孫文杰 張寶莉 張 雷 陳智敏

西安電力高等?？茖W校 陜西 西安 710032

0 引言

隨著我國經濟的快速發(fā)展，需要的電能也越來越多，而火電廠在我國的電力結構中仍然占據重要地位，其裝機容量比例達70%左右。

火力發(fā)電機組不僅燃用大量煤炭，同時也耗用大量水資源。據推算，常規(guī)濕冷火電廠全廠耗水量按設計裝機容量計算，每百萬千瓦約為1噸/秒，按年運行8，000小時計，年耗水量約3，000萬噸，可供一座中型城市50萬居民的生活用水。如果火力發(fā)電廠汽輪機采用空氣冷卻系統(tǒng)（簡稱發(fā)電廠空冷系統(tǒng)）作為冷源，其耗水量僅為常規(guī)濕冷火電廠的三分之一，同樣使用1噸/秒的水量，可建三百萬千瓦的空冷電站，所以空冷機組是“富煤缺水”地區(qū)或干旱地區(qū)建設火力發(fā)電廠的最佳選擇。

我國的空冷技術研究工作始于20世紀60年代中期，但大型空冷機組的建設始于20世紀80年代。到目前為止，我國空冷機組的運行規(guī)模、參數等級和裝機容量已處于世界前列，既有200MW的空冷機組，又有300MW、600MW的空冷機組，既有亞臨界機組，又有超臨界機組，超超臨界1000MW的空冷機組正在研制中。已運行的空冷機組在設計、制造、安裝、調試和運行中都積累了很多寶貴經驗。

1 空冷系統(tǒng)的類型和空冷凝汽器

發(fā)電廠的空冷系統(tǒng)主要有三種，即直接空冷系統(tǒng)、帶噴射式（混合式）凝汽器的空冷系統(tǒng)（又稱為海勒式間接空冷系統(tǒng)）和帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)（又稱為哈蒙式間接空冷系統(tǒng)）。

海勒式間接空冷系統(tǒng)主要由噴射式凝汽器和裝有福歌型散熱器的自然通風冷卻塔組成。

噴射式凝汽器是海勒式間接空冷系統(tǒng)的主要配套設備，它是混合式凝汽器，汽輪機的排汽直接與水霧狀的冷卻水接觸凝結成水。該空冷系統(tǒng)無空冷凝汽器。

哈蒙式間接空冷系統(tǒng)是在海勒式間接空冷系統(tǒng)的運行實踐基礎上發(fā)展起來的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由表面式凝汽器和自然通風的空冷塔組成，空冷塔內的散熱器是由經過整體熱鍍鋅處理的橢圓形鋼管、外纏繞橢圓形翅片或套嵌矩形鋼翅片的管束組成。該空冷系統(tǒng)是水冷凝汽器。

2 空冷凝汽器的組成及工作過程

2.1 空冷凝汽器的組成

空冷凝汽器是直接空冷機組中將汽輪機的排汽凝結成水的場所，其組成設備有：蒸汽分配管、冷卻管束、底部聯箱、冷卻風機、疏水管、抽氣管等。與其聯系緊密的還有排汽裝置、排汽管道、清洗裝置、抽氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、支架等。

由于空氣的冷卻效果低于水的冷卻效果，為了短時間內把大量的汽輪機排汽凝結成水，形成足夠高的真空，需要很多的冷卻管束，因此空冷凝汽器的冷卻面積很大；為了有效控制冷卻管束內的冷卻效果，冷卻管束又分為若干個冷卻單元，各個冷卻單元又形成列和排；為了使蒸汽能夠盡可能的凝結成水，減少抽出去的蒸汽量，各冷卻單元又分為順流（冷卻管束內，蒸汽和凝結水的流動方向相同，如圖1）和逆流（冷卻管束內，蒸汽和凝結水的流動方向相反，如圖2）。

2.2 空冷凝汽器的工作過程

直接空冷系統(tǒng)的整體工作過程為：鍋爐產生的新蒸汽→汽輪機→排汽（也稱乏汽）→空冷凝汽器→凝結水進入凝結水箱→給水泵→鍋爐。

空冷凝汽器的工作過程為：汽輪機乏汽→排汽裝置→排汽管道→蒸汽分配管→順流換熱管束→底部聯箱→冷凝水管→凝結水箱。不凝結氣體和部分蒸汽→逆流換熱管束→氣體經抽真空管道排出，凝結水流回水箱。

3 《空冷凝汽器》教學方法分析

研究空冷凝汽器作為凝汽器的一種類型，其數量隨著空冷機組的普及越來越多。為了能夠更好的傳授空冷凝汽器的有關知識，使學生了解更多的相關設備和學到更多的知識，便于他們進行深入學習和研究，提高他們的實際技能，在短時間內適應工作崗位，滿足企業(yè)需要等，就必須有一個好的教學方法，指引他們去學習、研究。根據多年的教學經驗，其教學方法總結如下：

圖1 順流凝汽器示意圖（或主凝汽器）

圖2 逆流凝汽器示意圖（或分凝汽器）

3.1 《空冷凝汽器》直接教學法

《空冷凝汽器》直接教學法就是按照教材編寫內容順序有步驟的進行教學的一種方法。該方法與教材內容結合緊密，只要教材內容符合現今技術，就能夠滿足學生學習理論知識的需要。由于該教學方法主要以教材為主，使得學生對空冷凝汽器的認識比較模糊，不能建立空冷凝汽器的立體影像；另外文字偏多，學習起來會覺得枯燥乏味，從而影響到學生學習的興趣，激發(fā)不出進一步學習的動力。

3.2 《空冷凝汽器》實物圖片教學法

將火電廠實際的空冷凝汽器設備圖片應用到課堂上的教學，將理論與實際緊密結合起來的方法稱為《空冷凝汽器》實物圖片教學法。該方法既有理論內容，又有實際圖片，能夠建立起一個較好的學習情境，吸引學生、引導學生，用情景激發(fā)他們學習的潛力。通過這種方式使學生學完該部分內容后，不僅能夠認識空冷凝汽器，還能夠掌握相應的知識，可以實現理論與實際的結合，并且提高到電廠的適應能力，達到理實一體。

（2）點 對 點（P2P）網 絡 。NAKAMOTO S[14]曾說過：“比特幣是一種P2P的現金支付系統(tǒng)?！边@種P2P結構的特點是：中心平臺不是必要條件，每一臺電腦都是一個獨立體，獨立體間通過互聯網相互連接，最終形成密密麻麻的網絡節(jié)點圖。因此P2P網絡一旦啟動就無法停止下來，除非所有實體都退出該網絡。

3.3 《空冷凝汽器》倒序教學法

為了給學生建立一種學習知識、探索知識的欲望，較好的方法就是提出問題、分析問題、解決問題，為此采用倒序教學法也是一種比較合適方法。所謂倒序教學法（也可稱比較教學法），就是先給出空冷凝汽器與濕冷凝汽器的圖片，讓學生自己去比較、尋找區(qū)別，由此先認識空冷凝汽器的組成，然后再結合實物圖片逐漸加入理論知識，學習空冷凝汽器各個設備的作用及其具體結構，完成整個空冷凝汽器的教學內容。由此可知，采用該方法教學時，濕冷凝汽器已經講授完畢，這樣不僅可以互相印證、相互促進，還可以提高學生的判斷能力、思維能力、視覺能力，創(chuàng)造出對比與分析、理論與實際相互對應的真實視覺效果，創(chuàng)造良好的學習氛圍，獲得良好的學習效果。

3.4 《空冷凝汽器》行為導向教學法

結合現今高職高專教學改革的經驗，為了充分發(fā)揮學生學的積極性，可以將“行為導向”教學法引入到該部分內容的教學過程中。

在具體實施教學時，一方面教師要準備現場實際設備圖片，另一方面要開發(fā)學習課題，通過課題將學習內容包含其中。這樣通過圖片和課題引導每一個學生參與到內容的學習、研究之中，廣開思路，暢所欲言，激發(fā)每個學生學習的積極性，再通過部分學生的回答和教師的最后總結，完成學習內容，達到學習目的。

4 《空冷凝汽器》教學方法實踐與總結

4.1 《空冷凝汽器》教學方法實踐

隨著空冷機組的大力發(fā)展，該方面的教學活動也越來越多，空冷凝汽器的地位也顯得更加重要，為了獲得較好的教學效果，滿足教學與培訓需要，授課教師利用各種渠道搜集有關空冷設備素材，并把素材及時應用到實際的教學過程中，通過近一年的實踐證明，達到了預期效果。

為了適應不同的培訓對象，就要根據實際情況不斷進行教學改革。在教學過程中，為了發(fā)揮學生的能動性，并充分利用多媒體的優(yōu)勢，又進行了《空冷凝汽器》倒序教學法嘗試，試驗結果學生感到非常滿意，給學生留下了想象的空間，有一種把電廠搬到學校的感覺，為工作時快速認識設備奠定了堅實的基礎。

4.2 《空冷凝汽器》教學方法總結

從采用各種《空冷凝汽器》教學方法進行實踐的學生反應程度及對知識理解與掌握、設備的認識與認知等，直接教學方法已經不適合高職高專的教學；《空冷凝汽器》實物圖片教學法比較適用于電廠培訓班的教學，尤其是具有一定實際工作經驗的電廠職工的培訓；而學歷班學生的教學，采用倒序教學法最為合適，不僅能夠體現理論與實際的結合，還能夠培養(yǎng)學生認識實際設備的能力，從而提高學生的職業(yè)技能素質；對于行動導向教學法，正在積極探索中。

5 《空冷凝汽器》教學內容、教學方法的改進與提高

5.1 《空冷凝汽器》教學內容的改進與提高

根據教學實踐過程中的感受和學生、學員的反饋信息，經過課題組成員的深入研究，《空冷凝汽器》教學內容需要作如下改進與提高：

1）空冷凝汽器的教學內容需要豐富。增加空冷系統(tǒng)的類型和系統(tǒng)圖、空冷凝汽器的抽真空系統(tǒng)、空冷凝汽器的過冷度等。

2）需要增加更多的實物圖片，滿足全面學習空冷凝汽器的需要。如排汽管道的布置類型、蒸汽分配管上的蝶閥、抽空氣管道、俯視圖等。

3）增加控制方面的內容，明了整個空冷系統(tǒng)的控制方法和實現手段。

4）增加實際運行方面的內容，如對整個空冷系統(tǒng)啟動時，先啟動哪些設備，后啟動哪些設備；空冷系統(tǒng)停運時，先停哪些設備，后停哪些設備等。

5.2 《空冷凝汽器》教學方法的改進與提高

教學方法的好壞會直徑影響學生學習的積極性，在教學過程中，究竟選擇什么樣的教學方法，需要通過不斷地實踐、總結、再實踐、再總結等過程得到，教學方法和教學內容要互相促進，共同完成知識的傳授。

1）采用倒序（比較）教學方法，便于學生對新設備的學習和理解。在講新內容時，如果有類似或相近的設備，有意識的將兩個設備放在一起進行比較，開發(fā)學生的判斷能力，進而達到認識、提高。

2）逐步擴大“行為導向”教學法的比重，開發(fā)每個學生的能動性，培養(yǎng)具有創(chuàng)造思維的技能型人才。“行為導向”的關鍵在于人人參與到學習中，在做中學，即每個人在主動性研究中去學習，這樣由過去的要他學變?yōu)樗W。

3）教學內容緊密結合現場實際，達到學以致用。學習就是為了解決問題，針對不同專業(yè)其聯系實際的方式不同，教師必須認真研究，采用合適的教學方法，將講授內容與現場實際結合起來，達到了解、提高、懂得、熟知。

4）增加視頻教學方法，體現空冷設備工作狀態(tài)，不僅有助于對設備的動態(tài)理解，而且會激發(fā)學生的學習興趣。講、學通過“電影”的方式進行展現，增加學生的感知能力和記憶能力，保證教學效果。

6 結束語

隨著空冷凝汽器資料的不斷豐富，再經過合理的內容編排，采用好的教學方法，利用強大的多媒體教學功能，空冷凝汽器的教學方法會更加合理，更能夠滿足教學需要，培養(yǎng)出理論與實際相結合、掌握空冷凝汽器知識的實用型人才。

［1］邱麗霞，郝艷紅等.直接空冷汽輪機及其熱力系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］孫文杰.汽輪機分冊 ［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［3］孫為民，楊巧云等.電廠汽輪機 ［M］.北京：中國電力出版社，2005.