能源与动力工程认识范文

时间:2024-02-01 18:09:19

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能源与动力工程认识

篇1

关键词:能源动力工程专业;人才培养模式;多元化;创新

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)07-0172-03

随着我国高等教育的普及,人才培养质量显得尤为重要。《高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范》(以下简称《专业规范》)指出:“在不同历史阶段,社会的人才需求不同,对高等教育的要求也不同”,“办学应当与时俱进,培养人才的模式应当转型”。因此,根据社会发展需要及时构建新的人才培养模式,已是大势所趋,各学校应以具体情况为依据,对人才培养机制进行研究。本文将以我校热能与动力工程专业培养模式为例,秉承“人尽其才,才尽其用”的育人理念,以新观念、新举措探索设计多元化的人才培养模式。

一、问题的提出

合理、高效地利用能源对于国家实现跨越式发展有着重要作用,能源与动力工程专业所肩负的使命不言而喻,而现行的能源与动力工程专业培养方案对学生的创新精神和实践动手能力的训练较少,不能满足行业对所需人才培养质量的要求,主要存在以下问题:

一是培养的人才不能满足国家和社会发展的要求。我们应当以国家和社会发展的需求为导向,立志培养出能够适应国家和社会发展的高质量人才,国家需要不同层次、不同类型的人才培养机制,各学校应根据具体情况形成自己的特色。但目前人才培养质量现状表明,一般大学培养的大学生不像一流高水平大学的学生,具有强大的基础理论与研究能力;又不如高职院校的学生,具有强大的实践动手能力,处于进退两难的境地。同时,人才的培养与企业的需求之间存在矛盾,由于能源与动力工程学科专业方向较多,教学培养过程中,缺乏社会需求调研,导致培养的学生与企业之间“脱节”。

二是“通才”培养模式不能满足学生个性化发展。“以人为本”是科学发展观的核心,“因材施教”是学生个性化发展的内涵。要一切以学生发展为出发点,促进学生个体特长与全面发展的协调。而传统的培养模式存在很多的弊端,培养模式单一,不能做到“因材施教”,忽视了学生的个体特长与兴趣爱好,“灌输式”教育依然是主要的教学模式。同时,设置的课程体系也存在不合理性,注重课程的具体性和特殊性,缺乏对各主干课程间整体性和关联性的把握。

三是多元化人才培养模式常常与学科专业多方向培养相混淆。所谓的多元化人才培养,是根据人才培养目标的不同,分别制定研究型、应用型、拔尖型人才培养方案以及“卓越工程师”人才培养方案,同一专业可以培养多类型、多层次的高质量人才,以满足国家和经济社会发展的需要。而所谓的专业培养方向,则是各高校综合自己的办学特色和教学能力设计的课程培养模块,是为进一步深造,成为能源与动力学科的专门人才而设置的。尽管目前国内各高校的专业培养方案从学科发展的角度进行了专业方向及其课程体系的设置,但仍然是同一培养人才模式下的知识拓展。

二、能源与动力工程专业多元化人才培养模式探索

为了实现“人尽其才,才尽其用”,本着“以人为本,因材施教”的原则,在综合考虑学生的个体特长和企业需求的基础上,中国石油大学(华东)能源与动力工程系开展对适应企业需求和学生个性化的多元化人才培养模式探索,着力培养特色型、工程型和研究型三类拔尖创新人才。

1.多元化人才培养的目标定位。作为一所石油特色鲜明的高水平研究型大学,要以国家和社会发展为导向,不仅要培养具有初步科研能力的研究型人才,还要培养具有实践能力和管理能力的工程型以及特色型人才;不仅要培养出企业需要的人才,更要致力于培养能够适应国家,甚至国际需求的高质量人才;不仅要有对专业技能和综合素质的把握,还要依据学生的个体特长和兴趣爱好,因材施教,制定不同的发展目标,提供不同的发展方向。我校热能与动力工程专业主要培养适应国家和现代化建设的需要,德智体全面发展,知识、能力和素质协调发展,具备热能与动力工程领域扎实的理论基础,专业知识宽广,具有创新精神和实践能力的高素质人才。以学校培养人才整体目标定位为基石,突出学科优势与专业特色,着力培养学术研究型、就业创业型和跨学科发展型拔尖创新人才。

2.多元化人才培养的顶层设计。人才培养方案是践行教育理念、落实人才培养目标的重要教学文件,是人才培养模式设计和培养过程设计的蓝图。根据《专业规范》制定的人才培养规格,充分理解“以人为本,因材施教”教育内涵,极大发挥学生的自主创新能力,科学系统地构建不同层次人才培养需要的多元化人才培养方案。需遵循以下基本原则:(1)人文社会科学素养与自然科学并重原则。工科类大学生不仅要具备扎实的专业知识和严密的逻辑思维能力,而且应该积极参加创新项目与学科竞赛,在团队中培养自己的人际交往能力与团队协作的能力,不断提高自己的人文素养。(2)学科基础与专业技能相结合原则。按照学科分类,能源与动力工程专业属于机械类。依据学科大类进行横向培养,与国际知名高校机械工程接轨,打造机械类学科基础平台,优化力学、电学、材料等平台课程框架体系与课程内容。不仅要将专业基础课程和主干课程学扎实,而且要将全部课程进行整合优化,“融会贯通”。通过课程体系框架,夯实专业基础,熟练掌握本专业领域内1―2个专业方向中的相关系统与设备的设计、运行、研究、开发和技术管理所必需的专业知识,能够综合运用所学知识,分析和解决实际问题,并了解学科当前国内外的发展现状及前沿动态。(3)加强对创新能力、实践能力和科研能力的培养。通过新生研讨课、认识实习、科研实训、专业实习等课程,循序渐进,不断提高学生的科研能力和实践能力;通过大学生创新项目以及高水平的学科竞赛等项目,让学生在实践中提高创新能力和实践能力。(4)重视学生的个性化发展的培养。在满足基本的教学目标和教学任务的前提下,重视学生个性化的培养,“因材施教”,充分尊重学生的个体特长和兴趣爱好,鼓励学生个性发展,全面发展。(5)坚持专业规范与专业特色相结合原则。办学特色是高校的立校之本,优势学科要充分发挥学科优势,关注行业发展动态,强化专业优势、突出专业特色。

根据以上基本原则,构建了多元化人才培养体系框架,如图1。

3.多元化人才培养的总体思路。以多元化人才培养目标为核心,遵循学校顶层设计原则,注重学生个性化发展,依托学校优势与专业特色,著力培养就业创业型、学术研究型和跨学科发展型多元化创新人才。(1)宽口径,厚基础,强技能。课程体系由公共基础课程,学科基础课程和专业课程组成。首先,需构建一个适用于所有专业方向的公共基础知识平台。数学课程是热能与动力工程专业的灵魂,是进行后续专业课程学习的基础,必须夯实;英语和计算机应用能力的提升尤为重要,为以后阅读英文文献、查阅英文资料打下良好的基础。其次,重视学科基础平台的搭建,基础课程是在公共课程平台基础上向本学科体系的过渡与靠拢,也是进行专业方向课程学习的基础,包括力学类、机械类、电算及控制类、热科学类及环境类课程,为后续专业课程的学习打下良好的基础。再次,构建新一代专业课程体系,加强与本专业紧密联系的相关知识与能力的训练与培养,提高学生实践技能和综合素质,增强学生社会适应能力,提高知识应用能力。(2)鼓励创新,加强人才科研创新能力培养。通过新生研讨课、认识实习、科研实训、专业实习等课程,循序渐进,不断提高学生的科研能力和实践能力;通过大学生创新项目以及高水平的学科竞赛等项目,让学生在实践中提高创新能力和实践能力。新的培养方案中新开设了新生研讨课,旨在通过与老师的交流,让大一新生对所学专业有一个初步的认识,通过了解专业当前的研究动态,找到自己的兴趣点。紧接着开设专业实训课程,目的是让学生通过查阅资料与阅读文献,一方面提高查阅文献的能力,另一方面进一步了解所感兴趣的内容。通过新生导师制的实施,完成某一感兴趣问题的调研和分析,并根据学生的情况开展相应的工作,以此为科学研究的起点,通过后续专业课程学习、专业实习、科研实训、工程实训,夯实专业基础,积极参加大学生创新项目和学科竞赛,延续4年科研训练,逐步提升学生的科研创新能力。(3)增加实践实训课程,提高实践能力。新的培养方案大量增加了工程实践、实训和实验课程的学时,以充分培养学生综合技能及动手能力。①开设专业实验、实践能力培养课程,如大学物理实验、电工电子实验、传热学实验、热力学实验、金工实习、专业认识实习、专业实习、专业拆装实习和毕业设计等;②开设了培养学生计算机运用和计算能力训练课程,如数学实验(Matlab实践)、计算机应用技术实验(C语言编程)、机械CAD基础、流动与传热计算实践等;③开设多门综合性专业课程设计课程,提高综合运用知识能力,如机械设计基础课程设计、热工测量仪表与自动化课程设计、锅炉课程设计、计算传热学课程设计、供热工程课程设计、热力采油工艺课程设计、热力发电厂热力系统课程设计。(4)依托学科,强化人才特色培养。各学校根据学校的特色设置专业课,充分发挥学校特色的优势,并充分考虑学生以后的发展需求。以我校为例,油田中的热科学技术是我校能源与动力工程专业的特色,毕业生中70%的学生都在油田从事热相关的工作,也是申报国家特色专业的亮点,课程设置根据稠油生成过程进行,从稠油生产注汽开始,到举升、集输再到炼油和化工等环节相关课程:石油工程概论、注汽锅炉、热力采油、油气集输和化工工艺与设备等,让学生能结合过程了解其中的热利用。其次,涉及动力和暖通方向的安全设备工程师资格证考证核心课程基本都具备,为一部分学生毕业后的考证或其他发展需求奠定基础。(5)多元化培养目标与专业培养方向相协调。以多元化人才培养目标为导向,在专业培养方案中设置不同类型的培训,包括科研培训以及企业培训等,提高学生的科研能力和实践能力。此外,专业还设置了特色课程,力求达到多元化培养和专业培养方向的统一。首先,构建公共基础平台,将多元化培养和专业培养进行统筹协调。目前开设的很多课程(学科、专业基础课)不仅为专业培养方向提供专业基础,同样可以为多元化培养提供专业基础,从而在新的培养方案的培养下达到多元化培养目标与专业培养方向的统一。

4.多元化培养方案的探索实施。教学培养方案能否得到严格实施,是培养能源与动力工程系多元化人才成败的后期关键环节,为达到培养方案的预想结果,应健全组织结构,充分发挥校、院二级领导督促作用,确保工作顺利进行。(1)加强培养方案制定、实施的组织保障。为保证多元化人才培养模式的顺利实施,学校从上至下成立了培养方案修订学术委员会,学院专门成立了“能源与动力工程多元化培养方案修订”领导小组,负责协调、工作部署及监督,监督培养方案的执行过程,跟踪培养方案的实施效果,通过反馈来进行修订。(2)全面系统的质量评价体系。目前,学校已经成立了教学质量评价中心,从多个方面对人才培养质量开展评价,并制定了评价标准体系,每年定期本科教学质量报告。(3)教师队伍建设。教师队伍是培养方案的落实者,同时也是有力的监督者和维护者,关系到新培养方案的贯彻情况,因此必须重视教师队伍的构建。教师不仅要精通专业知识,而且具有较强的工程实践能力和具备丰富的实践经验。这就要求广大教师要加强学习,提高综合素质,主动融入企业和社会,为培养创新型多元化人才做好充分准备。

三、结论

多元化教育以专业人才培养模式的多样化为指导思想,以国家现代化建设的需要为导向,既符合人才的发展规律,也满足人才的社会需求,更符合能源与动力工程专业的特点。在当前教育部大抓教学质量的形势下,高校应坚持“以人为本”的发展战略,坚持多元化教育思想,充分发挥各自的优势与特色,提高学生的科研能力、创新能力和实践能力,致力于培养出适应我国能源与动力行业发展的设计、管理、研发等高素质专门人才。

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1.人才培养目标

辽宁石油化工大学能源与动力工程专业人才培养服务于石油石化行业。以热工、力学和机械科学为基础,以计算机和控制技术为工具,培养学生具备能源生产、转化、利用与动力系统研发基本理论和应用技术能力,培养能够从事石油石化产业链中涉及能量综合利用的创新、应用型高级专门人才。

2.课程体系设置

在课程体系设置方面,能源与动力工程专业设置了较为完善的课程框架,包括:公共课、基础课、专业基础课、专业选修课组、学科任选课及实践教学环节等。能源与动力工程专业充分结合了本学校的行业特色与优势,课程体系设置贯穿石油工业产业链条,为学生提供了全面的专业应用背景。该专业课程体系以油气资源的生命周期理论为依托,将石油产业链条划分为3个主要层次,分别为上游的油气开发、中游的油气输送、下游的终端应用。在上游的油气开发方面,设置了油气田开发工程、热力采油技术课程。该层次旨在从油气资源的源头出发,使学生认识油气藏,理解如何运用现代综合性科学技术开发油气藏。重点突出了热力采油技术的应用。在中游的油气输送方面,设置了油田采输系统换热原理及设备、天然气输送设计与管理课程。油田采输系统换热原理及设备课程紧密衔接上游课程中的热力采油技术,从能量利用角度系统分析了油田采输环节的主要影响因素及其变化规律,重点讲授了换热设备的原理及应用。油气设计与管理是依托学校省级重点学科油气储运工程而开设的课程,该课程重点讲授了油气输送工艺及技术。在下游的终端应用方面,设置了燃气储存与输配、加热炉、能源工程与管理课程。

3.实践基地建设

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关键词: 热能动力;能源利用;节能减排;

中图分类号:TE08 文献标识码: A

0 引言

能源是一个国家和民族发展的基石,同时,也是人类赖以生存的关键。现阶段,在全世界范围之内,相关的不可再生能源,例如天然气、石油、煤炭等,依然是占到了能源使用率的百分之九十左右,就现今而言,这些不可再生的能源,依然是人类生活和生产当中所使用的主体能源,但是,从长远的角度来看,这些能源迟早都会有使用枯竭的一天,所以,如何开

发和利用新型能源,并且深入地研究其对环境带来的影响以及节能减排方面的内容,是现今非常关键的一点工作内容,同时,也是国家相关工作当中的重点。将针对热能与动力工程的利用和开发,进行详细的分析,针对其发展的前景、对环境的影响以及节能减排方面,进行细致的探析,力求帮助此项能源更好地开发和利用,为人类的发展做出更加突出的贡献。

1 热能动力装置

在现阶段当中,热能动力工程,其无论是在人们的生产还是生活当中,都发挥着极其重要的作用,对于人类的发展,有着积极的意义[1],所以,深入地对其相关设备装置进行研究,对设备的工艺技术以及操作的具体流程进行探析,对于此项技术的建设是非常有必要的。其工作的原理,首先,将其工程所需的燃料,放置在相应的设备当中进行燃烧,进而产生热能,然后在相关的热能动力装置之中,通过技术手段,将其热能转化成有效的机械能。燃烧的相关装置以及相应的热能动力机,再加上辅助的设备,此套整体称之为热能动力装置。主要的来讲,热能动力装置分为两大基本类型:a) 主要是以燃烧之中产生的燃气进入到发动机之中,进而进行相关能量的转换,并且加以循环利用,比如内燃机等装置,是此种类型的典型代表;b) 首先将燃料燃烧过程之中所产生的热能,通过技术手段,传递至相关液体之中,并且使液体汽化,进而气化之后产生的蒸汽导入到发动机当中,从而进行热能的传递以及转换,蒸汽机是其典型的代表。

2 热能的特点以及利用

根据上文的详细阐述和分析,可以对热能动力的装置使用情况有一个详细的掌握,接下来,将针对热能动力工程当中的热能特点以及实际的使用情况,进行研究。

2.1 热能的利用

热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用,并且,在国民经济当中,也占据了核心的地位[2]。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛:a) 电力工业,热能动力工程在其中有着非常重要的应用,在核发电、火力发电等装置设备的使用之中,热能动力工程及相关的技术,是其工作的基础;b) 钢铁工业,尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工

艺当中,应用极为广泛;c) 相关的有色金属工业,其中包括有铝、铜等有色金属,其冶炼,均使用的是热能;d) 化学工业,在化学工业的相关应用之中,合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序,主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段,以其基本的原理来作为理论依据;e) 石油工业,其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节,都运用到了热能动力工程

当中的相关技术理论;f) 机械工业以及相关的建筑工业,包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等,都有热能的利用;g) 交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;h)农业生产以及水产养殖等方面,也有着广泛的运用,包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面,均有着广泛的使用。同时,在人们的日常生活之中,热能也有着广泛的使用,例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析,可以看出,热能及其相关的动力工程,在人们的生活以及生产当中,发挥着非常重要的作用,是一项极为重要的能源,下文将针对热能的特点,进行深入细致的探究,帮助在日常的使用过程当中,发挥出更大的效应。

2.2 热能的特点

现阶段当中,人类所使用的热能,主要是通过一次能源的转换而得来的,所以,分析热能的特点,需要从以下三个方面来入手进行:a) 太阳能及其能量的转换。太阳能,通过对植物的照射,进而使植物的内部存有的叶绿素,发生一系列的能源转换以及光合作用,进而将太阳能转换成为生物的质能,而太阳能的光,则是经过热量的转换以及点的转换,进而成为

我们所使用的能源物质;b) 燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换,主要是通过燃烧的方式,将存在于其中的化学能,转换成为热能,进而再通过相关的技术手段,将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能,例如常见的汽轮机等,其工作的方式,就是首先将化学能源,转换成为蒸汽的热能,进而再通过相关的设备以及技术,将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能;c) 热能的转换,其中主要包括两种能量的形式,即电能以及机械能,电能包括热电发电机,而机械能,则主要有汽轮机以及内燃机。

3 热能动力工程对于环境的影响

热能动力工程对于环境的影响,主要存在于四个方面,即热污染、空气污染、噪音污染以及放射性的危害等,在热污染当中,带来的主要危害是温室效应,其主要是河水发电站等,在很大程度上会影响水源当中生物的生存以及空气质量的变化,空气污染,则主要是发电厂、工业设备企业以及暖气、汽车尾气的排放,同样会造成温室效应,所以,针对以上几点问题,需要在相关的工作当中予以改进,更好地为环境的可持续性发展做出积极的贡献。

4 节能减排工作重点

根据上文的详细分析和阐述,可以对热能动力工程的技术要点、实际的应用以及对于环境的影响等多个方面,有着清晰的了解和认识,接下来,将着重地针对热能动力工程当中的节能减排工作,进行研究和分析,力求更加高效率地使用能源,并且减少对于环境的污染以及能源的损耗等。

4.1 工作的重点

针对热能动力工程的实际特点和具体的应用,相关工作的重点,应该从以下几个方面来入手进行:a) 加快相关产业结构的调整。针对热能动力工程,需要很好地对其相关的产业结构进行调整和改进,力求提升能源的使用效率,同时,积极地针对生产性的服务业,进行发展,以满足人们的方便、提升生产质量为核心内容,来进行改进,在工业生产之中,需要淘汰过时的产品,对于陈旧的工艺技术以及相关的设备,要加快淘汰的速度,并且适时地发展新型的技术,力求全面地提升生产质量以及生产效率,优化产业结构,进一步地推动产业的转型以及升级;b) 强化技术创新。针对热能动力工程及相关的产业,需要很好地针对其技术手段进行更新,例如在电力工业以及钢铁工业之中,很好地发展新型的技术手段,针对现今存在的主要劣势,进行改进和提升,很好地结合当前市场经济环境和体制的发展,加强和

相关科研院校的合作,合力构建起技术性的研究发展以及服务平台,将技术的发展和规范化,作为工作的重点和核心来进行,建设好相关的能源高效循环利用模式,积极地开展相关的减量技术、替代技术、再利用技术以及资源化技术,全面地将热能动力工程当中生产效率较为低下的方面进行改进,力求减少排放、减少对于环境的污染,同时提升能源的利用效率。

4.2 具体措施的实施

具体措施的实施,需要从根本做起、从基础性的建设做起,逐步地控制增量,并且要针对相关的不足,进行产业的调整以及结构的优化,逐渐地强化相关的污染防治措施,全面地实施重点工程建设[3]。同时,还需要发展创新性的模式,进而加快经济的循环,依靠现代化的科学技术手段,将节能减排工作管理,作为工作当中的重点内容以及核心内容,加快新技术的发展步伐,并且很好地结合热能动力工程的实际特点和具体的应用情况,发展新型的热能技术,开发出新的能源,投入到具体的使用当中,针对高能耗的企业以及相关的生产,要采取相关的节能措施,例如窑炉的热效率等,要降低其排烟并且很好地进行相关的热损失回收工作,针对烟气以及余热等,进行回收再利用,进而达到节能的效果和目的。此外,相关的政府部门单位,还需要针对其中的法制进行健全,加大监督和管理工作的力度,完善政策和约束机制、相关体系的建设,并且加强宣传的力度,提升全体公民的节能减排意识,全面地对热能动力工程的使用进行提升和改进。

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【关键词】热能与动力;应用;创新

0 引言

热能与动力工程是一项新兴的科技项目,其在应用中主要的作用就是高效节能,降低能源消耗。热能与动力工程科技在不断发展过程中实现了对资源的合理使用,减少了不必要的损失,同时,也避免出现了人力资源的浪费。热能与动力工程不仅仅能够提供能源的使用效率,在经济效益方面效果也非常好,对社会经济的发展也具有很大的促进作用。

1 热能与动力工程简介

在我国热能与动力工程其是多门科学技术的综合,其中包括现代能源科学技术,信息科学技术和管理技术等,在这之中涉及的有热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、能源高效清洁利用以及新能源开发等等工作,随着改革开放的全面深化,水利水电工程与热能动力专业相结合,确切地说,水利水电工程专业并入后者之中,由止盼成了热力发动机、热能与动力机械、制冷与低温技术和水利水电动力等不同的专业。从专业角度来看,热能与动力工程内容庞大,涉及电子、电力和计算机等多等踌斗,自动化水平高。因此,该专业的课程设置,应与社会发展相适应,可满足生产的需要。

热能与动力发展现状目前,中国已成为世界最大煤炭生产国、消费国,众所周知,中国的能源结构以煤炭为主。现阶段,由于工业发展的影响,中国环境问题非常严重,随着人们环保意识的提升,热能与动力专业面临较大的经济、社会发展压力,因为煤炭污染的开发和利用是环境问题的主要原因。随着经济发展的转型升级,对能源资源,特别是电能的需求上升在新形势下,如不提高煤炭能源利用率,环境问题将会变得更为严重可能成为绍齐社会发展的巨大障碍。同时,中国作为世界第二大石油进口国,对国外石油依赖胜逐年上升,所有这些均使得中国能源安全面临巨大考验。长期以来,中国实宁科助夕型经济发展,技术水平低,能源利用率与发达国家相比,低30~40个百分点,差距比较大,导致在经济发展过程中,环境亏染问题无法有效避免。因此,在能源利用中,推产先进节吠刹支术、可再生能源与新能源,提高资源利用率,任务繁重。中国政府虽大力倡导发展新能源技术,投入了大量的支持资金,但由于新能源技术研发的见效慢,因此短时斯内还无法改变现行的能源结构,生态环境面临的压力依然比较大。通过分析可知,中国热能与动力工业发展形势严峻,在发展中面临巨大挑战。同时也意味着,在未来发展中中国需要大量热能与动力工程专业人才,人才的发挥空间大。

2 热能动力的应用

2.1 热电厂中的应用

当下,对于循环流化床锅炉的控制问题众多国内外的学者和专家一般通过两方面进行研究:一方面是通过运用智能控制的理念,采用预测控制、模糊控制、专家系统、自适应控制等方法对循环流化床的控制进行研究;第二方面是改进现阶段被普遍采用的PID控制器,进一步加大PID控制器的鲁棒性和解耦性能。

2.1.1 改进PID控制

当下的工业领域中,约有90%左右的控制是采用PID控制器来实现的,因其结构相对简单并且鲁棒性也较好。现阶段DCS系统被一些自动化公司运用在循环流化床锅炉中,但也是通过PID控制器对其进行控制。但PID控制器的解耦性能和鲁棒性基本上不能满足循环流化床锅炉的控制需要,因此导致这些控制系统的控制性能普遍降低。

2.1.2 预测控制

控制输入结构成为预测函数控制的关键因素,对于建造的模型进行实时预测,因此跟踪能力和鲁棒性将会得到提高,此种方式适于控制循环流化床锅炉。采用多模型自适应方法,提出了一种多模型预估控制方案,对循环流化床锅炉的主汽温控制对象进行了研究,仿真效果良好,进而将其应用于床温控制。

2.1.3 模糊控制

模糊控制作为一种智能的人工控制手段,其基本理论是以模糊集合理论为基础,从而进一步的模拟人的表达方式、推理方法使得智能控制,模糊控制的算法比较的简单,且其性能相对优良,具有较强的鲁棒性,对于难以运用数学模型进行精确描述、延迟时间比较长的系统具有明显的特点,将会为循环流化床锅炉的控制问题提供了很好的解决方案。

2.2 锅炉中的应用

锅炉主要由两个部分组成,一个部分是外壳,另外一部分是电器控制系统。在锅炉中,底壳的主要功能就是固定锅炉,然后进行燃烧,在底壳上还要安装一些控制锅炉的控制部件,这样能够保证锅炉具有非常良好的保护功能。在锅炉中,底壳是非常重要的组成部分,也是保护锅炉正常运行的关键部分。近年来,随着科学技术的不断发展,热能控制过程中应用了很多的先进技术,全自动控制转换系统已经慢慢实现,利用计算机能够对锅炉进行智能控制,同时,能够提高锅炉的运行精密度,使其在进行燃烧时能够更加的均衡。

燃烧控制技术,锅炉燃烧中产生的能量如果能合理使用,可以帮助电气企业缓解能源紧张的局面。目前锅炉种类很多,使用的燃料也在发生变化,随着技术的进步,可以研究出更加有效的燃料。要实现对燃烧的控制,可以从锅炉的温度和燃烧数值方面进幸予周节二要控制锅炉的温度需要把空气和燃烧结合起来一起调整,这种调整需要控制的因素太多,需要分析各方面的清况。对于空气和燃料的调节需要进行多次试验,才可以保证这种方法有效。还可以根据燃烧清况控制空气和燃料,这种方法的技术要求很高,需要分析的数据也非常多二通过分析收集的数据得出最终的结论,可以保证它的有效性。

3 热能与动力工程的未来发展

从实际清况看,热能与动力工程专业就业前景被看好,工业的发展使其就要前景乐观,从近年就业市场上能够看出,该专业学生处于供不应求的局面,占据主动。目前,中国就业形势严峻,高校毕业生就业压力不被看好,一些理科学生选择热能与动力工程专业,这就足以说明该专业就业前景好。由于热能与动力工程的专业幽虽,从近年的就业市场来看,市场上大量缺乏技术型人才,技术人才待遇较好,在工资、福利等方面均比其他专业高,由于该专业在能源、环保和航空航天等领域应用普遍,因止比扰业不成问题,收入也十分罕见。

4 结语

在研究热能和动力工程时,可以针对他们创新方面存在的问题进行改造,把影响因素控制在一定范围内,不会影响热能和动能的使用还可以对应用热能和动能的设备进行创新。可以根据设备的应用途径和功能进行改造,提高设备利用能源的效率,进而研发出新型能源,缓解当今能源紧张的情况。

【参考文献】

[1]吴江,郑莆燕,任建兴,何平.关于热能与动力工程专业卓越工程师培养的探索与实践[J].中国电力教育,2011,24:3-4.

[2]闫天明.热能与动力工程在锅炉领域的应用分析[J].机电信息,2014,33:41-43.

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关键词:工程燃烧学;教学实践;教学改革

作者简介:金晶(1963-),女,山东济南人,上海理工大学能源与动力工程学院副院长、热能工程研究所副所长,教授;胡晓红(1980-),女,浙江丽水人,上海理工大学能源与动力工程学院,讲师。(上海 200093)

基金项目:本文系2011年度上海市教委重点课程建设项目(项目编号:1K12301001)、2011~2012年度上海理工大学研究生核心课程建设项目(项目编号:11000050)研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0053-02

“工程燃烧学”课程是热能与动力工程专业一门十分重要的专业基础课程。自1999年以来,“工程燃烧学”一直是上海理工大学(以下简称“我校”)能源与动力工程学院热能与动力工程专业的必修主干课程之一,面向能源与环境工程、动力机械工程、制冷与空调工程以及工程热物理四个专业方向,同时面向环境工程(大气污染控制工程)专业。

“工程燃烧学”是一门内容丰富、发展迅速、实用性很强的学科。由于燃烧过程实质上是耦合了流动、传热以及热力相变的复杂化学反应过程,所以其内容涉及传热学、工程热力学、工程流体力学等多门学科知识,是一门具有复杂性和多学科交叉性的课程。“工程燃烧学”的学习既需要学生首先掌握较为深入的其他专业基础课程,也需要教师在教学过程中采用深入浅出、易于理解的教学方法进行讲授。[1]多年来我校“工程燃烧学”教学团队,不断的改进教学方法,提升培养学生的创新能力,探索培养卓越工程师的教学途径。

一、更新教学内容

上海理工大学热能与动力工程专业是国家级的特色专业,得到了“国家本科教学质量工程”的支持,同时也是上海市教学高地。经过多年来的积累和精炼,形成了鲜明的教学结构和特色,这种特色也保持到了“工程燃烧学”教学中。

目前,无论是燃烧理论还是燃烧技术,仍然处于不断发展的状态。本课程立足专业特色,重新修订了教学大纲、对教学内容进行了不断的完善和更新。本教学团队在我校张松寿主编教材《工程燃烧学》(上海交通大学出版社,1987)的基础上,结合我校热动专业的培养目标,综合考虑清华大学、浙江大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学和上海理工大学等院校1999年以前相类似的按照二级学科划分的能源动力类专业结构体系特点,以及新的本科热能与动力工程专业逐渐淡化原有的二级学科色彩、强调拓宽专业口径的特色,对教材进行充实和改编,并于2008年重新出版了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《工程燃烧学》。此教材已在我校多届学生中使用,反应良好。

能源与动力工程中的主要设备,如锅炉、燃气轮机、内燃机、吸收式制冷设备等均涉及燃烧技术方面的问题。该课程从工程实际出发,系统介绍燃烧的基础理论,着重讲述各种燃料的燃烧现象及机理,为学生提供理解、分析和控制各种热力设备中燃烧过程所必需的基本知识,了解燃烧学的工程应用,同时也为以后从事燃烧系统及设备的设计、运行和控制,防治和减少燃烧排放物对环境污染等方面的工作打下了必要的基础。“工程燃烧学”课程的重点是燃烧的基本理论、基本计算以及运用燃烧学的知识及方法解决工程实际问题。运用燃烧学的基本知识及方法解决工程实际问题也是教学的难点,涉及学生能力和素质的培养,对教学内容的选择和讲课艺术都有较高的要求。

授课内容既着重于系统地阐述与燃料燃烧过程有关的基本概念和基本理论,又重点介绍固、液、气燃料燃烧技术的基本原理和方法,使学生在掌握扎实的理论基础的同时,能够获得相关的理论知识和工程应用背景知识,并通过相应的配套实验教学获得感性认识和实践机会,强调“工程燃烧学”课程的工程应用性,培养学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。

目前,科学技术飞速发展,燃烧技术也不例外。如利用先进的激光技术,现代质谱、色谱等光学,化学分析仪器,研究了燃烧过程的各种机理,改进了燃烧试验方法,提高了测试精度,使燃烧学在深度和广度上都有了飞跃的发展。近年来计算机的迅猛发展,提供了可以求出各种理论数学模型解的可能性,从而把燃烧理论与错综复杂的燃烧现象有机地联系起来,使燃烧学科上升到系统理论的高度。[2,3]因此,在授课过程中应适时对于一些最新的燃烧技术(如富氧燃烧技术、化学链燃烧技术等)和燃烧理论的发展动态进行介绍,力求追踪当代科技的最新成果,将当代燃烧学科发展过程中的新成就、新思想和新发展及时传授给学生,不断开拓学生视野。

鉴于该课程的重要性,在专业培养计划中一方面安排了较多的课堂教学学时,另外,还安排了教学实验。目前,我校“工程燃烧学”理论教学学时为64学时,实验教学内容共16学时。

二、强化教学实践环节

“工程燃烧学”是一门实验性科学,高校的实验室是锻炼学生动手能力、培养学生创新精神的良好场所。学生亲自参与教学实践环节,可以进一步加深对本课程重点、难点的理解与掌握。

我校能源动力实验教学中心是国家级实验教学示范中心,其中建有热能与动力工程模型馆,陈列包括燃烧器、各种电站和工业锅炉等燃烧设备教学模型几十余件,供学生现场观摩、研究,进一步加深了学生对燃烧设备结构和工作原理的认识。

随着教学改革的深入和教学建设的发展,我校对专业主干课程愈来愈重视。2011年我院借助“十二五”内涵建设契机,投入100多万元用于“工程燃烧学教学实验室”建设,先后购置了元素分析仪、热重分析仪、工业分析仪、灰熔点仪、自动量热仪等设备。目前,已建成的“工程燃烧学教学实验室”可开设“煤的元素分析及工业分析”、“发热量测定”、“程序点火、火焰监测及显示”、“烟气分析”、“燃烧调整及燃烧效率”、“灰熔点测定”、“火焰传播速度测定”、“可燃气体爆炸极限测定”、“锅炉热平衡实验”等多学时教学实验。

学院还配备了机房,开发了“火焰传播实验”、“炉内过程实验”、“流化床原理实验”等部分计算机辅助教学实验,以解决“工程燃烧学”实验装置投资高且不可能达到实验台套数要求的问题,并利用动力工程实验中心CFD实验室资源开发出“工程燃烧学”计算机辅助教学实验课程,作为相应实验课程的有力补充,有利于学生提高学习兴趣,加深对燃烧物理现象和物理过程的理解。

在实验教学方面,为了加强学生创新和实践能力的培养,采用了个性化教学方法,建立了学生课外学习的第二课堂,组织学生在导师的指导下进入实验室学习和参加导师的科研实践;同时注重科研实验向教学实验转化,实现了开放式、多元化教学,并与科研、工程实践有机结合,切实提高了学生的综合素质、工程实践与创新能力。

按照基本型、先进型(本科意义上)、综合型、设计创新(开放)型四部分设计实验内容和组织实验设备。实验室全天开放,学生可以事先进行实验预约,采用专职实验人员与研究生相结合的方式,为研究生提供了很好的教学实践机会。

积极与行业中典型企业建立产学研联合体,延伸了大学生实习和社会实践的实验教学空间,丰富了学生的实践知识和对最新科学技术发展的了解;积极进行校企技术合作、学术交流、工程项目联合开发及科研成果的生产力转化,培养了学生创新精神和团队意识,提升了学生实践技能和就业竞争力。学院先后与上海电气集团、上海锅炉厂有限公司、上海汽轮机厂有限公司、上海工业锅炉研究所、上海发电设备成套设备研究院、上海外高桥发电厂等30多家企业建立了长期的教学实践基地。

三、结论

针对“工程燃烧学”课程内容涵盖面广、抽象难懂、实用性强、教学难度大等特点,开展了教学方法的改革与探索。近几年来的教学实践表明,“工程燃烧学”课程通过合理安排、及时更新教学内容,强化教学实践环节的教学改革,取得了良好的效果。从目前企业反馈的情况来看,我校在相关部门工作的毕业生以较强的动手能力、出色的适应能力、勤奋的工作态度获得了良好的口碑,这充分体现了我校“工程燃烧学”课程教学改革的成效。

参考文献:

[1]曹玉春,吴金星,焦森林.热能动力工程专业“燃烧学”课程的教学改革与创新[J].中国电力教育,2010,(4):69-71.

篇6

一、培养方案的优化与应用型人才培养特色的体现

在2010年新一轮人才培养方案调整前,我们首先在调研全国类同我校开设的热能与动力工程专业及方向的高校教学计划的基础上,根据我们自身专业的办学实践以及国家在西南地区对“热能与动力工程专业”人才的社会需求,结合学校新的本科人才培养计划的调整,对原有的培养方案进行大胆的改革优化,将本科人才4年的培养计划分为五大人才培养模块,即:人格与素养课程群、表达与理解课程群、发展基础课程群、专业与服务课程群、研讨与探究课程群,将原来的课程教学计划按照这五大模块进行归类优化,并科学地分配各个模块的学分比例。我校该专业主要侧重于水轮机、水泵设计、制造、水电站机电设备运行维护与管理人才的培养,在人才培养方案中自始至终贯穿水力机械的设计与制造技术为主线,注重水力机械及工程、水利水电动力工程两个专业方向的课程在人才培养中课程的互选与知识的融合,建立水力机械及工程设计制造以及水利水电动力工程设计、运行、维护与管理合二为一的人才培养体系特色,从机组的选型设计、结构设计、生产制造、安装检修、运行维护与管理等各个方面理论联系实际,同时还注重相关专业知识的融合,如水文、地质、水工建筑、施工以及电站监测等。因此,毕业的学生主要集中在水轮机、水泵设计制造企业、水电工程设计院、工程局、各大中小型水电站。在课程内容设置上,着重强化两个专业方向的理论教学与实践教学的相辅相成、相互渗透,进一步突出对专业知识综合运用的能力、系统工程设计的能力、创新能力与工程实践能力的培养。其中,理论教学环节的五个课程群中分别设置了必修、选修课,在专业与服务课程群中又分别设置了核心课程以及各专业方向的选修课程,两个专业方向上的可相互替换课程供学生选择,能较好地满足学生个性的培养。

二、专业实践性教学环节改革实践与应用型人才培养特色的体现

国家级特色专业“热能与动力工程”的主要专业性实践教学环节有:专业认识实习、专业课程的实验、专业课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等,专业实践性教学环节主要是充分利用该专业较好的校内实验室条件和校外实习基地,在实践性教学环节内容和实践教学模式方面进行如下大胆的优化改革与实践。

1.充分利用校内资源,建设专业校内实习基地,全天候向学生开放。该专业的学科基础好,该专业所在的学科是四川省重点学科,该专业的实验室始建于1974年的学校水力机械实验室。历经三十余年的发展和历史积淀,经过几代人的艰苦创业和辛勤工作,创立了今天实验室建设与发展的坚实基础,该专业的水力机械实验室依托于教育部与四川省共建的流体动力机械实验室、流体机械及工程四川省重点实验室、流体机械四川省高校重点实验室、四川省水电工程示范中心、学院实验中心等,拥有较好的教学科研条件,装备有大型流体机械试验台、B级泵阀试验台、多相流动试验台、三维PIV测试系统、三维激光多普勒测速及粒子动态分析仪系统、三维热线/热膜风速计、高速摄影机、频谱分析仪系统、水利水电工程仿真系统、智能建筑仿真系统、流体机械虚拟产品开发平台、Fluent流动计算分析软件等国内外先进水平的教学和科研设备,本专业的学生可全天候到实验室开展现场参观教学、专业课程实验、专业课程的设计、毕业设计。专业实验室为学生的校内实习、实践提供了有力的保障。

2.充分利用校外资源,建设专业校外实习基地群,并聘请校外兼职教师指导生产、毕业实习和毕业设计。该专业充分利用办学历史较长、有较好的校友资源的优势,在校外建立了二十余个专业实习基地群,并在实习基地聘请了一批实践经验丰富、理论水平较高的本专业的老大哥或老大姐。如在重庆水轮机厂我们聘请的邱江维副总、高工,宜宾富源水电设备制造有限公司的赵爱民副总、高工,东电集团东风电机股份有限公司的胡江鸿总经理、高工,东电集团东方电机股份有限公司的石清华副总、教授级高工、四川华电瓦屋山水电开发有限公司的赵勇副总、厂长等等,有了他们的帮助与指导较好地解决了该专业两个方向的生产、毕业实习和毕业设计。

3.探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。由于实习基地单位的生产任务普遍较重,很多实习单位均把接待实习变成了一定形式上的参观学习,根本不让学生在现场动手。于是,我们利用聘请校外实习指导教师的办法,在实习基地聘请具有专业技术特长的专家、具有丰富管理经验的领导作为学生生产、毕业实习、毕业设计的指导教师,成功探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。同时,校内指导教师和校外指导教师相互密切配合,有效提升了校外现场实践性教学环节的质量。如我们在实习现场进行水泵(叶轮)的木模制作工艺教学时,就邀请企业具有丰富木模制作经验的工人师傅为指导教师,现场给同学们进行制作讲解,同学们再自己动手现场制作,通过这一学习过程,不仅同学们掌握了有些书本上根本找不到的技能,而且锻炼了同学们的实际动手能力。在水电站的实习中,如果没有校外指导教师的现场指导,光有校内指导教师,同学们根本就不可能完成水电站机组的开停机操作,以及日常维护检修跟班操作等实习项目。

4.积极倡导学生参与到教师的科研项目中,教师将科研项目引入到学生的毕业设计题目中。在热能与动力工程专业的学生中,已基本形成了一股好的学风,同学们积极与专业课程教师联系,积极参与到教师们的科研课题组中去,教师们也非常愿意本科生同学参与研究工作。如同学们参与宋文武老师的红岩子水电站协联关系曲线的现场测试工作项目,参与符杰、曾永忠老师的水轮机水泵CFD分析计算等课题,近年来学生毕业设计的题目中,教师的科研真实题目多了,结合毕业生就业需求课题的题目也多了。

5.积极鼓励本科生与本学科专业的研究生共同学习。学院为每一位本专业的研究生配有研究学习室,这些研究室均是开放的,同时也对本专业的本科生开放,本科生可以进研究室与研究生一道共同学习。我们还为西华大学西华学院的热能与动力工程专业的学生在研究室提供学习的地方,直接参与到研究生的科研项目研究中去,共同学习与讨论。

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关键词:燃烧;燃烧技术;教学内容;热能与动力工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0055-02

目前,化石燃料在世界各国能源中占有主导地位,约占全球能源消费的87%,而且在未来可以预见的时期内,全球能源结构仍是以化石燃料为主,其他新型能源为辅的格局。随着社会和科技的发展,对能源的需求越来越多,能源短缺已成为一个全球各国共同面临的现实问题。由于化石燃料的大规模使用,其所带来的环境污染问题也日趋严重。目前,节能减排已成为世界各国当前和未来的重要发展目标。研究和开发高效、低污染燃烧装置,提高燃料燃烧能量利用率,减少对环境的污染,是目前世界各国迫切需要解决的重大关键技术。

哈尔滨工程大学基于当前对节能减排的迫切需求,自2006年起,在动力与能源工程学院热机专业本科教学计划中,开设了“燃料与燃烧”课程;自2007年起,分别在硕士研究生和博士研究生相关专业培养计划中开设了“高等燃烧学”和“燃烧学的理论方法及应用”等课程。

一、“燃料与燃烧”课程定位

哈尔滨工程大学作为工业和信息化部直属学校,其动力与能源工程学院热能与动力工程专业是国家级特色专业,同时拥有工信部教学中心和黑龙江省级教学示范中心。作为燃烧机械的基础,“燃料与燃烧”与大学普通物理、工程热力学和流体力学等多门基础课程密切衔接,课程在科学理论指导下,密切联系实际工程应用。通过课程学习,可以拓宽学生专业眼界,了解燃烧学科发展前沿和发展重点,培养学生综合运用知识的能力和动手能力。“燃料与燃烧”课程对于培养学生的独立思考能力、创新能力和团队合作能力具有重要作用[1,2]。自2006年设课以来,“燃料与燃烧”一直作为本科热能与动力工程专业的骨干基础课程。

“燃料与燃烧”课程的教学水平直接影响我校热机各专业方向的学生素质和教学质量。对“燃料与燃烧”课程进行教学内容改革,提高其教学质量,对于提升哈尔滨工程大学热能与动力工程专业在国内的影响和地位具有重要意义。

二、“燃料与燃烧”课程教学内容设计

除基础理论部分外,“燃料与燃烧”课程中工程应用部分教学内容更新很快。随着科学技术的不断发展,燃烧技术不断进步,燃料及燃烧装置不断推陈出新,相应教学内容也需不断随时更新,要求授课教师有坚实和广阔的理论基础,掌握国内外燃烧理论和技术的最新发展。

哈尔滨工程大学是我国进行船舶动力装置研究和培养该领域高层次创新人才的重要基地,近年来对高性能船舶动力装置进行了大量深入的研究,承担完成了包括工信部高技术船舶项目、省市部委项目和各级基金项目等多项课题研究,对发动机预混燃烧、扩散燃烧、均质燃烧、稀薄燃烧和低温燃烧等燃烧模式均有深入的研究,取得了多项具有国内外先进水平的研究成果,发表了大量的相关论文和专利。这些科研成果为“燃料与燃烧”课程教学和师资平台搭建提供了丰富的资源,对“燃料与燃烧”的教学改革起到了很大的推动作用。

随着燃料技术、燃烧技术和燃烧装置的不断发展和进步,为满足教学需求,及时反映燃烧技术的最新进展,我校教学团队编写了《燃料与燃烧》本科教材。该教材是根据船舶动力装置燃烧的特点,基于我校“三海一核”教学和学科的研究特色编写的。《燃料与燃烧》教材系统阐述了燃烧的基本原理和理论;详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法,详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学,着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧;最后,为及时反映燃烧技术的研究进展,增添了新型船舶动力装置所采用的高效低排放燃烧技术[3]。在教材的编撰过程中,大量引用了我校燃烧理论和燃烧装置研究领域相关教师及硕博研究生的研究成果和国内外最新研究进展。教材内容丰富新颖、专业针对性强,可为我校及其他院校热能与动力工程专业各研究方向本科生奠定系统的专业理论知识。通过课程学习,使学生在掌握扎实理论知识的同时,获取燃料与燃烧相关工程应用知识。教材强调了“燃料与燃烧”课程教学内容的系统性、理论性以及工程应用性,编写过程中注重了教学内容的易懂性,和培养学生应用所学知识、实际动手实验以及团队合作的能力。

通过“燃料与燃烧”课程的教学,使学生对燃料性质、燃烧现象的本质以及燃烧基本理论有一定的认识,进而掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。掌握动力机械中气态、液态和固态燃料的相互关系和区别,以及它们的特性、燃烧特点和规律,包括闪点、着火点和自燃点,不同燃料闪点、着火点和自燃点的变化规律,以及着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等。课程侧重预混气的爆震、层流预混燃烧、气体扩散燃烧和燃料液滴燃烧等与动力机械密切相关的燃烧理论[3]。

国内外对动力装置节能减排的要求实质上推动了燃料、燃烧理论及燃烧装置的快速发展,为确保“燃料与燃烧”课程教学内容能充分反映相关理论和技术的发展,最新国内外燃料技术、新型燃烧技术及燃烧装置应作为课程教学的重点更新内容。“燃料与燃烧”课程先后介绍了燃料及燃料特性、化学反应动力学、燃烧理论和燃烧装置等,涵盖了燃料、燃料的燃烧计算、燃烧化学动力学、燃烧反应系统的守恒方程、着火理论和燃烧界限、预混燃烧、扩散燃烧、液体燃料的燃烧、固体燃料燃烧、燃烧排放控制和燃烧装置等方面的教学内容。课程各教学模块内容主要包括:(1)燃料,主要包括燃料的来源、种类、组成,燃料性质、参数及变化规律,燃料物性计算方法;(2)燃烧过程的物质平衡与热平衡,包括生成焓、反应焓、燃烧焓,固体燃料、液体燃料和气体燃料的理论空气需求量,实际空气供给量和空气过量系数,完全燃烧产物生成量、成分和密度,不完全燃烧产物及燃烧过程的质量检测,燃烧温度和热离解对燃烧温度的影响;(3)燃烧与化学平衡,重点为化学反应速度及化学平衡,反应度与平衡常数的关系;(4)化学反应动力学,内容包括基元反应、质量作用定律、反应级数,化学反应速率及其影响因素、各种级的单步化学反应,链锁反应;(5)燃烧系统守恒方程,分子传输方程,基本守恒方程,流动边界与热边界层;(6)着火和燃烧界限,热自燃理论、强迫着火、熄火、着火爆炸与熄火现象为化学动力学控制的燃烧问题,燃烧界限的影响因素;(7)预混气的燃烧,重点为燃烧波及其区别、瑞利公式、雨果尼奥曲线、雨果尼奥曲线上熵的分布、爆震波后已燃气的速度与当地声速的比较、查普曼-焦格特爆震波速度的确定、爆震波的速度、开爆震性和化学反应动力学决定的爆震极限;(8)层流预混火焰,主要包括热理论,参数对火焰传播速度的影响,火焰驻定原理,火焰淬熄;(9)层流扩散燃烧,主要内容为伯克和舒曼理论的基本假定和求解方法、燃料射流的唯象分析(层流火焰高度和湍流火焰高度)和层流扩散火焰射流(层流射流的混合和有化学反应的层流射流);(10)气体湍流燃烧,重点为湍流火焰的唯象方法;(11)液体燃料的扩散燃烧,主要包括单油滴的蒸发及质量燃烧速度,气流中的燃料液滴,火焰的位置、燃料蒸汽、氧气、产物及温度的分布、喷雾燃烧及油滴群燃烧;(12)固体燃料的燃烧,内容包括固体燃料的燃烧过程、固体碳粒的燃烧(扩散燃烧、动力燃烧和过渡燃烧)、碳粒燃烧的化学反应(碳和氧的反应、碳和二氧化碳的反应、碳和水蒸汽的反应、一氧化碳的分解反应)、多孔性碳粒的燃烧、二次反应对碳粒燃烧的影响、碳粒燃烧速率及燃尽时间、灰分对碳燃烧的影响、固体燃料的燃烧方式和燃烧装置;(13)燃烧排放控制,包括燃烧过程中NOx、SOx和颗粒等污染物的生成机理,影响污染物生成的因素,控制污染物排放的技术措施(改变燃烧途径的措施和后处理措施);(14)液体和气体燃烧技术及燃烧装置,主要包括船舶动力装置(船舶柴油机、船用锅炉和船用燃气轮机等)的燃烧技术。

三、结论

“燃料与燃烧”是当今国内能源动力类本科专业前沿课程之一。作为哈尔滨工程大学动力与能源工程学院热机专业方向的一门核心基础课程,“燃料与燃烧”在我校热能与动力工程本科教学体系中扮演着重要角色。通过对““燃料与燃烧”课程教学内容设计的探讨,确定了以船舶动力装置共性燃烧理论作为基本的教学内容,用国内外最新燃料与燃烧技术的发展更新课程教学内容,以期夯实学生的专业理论知识、扩展学生的眼界、提高学生的综合素质。根据燃料和燃烧应用技术的发展,尤其是船舶发动机行业燃烧技术的发展,及时更新、丰富和优化课程教学内容,是实现课程教学目标、培养创新型人才的关键。通过教学内容的设计和改革,我校近几年的教学实践表明,“燃料与燃烧”课程教学取得了良好的效果。

参考文献:

[1]苏磊.《燃烧学》教学有感[J].中国科教创新导刊,2009,(34):134.

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【关键词】热能与动力工程 电厂 效益 运用

社会经济的快速发展,社会生产生活对电能的需求也越来越大,电网建设也不短发展。火电厂作为重要的供电方,在生产电能方面有非常重要的地位。火电厂汽轮机组不仅能够用于电能转化,还能够充分利用汽轮机转动的动能。正式基于火电厂应用的广泛性,导致火电厂规模不断扩大,对我国供电企业产生了非常大的影响。

一、热能动力系统建设的必要性

尽管热能动力系统有着很大的优越性,但是他跟其他事物一样有着两面性,并不是在任何情况下都有建设使用的必要性,而是要根据实际情况,在不得不用的情况下再安装使用,并且能达到经济效益的目的。以下从两方面谈工程建设的必要性。

1.设计技术具有先进性

首先需要综合衡量工程系统设计所采用的技术各方面是否能达到国家要求的标准;工程系统各种设备和组合方式是否能达到国际的水平,在后期的维护中需要具备可行性,即在保持系统工程先进性的同时,要保证在投入使用后,可以有自行维护的能力,在引进先进的技术和设备的时候要根据使用单位的技术水平,切忌盲目追求先进性而忽视后期的维护能力。

2.综合考虑经济效益

工程系统的建设能达到一定的经济效益,我们才有建设的必要,如果达不到经济效益,就会造成资源的浪费。所以在考虑建设的必要性时综合衡量建设费用、设备费用,应在合理的资金预算范围内选用设备。系统在投入使用后,在提高生产效率、工作质量和安全保障方面的支出外,如果其效益仍高于本身的维修费用和折旧费,则该工程系统就有安装的必要性。

二、热能与动力工程在电厂中的运用

1、减少调压调节损失

调压调节有其优势也有其缺陷,其主要特点就是可以加强机组自身的运行稳定性以及它对负荷的适应能力,它还提高了一部分机组的经济效益,同时还为了动力工程以及热能在电热厂中的运用提供了有效的实际条件。其缺陷主要就是在其高负荷区域内进行滑压调节是不符合经济型要求的。大机组蒸汽在动叶栅内完成做功后,就会有机械能的公里转换存在,这样就在一定程度上产生蒸汽余速的损耗、斥气损失以及鼓风损失等。调压调节存在这些损失,表明汽轮机组运行经济性有所降低,但是造成这些损失的主要原因都是汽轮机组运行机理决定的,而不是单纯的人为失误或者系统故障,这些损失的存在就薄且需要我们不断积极的研究和探索调压调节的方法,争取研制出更为科学的产品,进一步减少能量损失。为了减少热能和动力工程的损失,我们应该在电厂生产过程中,深入探索调压调节损失等问题,在实践中应用具有更高科技含量的新产品,以此来提高电厂热能与动力工程的运用效率。

2、机组变工况特性与节流

当处于临界状态时,虽然机组的流量与机组前后压力的平方差成正比例关系,但是流量与级后的参数无关,同时轴向的推力在蒸汽温度降低、汽轮机发生水冲击时、负荷突增时、甩负荷时、叶片结垢时,都会出现增大的趋势。抓住这一特征进行有效的调节,进而提高整个电厂工作运行的效率。对于节流调节而言,通常不存在调节级,首级可实现全周进汽作业。当工况发生变化时,各级温度会发生变化,温度变化小则负荷适用性良好;如果存在节流损失,则会加大消耗,对其经济性造成一定的影响。实践中,其比较适合于带基本负荷的大机组以及小容量机组,但却经济性相对较差一些。电厂运行过程中,可通过弗留格尔公式,计算相关因素,并以此来保障动力工程中热能的有效应用,并结合该公式的实际应用条件,就不同流量下各级级前压力求得各级的比焓降和压差,从而准确确定相应零部件的具体受力情况、功率效率。在此过程中,还要对汽轮机的通流部分运行情况进行监视,即在流量确定的情况下,将运行过程中的机组前各级压力公式符合度作为重要参考依据,对通流部分面积是否变化进行判断。简单地说,就是根据弗留格尔公式计算出来的各因素,来保障汽轮机的内节流调节质量和效率,从而为动力工程和热能在电厂中的实际应用,准备条件和提供基础。

3、有效地合理利用重热现象

所谓重热现象,实际上就是在多级汽轮机之中,前级热损失被后级吸收利用,从而提高后级进汽焓,同时各级理想焓降之和必然超过全机总焓降值,即为重热现象。实践中可以看到,理想与实际数值之间通常存在着非常大差异性,而且机械设备自身的热回收效率也存在一定的差异,因此并非全部热损失均能被完全回收。

经过专家和技术人员测试,在通常情况下重热的系数大概会在4%~8%之间。由上述理论所知,重热系数越大越好。各电厂可以根据自身的热电生产过程的真实情况,选取比较合理的重热系数,在保障顺利发电的前提下,充分的将汽轮机产生的热能和动能科学的利用起来。基于此,电厂可依据实际生产实况,选取科学合理的重热系数,在有效保障发电质量和效率的基础上,实现热能的综合利用。时间中,为提高热能与动力工程的操作技能水平,需在调节过程中注意以下事项,即各调节阀流量是否相等;调节阀的开启数量会对焓降造成影响,部分负荷时,比节流调节效率要高;工况变化引起的调节级气室温度发生了额较大的变化,影响了负荷适应性。同步器的作用:1)在单机运行时,启动过程中提升机组转速到达额定值;带负荷运行过程中,应当确保机组在任何稳态负荷下都能维持额定转速值。2)并列运行时,用同步器可改变汽轮机功率,并可再重新分配各机组的负荷,保持电网频率基本不变。

4、调配选择与工况变动

为了说明恰当调配选择和工况变动的重要意义,在此以一个实例阐述。以背压式汽轮机为例,为了提高背压式汽轮机的利用率,专家们对其做了一些改造。改造如下:在背压式汽轮机上装置了一个后置式的低压凝汽式汽轮机。如此一来,背压式汽的轮机在运行中排除的热气就可以成为低压凝汽式汽轮机气源,形成了双重发电。经过改造后高背压式汽轮机和低压凝汽式汽轮机,组成了凝汽式的汽轮机发电机组系统,跳频是指当并网运行机组遇到电网频率变化时,会以自身的差异动态特性作为依据,启动自动增减负荷,维持电网周波的过程。

跳频的最大特点就是频率的调速快。但是,因为发电机组会随着调整量的变化出现一些差异,而且调整量也有所限制,这使得控制难度增加了很多,对值班调度员来说增加了很多的工作量。当电力系统发出的负荷或电力存在着很大的变化时,仅靠一次调频已经不能够实现将电力恢复到常规频率的状态。此时,工作人员不得不使用二次调频的方式来解决这个问题。这里使用的二次调频主要包括两种形式:即手动调频和自动调频。自动调频在调频过程中存在很多的优势,因此被广泛的推广使用在电厂的生产中。选择合理的调频方式对于提高企业的运行水平来说有着十分重要的意义。选择调频方式一定要正确认识电厂热能和动力工程,这样才能避免给企业造成不必要的损失。

此外,汽轮机的工况变化和焓降变化有着紧密的联系。当第一阀全开时,工况流量增加,压力就会随着增大。相对于焓降,要减小调节级,反之则相反的变化。当第一阀全开,第二阀关闭的时候,此时的焓降,其调节级需要调节到最大中间级。而此时工况也会发生变动,但是中间级的压力比和焓降均保持了不变。上述所表述的实验结果,给实际工作中的应用提供了可靠的案例依据。将焓降变化和实际的需求相结合,再进行合理地工况辩护啊调节,,这样才能够在电厂的生产中更好运用热能和动力工程。

结束语:

综上所述,在电厂的生产过程中,若能够采取一定的措施方法将热能和动力工程很好的结合起来,就能够在很大程度上降低电厂发电机组在运行中产生的各种能耗,从而提高电厂的发电生产效率。在当前能源短缺加剧的背景下,提高电厂的生产效率,增大能源利用率,减少能耗是未来电厂生产技术发展的主要方向。本文中所提出的几种提高热能与动力工程效益的措施方法并不是仅有的提高电厂运行效益的方法,相信在未来的电厂生产技术水平不断提升中,还会有更多提高热能和动力 工程运行效率的措施。

参考文献:

[1]王芯茹.电厂热能及动力工程存在的问题分析[J].科技创新与应用.2014(12)

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关键词:电厂;热能动力工程;探讨

中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:

1 电厂热能动力工程容易出现的问题

损耗湿汽的因素:第一,湿润的气体发生膨胀,其中有些因气温降低而变成了水,从而不能做功;第二,这些液态水的流速小于气流速度,从而会降低气体的速度,也会产生一定的动能损耗;第三,液态水都粘在管壁上了,既产生水的损耗又产做了无用功,使叶轮做功减少;第四,遇冷的水蒸汽使得汽量减少,而且还会损害叶轮的边沿,尤其是会造成其背面弯处产生腐蚀。

防止湿汽损耗的要点:第一,实现过程中热能再利用;第二,加装减湿互环节;第三,使用带收集液态水功能的喷管;第四,增强其抗腐蚀作用。整体装置运行过程中,要实现好各部件间的效果,还可以使泵装置、速度控制装置的运行,因为这些过程可能产生无用功,造成机械能损耗。

气体沿轴流动的装置中,一般是蒸汽从气压强的入口端进入、而从气压弱的出口端流出,这等同于对整个装置的转轴产生一个沿轴方向的力,其方向由气压强处指向气压弱处。从而使转轴发生偏转,通常称这个力为沿轴推力。

级间工况变化的特点:第一,当临界点未出现时,其流量同各级间的压力呈一定非简单正比的关系;第二,当临界点出现时,其流量同各级间的压力呈正比关系,而且同其它参数没有关联。

沿轴方向的推力特点:第一,蒸汽凝结成水时,推力变大;第二,液态水与叶轮发生撞击时,推力也变大;第三,负载增大,推力变大;第四,负载被甩时,推力变大。第五、叶片老化,推力变大。

2 合理利用重热现象

热电厂兼具发电和供热作用,“热电联产”的能量生产方式在环保、节能方面优势明显。所谓重热现象,指的是多级汽轮内一小部分的上一级损失,可在之后的各种被利用。重热系数则指的是相比于汽轮机理想焓降,各级理想焓降之合的多出值,所占汽轮机理想焓降的比例。充分利用重热现象,可使得整个效率比各级平均效率要大,而这一现象利用是在级效率降低的基础上完成的,只能将一部分损失回收,一般情况下,其重热系统保持在0.04与0.08之间,且并非越大越有利。这就要求,热电厂中对于重热现象的利用,应当以选取合理的重热系数为前提,结合自身热能与动力工程实际,来确定合理的重热系数,从而使机组更好地服务于热电厂运行。

3 恰当的调配选择与工况变动

并网运行机组在遇到电网频率变动(外界负荷变化所致)的情况下,会以自身的差异动态特性为依据,来进行增减负荷的自动启动,进而用于电网周波的维持,这样的一个完整过程就被称作是一次跳频。其特点是频率调速快,但发电机组随调整量不同而存在差异,且为有限的调整量,增加了值班调度员的控制难度。而当电力系统发出电力或负荷存在较大变化时,运用一次调频难以实现常规频率恢复时,就需要采用二次调频的方式。一般情况下,二次调频包括手动与自动调频两种形式,其中自动调频方式因在运用特性表现出诸多特性而成为普遍推广的二次调配形式。在热电厂中,恰当选择调配方式,对于提高其自身运行水平十分必要,立足对并网运行机组的正确认识和状况掌握,避免因错误调配方式,所造成的热能与动力工程运用效用低下。此外,焓降变化同汽轮机工况变化存在密切联系,当全开第一阀,增加工况流量时,压会随之增大,相比于焓降,调节级要减小,反之则呈现同上述相反的变化。而在关闭第二阀,全开第一阀时,相对于焓降,调节级到达最大中间级,此时,如发生工况变动,则中间级的压力比与焓降均维持不变。这为我们实际工况的调节提供了依据,结合所需得到的焓降变化,来进行恰当的工况变化,来更好地满足热能与动力工程在热电厂中的运用需要。

4 有效的节流调节

节流调节不存在调节级,在第一级就可完成全周进汽,当工况变化时,各级温度只有减小的变化,且表现出较好的负荷适应性,适用于基本负荷大机组和小容量机组,表现出较差的经济性,体现在节流损失方面。在热电厂实际运行当中,可应用弗留格尔公式,来保障热能与动力工程的有效运用,结合该公式的应用条件,来就同流量下各级的比焓降、压差进行推算,进而对相应的零部件受力情况和功率效率加以确定,并对汽轮机是否正常流通进行监视,即在流量已知的基础上,以运行时组前各级压力的公式符合度为依据,来对流动部分面积的变化情况作出判断。可以说,依靠弗留格尔公式的应用,保障了机组内节流调节的有效性,为热能与动力工程在热电厂中的有效运用提供了基础条件。

5 减少调压调节损失

调压调节增加了机组对负荷的适应性和自身运行可靠性,促进了部分负荷下机组经济性的提高,为热能与动力工程在热电厂中的实际运用提供了条件,但同时,调压调节亦存在不足,如高负荷区域下实施滑压调节不负荷经济性要求;动叶栅内大机组蒸汽做功后,存在机械能的转化,会造成蒸汽的余速损失;鼓风损失与斥气损失等。这些调压调节损失的存在,亦表示着热电厂热能与热电厂动力工程的运用损失,但这部分损失,很大程度上是由机组运行机理决定的,而非简单的系统故障和人为失误,需要依靠先进工艺的引进,技术上的突破来减少损失。这就要求我们应当在调压调节损失方面,积极探索,研发出更具科技含量的产品,拜托现有的能量损失限制,从而使热电厂热能与热电厂动力工程的运用更具先进性和前瞻性。

6 减少湿气损失

湿气损失是热电厂能耗损失的重要组成,减少湿气损失,对于热能与动力工程在热电厂中的有效运行十分必要。分析湿气损失的产生原因,主要包括如下方面:在湿蒸汽膨胀过程中,蒸汽发生部分凝结作用,造成蒸汽量的大大减少;蒸汽流速远高于部分水珠流速,在水珠牵制下,大量动能被消耗;湿蒸汽过冷现象等。湿气损失的直接危害就是动叶进汽边缘遭受损伤,叶顶背弧处所受冲蚀尤为严重。为减少湿气损失,在热电厂实际运行中,可采取如下措施:应用去湿装置;应用中间再热循环;提升机组抗冲蚀能力;应用带有吸水缝的喷灌等。在汽轮机运行过程当中,除要克服推力轴承与支持轴承的摩擦力外,还应启动调速器和主油泵,这些动作的完成均需要消耗一定的能力损失,即机械损失。这时,就可考虑轴流式汽轮机的应用,一端引入高压蒸汽,另一端排除低压蒸汽,这样无形中就形成了高压向低压的指向力,降低了能量消耗,保证了热能与动力工程在热电厂中运行的高效性。

7 结束语

热电厂采用供热式机组,在电能供应之余,还利用汽轮机排汽或抽气来满足用户生活和生产所需热量,相比于一般发电厂“热、电分产”的形式更具先进性和前瞻性。但着眼于热能与动力工程在热电厂中的基本运用,仍表现出众多问题,制约着热电厂能量利用率的进一步提升。因此,对热电厂中热能与动力工程的有效运用进行探讨十分必要,对于热电厂的性能优化与长足发展具有积极的现实意义。保证热能与动力工程在热电厂中的有效运用,是当前摆在电力行业面前的重要课题,借鉴本文内容,着眼于实际问题,来实现热能与电力工程针对性的运用强化,进一步提升热电厂运行效率。我们有理由相信,只要我们协同合作,在工作中一丝不苟,熟练掌握实操技术,热电厂的发展前景必将十分广阔。

参考文献:

[1] 王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品,2011,(22).

[2] 高雷.热电厂中的热能与动力工程[J].山西建筑,2010,(5).

[3] 郑飞飞.关于热能与动力工程的讨论[J].中国科技博览,2012,(1).

[4] 陈威.电厂优化运行中汽轮机能损相关问题的探讨[J].中国新技术新产品,2010,(5) .

篇10

关键词:实习教学模式;生产实习;检修实习;毕业实习

作者简介:刘忠(1978-),男,湖北汉川人,长沙理工大学能源与动力工程学院,讲师;邹淑云(1979-),女,福建漳州人,长沙理工大学能源与动力工程学院,讲师。(湖南 长沙 410114)

基金项目:本文系长沙理工大学教学研究项目(项目编号:JG1235)、长沙理工大学教学研究项目(项目编号:JG1307)的研究成果。

中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0153-02

随着我国经济社会发展对能源需求的日益增加和化石燃料供应的日趋紧张,我国提出了“优先开发水电”的能源开发主张,一大批水电站项目不断上马,对热能与动力工程专业水动方向(以下简称“水动方向”)人才需求旺盛。从2008级水动方向学生的培养情况来看,在实习教学模式中存在若干不可忽视的问题,如实习环节与理论教学的衔接、实习内容与水电厂工作安排的一致、实习经费与现场实习时间的矛盾等。这些问题严重地影响了实习教学效果和学生专业实践技能的提高。

因此,为了更好地适应水电企业对水动人才的需求,全面地提高长沙理工大学水动方向毕业生的实践能力,提升长沙理工大学水动毕业生的就业质量和学校在水电行业的知名度,必须重新审视我校水动方向的实习教学模式,因地制宜地进行大胆改革和实践。

一、传统热能与动力工程专业水动方向实习教学模式的不足

长沙理工大学水动方向的人才培养目标主要是培养能够在水电厂、科研院所和水电装备制造业从事运行、工程设计、研究开发、生产制造和工程管理等方面工作的应用型高级工程技术。除较为系统地开设专业理论课程外,长沙理工大学水动方向开设了如表1所示的四次专业实习。

表1 长沙理工大学水动方向实习安排

序号 实习名称 内容 时间安排 地点

1 生产实习 了解并掌握水电生成过程及其涉及到的水、机、电、控系统及其设备(含结构和功能) 第五学期(11月),2周 水电厂

2 检修实习 了解并掌握水电厂机电设备检修相关的工艺过程 第六学期(4或5月),2周 水电厂

3 仿真实习 通过水电机组仿真系统的模拟操作了解并掌握水电厂内的控制、操作、调节,及水电厂事故、故障时的分析与处理 第七学期(11月),2周 水电厂

4 毕业实习 跟班实习,了解水电厂工作制度和流程,为今后进入水电企业工作奠定基础 第八学期(2或3月),3周 水电厂

从表1可以看到,大三和大四每个学期都安排了一次专业实习,本应可以培养学生理论联系实际的学习方法并提高学生的实践动手能力。但是从2008级水动学生的实习教学效果来看,结果却不太理想,离预期目标还相距较远。经水动方向专业课教师多次分析讨论并召集学生座谈,发现主要存在如下问题:

1.实习内容设置与理论教学内容的衔接性问题

进行第五学期的生产实习时,学生仅仅学习了一部分专业基础课,诸如“水轮机原理”、“水轮机调节”、“水力机组辅助设备”和“水电站自动化”等主干专业课的内容还未开始。缺乏一定的专业理论知识,即使花费2周甚至更多的时间,学生们也是不可能达到实习预期目的的。这一实习环节只能是给学生增加若干水电生产过程和机电设备方面的感性认识,初步了解若干设备或系统的结构和功能,激发他们的学习兴趣。

2.实习时间设置与水电厂工作安排的同步性问题

第六学期检修实习的安排照搬了火电集控方向的实习模式,安排在每年的4月至5月。火电厂多在这个时段安排机组检修,而水电厂几乎没有安排机组设备检修的。因为这个时段正值丰水期,是各水电厂全力生产增加效益的黄金时段。学生们在这个时段是无法看到水电厂机电设备内部结构和连接形式的。通过学校投资添置有关专业设备、建设水动方向检修实验室,再结合枯水季节去水电厂进行检修实习,不失为一条建设之路。

3.实习场地的随机性和仿真条件的缺失性问题

由于各种原因,长沙理工大学水动方向的校外实习只有为数不多相对固定的水电厂。这给实习指导老师的工作开展带来了很大不便,也不可避免地增加了水动方向学生的迷茫。而且,随机联系的水电厂不一定配备有专门接待实习的工作人员,在水电厂实习的人员安排和工作衔接等方面都存在较大不足。因此,应该改变实习场地随机性的局面,由学校学院出面联系各方面条件较好的水电厂并挂牌为实习基地,能够实现学校和水电企业的共赢。[1]

仿真实习在水电厂进行也无法实现预期的目标。水电厂虽有计算机监控系统,但是由于生产特点和工作制度的制约,学生们是无法在系统上操作体验的。而且,水电厂现场不可能出现一系列多变或复杂的运行状态,要想模拟、仿真水电厂事故、故障状态及其处理也是不现实的。校内建设水动仿真实验室可以有效地解决这一问题。

上述问题的存在,加之每次实习经费的严重不足,直接导致了学生们在水电厂现场的时间很短,与现场工程师交流沟通不够,感觉学到的知识和技能很少,在一定程度上打击了学生的学习主动性和积极性,对后续实习环节造成了不良的影响。

二、实习教学模式的创新与实践

水动方向专业课教师和分管教学的领导通过梳理水动方向各实习环节中的实习目的、教学内容和时间安排,结合校内、外实习场所的现有条件和存在的问题有针对性地进行了调整优化。

1.调整“生产实习”的内容和形式

通过建立水动方向多媒体资料库,改原来的“长时间在某一水电厂了解水电生产过程、认识水电生产系统及其设备”为“多媒体观看+到不同机型水电厂参观”的形式,以增长学生见识,增强专业感性认识,最大限度地激发学习热情。

2.调整“检修实习”的形式和时间

通过联系社会资源,低价购买一些水电厂报废的水电机组设备,与之前购置的水轮机模型试验系统共同组建水动检修实验室。改原来单一的“水电厂检修现场实习”为“校内检修实验室+水电厂检修现场双重实习”,让学生能够亲身体验、亲自动手,真正做到理论联系实际。另外,根据教学整理安排,将检修时间调整到每年11~12月份。

3.增加“仿真实习”的内容和形式

通过添置水动方向运行仿真软件建设“仿真实验室”,改原来单一的“只能观看,不能操作”的“水电厂中控室仿真实习”为“水电厂中控室观看交流+校内仿真实验室操作”,使学生的理论联系实际、运行操作能力和处理各种复杂异常运行工况的能力得到真正提高。

4.调整“毕业实习”的考核方式

允许并鼓励学生结合就业开展分散实习。[2]传统的实习教学模式只能由学校统一安排集中实习,但存在实习经费少、实习单位联系难等问题。与此同时,很多已经签约的学生,单位需要他们尽快去实习,以便较快较好地熟悉未来的工作;暂时没有签约的学生,很多已经联系了工作单位,需要留在家乡单位实习。鉴于此,学校允许并鼓励学生自己联系单位分散开展毕业实习。在分散实习期间,要求学生把毕业实习与毕业设计工作有机结合,在毕业实习时除了完成规定的学习内容外,还要根据毕业设计任务书的要求在实习单位收集相关资料,并将学生本人和实习单位现场专家的交流意见与看法在实习报告和毕业设计报告中予以体现。

5.积极推行产学研合作

“双导师制”教学模式是将过去基本上由学校单一培养学生的教学模式转变为由科研单位、实习单位和学校联合共同指导培养学生的一种全新的全程教学模式,是对传统教学模式的补充,是为了实现实践教学的开放性和创新性、提高本科生教育教学质量的有效措施。[3]通过这种方式可以整合和充分利用各个方面的优质资源,实现校内外教学资源的双向互补,更好地将理论教学与实际工程结合起来,使课堂教学在实践中得到了检验,而且还能充分调动教与学两方面的积极性,激发学生的求知欲望和参与兴趣,变被动学习为主动学习。人才培养培训基地是在新的经济社会环境下产学研结合的一种新形式,是以学校和企业在教育培训方面的共同利益作为结合点,实行双向合作的一个途径。[4]目前长沙理工大学已与凤滩水电厂、江垭水电站、皂市水电站、洪江水电厂等省内水电企业建立了良好的合作关系。在学生实习过程中,以现场工程师为主要指导教师,由学校与现场工程师共同提出对学生的实习要求,学生实践结束后回学校答辩,以检查能力培养的结果。电力企业可以结合人才需求情况择优提前录用。

三、结语

实践证明,因地制宜、科学合理地制定适应新形势发展的水动方向实习教学模式,坚持校企联合,多形式多途径建设校内专业实验室和校外实习基地,有利于培养和提高学生的工程意识与实践能力,更好地满足水电企业对水动方向人才的需求。

参考文献:

[1]林定元,潘红忠.高校工科专业实习教学改革研究[J].中国电力教育,2013,(25):162-163.

[2]蒋军,师国平.航运管理专业实习教学模式创新与实践[J].教改论坛,2011,(3):64-65.

[3]翟东海,化国瑞,张暇,等.校企合作“双导师制”培养模式对高校培养应用型人才的重要作用研究[J].中国科教创新导刊,2013,