“火力發電廠水質凈化”課程內容的優化研究

牛微?畢孝國

摘要：隨著機組參數的提高和火電廠水處理技術迅速發展，電廠水處理運行崗位所需的相關知識不斷更新，作業內容不斷增多，原“火力發電廠水質凈化”課程教學內容已經不能滿足新形勢下水處理運行崗位的要求。在充分調研國電鐵嶺電廠、宣威電廠水處理運行崗位作業內容和所需知識要素的基礎上，對“火力發電廠水質凈化”課程的內容進行了優化研究，做到理論部分以“必需”和“夠用”為尺度，強化學生工程意識，突出教學內容的實用性。

關鍵詞：水質凈化；課程優化；應用化學

作者簡介：牛微（1978-），女，遼寧本溪人，沈陽工程學院能源與動力工程系，講師；畢孝國（1962-），男，吉林遼源人，沈陽工程學院能源與動力工程系，教授。（遼寧 沈陽 110136）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0065-02

應用化學（電站方向）專業主要培養面向電力行業的化學作業人員。其中，電力生產用水處理是電廠化學作業的重要組成部分，也是本專業畢業生的核心就業崗位。近年來，隨著亞臨界、超臨界機組逐漸成為電力系統的主力型機組，熱力設備的水、汽質量要求日益嚴格，使得電廠水處理技術迅速發展，水處理設備不斷更新，水處理工藝日益完善。[1]因此，原“火力發電廠水質凈化”課程教學內容已經不能滿足新形勢下水處理運行崗位的需要。本文在充分調研國電鐵嶺電廠、宣威電廠水處理運行崗位作業內容和所需知識要素的基礎上，[2]對“火力發電廠水質凈化”課程的內容進行了優化研究，刪除現已不再使用的傳統水處理工藝，增設能夠拓寬專業知識面、介紹高新電廠水處理技術的章節，強化學生工程意識，提高學生的工程實踐能力。

一、課程的性質和任務

“火力發電廠水質凈化”課程是應用化學（電站方向）專業十分重要的一門專業必修課，同時也是本專業的特色課程。課程內容主要以火電工程水處理為主線，具體任務是使學生掌握火電廠補給水、循環冷卻水、發電機內冷水、凝結水處理技術的基本理論、常用處理系統、主要設備的工作原理和運行工藝，使學生具備從事電力行業水處理設備運行與監督的基本技能和水務管理的初步能力，勝任電廠水處理設備運行及監督工作。通過本門課程的學習，學生同樣可以勝任其他相關行業的水處理設備運行工作，可在化工、環保、煤炭等相關領域從事水處理設備運行與監督工作。

二、課程內容優化與設置

“火力發電廠水質凈化”課程內容包括水質概論、補給水處理、凝結水處理、循環冷卻水處理和發電機內冷水處理五個部分。課程內容設置應緊密結合電廠水處理技術的實際應用情況，減少電廠水處理技術的理論部分，補充與水處理運行崗位有關的實例和題目，做到理論部分以“必需”和“夠用”為尺度，突出教學內容的實用性。

1.水質概論

水質概論部分主要介紹天然水的水質概況和水質指標，重點讓學生了解水在火電廠中的作用，電力工業通常采用的水源及其特點，電廠日常檢測的各類水質指標的含義及其測定方法。

隨著水資源的日益緊張，地表水和地下水的儲存量日益減少，建在城市的熱電廠普遍以城市污水處理廠處理后的中水作為電廠補給水和循環冷卻水水源。因此，在水質概論部分增加中水水質特點章節。

2.補給水處理

補給水處理部分按照水處理單元分為混凝、沉降、澄清、過濾、離子交換和膜分離六個章節。其中混凝、沉降、澄清、過濾是火電廠應用最廣泛的預處理工藝，離子交換和膜分離是兩種最普遍的除鹽技術。

課程內容安排方面，刪除了石灰處理、軟化和降堿、蒸餾等陳舊工藝和絮凝反應動力學、沉降效率計算、半透膜透過機理等理論性較強內容，減少了混凝原理、過濾機理、離子交換動力學、樹脂交換特性等原理性內容的學時，增加了水處理設備運行與管理，水處理設備常見運行故障及消除方法、出水水質不合格的原因和處置方法等應用性強內容，使學生真正學到實用的知識。

由于大多數新建電廠均采用反滲透等膜法除鹽，或將離子交換和膜分離技術組合應用，因此，“火力發電廠水質凈化”課程擴充了關于膜分離技術的教學內容，增加了超濾和連續電除鹽章節，并注重對膜法除鹽工藝的組合應用和超濾、反滲透設備的講解。

3.凝結水處理

隨著直流爐和高參數、大容量機組的投運，凝結水處理技術的應用越來越廣泛。目前，30萬千瓦的機組和冷卻水水質較差的超高壓機組都設置了凝結水處理系統。

凝結水處理部分主要介紹目前較先進水處理設備，如覆蓋過濾器、電磁過濾器、高速混床等，增加了凝結水處理系統的運行章節。

4.冷卻水處理

循環冷卻水處理部分主要介紹敞開式循環冷卻水系統易出現的結垢、腐蝕、微生物滋長問題和日常使用的水質穩定劑，刪除了阻垢機理部分，增加了循環冷卻水系統日常運行和維護章節。

5.發電機內冷水處理

《大型發電機內冷卻水質及系統技術要求》的發布和實施，對發電機內冷水水質提出了更高的標準，單純加緩蝕劑的處理方案已不能滿足新標準的要求。因此，“火力發電廠水質凈化”課程增加了發電機內冷水處理部分，主要講授發電機內冷卻水控制的目的和目前發電機冷卻水的常規處理方法。

此外，在內容講授方面，教師應注重結合電廠水處理工藝實例講解。如在講授火電廠補給水處理工藝時，結合鐵嶺電廠、大連熱電廠等各個電廠具體采用的補給水處理工藝進行講解，并對各工藝進行對比，組織學生討論各個工藝的選擇依據及優點。教師講授水處理設備時也一樣，應明確告訴學生各個電廠所采用的具體水處理設備的型號及控制指標等，避免理論與實際脫節。結合理論講授，課后多給學生布置綜合性設計題目，培養學生查閱資料、獨立思考、解決實際問題的能力。

三、相關課程的銜接

1.先修課程

“火力發電廠水質凈化”的先修課程主要包括“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”和“物理化學”，各門課程中與“火力發電廠水質凈化”課程相關的知識模塊如表1所示。“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”和“物理化學”課程主要為“火力發電廠水質凈化”課程提供必須的化學基礎知識。

2.后續課程

知識上升為能力是學習知識的目的，也是應用型教育的客觀要求。知識轉化為能力的中間環節是實踐，因為實踐的結果既豐富了知識的內容，又使單個知識點之間建立了聯系，從而使學生真正掌握知識。因此，為加強學生的工程實踐能力，縮短畢業生的工程適應期，“火力發電廠水質凈化”課程明確規定了實現能力目標所需的實踐性教學環節，分別為水質凈化課程設計和水處理工藝實訓（見表2），時間均為2周。

水質凈化課程設計的任務是結合“火力發電廠水質凈化”課程的學習，指導學生自行設計一套符合要求的火電廠補給水處理系統，使學生對補給水處理方法、處理系統的設計和工藝計算、水處理工藝的合理布置有比較深刻的了解，加深對補給水處理系統整體概念的認識，并獲得比較完整的工程設計知識。具體的設計任務包括原始設計資料的整理、預處理系統及相應設備的選擇、除鹽系統及水處理設備的選擇、除鹽系統的工藝計算、繪制補給水處理系統流程圖、編寫設計說明書和計算書。

水處理工藝實訓是要求學生自行調試過濾、澄清、離子交換、反滲透和電滲析小型實驗裝置，并對離子交換、反滲透和電滲析實驗設備的出水水質進行檢測。通過水處理工藝實訓，學生掌握過濾器、澄清池、離子交換器、反滲透、電滲析裝置的結構、運行與監督方法，掌握電導率儀、鈉度計、濁度計、pH計的使用方法，提高學生的實踐能力，使其對水處理系統的工藝布置和水處理設備的運行有比較深刻的了解，為進入崗位從事相關工作打下必要基礎。

四、結束語

電力企業是國民經濟的龍頭，須及時將新知識、新技術應用于生產實踐，這就要求電力行業院校及時更新知識內容，實現教學、科研為社會服務三位一體的職能。因此，“火力發電廠水質凈化”課程的教學內容重在面向目標崗位，強化實踐技能。做到理論部分以“必需”和“夠用”為尺度，強化學生工程意識，突出教學內容的實用性。

參考文獻：

[1]黃成群.《電廠化學》專業改革探索[J].重慶電力高等專科學校學報，2005，10（4）：44-49.

[2]畢孝國，牛微.應用化學（電站方向）專業就業崗位的知識要素與課程設置[J].中國電力教育，2011，（7）：89-90.

（責任編輯：宋秀麗）