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【關(guān)鍵詞】 熱能動(dòng)力 能源 鍋爐仿真
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,我國(guó)熱能和動(dòng)力工程在方面已經(jīng)取得了很大的成就,為了保證技術(shù)的完善性和全面性,還需要進(jìn)步的研究和改進(jìn)。而在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中鍋爐成為其重要的熱能動(dòng)力設(shè)備,但是鍋爐煙氣排放會(huì)造成一定的環(huán)境污染,同時(shí)也增加了排煙管的熱量。本文主要針對(duì)熱能動(dòng)力在鍋爐和能源中的發(fā)展情況進(jìn)行分析和概括。
1 熱能動(dòng)力工程的研究發(fā)展方向
熱能動(dòng)力工程的研究也是科學(xué)領(lǐng)域中重要應(yīng)用型專(zhuān)業(yè),主要針對(duì)熱能源和動(dòng)力的發(fā)展方向和應(yīng)用型進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。由于其專(zhuān)業(yè)的重要性,我國(guó)基本上有上百個(gè)院校已經(jīng)開(kāi)設(shè)了有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程,以此培養(yǎng)關(guān)于此方面的科學(xué)型人才?,F(xiàn)代化熱動(dòng)能專(zhuān)業(yè)是依據(jù)舊版的流體機(jī)械工程和熱能工程以及動(dòng)力機(jī)械、水利水電工程、能源工程等結(jié)合而成。熱能動(dòng)力屬于機(jī)械工程研究項(xiàng)目,主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容是有關(guān)機(jī)械類(lèi)、熱動(dòng)工程、工程熱物理等的知識(shí)理論技術(shù)。并通過(guò)理論力學(xué)、傳熱學(xué)、電子電工技術(shù)、工程制圖、熱工測(cè)試技術(shù)等的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)方向和相關(guān)研究發(fā)展方向讓學(xué)習(xí)或研究人員能夠具備工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)和熱工測(cè)試等熱能動(dòng)力工程理論方面的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。從而熟悉的掌握制冷裝置、動(dòng)力機(jī)械工程等能夠準(zhǔn)確的制定設(shè)計(jì)制造實(shí)驗(yàn)研究方向。
并且就業(yè)面比較廣,其中包括電廠(chǎng)熱能自動(dòng)化、電廠(chǎng)熱能工程、工程熱物理過(guò)程以及流體機(jī)械自動(dòng)化等的發(fā)展方向?,F(xiàn)代化動(dòng)力工程的基本訓(xùn)練內(nèi)容就是熱能動(dòng)力學(xué),由此可以看出,熱動(dòng)是現(xiàn)代化動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。在上述基礎(chǔ)上熱能動(dòng)力就是一個(gè)比較寬泛的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系,發(fā)展和研究的空間比較大,能從多角度,多方面進(jìn)行分析探究。
2 熱能工程技術(shù)在能源方面存在的問(wèn)題
能源動(dòng)力工業(yè)化發(fā)展與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著密切的聯(lián)系,也是我國(guó)支柱型產(chǎn)業(yè)。能源問(wèn)題越來(lái)越受全球人類(lèi)關(guān)注,能否再生,能否采用更好的方法節(jié)約能源,體提高能源的利用率等已是當(dāng)前社會(huì)各界談?wù)摰臒狳c(diǎn)話(huà)題。能源的發(fā)展利用涉及到我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域和大型企業(yè)高科技技術(shù)應(yīng)用,是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)整體發(fā)展的重要命脈。
風(fēng)機(jī)是一種有有多個(gè)葉片的能進(jìn)行軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械,能將施加在葉片上的旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,實(shí)現(xiàn)氣體的流動(dòng),并應(yīng)用于工程機(jī)械。風(fēng)機(jī)的應(yīng)用及其廣泛,如發(fā)電廠(chǎng)、工業(yè)爐通風(fēng)、車(chē)輛、船舶等用來(lái)排熱、引風(fēng)等的作用?,F(xiàn)代化發(fā)展過(guò)程中電站的容量也在不斷增加、并且運(yùn)轉(zhuǎn)速度也越來(lái)越高、要求效率高無(wú)心愛(ài)你路故障發(fā)生、同時(shí)要向自動(dòng)化方向發(fā)展。對(duì)此電機(jī)在電站的使用性能要求也越來(lái)越高,不僅要安全可靠、還要提高運(yùn)行效率,避免在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)葉片和旋轉(zhuǎn)軸損壞或是電機(jī)燒壞等的現(xiàn)象,以免長(zhǎng)期下去造成事故發(fā)生,甚至是經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。
3 爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善和提高,工業(yè)技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也不斷的向自動(dòng)化發(fā)展,逐漸轉(zhuǎn)變成為一種具有先進(jìn)高科技技術(shù)含量的信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在設(shè)備的管理水平方面有了顯著的提高。工業(yè)爐中的連續(xù)加熱爐也得到了實(shí)際應(yīng)用,改變以往的燃料燃燒和能源消耗的轉(zhuǎn)化熱量應(yīng)用,使得生產(chǎn)技術(shù)工技術(shù)得到了有效的提高和發(fā)展。
工業(yè)爐中燃料的控制技術(shù)很重要,高科技的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用已經(jīng)逐漸替代了傳統(tǒng)的手動(dòng)控制。目前現(xiàn)代化連續(xù)加熱爐爐型主要為分兩種,其中推鋼式加熱爐可以采用燃料自動(dòng)控制的方式進(jìn)行加工。
推鋼式加熱爐自動(dòng)控制系統(tǒng)方式主要分為兩種空燃比例連續(xù)控制和雙交叉限幅控制。雙交叉限幅控制系統(tǒng)主要是通過(guò)系統(tǒng)中安裝的溫度傳感器將系統(tǒng)檢測(cè)到的溫度轉(zhuǎn)變成一種信號(hào),其信號(hào)的數(shù)據(jù)值就是實(shí)際溫度。該系統(tǒng)的組成部分包括燃燒控制器、燃?xì)饬髁块y以及燃?xì)饬髁坑?jì)等主要構(gòu)件??杖急壤B續(xù)控制系統(tǒng)是通過(guò)氣體裝置將將所要檢測(cè)的范圍進(jìn)行合理的檢測(cè),然后將所檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸給PLC編程技術(shù),并將之前設(shè)定的值進(jìn)行比較,最后將分析得出的數(shù)據(jù)值按照4-20mA的電信號(hào)分別對(duì)燃?xì)饣蚴强諝忾y、動(dòng)力閥的開(kāi)度做以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以此有效的對(duì)燃爐中的燃?xì)獗壤蜏囟冗M(jìn)行合理的控制。該系統(tǒng)的主要組成部分包括,PLC編程技術(shù)、空氣或燃?xì)獗壤y、燃料控制器、氣體分析裝置等。兩種方式共同的特點(diǎn)就是燃料控制器都是其主要組成部分,也是現(xiàn)代化工業(yè)燃爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)中不可或缺的重要裝置。
4 關(guān)于軟件仿真鍋爐風(fēng)機(jī)葉片的研究
工業(yè)鍋爐中的風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的的內(nèi)部機(jī)械流場(chǎng)具有較強(qiáng)的不定性,比較復(fù)雜。因此,對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究比較困難,其中涉及的細(xì)節(jié)比較繁瑣,在當(dāng)前研究成果中對(duì)其力學(xué)解釋和分析方法還不夠完善。一些關(guān)于鍋爐研究中的流動(dòng)分離等現(xiàn)象,是目前迫切研究的重要內(nèi)容。研究過(guò)程中需要建立比較可靠的實(shí)驗(yàn)?zāi)P秃蛿?shù)值模擬,以此對(duì)機(jī)械流場(chǎng)內(nèi)部作以詳細(xì)的分析。為了準(zhǔn)確的對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的空氣流動(dòng)情況進(jìn)行探究,利用軟件建立二維數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的方式。其軟件數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)首先要?jiǎng)?chuàng)建二維模型,然后再根據(jù)所提供的數(shù)值劃分成網(wǎng)格的形式,再設(shè)定邊界區(qū)域,利用這些相關(guān)條件對(duì)輸出的網(wǎng)格進(jìn)行求解,求解過(guò)程中可以利用求解器。最后將求解出的結(jié)果在建立一個(gè)二維數(shù)值模擬,對(duì)空氣來(lái)留角下的流動(dòng)進(jìn)行模擬求解,將得出的結(jié)果與速度矢量圖做以分析比較,得出鍋爐風(fēng)機(jī)葉片分離和攻角之間的關(guān)系。
5 結(jié)語(yǔ)
上述主要是對(duì)熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面發(fā)展情況分分析和探討,進(jìn)一步說(shuō)明了熱能動(dòng)力在現(xiàn)代化科技研究中的重要性和各領(lǐng)域應(yīng)用的廣泛性。
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[關(guān)鍵詞]熱能與動(dòng)力工程的概述?;現(xiàn)狀及問(wèn)題;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)04-0038-01
1.熱能與動(dòng)力工程的概述
眾所周知,熱能與動(dòng)力工程是一門(mén)綜合類(lèi)學(xué)科,包括對(duì)熱能技術(shù)的研究、以及各種能量與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)化的研究。熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的最主要功能是實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)化,通過(guò)分析能源的產(chǎn)生過(guò)程和使用過(guò)程,從而方便我們更好地對(duì)能源進(jìn)行有效利用。熱能與動(dòng)力工程涉及的范圍十分廣泛,應(yīng)用起來(lái)十分廣泛,結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我們可以看出熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用在解決實(shí)際能源錄用方面具有十分重要的地位,它直接關(guān)系著我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展方向以及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)情況。并且熱能與動(dòng)力工程充分利用了各個(gè)學(xué)科之間的相互關(guān)系,有效的支持了各種能量之間的轉(zhuǎn)化,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
從熱能與動(dòng)力工程的專(zhuān)業(yè)角度來(lái)看,研究熱能與動(dòng)力工程的同時(shí),還要注意對(duì)機(jī)械能力、物理能量的研究,把熱能與機(jī)械能量之間的轉(zhuǎn)化作為重中之重。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,熱能與動(dòng)力工程也逐漸朝著自動(dòng)化化和智能化發(fā)展。我國(guó)能順應(yīng)這種發(fā)展的人才相對(duì)較少,要想實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的良好應(yīng)用,就必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng),進(jìn)一步提高能源的利用效率,發(fā)揮熱能與動(dòng)力工程在能源使用方面的重要作用,促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展。
2.熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展及存在的問(wèn)題
2.1 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(duì)人類(lèi)文明的進(jìn)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(jì)稱(chēng)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?,?jīng)過(guò)鍋爐轉(zhuǎn)換成蒸汽能。在一般工廠(chǎng)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,使用的是工業(yè)爐來(lái)進(jìn)行燃料的燃燒和能量的轉(zhuǎn)換。根據(jù)文獻(xiàn)材料可知,最早的工業(yè)爐出現(xiàn)在我國(guó)的商代時(shí)期,它的主要作用是提煉熔鑄青銅器,并且,我國(guó)在春秋時(shí)期就能夠鑄造鐵器,這個(gè)進(jìn)步說(shuō)明了我國(guó)控制工業(yè)爐的工藝有了很大的進(jìn)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。
2.2 工業(yè)爐在工業(yè)生產(chǎn)中仍然存在著較大的問(wèn)題,主要包含四個(gè),首先污染物排放量大、面廣。其次單體容量小,平均容量在8噸/小時(shí)左右,10噸/小時(shí)以下燃煤小鍋爐的數(shù)量為42萬(wàn)臺(tái),占總數(shù)的2/3,再有排放貼近地面,對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響很大。最后鍋爐技術(shù)、主輔機(jī)不匹配,運(yùn)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(dá)標(biāo)。煤粉燃燒是先進(jìn)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(diǎn),實(shí)踐證明,煤粉燃盡率達(dá)98%以上,鍋爐運(yùn)行熱效率達(dá)88%以上,與傳統(tǒng)燃煤鍋爐相比,可節(jié)能35%。同時(shí),我國(guó)還有幾個(gè)比較綜合型的大問(wèn)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(chǎng)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(guó)如果想解決工業(yè)爐的問(wèn)題,還需要進(jìn)行多方面的整治。
3 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐運(yùn)行中的科技創(chuàng)新
3.1 鍋爐燃燒控制技術(shù)的創(chuàng)新
如何有效地調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業(yè)生產(chǎn)中,我國(guó)的鍋爐填充燃料絕大多數(shù)是采取人工添加的方式,從而保障鍋爐相關(guān)工作的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。不過(guò),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,絕大部分企業(yè)已從人工填料方式向步進(jìn)式的自動(dòng)化轉(zhuǎn)變,而連續(xù)控制系統(tǒng)是主要的鍋爐燃燒方式,其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構(gòu)成,通過(guò)熱電偶的有效檢測(cè)來(lái)設(shè)定合理數(shù)值,再利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確計(jì)算出所測(cè)數(shù)值偏差,從而保證輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性,與此同時(shí),還能夠有效且合理的對(duì)鍋爐燃燒進(jìn)行控制。
3.2 鍋爐風(fēng)機(jī)的仿真類(lèi)翼型葉片
由于鍋爐內(nèi)部的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行精密,因此給實(shí)際測(cè)量帶來(lái)一定的困難。目前我國(guó)尚未有科學(xué)且完整的體系來(lái)完善鍋爐的葉輪制造及運(yùn)行發(fā)展。如果想要獲取準(zhǔn)確有效的數(shù)值,就應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法對(duì)機(jī)械內(nèi)部的氣體流動(dòng)進(jìn)行有效評(píng)估,模擬空氣以不同方式出入風(fēng)機(jī)時(shí)的相關(guān)流動(dòng)分離。最后,再利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)值進(jìn)行模擬設(shè)定,采用模擬實(shí)驗(yàn)方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖,將多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后,確定出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離及攻角之間的關(guān)系,從而進(jìn)行深一步的研究。
4.鍋爐領(lǐng)域中熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用的綜合評(píng)估
熱能與動(dòng)力工程使煤炭資源得到充分利用,降低了鍋爐使用過(guò)程中燃燒煤炭所排放的有害氣體的數(shù)量,有利于節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境。另外,熱能與動(dòng)力工程研究的是技術(shù)問(wèn)題,因此提高了鍋爐領(lǐng)域的技術(shù)。熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用給鍋爐領(lǐng)域帶來(lái)非常明顯的變化,隨著社會(huì)的發(fā)展,熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域當(dāng)中還將發(fā)揮更大的作用,而面θ嗣嵌勻饒芐棖罅坎歡顯黽擁那魘疲如何提高熱能動(dòng)力的使用效率,鍋爐領(lǐng)域還要進(jìn)一步探索這個(gè)問(wèn)題。
5.結(jié)束語(yǔ)
熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用促進(jìn)了鍋爐領(lǐng)域的進(jìn)步,提高了資源的使用效率,對(duì)于緩解當(dāng)前的能源危機(jī)意義重大,有利于減輕環(huán)境污染。在建設(shè)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)的背景下,熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用成效不僅表現(xiàn)在鍋爐領(lǐng)域,在其他領(lǐng)域當(dāng)中也有體現(xiàn)。鍋爐領(lǐng)域在看到熱能與動(dòng)力工程為本領(lǐng)域帶來(lái)的可喜變化的時(shí)候,也要留意熱能與動(dòng)力工程帶來(lái)的負(fù)面影響,鍋爐領(lǐng)域不能只依靠熱能與動(dòng)力工程來(lái)促進(jìn)本領(lǐng)域發(fā)展,要積極開(kāi)拓創(chuàng)新,不斷借鑒國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),消除阻礙自身發(fā)展的因素,保證鍋爐高效運(yùn)轉(zhuǎn),只有這樣,才是獲得可持續(xù)發(fā)展的出路。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】熱能動(dòng)力工程;鍋爐
一、關(guān)于熱能動(dòng)力工程
熱能動(dòng)力工程就是“熱能”與“工程”之間關(guān)系的引發(fā)的相關(guān)應(yīng)用實(shí)體機(jī)械與工程。熱能動(dòng)力工程主要研究方面為熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題,其研究方面橫跨機(jī)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(chǎng)熱能工程以及自動(dòng)化方向、工程物理過(guò)程以及其自動(dòng)控制方向、流體機(jī)械及其自動(dòng)控制方向、空調(diào)制冷方向、鍋爐熱能轉(zhuǎn)換方向等,熱能動(dòng)力工程是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱能動(dòng)力工程主要需要解決的問(wèn)題是能源方面的問(wèn)題,作為熱能源的主要利用工程,熱能動(dòng)力工程對(duì)于我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有很高的地位。目前,國(guó)內(nèi)熱能動(dòng)力工程的主要應(yīng)用與熱電廠(chǎng)、空調(diào)制冷方向以及部分流程的自動(dòng)化方向,未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也將立足于這些具體的應(yīng)用來(lái)進(jìn)一步解決相關(guān)能源應(yīng)用的問(wèn)題。從上述我們可以看出,熱能動(dòng)力工程主要解決我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)生活中的最根本的動(dòng)力問(wèn)題,由此熱能動(dòng)力工程的相關(guān)發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展息息相關(guān),熱能動(dòng)力工程的改革將對(duì)于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路起到重要的作用。
目前,熱能動(dòng)力工程的應(yīng)用范圍非常普遍,部分企業(yè)引入了熱能發(fā)電機(jī)作為企業(yè)的供電設(shè)備。本文中所探討的鍋爐,其主要涉及了熱力發(fā)電機(jī)、相關(guān)的熱能轉(zhuǎn)換動(dòng)力機(jī)械等方面的技術(shù)。
二、關(guān)于鍋爐的相關(guān)構(gòu)成
鍋爐根據(jù)其功能的不同和燃燒材料的不同可以分為很多種類(lèi),不同種類(lèi)的鍋爐為了滿(mǎn)足不同的生產(chǎn)生活需要,在構(gòu)成方面存在一定的差異。但是,其主要的外殼以及核心的前期控制部分是不變的。鍋爐的外殼對(duì)于整個(gè)鍋爐來(lái)講是一個(gè)“外表”,鍋爐在工作過(guò)程中利用這個(gè)“外表”對(duì)自身進(jìn)行固定,并且防風(fēng)防灰塵的襲擾。 鍋爐的組成由煤粉制備系統(tǒng)、燃燒器、受熱面、空氣預(yù)熱器等主要部分組成,鍋爐的受熱面還用于固定鍋爐的燃燒部分,也就是燃燒器,煤粉燃燒器是將煤粉送入爐膛進(jìn)行燃燒的設(shè)備。燃燒器分為兩種:
1、旋流式燃燒器:攜帶煤粉的一次風(fēng)和不帶煤粉的二次風(fēng)分別用不同管道與燃燒器連接。煤粉與空氣能充分混合并形成回流區(qū)。每臺(tái)鍋爐可配置4~48只燃燒器。
2、直流式燃燒器:噴口成狹窄形,其一、二次風(fēng)在燃燒器中都不旋轉(zhuǎn)。煤粉在其中能完全燃燒。
受熱面分蒸發(fā)受熱面和過(guò)熱受熱面?,F(xiàn)代大、中型鍋爐均以水冷壁構(gòu)成爐膛,由此水冷壁(即受熱面)吸收爐內(nèi)輻射熱使水蒸發(fā)成飽和蒸汽。為不增加爐膛容積而增加輻射受熱面,大型鍋爐可采用雙面曝光的水冷壁。過(guò)熱受熱面可分為布置于爐膛上部的屏式過(guò)熱器受熱面和布置于對(duì)流煙道內(nèi)的對(duì)流過(guò)熱器受熱面。前者吸收爐內(nèi)輻射熱;后者吸收對(duì)流熱。
空氣預(yù)熱器裝于鍋爐煙道尾部,用以回收煙氣余熱,提高助燃空氣的溫度。高參數(shù)、大容量的鍋爐為提高熱風(fēng)溫度(>300℃),常需使空氣預(yù)熱器與省煤器分級(jí)交叉布置。
鍋爐中還有一個(gè)很重要的部分就是其電器控制器。電氣控制器對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于“大腦”,通過(guò)“大腦”來(lái)控制鍋爐內(nèi)部的主要活動(dòng)。隨著科技的不斷發(fā)展,鍋爐的電氣控制器已經(jīng)與信息產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,產(chǎn)生了微電腦控制的自動(dòng)控制模式,一改傳統(tǒng)的人力操作,在溫度的精確程度、恒溫性方面得到了很大的改善。
三、在鍋爐使用方面存在的問(wèn)題
目前,鍋爐方面存在的問(wèn)題主要集中在鍋爐的風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)是鍋爐進(jìn)行熱能與動(dòng)能轉(zhuǎn)換不可缺少的一部分,主要是利用風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn),來(lái)提升鍋爐內(nèi)部的大氣壓力,由此壓縮后的氣體運(yùn)送到企業(yè)安裝制定的機(jī)械中,氣壓恢復(fù)正常時(shí)原本被壓縮的膨脹,進(jìn)而形成機(jī)械運(yùn)作的動(dòng)力。風(fēng)機(jī)的工作地點(diǎn)主要是在鍋爐的內(nèi)部,但是由于企業(yè)生產(chǎn)壓力的增加,往往鍋爐都是超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn),由此風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)燒壞電機(jī)的情況。燒壞電機(jī)不僅僅直接造成了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)于操作人員的人身安全也造成了極大的威脅。因此,對(duì)于風(fēng)機(jī)的改造就需要利用熱能動(dòng)力工程的相關(guān)技術(shù),提高鍋爐的安全性、避免出現(xiàn)安全問(wèn)題刻不容緩。
四、熱能動(dòng)力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)運(yùn)用
在實(shí)際的操作過(guò)程中,對(duì)于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的控制時(shí)工業(yè)爐或鍋爐對(duì)于動(dòng)力燃料燃燒控制技術(shù)的核心。隨著時(shí)代的進(jìn)步,傳統(tǒng)的人力添加燃料的模式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際工廠(chǎng)生產(chǎn)的需要,由此自動(dòng)填充模式成為了主流。部分大企業(yè)引入的國(guó)外設(shè)備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)流程的全自動(dòng)化,微電腦操作系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)于燃燒的控制。根據(jù)控制技術(shù)的不同,目前將鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)主要分為了一下兩種。
(1)以燒嘴、燃燒控制器、電動(dòng)蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計(jì)、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(cè)出數(shù)據(jù)傳送至 PLC與其本身設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較,偏差值通過(guò)使用比例積分及微分運(yùn)算輸出電信號(hào)同時(shí)分別對(duì)比例閥門(mén)以及電動(dòng)蝶閥的開(kāi)放程度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而達(dá)到控制空氣與燃料比例調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)溫度的目的。目前,空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)主要是利用鍋爐內(nèi)部相關(guān)燃燒數(shù)據(jù)的分析傳入可編程的邏輯控制器,通過(guò)邏輯控制器對(duì)于向比例閥傳輸電子信號(hào),對(duì)其開(kāi)放程度進(jìn)行調(diào)控,由此來(lái)控制鍋爐內(nèi)部的溫度。但是,受到科技發(fā)展的局限性,目前利用空燃比里的連續(xù)控制系統(tǒng)在具體操作過(guò)程中,其對(duì)于溫度控制的準(zhǔn)確度沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的目標(biāo),還是需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的操作干涉。
(2)由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計(jì)、熱電偶幾個(gè)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(guò)溫度傳感器熱電偶把需要進(jìn)行精確測(cè)量的溫度變成電信號(hào),這個(gè)電信號(hào)即是用來(lái)代表測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度,此測(cè)量點(diǎn)溫度期望給定值是由預(yù)先存貯在上位機(jī)中的工藝曲線(xiàn)自動(dòng)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(dòng)調(diào)整燃料與空氣流量閥門(mén)的開(kāi)合程度,通過(guò)電動(dòng)的方式運(yùn)行機(jī)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(cè)量空氣的流量,燃料的控制也通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用的質(zhì)量控制裝置來(lái)測(cè)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(diǎn)在于方式節(jié)省部件,并且溫度控制精確。
(3)軟件仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片 。由于鍋爐葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)非常復(fù)雜,并帶有強(qiáng)烈的非定常特征,進(jìn)行細(xì)致的實(shí)驗(yàn)測(cè)量非常困難,目前尚沒(méi)有完善的流體力學(xué)理論解釋諸如流動(dòng)分離、失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象,這就迫切需要可靠詳細(xì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬工作來(lái)了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)本質(zhì)。將利用軟件對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片進(jìn)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(dòng)分離。根據(jù)數(shù)值模擬的一般步驟:創(chuàng)建二維模型,進(jìn)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(duì)不同空氣來(lái)流攻角角下的流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬。在得到模擬結(jié)果后,對(duì)不同攻角下模擬所得到的速度矢量圖進(jìn)行比較分析,得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,使得熱能動(dòng)力工程也有了進(jìn)一步的發(fā)展,同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展以及一些新興行業(yè)的發(fā)展。另外,熱能動(dòng)力工程在能源和鍋爐中的應(yīng)用,也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步得到了廣泛的應(yīng)用。隨著熱能動(dòng)力工程對(duì)日常生活的重要作用,希望相關(guān)的研究者更加的努力,繼續(xù)在能源和鍋爐的應(yīng)用中發(fā)掘新的功能,進(jìn)一步的滿(mǎn)足人類(lèi)的需求。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電廠(chǎng);熱能與動(dòng)力工程;應(yīng)用
前言
電力資源可以說(shuō)是當(dāng)前我們使用最為頻繁的一種能源,而電廠(chǎng)作為電力能源的產(chǎn)出企業(yè)其重要性不言而喻, 在電廠(chǎng)的相關(guān)工作中因?yàn)槠涔ぷ鞯奶厥庑?,其所消耗的能源也是比較多的,這就要求我們?cè)陔姀S(chǎng)的工作中盡可能的采取措施做好節(jié)能工作,本文就重點(diǎn)針對(duì)電廠(chǎng)中熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)用進(jìn)行探析。
一、熱能與動(dòng)力工程
熱能與動(dòng)力工程其實(shí)主要就是涉及到了能量的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程,尤其是在具體的電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中,必不可少的會(huì)產(chǎn)生較多的熱能,而這些熱能并不是我們需要的,只有電能才是我們需要的一種能源,所以我們要盡可能的把這種不需要的熱能轉(zhuǎn)化為電能,這也就是熱能與動(dòng)力工程所能夠起到的作用,在具體的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中,該技術(shù)的實(shí)施能夠首先把多余的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,然后把這些動(dòng)能通過(guò)必要的裝置來(lái)轉(zhuǎn)化為我們需要的電能,在此過(guò)程中就完成了熱能到電能的轉(zhuǎn)化,無(wú)形中相對(duì)于原有的電能產(chǎn)出來(lái)說(shuō)就提高了電能的數(shù)量,進(jìn)而也就相當(dāng)于提高了電廠(chǎng)生產(chǎn)的效率。但是具體來(lái)說(shuō),熱能和動(dòng)力工程的實(shí)施較為復(fù)雜,不僅僅涉及到的知識(shí)內(nèi)容較為復(fù)雜,其操作流程也比較繁雜,這就對(duì)我們相關(guān)的技術(shù)人員提出了更高的要求,電廠(chǎng)技術(shù)操作人員必須把握好熱能和動(dòng)力工程的技術(shù)操作要點(diǎn),切實(shí)提高生產(chǎn)的效率。
二、電廠(chǎng)中熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用的必要性
合理的運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程技術(shù)能夠提高電廠(chǎng)的生產(chǎn)效率,其實(shí)這也就是我們采用熱能和動(dòng)力工程的最為主要的意義,但是除此之外,對(duì)于熱能和動(dòng)力工程的應(yīng)用還具備較強(qiáng)的必要性:(1)首先是對(duì)于電廠(chǎng)企業(yè)自身來(lái)說(shuō),合理的運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程對(duì)于自身生產(chǎn)效率的提高也就相當(dāng)于提高了自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力,這就有利于電廠(chǎng)在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的電力市場(chǎng)中獲得更好的發(fā)展機(jī)會(huì),也能獲得更高的生產(chǎn)利潤(rùn),對(duì)于電廠(chǎng)自身的發(fā)展意義重大;(2)其次,對(duì)于我國(guó)的能源和資源現(xiàn)狀來(lái)說(shuō),在電廠(chǎng)生產(chǎn)中利用熱能和動(dòng)力工程也是極為必要的,我們都知道,能源短缺是當(dāng)前我國(guó)的一個(gè)普遍現(xiàn)狀,尤其是對(duì)于當(dāng)前消耗能源較大的火電廠(chǎng)來(lái)說(shuō),其生產(chǎn)效率的提高也就相當(dāng)于節(jié)省了能源的使用,這對(duì)于緩解當(dāng)前我國(guó)能源短缺的現(xiàn)狀是極為必要的。
三、電廠(chǎng)中熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用的技術(shù)措施
在當(dāng)前我國(guó)的電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)于熱能和動(dòng)力工程的應(yīng)用已經(jīng)不算罕見(jiàn),但是其具體的技術(shù)操作過(guò)程仍然存在著較多的問(wèn)題,這些問(wèn)題的存在也是今后我們關(guān)技術(shù)人員需要關(guān)注的核心內(nèi)容,下面我就結(jié)合具體的技術(shù)操作過(guò)程從降低調(diào)壓消耗、恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇與工況變動(dòng)、加強(qiáng)調(diào)頻技術(shù)操作、合理利用重?zé)岬热齻€(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的技術(shù)探討。
1.降低調(diào)壓能耗
在具體的電力生產(chǎn)過(guò)程中,因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)負(fù)荷的變化,而這種變化就很可能造成電廠(chǎng)生產(chǎn)效率的下降,基于這一原因,加強(qiáng)對(duì)于發(fā)電機(jī)組壓力的調(diào)節(jié),保障機(jī)組工作的穩(wěn)定性就能夠切實(shí)提高發(fā)電機(jī)組的效率,這本身是沒(méi)有問(wèn)題的,但是具體到調(diào)壓過(guò)程來(lái)看,企業(yè)會(huì)產(chǎn)生一定的能量損耗,針對(duì)這一損耗,我們也必須采取必要的措施來(lái)降低損耗的大小,盡可能的提高生產(chǎn)效率,經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致這種損耗較大的原因有兩方面,一方面是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組本身設(shè)計(jì)存在問(wèn)題,進(jìn)而導(dǎo)致在調(diào)壓過(guò)程中產(chǎn)生較大的能量損耗,另外一方面則是技術(shù)人員在調(diào)解過(guò)程中沒(méi)有能夠及時(shí)準(zhǔn)確的做出調(diào)壓操作,進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p耗增加,因此,加強(qiáng)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn),提高其操作的水平極為必要。
2.恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇與工況變動(dòng)
在電廠(chǎng)中運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程還需要我們恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇與工況變動(dòng),在當(dāng)前我國(guó)電廠(chǎng)發(fā)電中大多是采用并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組來(lái)進(jìn)行的,在并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組的工作中常常會(huì)出現(xiàn)調(diào)頻的現(xiàn)象,其主要是指并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組在運(yùn)行中自動(dòng)的針對(duì)電網(wǎng)中的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)頻率的變化,這種現(xiàn)象的存在在很大程度上提高了電力調(diào)度員的工作難度,針對(duì)這一現(xiàn)象我們必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)配和變動(dòng),也就是進(jìn)行二次調(diào)頻,二次調(diào)頻主要分為兩種,即自動(dòng)和手動(dòng),在當(dāng)前的電廠(chǎng)運(yùn)行中大部分都是采用自動(dòng)化的二次調(diào)頻就能夠起到相應(yīng)的效果,但是也存在一些特殊現(xiàn)象,當(dāng)自動(dòng)調(diào)頻已經(jīng)無(wú)法使頻率恢復(fù)到正常狀況的話(huà),就需要我們手動(dòng)進(jìn)行相關(guān)操作,以維護(hù)頻率的穩(wěn)定, 在此過(guò)程中還涉及到了焓降的變化,也正是因?yàn)樵撨^(guò)程能夠有效的控制焓降才能夠有利于我們發(fā)電效率的提高,這當(dāng)然必須依賴(lài)于恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇與工況變動(dòng)。
3.加強(qiáng)調(diào)頻技術(shù)操作
針對(duì)當(dāng)前的并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)電過(guò)程來(lái)看,為了保障整個(gè)發(fā)電過(guò)程中電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性,做好相應(yīng)的調(diào)頻措施是至關(guān)重要的,就目前的電力發(fā)電過(guò)程中的調(diào)頻過(guò)程來(lái)說(shuō)主要包括兩個(gè)步驟,其中,一次調(diào)頻是整個(gè)發(fā)電機(jī)組自動(dòng)完成的,不需要人為的進(jìn)行技術(shù)操作,但是很多時(shí)候這種一次調(diào)頻過(guò)程很難滿(mǎn)足發(fā)電需求,所以需要進(jìn)行二次調(diào)頻,二次調(diào)頻就需要相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行準(zhǔn)確的操作,當(dāng)然也存在一些電力發(fā)電機(jī)組是采用自動(dòng)化的手段進(jìn)行二次調(diào)頻,但是效果并不理想,人工手動(dòng)調(diào)頻的效果是最佳的,但是前提必須是相關(guān)的操作人員具備較強(qiáng)的操作水平和技術(shù)能力,這就是今后我們需要加強(qiáng)培訓(xùn)的一個(gè)主要方面。
4.合理利用重?zé)?/p>
當(dāng)前的電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中,多級(jí)汽輪機(jī)是常用的一種設(shè)備,而對(duì)于多級(jí)汽輪機(jī)來(lái)說(shuō),其在應(yīng)用過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生較多的熱量,并且每一級(jí)都會(huì)產(chǎn)生熱量,這些熱量是我們不需要的一種能量,也是需要我們利用熱能和動(dòng)力工程進(jìn)行轉(zhuǎn)化的一種能量,對(duì)于這些熱能的轉(zhuǎn)化來(lái)說(shuō),其轉(zhuǎn)化效率至關(guān)重要,也直接決定著整個(gè)電廠(chǎng)的生產(chǎn)效率,而在具體的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,合理的利用重?zé)岈F(xiàn)象就能夠在較大程度上提高熱能的轉(zhuǎn)化效率,具體來(lái)說(shuō),上一級(jí)的熱能轉(zhuǎn)化過(guò)程中所剩余的熱能或者是轉(zhuǎn)化過(guò)程中所產(chǎn)生的熱能可以在下一級(jí)得到重復(fù)利用,這種重復(fù)利用的手段就在較大程度上提高了能量的轉(zhuǎn)化效率,對(duì)于具體的技術(shù)操作人員來(lái)說(shuō),至關(guān)重要的一點(diǎn)就是恰當(dāng)?shù)卮_定重?zé)嵯禂?shù),一般說(shuō)來(lái),重?zé)嵯禂?shù)都是在0.04-0.08之間,但是具體如何確定還需要相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況確定,這就考驗(yàn)著相關(guān)技術(shù)操作人員的技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,文章著重分析了電廠(chǎng)中熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用。總而言之,在當(dāng)前我國(guó)的電廠(chǎng)發(fā)展過(guò)程中,相關(guān)管理人員越來(lái)越重視電廠(chǎng)生產(chǎn)的效率問(wèn)題,相關(guān)技術(shù)人員也正在想方設(shè)法的提高自身的技術(shù)管理水平,革新技術(shù)操作手段和方式,應(yīng)用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)提高電廠(chǎng)生產(chǎn)的效率,因此,在今后的電廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際技術(shù)操作過(guò)程中,我們就應(yīng)該針對(duì)熱能和動(dòng)力工程的應(yīng)用加強(qiáng)相關(guān)的技術(shù)操作研究,切實(shí)提高相關(guān)技術(shù)人員的技術(shù)操作水平,保障電廠(chǎng)生產(chǎn)效率的提高。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:能源與動(dòng)力工程;生產(chǎn)實(shí)習(xí);教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)33-0118-02
生產(chǎn)實(shí)習(xí)是高等院校工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),生產(chǎn)實(shí)習(xí)的質(zhì)量直接關(guān)系到學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)過(guò)程。[1,2]在能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中,生產(chǎn)實(shí)習(xí)尤為重要,旨在將專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合,使得學(xué)生對(duì)發(fā)電廠(chǎng)設(shè)備的啟停、運(yùn)行以及日常的監(jiān)控維護(hù)方法及程序有一個(gè)較為深入的了解。學(xué)生通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí),能夠提升學(xué)生綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)的能力,分析和解決實(shí)際發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)問(wèn)題的能力。[3]為了培養(yǎng)獨(dú)立從事能源與動(dòng)力工程行業(yè)的應(yīng)用型工程技術(shù)人員,適應(yīng)21世紀(jì)創(chuàng)新型人才、復(fù)合型人才的社會(huì)需求,結(jié)合近年來(lái)指導(dǎo)的能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)該專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式做了一些新的探索。
一、能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革的必要性
目前三峽大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)分為熱動(dòng)和水動(dòng)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向,熱動(dòng)方向的學(xué)生主要在熱力發(fā)電廠(chǎng)完成生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù),水動(dòng)方向的學(xué)生則在大型水電站完成生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù),實(shí)習(xí)時(shí)間均為2周?;谀茉磁c動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案,目前的這種實(shí)習(xí)模式基本能夠完成培養(yǎng)方案規(guī)定的生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容,但也存在一些不足亟待改進(jìn)。
1.實(shí)習(xí)基地建設(shè)需要加強(qiáng)
三峽大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)與大型水力發(fā)電廠(chǎng)、熱力發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行合作,建立了穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地。目前,開(kāi)設(shè)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的大部分高校生產(chǎn)實(shí)習(xí)都集中安排在大三下半學(xué)年或大三結(jié)束時(shí)進(jìn)行。在這期間,各個(gè)電廠(chǎng)除了接待能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生之外,還需接待電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、化學(xué)專(zhuān)業(yè)、管理專(zhuān)業(yè)等與電廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù),這直接導(dǎo)致了短時(shí)間內(nèi)大部分學(xué)生集中涌入各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)。而現(xiàn)代的大型發(fā)電廠(chǎng) 一般都是大容量、多參數(shù)集中控制,接待能力十分有限。同時(shí),各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)受生產(chǎn)任務(wù)、安全指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益等多種因素的制約,一般也不愿意接待大批學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。這樣,最終使得學(xué)生的實(shí)習(xí)內(nèi)容受到限制,實(shí)習(xí)計(jì)劃難以實(shí)施,實(shí)習(xí)過(guò)程比較草率,實(shí)習(xí)效果一般,難以達(dá)到鍛煉學(xué)生,提高學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的目的。
2.實(shí)習(xí)形式單一
三峽大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)沿用了其他工科專(zhuān)業(yè)普遍采用的實(shí)習(xí)形式,即由專(zhuān)任教師組織學(xué)生去各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行參觀式學(xué)習(xí),各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)抽調(diào)技術(shù)骨干對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)、化學(xué)與水系統(tǒng)、除硫除塵裝置以及電氣設(shè)備等各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行講解。通過(guò)這種方式,以期學(xué)生對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的整個(gè)運(yùn)營(yíng)流程有初步的了解,對(duì)電廠(chǎng)的日常維護(hù)、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控以及問(wèn)題處理方式有一定接觸。然而,在實(shí)習(xí)過(guò)程中,各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)抽調(diào)的技術(shù)骨干有的善于表達(dá),有的不善表達(dá),并且他們對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握情況也不十分了解。實(shí)習(xí)內(nèi)容的設(shè)置比較有限,實(shí)習(xí)內(nèi)容的講解也受限于講解老師的經(jīng)驗(yàn)水平,學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中很難有機(jī)會(huì)深入細(xì)致地學(xué)習(xí),學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合能力難以得到有效提高。
3.實(shí)習(xí)內(nèi)容不盡合理
由于電力行業(yè)管理嚴(yán)格,對(duì)員工的綜合素質(zhì)要求極高,而對(duì)學(xué)生而言,鮮有機(jī)會(huì)上崗操作,學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程與校園內(nèi)的課堂學(xué)習(xí)無(wú)異,依舊沿于聽(tīng)老師講解,看老師操作,很難掌握電廠(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的啟停、運(yùn)行及事故處理的方法。整個(gè)實(shí)習(xí)的內(nèi)容也與課堂上的教學(xué)內(nèi)容也有較大的重復(fù)性,而這些常規(guī)性實(shí)習(xí)內(nèi)容很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí),不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力。同時(shí)由于實(shí)習(xí)學(xué)生在一家單位的停留時(shí)間十分有限,一般為1周時(shí)間,實(shí)習(xí)單位客觀上也難以安排完整、全面的實(shí)習(xí)內(nèi)容。此外,電廠(chǎng)在運(yùn)行過(guò)程中,電力事故的發(fā)生偶然性太強(qiáng),學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接觸到的幾率很小,對(duì)電廠(chǎng)的事故處理及分析方法還是只能聽(tīng)老師講解。
4.實(shí)習(xí)考核標(biāo)準(zhǔn)軟化
在現(xiàn)行的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式中,實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師及發(fā)電廠(chǎng)的技術(shù)骨干處于主導(dǎo)地位,學(xué)生處于被動(dòng)接受的地位,實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師及發(fā)電廠(chǎng)的技術(shù)骨干商討確定好相應(yīng)的實(shí)習(xí)內(nèi)容,學(xué)生跟隨教師的節(jié)奏完成實(shí)習(xí)任務(wù),該方式很難激發(fā)出學(xué)生的主觀性和創(chuàng)造性。在實(shí)習(xí)過(guò)程中,發(fā)電廠(chǎng)的技術(shù)骨干講解分配的實(shí)習(xí)內(nèi)容,其他一切問(wèn)題包括實(shí)習(xí)紀(jì)律和實(shí)習(xí)安全等,全靠實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師協(xié)調(diào)解決。在大班實(shí)習(xí)過(guò)程中,實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師一般為1名或2名,精力十分有限,難以兼顧全部學(xué)生,對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)缺乏有效指導(dǎo)和監(jiān)督。實(shí)習(xí)結(jié)束之后的成績(jī)?cè)u(píng)定主要取決于平時(shí)成績(jī)和實(shí)習(xí)報(bào)告成績(jī),由于很難監(jiān)控學(xué)生的整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程,因此平時(shí)成績(jī)很難把控,而僅僅依靠實(shí)習(xí)報(bào)告給出實(shí)習(xí)成績(jī),有失公允,沒(méi)有真正考核到學(xué)生的整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程。
綜上可知,能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)現(xiàn)行的生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)體系在實(shí)習(xí)基地、實(shí)習(xí)形式、實(shí)習(xí)內(nèi)容以及實(shí)習(xí)考核標(biāo)準(zhǔn)等方面都還存在一些不足,難以滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)所需的厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才、復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求。
二、創(chuàng)新型生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式的改革與探索
1.構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的生產(chǎn)實(shí)習(xí)新模式
所謂虛實(shí)結(jié)合的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式,即將原來(lái)要求在電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完成的生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù),分成在校內(nèi)的虛擬平臺(tái)和實(shí)際電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)兩方面進(jìn)行。虛擬平臺(tái)主要以仿真支持系統(tǒng)為主,內(nèi)容全面但感性體驗(yàn)不夠,實(shí)際電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)性較強(qiáng),但內(nèi)容有限,深度不一。通過(guò)虛實(shí)結(jié)合,既能全面了解電力生產(chǎn)過(guò)程,又能有較強(qiáng)的感性體驗(yàn)。
面對(duì)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)存在的實(shí)際問(wèn)題,采取計(jì)算機(jī)及其他信息技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)習(xí)是一種新的嘗試,目前也已經(jīng)有了一些成功案例。[4]在學(xué)校的大力支持下,三峽大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我?!保┽槍?duì)熱動(dòng)方向?qū)iT(mén)建立了300MW發(fā)電機(jī)組仿真支持系統(tǒng),針對(duì)水動(dòng)方向建立了水輪發(fā)電機(jī)組仿真演示模型,通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)模式,加大仿真教學(xué)力度,既能保證實(shí)習(xí)內(nèi)容的完整性,又能在一定程度激發(fā)學(xué)生的實(shí)習(xí)興趣。
指導(dǎo)教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注一些仿真實(shí)習(xí)中存在的問(wèn)題及處理方案,學(xué)生帶著這些問(wèn)題,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)通過(guò)與技術(shù)人員討論,加深理解。電力企業(yè)員工也非常樂(lè)意與學(xué)生進(jìn)行技術(shù)交流,不僅調(diào)節(jié)了單調(diào)的工作氣氛,也提高電力企業(yè)職工的基本素質(zhì)。
2.優(yōu)化實(shí)習(xí)內(nèi)容
根據(jù)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案來(lái)制訂具體的實(shí)習(xí)內(nèi)容,使得學(xué)生實(shí)習(xí)之后,能系統(tǒng)地了解大型水力發(fā)電廠(chǎng)、熱力發(fā)電廠(chǎng)等從事運(yùn)行、管理等方面的工作流程。
我校能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)熱動(dòng)方向的生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)是了解鍋爐設(shè)備系統(tǒng)、汽輪機(jī)設(shè)備系統(tǒng)、脫硫除塵設(shè)備系統(tǒng)、化學(xué)設(shè)備系統(tǒng)及其他與之有關(guān)的主要輔助設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行特性和維護(hù)管理。此外,在仿真實(shí)習(xí)平臺(tái)上主要是掌握機(jī)組的啟動(dòng)、停運(yùn)步驟,設(shè)備與系統(tǒng)的故障模擬、故障分析、故障排除等,了解或熟悉故障發(fā)生的前因后果。
我校能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)水動(dòng)方向的生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)是了解水電廠(chǎng)的水工建筑物、水電廠(chǎng)的電能生產(chǎn)過(guò)程、水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備和電氣設(shè)備的作業(yè)布置及相互關(guān)系,220kV開(kāi)關(guān)站的接線(xiàn)方式及主要配置,廠(chǎng)用6kV系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組的配接方式、接線(xiàn)方式及廠(chǎng)用電相關(guān)配置等。在水電站仿真平臺(tái)上,要求學(xué)生掌握水輪機(jī)的工作原理,水輪機(jī)運(yùn)行、管理、檢修、維護(hù)、水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)以及水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、水輪機(jī)控制系統(tǒng)等。
3.增強(qiáng)實(shí)習(xí)指導(dǎo)
在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生能否有所收獲在一定程度上取決教師的指導(dǎo)水平。為了使實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師更好地發(fā)揮主導(dǎo)作用,需要聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí),實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,有較強(qiáng)實(shí)踐能力的專(zhuān)業(yè)教師對(duì)實(shí)習(xí)學(xué)生進(jìn)行跟班指導(dǎo)。
我校能源與動(dòng)力工程系以青年教師為主,長(zhǎng)期深入電力生產(chǎn)一線(xiàn)的機(jī)會(huì)比較欠缺,工程實(shí)踐能力整體情況還不高。為了使青年教師更好地發(fā)揮主導(dǎo)作用,一方面要充分發(fā)揮老教師的傳、幫、帶作用,另一方面還需定期組織青年教師深入電力企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn),充分準(zhǔn)備實(shí)習(xí)內(nèi)容以及實(shí)習(xí)的重難點(diǎn),增強(qiáng)青年教師的科研能力和工程實(shí)踐能力,提高實(shí)習(xí)指導(dǎo)水平。
此外,采用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)習(xí)教學(xué)模式后,對(duì)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的任務(wù)加重了,要求提高了,責(zé)任變大了,為此實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師盡量做到相對(duì)穩(wěn)定、搭配合理,這樣不僅能保證生產(chǎn)實(shí)習(xí)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,還能夠維持生產(chǎn)實(shí)習(xí)的課程建設(shè)質(zhì)量。
4.規(guī)范實(shí)習(xí)考核標(biāo)準(zhǔn)
在實(shí)習(xí)過(guò)程中,除了需要通過(guò)有效的監(jiān)管機(jī)制保證實(shí)習(xí)順利實(shí)施之外,還需采用有效的激勵(lì)機(jī)制對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)判,包括實(shí)習(xí)紀(jì)律以及實(shí)習(xí)項(xiàng)目的表現(xiàn)情況,隨機(jī)抽查學(xué)生筆記、對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)、要求學(xué)生講解實(shí)習(xí)過(guò)程等。
實(shí)習(xí)結(jié)束之后,需要提交實(shí)習(xí)報(bào)告,而通常僅依據(jù)實(shí)習(xí)報(bào)告給定實(shí)習(xí)成績(jī)是不合理的。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)習(xí)積極性,并且使學(xué)生能夠充分重視實(shí)習(xí)過(guò)程,生產(chǎn)實(shí)習(xí)的考核評(píng)價(jià)至少需要反映“平時(shí)表現(xiàn)(占40%),實(shí)習(xí)報(bào)告(占40%),答辯成績(jī)(占20%)”等幾個(gè)方面。
為了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的持續(xù)發(fā)展,還應(yīng)廣泛收集學(xué)生、教師、實(shí)習(xí)單位的評(píng)價(jià)意見(jiàn),重點(diǎn)反映實(shí)習(xí)內(nèi)容是否全面,實(shí)習(xí)安排是否合理,實(shí)習(xí)效果如何以及學(xué)生的綜合素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)技能是否達(dá)到實(shí)習(xí)單位需求,通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)不足,不斷提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量。
三、結(jié)語(yǔ)
生產(chǎn)實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié),能源與動(dòng)力工程因?yàn)閷?zhuān)業(yè)的特殊性,生產(chǎn)實(shí)習(xí)范圍相對(duì)其他工科專(zhuān)業(yè)而言比較有限,在經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動(dòng)下,生產(chǎn)實(shí)習(xí)面臨著很大挑戰(zhàn)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地的建設(shè),實(shí)習(xí)內(nèi)容的優(yōu)化,實(shí)習(xí)師資隊(duì)伍的建設(shè),實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的提高等均是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程,需要長(zhǎng)期探索,不斷調(diào)整。未來(lái)還需從更深層次探索生產(chǎn)實(shí)習(xí)的改革與發(fā)展,不斷完善生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)模式,以期取得更好的實(shí)習(xí)效果,培養(yǎng)出具有實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力高、綜合素質(zhì)全面的應(yīng)用型本科人才。
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