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        電機(jī)組仿真系統(tǒng)在《鍋爐運(yùn)行》課程中的應(yīng)用

        2015-11-01 06:52:58龔德鴻
        教育界·下旬 2015年9期
        關(guān)鍵詞:鍋爐運(yùn)行發(fā)展方式教學(xué)內(nèi)容

        龔德鴻

        【摘 要】根據(jù)《鍋爐運(yùn)行》課程的教學(xué)難點(diǎn)分析,在課堂多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上,引入火電機(jī)組仿真系統(tǒng)的操作畫面和實(shí)操動(dòng)畫改良教學(xué)課件,增加火電機(jī)組仿真系統(tǒng)實(shí)操環(huán)節(jié),改進(jìn)考核方式,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

        【關(guān)鍵詞】《鍋爐運(yùn)行》 ? ?電機(jī)組仿真系統(tǒng) ? ? 教學(xué)內(nèi)容 ? ? 教學(xué)方法 ? ? 發(fā)展方式

        《鍋爐運(yùn)行》是能源與動(dòng)力工程專業(yè)核心課程《鍋爐原理》的后續(xù)課程,學(xué)生在掌握燃料特性、燃燒理論、鍋爐本體結(jié)構(gòu)、主要輔助系統(tǒng)、鍋內(nèi)過(guò)程和熱力計(jì)算等內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過(guò)《鍋爐運(yùn)行》課程的學(xué)習(xí),進(jìn)一步學(xué)習(xí)鍋爐啟停、運(yùn)行調(diào)整、故障處理和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的內(nèi)容。

        與《鍋爐原理》課程教學(xué)內(nèi)容比較,《鍋爐運(yùn)行》課程更側(cè)重于運(yùn)行特性分析及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整操作方面的能力培養(yǎng)。許多內(nèi)容與汽輪機(jī)運(yùn)行、熱工過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)等內(nèi)容有較多的交叉,如鍋爐啟動(dòng)操作,由于單元機(jī)組均為滑參數(shù)聯(lián)和啟動(dòng),鍋爐、汽輪機(jī)同時(shí)啟動(dòng),許多環(huán)節(jié)相輔相成,在未學(xué)習(xí)汽輪機(jī)運(yùn)行課程的情況下給教學(xué)及學(xué)生的理解帶來(lái)一定困擾,必須要借助一些特殊的教學(xué)手段或工具,才能有效保證本門課程的教學(xué)質(zhì)量。

        貴州大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)火電機(jī)組仿真實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有6套仿真模型,基本覆蓋了本省幾乎所有壓力等級(jí)的火電機(jī)組,借助火電機(jī)組仿真系統(tǒng),根據(jù)鍋爐運(yùn)行課程的難點(diǎn)、重點(diǎn),在教學(xué)中插入火電機(jī)組仿真系統(tǒng)中的實(shí)操畫面及特別制作的實(shí)操動(dòng)畫,在課堂教學(xué)中實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與虛擬仿真教學(xué)的無(wú)縫連接,將有助于提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

        一、《鍋爐運(yùn)行》課程主要難點(diǎn)梳理

        雖然在制訂課程教學(xué)大綱時(shí),對(duì)每一章的難點(diǎn)、重點(diǎn)均進(jìn)行了標(biāo)注,并在平時(shí)教學(xué)中重點(diǎn)進(jìn)行了講授,但教學(xué)效果仍達(dá)不到最佳。因此從09級(jí)開始,課程結(jié)束時(shí)通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查,對(duì)《鍋爐運(yùn)行》的各個(gè)章節(jié)進(jìn)行難點(diǎn)摸底,從中挑出問(wèn)題較為集中的十個(gè)問(wèn)題作為課程教學(xué)難點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上進(jìn)行改進(jìn),并根據(jù)火電機(jī)組仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)與上述內(nèi)容進(jìn)行銜接。十個(gè)難點(diǎn)包括:

        1)鍋爐啟動(dòng)過(guò)程;

        2)爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及功能;

        3)直流鍋爐的冷態(tài)、熱態(tài)清洗;

        4)主要參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性分析;

        5)燃燒器的調(diào)節(jié)及運(yùn)行方式;

        6)制粉系統(tǒng)與燃燒器的連接;

        7)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié);

        8)單元機(jī)組的調(diào)峰;

        9)直流鍋爐中間點(diǎn)溫度;

        10)鍋爐事故處理過(guò)程實(shí)例。

        二、教學(xué)內(nèi)容重新設(shè)計(jì)

        《鍋爐運(yùn)行》課程主要著重于學(xué)生運(yùn)行能力的培養(yǎng),更強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力訓(xùn)練,因此在教學(xué)中既要鞏固學(xué)生在鍋爐原理課程中的基礎(chǔ)知識(shí)理論,又要注重學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決專業(yè)技術(shù)問(wèn)題和工程實(shí)際問(wèn)題的能力培養(yǎng)。

        在保持原有教學(xué)大綱框架基礎(chǔ)上,在上述十個(gè)難點(diǎn)教學(xué)中,通過(guò)火電機(jī)組仿真系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容與原理論教學(xué)內(nèi)容結(jié)合,對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新進(jìn)行設(shè)計(jì),變抽象、枯燥的理論教學(xué)為具體對(duì)象的操作,增加實(shí)操環(huán)節(jié),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,取得了較好的教學(xué)效果。表1列舉了基礎(chǔ)理論與火電機(jī)組仿真系統(tǒng)相結(jié)合的一些實(shí)例:

        表1 理論教學(xué)與虛擬仿真結(jié)合的實(shí)例

        序號(hào) 教學(xué)難點(diǎn) 火電機(jī)組仿真系統(tǒng)

        1 鍋爐啟動(dòng)過(guò)程 重點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)火操作、高低旁路操作演示

        2 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及功能 FSSS系統(tǒng)中的吹掃過(guò)程,MFT畫面

        3 直流鍋爐的冷態(tài)、熱態(tài)清洗 凝結(jié)水系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)

        4 主要參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性分析 過(guò)、再熱器系統(tǒng)

        5 燃燒器的調(diào)節(jié)及運(yùn)行方式 燃燒器一覽

        6 制粉系統(tǒng)與燃燒器的連接 制粉系統(tǒng)

        7 制粉系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié) 首臺(tái)制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程

        8 單元機(jī)組的調(diào)峰 CCS系統(tǒng)

        9 直流鍋爐中間點(diǎn)溫度 過(guò)、再熱器系統(tǒng)

        10 鍋爐事故處理過(guò)程實(shí)例 仿真系統(tǒng)事故庫(kù)的投入及處理

        三、教學(xué)方法優(yōu)化

        在原有教學(xué)中,全部教學(xué)內(nèi)容已實(shí)現(xiàn)多媒體教學(xué),在原黑板教學(xué)的基礎(chǔ)上,通過(guò)大量圖片、動(dòng)畫等新型教學(xué)手段,教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果已獲得一定提高,但同時(shí)也出現(xiàn)了一些弊端,如多媒體課件翻頁(yè)速度快,學(xué)生略開小差,就會(huì)跟不上教師的上課節(jié)奏;容易讓學(xué)生養(yǎng)成不記筆記的習(xí)慣,學(xué)生動(dòng)手能力下降。因此在教學(xué)中引入虛擬仿真教學(xué)手段很有必要。

        根據(jù)《鍋爐運(yùn)行》課程體系的構(gòu)架,在原多媒體課件中引入火電機(jī)組仿真系統(tǒng)的部分畫面和實(shí)操動(dòng)畫的基礎(chǔ),安排4個(gè)學(xué)時(shí)的火電機(jī)組仿真系統(tǒng)的實(shí)際操作,分別為:

        1)第一章《鍋爐啟停過(guò)程》教學(xué)結(jié)束后,學(xué)生主要進(jìn)行鍋爐上水、點(diǎn)火、起壓等過(guò)程操作;

        2)第三章《鍋爐運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)督與調(diào)節(jié)》教學(xué)結(jié)束后,學(xué)生主要進(jìn)行過(guò)、再熱器系統(tǒng),汽包水位單沖量、三沖量控制系統(tǒng)切換等操作,初步進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)操作,為第四章教學(xué)打下一定基礎(chǔ);

        3)第五章《制粉系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整》教學(xué)結(jié)束后,學(xué)生主要通過(guò)首套制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)操作進(jìn)一步熟悉制粉系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)整對(duì)象;

        4)第六章《鍋爐常見故障及事故處理》教學(xué)結(jié)束后,通過(guò)在仿真系統(tǒng)事故庫(kù)中一至兩個(gè)典型鍋爐事故的投入,學(xué)生進(jìn)行事故現(xiàn)象查找、事故分析訓(xùn)練。

        四、改變考核方式

        《鍋爐運(yùn)行》課程是能源與動(dòng)力工程專業(yè)重要的專業(yè)課程,與實(shí)際聯(lián)系緊密,原采用期末考試的方式進(jìn)行考核,同時(shí)課程中較少涉及設(shè)計(jì)計(jì)算,主要是對(duì)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一些問(wèn)題進(jìn)行分析和處理,學(xué)生主要通過(guò)死記硬背來(lái)對(duì)付考試,考完即忘完。因此對(duì)課程考核方式進(jìn)行了調(diào)整,采用出勤(20%)、隨堂作業(yè)(10%)、實(shí)操表現(xiàn)(10%)和期末考試(60%)四個(gè)部分組成學(xué)生的最終成績(jī)。

        五、教學(xué)體會(huì)

        通過(guò)10、11級(jí)的教學(xué)實(shí)施,在不改變學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上,增加4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)操環(huán)節(jié)并未影響課程教學(xué)進(jìn)度,虛擬仿真教學(xué)手段的引入,較大程度提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果;實(shí)操環(huán)節(jié)增加了學(xué)生對(duì)原理論教學(xué)中很少介紹到的油系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等內(nèi)容理解,豐富了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面;考核方式的改革提高了學(xué)生的出勤率和學(xué)習(xí)積極性。實(shí)踐表明,火電機(jī)組仿真系統(tǒng)等虛擬仿真教學(xué)手段引入課堂教學(xué)符合高校教學(xué)的需要,是實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要組成部分,是專業(yè)理論教學(xué)的必要補(bǔ)充,對(duì)提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)有很大的幫助。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]黃新元.電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008.

        [2]錢進(jìn),朱兵.熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)踐[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2005(3):72-74.

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