韓沐昕,李冬梅

(1.黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱能學(xué)院,哈爾濱 150025;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政學(xué)院,哈爾濱 150001)

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《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》課程改革探索

韓沐昕1,李冬梅2

(1.黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱能學(xué)院,哈爾濱 150025;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政學(xué)院,哈爾濱 150001)

《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》是建筑設(shè)備工程技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課之一。主要講述了鍋爐及鍋爐房輔助設(shè)備的組成、種類、構(gòu)造、工作原理，及鍋爐房的水、汽、煙、風(fēng)、控制等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)行方法。本文從鍋爐與鍋爐房設(shè)備課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)技術(shù)發(fā)展、學(xué)生自身素質(zhì)等方面出發(fā)，充分分析高職建筑設(shè)備專業(yè)學(xué)生在《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》課程學(xué)習(xí)中存在的問題，從講授內(nèi)容，講授方法、知識(shí)結(jié)構(gòu)等各方面提出改進(jìn)方案，以滿足新形勢下建筑設(shè)備行業(yè)對(duì)高職學(xué)生的要求。

鍋爐及鍋爐房設(shè)備；存在問題；改進(jìn)方案

0　引言

《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》是建筑設(shè)備工程技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課之一。主要講述了鍋爐及鍋爐房輔助設(shè)備的組成、種類、構(gòu)造、工作原理，鍋爐房的水、汽、煙、風(fēng)、控制等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)行方法。理論方面，該課程涵蓋了傳熱學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、燃燒學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械原理、受壓元件強(qiáng)度等多方面的理論，具有理論性和綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)，本課程所涉及的工業(yè)設(shè)備數(shù)量繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此在針對(duì)熱能學(xué)院二年級(jí)學(xué)生教學(xué)中存在兩方面問題，一是專業(yè)方面因素，二是學(xué)生自身素質(zhì)原因。

圖1.1　先修課與學(xué)習(xí)內(nèi)容關(guān)系圖(紅色為未學(xué)課程)

1　存在問題

1.1專業(yè)因素

(1)在本門課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生存在先天不足，如圖1.1所示，缺少部分先修課程理論基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)部分課程內(nèi)容理解困難。

(2)本門課程教學(xué)內(nèi)容多, 涵蓋鍋爐和輔助設(shè)備的組成、種類、構(gòu)造、工作原理，及鍋爐房的水、汽、煙、風(fēng)、控制等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行。教學(xué)時(shí)數(shù)卻逐年減少。

(3)教學(xué)內(nèi)容偏原理論分析，缺少對(duì)材料標(biāo)準(zhǔn)和加工工藝的介紹，與實(shí)際工作差別較大。

(4)同其它課程如供熱工程、室內(nèi)給排水、通風(fēng)空調(diào)相比，本門課程所講授內(nèi)容學(xué)生日常生活中沒有機(jī)會(huì)接觸， 距離感比較大， 學(xué)生感覺比較

陌生。

(5)教材不可避免地存在一定滯后性。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)提出了更高要求。根據(jù)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品發(fā)展趨勢，JB/T10094-2002《工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件》的適用范圍，在2002年修訂時(shí)已將工業(yè)鍋爐額定壓力擴(kuò)大至小于3.8MPa，工業(yè)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，教材內(nèi)容與新標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異。

(6)我國原有鍋爐標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范大多參考蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。在原標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，充分參考了ISO(國際標(biāo)準(zhǔn))、JIS(日本標(biāo)準(zhǔn)) 、BS(英國標(biāo)準(zhǔn))、美國ASME的鍋爐導(dǎo)則等加以修訂，使修訂后標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性、科學(xué)性、先進(jìn)性明顯得到提高。

圖1.2　鍋爐設(shè)計(jì)所需內(nèi)容(紅色為未學(xué))

序號(hào)名稱原符號(hào)現(xiàn)符號(hào)1計(jì)算燃料量BjBcal2平均pjav3排煙pyex4爐膛Lfur5給水gsf.w6國熱蒸汽grsh.s

(7)環(huán)保指標(biāo)的日益嚴(yán)格

表1.2　新舊標(biāo)準(zhǔn)排放對(duì)照

(8)國家質(zhì)檢總局頒布的《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，取代了勞動(dòng)人事部頒布的《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《有機(jī)熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。鍋爐采用A、B、C、D分級(jí)管理制度。

(9)為提高效率、減少污染，新技術(shù)被廣泛采用。如分級(jí)燃燒技術(shù)、scr脫硝技術(shù)、石灰石/石灰―石膏法。

1.2學(xué)生自身素質(zhì)原因

(1)高職學(xué)生文化基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱,沒有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。很多學(xué)生跟不上課程進(jìn)度,聽不懂上課的內(nèi)容,由此產(chǎn)生厭學(xué)情緒。

(2)本門課程涵蓋了傳熱學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生在一年級(jí)專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)時(shí)基礎(chǔ)打得不理想，因而在專業(yè)課學(xué)習(xí)中涉及到專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)綜合應(yīng)用時(shí)，就會(huì)感覺比較吃力。

(3)課程里面涉及的完全是一些笨重而又煩瑣的機(jī)械設(shè)備，一些復(fù)雜而又無味的原理及流程，一些抽象的運(yùn)行操作和故障排除，這些都與與現(xiàn)實(shí)生活距離大，導(dǎo)致學(xué)生興趣低，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性差。

(4)高職學(xué)生倦怠心理整體偏高，且倦怠心理從一年級(jí)到三年級(jí)逐年增長。具體表現(xiàn)為，上課遲到早退，曠課成為家常便飯。即使礙于學(xué)校制度去教室上課，也是玩手機(jī)、睡覺、嘮嗑，對(duì)學(xué)習(xí)聽之任之，缺乏主動(dòng)性，影響教學(xué)效果。

(5)教學(xué)中部分理論內(nèi)容，學(xué)生感覺工作中用不上，甚至覺得沒用。而學(xué)生工作需要的知識(shí)，課堂中又不講。如在空氣預(yù)熱器的講解中，通常教師主要講解空氣預(yù)熱器工作原理。而高職學(xué)生主要從事安裝、運(yùn)行維護(hù)工作，比較感興趣于空氣預(yù)熱器具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)(如何處理管束膨脹、管箱膨脹、空氣預(yù)熱器吊裝、支撐)。上下屆學(xué)生通過信息交流，認(rèn)為在校聽課無用。

(6)本專業(yè)學(xué)生就業(yè)面較寬，很多學(xué)生認(rèn)為現(xiàn)在認(rèn)真學(xué)習(xí)多余的知識(shí)，還不如確定工作方向后，再努力學(xué)習(xí)與工作密切相關(guān)的知識(shí)。

(7)鍋爐設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 據(jù)統(tǒng)計(jì)書中有插圖130 多幅,而且多為結(jié)構(gòu)圖。由于學(xué)生的識(shí)圖能力較差，且對(duì)鍋爐毫無感性認(rèn)識(shí)，即便是在現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)后，學(xué)生也只是對(duì)鍋爐外形有所了解，對(duì)鍋爐內(nèi)部缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

(8)高職學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，解決問題能力差，沒有良好的自學(xué)習(xí)慣。長期偏差的學(xué)習(xí)態(tài)度、思維方式及知識(shí)基礎(chǔ)卻不能適應(yīng)項(xiàng)目教學(xué)的要求，不能主動(dòng)探究，缺乏團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

2　解決方案

2.1講解內(nèi)容的變化

對(duì)于缺少部分先修課可采用一下兩種方案：

(1)采用高中所學(xué)的物理化學(xué)知識(shí)進(jìn)行推演

例如,在講授鍋爐燃燒技術(shù)時(shí)，首先復(fù)習(xí)初中關(guān)于燃燒三要素(燃料、氧氣、著火溫度)的知識(shí)和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，其次可利用高中所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)平衡與活化能的知識(shí)。

表2.1　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

(2)對(duì)于無法采用高中所學(xué)的物理、化學(xué)知識(shí)進(jìn)行推演的課程內(nèi)容，可對(duì)基礎(chǔ)理論進(jìn)行簡要講述，以必須、夠用為度。

例如，鍋爐是典型的壓力容器，在講授鍋爐受熱面時(shí)，強(qiáng)度問題是不可回避的。因此在講授時(shí)，只對(duì)溫度、壓力、受壓元件尺寸、工作環(huán)境對(duì)受壓元件的定性影響進(jìn)行分析，而對(duì)定量計(jì)算公式則略去不講。

自學(xué)配合精講。由于本課程內(nèi)容多,知識(shí)面廣, 可采用課堂講授法、自學(xué)討論法相結(jié)合的多種形式的教學(xué)模式,發(fā)揮學(xué)生內(nèi)在潛力，培養(yǎng)其綜合能力。自學(xué)是保證課堂精講, 提高教學(xué)效果的前提之一。難度較低的內(nèi)容如燃料供應(yīng)系統(tǒng)和除渣系統(tǒng)可安排學(xué)生自學(xué)。

表2.2　推演有利于快速穩(wěn)定燃燒的條件

在講解設(shè)備原理和工作過程中，根據(jù)需要引入材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行規(guī)范、施工圖紙。在講解汽包、集箱時(shí)，不僅介紹書中提到的原理內(nèi)容，而且向?qū)W生介紹《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》；鋼板、鋼管、法蘭的材料標(biāo)準(zhǔn)；卷制、焊接的工藝標(biāo)準(zhǔn)，汽包、集箱圖紙，使教學(xué)活動(dòng)更接近于實(shí)際工作。

在授課時(shí)，教師應(yīng)盡可能地拓展學(xué)生的視野，增加學(xué)生就業(yè)時(shí)的選擇余地。例如在講解鍋爐燃燒技術(shù)時(shí)，不止講解煤、油、燃?xì)獾娜紵?，而且向?qū)W生介紹生物質(zhì)燃料、固體廢棄物、危險(xiǎn)廢棄物的燃燒方法。

將講解重點(diǎn)從原理和工作過程，變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)和設(shè)備安裝運(yùn)行上。在介紹空氣預(yù)熱器時(shí)，重點(diǎn)介紹管束膨脹、管箱膨脹、空氣預(yù)熱器吊裝、支撐。在介紹過熱器時(shí)，介紹過熱器蛇形管的定位和吊掛。

講解中突出鍋爐設(shè)備與其它建筑設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的區(qū)別。

a.受熱面工作環(huán)境區(qū)別：

? 管內(nèi)高溫高壓；

? 管外高溫?zé)煔?，煙氣溫度高有腐蝕性而且磨損受熱面。

b.在講解爐墻時(shí)，讓學(xué)生理解爐墻與普通建筑墻體的區(qū)別：

? 鍋爐正常運(yùn)行時(shí)在爐墻上作用有溫度應(yīng)力、煙氣或大氣壓力；

? 耐熱性、良好的保溫性、密封性；

? 由于燃料供應(yīng)失調(diào)或燃燒工況惡化，可能會(huì)在爐膛內(nèi)發(fā)生爆燃現(xiàn)象，造成突發(fā)性的煙氣壓力；

? 爐內(nèi)燃燒火焰的脈動(dòng)，也可能引起爐墻的振動(dòng)；

? 處于地震區(qū)的爐墻，還需承受由地震引起的使?fàn)t墻產(chǎn)生水平慣性力的作用；

? 經(jīng)常受到熔渣粘附和侵蝕的鍋爐爐墻，還要求其有足夠的抗熔渣性能；

? CFB鍋爐的爐墻特別是爐膛密相區(qū)部位的爐墻、旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁面，由于長期經(jīng)受高濃度顆粒的沖蝕，所以該處耐火或保溫材料應(yīng)具有很好的防磨性。

(3)教師在教學(xué)中要適時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。鍋爐及鍋爐房設(shè)備不斷向著高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展,教師必須將本專業(yè)出現(xiàn)的新產(chǎn)品、新設(shè)備、新工藝等傳授給學(xué)生。如節(jié)能方面的新技術(shù)有：鍋爐排污水的回收利用,熱管換熱器回收煙氣余熱技術(shù)，自動(dòng)控制、變頻調(diào)速技術(shù)等。

(4)本課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)：通過20學(xué)時(shí)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，使學(xué)生對(duì)熱源工程有一個(gè)整體感性認(rèn)識(shí)，為學(xué)好該門課程打好基礎(chǔ)。參觀：在教學(xué)過程中參觀3次，通過參觀主要了解鍋爐和鍋爐房設(shè)備的組成和構(gòu)造，認(rèn)識(shí)各種設(shè)備和各類儀表。課程設(shè)計(jì)：課程設(shè)計(jì)是鍋爐及鍋爐房設(shè)備的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)對(duì)課程的教學(xué)效果影響甚大，它不僅可以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)也可以加深學(xué)生對(duì)課堂講授內(nèi)容的理解和記憶。

2.2講解方式的變化

(1)在講解鍋爐和附屬設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)，可采用三維實(shí)體圖、設(shè)備模型與工程設(shè)計(jì)圖相結(jié)合的原則，增加學(xué)生對(duì)鍋爐和附屬設(shè)備結(jié)構(gòu)的形象認(rèn)識(shí)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手制作手工模型和繪制設(shè)備立體模型。

觀看實(shí)體圖→工程設(shè)計(jì)圖→教師講解→學(xué)生繪制工程圖→學(xué)生制作手工模型或繪制設(shè)備立體模型。

圖2.1　人體系統(tǒng)與鍋爐房輔助類比圖

(2)在鍋爐房系統(tǒng)教學(xué)中，引入Flash動(dòng)畫演示鍋爐房汽、水、風(fēng)、煙系統(tǒng)過程，使原來黑板上難以講解透徹的內(nèi)容形象、生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生面前，鞏固學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。

(3)采取類比法，拉近專業(yè)課程與學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活的距離。

a.例如在介紹鍋爐房系統(tǒng)組成時(shí)，學(xué)生因日常生活中不接觸鍋爐設(shè)備，因此很難完整地說出鍋爐房輔助系統(tǒng)。教師在講解時(shí)可用學(xué)生熟悉的人體新陳代謝系統(tǒng)進(jìn)行類比，指出鍋爐房輔助系統(tǒng)對(duì)鍋爐房的必要性，同時(shí)消除學(xué)生對(duì)鍋爐設(shè)備的陌生感。

b.例如在介紹沸騰爐燃燒特性時(shí)，以火鍋類比沸騰爐。向?qū)W生指出二者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，即都可迅速將被送入的物料迅速加熱。

(4)比較法

本課程涉及的設(shè)備技術(shù)種類繁多，只有通過比較才能深刻認(rèn)識(shí)不同技術(shù)和設(shè)備的特點(diǎn)。在講解燃燒技術(shù)和除塵技術(shù)時(shí)可通過列表比較各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

表2.3　原理類比

表2.4　燃燒技術(shù)比較

3　結(jié)語

通過綜合分析在校生及畢業(yè)生的回饋信息，發(fā)現(xiàn)《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》課程的改革，使建筑設(shè)備專業(yè)學(xué)生職業(yè)能力有了明顯提升，從根本上改善了教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的創(chuàng)新型大學(xué)生，使職業(yè)教育與行業(yè)發(fā)展同步取得了明顯的成績。

[1]張亞竹. 《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》課程改革實(shí)踐.創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014(11)：113.

[2]張大英. 《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》課程建設(shè)與實(shí)踐.科技教育創(chuàng)新，2011(14)：208.

(編輯馬海超)

Boiler and Boiler Room Equipment Curriculum Reform

HAN Muxin, LI Dongmei

(1.Thermal Department, Heilongjiang College of Construction, Harbin 150025, China;2.School of Multiple Administration, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)

The book “Boiler and Boiler Room Equipment” is one of the most important professional books in the professional field of construction equipment engineering technology. The main content of this book includes composition, types, structure and working principle of boiler and auxiliary equipment of boiler room. Moreover, design methods of wind, water, steam and smoke control system in boiler room are shown in this book. In this paper, fully analyze the problems which exist in the students’ learning process from knowledge structure, teaching content, professional and technical development, students’ own quality and other aspects. Present improvement programs of teaching content, teaching method, the knowledge structure and various aspects to meet the industries requirements for higher vocational students under new circumstances.

boiler and boiler room equipment; existing problems; improvement programs

2016-03-25

韓沐昕(1973—)，工學(xué)碩士，高級(jí)工程師。主要研究方向：多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)和熱工計(jì)算模型計(jì)算。

G642.3

A

1672-0601(2016)06-0059-05