“鍋爐設(shè)備及運行”課程教學內(nèi)容設(shè)計及探討

摘 要：對熱能與動力工程專業(yè)64學時本科課程“鍋爐設(shè)備及運行”的教學內(nèi)容及學時分配進行了設(shè)計，并對各個知識模塊的教學內(nèi)容進行了說明和討論。所提出的“鍋爐設(shè)備及運行”課程教學內(nèi)容具有注重寬深結(jié)合、注重工程素養(yǎng)培養(yǎng)、注重前沿教學的特點，對熱能與動力工程專業(yè)“鍋爐原理”課程的進一步改革具有參考意義。

關(guān)鍵詞：鍋爐設(shè)備及運行 鍋爐原理 本科教學 課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

上海理工大學（以下簡稱“我?！保崮芘c動力工程專業(yè)（能源與環(huán)境工程方向）源于20世紀50年代創(chuàng)辦的鍋爐專業(yè)（后來改名為熱能工程），有悠久的發(fā)展歷史。經(jīng)過幾十年發(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。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， 2]。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，而火電廠等鍋爐運行單位的用人需求趨于增多。此外，隨著全社會對節(jié)能減排工作的日益重視，社會上涌現(xiàn)出大量的能源科技服務企業(yè)。因而，為適應新形勢下本專業(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”，同時對其教學內(nèi)容做了調(diào)整。本文對這一項課程改革工作進行了總結(jié)和說明。

1.教學內(nèi)容及學時分配

經(jīng)研究，提出將64學時“鍋爐設(shè)備及運行”課程（以下簡稱“本課程”）的教學內(nèi)容劃分為8個知識模塊，各知識模塊的教學內(nèi)容及學時分配如下：

（1） 鍋爐基礎(chǔ)知識：鍋爐概論、燃料、燃燒產(chǎn)物、煙氣特性及熱平衡。（4學時）

（2） 鍋爐燃燒設(shè)備：層狀燃燒、流態(tài)化燃燒、煤粉（制備）燃燒、油（氣）燃燒原理與設(shè)備。（12學時）

（3） 鍋爐受熱面：水冷壁（爐膛）、過熱器再熱器、省煤器、空氣預熱器的結(jié)構(gòu)、工作特性及設(shè)計，以及受熱面煙氣側(cè)污染、腐蝕和磨損。（10學時）

（4） 鍋爐水動力：氣液兩相流基礎(chǔ)，沸騰換熱及傳熱惡化，自然循環(huán)、強制循環(huán)、直流鍋爐原理及工作特性。（10學時）

（5） 鍋爐總體設(shè)計與布置：單級受熱面、鍋爐總體熱力計算程序，鍋爐主要設(shè)計參數(shù)的選擇，鍋爐典型布置及其特點。（4學時）

（6） 鍋爐水處理：鍋爐水質(zhì)指標，水處理方法，工質(zhì)側(cè)腐蝕原理與防止，汽包鍋爐爐水水質(zhì)與蒸汽品質(zhì)控制。（8學時）

（7） 鍋爐運行：汽包、直流鍋爐啟動和停運，單元機組負荷調(diào)節(jié)及運行，煤粉爐制粉系統(tǒng)運行與燃燒調(diào)整，鍋爐事故及其處理。（8學時）

（8） 鍋爐技術(shù)專題講座：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。（8學時）

2.教學內(nèi)容設(shè)計說明及探討

與以往的“鍋爐原理”教學內(nèi)容相比，本課程教學內(nèi)容有以下特點：

（1）充分注意與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接，避免不同課程重復講授相同或相似內(nèi)容。

因已有“工程燃燒學”為“鍋爐原理”的前修課程，因此在本課程教學內(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，我校設(shè)置有“大氣污染控制工程”選修課程，本專業(yè)學生一般都會選修此課程。因此，在本課程中不再介紹“燃燒污染物減排與控制”相關(guān)內(nèi)容。但對那些屬于鍋爐重要工作過程，而在其它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），仍在本課程中重點講授，以使教學內(nèi)容具有與本科教育相適應的理論深度。

（2）減少鍋爐設(shè)計計算方法的學時，從而拓展課程知識面。

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本科通識教育的日益重視，專業(yè)課課時不斷減少。需對以往的“鍋爐原理”教學內(nèi)容進行合理取舍，從而在少學時條件下仍保證專業(yè)課程的培養(yǎng)質(zhì)量。為此，本課程大幅減少了鍋爐熱力計算的學時，只在鍋爐總體設(shè)計與布置模塊中用2學時講授其基本計算原理、特點及程序。在后續(xù)的實踐課程“鍋爐課程設(shè)計”中，學生可在指導教師的輔助下進一步領(lǐng)會鍋爐熱力計算方法及其應用。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)了學生獨立自學并完成工程設(shè)計計算的能力。

（3）拓展和強化了鍋爐水處理方面的教學內(nèi)容。

水是人類最寶貴的資源，我國是極度缺水國家。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)目標的工科大學生，應該了解和掌握一些必需的水科學知識和水處理技術(shù)。然而在多數(shù)院校的本專業(yè)培養(yǎng)計劃中，未有設(shè)置“工業(yè)水處理”相關(guān)課程，我校亦是如此。為此，在本課程教學內(nèi)容中加大了鍋爐水處理模塊的教學學時，以期以鍋爐水處理為載體，深化學生對水科學和水處理技術(shù)的認識。

（4）拓展和強化了鍋爐運行及事故方面的教學內(nèi)容。

在我校以往的“鍋爐原理”教學中，有關(guān)鍋爐運行的教學課時較少（一般為2～4學時），因而學生對相關(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，本課程教學中有必要進一步拓展和強化鍋爐運行及事故方面的內(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”。同時，授課內(nèi)容也由以往的“鍋爐啟停及運行”，拓展至了“鍋爐調(diào)整和鍋爐事故”。

（5）增加了鍋爐技術(shù)專題講座模塊，以拓展學生視野。

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。為使學生了解鍋爐技術(shù)的典型應用和最新進展，在本課程中增加了鍋爐技術(shù)專題講座模塊，講授四類典型的主流鍋爐技術(shù)。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，但有利于提高學生專業(yè)綜合素質(zhì)，為學生就業(yè)或進一步深造學習打下較好的基礎(chǔ)。

3.總結(jié)

本文對我校熱能與動力工程專業(yè)64學時本科課程“鍋爐設(shè)備及運行”的教學內(nèi)容進行了設(shè)計，并進行了必要的設(shè)計說明和討論。新的“鍋爐設(shè)備及運行”教學內(nèi)容注意與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接，避免了不同課程重復講授相同或相似內(nèi)容。同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內(nèi)容，新增了鍋爐技術(shù)專題講座模塊。這些嘗試對相關(guān)院校熱能與動力工程專業(yè)“鍋爐原理”課程的進一步改革具有參考意義。

參考文獻：

[1]王波.淺談“鍋爐原理”課程教學中的若干問題.中國電力教育，2011，（211）：196-197.

[2]王世昌.淺論《鍋爐原理》教學的新問題和對策.教育教學論壇，2013，（43）：51-53.