《鍋爐及鍋爐房設備》課程改革探索

韓沐昕,李冬梅

(1.黑龍江建筑職業技術學院熱能學院,哈爾濱 150025;2.哈爾濱工業大學市政學院,哈爾濱 150001)

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《鍋爐及鍋爐房設備》課程改革探索

韓沐昕1,李冬梅2

(1.黑龍江建筑職業技術學院熱能學院,哈爾濱 150025;2.哈爾濱工業大學市政學院,哈爾濱 150001)

《鍋爐及鍋爐房設備》是建筑設備工程技術專業的主干專業課之一。主要講述了鍋爐及鍋爐房輔助設備的組成、種類、構造、工作原理，及鍋爐房的水、汽、煙、風、控制等系統的設計以及運行方法。本文從鍋爐與鍋爐房設備課程的知識結構、教學內容、專業技術發展、學生自身素質等方面出發，充分分析高職建筑設備專業學生在《鍋爐及鍋爐房設備》課程學習中存在的問題，從講授內容，講授方法、知識結構等各方面提出改進方案，以滿足新形勢下建筑設備行業對高職學生的要求。

鍋爐及鍋爐房設備；存在問題；改進方案

0　引言

《鍋爐及鍋爐房設備》是建筑設備工程技術專業的主干專業課之一。主要講述了鍋爐及鍋爐房輔助設備的組成、種類、構造、工作原理，鍋爐房的水、汽、煙、風、控制等系統的設計以及運行方法。理論方面，該課程涵蓋了傳熱學、熱力學、流體力學、燃燒學、工程力學、機械原理、受壓元件強度等多方面的理論，具有理論性和綜合性強的特點。同時，本課程所涉及的工業設備數量繁多，結構復雜。因此在針對熱能學院二年級學生教學中存在兩方面問題，一是專業方面因素，二是學生自身素質原因。

圖1.1　先修課與學習內容關系圖(紅色為未學課程)

1　存在問題

1.1專業因素

(1)在本門課程學習中，學生存在先天不足，如圖1.1所示，缺少部分先修課程理論基礎，學生對部分課程內容理解困難。

(2)本門課程教學內容多, 涵蓋鍋爐和輔助設備的組成、種類、構造、工作原理，及鍋爐房的水、汽、煙、風、控制等系統的設計與運行。教學時數卻逐年減少。

(3)教學內容偏原理論分析，缺少對材料標準和加工工藝的介紹，與實際工作差別較大。

(4)同其它課程如供熱工程、室內給排水、通風空調相比，本門課程所講授內容學生日常生活中沒有機會接觸， 距離感比較大， 學生感覺比較

陌生。

(5)教材不可避免地存在一定滯后性。隨著我國國民經濟的迅速發展和技術的不斷進步，對節能降耗和環境保護提出了更高要求。根據工業鍋爐產品發展趨勢，JB/T10094-2002《工業鍋爐通用技術條件》的適用范圍，在2002年修訂時已將工業鍋爐額定壓力擴大至小于3.8MPa，工業鍋爐標準不斷更新，教材內容與新標準存在一定差異。

(6)我國原有鍋爐標準規范大多參考蘇聯標準。在原標準的基礎上，充分參考了ISO(國際標準)、JIS(日本標準) 、BS(英國標準)、美國ASME的鍋爐導則等加以修訂，使修訂后標準的技術性、科學性、先進性明顯得到提高。

圖1.2　鍋爐設計所需內容(紅色為未學)

序號名稱原符號現符號1計算燃料量BjBcal2平均pjav3排煙pyex4爐膛Lfur5給水gsf.w6國熱蒸汽grsh.s

(7)環保指標的日益嚴格

表1.2　新舊標準排放對照

(8)國家質檢總局頒布的《鍋爐安全技術監察規程》，取代了勞動人事部頒布的《熱水鍋爐安全技術監察規程》、《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》、《有機熱載體爐安全技術監察規程》。鍋爐采用A、B、C、D分級管理制度。

(9)為提高效率、減少污染，新技術被廣泛采用。如分級燃燒技術、scr脫硝技術、石灰石/石灰―石膏法。

1.2學生自身素質原因

(1)高職學生文化基礎知識比較薄弱,沒有良好的學習習慣和學習方法。很多學生跟不上課程進度,聽不懂上課的內容,由此產生厭學情緒。

(2)本門課程涵蓋了傳熱學、熱力學、流體力學等專業基礎課。學生在一年級專業基礎課學習時基礎打得不理想，因而在專業課學習中涉及到專業基礎知識綜合應用時，就會感覺比較吃力。

(3)課程里面涉及的完全是一些笨重而又煩瑣的機械設備，一些復雜而又無味的原理及流程，一些抽象的運行操作和故障排除，這些都與與現實生活距離大，導致學生興趣低，學習的主動性差。

(4)高職學生倦怠心理整體偏高，且倦怠心理從一年級到三年級逐年增長。具體表現為，上課遲到早退，曠課成為家常便飯。即使礙于學校制度去教室上課，也是玩手機、睡覺、嘮嗑，對學習聽之任之，缺乏主動性，影響教學效果。

(5)教學中部分理論內容，學生感覺工作中用不上，甚至覺得沒用。而學生工作需要的知識，課堂中又不講。如在空氣預熱器的講解中，通常教師主要講解空氣預熱器工作原理。而高職學生主要從事安裝、運行維護工作，比較感興趣于空氣預熱器具體結構細節(如何處理管束膨脹、管箱膨脹、空氣預熱器吊裝、支撐)。上下屆學生通過信息交流，認為在校聽課無用。

(6)本專業學生就業面較寬，很多學生認為現在認真學習多余的知識，還不如確定工作方向后，再努力學習與工作密切相關的知識。

(7)鍋爐設備內部結構復雜, 據統計書中有插圖130 多幅,而且多為結構圖。由于學生的識圖能力較差，且對鍋爐毫無感性認識，即便是在現場進行認識實習后，學生也只是對鍋爐外形有所了解，對鍋爐內部缺乏系統認識。

(8)高職學生基礎知識薄弱，解決問題能力差，沒有良好的自學習慣。長期偏差的學習態度、思維方式及知識基礎卻不能適應項目教學的要求，不能主動探究，缺乏團隊意識。

2　解決方案

2.1講解內容的變化

對于缺少部分先修課可采用一下兩種方案：

(1)采用高中所學的物理化學知識進行推演

例如,在講授鍋爐燃燒技術時，首先復習初中關于燃燒三要素(燃料、氧氣、著火溫度)的知識和影響化學反應速率的因素，其次可利用高中所學的化學反應平衡與活化能的知識。

表2.1　影響化學反應速率的因素

(2)對于無法采用高中所學的物理、化學知識進行推演的課程內容，可對基礎理論進行簡要講述，以必須、夠用為度。

例如，鍋爐是典型的壓力容器，在講授鍋爐受熱面時，強度問題是不可回避的。因此在講授時，只對溫度、壓力、受壓元件尺寸、工作環境對受壓元件的定性影響進行分析，而對定量計算公式則略去不講。

自學配合精講。由于本課程內容多,知識面廣, 可采用課堂講授法、自學討論法相結合的多種形式的教學模式,發揮學生內在潛力，培養其綜合能力。自學是保證課堂精講, 提高教學效果的前提之一。難度較低的內容如燃料供應系統和除渣系統可安排學生自學。

表2.2　推演有利于快速穩定燃燒的條件

在講解設備原理和工作過程中，根據需要引入材料標準、工藝標準、運行規范、施工圖紙。在講解汽包、集箱時，不僅介紹書中提到的原理內容，而且向學生介紹《鍋爐安全技術監察規程》；鋼板、鋼管、法蘭的材料標準；卷制、焊接的工藝標準，汽包、集箱圖紙，使教學活動更接近于實際工作。

在授課時，教師應盡可能地拓展學生的視野，增加學生就業時的選擇余地。例如在講解鍋爐燃燒技術時，不止講解煤、油、燃氣的燃燒，而且向學生介紹生物質燃料、固體廢棄物、危險廢棄物的燃燒方法。

將講解重點從原理和工作過程，變為結構和設備安裝運行上。在介紹空氣預熱器時，重點介紹管束膨脹、管箱膨脹、空氣預熱器吊裝、支撐。在介紹過熱器時，介紹過熱器蛇形管的定位和吊掛。

講解中突出鍋爐設備與其它建筑設備運行環境的區別。

a.受熱面工作環境區別：

? 管內高溫高壓；

? 管外高溫煙氣，煙氣溫度高有腐蝕性而且磨損受熱面。

b.在講解爐墻時，讓學生理解爐墻與普通建筑墻體的區別：

? 鍋爐正常運行時在爐墻上作用有溫度應力、煙氣或大氣壓力；

? 耐熱性、良好的保溫性、密封性；

? 由于燃料供應失調或燃燒工況惡化，可能會在爐膛內發生爆燃現象，造成突發性的煙氣壓力；

? 爐內燃燒火焰的脈動，也可能引起爐墻的振動；

? 處于地震區的爐墻，還需承受由地震引起的使爐墻產生水平慣性力的作用；

? 經常受到熔渣粘附和侵蝕的鍋爐爐墻，還要求其有足夠的抗熔渣性能；

? CFB鍋爐的爐墻特別是爐膛密相區部位的爐墻、旋風分離器的內壁面，由于長期經受高濃度顆粒的沖蝕，所以該處耐火或保溫材料應具有很好的防磨性。

(3)教師在教學中要適時更新教學內容,適應時代的發展。鍋爐及鍋爐房設備不斷向著高效、節能、環保的方向發展,教師必須將本專業出現的新產品、新設備、新工藝等傳授給學生。如節能方面的新技術有：鍋爐排污水的回收利用,熱管換熱器回收煙氣余熱技術，自動控制、變頻調速技術等。

(4)本課程是一門實踐性較強的課程。認識實習：通過20學時的認識實習，使學生對熱源工程有一個整體感性認識，為學好該門課程打好基礎。參觀：在教學過程中參觀3次，通過參觀主要了解鍋爐和鍋爐房設備的組成和構造，認識各種設備和各類儀表。課程設計：課程設計是鍋爐及鍋爐房設備的重要實踐教學環節，課程設計對課程的教學效果影響甚大，它不僅可以鍛煉學生的實踐能力，同時也可以加深學生對課堂講授內容的理解和記憶。

2.2講解方式的變化

(1)在講解鍋爐和附屬設備結構時，可采用三維實體圖、設備模型與工程設計圖相結合的原則，增加學生對鍋爐和附屬設備結構的形象認識，同時鼓勵學生自己動手制作手工模型和繪制設備立體模型。

觀看實體圖→工程設計圖→教師講解→學生繪制工程圖→學生制作手工模型或繪制設備立體模型。

圖2.1　人體系統與鍋爐房輔助類比圖

(2)在鍋爐房系統教學中，引入Flash動畫演示鍋爐房汽、水、風、煙系統過程，使原來黑板上難以講解透徹的內容形象、生動地展現在學生面前，鞏固學生對所學知識的認識和理解。

(3)采取類比法，拉近專業課程與學生現實生活的距離。

a.例如在介紹鍋爐房系統組成時，學生因日常生活中不接觸鍋爐設備，因此很難完整地說出鍋爐房輔助系統。教師在講解時可用學生熟悉的人體新陳代謝系統進行類比，指出鍋爐房輔助系統對鍋爐房的必要性，同時消除學生對鍋爐設備的陌生感。

b.例如在介紹沸騰爐燃燒特性時，以火鍋類比沸騰爐。向學生指出二者的內在關聯，即都可迅速將被送入的物料迅速加熱。

(4)比較法

本課程涉及的設備技術種類繁多，只有通過比較才能深刻認識不同技術和設備的特點。在講解燃燒技術和除塵技術時可通過列表比較各種技術的優缺點。

表2.3　原理類比

表2.4　燃燒技術比較

3　結語

通過綜合分析在校生及畢業生的回饋信息，發現《鍋爐及鍋爐房設備》課程的改革，使建筑設備專業學生職業能力有了明顯提升，從根本上改善了教學質量，為培養出適應時代發展的創新型大學生，使職業教育與行業發展同步取得了明顯的成績。

[1]張亞竹. 《鍋爐及鍋爐房設備》課程改革實踐.創新導報，2014(11)：113.

[2]張大英. 《鍋爐及鍋爐房設備》課程建設與實踐.科技教育創新，2011(14)：208.

(編輯馬海超)

Boiler and Boiler Room Equipment Curriculum Reform

HAN Muxin, LI Dongmei

(1.Thermal Department, Heilongjiang College of Construction, Harbin 150025, China;2.School of Multiple Administration, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)

The book “Boiler and Boiler Room Equipment” is one of the most important professional books in the professional field of construction equipment engineering technology. The main content of this book includes composition, types, structure and working principle of boiler and auxiliary equipment of boiler room. Moreover, design methods of wind, water, steam and smoke control system in boiler room are shown in this book. In this paper, fully analyze the problems which exist in the students’ learning process from knowledge structure, teaching content, professional and technical development, students’ own quality and other aspects. Present improvement programs of teaching content, teaching method, the knowledge structure and various aspects to meet the industries requirements for higher vocational students under new circumstances.

boiler and boiler room equipment; existing problems; improvement programs

2016-03-25

韓沐昕(1973—)，工學碩士，高級工程師。主要研究方向：多孔介質傳熱傳質和熱工計算模型計算。

G642.3

A

1672-0601(2016)06-0059-05