趙雪峰，畢慶生

(長春工程學院 能源動力工程學院，長春 130012)

基于創(chuàng)新型“熱力發(fā)電廠”課程教學研究與實踐

趙雪峰，畢慶生

(長春工程學院 能源動力工程學院，長春 130012)

根據(jù)“熱力發(fā)電廠”課程的特點，結合新時期培養(yǎng)創(chuàng)新型大學生的需要，有針對性地提出教學方法和建議。通過該課程教學實踐，提高學生專業(yè)素養(yǎng)，加深對本專業(yè)知識的認知度。

熱力發(fā)電廠；教學研究；教學實踐

一、教學體系構建與難點分析

“熱力發(fā)電廠”是火力發(fā)電廠生產(chǎn)緊密結合的專業(yè)課程，是熱能與動力工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課程。通過本課程的學習，為學生掌握熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)有關的設計、運行、安裝、檢修及管理工作打下良好的基礎[1-2]。

“熱力發(fā)電廠”課程的重點和難點是火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)分析、計算，火電廠主要熱經(jīng)濟性指標的計算以及培養(yǎng)學生掌握熱力系統(tǒng)畫圖的技能，教學授課計劃中應該相應增加學時數(shù)量。

二、知識點的聯(lián)系與鞏固

“熱力發(fā)電廠”是應用多門課程知識的課程，是一門綜合性、應用性較強的專業(yè)課程。發(fā)電廠熱力系統(tǒng)由各局部熱力系統(tǒng)組成：主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、回熱加熱系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、主凝結水系統(tǒng)、化學補充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)、鍋爐啟動系統(tǒng)等，各局部熱力系統(tǒng)缺一不可，構成一個完整熱力系統(tǒng)。

“熱力發(fā)電廠”與“電廠汽輪機”“電廠鍋爐”“泵與風機”等專業(yè)課程相聯(lián)系。使熱力發(fā)電廠成為一個有機整體。學習“熱力發(fā)電廠”課程后，對“電廠汽輪機”課程有更深入的理解，是對“電廠汽輪機”課程更深入的學習過程。

當教師講授到混合加熱器除氧器的計算時，有2個計算原則，物質(zhì)平衡原則和熱量平衡原則，具體計算應用物質(zhì)平衡方程式、熱量平衡方程式，當求解2個未知數(shù)時，可以聯(lián)立方程求解。該計算方法同樣適用表面式加熱器的高壓加熱器和低壓加熱器計算，為了便于學生理解，教師應安排一次習題課。

教師講授火力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖，首先提出疑問，在我們生活的環(huán)境中，溫度為30 ℃時還是蒸汽狀態(tài)嗎？當溫度為250—280 ℃時還是水的液體狀態(tài)嗎？教師回答，由于熱力發(fā)電廠工作過程的需要，主給水泵出口，出水的溫度為250—280 ℃；汽輪機排入凝汽器蒸汽溫度為30 ℃。

把關于熱力發(fā)電廠的圖片反應到課件中，授課過程中采用多媒體教學手段，在教學中取得較好的效果。在進行多媒體教學的同時，模型教學和視頻教學可以有效地提高學生的感性認識，增強教學效果，是提高教學質(zhì)量的有效途徑[3-5]。在理論課授課時間及實驗室開放時間，學生可隨時參觀火力發(fā)電廠模型。

授課時盡可能反映國內(nèi)外熱力發(fā)電廠的先進的科學技術、新成果。比如講授計算機數(shù)值模擬仿真技術、先進的在線監(jiān)測系統(tǒng)、專家故障診斷系統(tǒng)等。介紹大數(shù)據(jù)時代電站節(jié)能優(yōu)化與智能控制、數(shù)字化火電廠節(jié)能技術等課題的研究。還可以介紹汽輪機方面國內(nèi)外科技期刊，比如《熱力發(fā)電廠》《中國電力》等科技文獻核心期刊，同時與階段性的小論文或讀書報告相結合。

三、實踐教學環(huán)節(jié)

授課過程中，理論和實際相結合，理論應用到實踐中去，貫穿課程的始終。教師注重“熱力發(fā)電廠”課程理論教學環(huán)節(jié)的同時，還應注重實踐教學環(huán)節(jié)。學生熟練掌握火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)管線圖例，熱力系統(tǒng)各種閥門圖例，掌握各種閥門工作原理、結構。為了掌握各種閥門工作原理、結構，在教師的指導下，學生進行各種閥門拆卸、裝配的實踐環(huán)節(jié)。教師往往忽略閥門的重要性、閥門的選型、閥門的正確使用方法，比如關斷閥門不能做調(diào)節(jié)閥門使用，調(diào)節(jié)閥門不能做關斷閥門。給水系統(tǒng)包括單母管制系統(tǒng)、切換母管制系統(tǒng)、單元制系統(tǒng)。主蒸汽系統(tǒng)包括單母管制系統(tǒng)、切換母管制系統(tǒng)、單元制系統(tǒng)。這些關鍵的熱力系統(tǒng)都是通過閥門工作實現(xiàn)的，應在實踐教學環(huán)節(jié)加強重視。

三、互動授課的幾點體會

對設備的選型，是設計的一個環(huán)節(jié)。設備選型包括鍋爐的選型、汽輪機的選型、除氧器的選型、給水泵的選型、凝結水泵的選型、除氧水箱容積的計算，以及用以連接熱力設備的熱力管道的計算、選型。設備選型與我國能源政策和熱電聯(lián)產(chǎn)政策息息相關，比如背壓式汽輪機、凝汽式汽輪機、抽汽背壓式汽輪機、抽汽凝汽式汽輪機的選型，一方面具體問題具體分析，另一方面根據(jù)有關國家的能源政策和熱電聯(lián)產(chǎn)政策選型。

“熱力發(fā)電廠”課程包括理論課學習和課程設計2個環(huán)節(jié)。課程設計，是培養(yǎng)學生掌握火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)設計的基本技能，不局限于火電廠熱力系統(tǒng)，不僅掌握簡單的熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的初步設計，還可以設計其他類型熱力系統(tǒng)，比如化工方面的熱力系統(tǒng)的設計，暖通領域方面的初步設計。教師只起到穿針引線的作用，重點放在火電廠的熱力系統(tǒng)教學方面，培養(yǎng)學生的畫圖技能，熟練掌握CAD繪圖能力。對有學習愿望的學生，可以進行熱力系統(tǒng)施工圖的設計環(huán)節(jié)教學。

按照國家規(guī)定的基本建設程序進行，發(fā)電廠設計的程序為：初步可行性研究、可行性研究、初步設計、施工圖設計4個設計環(huán)節(jié)和步驟。教師往往忽略“項目初步可行性研究”、“項目可行性研究設計”的基本建設程序前2個階段，這2個階段同樣重要，是項目初步設計、項目施工圖的先期技術準備階段。

“熱力發(fā)電廠”課程理論性強，政策性強，非常抽象，因此在講授時應著重于理解和應用。比如在講授到熱電聯(lián)產(chǎn)這部分內(nèi)容時，要適時給學生介紹我國熱電聯(lián)產(chǎn)方面的國家政策。比如《關于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)若干規(guī)定(1998)》，規(guī)定熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟性指標：總熱效率，熱電比的計算公式及范圍，熱電聯(lián)產(chǎn)立項及可行性研究報告審批辦法等。《國家發(fā)改委等節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》(國辦發(fā)[2007]53號)，辦法規(guī)定同類型火力發(fā)電機組按照能耗水平由高到低，節(jié)能優(yōu)先，能耗水平相同時，按照污染物排放水平由低到高排序。除了大中型水力發(fā)電外，再生能源發(fā)電機組不必參加上網(wǎng)競價，電網(wǎng)企業(yè)需優(yōu)先收購并安排調(diào)度?！赌茉窗l(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020)》(國辦發(fā)[2014]31號)，規(guī)定新建燃煤發(fā)電機組供電煤耗低于每千瓦300克標準煤，污染物排放接近燃氣機組水平。提高天然氣消費比重，加強供氣設施建設，到2020年，天然氣在一次能源消費中的比重提高到10%以上；《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2016—2020年)》，規(guī)定到2017年，基本完成重點地區(qū)燃煤鍋爐、工業(yè)窯爐等天然氣替代任務?！稛犭娐?lián)產(chǎn)管理辦法》，推進大氣污染防治，提高能源利用效率，促進熱電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，解決我國北方地區(qū)冬季供暖期空氣污染嚴重，熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展滯后，區(qū)域性用電用熱矛盾突出等問題?！睹弘姽?jié)能減排升級與改造行動計劃(2014—2020)》明確要求積極發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。學生有哪些想法和觀點，能源結構形式如何更趨于合理，采用分組討論分析形式。

火力發(fā)電廠是把燃煤化學能轉化為電能形式的加工廠，相當于生產(chǎn)產(chǎn)品的代工廠，只是一種能量形式轉化成另一種能量形式，但是轉化需要付出較大代價，是以污染環(huán)境為代價，排放大量煙塵以及重金屬，對生物及人體極為有害。并且火力發(fā)電廠轉化效率還不高，熱效率只有40%左右。熱電聯(lián)產(chǎn)的精髓，是不用鍋爐設備或者少用鍋爐設備。

四、結語

在“熱力發(fā)電廠”課程的教學環(huán)節(jié)中，貫徹培養(yǎng)工匠精神，踐行知行合一理念，培養(yǎng)學生的技能為能力重點的方法，教學效果明顯改善，培養(yǎng)工程師文化氛圍，為國家培養(yǎng)出創(chuàng)新型、具有專業(yè)素質(zhì)工程師人才。

[1] 葉濤.熱力發(fā)電廠[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2] 周振起.熱力發(fā)電廠[M].北京： 機械工業(yè)出版社，2017.

[3] 趙雪峰，孫石.“泵與風機”課程教學研究與探索[J].中國電力教育，2014 (35)：115-116.

[4] 趙雪峰.“電廠金屬材料學”課程教學研究與探索[J].中國電力教育，2014 (36)：129-130.

[5] 趙雪峰.“電廠鍋爐原理及設備”課程教學研究與探索[J].中國電力教育，2010 (22)：97-98.

Theteachingresearchandpracticebasedoninnovativecourseof“ThermalPowerPlant”

ZHAO Xue-feng，et al.

(ChangchunInstituteofTechnology，Changchun130012，China)

According to the characteristics of “Thermal Power Plant” curriculum，combined with the needs of cultivating innovative college students in the new period，teaching methods and suggestions are put forward targeted in this thesis.Through the course teaching practice，it improves students’ professional quality，deepens their understanding to the professional knowledge.

steam turbine；teaching research；teaching practice

10.3969/j.issn.1009-8976.2017.03.031

2017-06-20

吉林省本科高等教育教學改革項目：互動式教學大綱在中俄合作辦學“能源與動力工程”專業(yè)中的設計與實踐(項目編號：吉教高字[2016]32號)

趙雪峰(1970—)，男(漢)，吉林長春，副教授 主要研究節(jié)能技術。

G64

A

1009-8976(2017)03-0121-02