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[關(guān)鍵詞]熱能與動力工程 鍋爐 應(yīng)用問題
中圖分類號:TK227 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)15-0386-01
引言
隨著當(dāng)下我國能源問題的日益加劇,經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展了也受到一定的影響,這就要求了我們在能源不充足的條件下,大力提高能源的利用率。鍋爐在我國的工業(yè)生產(chǎn)中使用很廣泛,也是我們主要研究的對象,研究在鍋爐中進行的能量轉(zhuǎn)換。由于某些企業(yè)貪圖私利,對資源無節(jié)制的開發(fā),政府管理不力等造成能源大量浪費。我們知道,煤炭完全或不完全燃燒會產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等有毒的氣體(二氧化碳無毒),對動植物和環(huán)境都有較壞的影響。因此,我們的主要任務(wù)是,在將煤炭資源較為高效的轉(zhuǎn)化和利用的同時,盡量減少有害氣體的產(chǎn)生。
一、熱能與動力工程簡介
“熱能與動力工程”是多門科學(xué)技術(shù)的綜合,其中包括現(xiàn)代能源科學(xué)技術(shù),信息科學(xué)技術(shù)和管理技術(shù)等,主要涉及熱能動力設(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計、運行、自動控制、信息處理、計算機應(yīng)用、環(huán)境保護、制冷空調(diào)、能源高效清潔利用和新能源開發(fā)等工作。我們顧名思義,也能了解熱能與動力工程專業(yè)是研究熱能和動力之間的相互轉(zhuǎn)化,具體了包括熱力發(fā)動機、熱能工程、流體機械及流體工程、熱能工程與動力機械、制冷與低溫技術(shù)、能源工程、工程熱物理、水利電動力工程和冷凍冷藏工程等九個方面。熱能動力工程的研究層面橫跨多種科學(xué)領(lǐng)域,并且,具有多方面的發(fā)展方向。熱能與動力工程是現(xiàn)代動力工程的基礎(chǔ),其主要解決的問題是能源方面的,并且是可以用來解決熱能源問題的有效工具,應(yīng)該起到一定的緩解資源壓力、保護環(huán)境的作用,我們應(yīng)該給予熱能與動力工程專業(yè)以高度的重視。
二、熱能動力工程的發(fā)展前景
我國的動能與動力工程專業(yè)設(shè)置的比較早,近些年來,在實踐中又經(jīng)過不斷地創(chuàng)新和發(fā)展,動能與動力工程專業(yè)的技術(shù)也漸趨成熟,主要發(fā)展趨勢如下:
一方面,控制工程方面會有發(fā)展,并且前景較廣,為了在該方面獲取較大的發(fā)展,需要我國的相關(guān)人員了解并熟悉控制工程方面的各種知識等,并且對實際進行大膽的創(chuàng)新,將熱能與動力工程與控制工程領(lǐng)域更完全的融合。
另一方面,在熱力發(fā)動機及汽車工程方向有一定的發(fā)展前景,這就需要相關(guān)人員了解并掌握“內(nèi)燃機”的原理、設(shè)計結(jié)構(gòu)、并對內(nèi)燃機進行一系列的數(shù)據(jù)測試,內(nèi)燃機所用燃料以及燃燒產(chǎn)物,汽車工程概論、環(huán)境工程以及能源工程概論,內(nèi)燃機電子控制、熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程以及制冷低溫工程和流體機械方向等各方面的知識概念。在豐富的知識積累中,工作人員會對目前汽車工程中存在的熱力發(fā)電機問題做出改善,大大提高能源利用效率。
三、鍋爐的結(jié)構(gòu)組成
熱能與動力工程鍋爐的兩個重要組成部分包括一個金屬殼和燒氣鍋爐電器的操縱部分。鍋爐的外殼包括底殼和面殼。鍋爐的底殼的作用是使鍋爐固定,以免發(fā)生未知的意外。同時,在其底殼上還放置著通過底殼連接著的其他的一些零件,能夠使功能發(fā)揮的更加完善。鍋爐的外殼作用與底殼不同,它主要是在鍋爐正常工作時,它能夠起到防風(fēng)防塵的作用。筆者認為鍋爐最重要的還是燃氣鍋爐電器控制部分,它起著至關(guān)重要的作用。其主要是通過對燃料的充分燃燒使鍋爐能正常工作。之后,隨著計算機不斷走進我們的生活,它的精確度和科學(xué)性也受到了許多企業(yè)的青睞,因此,許多企業(yè)都會采用計算機來控制燃料的燃燒。
四、熱能動力工程中鍋爐的發(fā)展及存在的問題
鍋爐在世界上出現(xiàn)的歷史很悠久,鍋爐的創(chuàng)造和使用對人類文明的進步和發(fā)展有著很大的作用。鍋爐是由鍋和爐組成的,上面的盛水部件為鍋,下面的加熱部分為爐,鍋和爐的一體化設(shè)計稱為鍋爐。鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能、高溫?zé)煔獾臒崮艿刃问剑?jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換成蒸汽能。在一般工廠的工業(yè)生產(chǎn)過程中,使用的是工業(yè)爐來進行燃料的燃燒和能量的轉(zhuǎn)換。根據(jù)文獻材料可知,最早的工業(yè)爐出現(xiàn)在我國的商代時期,它的主要作用是提煉熔鑄青銅器,并且,我國在春秋時期就能夠鑄造鐵器,這個進步說明了我國控制工業(yè)爐的工藝有了很大的進步。在當(dāng)代,工業(yè)爐更是有著廣泛的應(yīng)用和較大的發(fā)展。
工業(yè)爐在工業(yè)生產(chǎn)中仍然存在著較大的問題,主要包含四個,一是污染物排放量大、面廣。二是單體容量小,平均容量在8噸/小時左右,10噸/小時以下燃煤小鍋爐的數(shù)量為42萬臺,占總數(shù)的2/3.三是排放貼近地面,對環(huán)境質(zhì)量影響很大。四是鍋爐技術(shù)、主輔機不匹配,運行狀況差。此外,大多數(shù)小鍋爐缺乏除塵、脫硫和脫硝裝置,導(dǎo)致現(xiàn)在鍋爐的二氧化硫和粉塵排放普遍不達標。煤粉燃燒是先進的燃煤技術(shù),具有燃燒速度快、燃盡率高、煙氣熱損失低等優(yōu)點,實踐證明,煤粉燃盡率達98%以上,鍋爐運行熱效率達88%以上,與傳統(tǒng)燃煤鍋爐相比,可節(jié)能35%。同時,我國還有幾個比較綜合型的大問題,工業(yè)鍋爐技術(shù)基礎(chǔ)工作比較薄弱,管理水平、工藝水平落后,制造廠家多且生產(chǎn)能力低,難以形成規(guī)模化生產(chǎn)等,所以,我國如果想解決工業(yè)爐的問題,還需要進行多方面的整治。
結(jié)束語
總而言之,熱能動力工程一定要根據(jù)實際出發(fā)。在鍋爐方面的掌握,我們一定要提高它的燃燒效率,降低它的能源損耗率。掌握了鍋爐的基本組成,從而促進對能源損耗的掌握。要熟練掌握熱能動力技術(shù),才能使燃料在鍋爐的使用上,提高燃料利用率。要深刻意識到能源損耗與經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)。面對鍋爐的能源損耗問題上,我們要直面面對,努力學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識,掌握熱能動力工程技術(shù),成為這方面的人才,降低能源的損耗。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:熱能;動力;鍋爐
中圖分類號: R151 文獻標識碼: A
一、熱能動力工程
熱能動力工程顧名思義主要研究熱能與動力方面,其包括熱力發(fā)動機,熱能工程,流體機械及流體工程,熱能工程與動力機械,制冷與低溫技術(shù),能源工程,工程熱物理,水利電動力工程,冷凍冷藏工程等九個方面,其中鍋爐的運行方面主要運用熱力發(fā)動機,熱能工程,動力機械,能源工程以及工程熱物理等部分專業(yè)技術(shù)。熱能動力工程主要研究方面為熱能與動力之間的轉(zhuǎn)換問題,其研究方面橫跨機械工程、工程熱物理等多種科學(xué)領(lǐng)域。其發(fā)展方向多為電廠熱能工程以及自動化方向、工程物理過程以及其自動控制方向、流體機械及其自動控制方向、空調(diào)制冷方向、鍋爐熱能轉(zhuǎn)換方向等,熱能動力工程是現(xiàn)代動力工程的基礎(chǔ)。熱能動力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題,作為熱能源的主要利用工程,熱能動力工程對于我國的國民經(jīng)濟的發(fā)展中具有很高的地位。
二、我國的熱能動力工程發(fā)展情況
隨著改革開放,我國國民經(jīng)濟體制發(fā)生很大的變化。社會對人的培養(yǎng)提出了新的要求。為了適應(yīng)這種要求, 1993年7月國家教委頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄,將幾十個小專業(yè)壓縮為9個專業(yè),即熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發(fā)動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏。1998年教育部頒布的新專業(yè)目錄進一步將以上9個專業(yè)合并為1個,即熱能與動力工程專業(yè)。從原來的幾十個專業(yè)合并為1個專業(yè),全國現(xiàn)在有120多所高校設(shè)有熱能與動力工程專業(yè)。熱動主要研究熱能與動力方面,是跨熱能與動力工程、機械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。熱動主要學(xué)習(xí)機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。本專業(yè)涵蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域十分廣泛。能源動力產(chǎn)業(yè)既是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),又在各行各業(yè)中有特殊的應(yīng)用,也是國家科技發(fā)展基礎(chǔ)方向之一。能源動力領(lǐng)域人才教育的成敗關(guān)系到國家的根本利益。隨著我國市場經(jīng)濟的建立,社會需求和經(jīng)濟分配狀態(tài)的變化、科技發(fā)展的趨勢、對本專業(yè)的生源、就業(yè)等形成了挑戰(zhàn),更是熱能動力專業(yè)教育的關(guān)鍵。同時,熱動還是現(xiàn)代動力工程師的基本訓(xùn)練,可見熱動是現(xiàn)代動力工程的基礎(chǔ)。
三、熱能動力工程在鍋爐風(fēng)機方面需要解決的問題
風(fēng)機主要作用為氣體的壓縮和氣體的輸送,其原理是吧旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動能,將氣體輸送到特定的地點的機械,風(fēng)機經(jīng)常用于鍋爐中,隨著對于能源的需求越來越大,鍋爐中的風(fēng)機在工作中經(jīng)常會燒壞電機的事故,對于工廠的經(jīng)濟產(chǎn)生巨大損失,嚴重危害工作人員的人身安全,因此,正確運用熱能動力工程技術(shù)不斷改進風(fēng)機,對于風(fēng)機和鍋爐的安全性提出更高的要求勢在必行。
四、熱能動力工程中鍋爐及工業(yè)爐的發(fā)展
1872 年第一臺鍋爐在英國被制造,隨著鍋爐的產(chǎn)生,蒸汽機時代出現(xiàn),1796 年瓦特發(fā)明了分離冷凝器,代表著鍋爐的完整運作體系的初步確立,工業(yè)爐和鍋爐原理類似,從某些方面來講,鍋爐也是工業(yè)爐的一種,工業(yè)爐是指在工廠的工業(yè)生產(chǎn)過程中通過燃料的燃燒進行熱量的轉(zhuǎn)換,對材料進行加熱的設(shè)備,工業(yè)爐產(chǎn)生于中國商代,主要的工作方式是通過加熱提煉銅器,春秋時期產(chǎn)生了鑄鐵技術(shù),這證明著工業(yè)爐的溫度控制正在進步。1794 年熔煉鑄鐵的高爐出現(xiàn),1864 年馬丁建造了氣體燃料加熱的平爐,隨著現(xiàn)代化科技的進步,計算機逐漸代替了人工進行對鍋爐系統(tǒng)的控制,推鋼式爐和步進式爐成為吸納帶連續(xù)加熱爐的兩種基本類型,兩者只有運輸燃料的方式有所不同而已。
五、熱能動力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)運用
鍋爐的燃燒控制是調(diào)整能量轉(zhuǎn)換幅度的核心技術(shù),在當(dāng)今社會,鍋爐由人力向鍋爐內(nèi)填充燃料逐漸轉(zhuǎn)型為步進式的自動控制填充燃料所代替,更加先進的鍋爐甚至使用全自動燃燒控制,根據(jù)其運用熱能動力自動控制技術(shù)的不同,鍋爐的燃燒控制分為以下幾種:
1、以燒嘴、燃燒控制器、電動蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計、氣體分析裝置以及PLC 等部件組成的空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)。這種燃燒控制系統(tǒng)是由熱電偶檢測出數(shù)據(jù)傳送至PLC 與其本身設(shè)定的數(shù)值進行比較,偏差值通過使用比例積分及微分運算輸出電信號同時分別對比例閥門以及電動蝶閥的開放程度進行調(diào)節(jié),從而達到控制空氣與燃料比例調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)溫度的目的,此種方式溫度控制并不十分精確,需要仔細確認額定數(shù)值。
2、由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計、熱電偶幾個部分組成的雙交叉先付控制系統(tǒng),其工作原理主要是通過溫度傳感器熱電偶吧需要進行精確測量的溫度變成電信號,這個電信號即是用來代表測量點的實際溫度,此測量點溫度期望給定值是由預(yù)先存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的,并根據(jù)兩者數(shù)據(jù)之間的偏差值的大小,由PLC 自動調(diào)整燃料與空氣流量閥門的開合程度,通過電動的方式運行機構(gòu)的定位以及空氣和燃料的控制比例,并接住孔板和差壓變送器測量空氣的流量,燃料的控制也通過一個專用的質(zhì)量控制裝置來測量,是溫度精確的控制在必要的數(shù)值上。這種燃燒控制優(yōu)點在于方式節(jié)省部件,并且溫度控制精確。
六、仿真鍋爐風(fēng)機翼型葉片
鍋爐的內(nèi)部的葉輪機械內(nèi)部流暢需要帶有十分強烈的非定常特征,并且其內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜,不容易進行十分細致的測量實驗,并且到目前為止,仍然沒有可以解釋流動分離、失速和喘振等流動現(xiàn)象的完善的流體力學(xué)原理,因此要了解機械內(nèi)部流動的本質(zhì)需要更加可靠詳細的流動實驗和數(shù)值模擬實驗,通過使用軟件二維數(shù)值模擬鍋爐風(fēng)機翼型葉片,對空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動分離進行模擬,并根據(jù)模擬的數(shù)值創(chuàng)建而未模型,進行網(wǎng)格的劃分,設(shè)定邊界條件和區(qū)域,最后輸出網(wǎng)格,在使用求解器求解,這樣才可以對不同的氣流攻角的流動進行二維數(shù)值模擬,,達到模擬的目的,同時可以根據(jù)模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析,最后得出鍋爐風(fēng)機翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。
七、熱能動力工程的發(fā)展方向
1、熱能動力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向)主要掌握熱能與動力測試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環(huán)境、動力機械設(shè)計、熱力發(fā)電廠、熱工自動控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計算、流體機械等知識。
2、熱力發(fā)動機及汽車工程方向掌握內(nèi)燃機(或透平機)原理、結(jié)構(gòu),設(shè)計,測試,燃料和燃燒,熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程,能源工程概論,內(nèi)燃機電子控制,熱力發(fā)動機傳熱和熱負荷,汽車工程概論等方面的知識。
3、制冷低溫工程與流體機械方向掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。
4、水利水電動力工程方向掌握水輪機、水輪機安裝檢修與運行、水力機組輔助設(shè)備、水輪機調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動化、電機學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護原理等方面的知識,以及水電廠計算機監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測試技術(shù)方面的知識。
結(jié)束語
熱能動力工程的迅速發(fā)展使得熱力發(fā)動機專業(yè)方向,其中包括熱力發(fā)動機主要研究高速旋轉(zhuǎn)動力裝置,包括蒸汽輪機、燃氣輪機、渦噴與渦扇發(fā)動機、壓縮機及風(fēng)機等的設(shè)計、制造、運行、故障監(jiān)測與診斷以及自動控制等行業(yè)的發(fā)展都到了提速。熱動能的發(fā)展為航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、鐵路及輕工等部門培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才,若能將這些理論知識轉(zhuǎn)換成實際的運用,我國的能源壓力將大大降低。
參考文獻
關(guān)鍵詞:能源與動力工程 專業(yè)核心課程 建設(shè)
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2015)04-0290-01
能源與動力是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),該專業(yè)發(fā)展的好壞程度直接關(guān)系到能源與動力方面的人才培養(yǎng)質(zhì)量。在上個世紀50年代,我國能源與動力工程專業(yè)就開始形成,受當(dāng)時社會政治經(jīng)濟及教育體制的影響,該專業(yè)發(fā)展水平層次不高,專業(yè)分割過細等問題突出,需要對其進行調(diào)整才能夠適應(yīng)當(dāng)前我國社會經(jīng)濟的發(fā)展水平。本文接下來將對能源與動力工程專業(yè)核心課程體系做出具體的分析探討。
一、能源與動力工程專業(yè)核心課程體系的發(fā)展現(xiàn)狀
1.專業(yè)研究領(lǐng)域的擴展對人才知識結(jié)構(gòu)提出了新要求
能源與動力工程這個專業(yè)名稱是熱能與動力工程專業(yè)在2012年調(diào)整之后更名的,2013年正式更名使用并招生。專業(yè)名稱的改變反應(yīng)其教育內(nèi)容的變化,相對而言,其涵蓋的內(nèi)涵比熱能與動力工程專業(yè)更寬廣。能源與動力工程專業(yè)與化學(xué)及其環(huán)境工程專業(yè)的關(guān)系更加密切,而不僅僅局限在傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化與利用。當(dāng)前,我國新能源和可再生能源得到了較大程度的開發(fā)利用,因此,形成了較大的生產(chǎn)研究領(lǐng)域,急需要這方面的高級專門人才投入到生產(chǎn)實踐中。這樣的能源使用現(xiàn)狀,為高校能源與動力專業(yè)的畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)前景。然而,當(dāng)前的專業(yè)培養(yǎng)計劃中,并沒有適當(dāng)?shù)恼n程內(nèi)容來適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展需要,總學(xué)分不足,教學(xué)科目較少的問題需要引起足夠重視。
2.人才的培養(yǎng)模式不適應(yīng)社會的發(fā)展需要
能源與動力工程這個專業(yè)相對于變名之前的專業(yè)而言,涵蓋的范圍更加寬泛,不僅僅包括原來的熱能工程及其動力機械,還包括熱力發(fā)動機、制冷低溫工程等。這種寬口徑的人才培養(yǎng)模式使得高校所培養(yǎng)的人才具有廣闊的知識儲備,增加其就業(yè)面和職業(yè)的適應(yīng)能力。當(dāng)然,這種寬口徑的培養(yǎng)模式也會出現(xiàn)一些不利的影響,例如:人才的培養(yǎng)不夠?qū)I(yè),不能夠滿足企業(yè)對人才某一方面知識技能的需求。這種培養(yǎng)模式下的畢業(yè)生,即使到了工作崗位上,也還需要經(jīng)過一段時間的實踐學(xué)習(xí)及在職培訓(xùn)才能夠滿足用人單位的任職要求。
3.專業(yè)核心課程體系的構(gòu)建不利于學(xué)生個性化的培養(yǎng)
大學(xué)期間是人生觀、世界觀和職業(yè)觀形成的關(guān)鍵時期,對以后的職業(yè)發(fā)展具有重要作用。在同一個專業(yè)里,有些人喜歡動力機械,有些人喜歡制冷空調(diào),還有些人喜歡發(fā)電等,這就導(dǎo)致畢業(yè)生以后的職業(yè)選擇出現(xiàn)差異性。當(dāng)前素質(zhì)教育的號召下,要求學(xué)生個性發(fā)展,在各個專業(yè)的培養(yǎng)方案及其課程體系的建設(shè)上,要給學(xué)生自主選擇和發(fā)揮的空間,讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣方向來選修自己的課程,從事今后的職業(yè)。但是在目前的課程體系中,能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生,四年所學(xué)內(nèi)容基本一致,教學(xué)內(nèi)容不存在明顯差別,統(tǒng)一的培養(yǎng)模式很難造就出個性化發(fā)展的學(xué)生。
4.缺乏有力的實踐課程
實踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計仍然是當(dāng)今高校人才培養(yǎng)模式中的通病,離創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)還具有很大的一個差異。縱觀各校能源與動力工程專業(yè)的課程體系,發(fā)現(xiàn)其實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計與理論知識相脫離,不利于實踐教育效果的達成。另一方面,實踐內(nèi)容安排不合理,缺乏及時、有效的更新,與國外高水平的高校課程體系相比,教學(xué)實踐內(nèi)容明顯陳舊,不利于人才質(zhì)量的提升。
二、建設(shè)科學(xué)合理的專業(yè)核心課程體系
1.增加專業(yè)核心課程的設(shè)置,建立健全人才培養(yǎng)模式
變名之后的能源與動力工程專業(yè),所涵蓋的內(nèi)涵更加廣泛,因此需要拓展課程研究領(lǐng)域,在掌握能源與動力工程專業(yè)發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上來設(shè)置核心專業(yè)課程。在滿足人才培養(yǎng)總目標的前提下,完善補充專業(yè)培養(yǎng)結(jié)構(gòu),優(yōu)化核心教學(xué)內(nèi)容,使高校所培養(yǎng)出來的人才能夠滿足適應(yīng)今后社會經(jīng)濟發(fā)展的需要,人才的知識結(jié)構(gòu)能夠增強畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。
2.明確專業(yè)方向,區(qū)分專業(yè)性
為了避免寬而不專等方面的問題,需要在整個能源與動力專業(yè)大類的范圍中來統(tǒng)一基礎(chǔ)性課程,區(qū)分好專業(yè)核心課程。統(tǒng)一基礎(chǔ)性課程是為了防止學(xué)生專業(yè)面狹窄等問題的出現(xiàn),通過專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置和通識課程的講授,使得學(xué)生能夠根據(jù)不同的專業(yè)方向來進行專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)。設(shè)置大量的專業(yè)選修課程,強化專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置,避免該專業(yè)的學(xué)生出現(xiàn)“寬口徑”和“零距離”的發(fā)展矛盾。
3.設(shè)置多樣化的課程體系,不斷滿足學(xué)生個性發(fā)展需要
高校課程制定者要設(shè)立柔性的專業(yè)課程體系,建立起多元化的課程結(jié)構(gòu)來不斷的滿足該專業(yè)學(xué)生的個性發(fā)展要求。學(xué)生按照自己的興趣愛好來選擇自己的專業(yè)學(xué)習(xí)模塊,進而從事自己選擇的職業(yè)類型。一般情況下,課程體系包括研究型和應(yīng)用型兩種,研究型課程注重基礎(chǔ)性知識的學(xué)習(xí),為以后的考研學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),應(yīng)用型課程注重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置,主要培養(yǎng)學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)新性能力。這樣的課程體系,可以從多方面滿足不同學(xué)生的發(fā)展需要。
4.優(yōu)化專業(yè)教學(xué)內(nèi)容,促使理論與實踐的結(jié)合
理論與實踐知識的學(xué)習(xí)不可此消彼長,需要在強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的同時保障理論知識的學(xué)習(xí)。在總學(xué)習(xí)不變的前提下,要合理分配理論實踐課程,可以通過其他公共課程的壓縮來保障專業(yè)核心課程的比重。在對學(xué)生進行課程設(shè)計的同時,可以將理論知識的教學(xué)貫穿在實踐環(huán)節(jié)之中。根據(jù)最新的就業(yè)形勢來調(diào)整教學(xué)大綱,編寫教材,盡量將最前沿的研究成果融入到日常教學(xué)成果中。
三、總結(jié)語
總而言之,課程體系的構(gòu)建和課程內(nèi)容的優(yōu)化是一項長期的過程,需要高等教育領(lǐng)域的研究專家和教育教學(xué)工作者共同努力。能源與動力工程專業(yè)核心課程體系的建設(shè),需要在社會經(jīng)濟發(fā)展,人才需求變更的基礎(chǔ)上進行調(diào)整。在考慮本校實際專業(yè)特色的基礎(chǔ)上,合理配置專業(yè)核心課程的師資隊伍,改革教學(xué)方法,更新教學(xué)內(nèi)容,注重教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的增強,最終朝著提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的方向前進。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:鍋爐設(shè)備及運行;鍋爐原理;本科教學(xué);課程建設(shè)
作者簡介:馬有福(1978-),男,新疆伊犁人,上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,講師。(上海 200093)
基金項目:本文系2011年度上海理工大學(xué)核心課程(鍋爐設(shè)備及運行)建設(shè)項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0090-02
為拓展專業(yè)口徑,增強培養(yǎng)人才的適應(yīng)性,1999年上海理工大學(xué)(以下簡稱“我校”)對原有的9個能源動力類二級專業(yè)進行了調(diào)整合并,成立了熱能與動力工程專業(yè),并下設(shè)能源與環(huán)境工程、動力機械工程、制冷與空調(diào)工程以及工程熱物理四個專業(yè)方向。2013年我校“熱能與動力工程”專業(yè)更名為“能源與動力工程”,但四個專業(yè)方向保持不變。在上述四個專業(yè)方向中,能源與環(huán)境工程方向源于我校20世紀50年代創(chuàng)辦的鍋爐專業(yè)(后來改名為熱能工程專業(yè)),具有悠久的發(fā)展歷史。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我校熱能工程專業(yè)形成了偏重于鍋爐設(shè)計與制造方向的特色,與西安交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、清華大學(xué)同一專業(yè)的方向類似。因而,集鍋爐理論、設(shè)計及計算為一體的“鍋爐原理”課程始終是本專業(yè)最主要的專業(yè)課程。[1,4]
但隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和制造業(yè)生產(chǎn)效率提高,鍋爐制造企業(yè)的用人需求趨于減少,而火電廠及其他鍋爐運行單位的用人需求趨于增多。從我校能源與動力工程專業(yè)(能源與環(huán)境工程)畢業(yè)生近幾年的就業(yè)統(tǒng)計來看,去往火電廠等鍋爐運行單位的人數(shù)在逐漸增多。
此外,隨著全社會對節(jié)能減排工作的日益重視,廣大鍋爐運行單位逐漸成為本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的重要力量,而且涌現(xiàn)出大量的能源科技服務(wù)企業(yè),這與以往本專業(yè)科研任務(wù)基本由鍋爐主機制造企業(yè)承擔(dān)有所不同。因而,為適應(yīng)新形勢下本專業(yè)人才培養(yǎng)的新需求,2013年我校將“鍋爐原理”課程的名稱改為了“鍋爐設(shè)備及運行”,同時對教學(xué)內(nèi)容做了調(diào)整,以期在優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)和拓展學(xué)生視野方面起到積極的效果。本文對這一項課程改革工作進行了總結(jié)和說明。
一、“鍋爐設(shè)備及運行”教學(xué)內(nèi)容及其學(xué)時分配
“鍋爐設(shè)備及運行”課程(以下簡稱“本課程”)是我校能源與動力工程本科專業(yè)的專業(yè)主干課程(64學(xué)時),主要面向該專業(yè)的能源與環(huán)境工程方向(同時也作為選修課面向其余3個專業(yè)方向),其教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配如表1所示。
由表1可知,本課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為8個知識模塊。其中,模塊1~5為以往“鍋爐原理”課程的核心內(nèi)容,模塊6~8為本次課程內(nèi)容調(diào)整予以強化和新增的內(nèi)容。
表1 “鍋爐設(shè)備及運行”課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配
二、“鍋爐設(shè)備及運行”教學(xué)內(nèi)容設(shè)計說明及探討
與以往的“鍋爐原理”教學(xué)內(nèi)容相比,本課程教學(xué)內(nèi)容有以下特點:
1.充分注意與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接,避免不同課程重復(fù)講授相同或相似內(nèi)容
在多數(shù)本科院校的熱能與動力工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中均將“燃燒學(xué)”或其相似課程列為了“鍋爐原理”的前修課程,我校為“工程燃燒學(xué)”。因此,在本課程教學(xué)內(nèi)容中不再專門介紹基礎(chǔ)燃燒理論,但強調(diào)以燃燒理論為基礎(chǔ)深入講解各類鍋爐燃燒設(shè)備的技術(shù)原理和工作特性。
此外,鑒于與能源利用有關(guān)的環(huán)境問題日益突出,能源與環(huán)境學(xué)科交叉日益緊密,在多數(shù)本科院校的熱能與動力工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中設(shè)置了有關(guān)“燃燒污染物排放及控制”的專業(yè)課程,比如我校設(shè)置有“大氣污染控制工程”課程。因而,雖然“燃燒污染物排放及控制”的確是與鍋爐設(shè)備密切相關(guān)的議題,但為避免與后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容重復(fù),在本課程教學(xué)內(nèi)容中不再介紹“燃燒污染物減排與控制”。但與燃燒過程及燃燒設(shè)備密切相關(guān)的知識點(如低NOx燃燒技術(shù)等)仍保留在本課程的鍋爐燃燒設(shè)備模塊中講授。
另一方面,對那些屬于鍋爐設(shè)備重要工作過程,但在其他課程中未有涉及的理論知識點(如鍋爐水動力模塊中的氣液兩相流),仍在本課程中保留必要的學(xué)時講授,使教學(xué)內(nèi)容具有與本科教育相適應(yīng)的理論深度。
2.縮減鍋爐設(shè)計計算方法的學(xué)時,從而拓展課程知識面,并培養(yǎng)學(xué)生獨立自學(xué)能力
鍋爐設(shè)計是以大量計算為基礎(chǔ),主要有強度計算、熱力計算、煙風(fēng)阻力計算及水動力計算等。其中,熱力計算是鍋爐受熱面設(shè)計布置的依據(jù),也是完成其他計算的基礎(chǔ),在所有鍋爐計算中處于核心地位。因而在早期的“鍋爐原理”教學(xué)中,一般用與“鍋爐燃燒設(shè)備”大體相同的學(xué)時講授鍋爐熱力計算方法。然而,隨著本科專業(yè)向?qū)捒趶脚囵B(yǎng)方向的推進以及對大學(xué)本科通識教育的日益重視,專業(yè)課課時不斷縮減,所以必需對以往的“鍋爐原理”教學(xué)內(nèi)容進行合理取舍,從而在少學(xué)時條件下仍保證專業(yè)課程的培養(yǎng)質(zhì)量。因此,本課程大幅縮減了鍋爐熱力計算的學(xué)時,僅在鍋爐總體設(shè)計與布置模塊中用2學(xué)時講授其基本計算原理、特點及程序,至于各類鍋爐受熱面的具體熱力計算方法則要求學(xué)生在課下自學(xué)。由于已有前修課程“傳熱學(xué)”的基礎(chǔ),學(xué)生自學(xué)這部分內(nèi)容是可行的。此外,在后續(xù)的實踐課程“鍋爐課程設(shè)計”(其主要任務(wù)為完成一鍋爐的熱力計算和總圖繪制)中,學(xué)生可在指導(dǎo)教師的輔助下進一步領(lǐng)會鍋爐熱力計算方法及其應(yīng)用。由此,可節(jié)余出一些課時用于拓展課程知識面,同時也培養(yǎng)了學(xué)生獨立自學(xué)并完成工程設(shè)計計算的能力。
3.拓展和強化了鍋爐水處理方面的教學(xué)內(nèi)容
絕大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)過程都會耗水,與鍋爐設(shè)備密切相關(guān)的火力發(fā)電行業(yè)更是所有工業(yè)行業(yè)中的第一耗水大戶。因而,筆者認為以“卓越工程師”為培養(yǎng)目標的工科大學(xué)生,應(yīng)該了解和掌握一些必需的水科學(xué)知識和水處理技術(shù)。然而在多數(shù)院校熱能與動力工程專業(yè)的選修課程列表中,未有設(shè)置“工業(yè)水處理”相關(guān)課程,我校亦是如此。為此,在本課程教學(xué)內(nèi)容中加大了鍋爐水處理模塊的教學(xué)學(xué)時,以期以鍋爐水處理為載體,增強學(xué)生對水科學(xué)和水處理技術(shù)的認識。這部分內(nèi)容的講授可以《熱力發(fā)電廠水處理》作為參考教材。
4.拓展和強化了鍋爐運行及事故方面的教學(xué)內(nèi)容
在我校以往的“鍋爐原理”教學(xué)中,有關(guān)鍋爐運行的教學(xué)課時較少(一般為2~4學(xué)時),因而學(xué)生對相關(guān)知識點了解不深,知識面也較窄。正如“引言”中所述,在新形勢下鍋爐教學(xué)中有必要進一步拓展和強化鍋爐運行方面的內(nèi)容。為突出這種變化,課程名稱由“鍋爐原理”改為了“鍋爐設(shè)備及運行”。鍋爐運行模塊的教學(xué)內(nèi)容具有知識面廣、綜合性強的特點,而多數(shù)教師的從業(yè)經(jīng)歷較為單一(即未有鍋爐運行單位的實踐經(jīng)歷),使得這部分內(nèi)容的講授會相對較難。對此,任課教師需從積極參與相關(guān)科研項目等各種可能的途徑加強學(xué)習(xí)和提高,從而高質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù)。
5.增加了鍋爐技術(shù)專題講座模塊,以拓展學(xué)生視野,提高學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)
隨著清潔高效發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和可持續(xù)能源研究的興起,與之密切相關(guān)的鍋爐技術(shù)也在不斷更新和發(fā)展。為使學(xué)生了解鍋爐技術(shù)的典型應(yīng)用和最新進展,在本課程中增加了鍋爐技術(shù)專題講座模塊,講授超(超)臨界發(fā)電及其鍋爐、大型循環(huán)流化床鍋爐、生物質(zhì)鍋爐、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)余熱鍋爐四個專題。該模塊主要講授各專題的關(guān)鍵技術(shù)與最新進展,對教師的授課準備提出了更高的要求,但有利于提高學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì),為學(xué)生就業(yè)或進一步深造學(xué)習(xí)打下較好的基礎(chǔ)。
三、總結(jié)
在以往“鍋爐原理”課程的基礎(chǔ)上,本文對我校能源與動力工程專業(yè)64學(xué)時本科課程“鍋爐設(shè)備及運行”的教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配進行了設(shè)計,并對各個知識模塊的教學(xué)內(nèi)容進行了說明和討論。優(yōu)化調(diào)整后的“鍋爐設(shè)備及運行”教學(xué)內(nèi)容充分注意與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接,避免了不同課程重復(fù)講授相同或相似內(nèi)容。同時由縮減鍋爐設(shè)計計算方法所占學(xué)時,拓展了課程知識面,強化了鍋爐水處理與鍋爐運行方面的教學(xué)內(nèi)容,新增了鍋爐技術(shù)專題講座模塊。這些嘗試對能源與動力工程專業(yè)“鍋爐原理”課程的進一步改革具有參考意義。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:能源與動力工程專業(yè);人才培養(yǎng)模式;多元化;創(chuàng)新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)07-0172-03
隨著我國高等教育的普及,人才培養(yǎng)質(zhì)量顯得尤為重要。《高等院校能源動力學(xué)科熱能與動力工程專業(yè)規(guī)范》(以下簡稱《專業(yè)規(guī)范》)指出:“在不同歷史階段,社會的人才需求不同,對高等教育的要求也不同”,“辦學(xué)應(yīng)當(dāng)與時俱進,培養(yǎng)人才的模式應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)型”。因此,根據(jù)社會發(fā)展需要及時構(gòu)建新的人才培養(yǎng)模式,已是大勢所趨,各學(xué)校應(yīng)以具體情況為依據(jù),對人才培養(yǎng)機制進行研究。本文將以我校熱能與動力工程專業(yè)培養(yǎng)模式為例,秉承“人盡其才,才盡其用”的育人理念,以新觀念、新舉措探索設(shè)計多元化的人才培養(yǎng)模式。
一、問題的提出
合理、高效地利用能源對于國家實現(xiàn)跨越式發(fā)展有著重要作用,能源與動力工程專業(yè)所肩負的使命不言而喻,而現(xiàn)行的能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)方案對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力的訓(xùn)練較少,不能滿足行業(yè)對所需人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求,主要存在以下問題:
一是培養(yǎng)的人才不能滿足國家和社會發(fā)展的要求。我們應(yīng)當(dāng)以國家和社會發(fā)展的需求為導(dǎo)向,立志培養(yǎng)出能夠適應(yīng)國家和社會發(fā)展的高質(zhì)量人才,國家需要不同層次、不同類型的人才培養(yǎng)機制,各學(xué)校應(yīng)根據(jù)具體情況形成自己的特色。但目前人才培養(yǎng)質(zhì)量現(xiàn)狀表明,一般大學(xué)培養(yǎng)的大學(xué)生不像一流高水平大學(xué)的學(xué)生,具有強大的基礎(chǔ)理論與研究能力;又不如高職院校的學(xué)生,具有強大的實踐動手能力,處于進退兩難的境地。同時,人才的培養(yǎng)與企業(yè)的需求之間存在矛盾,由于能源與動力工程學(xué)科專業(yè)方向較多,教學(xué)培養(yǎng)過程中,缺乏社會需求調(diào)研,導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)之間“脫節(jié)”。
二是“通才”培養(yǎng)模式不能滿足學(xué)生個性化發(fā)展。“以人為本”是科學(xué)發(fā)展觀的核心,“因材施教”是學(xué)生個性化發(fā)展的內(nèi)涵。要一切以學(xué)生發(fā)展為出發(fā)點,促進學(xué)生個體特長與全面發(fā)展的協(xié)調(diào)。而傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式存在很多的弊端,培養(yǎng)模式單一,不能做到“因材施教”,忽視了學(xué)生的個體特長與興趣愛好,“灌輸式”教育依然是主要的教學(xué)模式。同時,設(shè)置的課程體系也存在不合理性,注重課程的具體性和特殊性,缺乏對各主干課程間整體性和關(guān)聯(lián)性的把握。
三是多元化人才培養(yǎng)模式常常與學(xué)科專業(yè)多方向培養(yǎng)相混淆。所謂的多元化人才培養(yǎng),是根據(jù)人才培養(yǎng)目標的不同,分別制定研究型、應(yīng)用型、拔尖型人才培養(yǎng)方案以及“卓越工程師”人才培養(yǎng)方案,同一專業(yè)可以培養(yǎng)多類型、多層次的高質(zhì)量人才,以滿足國家和經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。而所謂的專業(yè)培養(yǎng)方向,則是各高校綜合自己的辦學(xué)特色和教學(xué)能力設(shè)計的課程培養(yǎng)模塊,是為進一步深造,成為能源與動力學(xué)科的專門人才而設(shè)置的。盡管目前國內(nèi)各高校的專業(yè)培養(yǎng)方案從學(xué)科發(fā)展的角度進行了專業(yè)方向及其課程體系的設(shè)置,但仍然是同一培養(yǎng)人才模式下的知識拓展。
二、能源與動力工程專業(yè)多元化人才培養(yǎng)模式探索
為了實現(xiàn)“人盡其才,才盡其用”,本著“以人為本,因材施教”的原則,在綜合考慮學(xué)生的個體特長和企業(yè)需求的基礎(chǔ)上,中國石油大學(xué)(華東)能源與動力工程系開展對適應(yīng)企業(yè)需求和學(xué)生個性化的多元化人才培養(yǎng)模式探索,著力培養(yǎng)特色型、工程型和研究型三類拔尖創(chuàng)新人才。
1.多元化人才培養(yǎng)的目標定位。作為一所石油特色鮮明的高水平研究型大學(xué),要以國家和社會發(fā)展為導(dǎo)向,不僅要培養(yǎng)具有初步科研能力的研究型人才,還要培養(yǎng)具有實踐能力和管理能力的工程型以及特色型人才;不僅要培養(yǎng)出企業(yè)需要的人才,更要致力于培養(yǎng)能夠適應(yīng)國家,甚至國際需求的高質(zhì)量人才;不僅要有對專業(yè)技能和綜合素質(zhì)的把握,還要依據(jù)學(xué)生的個體特長和興趣愛好,因材施教,制定不同的發(fā)展目標,提供不同的發(fā)展方向。我校熱能與動力工程專業(yè)主要培養(yǎng)適應(yīng)國家和現(xiàn)代化建設(shè)的需要,德智體全面發(fā)展,知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,具備熱能與動力工程領(lǐng)域扎實的理論基礎(chǔ),專業(yè)知識寬廣,具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才。以學(xué)校培養(yǎng)人才整體目標定位為基石,突出學(xué)科優(yōu)勢與專業(yè)特色,著力培養(yǎng)學(xué)術(shù)研究型、就業(yè)創(chuàng)業(yè)型和跨學(xué)科發(fā)展型拔尖創(chuàng)新人才。
2.多元化人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計。人才培養(yǎng)方案是踐行教育理念、落實人才培養(yǎng)目標的重要教學(xué)文件,是人才培養(yǎng)模式設(shè)計和培養(yǎng)過程設(shè)計的藍圖。根據(jù)《專業(yè)規(guī)范》制定的人才培養(yǎng)規(guī)格,充分理解“以人為本,因材施教”教育內(nèi)涵,極大發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建不同層次人才培養(yǎng)需要的多元化人才培養(yǎng)方案。需遵循以下基本原則:(1)人文社會科學(xué)素養(yǎng)與自然科學(xué)并重原則。工科類大學(xué)生不僅要具備扎實的專業(yè)知識和嚴密的邏輯思維能力,而且應(yīng)該積極參加創(chuàng)新項目與學(xué)科競賽,在團隊中培養(yǎng)自己的人際交往能力與團隊協(xié)作的能力,不斷提高自己的人文素養(yǎng)。(2)學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)技能相結(jié)合原則。按照學(xué)科分類,能源與動力工程專業(yè)屬于機械類。依據(jù)學(xué)科大類進行橫向培養(yǎng),與國際知名高校機械工程接軌,打造機械類學(xué)科基礎(chǔ)平臺,優(yōu)化力學(xué)、電學(xué)、材料等平臺課程框架體系與課程內(nèi)容。不僅要將專業(yè)基礎(chǔ)課程和主干課程學(xué)扎實,而且要將全部課程進行整合優(yōu)化,“融會貫通”。通過課程體系框架,夯實專業(yè)基礎(chǔ),熟練掌握本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)1―2個專業(yè)方向中的相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備的設(shè)計、運行、研究、開發(fā)和技術(shù)管理所必需的專業(yè)知識,能夠綜合運用所學(xué)知識,分析和解決實際問題,并了解學(xué)科當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及前沿動態(tài)。(3)加強對創(chuàng)新能力、實踐能力和科研能力的培養(yǎng)。通過新生研討課、認識實習(xí)、科研實訓(xùn)、專業(yè)實習(xí)等課程,循序漸進,不斷提高學(xué)生的科研能力和實踐能力;通過大學(xué)生創(chuàng)新項目以及高水平的學(xué)科競賽等項目,讓學(xué)生在實踐中提高創(chuàng)新能力和實踐能力。(4)重視學(xué)生的個性化發(fā)展的培養(yǎng)。在滿足基本的教學(xué)目標和教學(xué)任務(wù)的前提下,重視學(xué)生個性化的培養(yǎng),“因材施教”,充分尊重學(xué)生的個體特長和興趣愛好,鼓勵學(xué)生個性發(fā)展,全面發(fā)展。(5)堅持專業(yè)規(guī)范與專業(yè)特色相結(jié)合原則。辦學(xué)特色是高校的立校之本,優(yōu)勢學(xué)科要充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢,關(guān)注行業(yè)發(fā)展動態(tài),強化專業(yè)優(yōu)勢、突出專業(yè)特色。
根據(jù)以上基本原則,構(gòu)建了多元化人才培養(yǎng)體系框架,如圖1。
3.多元化人才培養(yǎng)的總體思路。以多元化人才培養(yǎng)目標為核心,遵循學(xué)校頂層設(shè)計原則,注重學(xué)生個性化發(fā)展,依托學(xué)校優(yōu)勢與專業(yè)特色,著力培養(yǎng)就業(yè)創(chuàng)業(yè)型、學(xué)術(shù)研究型和跨學(xué)科發(fā)展型多元化創(chuàng)新人才。(1)寬口徑,厚基礎(chǔ),強技能。課程體系由公共基礎(chǔ)課程,學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程組成。首先,需構(gòu)建一個適用于所有專業(yè)方向的公共基礎(chǔ)知識平臺。數(shù)學(xué)課程是熱能與動力工程專業(yè)的靈魂,是進行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),必須夯實;英語和計算機應(yīng)用能力的提升尤為重要,為以后閱讀英文文獻、查閱英文資料打下良好的基礎(chǔ)。其次,重視學(xué)科基礎(chǔ)平臺的搭建,基礎(chǔ)課程是在公共課程平臺基礎(chǔ)上向本學(xué)科體系的過渡與靠攏,也是進行專業(yè)方向課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),包括力學(xué)類、機械類、電算及控制類、熱科學(xué)類及環(huán)境類課程,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。再次,構(gòu)建新一代專業(yè)課程體系,加強與本專業(yè)緊密聯(lián)系的相關(guān)知識與能力的訓(xùn)練與培養(yǎng),提高學(xué)生實踐技能和綜合素質(zhì),增強學(xué)生社會適應(yīng)能力,提高知識應(yīng)用能力。(2)鼓勵創(chuàng)新,加強人才科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過新生研討課、認識實習(xí)、科研實訓(xùn)、專業(yè)實習(xí)等課程,循序漸進,不斷提高學(xué)生的科研能力和實踐能力;通過大學(xué)生創(chuàng)新項目以及高水平的學(xué)科競賽等項目,讓學(xué)生在實踐中提高創(chuàng)新能力和實踐能力。新的培養(yǎng)方案中新開設(shè)了新生研討課,旨在通過與老師的交流,讓大一新生對所學(xué)專業(yè)有一個初步的認識,通過了解專業(yè)當(dāng)前的研究動態(tài),找到自己的興趣點。緊接著開設(shè)專業(yè)實訓(xùn)課程,目的是讓學(xué)生通過查閱資料與閱讀文獻,一方面提高查閱文獻的能力,另一方面進一步了解所感興趣的內(nèi)容。通過新生導(dǎo)師制的實施,完成某一感興趣問題的調(diào)研和分析,并根據(jù)學(xué)生的情況開展相應(yīng)的工作,以此為科學(xué)研究的起點,通過后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實習(xí)、科研實訓(xùn)、工程實訓(xùn),夯實專業(yè)基礎(chǔ),積極參加大學(xué)生創(chuàng)新項目和學(xué)科競賽,延續(xù)4年科研訓(xùn)練,逐步提升學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。(3)增加實踐實訓(xùn)課程,提高實踐能力。新的培養(yǎng)方案大量增加了工程實踐、實訓(xùn)和實驗課程的學(xué)時,以充分培養(yǎng)學(xué)生綜合技能及動手能力。①開設(shè)專業(yè)實驗、實踐能力培養(yǎng)課程,如大學(xué)物理實驗、電工電子實驗、傳熱學(xué)實驗、熱力學(xué)實驗、金工實習(xí)、專業(yè)認識實習(xí)、專業(yè)實習(xí)、專業(yè)拆裝實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等;②開設(shè)了培養(yǎng)學(xué)生計算機運用和計算能力訓(xùn)練課程,如數(shù)學(xué)實驗(Matlab實踐)、計算機應(yīng)用技術(shù)實驗(C語言編程)、機械CAD基礎(chǔ)、流動與傳熱計算實踐等;③開設(shè)多門綜合性專業(yè)課程設(shè)計課程,提高綜合運用知識能力,如機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計、熱工測量儀表與自動化課程設(shè)計、鍋爐課程設(shè)計、計算傳熱學(xué)課程設(shè)計、供熱工程課程設(shè)計、熱力采油工藝課程設(shè)計、熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)課程設(shè)計。(4)依托學(xué)科,強化人才特色培養(yǎng)。各學(xué)校根據(jù)學(xué)校的特色設(shè)置專業(yè)課,充分發(fā)揮學(xué)校特色的優(yōu)勢,并充分考慮學(xué)生以后的發(fā)展需求。以我校為例,油田中的熱科學(xué)技術(shù)是我校能源與動力工程專業(yè)的特色,畢業(yè)生中70%的學(xué)生都在油田從事熱相關(guān)的工作,也是申報國家特色專業(yè)的亮點,課程設(shè)置根據(jù)稠油生成過程進行,從稠油生產(chǎn)注汽開始,到舉升、集輸再到煉油和化工等環(huán)節(jié)相關(guān)課程:石油工程概論、注汽鍋爐、熱力采油、油氣集輸和化工工藝與設(shè)備等,讓學(xué)生能結(jié)合過程了解其中的熱利用。其次,涉及動力和暖通方向的安全設(shè)備工程師資格證考證核心課程基本都具備,為一部分學(xué)生畢業(yè)后的考證或其他發(fā)展需求奠定基礎(chǔ)。(5)多元化培養(yǎng)目標與專業(yè)培養(yǎng)方向相協(xié)調(diào)。以多元化人才培養(yǎng)目標為導(dǎo)向,在專業(yè)培養(yǎng)方案中設(shè)置不同類型的培訓(xùn),包括科研培訓(xùn)以及企業(yè)培訓(xùn)等,提高學(xué)生的科研能力和實踐能力。此外,專業(yè)還設(shè)置了特色課程,力求達到多元化培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)方向的統(tǒng)一。首先,構(gòu)建公共基礎(chǔ)平臺,將多元化培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。目前開設(shè)的很多課程(學(xué)科、專業(yè)基礎(chǔ)課)不僅為專業(yè)培養(yǎng)方向提供專業(yè)基礎(chǔ),同樣可以為多元化培養(yǎng)提供專業(yè)基礎(chǔ),從而在新的培養(yǎng)方案的培養(yǎng)下達到多元化培養(yǎng)目標與專業(yè)培養(yǎng)方向的統(tǒng)一。
4.多元化培養(yǎng)方案的探索實施。教學(xué)培養(yǎng)方案能否得到嚴格實施,是培養(yǎng)能源與動力工程系多元化人才成敗的后期關(guān)鍵環(huán)節(jié),為達到培養(yǎng)方案的預(yù)想結(jié)果,應(yīng)健全組織結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮校、院二級領(lǐng)導(dǎo)督促作用,確保工作順利進行。(1)加強培養(yǎng)方案制定、實施的組織保障。為保證多元化人才培養(yǎng)模式的順利實施,學(xué)校從上至下成立了培養(yǎng)方案修訂學(xué)術(shù)委員會,學(xué)院專門成立了“能源與動力工程多元化培養(yǎng)方案修訂”領(lǐng)導(dǎo)小組,負責(zé)協(xié)調(diào)、工作部署及監(jiān)督,監(jiān)督培養(yǎng)方案的執(zhí)行過程,跟蹤培養(yǎng)方案的實施效果,通過反饋來進行修訂。(2)全面系統(tǒng)的質(zhì)量評價體系。目前,學(xué)校已經(jīng)成立了教學(xué)質(zhì)量評價中心,從多個方面對人才培養(yǎng)質(zhì)量開展評價,并制定了評價標準體系,每年定期本科教學(xué)質(zhì)量報告。(3)教師隊伍建設(shè)。教師隊伍是培養(yǎng)方案的落實者,同時也是有力的監(jiān)督者和維護者,關(guān)系到新培養(yǎng)方案的貫徹情況,因此必須重視教師隊伍的構(gòu)建。教師不僅要精通專業(yè)知識,而且具有較強的工程實踐能力和具備豐富的實踐經(jīng)驗。這就要求廣大教師要加強學(xué)習(xí),提高綜合素質(zhì),主動融入企業(yè)和社會,為培養(yǎng)創(chuàng)新型多元化人才做好充分準備。
三、結(jié)論
多元化教育以專業(yè)人才培養(yǎng)模式的多樣化為指導(dǎo)思想,以國家現(xiàn)代化建設(shè)的需要為導(dǎo)向,既符合人才的發(fā)展規(guī)律,也滿足人才的社會需求,更符合能源與動力工程專業(yè)的特點。在當(dāng)前教育部大抓教學(xué)質(zhì)量的形勢下,高校應(yīng)堅持“以人為本”的發(fā)展戰(zhàn)略,堅持多元化教育思想,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢與特色,提高學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新能力和實踐能力,致力于培養(yǎng)出適應(yīng)我國能源與動力行業(yè)發(fā)展的設(shè)計、管理、研發(fā)等高素質(zhì)專門人才。
關(guān)鍵詞:風(fēng)機翼型 數(shù)值模擬 鍋爐仿真
1.熱能動力工程的研究方向
熱動主要研究熱能與動力方面,是跨熱能與動力工程、機械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。目前我國有120多所院校開設(shè)有該專業(yè),它由舊本科的九個相關(guān)專業(yè)合并而成,包括了原來的熱力發(fā)動機(080311)、熱能工程(080501)、流體機械及流體工程(080313)、熱能工程與動力機械(080319W)、制冷與低溫技術(shù)(080502)、能源工程(080506W)、工程熱物理(080507W)、水利水電動力工程(080903)、冷凍冷藏工程(081409)專業(yè)。
熱動主要學(xué)習(xí)機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。專業(yè)通過理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程制圖、機械設(shè)計、電工與電子技術(shù)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、控制理論、熱工測試技術(shù)以及專業(yè)方向課程的學(xué)習(xí),使我們具備工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)和熱工測試技術(shù)等熱能與動力工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、實驗技能和基本專業(yè)知識,掌握制冷空調(diào)設(shè)備、制冷裝置、動力機械與動力工程、流體機械等設(shè)計、制造和實驗研究的基本技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,它是一個寬口徑的專業(yè),拓展空間很大,就業(yè)方向很廣,有電廠熱能工程及其自動化方向、工程熱物理過程及其自動控制方向、流體機械及其自動控制方向、空調(diào)制冷方向等。同時,熱動還是現(xiàn)代動力工程師的基本訓(xùn)練,可見熱動是現(xiàn)代動力工程的基礎(chǔ)。
2.熱能工程技術(shù)在能源方面需要解決的問題
能源問題在當(dāng)今社會舉足輕重,熱能與動力工程專業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位可想而知。
能源動力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟與國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支柱型產(chǎn)業(yè),同時也是涉及多個領(lǐng)域高新技術(shù)的集成產(chǎn)業(yè),在國家經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展中一直起著極其重要的作用。
風(fēng)機是一種裝有多個葉片的通過軸旋轉(zhuǎn)推動氣流的機械。葉片將施加于軸上旋轉(zhuǎn)的機械能,轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿託怏w流動的壓力,從而實現(xiàn)氣體的流動。風(fēng)機廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng),礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻等[1]。尤其是在電站,隨著機組向大容量、高轉(zhuǎn)速、高效率、自動化方向的發(fā)展,電站也對風(fēng)機的安全可靠性提出了越來越高的要求,鍋爐風(fēng)機在運行中常發(fā)生燒壞電機、竄軸、葉輪飛車、軸承損壞等事故,嚴重危害設(shè)備、人身安全,也給電廠造成巨大的經(jīng)濟損失[2]。此外,風(fēng)機一直是電站的耗電大戶,電站配備的送風(fēng)機、引風(fēng)機和冷煙風(fēng)機是鍋爐的重要輔機,降低其耗電率是節(jié)能的一項重要措施。
3.熱能專業(yè)中工業(yè)爐的發(fā)展
工業(yè)爐是在工業(yè)生產(chǎn)中,利用燃料燃燒或電能轉(zhuǎn)化的熱量,將物料或工件加熱的熱工設(shè)備。
中國在商代出現(xiàn)了較為完善的煉銅爐,在春秋戰(zhàn)國時期,人們在熔銅爐的基礎(chǔ)上進一步掌握了提高爐溫的技術(shù),從而生產(chǎn)出了鑄鐵。1794年,世界上出現(xiàn)了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。后到1864年,法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理,建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。隨著現(xiàn)代化管理水平的提高,計算機控制系統(tǒng)的不斷完善,現(xiàn)代連續(xù)加熱爐也應(yīng)運而生. 現(xiàn)代連續(xù)加熱爐爐型可以歸入兩大類:推鋼式爐和步進式爐。兩類爐型的根本區(qū)別,僅在于爐內(nèi)的輸料方式。
4.爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)
其燃燒控制是步進爐的核心技術(shù)之一,手動控制已被自動控制方式所取代。目前大規(guī)格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式通常有:
(1)空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣比例閥、空氣/燃氣電動蝶閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到PLC與其設(shè)定值進行比較,偏差值按比例積分、微分運算輸出4-20 mA的電信號分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調(diào)節(jié),從而達到控制空氣/燃氣比例和爐內(nèi)溫度之目的。
(2)雙交叉限幅控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣流量閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶等組成。工作原理是:通過一個溫度傳感器熱電偶把測量的溫度變成一個電信號,該信號表示測量點的實際溫度,該測量點的溫度期望給定值是由預(yù)存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。根據(jù)這兩個溫度值偏差的大小,PLC自動校準燃氣/空氣流量閥的開度。該閥通過電動執(zhí)行機構(gòu)定位。空氣/燃料比控制,借助于孔板和差壓變送器來測量空氣流量,燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質(zhì)量流量計來測量,使精確的溫度控制得以實現(xiàn)。
5.軟件仿真鍋爐風(fēng)機翼型葉片
由于鍋爐葉輪機械內(nèi)部流場非常復(fù)雜,并帶有強烈的非定常特征,進行細致的實驗測量非常困難,目前尚沒有完善的流體力學(xué)理論解釋諸如流動分離、失速和喘振等流動現(xiàn)象,這就迫切需要可靠詳細的流動實驗和數(shù)值模擬工作來了解機械內(nèi)部流動本質(zhì)。將利用軟件對鍋爐風(fēng)機翼型葉片進行二維的數(shù)值模擬,研究空氣以不同的方向流入翼型葉片入口所造成的流動分離。根據(jù)數(shù)值模擬的一般步驟:創(chuàng)建二維模型,進行網(wǎng)格劃分,設(shè)定邊界條件和區(qū)域,輸出網(wǎng)格,再利用求解器求解,對不同空氣來流攻角角下的流動進行二維數(shù)值模擬。在得到模擬結(jié)果后,對不同攻角下模擬所得到的速度矢量圖進行比較分析,得出鍋爐風(fēng)機翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。(作者單位:遼寧工程技術(shù)大學(xué))
參考文獻:
[1] 安連鎖.泵與風(fēng)機[M].北京:中國電力出版社,2001.
[2] 袁春杭.鍋爐引風(fēng)機事故的預(yù)防[J].中國鍋爐壓力容器安全,2005,14(6):38-39.
【關(guān)鍵詞】能源動力;人才培養(yǎng);改革
能源是國民經(jīng)濟的命脈,是國家可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和根本保證。能源與動力工程類專業(yè)正是致力于培養(yǎng)能從事能源開發(fā)與利用的技術(shù)與管理人才。目前,全國有200余所高校開設(shè)了能動相關(guān)本科專業(yè),其中大部分已經(jīng)建設(shè)較為成熟,部分985和211高校的能動專業(yè)在國內(nèi)已具備一定的影響力且具備鮮明特色[1]。而三峽大學(xué)的能動專業(yè)于2011年才開始立項建設(shè),并同年開始招生。作為地方高校新開設(shè)的能動專業(yè),在人才培養(yǎng)方面必須適應(yīng)社會和行業(yè)需求,符合我校 “高素質(zhì)、強能力、應(yīng)用型”的人才培養(yǎng)的目標,因而,在專業(yè)建設(shè)伊始,就不能完全照搬其他高校能動專業(yè)人才培養(yǎng)模式,需要結(jié)合實際情況,大膽改革和創(chuàng)新,才能在國內(nèi)同類專業(yè)中快速占領(lǐng)一席之地,并以高起點快速穩(wěn)健發(fā)展。
1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
歐洲和美國的大學(xué)將能動類專業(yè)設(shè)置在機械工程系中,且不以專業(yè)來單列,而只是機械類的一個方向,稱為熱流科學(xué)(Thermal and Fluid Science)或能量系統(tǒng)(Energy system),而核工程與核技術(shù)則一般單獨設(shè)立,或者設(shè)在化工系中,例如美國麻省理工學(xué)院、佛羅里達大學(xué)等,機械工程的教學(xué)與研究范圍覆蓋了目前國內(nèi)本科生專業(yè)目錄中的機械類、能源動力類的范圍,這樣就大大擴展了能動專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)領(lǐng)域,以此來適應(yīng)“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)的需求,使學(xué)生獲得堅實的專業(yè)理論和寬廣的專業(yè)知識。
我國能源動力類專業(yè)形成于20世紀50年代[2],當(dāng)時在蘇聯(lián)教育體制的影響下的分為10個三級專業(yè),經(jīng)1993、1998、2012年三次修訂最終合并為1個專業(yè):能源與動力工程,使得專業(yè)覆蓋面被大幅度拓展,要求本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)動力工程及工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù),受到現(xiàn)代動力工程師的基本訓(xùn)練;具有進行動力機械與熱工設(shè)備設(shè)計、運行、實驗研究的基本能力。要實現(xiàn)以上人才培養(yǎng)目標,關(guān)鍵在于如何緊跟行業(yè)需求并結(jié)合高校自身情況,制定科學(xué)的人才培養(yǎng)方案并認真執(zhí)行。然而,經(jīng)前期大量調(diào)研結(jié)果表明,目前國內(nèi)高校尤其是地方院校在能動專業(yè)人才培養(yǎng)上存在以下特點或不足:
(1)專業(yè)劃分過細,口徑太窄。大部分高校在能動專業(yè)中設(shè)置了多個專業(yè)方向,如水力發(fā)電、火力發(fā)電、清潔燃燒、供暖、制冷等,并將專業(yè)課分方向模塊進行教學(xué),這極大地限制了學(xué)生的選擇空間,不利于學(xué)生專業(yè)知識拓展,使學(xué)生在擇業(yè)時被固定在某個方向上,缺乏競爭力。
(2)人才定位不盡合理。經(jīng)前期廣泛調(diào)研發(fā)現(xiàn),隨著我國現(xiàn)階段加快能源建設(shè)的力度,國內(nèi)目前需要更多的是能源動力行業(yè)運行、維護與管理方面的技術(shù)人才[3],對于高端人才如設(shè)計研究類人才雖然稀缺,但由于能動專業(yè)實踐性強的特性,一般難以由高校直接培養(yǎng)此類人才,即高端技術(shù)人才亦需要從工程實踐中磨礪而出。所以作為地方院校,尤其新開設(shè)能動專業(yè)的地方高校,不能一味照搬985、211高校以及部分經(jīng)過幾十年專業(yè)建設(shè)已經(jīng)具備自己鮮明特色和專業(yè)實力的高校的人才培養(yǎng)模式,必須緊跟行業(yè)需求,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主線,并充分利用和發(fā)揮高校自身的特色和優(yōu)勢。
2 三峽大學(xué)能動專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革
三峽大學(xué)的能動專業(yè)于2010年底才開始立項建設(shè),并于當(dāng)年從我校2010級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)中分流出53位學(xué)生按照能源與動力專業(yè)人才進行培養(yǎng),2011年開始以能源與動力工程專業(yè)獨立招生,故截至目前實際上已有一屆學(xué)生畢業(yè)(2010級),且2015年度即將畢業(yè)的學(xué)生目前絕大部分已經(jīng)簽訂了就業(yè)協(xié)議。近五年來,學(xué)校在專業(yè)本專業(yè)建設(shè)過程中積極探索,對兄弟高校及能動相關(guān)的企事業(yè)單位進行了廣泛調(diào)研,并緊密結(jié)合我校能動專業(yè)“新開設(shè)、新起點”的現(xiàn)實情況,培養(yǎng)和提煉自己的專業(yè)特色,并對本專業(yè)的人才定位和培養(yǎng)進行了以下改革:
(1)在人才培養(yǎng)與定位方面,以培養(yǎng)“高素質(zhì)、強能力、應(yīng)用型”人才為指導(dǎo),制定了專業(yè)人才培養(yǎng)方案,著重提煉專業(yè)所覆蓋知識體系的共性,拓寬專業(yè)口徑、增厚專業(yè)基礎(chǔ)、突出方向共性、弱化專業(yè)方向、提升就業(yè)能力,擴大就業(yè)口徑。具體為:1)以流體機械動力學(xué)為基礎(chǔ),設(shè)置適用于水力發(fā)電、熱力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電中能量轉(zhuǎn)換動力裝備的動力學(xué)相關(guān)系列必修基礎(chǔ)課程,突出水力發(fā)電專業(yè)課,并輔以風(fēng)力發(fā)電等專業(yè)課程;2)以熱-力轉(zhuǎn)換原理為基礎(chǔ),設(shè)置適用于火力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、核電等熱動力學(xué)、熱交換、熱傳輸相關(guān)的系列必修基礎(chǔ)課程,專業(yè)課設(shè)置方面突出火電、核電,輔以生物質(zhì)能相關(guān)課程。即將動力工程專業(yè)分為流體機械和熱力機械兩個方向,但在培養(yǎng)過程中,大大拓寬了專業(yè)基礎(chǔ)必修課的范圍,增加學(xué)生后續(xù)就業(yè)時行業(yè)選擇的范圍。
(2)在實驗/時間教學(xué)方面,以厚基礎(chǔ)、寬口徑、應(yīng)用型人才培養(yǎng)為指導(dǎo),建設(shè)和整合實驗、實踐教學(xué)條件。取消零散的課程實驗/實踐,開設(shè)系列綜合實驗/實踐課程,使實驗/實踐教學(xué)具有層次性、連貫性、交叉性、系統(tǒng)性和良好的可操作性。避免以課程為單位開設(shè)實驗時的連續(xù)性差、重復(fù)度高、綜合性不強、效果差的缺點,同時在一定程度上降低建設(shè)成本。此外,學(xué)校還積極開發(fā)校外實踐基地,挖掘?qū)W校所在地區(qū)及周邊區(qū)域廣泛的能源動力行業(yè)/企業(yè)資源,作為本專業(yè)有效的實踐基地。
(3)以校外實踐基地建設(shè)為抓手,開發(fā)專業(yè)初期就業(yè)資源。任何一個高校新專業(yè)就業(yè)時其情況都或多或少存在不確定性,其原因主要在于社會和行業(yè)對于特定高校新專業(yè)的認識度不高。因而打開就業(yè)工作局面難度大,故無論從短期還是長遠來看,都需要充分利用所建立的校外實踐基地作為就業(yè)渠道,使基地發(fā)揮更大作用,這需要在基地建設(shè)過程中同時做好基地管理制度建設(shè),以協(xié)議的形式為本新專業(yè)向基地輸送人才提供保證。
3 改革效果
近五年來,學(xué)校在建設(shè)能動專業(yè)過程中不斷探索,最終形成以上建設(shè)意見和改革措施,并取得了顯著成效:
(1)制定了科學(xué)合理的能動專業(yè)人才培養(yǎng)方案,確定以掌握能源轉(zhuǎn)換裝備運行及轉(zhuǎn)換機理為基礎(chǔ),在傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程中,將《流體機械原理》、《水輪機及調(diào)節(jié)器》、《汽輪機》等增設(shè)為專業(yè)公共基礎(chǔ)課,在專業(yè)拓展模塊課程中按水電、熱電、流體機械、新能源發(fā)電等設(shè)置小學(xué)分模塊供學(xué)生選修,但不限制選擇模塊數(shù)量。目前學(xué)生就業(yè)反饋情況表明,在弱化專業(yè)方向、增厚專業(yè)基礎(chǔ)課程后,學(xué)生在擇業(yè)過程中即使不在個人專業(yè)方向上就業(yè),只要未跨出能動行業(yè),就能很快適應(yīng)新領(lǐng)域的工作。
(2)整合實驗/實踐教學(xué)計劃和條件。如將以往隨理論課程開設(shè)的《流體機械原理》、《流體力學(xué)》、《液壓傳動與控制》、《泵站工程》、《水輪機及調(diào)節(jié)器》等的課程實驗進行專門設(shè)計,整合成32學(xué)時的《流體綜合實驗》課程;將《熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)》、《汽輪機》、《熱電廠動力工程》、《鍋爐原理》等課程的實驗內(nèi)容整合成32學(xué)時的《熱工綜合實驗》;將《測試技術(shù)》、《控制工程》、《電廠自動化》等課程實驗整合成16學(xué)時的《測控綜合實驗》等,并根據(jù)相關(guān)理論課開設(shè)時間將綜合實驗課內(nèi)容分為兩個學(xué)期開設(shè)。這樣學(xué)生能夠得到更為系統(tǒng)的、連貫的實踐訓(xùn)練,相比隨理論課程開設(shè)的零散實驗,綜合實驗教學(xué)效果更好隨
(3)目前已在學(xué)校所在地區(qū)及周邊能動企業(yè)建立本專業(yè)的實踐/實習(xí)基地,且已經(jīng)有效運行,如安能(宜昌)熱電(生物質(zhì)能發(fā)電)、長江電力(葛洲壩)、安能(襄陽)火電、三峽電廠、清江的隔河巖電站、高壩洲電站、向家壩電站、黃龍灘(十堰)電站、湖北宜化集團、宜昌安琪酵母、黑旋風(fēng)工程機械等20多家能源企業(yè)和流體機械設(shè)計制造企業(yè),可完全滿足學(xué)生畢業(yè)實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)及其他培訓(xùn)的接待需求,極大地緩解了專業(yè)實踐條件建設(shè)需要大投入的困難。
(4)專業(yè)就業(yè)情況良好,第一屆畢業(yè)生(2010級,共53人)就業(yè)率達100%,其中除4人繼續(xù)攻讀碩士研究生外,15人進入水力發(fā)電廠,17人進入火電、生物質(zhì)能電廠,6人進入電力部門事業(yè)單位,11人進入與流體機械及能源裝備設(shè)計、制造相關(guān)企業(yè)。其中17人(32.1%)在本專業(yè)校外實踐基地相關(guān)企業(yè)就職。截止2015年3月中旬,第二屆畢業(yè)生(2011級,共81人)已簽就業(yè)協(xié)議的達72人,已確定攻讀碩士研究生5人。學(xué)校以專業(yè)調(diào)研、畢業(yè)生就業(yè)企業(yè)回訪等多種形式,進一步拓寬和加深了與行業(yè)內(nèi)相關(guān)企事業(yè)單位的聯(lián)系,并就用人單位對我校畢業(yè)生在生產(chǎn)實踐過程中的綜合素質(zhì)和表現(xiàn)進行跟蹤回訪,結(jié)果表明學(xué)生的綜合能力水平總體較高。
4 結(jié)語
能源動力類專業(yè)是實踐性、技術(shù)性很強的專業(yè),且專業(yè)覆蓋的技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛,針對具體的應(yīng)用領(lǐng)域其技術(shù)專業(yè)性又較強,而高校在該專業(yè)人才培養(yǎng)的過程中一方面不可能面面俱到,設(shè)置過多的專業(yè)方向,另一方面又不能過于集中,而使得學(xué)生的專業(yè)知識領(lǐng)域過窄,導(dǎo)致就業(yè)方向沒有選擇余地。因而,在人才培養(yǎng)過程中要更多地考慮專業(yè)領(lǐng)域的共性,增厚專業(yè)基礎(chǔ),拓寬專業(yè)口徑,使學(xué)生獲得盡量寬廣的專業(yè)綜合知識,才能具備一定的競爭力,以適應(yīng)現(xiàn)代能源動力領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求。
【參考文獻】
[1]徐翔,余萬,陳從平,方子帆,李響,趙美云.三峽大學(xué)“能源與動力工程”專業(yè)培養(yǎng)方案的制訂與完善[J].科教文匯:上旬刊,2014(6):60-61.
關(guān)鍵詞 船舶動力裝置設(shè)計 海洋工程與船舶裝備 教學(xué)改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.08.046
Abstract Based on the training objectives of energy and power engineering in Dalian Ocean University, the 2013 edition of the training program is set up in the direction of ocean engineering and ship equipment. Proposed series curriculum system of ocean engineering and ship equipment direction, respectively from the aspects of reforming the teaching contents, reform the teaching methods and means, practice teaching reform research, and summarizes the teaching reform of the preliminary results.
Key words ship power plant design; Marine Engineering and Ship Equipment; teaching reform
能源與動力工程專業(yè)(原名熱能與動力工程專業(yè)),作為我國高等教育工科門類中的一個重要專業(yè),全國上百所大學(xué)均有設(shè)置,只是不同院校的熱能與動力工程專業(yè)各有特色,表現(xiàn)在不同專業(yè)方向服務(wù)于不同的工程技術(shù)領(lǐng)域。①我校的能源與動力工程專業(yè),面向地方經(jīng)濟和船舶及動力行業(yè)發(fā)展趨勢,經(jīng)過多年的積淀,特別是近些年的就業(yè)走向,已初步形成了具有船舶和動力特色的、體現(xiàn)第一線工程師思想的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)模式。
結(jié)合2012版《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》的專業(yè)調(diào)整,我校制定了2013版能源與動力工程專業(yè)的培養(yǎng)方案。為了適應(yīng)海洋開發(fā)步伐的加快和造船工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整升級,將本專業(yè)方向由2012版的“船舶動力裝置”方向修訂為“海洋工程與船舶裝備”方向。因此,有必要按照新的人才培養(yǎng)模式、知識及能力結(jié)構(gòu)的要求,進行海洋工程與船舶裝備系列課程的教學(xué)改革。
1 構(gòu)建海洋工程與船舶裝備系列課程體系
海洋工程與船舶裝備方向課程包括:海洋工程原理(2.0學(xué)分)、船舶動力裝置設(shè)計(2.0學(xué)分)、船舶輔機(3.0學(xué)分)、輪機建造工藝(2.0學(xué)分)和船舶管系(2.0學(xué)分)以及與這些課程相關(guān)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)(包括船舶動力裝置課程設(shè)計、專業(yè)認識實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計)。
根據(jù)系列課程的內(nèi)容差別,我們構(gòu)建了海洋工程與船舶裝備系列課程系統(tǒng),該課程體系知識結(jié)構(gòu)如圖1所示。將海洋工程與船舶裝備系列課程分為:
設(shè)計類課程和工藝類課程。設(shè)計類課程包括海洋工程原理、船舶動力裝置設(shè)計和船舶輔機。工藝類課程包括輪機建造工藝和船舶管系。本系列課程體系改革就是要適應(yīng)船舶和動力特色應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的需要,建立以船舶動力裝置相關(guān)的理論及方法為基礎(chǔ),以設(shè)計和工藝為主線,側(cè)重學(xué)生的工程素質(zhì)、綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的系列課程新體系。
2 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學(xué)內(nèi)容改革
長期以來,各門課程始終“自成系統(tǒng)、自我完善與發(fā)展”,有些內(nèi)容門門都講,有些內(nèi)容哪門課都不涉及。②課程內(nèi)容較為陳舊,與先修課程在內(nèi)容上存在不必要的重復(fù),課程之間的分工與接口不明確,與工程實際聯(lián)系不夠等。尤其,我校的能源與動力工程專業(yè),學(xué)生的就業(yè)方向主要是各大船廠,而由于造船工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,新材料的采用和新型船舶的出現(xiàn),課程內(nèi)容遠遠落后于船廠的實際,學(xué)生就業(yè)后很難在短時間內(nèi)適應(yīng)船廠的工作。因而,根據(jù)海洋工程與船舶裝備系列課程體系,進行課程之間教學(xué)內(nèi)容的整合、協(xié)調(diào)和優(yōu)化,使課程內(nèi)容體現(xiàn)出既加強船舶和動力方面基礎(chǔ)理論、知識、方法及基本技能的掌握,又拓寬專業(yè)知識面,注重工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
船舶動力裝置設(shè)計是本課程體系中的重點,在掌握船舶動力裝置原理的基礎(chǔ)上,注重學(xué)生“船舶設(shè)計規(guī)范”觀念的培養(yǎng)和設(shè)計方法的掌握;船舶輔機以各種船舶輔助機械的工作原理和性能特點為主線,精選典型船用泵的原理、結(jié)構(gòu)及維護,與船舶動力裝置和船舶管系在內(nèi)容上相互滲透;海洋工程原理則以拓寬學(xué)生專業(yè)知識面的目的,加強學(xué)生對海洋平臺設(shè)計原理和方法的了解。輪機建造工藝是以機械制造工藝為基礎(chǔ),以船舶動力裝置制造和安裝工藝為主線,注重學(xué)生對“船舶建造規(guī)范”的熟悉和掌握;船舶管系則是以管系的加工制作和安裝工藝為主線,強調(diào)學(xué)生的動手能力培養(yǎng)和船廠工作環(huán)境的了解。
結(jié)合教師的教研和科研成果,以及船廠的工程實際,及時更新授課內(nèi)容。例如,在船舶管系介紹過程中引入“船舶壓載水帶來的生物入侵問題”、“節(jié)能環(huán)保和低碳經(jīng)濟問題”等等,學(xué)生都非常感興趣。同時,迫切需要編寫一套海洋工程與船舶裝備方向系列課程新教材,目前已經(jīng)出版了教材《船舶管系》。
3 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學(xué)方法和手段改革
采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法――黑板和掛圖,學(xué)生很難從靜態(tài)的平面圖上真正理解立體運動的主機、輔機、軸系和管系等的結(jié)構(gòu)和工作情況。多媒體教學(xué)將文本、圖形、聲音、動畫和視頻等媒體有機結(jié)合,擬補了傳統(tǒng)教學(xué)方式的直觀性、立體感和動態(tài)感等方面的不足。但是,多媒體課件也有一些負面影響,課件的容量多,播放速度快,導(dǎo)致學(xué)生思維跟不上;缺少師生間的教學(xué)互動,難以發(fā)揮教師在課堂上的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。③因此,根據(jù)授課內(nèi)容的不同,選擇性使用多媒體課件,輔以黑板教學(xué),以啟發(fā)式教學(xué)與案例式教學(xué)為主,并輔以討論式教學(xué),條件與時間允許適當(dāng)安排實驗室現(xiàn)場教學(xué)。設(shè)計類課程,適合多媒體課件和黑板教學(xué)相結(jié)合;工藝類課程,則盡可能多安排實驗師現(xiàn)場教學(xué)。
根據(jù)我校的本科教學(xué)大綱,專業(yè)方向課均為考試課,平時成績和期末成績分別占一定的比例,這種評價方式顯然比較死板,學(xué)生只需臨近考試時突擊復(fù)習(xí)應(yīng)付,便可以取得好成績。因此,為了真正注重學(xué)生能力的培養(yǎng)以及對所學(xué)知識的掌握和運用,應(yīng)該采用靈活多變的考核方式。設(shè)計類課程,重點考核學(xué)生對原理、設(shè)計方法的掌握和運用,編寫程序、撰寫文獻綜述以及案例分析等等都是很好的考核方式;工藝類課程,重點是實際動手能力的測試,而不是對書本上公式的記憶。
4 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)改革
通過對本學(xué)院的動力工程實驗室和機械工程實驗室以及十九個功能室進行重組和資源整合,進一步加大校內(nèi)實習(xí)基地的建設(shè)力度;聘請相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員參與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),使學(xué)生和教師能盡早地了解企業(yè)的實際工作流程;在維護好現(xiàn)有專業(yè)實習(xí)基地的基礎(chǔ)上,積極與企業(yè)、科研院所進行廣泛的合作,進一步加大校外實習(xí)基地的建設(shè)力度。
增設(shè)船舶動力裝置拆裝實驗室。由于我校的辦學(xué)理念是培養(yǎng)具有第一線工程師思想的應(yīng)用型人才,實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)顯得尤為重要。通過船舶動力裝置的拆裝實驗,學(xué)生才能夠?qū)⒔炭茣狭悴考脑砥拭鎴D與實物相對應(yīng)起來,了解其內(nèi)部構(gòu)造,才能勝任未來的船舶動力裝置制造、維修、裝配調(diào)試及操作等工作崗位。
組建船舶動力裝置仿真實驗室。實踐證明,采用仿真實驗的方法可以較好地解決實驗設(shè)備不足的問題。通過對船舶動力裝置多種運行工況下的模擬仿真,使學(xué)生對主機、軸系和管系等的工作原理、工作狀態(tài)有更直觀的了解,提高學(xué)生對船舶動力裝置設(shè)計的興趣和效果。仿真實驗與傳統(tǒng)實驗的配合使用可以保證實驗教學(xué)的靈活性和有效性。合理地運用多媒體設(shè)施,在多媒體課件的基礎(chǔ)上開發(fā)模擬實驗軟件,通過多媒體手段將實驗教學(xué)和課堂教學(xué)有機地結(jié)合起來,部分地取代實驗教學(xué),是目前比較有效的解決辦法。
5 總結(jié)
為了適應(yīng)我校能源與動力工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教學(xué)實踐環(huán)節(jié)等幾個方面,探討了海洋工程與船舶裝備方向系列課程的教學(xué)改革與實踐。依托我校機械與動力工程學(xué)院在船舶設(shè)計與建造、漁業(yè)機械和船舶輔機等方面的經(jīng)驗積累和技術(shù)儲備,本專業(yè)已經(jīng)形成了具有船舶和動力特色的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。通過教學(xué)改革,進一步探索具有本專業(yè)特色的教學(xué)模式和教學(xué)體系,并結(jié)合本校實際情況予以實施。
注釋
① 宋文武,符杰,李慶剛等.關(guān)于構(gòu)建“熱能與動力工程”大專業(yè)多方向課程體系的思考.高等教育研究,2011.28(4):44-48.
關(guān)鍵詞:電廠;熱能動力;鍋爐;燃燒;燃料
近年來,我國電廠熱能動力鍋爐應(yīng)用較為廣泛,成為我國電力行業(yè)發(fā)展主要的動力來源之一,為能夠進一步提升電廠熱力動能的應(yīng)用效果,及時做好電廠熱能動力鍋爐的研究與分析便尤為重要,是現(xiàn)階段解決我國電力熱能鍋爐燃燒相關(guān)問題與提高其實際燃燒效果的有效途徑。
1 熱能動力工程學(xué)科的發(fā)展概述
熱能動力工程學(xué)是現(xiàn)代工程學(xué)領(lǐng)域中的一項新興學(xué)科,其主要的研究對象是熱能源與動力工程。而熱能源又是現(xiàn)代工業(yè)中最主要的能源動力,這就決定了熱能動力工程學(xué)這一專業(yè)的重要性。現(xiàn)如今,在我國的很多高等院校或高職院校中開展了熱能動力工程學(xué)的相關(guān)專業(yè),希望能夠為社會培養(yǎng)更多的熱能動力專業(yè)人才。在早期的熱能動力工程專業(yè)中,主要是以熱動能專業(yè)為主,其主要的研究內(nèi)容為流體機械工程與熱能工程。而現(xiàn)如今的熱能動力工程專業(yè)則是以機械工程研究為主,其研究的內(nèi)容主要是機械類以及動力工程,即將熱動能的研究應(yīng)用在機械工程實踐中,實現(xiàn)了熱動能與動力工程的結(jié)合。
當(dāng)前的熱能動力工程專業(yè)要求學(xué)生必須要熟練掌握工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)以及熱工測試等方面的理論與實踐技能,并能夠?qū)⑵鋭?chuàng)新應(yīng)用在熱動力機械的制冷裝置與動力機械工程中。由于我國目前的工業(yè)還處于高速發(fā)展階段,對高新科技人才的需求量較大,因此熱能動力工程專業(yè)的學(xué)生就業(yè)形勢相對較好,并且由于該專業(yè)的學(xué)科范圍較廣,因此學(xué)生的就業(yè)面也相對更寬泛。
2 工業(yè)鍋爐能效現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,工業(yè)鍋爐已在我國多個地區(qū)廣泛應(yīng)用,成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要推動力之一,同時在城市的穩(wěn)定運行方面工業(yè)鍋爐也時刻發(fā)揮其重要作用。工業(yè)鍋爐的廣泛普及雖然對于社會的生產(chǎn)與發(fā)展提供了一定的便利條件,污染排放過高及能源消耗過大問題仍是工業(yè)鍋爐發(fā)展有待解決的首要問題,其中我國部分大中型城市的工業(yè)鍋爐污染排放已超過電站鍋爐的基本排放量,成為現(xiàn)代環(huán)境污染的主要污染源。
由于我國人口基數(shù)相對較大,導(dǎo)致能源消耗速度逐步加快,繼而使近年來的能源消耗產(chǎn)生了嚴重的能源短缺及供應(yīng)緊張的問題。在我國2015年的鍋爐生產(chǎn)制造調(diào)查過程中,已有1500余家企業(yè)取得了實際的燃煤鍋爐生產(chǎn)許可,其中燃煤鍋爐占鍋爐生a總量的80%以上。目前,我國現(xiàn)有工業(yè)鍋爐總量達702余萬臺,其中多以燃煤鍋爐為主,每年我國在鍋爐燃燒方面所消耗的燃煤數(shù)量達到全國燃煤產(chǎn)量的三分之一以上。雖然我國工業(yè)鍋爐使用量規(guī)模龐大,但其實際的運行效率卻難以得到有效的保障,與現(xiàn)階段發(fā)達國家相比,我國的鍋爐運行效率僅有50%左右,這便使燃煤的使用與效益的產(chǎn)出比例失衡問題日益加劇,進而造成了嚴重的燃煤資源浪費情況。
3 電廠熱能動力設(shè)施與鍋爐
電廠熱力動力設(shè)施通過對燃料進行充分的燃燒來獲取熱能。在實際的操作過程中,大部分熱能鍋爐均可將石油、煤炭及天然氣等作為主要的燃燒原料。熱能動力裝置主要由內(nèi)燃機、燃氣輪機及汽輪機構(gòu)成。在實際運行過程中,熱能動力鍋爐需首先將燃料熱量轉(zhuǎn)換為動力熱能。而后通過鍋爐對蒸汽與水的輸出來提供源源不斷的動力。由于鍋爐燃燒會將燃燒預(yù)熱傳輸至水容器當(dāng)中,這便使水易對鍋爐的基本熱能進行吸收,此時即可將其化為內(nèi)燃動力。
4 電廠熱能動力鍋爐燃料分析
鍋爐在實際的運行過程中并不生產(chǎn)熱量,而是將燃料轉(zhuǎn)化熱量,以此產(chǎn)生源源不斷的動力。根據(jù)熱源選用的不同,鍋爐也分為多個種類,其中以電鍋爐、生產(chǎn)余熱鍋爐、石油鍋爐、天然氣鍋爐及煤炭燃燒鍋爐最為普遍。煤炭燃燒的主要燃燒原料即是煤炭,通過對煤炭結(jié)構(gòu)的分解,來提高煤炭的熱力動能。在此過程中,利用水等載體進行進一步的加熱,此時便可產(chǎn)生一定的溫度與壓力。石油鍋爐的基本種類較多,其實際的用途也相對廣泛。熱水鍋爐及采暖鍋爐等均包括在石油鍋爐之內(nèi)。天然氣鍋爐相比于石油鍋爐污染更低,同時運行效率也相對更高,是未來鍋爐技術(shù)發(fā)展與制造的主要方向。天然氣鍋爐適應(yīng)性較強,不僅可將天然氣作為動力熱能轉(zhuǎn)換的原料,同時也可對木材及谷糠進行燃燒,并將其轉(zhuǎn)化為實際的運行動力。在電廠的熱能動力鍋爐使用過程中,仍以煤炭、石油及天然氣為主,其中煤炭鍋爐在電廠中應(yīng)用較為廣泛,是我國主要的鍋爐動力來源之一。煤炭鍋爐應(yīng)用效果良好的主要原因是其結(jié)構(gòu)構(gòu)成穩(wěn)定,其中碳、氧、氮等主要元素是煤炭燃燒重要結(jié)構(gòu)體,氧氣作為燃燒的輔助體,能夠更為有效為碳結(jié)構(gòu)提供燃燒熱力,因而在實際燃燒過程中能夠產(chǎn)生更大的燃燒動能,繼而有效提升了鍋爐的應(yīng)用效果。
5 電廠熱能動力鍋爐燃燒的方式及特點
5.1 氣體燃料燃燒類型
目前,鍋爐氣體燃燒的主要類型仍以氣體長焰燃燒為主,由于其燃燒面積較大,通過不與氣體產(chǎn)生直接的接觸,繼而為稱之為擴散型燃燒。在該類型氣體燃燒過程中,需在火焰噴射的過程中,利用擴散的基本優(yōu)勢來與空氣進行結(jié)合,以便于提高燃燒的實際效果,此時火焰的燃燒長度便迅速增加。
該類型燃燒受燒嘴的限制,因而無法在實際的燃燒過程中充分的與空氣進行接觸,其實噴射過程中,需在另一部燃燒過程中與空氣進行接觸,以此提高火焰的燃燒效果,由于受空氣助燃作用的影響,此時火焰的長度相對較短,同時另一部燃燒也與氣體充分結(jié)合,這便能夠使其加速火焰的噴射,由于噴射速度的加速,通常無法直接觀察到火焰的形狀及結(jié)構(gòu)。
5.2 固體燃料燃燒類型
固體燃燒類型主要存在于揮發(fā)性質(zhì)較差及不具備揮發(fā)結(jié)構(gòu)的固體燃料中。通常在實際的運行過程中,燃燒結(jié)構(gòu)的表面以二氧化碳及一氧化碳為主,如實際的燃燒條件允許,二氧化碳會通過實際的氧化作用被轉(zhuǎn)化為燃燒的一氧化碳結(jié)構(gòu)。其主要的燃燒條件主要是熔點相對較低的燃燒,在實際的燃燒過程中,由于未能為氧氣充分的接觸,這便降低了結(jié)構(gòu)可燃性,繼而產(chǎn)生固體的燃燒形態(tài)。該類型燃燒在實際的生活中較為常見,如在蠟燭的使用過程中,使用時間過長即可較為明顯的發(fā)現(xiàn)固體燃燒的基本特點。固體燃燒主要針對容易被燃燒而分解的結(jié)構(gòu),所以在燃燒過程中,即可產(chǎn)生較為濃重的煙霧。在燃燒相對較為潮濕的報紙及木材時,該狀況的發(fā)生較為明顯,進而也可被視為結(jié)構(gòu)燃燒的不充分而產(chǎn)生固體燃燒的情況。
6 電廠熱能動力鍋爐燃燒過程
6.1 預(yù)熱
通常預(yù)熱的作用在于提高燃料的蒸發(fā)效果使其能夠迅速的溶解,所以在開始燃燒前需對鍋爐中的燃料進行烘干。然后通過與熱處理的方式進行增溫。通常溫度需保持在300℃以上,最高溫度不得超于4000℃在環(huán)境下煤炭的熱力動能燃燒較為充分,能夠有效地脫去煤炭中的水分,繼而形成焦炭。
6.2 燃燒
在預(yù)熱階段完成后,燃料的烘干與揮發(fā)使剩余焦炭燃燒效果大大提高。在此過程中僅需要為其提供充分的氧氣即可一步提高焦炭的實際燃燒效果,這便能有效解決電廠熱力鍋爐燃燒效果不佳的問題。
6.3 燃盡
在燃燒一段時間以后,燃料中的可燃部分幾乎全部燃燒干凈,只有一小部分由于炭灰的包裹而沒有得到燃燒,在此階段,并不能停止供氧,需持續(xù)通入一段時間的空氣,從而幫助剩余燃料進行燃燒,提高燃燒的利用率。
7 結(jié)束語
電廠熱力鍋爐種類較多,其實際的應(yīng)用效果也有著一定的差異。這便使其在應(yīng)用過程中需根據(jù)實際的環(huán)境情況及電廠的實際條件來選擇適宜的鍋爐燃燒種類,從而提升鍋爐燃燒的經(jīng)濟效益。因而在未來階段相關(guān)工作的開展過程中,要對電廠熱能動力鍋爐的實際燃燒原理進行充分研究,從而有效地解決電廠熱能動力鍋爐燃燒中存在的問題,以便于推動電廠熱能動力鍋爐有用的規(guī)范化與標準化發(fā)展。
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