能回收和利用。

  2.1 对冷凝水实施净化回收从上面的分析可知,冷凝水的最佳回收利用方式是将其净化后作为锅炉给水。理论研究表明,冷凝水回收系统有两种:开式和闭式。开式系统比较简单、投资也少,不过在实践中发现,它基本上被闭式系统代替了,因为其内部含有腐蚀性气体和杂质,同时水温下降幅度也比较大。目前,水泵的汽蚀问题已经得到了有效的解决,国内新型的闭式冷凝水回收技术借助于喷射泵的增压原理,同时还增加了净化措施,冷凝水的回收效率相当高,节能率达到了10%左右。

  净化方面,考虑到锅炉冷凝水中的杂质主要是磁性氧化铁,所以净化装置有针对性的设置为除铁过滤器,目前较为常用的是如下几种:电磁过滤器、覆盖过滤器和管式过滤器。

  2.2 定期对锅炉除垢确保锅炉高热效率的一个重要的前提就是保持锅炉受热面清洁。大量实践经验表明,工业锅炉的水垢厚度一旦大于等于1mm或者受热面锈蚀较为严重时,应当实施除垢工作。如果是直流和贯流锅炉,一旦出现排烟温度升高或出力下降时,应当实施除垢工作。大量实践经验表明,清除受热面1mm的水垢能够有效的提升锅炉热效率达到3%至5%。工业锅炉除垢的方式有酸洗、碱煮和运行三种除垢方式,大量实践表明,酸洗除垢的效果是最好的。在具体的实践中,工业锅炉除垢通常采用的是碱煮加酸洗的方式或者直接酸洗。值得注意的是酸洗除垢要制定合适的程序和工艺才能确保最大的除垢率和最小的腐蚀速度。

  2.3 优化锅炉除氧方式锅炉房总蒸发量不低于10t/h的锅炉,可采用真空除氧技术代替热力除氧。真空除氧是一种节能型除氧方法,最突出的特点是除氧水的温度与锅炉给水温度(20~60℃)相匹配,还可以解决低位安装问题。线kPa时,给水温度达到60℃就能达到除氧目的,实现了节约蒸汽的同时有效减少了排烟的损失。把它与大气式热力除氧相比而言,该方法更能发挥锅炉省煤器的作用,降低排烟温度,提高锅炉效率。对于蒸发量小或采用机械除氧有难度的锅炉房,在给水系统或锅内添加高效化学除氧剂是一种有效、经济的除氧方式。除氧剂的添加应采用密闭加药系统和加药泵,这样可降低或消除氧腐蚀而引发的炉管损坏和腐蚀产物的生成。

  [1]燕永红,荆梅荣,张晓锐.阳泉市工业锅炉节能与热工测试分析[J].大众标准化,2008,(S1).

  [2]王景.浅谈工业锅炉节能减排[J].大众标准化,2010,(S2).

  [3]钟玲仪,袁华强.水处理在锅炉节能降耗方面的应用[J].广东化工, 2007,(07).

  [4]王小聪,倪进飞,马括,卢忠铭.燃煤工业锅炉热效率测试及分析[J].节能,2010,(09).

  随着锅炉车的应用越来越普遍,其维修技术也随着应用的改进而发生着巨大的变化。新的工艺在产生,新的材料被研发出来,新的技术也被广泛的应用。随着时代的发展,这已经不是简单的零件修复了,而是一个维修的高科技特征。

  锅炉车的控制系统主要由压力变送器、压力数显表以及若干交流接触器、开关、按钮等其他电器件组成,对锅炉的排出压力、温度等能够随时的进行检测,并根据温度的大小对火候进行控制。气路吹扫系统主要由球阀、单流阀、高压截止阀以及气管线等组成。作业完毕时,应开启气路吹扫系统上的阀门,利用主车气瓶的压缩空气对锅炉盘管和小排量洗井装置进行吹扫,以清除盘管和水泵内的残留水,防止结垢、腐蚀或冬季时被冻裂。燃油系统主要由燃油箱、滤清器、调压旁路以及管线等组成。调压旁路主要用于调整油路的工作压力在0.7~1.2MPa,燃油箱最大容积420L。锅炉进水管系主要由旋塞阀、安全阀、吹扫阀及管线等组成。锅炉出水管系主要由汽包、压力表、温度表、高压闸阀、单流阀以及接头等组成。

  锅炉车的维修是锅炉车维护和修理的统称。锅炉车维护是维持锅炉车良好的性能和工作能力而进行的维护性作业,这是一项预防性的技术措施。这需要技术人员定期的对锅炉车进行清洁、检查、紧固、调整以及等工作,减小对于零件的磨损速率,防止不必要的故障发生,将该车的技术状况维持到最佳状态;锅炉车的修理是为了恢复锅炉车完好的工作能力或者寿命而进行的恢复性作业。这个过程包括对锅炉车进行恢复其使用过程中由于机件的自然磨损、故障或者其他意外损伤而丧失的工作能力。这个过程包括对不能用的零件进行更换,对坏掉的机器进行恢复性修理。这个过程包括锅炉车的大修和零件修理。

  最初的锅炉车故障诊断,不过是发现哪里有问题或者哪个零件损坏,再用人工修理的方法对其进行处理。在现代电子技术和电脑技术的快速发展,在一定程度上对汽车的修理行业进行了冲击,也同时冲击着锅炉车的维修现状。

  锅炉车的维修虽然发展迅猛,但是与锅炉车的发展技术和对锅炉车日益增长的需求来说,还是有一定的差距的。锅炉车维修技术因为偏冷门,所以缺乏健全的、有效的管理体制。并且因为发展的局限性,锅炉车的维修技术发展也良莠不齐,一些技术先进的单位确实站在维修技术的前沿,但还有一些小的单位人员素质比较低,设备简陋,并不足以支持完整的锅炉车的维修。

  在传统的锅炉车维修行业中,大多都是采取的师傅带徒弟的培训方式,因此对于维修人员的文化水平要求不是很高,但随着信息技术的发展,越来越多的精密仪器被引入,对于技术人员的要求也就越来越高。机电一体化、懂电脑、会外语这些现代化维系人员基本水平在现在来说是很难达到的。

  在维修过程中,检修的工具也随着锅炉车的不断更新而发生巨大的变化。21世纪以来,随着锅炉车的运用越来越多,对于锅炉车的检测设备和仪器的要求也越来越高,一批批先进的检测设备和仪器被从国外进口回来。锅炉车专用示波器、锅炉车专用电表、发动机分析仪等等这些先进的检测设备已经成为现代维修的必备工具。这些检测的设备,是电子检测技术和电脑技术的合成的高科技的产品,许多技术人员根本就没有接触过这样的设备,那么如果要让他们熟练地操作和使用这些设备,就要求维修技术人员定期的去参加培训。

  设备在更新,知识在翻新,信息技术的发展,各行各业都存在着网络技术化趋势,而锅炉车的维修技术也不例外。技术人员的大脑记忆是有限的,无数的车型维修资料、数据和程序光靠大脑是记不住的。并且由于自身的局限性,唯有不断的充实自己,才能适应时代的变化。互联网的出现,不仅打破了资料信息地传递在空间和时间上的局限性,更让人能够在第一时间里得到最新的最准确的资料信息,这样就需要维修工作人员关注互联网。

  时代的进步,也就带动了维修技术以及人员素质的进步,不仅需要坚实的锅炉车专业理论,还需要对电脑能够熟练的操作,用电脑对锅炉车进行检修诊断,掌握其检修设备与仪器并通过互联网对维修资料进行分析,以达到对疑难杂症进行准确判断熟练排除的要求,降低维修的成本,缩短维修的时间。锅炉车的维修技术人员不仅要好好学习专业的教学理论,更要利用每一次的培训机会,不断的让自己的维修技术得到更一步的提高。

  电脑技术的应用,在各行各业都是必不可少的,在许多国家,电脑技术在工业技术中的应用已经非常的普遍。我国,本身电脑技术的引进就比较晚,而且锅炉车的维修技术也是近几年才开始发展的,所以电脑在锅炉车的维修管理中的应用也比较晚。

  但是电脑在维修管理团队中,占有很高的地位。现代化的管理制度,要求能够广阔的监管管理团队和技术团队,采用电脑化管理,不管是维修业务部门,还是其他的零件部门或者车间、收银等部门,都能够进行联网操作。由电脑统计和掌管一切的维修动态,能够更准确有效地进行对维修工作,更加的节约工作时间和对于资料收集所浪费的精力,不仅让以前混乱的维修局面进行扭转,同时也提高了工作的效率。

  管理者们通过电脑的资料库,能够及时的了解锅炉车的维修动态情况,便于统筹安排。标准化的电脑管理,可以对每辆进行维修的锅炉车进行建档,及时了解此辆车所有的维修动态,及时的发现其容易出状况的部位并采取合理的维修方案。并且对于锅炉车的维护、保养和零件更换问题也能够更好的跟踪提醒。现代锅炉车的维修管理无论从理念或者是维修制度上,都是传统的维修方法无法比拟的。

  总结,传统的锅炉车维修方式,维修制度必然会被现代的维修方式所代替。它不仅仅只是车辆在日常维护和车辆损坏以后的修理过程,更是一个锅炉车零件销售、行业资讯以及售后服务的新趋势。它不仅需要维修人员高超的维修经验技术了,更是一个新的层次,维修技术的高科技化,检修设备的现代化,资讯的网络化等等都让我们看见了一个新的锅炉车维修行业的发展趋势。

  作者简介:张蕾(1982-),女,四川自贡人,南京化工职业技术学院机械技术系,讲师;魏龙(1972-),男,江苏南京人,南京化工职业技术学院机械技术系,教授。(江苏 南京 210048)

  基金项目:本文系2009年度南京化工职业技术学院院级教研项目(项目编号:2009-63)的研究成果。

  电力工业是国民经济的重要基础工业,是国家经济发展战略中的重点和先行产业。根据我国一次能源结构中煤炭比重高的实际情况,在今后相当长的时间内,我国电源结构的主力仍将是火力发电,这意味着社会需要大量热能动力设备与应用专业的高技能型和高应用型人才。

  热能动力设备与应用专业是能源类的主干专业,通过对其他相关高职院校的调研,了解到近几年各高职院校进行了“宽基础、活模块”的课程体系改革。改革中删减了部分与生产实际结合不够紧密的课程,增加了与生产实际相关的实践性教学环节。但课程的增删仍以学科体系为依据,学习内容与职业行动联系不够紧密,定位不清。此外,大部分课程的教学内容存在繁、难、旧等弊病,对学生的职业基本素质(如创新精神、应变能力、团队协作精神和创业能力等)培养不够重视。[1]

  “锅炉设备及运行”是高职院校热能动力设备与应用专业的核心专业必修课。该课程同样存在上述问题,注重庞杂难懂的理论教学,实践环节与理论教学脱轨,培养出来的学生动手能力较差,和本科院校的学生相比,就业时不具备优势。

  本文针对目前高职院校“锅炉设备及运行”课程的现状,通过基于工作过程的课程建设和研究,在各学习领域以项目驱动的形式进行设计,促使学生主动、积极地学习,使学生既掌握电厂锅炉设备及系统的工作原理,又具备实际操作能力,为毕业后从事电厂锅炉的设计、制造、安装、运行和检修等工作打下基础。

  学习领域是一种理论与实践教学一体化的现代职业教育课程模式,是以职业任务和行动过程为导向,由能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和基准学时所构成的课题单元。以行动为导向,通过行动来学习是学习领域课程的显著特征之一,也是职业教育教学改革的方向。目前,职业教育课程改革的主流思想是对基于工作过程的学习领域课程进行系统开发,即根据职业工作内容,分析典型职业工作任务,确定行动领域并转化为学习领域、学习情境,再明确具体的学习任务。[2]

  (1)教学情境设计。在“锅炉设备及运行”课程的教学情境设计中,学生实现了从学习者到工作者的角色转换,让学生在课程的学习过程中体验到真实的、完整的工作过程。

  (2)课程设计思路。基于职业岗位需求设计“锅炉设备及运行”课程,其内容设置突出了对学生职业能力的训练。课程项目的选取紧紧围绕完成工作任务的需要来进行,相关理论知识以“够用”为原则,融合了学历和职业资格要求。在教学过程中,设计相应的实践活动,逐步培养学生在工作过程中的职业能力,考核也应以完成工作任务为结果。

  (1)整体教学方案。“锅炉设备及运行”课程相对完整的项目化教学内容体系设置见表1,该课程的整体教学方案体现了技能为主、能力为本,理论、实践结合,技能、态度和情感融合的课程思想和高等职业教育特征。[3]

  本课程先以“某型锅炉经济指标的计算”作为课程专项训练项目,让学生具备计算和分析电厂锅炉经济指标的能力;然后分别用“某型煤粉炉在仿真软件上的模拟运行”和“某型循环流化床锅炉在仿真软件上的模拟运行”作为课程综合训练项目,让学生通过小组合作的方式在仿真软件上模拟完成某型煤粉炉和循环流化床锅炉的启动、运行、停炉和事故处理等操作,掌握课程的理论知识和技能要求。

  (2)单元设计方案。“锅炉设备及运行”课程的单元设计体现了以学生为主体、让学生在做中学的思想,可以按每次课2课时或4课时实施。每一单元可以是一个子项目的部分或全部,视教学内容不同可在专业教室(提供教学模型和多媒体保障)、仿真机房或两者交叉进行。在专业教室上课可采用多种教学方法,如分组讨论法、任务驱动法、项目教学法、角色扮演法等等。在仿线示例,每一次模拟操作,都有相应的评分表,对各组同学的操作进行打分和评价。

  (3)考核方案。基于工作过程的课程改革应用于考核环节的宗旨是使学生成为考核的主体,主动迎接考试而不是被动服从考试。表3所示的考核方案,是以学生的认知过程作为主要评价标准,将考核的重点贯穿于各个项目的任务之中,即在“学中考”,在“考中学”。这种考核方式的改革调动了学生学习的积极性、主动性和创造性。

  “锅炉设备及运行”课程的问卷调查表反馈信息表明,教学一体化、在做中学的教学模式更适合学生学习;该课程的改革注重自己的能力和素质培养,体现了以学生为主体、以工作过程为导向的理念;在课堂上应用的分组教学能突出培养自己的团体协作精神和表达能力。

  改革实施后,学生对理论知识的掌握更加牢固。通过与该课程相等难度的期末试卷对学生的测试,热动1021班采用新的教学模式的成绩比热动0921班有了一定的提高:不及格率由15.6%下降到了12.8%;最低分上涨了6.5分。该课程的综合考评成绩,热动0921班的平均分79.9分,不及格率9.4%;热动1021班的平均分82分,无不及格者。

  在2012年5月举行的专业招聘会上,学生面对企业招聘人员提出的锅炉方面的专业问题,基本上都能正确地回答,对煤粉炉和循环流化床锅炉的各系统、各设备和部分操作知识非常熟悉,得到了企业的一致好评,一些优秀的学生还同时得到了几家单位的赏识,供不应求。

  基于工作过程的“锅炉设备及运行”课程改革为学院热能动力设备与应用专业其它专业课程的改革打下坚实的理论基础,同时提供了实践经验;也为国内其他高职院校的相关课程建设提供了经验;面向电厂实际工作过程,以煤粉炉和循环流化床锅炉的运行操作为主线的“锅炉设备及运行”教材也为国内其他高职院校提供了参考。

  [1]黎宾,莫小群.基于工作过程的热能动力设备与应用专业课程体系改革探索[J].教育与职业,2009,(30).

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