时间:2023-09-25 11:29:58
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇能源与动力工程专业,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

1.1实践教学无视就业特点,内容设置缺乏针对性
许多院校已经意识到实践教学对培养应用型人才的重要性,但是在实践教学体系设置上过多采用照搬国外或者国内名校的模式和标准,没有结合本校育人目标、专业特点以及毕业生就业行业特性等因素,实践教学体系追求完整性,缺乏针对性,结果带来实践教学的盲目性,也一定程度上造成结构性就业难的通病。
1.2实践教学流于表面性,缺乏体系性
教育部对实践教学的学分、学时均有具体规定,但许多院校教务部门及教学单位缺乏针对实践教学体系的研究,实践教学安排不具科学性。在教学内容安排上,理论教学、实践教学与就业需求不能有机衔接,实践教学各环节间不能很好的形成科学的梯级体系,内容单调、不深入,流于表面,最终影响人才的培养质量和就业质量。例如校外实践教学,多是由教师组织学生去企业进行参观,学生在实践中走马观花,缺乏深入细致地思考和分析的机会,实践后对实践过程印象浮浅,实践效果不理想。
1.3积极性不对等,校外实践教学平台建设困难
校外实践教学平台不仅能够弥补校内教学资源不足,也是培养应用性、创新性人才的重要依托,且有利于促进高校培养人才质量更好的适应社会就业需求。但校外实践教学会对企业正常的工作秩序产生影响而导致的工作效率降低,甚至会导致企业商业机密泄露而对企业造成的潜在损失。因此,校外实践平台建设过程中呈现出积极性不对等的状况,企业反应冷淡缺乏积极性,高校方面表现热情,但难有作为。
1.4师资队伍少有工程实践经验,缺乏实践性
随着近年的扩招,教师规模迅速增加,尤其是青年教师大多是刚毕业的研究生,具有博士、硕士学位的高校青年教师越来越多,虽然学历较高,但他们大多是从校门到校门,自身教育经历主要集中于理论知识学习和学术研究,非常缺乏工程实践历练,难以胜任工程实践教育。当今高校针对教师考核体系引导大部分教师将精力集中于申请课题、、提升职称,不利于教师个人工程实践能力再提升,这就造成理论知识、实践教学能力强的“双师型”教师严重不足。
2就业导向视角下实践教学体系优化的尝试
2.1就业行业分布
广东海洋大学能源与动力工程专业近5年毕业生643人,其中升学深造24人,申请暂缓就业6人,18人不纳入就业方案,就业率为97.2%。具体就业行业分布情况如表1所示。近年来,依据就业实际需求,进一步强化实践教学,对实践教学内容体系、创新创业教育、校外教学平台、以及实践教学过程质量监控进行了一些的改革与探索。
2.2基于就业需求,优化实践教学系统
为了实现市场对能源与动力工程专业本科学生的就业需求和职业要求的目标,近年我校在长期重视实践教学建设的基础上,对实践教学内容进行了调整和完善,建立了分层次、分阶段和系统性强的实践教学内容体系,如图1所示。通过优化实践教学体系,达到理论教学与实践教学有机衔接,实践教学各环节间形成梯级体系。实践教学在帮助、加深学生对理论课程掌握的基础上,提高学生的专业技能、工程实践能力、工程意识以及创新创业能力,以满足就业需求。
2.3基于就业主要方向,细分实践教学内容
应用型本科院校能源与动力工程专业毕业生就业常常具有一定的区域性和方向性。广东海洋大学立足广东,培养的毕业生也大都服务地方经济社会发展。经统计,本专业近5年89.5%的毕业生选择在珠三角地区就业。根据近年的就业行业情况统计,表1所示,毕业生就业方向大都集中在两个行业方向,一是船舶、电力及锅炉、燃气等行业,二是制冷、空调及工程等行业。为此,我校能源与动力工程专业将部分专业实践课程细分为热能和制冷两个大方向。热能方向设置锅炉原理与设计课程设计、船舶动力装置课程设计等实践课程,而制冷方向设置制冷与空调工程设计课程设计、空气调节课程设计以及制冷装置电气控制技术课程设计等实践课程。能源与动力工程专业学生根据个人兴趣选修相应方向的专业实践课程,避免了实践教学的盲目性,且无需额外增加实践教学课时,内容满足主要就业方向需求,也一定程度缓解结构性就业难的通病。
2.4响应就业新形势,重视创新创业实践教学
根据社会对能源与动力工程专业毕业生创新、创业能力要求的加强,我校新增综合素质拓展训练、创新创业实践和创业教育实践课程。同时,为充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性,专门制定《学生创新创业训练计划项目管理办法》,设立大学生创新创业训练计划项目,包括创新训练项目、创业训练项目、创业实践项目和学科专业竞赛项目四种类型。近4年来,以学生组队,专业教师指导的形式,组建了20多支创新创业实践团队,初步形成学生组队申报、教师指导、学校经费支持的体系,有效提升学生创新创业综合实践素质。
2.5基于就业导向,优化校外实践教学平台
为破解校外实践教学平台建设困难这一局面,采取了一系列举措:向合作企业输送专业人才;通过学校客户资源的开发,满足实践教学合作企业的市场拓展收益;合理安排实践教学时间,以降低对企业的负面影响,提升企业合作育人的积极性。经过多年的努力拓展,目前已与东风商用车公司、广州文冲船厂有限责任公司、宝钢湛江钢铁有限公司、武汉新世界制冷工业有限公司、大连冰山集团有限公司等21家企业建立了稳定的校企合作平台。在此基础上,企业平台所涉及的领域相对集中本校能源与动力工程专业的热能和制冷两个主要就业方向,企业类型或实践岗位系统覆盖设备设计、制造、销售、工程施工、运营管理整个链条。实践教学环节,学生可以根据个人兴趣和就业需求,有针对性的选择相应的实践平台。
2.6基于就业导向,切实提高毕业设计实践环节质量
毕业设计(论文)是大学期间学生毕业前的最后学习阶段,是学习的深化与升华的重要过程。由于某些因素,我校能源与动力工程专业毕业设计(论文)曾出现质量下滑趋势。近年来,针对毕业设计(论文)实践环节,我们基于就业导向,合理利用专业针对性强的合作企业平台,依托众多工程实践经验丰富的教师队伍,做出系列举措,有效提升了该实践环节教学质量。时间上,为了更好地解决找工作与研究生复试对毕业设计的冲突,将毕业设计时间前移半个学期。选题上,指导老师下达候选的任务书紧密结合本专业的培养目标及就业需求,避免盲目性。毕业设计(论文)实践过程中,加强过程管理,将指导过程细分为初期任务布置、中期检查和答辩验收三个阶段,在此期间要求学生每周至少与指导教师详细交流一次,强化管控。通过近3年来系列探索性的实践,明显感觉近几届毕业生能够较好的对大学期间所学的基本理论、基本知识和专业知识进行结构框架梳理,使知识系统化,也提高了调查研究、查阅文献、收集资料、制订设计(试验)方案等综合能力,毕业答辩环节所展示成果的质量也明显提高。
3结语
基于就业导向视角下,通过对能源与动力工程专业实践教学体系探索和实践,有利于推进本专业学生综合素质的提高,也有利于本专业学生的成功就业。近年来,我校能源与动力工程专业学生参与实践创新活动的热情高涨,每年参加“大学生创新创业训练计划”(校级)、“创业设计大赛”(校级)、“挑战杯”大学生创业计划(校级)等各类学生科研项目的学生人数逐年增多,学生实践创新能力也得到明显提高,各类课外科技竞赛中也取得了优秀成绩。2015年,获得“中国制冷空调行业大学生竞赛”一等奖,“全国大学生节能减排科技竞赛”一等奖等多个奖项。根据对近3年毕业生的跟踪调查,本专业毕业生就业率一直保持在98%左右,82%左右的毕业生反映实践教学对其成功就业有很好的促进作用。
作者:张乾熙 贾明生 徐青 单位:广东海洋大学
参考文献:
[1]李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012,03:1-6.
[2]刘伟,蔡兆麟,黄树红,等.构建热能与动力工程专业创新教学体系[J].高等工程教育研究,2005,01:44-47.
关键词:实践教学;创新;能源动力工程;改革
作者简介:代元军(1978-),男,河南正阳人,新疆工程学院电力工程系,副教授;孙玉新(1982-),女,吉林蛟河人,新疆工程学院电力工程系,讲师。(新疆 乌鲁木齐 830091)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0102-02
能源是世界发展的重要资源和动力,能源的科学开发和优化配置,是当今各国现代工业以及国民经济和社会发展乃至富民强国的必由之路。新疆有着极为丰富的能源资源。据统计,新疆的石油、天然气和煤炭预测资源量,分别占全国陆地预测资源量的30%、34%和40%,光、热、风等资源也在全国占有较大份额,这为新疆建设国家能源战略基地奠定了坚实的基础。
在新疆如此丰富的特色资源下,新疆本科院校能源与动力本科专业如何在实践教学环节中结合新疆特色和学校特色,改革和创新层次分明、知识和能力逐级递增的实践教学体系,是摆在能源与动力工程教育工作者面前的难题。
一、分层次建立能源与动力工程专业基础教学实验中心
分层次建立能源与动力工程专业基础教学实验中心,将“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”三门能源与动力工程专业基础技术课程的相关实验组合起来,并提出把“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”课程所涉及的相关实验设置成四个层次的教学实验方案。
第一层次实验:基础性教学实验。主要是指与课堂教学内容紧密联系的实验(验证性实验),其中包括实验方法、实验技术的基本训练。例如在“工程流体力学”课程中设置了两个专项实验:雷诺实验、伯努利能量方程实验。在雷诺实验中,主要让学生观察水流的流态,即层流和紊流现象,然后测定上、下临界雷诺数,最终使学生了解流态与雷诺数的关系。在伯努利能量方程实验中,主要是观察流体流经能量实验管时的情况,并对实验中出现的现象进行分析,从而加深对能量方程的理解,并最终掌握测量流体流速的原理。在“工程热力学”课程中,设置CO2临界状态观测及P-V-T关系测定实验,通过该实验了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识,以及对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解,掌握CO2的P-V-T关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
第二层次实验:“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”中所涉及主要物理参数的测试手段和方法的实验。主要是指温度、压力、流量、比热、流速、传热系数、传热温差及数据采集等测试手段和方法的训练。例如在“工程热力学”课程中,设置气体定压比热测定实验。该实验让学生了解气体比热测定装置的基本原理和构思,熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法,掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法,分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。在“传热学”课程中,设置综合传热性能实验。该实验通过测定不同表面状态及气流条件下管道的综合传热系数,观察和分析影响传热的各种因素,从而对传热过程有一个直观的了解。
第三层次实验:实现设计目标的综合性实验。主要是指以实现某一功能为目的,构建工程性、设计性实验,培养学生构想、设计、解决问题的能力。例如换热器结构改造的传热性能对比测试实验。该实验的测试对象为学生设计的换热器外表面不同形状的肋片,通过实验测试其传热系数,找到最佳的肋片形状。
第四层次实验:知识延展性实验。主要是指通过互联网、多媒体、可视化技术介绍新知识、新技术、新发展,以期延伸和拓展学生知识视野和相关专业知识面。
通过以上四个层次的实验训练,能够培养能源与动力工程专业学生的流体及热工实验的实验方法、实验设计、实验技术等实验能力,为进一步开展专业课学习和专业性实验打下坚实的基础。
二、分级建立能源与动力工程专业实验基地及教学实验中心
1.初级为专业基本实验
主要培养学生掌握能源动力工程领域常用的实验方法,使用常用仪器、仪表,学会处理数据,具有规范、熟练、准确的实验操作技能,重在学知识、练技能,属于专业学习中的初级水平。专业基本实验主要包括“公差与金属材料”组建2个实验台位,“自动控制原理”组建2个实验台位,“热工过程检测技术”组建2个实验台位。
2.中级为专业综合实验
以专业方向课程设置为主线分别以热电工程模块、制冷空调工程模块、新能源工程模块三部分构建专业平台实验。
热电工程模块包括锅炉实验平台、汽轮机实验平台、热工过程自动化实验平台;制冷空调工程模块包括制冷原理及设备实验平台、空气调节实验平台、供热工程实验平台、食品冷冻冷藏原理与设备实验平台;新能源工程模块包括风能利用与控制技术实验平台、太阳能利用与控制技术实验平台。
3.高级为设计、创新实验
在三大专业方向模块综合实验的基础上,依据自主专业创新教学环节和毕业设计课题,组织大三、大四学生参加专业大赛或者参与教师科研项目。教师拟定实验大纲、提出问题让学生自行思考、分析、设计、优选,重在锻炼科学思维,发展创新能力,培养学生自主学习、大胆创新的学习习惯。这种设计创新实验是基于专业教学和科学研究之间的实验,主要结合专业大赛和毕业设计来进行。
三、建立能源与动力工程专业校内仿真实习基地,改革传统生产实习模式
生产实习教学环节是为了加强学生对所学专业理论课程的理解、增强对所学专业的感性认识,培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在这一重要实践环节的实施过程中存在诸多问题,实习质量难以达到预期。以能源与动力工程专业方向之一的热电工程为例,能源与动力工程专业学生在电厂实习花费较大;电厂企业出于安全和经济效益的考虑,和学校很难建立起长期稳定的校外实习基地。由于电厂岗位工作的资质要求,实习学生不能上岗操作,生产实习只能是走马观花,流于形式,实习效果得不到保证。
为了解决以上问题,在自治区煤炭煤电煤化工实训基地建设工程的不断推进下,新疆工程学院能源与动力工程专业将传统的单纯的在电厂企业生产实习模式改为校内仿真实习与校外实习相结合,并逐步过渡到以校内仿真实习基地为主的生产实习模式。能源与动力工程专业的学生在新疆工程学院的300/600MW火电厂仿真实验室开展与实际电厂 1∶1仿真的运行操作和故障处理的训练。
在仿真实习中,学生主要熟悉、掌握锅炉机组及其主要附属设备的结构、工作原理和运行特性;熟悉锅炉机组各系统,如煤粉制备系统、风烟系统、疏水排污系统等的运行方式,运行监控系统及自动控制系统概况;熟悉锅炉机组正常运行中监视、调节的主要内容(参数)及其调节方法,如负荷、给水、燃烧、汽温等的调节和监视;熟悉锅炉机组起动前的准备内容,起动程序及起动过程中的有关注意事项;对锅炉机组的几种停运方式、停炉程序、停炉后的冷却和养护等熟练操作;掌握锅炉机组的事故预防和处理方法,学会分析有关事故,如给水、汽温、管子爆破、煤粉爆炸、熄火等,以及事故发生原因、预防处理的方法;熟悉考核锅炉运行的主要经济指标。生产实习模式的改革改进了学生的思维模式,强化了学生的工程意识,提高了学生参与实习的主动性、积极性,强化了学生的动手能力和综合能力,培养了学生严谨的科学作风。
四、改进能源与动力工程专业毕业设计,培养学生创新能力
毕业设计是能源与动力工程专业学生在毕业前关键性的综合性实践教学环节,是在教师的指导下学生独立完成的工程设计或者论文。通过该综合性实践教学环节的锻炼,复习和巩固本专业学生的专业基础知识和专业知识,培养学生对已学知识和未学知识的综合学习与运用能力。改进能源与动力工程专业的毕业设计,对培养学生的实践能力、创新能力和适应社会要求的能力具有重要意义。
毕业设计所涉及的内容,专业课程的任课教师应该在授课过程中加强讲授和训练,让学生尽早掌握毕业设计的理论知识。要根据专业方向和现有的新技术和新方法提出贴近生产一线的毕业设计题目,并且要保证题目的多样化,使得学生能尽量根据毕业后的工作方向确定题目,以便毕业后能够尽快适应工作岗位的专业要求。在毕业设计过程中,应该加强检查指导工作,保证学生能够按时按质的完成毕业设计。严格对毕业设计进行考核,通过考核评定出不同的等级,表彰设计过程中的优秀学生,以此来督促和提高学生做好毕业设计工作。
五、结束语
在新疆经济大发展的推动下,新疆工程学院热能与动力工程教研室通过积极调研和深入思考,对能源与动力工程专业实践教学环节进行了改革,并在实施过程中加以修订和调整,最终取得了较好的效果。
参考文献:
[1]秦春艳,才博.新疆新能源产业发展现状及对策研究[J].安徽农学通报,2009,15(22):3-5.
[2]程远,俞端仪,吴重光.建立校内仿真实习基地 改革传统生产实习模式[J].高等工程教育研究,1997,(3):32-36.
[3]新疆工程学院.2013级本科专业培养方案[Z].2013.
[4]李华彦,董丽娜.热能与动力工程专业毕业设计改革与探讨[J].中国电力教育,2010,(27):140-141.
关键词:双语教学;存在问题;解决措施
中D分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)22-0177-02
伴随着科学技术的迅速发展,能源与动力工程专业人才已经进入了国际能源动力行业市场,而利用英语进行专业课和公共基础课的教学,能为国家培养出创新动力技术发展的高素质人才。目前,双语教学课程在国内诸多的大专院校开设,在能源与动力工程专业实施双语教学,已经取得了阶段性的进展。并且为国家培养出一批具有扎实的专业知识,能对外语熟练使用的双语人才。在看到成绩的同时,我们也不能忽视当前双语教学中存在问题。
一、存在的问题的提出
1.师资力量匮乏。担任大学双语教学的教师应是双语人才,既能对外语熟练应用,同时还能对专业的知识通晓。传统的教学模式所培养出来的教师很多都是“聋子英语”,根本达不到双语教学的要求。而有一些具备专业的语言知识,能够胜任双语教学的教师,却不具备其他专业的知识储备。雄厚的师资力量,是成功开展双语教学的关键。而目前能源与动力专业大学双语教师师资力量的匮乏,对快速地大规模地开展双语教学产生了制约。
2.大学生英语基础薄弱。上双语课的学生,应具备扎实的基础,在听、说、读、写方面,都比较擅长。而刚上大一的学生,往往达不到双语课堂需要具备的英语水平。而一些非英语专业的学生也仅仅是掌握了一些基本的听、说、读、写的技能,具备英语基础知识,所掌握的专业的英语词汇量却少儿又少。主要是依靠查字典进行课前预习,或者是对一些专业的用语采用死记硬背的方式,这样会无形中使学生的学习负担加重。而即便是在双语环境下,学生也不能很快地提高外语水平,掌握专业的英语知识。而在同一个班级,学生因为具有参差不齐的英语水平,那些英语底子薄的学生往往跟不上教学进度,长此以往,必然会失去学习的信心和动力。
3.教学模式和课程设置不科学。目前,很多高校大学能源与动力专业在大一和大二阶段是对大学英语进行学习,而双语教学的实施,是在大三和大四阶段。这样就出现了着双语教学和大学英语互相脱脱节、各自为阵的局面。而在双语课堂上,依然采用传统的满堂灌和填鸭式的教学方法,将教学的重点放在传授知识上。使每堂课具有很大的知识和信息的输入量,而不重视师生之间的交流。同时因为缺乏原版教材,对双语教学的发展也形成了一定的制约。
二、改进策略
1.提高双语教师的素质、加大师资培训力度。为了与大学双语教学的要求相适应,大学能源与动力专业大学双语教师应是具备较高英语水平的复合型教师,具备扎实的英语专业知识。为此,必须提高双语教师的自身素质,加大对教师的培训力度。一直以来,很多高校的双语教师担当着繁重的教学任务,所以参加进修的机会是少儿又少。为了解决这个问题,首先,应将双语教师集中起来,与专业特点相相结合。重点培训教师的英语能力,使他们的语音语调和语言表达能力进一步提升,能在双语课堂上恰当地使用英语用语。其次,加大师资队伍建设的投入。鼓励双语教师出国留学,或者是去国内重点大学,在双语教学上取得显著成果的学校观摩学习,加强交流,取长补短。最后,建设双语教学的精品课,组织和开展各种双语教学比赛。加大精品课的建设力度,通过比赛,促进双语教师间的交流与合作。运用适当的教学方法,选择难易适度的教材,井然有序地开展各种教学组织。对英语示范课进行确立,供其他教师学习和参考。
2.改革传统课程设置,做好大学英语与双语教学的衔接。应在大学能源与动力专业大学基础阶段开设专业英语课程,专业英语也是一门语言课,其结构模式、句法和词汇都是非常独特的。其语言教学的课程,是通过阅读外文版的专业知识来实施的。同时,它的专业内涵也极其显著。在教学过程中,不单单是训练学生的英语语言技能,同时还在训练的过程中,结合了专业的知识学习。这门语言实践课,是建立在专业的知识和专业的词汇基础上的,着重对学生听、说、读、写等对英语的综合运用的能力进行培养,并且使大学英语教学和双语教学衔接不好的问题,得到了很好的解决。将专业的英语课程开设在大学基础阶段,与学生的专业特点相适应,帮助学生进行必要的知识储备,掌握好各种英语专业结构、篇章结构和句法等,为高年级阶段上好双语课夯实基础。同时,还能帮助学生对本学科发展的前沿动态及时地了解,能提前接触到专业的知识学习。
3.确立以学生为中心的双语教学模式,提高学生的自学能力。双语教学和外语教学相比,二者之间有一定的共同点和规律。为了使学生应用专业英语的能力进一步提升,需要多给学生练习的机会,将过去的填鸭式的教学模式摒弃,努力对学生自主学习的能力进行培养。界定外语教学中教与学的范围,是实施双语教学的关键。大学各个专业本身就具有很大的信息量,而双语教学,会进一步加大教师的课堂压力。双语教学的重点,并非是灌输学生具体的知识点,而是立足于不同学生的特点,对学生的自学进行监控和指导,帮助学生答疑解惑。
4.双语教学中应对母语适当使用,提高教学效率。“全英教学”的实施,能够营造一种良好的外语学习环境,使学生外语语感进一步增强。传授专业的外语知识和提高学生应用外语的能力,是双语教学的宗旨。在双语教学中,对于一些非英语文化现象和抽象的专业术语,如果用英语去解释,会让学生似懂非懂,这样不会取得良好的教学效果,同时也不能产生较高的教学效率。基于汉英语言的不可译性和专业词汇的抽象性,对汉语的适当使用,所产生的效果也将是事半功倍的。由于学生具有参差不齐的英语水平,所以在双语教学中,为了兼顾那些具有薄弱英语基础的学生,对汉语的使用也不应该完全排斥。
三、Y论
目前,尽管大学能源与动力专业双语教学取得了一定的成效,但因为缺乏双语师资力量,学生英语基础薄弱,以及陈旧的教学方法等等,对双语教学的开展形成了严重的制约,使双语课堂不能达到预期的效果。为此,在大学能源与动力专业双语教学中,应理论联系实际,不断解决实践中遇到的问题,努力探索一条适应我国双语教学的发展之路。
参考文献:
[1]陈秀娟,林永成.从双语教学视角探究大学英语教师转型[J].科技信息:科学教研,2008,(18).
[2]邓贤贵.如何做好大学英语与双语教学的衔接[J].职业时空,2008,(03).
[3]俞理明,袁笃平.双语教学与大学英语教学改革[J].高等教育研究,2005,(03).
[4]陈亚轩.大学英语教学与双语教学的接轨[J].东北农业大学学报:社会科学版,2004,(02).
[5]李俊霞.大学英语双语教学改革的几点思考[J].右江民族医学院学报,2003,(01).
Existing Problems and Resolving Measures on Bilingual Teaching for Energy and Power Engineering
SUN Bao-zhi,HAN Huai-zhi,ZHANG Peng,SONG Fu-yuan,YANG Long-bin,CAO Lei,TAN Xiao-jing,WANG Yang,XU Chang-song
(College of Power & Energy Engineering,Harbin Engineering University,Harbin,Heilongjiang 150001,China)
热能与动力工程专业、汽车发动机设计、轮机发动机设计专业都属于动力专业。
1、热能与动力工程专业:本专业培养具备热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面基础知识,能在国民经济各部门,从事动力机械的动力工程的设计、制造、运行、管理、实验研究和安装、开发等方面的高级工程技术人才。
热能与动力工程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,主要涉及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、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作,面向及培养知识面广、基础扎实、创新能力强的复合型高级人才。
2、汽车发动机设计专业:属于热能与动力工程的一门学科。
3、轮机发动机设计专业:培养具备机械原理和轮机系统等方面知识,能在海洋运输各企事业单位从事轮机操纵、维修和船舶监造工作,并基本具备同类船舶工管轮任职资格的高级技术人才。
(来源:文章屋网 )
人们的生活离不开能源的开发。能源是自然中能够进行能量传递,同时转换为人们需要的能量。自然中的能源,能为人类社会带来基础物质。动力工程中研究的问题,就是将能源进行最大限度转化和利用的问题,使有限的能源在利用过程中,能够提升其使用效率,减少污染物的排放,促进自然于人类的可持续发展。传统的能源与动力工程,主要是针对传统能源进行利用,对新能源进行开发的过程。提升能源的利用率,可以从两方面着手。第一,提升对煤炭等传统能源的利用效率。第二,开发风能、核能等新型能源。这两方面都涉及到我国科技领域中的节能技术。
2节能技术在能源与动力工程中的应用分析
(1)在传统能源工程中的应用。节能技术在传统能源工程的应用中,主要针对的是煤炭资源。我国的煤炭资源产量丰富,煤炭中也含有十分高的能量。但是,煤炭的燃烧会产生许多对人类有害的碳化物和硫化物,同时,煤炭资源内部含有的硫元素排放到空中容易形成酸雨,对环境造成污染。因此,节能技术在其中的应用,主要是对煤炭资源进行改造。改造中要求对开采出的煤炭资源进行脱硫处理。处理后的煤炭不仅可以减少对空气与环境的污染,还能够提升资源的利用效率。另外,节能技术中要求,使用煤炭资源的企业,需要设立气体收集系统。其主要目的是及时的对排放气体进行检测,收集对大气有害的气体,提升节能减排的效果。(2)在石油能源中的应用。石油能源的使用历史虽然没有煤炭资源的使用历史悠久。但是,石油能源在现代也被广泛的应用于各行各业中,具有超乎想象的能源功效。然而不得不肯定的是,石油资源同样属于一次能源。石油资源会随着人类社会需求量的增多而不断减少,最后导致石油能源枯竭。因此,这就要求人们在使用石油能源的同时,对石油能源进行保护,具有节能意识。与煤炭能源不同,石油能源属于清洁能源,其燃烧后的产物不会对环境造成实质性的影响。针对此类能源,可以寻找其能源的替代品。比如甲醇和乙醇等。替代物是可以通过人为来生产的,符合节能技术中的持续发展思想。(3)在新能源开发中的应用。对于新能源的开发和应用,是当今社会的一个必然趋势,也是一项艰巨的任务。新能源的开发,可以有效解决能源短缺问题,是经济发展的重要前提。当今已经开发出的能源种类很多,包括风能、太阳能、潮汐能等。每种能源的使用,需要符合当地生产情况进行有效率的使用。同时,节能技术在其中的应用,需要动力工程技术能够将其矿产资源和新能源,转化为人们需要的热能、核能等,再通过相应的技术,将其转换为动能。
3节能技术在能源与动力工程中的应用前景
在我国经济发展迅猛的几年来,牺牲的是我国的资源和环境。为了尽快扭转这一局势,致力于减少环境的污染,提升能源的利用率等工作刻不容缓。良好的生活环境,是当今人们的基本要求。面对此种形势,我国必须加大对节能技术的应用和研究。另外,还要大力开发新能源,环节我国环境污染问题,改变能源短缺的现状,将我国的科技与经济齐头并进。如今,我国已经投入大量的人力和物理,对能源的开发与使用进行了研究。许多新型能源的开发也得到了国内各大企业的支持,新能源将慢慢普及到人们的日常生活中。随着社会的发展,以及可持续发展理念的传播,能源与动力工程节能技术,将大程度的改变环境污染,使能源利用效率大幅度的提升。
4结论
节能技术在能源与动力工程中的应用,可以极大节约各企业的生产成本和效率,对社会的发展也具有不可估量的作用。本文针对节能技术在能源与动力工程中的应用研究,是从能源与动力工程概述入手,对节能技术在能源与动力工程中的应用进行了分析,包括在传统能源工程中的应用、在石油能源中的应用、在新能源开发中的应用等重要内容。最后,本文对节能技术在能源与动力工程中的应用前景展开了论述。希望本文的研究,能为提升我国节能技术应用水平提供一份借鉴,使节能技术能够在我国大力发展。
作者:周林元 单位:新疆工程学院
参考文献:
[1]卢利平.知名的化学工程、燃料电池专家我国燃料电池技术的奠基者和开拓者之一“十一五”节能与新能源汽车专家组成员中科院大连化物所研究员、燃料电池工程中心总工程师大连新源动力股份有限公司董事长中国工程院院士——衣宝廉[J].功能材料信息,2010(04):3-6+2.
[2]唐易达,唐莉.建筑环境与能源应用工程专业《建筑节能技术》课程教学方法的思考[J].科技展望,2015(28):19-20.
【关键词】热力动力工程;能源;锅炉仿真
热能动力工程专业的应用性增强,它主要是以机械工程学和跨热能动力工程作为理论基础,通过热能和机械能的转换,来产生动力。而锅炉正是能量转换的工具,只有在锅炉进行合理的设计,才可以达到一定的使用效果,最近几年,我国锅炉的种类逐渐增多,但在锅炉的制造和使用方面,还存在很多问题,这样导致能源的利用率较低,所以怎样才能提高能源的利用率是目前国家热能动力工程方面需要研究的问题。
1.我国当前动力工程的情况以及发展趋势
1.1我国当前动力工程的发展情况
我国热力动力工程专业形成于20世纪50年代,兴起于苏联,主要包括的学科有锅炉、电厂热能、内燃机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程等几十个小专业。而在我国,改革开放之后,我国由几十个小专业压缩为九个,随即不久,就从原来的几十个专业合并为一个专业,目前我国已有120多所高效舍友热能与动力工程专业。
对于热动主要研究的方面是热能与动力,是一种应用性强的专业,主要学习的基础知识有:机械工程、热能动力工程和工程热物理,还要学习能量转换以及有效利用的理论和技术,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。这个专业在很多领域上有着很广泛的应用,同时也是我国科技发展的基础方向。随着我国的经济发展,市场经济的建立,社会需求和经济分配状态以及科技发展的趋势等都成为我国现阶段的挑战,也是当前本专业在我国教育发展的主要方向,而且热动也是当前动力工程师的基本训练。
1.2我国当前动力工程的发展趋势
首先是在动力控制工程方向发展,主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。其次是在热力发动机及汽车工程方向上主要掌握内燃机原理、内燃机的结构、设计、测试、燃料和燃烧,还有热力发动机排放、环境工程概论以及内燃机电子控制、热力发动机传热和热负荷等方面的知识。在制冷低温工程和流体机械方向上,需要掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。除此之外,在水利水电工程方向上主要掌握掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。
2.工业炉的发展
工业炉的作用是将燃料燃烧产生的热量,用来对物料和工件加热。工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。我国在很久以前就出现了很完善的炼铜炉,随着技术的发展,炼铜炉发展迅速。而发展到现在,据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。也就是说大部分地区都在使用工业炉,而燃烧炉又是工业炉中使用最多的,所以对于工业炉发展对于我国的工业发展有着很重要的作用。
3.关于炉内燃烧控制技术的运用
对于燃烧控制技术是当前步进炉发展的核心技术之一,而当前控制技术已逐渐由原来的手动控制转换为自动控制,而当前加热炉选用的自控方式主要有空燃比例连续控制系统以及双交叉限幅控制系统。
3.1空比例连续控制系统
该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC,由此得到的偏差值按比例积分、微分运算分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,可以达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
3.2双交叉限幅控制系统
该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度。
4.仿真锅炉风机翼型叶片
对于锅炉的叶轮机械内部,流场复杂,有着非定长特征,所以在实验检测方面就会有很大的困难,而目前没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,需要流动实验和数值模拟了解机械内部流动本质。
5.热能工程技术在能源方面发展
5.1在能源方面出现的问题
对于当今世界,各个国家都很重视能源的问题,而能源动力工业又是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业,所以在国家各方面的发展上起到了很重要的作用。对于风机,是一种能源利用中产生的机械,它本身装有多个叶片,通过轴旋转推动气流,这种风机主要广泛应用在发电厂、锅炉和工业路遥的通风和引风,对矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和很多大型的建筑物实现内部通风,同时实现排尘和进行冷却。对于在一些发电站里,随着机组的发展,电站需要向更安全、更可靠地方向发展才行,所以电站对风机也提出了更高的要求,解决掉一些安全问题,像锅炉经常出现烧坏电机、窜轴、叶轮飞车等事故,这种事故严重危害到设备的使用以及工作人员的生命安全,同时在经济方面也有大量的损失。
5.2在能源方面的发展前景
能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础,所以怎样让能源更合理的开发和使用就会很大程度上推进世界经济和人类社会的发展,而我国经济发展同样离不开能源,当前我国在能源发展方面主要以“新能源、核能、只能电网、常规能源、节能减排”为主要发展方向,而热能与动力工程专业正是符合国家的能源战略发展方向,通过结合很多门专业课程的学习,来培养能适应国家能源领域快速发展要求的高级研究应用型人才。
6.结语
本研究主要根据我国热能动力工程在锅炉方面的应用和发展做了一些研究,在锅炉的燃烧控制方面,在燃烧方式、风机的旋转问题以及资源利用率方面做出了一系列的分析和阐述,总结出热能动力工程无论在锅炉的发展或是其他方面都起着很重要的作用,通过结合和利用一些理论知识能够转换成实际的应用,将更利于热能动力工程的发展。
参考文献
关键词:能源与动力工程专业;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。
关键词:风机翼型 数值模拟 锅炉仿真
1.热能动力工程的研究方向
热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。目前我国有120多所院校开设有该专业,它由旧本科的九个相关专业合并而成,包括了原来的热力发动机(080311)、热能工程(080501)、流体机械及流体工程(080313)、热能工程与动力机械(080319W)、制冷与低温技术(080502)、能源工程(080506W)、工程热物理(080507W)、水利水电动力工程(080903)、冷冻冷藏工程(081409)专业。
热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。专业通过理论力学、材料力学、工程制图、机械设计、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、热工测试技术以及专业方向课程的学习,使我们具备工程热力学、流体力学、传热学和热工测试技术等热能与动力工程领域的基础理论、实验技能和基本专业知识,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。在此基础上,它是一个宽口径的专业,拓展空间很大,就业方向很广,有电厂热能工程及其自动化方向、工程热物理过程及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向等。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。
2.热能工程技术在能源方面需要解决的问题
能源问题在当今社会举足轻重,热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。
能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。
风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风,矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等[1]。尤其是在电站,随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展,电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求,锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故,严重危害设备、人身安全,也给电厂造成巨大的经济损失[2]。此外,风机一直是电站的耗电大户,电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机,降低其耗电率是节能的一项重要措施。
3.热能专业中工业炉的发展
工业炉是在工业生产中,利用燃料燃烧或电能转化的热量,将物料或工件加热的热工设备。
中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。1794年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。随着现代化管理水平的提高,计算机控制系统的不断完善,现代连续加热炉也应运而生. 现代连续加热炉炉型可以归入两大类:推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别,仅在于炉内的输料方式。
4.炉内燃烧控制技术
其燃烧控制是步进炉的核心技术之一,手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有:
(1)空燃比例连续控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较,偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
(2)双交叉限幅控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度,该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小,PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制,借助于孔板和差压变送器来测量空气流量,燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量,使精确的温度控制得以实现。
5.软件仿真锅炉风机翼型叶片
由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂,并带有强烈的非定常特征,进行细致的实验测量非常困难,目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟,研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤:创建二维模型,进行网格划分,设定边界条件和区域,输出网格,再利用求解器求解,对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后,对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析,得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。(作者单位:辽宁工程技术大学)
参考文献:
[1] 安连锁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社,2001.
[2] 袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全,2005,14(6):38-39.
[关键词]热能动力;应用;动力
中图分类号:TK12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0035-01
引言
热能动力工程对于整个中国社会的发展的贡献是毋庸置疑的,就算是在科技信息技术飞速发展的今天我们仍然不能不承认,热能动力工程仍旧在影响着我们社会生活的方方面面,而在经济和生活的领域,热能动力工程更是正在发挥着其不能取代的力量,人们越来越想要追求一种生态绿色的生活方式。本文就热能动力工程的热能动力工程,这个现代社会的文明动力技术进行了简单的分析。
1、当前热能动力工程的现状
我国的煤炭资源总量相对丰富、石油资源日渐短缺、经济发展对资源的需求增加、煤化工技术的发展进步等共同推动了煤炭深加工战略的实施。我国煤炭资源人均占有量较低.仅为世界平均水平的60%左右:随着物质文化生活水平的提高,对环境质量要求日益严格等,因此.煤炭的高效加工转化利用任务艰巨。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。在此过程中,原燃料、化工产品、热能动力等能源存在不等价性,使得科学合理地评价化工热能动力多联产成为难题:而且原燃料、化工产品、热能动力等具有不同品质.其多样性又使得比较对照变得更加复杂。随着经济的发展,能源、环境问题日益突出,由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。
2、热能动力工程设计的基本要求
众所周知,不管是什么项目工程的设计,都需要有专业高素质的设计人才和先进的设计技术为基础,同时设计企业还需要对程设计的经济效益进行考虑。
2.1 高素质的设计专业人才
热能动力工程的设计需要专业的设计人才。在招聘设计人员的时候要通过各种方式选拔具有扎实的热能动力设计基本功,有创新性、灵活的应变力的高素质人才。社会是不断发展,科学技术日新月异,人们的需求也在不断的改变。所以要定时的对热能动力设计人员进行培训,培养出能够与时俱进的设计人才。
2.2 设计技术的先进性
设计技术先进性的考量标准是要符合客户的需求,要符合国家的相关标准,技术水平要达到甚至超越当前的国际水平。同时在工程系统的设备选型和组合方式等设计内容也要具有先进性。要确保在后期设计的修改和完善的过程中,系统工程可以自行维护。在具体的电厂热能动力设计中,要根据自己厂里面实际情况引进先进的技术和设备。
2.3 经济效益的合理性
在市场经济不断发展的今天,企业的竞争就是经济实力的竞争,所以在电厂热能动力工程中要以取得经济效益为目的。在热能动力系统工程的设计中要综合考虑工程建设的费用,设备的费用,维修的费用,以及其他的一切系统资金费用。要是经济效益达到合理性。工程系统费用要在合理的范围之内,保证在取得足够的经济效益的同时,能够提高工作质量和保证安全。
3、热能的特点以及利用
3.1 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:(1)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;(2)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;(3)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。
3.2 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。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛: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;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;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;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;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;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;交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;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。
4、电厂热能动力工程系统的修改和完善
电厂热能动力工程系统安装完成之后要对电厂热能动力工程系统的总系y和分系统进行检验测试,测试各方面的功能是指标是否满足国家的相关技术规定,如果不满足或者不完全满足相关的规定要及时的对其进行修改。热能动力系统的建设一般都要经过立项、设计、施工、安装、调试、评估和验收这个周期,所以说热能动力系统的建设是一个长期的工程。
5、结束语
本文重点地分析了相关热能动力工程设备装置的使用、工艺流程,并且针对热能的特点、利用以及对于环境的污染、节能减排工作的重点等进行了分析,力求更加全面地掌握热能动力工程的实际状况,更好地加以运用,逐步地提升生产的质量和效率,为相关的节能减排工作做出突出的贡献。
参考文献
[1] 刘杰.热能与动力工程在热电厂的运用分析[J].科技传播,2012(17).
[2] 王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品,2011,(22).
关键词:卓越工程师 能源 培养计划 校企合作
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(a)-0067-02
华中科技大学能源与动力工程学院作为首批入选实施“卓越工程师教育培养计划”的院系之一,通过依托学科和专业优势,积极利用现有资源条件,充分挖掘专业潜力,对“卓越工程师教育培养计划”的实施层次和目标、工作思路、组织管理、培养体系、培养标准、培养模式、师资队伍建设等进行了系统的探索与实践,致力于培养具备能源动力素质的卓越工程师。
1 明确能源卓越工程师的培养标准
能源卓越工程师的培养遵从“教授为主导,学生为主体,质量为主线”科学客观的教育理念,重视和强化“知识、能力、素质”同步培养机制,倡导个性化培养,注重卓越,所以能源卓越工程师是复合型高素质,科学技术基础理论雄厚,设计一流,富于创新,擅长管理,抱负远大,学风严谨,道德品质高尚,法纪严明,行业政策、技术标准熟悉,睿智进取,具备能源动力素质,具有国际视野,科学发展战略思维及跨文化环境下的交流、竞争与合作能力,在重大科技领域和大型工程项目中能发挥领军作用的拔尖的科技人才。
能源卓越工程师应具有独特的能源动力专业人格素质,即明确国家能源行业需求与责任,总体了解世界能源格局,深刻认识国家能源策略,具备节能意识、知识与技能,具有环境与生态保护意识与基本理念以及大工程与技术经济分析能力。
2 制定完善能源卓越工程师的培养方案
能源卓越工程师培养实行本、硕、博“4+2+3”三段式培养模式,即本科阶段四年,硕士阶段二年,博士阶段三年,每个阶段均具有明确的培养目标,阶段间建立了相应的考试与推荐相结合的优胜劣汰分流和衔接机制,并实行校企联合、双导师制,对本、硕、博进行培养。
能源与动力工程学院根据当前科学技术的发展和社会对人的需求以及学生的个性、特长、爱好,制定了针对本专业不同行业方向的卓越工程师课程培养方案,并对课程体系和大纲进行了全面修订,明晰了主要课程和主要教学环节的教学基本要求,其中校外课程目录见表1。修订后的课程体系和大纲重视和强化“知识、能力、素质”同步,能够更好的培养有能源动力素养、满足包括国家需求、社会需求、学生需求在内多元化需求的卓越工程师人才。
3 创新教育体系,整合课程内容
能源与动力工程学院立足卓越工程师培养计划,创新并实践了全程全方位教授引导式多资源共建能源卓越工程师教育体系(见图1)。
该教育体系立足卓越工程师计划,凝练教育理念,建立和实践了“与国际结合、与企业结合、与高水平科研结合”本科教学模式;重视和强化“知识、能力、素质”同步培养机制;调动和发挥了教授治学的引领作用;实行和落实了教授全程主导本科教学的施教举措,给予学生充分自主的探索空间,提供学生焕发潜能的一切机会;倡导个性化培养,注重卓越,培养有能源动力素养、满足包括国家需求、社会需求、学生需求在内多元化需求的人才。
在改革教育体系的思想指导下,学院进行了课程改革和整合。(1)建设了国际共建课程,教学内容、教学方法和教学质量与国际接轨;(2)更新课程教学内容,建立了多门校企共建课程,加强了工程素质教育,提高了师生的工程与实践能力;(3)按专业方向组建实验课程,注重学生理论知识掌握和实践技能提高同步;(4)共建各类专业平台课程,争创各级精品课程,发挥示范带头作用;(5)共建系列研讨型课程,根据专业特色和学生实际情况,教授全程跟踪和引导。
4 立足国家工程实践中心,校企合作进行实践教学
依托获批的9个国家实践教学中心,实行本硕博贯通培养的工程实践教育:
(1)本科阶段实施计划:本科阶段大约3年为通识教育和专业教育时间,大约1年在中心开展实践训练,并完成毕业设计论文。对学生应明确其校内指导老师和企业指导老师,由指导老师对本科阶段的企业培养计划进行整体规划和指导,本科阶段毕业设计论文题目由学校导师和企业导师共同商讨后确定,可结合硕士阶段的方向设置企业实践的重点和应达到的具体指标。表2给出了本学院某方向在企业阶段的实践学习内容。(见表2)
(2)研究生阶段实施计划:中心教学基地作为研究课题的协助单位,为课题研究提供现场运行数据和资料,以及进行试验或验证的机会。学生下企业的具体时间根据课题研究的需要灵活确定,并保证硕士阶段至少有三个月的时间下到现场。中心要求导师要严格把关,以解决工程实际问题为出发点,确定研究课题。注重培养实践研究和创新能力,课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标。教学内容强调理论性和应用性课程的有机结合,突出案例分析和实践研究;教学过程重视运用团队学习、案例分析、现场研究、模拟训练等方法。同时,加大实践环节的学时数和学分比例,研究生要提交实践学习计划,撰写实践学结报告。
能源与动力工程学院围绕卓越工程师人才培养目标,依托卓越工程师培养计划,通过加强校企的紧密合作,进行卓越工程师人才培养实践,不仅推进了卓越工程师教育改革发展,而且为满足我国工业化和现代化建设的人才培养需求进行了有益探索。
参考文献
说到人类对风能的应用,印象最深刻的要数各种童话故事中的风车了,风车通过风能带动磨盘进行磨面。以前人类应用风能是因为没有其他能源能作为动力,而如今人们应用风能则是由于能源的缺乏。风能与动力工程专业的学生就是学习如何利用风能发电来解决能源危机的学问。
人类利用风力发电的历史不长,却经历了几起几落。1887年到1930年,小容量的风电机组诞生,并在技术上基本成熟,得到了一定的推广和应用,这是风力发电的起步阶段。第一台风电机组由格拉斯哥大学安德森学院的教授James Blyth于1887年建于苏格兰。这台风力发电机有10米高,由帆布制作,Blyth将它安装在自己位于苏格兰的独家庄园,并配置了一套蓄电池组,这是世界上第一座由风电机组供电的房屋。1891年,丹麦教授Paul la Cour在阿斯科夫市建造了一个风力发电试验站。由于传统的风电机组转速较低,并不能充分利用风能,为了更好地利用风能,Paul教授进行空气动力学实验,研究出了叶片数和风能利用系数之间的关系,这是空气动力学第一次应用到风力发电。在Paul教授的推动下,风力发电在丹麦得到大量的应用。20世纪30年代,为降低风力发电的成本,欧美国家开始研制较复杂的大中型风电机组。1941年,世界上第一台兆瓦级风电机组在美国佛蒙特州的卡斯尔顿市并网发电。这台发电机采用两叶片结构,直接交流并网,其设计容量1.25MW,高53米,可以在47.9m/s以下的风速运行。从这时候起,风力发电技术有了较大的进步,但相对于廉价的化石能源,风电的价格存在较大劣势,发展缓慢。
20世纪70年代,受石油危机的影响,能源价格大幅度上涨。风能的开发又重新得到各国政府的重视。风电机组进入商业化的时代。1980年,丹麦制造商开始设计自己的风电机组。丹麦的Nordtank公司在1980年开发的55kw风电机组使风力发电的成本下降了50%。美国、德国、西班牙、荷兰、中国也开始了自己的风电机组设计。到了21世纪,风电进入了迅猛发展的阶段。
在这样的一个历史机遇前,风能与动力工程专业应运而生。该专业属于工学专业,是电气、机械、自动化等专业的融合体。2006年华北电力大学率先在全国首次设立了风能与动力工程专业,被誉为中国风电的“黄埔军校”。此外开设这个专业的还有河海大学、长沙理工大学、兰州理工大学、内蒙古工业大学、河北工业大学、北京科技大学等高校。除设置风能与动力工程专业外,其他高校还以多种形式参与到风电技术的研究中。2006年,北京交通大学成立“国家风能工程技术研究中心北京检测站”“北京交通大学新能源研究所”。该检测站是我国设立的首个风力发电工程技术检测站。清华大学核能与新能源研究所、沈阳工业大学风能技术研究所等多所高校的风电科研机构也承担了多项重大课题。
风能发电是一个复杂庞大的体系。风能发电首先通过风力发电机将风能转化成电能。风电机组一般都架设在70-80米高处,必须等有塔架支撑风力发电机,而且风电机组必须时刻迎风。这就要求我们学习机械制图、理论力学、材料力学、结构力学、气象学、工程材料、机械设计、空气动力学、风力机等机械动力类课程。这些力学课程将是我们工作后设计风力发电机的基石。其次,为了使风能转化成电能。我们又要学习电路、电子技术基础、电力电子技术、电机学等电学课程。为了让产生出的电能顺利输送到用电单位,我们还得学习电网监控与调度自动化、风电场并网等课程。此外,由于风的不稳定性会造成电压的不稳定。为了能获得稳定的电压,我们必须人为地控制风车,使其在风力发电过程中匀速转动。而这部分问题的解决方案就藏在自动控制、单片机原理、plc编程等课程中。最后我们还有风电场建模与仿真,风电场规划与设计,风电场施工与管理等专业选修课。学习完这些课程,我们才可以真正出师了。
风能与动力工程专业的学生可在发电公司、设计院、风力发电设备制造企业、风电场等单位从事风电场的技术研发、工程设计与规划、施工、运行与维护等工作,也可在高等院校和政府部门从事风力发电项目研发、新能源科学教育与研究、新能源技术与管理等相关工作。我的学长学姐们有进入粤电集团、龙源电力等发电公司的,也有进入上海电气等风机制造企业的。在风机设备制造行业领先的企业有新疆金风科技有限公司、华锐科技股份有限公司、国电联合动力等。发电公司有国电集团、华电集团、国华神华、粤电集团等。薪资待遇5万至8万年薪不等。在研究生阶段,该专业的学生可在可再生能源、电力系统及其自动化、自动化、热能与动力工程、流体机械等学科继续深造。风能与动力工程专业是一个朝阳行业,值得同学们报考。
在环保意识越来越重要的21世纪,作为风能学子,贡献自己的力量给清洁能源,贡献自己的智慧给未来。
关键词:热能与动力、锅炉、应用
前言:热能动力工程因其环保、热能高而得到了很多的重视,热能动力工程在锅炉方面的应用尤为广泛。
一、热能与动力工程的概述
众所周知,热能与动力工程是一门综合类学科,包括对热能技术的研究、以及各种能量与动力之间的转化的研究。热能与动力工程在锅炉应用中的最主要功能是实现热能与动力之间的转化,通过分析能源的产生过程和使用过程,从而方便我们更好地对能源进行有效利用。热能与动力工程涉及的范围十分广泛,应用起来十分广泛,结合当前经济发展,我们可以看出热能与动力工程的应用在解决实际能源录用方面具有十分重要的地位,它直接关系着我国电力企业的发展方向以及经济效益的实现情况。并且热能与动力工程充分利用了各个学科之间的相互关系,有效的支持了各种能量之间的转化,为社会经济的发展奠定了良好的基础。
从热能与动力工程的专业角度来看,研究热能与动力工程的同时,还要注意对机械能力、物理能量的研究,把热能与机械能量之间的转化作为重中之重。并且随着科学技术的不断发展,热能与动力工程也逐渐朝着自动化化和智能化发展。我国能顺应这种发展的人才相对较少,要想实现热能与动力工程在锅炉中的良好应用,就必须进一步加强对专业人才的培养,进一步提高能源的利用效率,发挥热能与动力工程在能源使用方面的重要作用,促进我国国民经济的可持续健康发展。
二、基于锅炉结构的分析
锅炉作为能够实现各种能量之间转化的设备,不仅能够将燃料中的热能转化为化学能、光能、电能等,还是工业生产中的重要设备,直接决定着工业技术的发展。根据锅炉的外形、用途等,可以将锅炉分为若干种类。按照锅炉的使用属性来看,都是一样的,都是为了实现能源之间的转化。另外,可以将使用的锅炉分为工业锅炉和电站锅炉两种,工业锅炉应用范围较广,在众多行业中都得以应用。电站锅炉则应用范围较窄,主要应用于发电厂。
锅炉主要是有锅炉外壳和电气控制两部分组成。锅炉外壳又分为底壳部分和面壳部分,锅炉每个部分有不同的作用,锅炉底壳负责对燃料进行燃烧,完成燃烧任务,并且底壳有热能交换器和电控盒两个部件,通过对底壳的连接形成一个完整的锅炉设备,从而保证锅炉底壳能够实现与其他部分进行连接。锅炉的面壳主要作用是为了防止灰尘等进入锅炉内,进而更好地保护锅炉,延长锅炉的使用年限。对于锅炉内电气控制部位来说,它是锅炉组成部位的重要部分,控制着锅炉的燃烧情况,对锅炉其他工作的顺利进行有着十分重要的作用。如今,大多数锅炉的控制都实现了自动化,这样就十分有效的控制了锅炉燃烧效率以及热能利用率和转化率,节约了资源的同时,保护了环境。
三、影响锅炉热能效率的因素分析
3.1锅炉热能效率分析
火电厂的蒸汽动力循环是将水由水泵送入锅炉被加热汽化,直至成为过热蒸汽后,进入汽轮机膨胀做功,做功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水,然后回到水泵中,完成一个循环。从整个动力装置的角度来说,评价整个动力装置的指标是动力装置效率,即装置输出的净功与燃料放出的热量的比值。显然,煤价越高,电厂的生产成本越高;发电机组效率越高,生产成本越低。生产成本和煤价成正比,和发电机组效率成反比。提高发电机组效率,减小单位发电耗煤量的很大一部分节能潜力是提高锅炉热效率。锅炉是吸收燃料经燃烧发出的热量而生产蒸汽的设备,它的热平衡主要是燃料的热量收支平衡。
3.2锅炉热能效率影响因素
首先,影响锅炉有效吸收热量最主要的因素是排烟热损失,约占燃料有效放热量的5-7%,主要因素还有以飞灰和灰渣中未燃碳为主计算得到的固体未完全燃烧损失。相对于排烟热损失和固体未完全燃烧损失,其余热损失量均为小量。其次,固体未完全燃烧损失是影响锅炉运行热效率的第二大热损失,飞灰中的未燃碳和灰渣中的未燃碳是固体的主要组成部分。飞灰含碳量的增大显示了燃料燃烧的不完全,不仅会导致固体未完全燃烧损失的增大,锅炉运行热效率的降低,还会导致锅炉尾部烟气的静电除尘效率降低,排入大气的污染物增多。
四、热能与动力工程在锅炉中的具体应用
4.1锅炉风机监控中的应用
要想实现锅炉的良好运转,必不可少的装置便是风机的安装,风机将外界含有氧气的气体传送到锅炉内,实现燃料的有效燃烧。然而现阶段对能源的需求逐渐增加,风机运行的压力越来越大。因为风机的运行过程中会产生很大的热量,锅炉整体与风机的距离较近,风机得不到降温,就会产生工作负荷,导致风机被烧坏,这种情况不仅没有实现增加能源供应的目的,还严重影响了锅炉的正常运转。然而锅炉风机装备结构较复杂,采用常规的测量方式很难测到风机的温度,它需要采用高科技对温度进行智能监控。目前我们还没有找到解决这种问题的技术对策。现阶段,采取的是应用热能与动力工程研发出相应的软件,从而对风机的温度进行有效计算。
4.2吹灰技术调整中的应用
首先,改善汽温。在确保受热面无严重结渣、运行安全的情况下,可适当减少一级过热器、三级过热器和二级过热器的吹灰频率,降低其换热系数,效果相当于减少过热器受热面,从而提高了再热器受热面的入口烟温,增加了换热温差,改善其汽温状况。同时,可以增加再热器的吹灰频率,使其受热面保持较为干净的状态,从而换热系数得以提升,其效果相当于增加了再热器受热面。其次,改善偏差。从有些电厂的运行情况看,再热器出口汽温偏差较大,导致在再热器出口蒸汽总体欠温的情况下还需要进行喷水解决部分受热面的超温问题。因此如果改善烟气侧偏差,其欠温情况将有所缓解,燃烧调整是一种方式,另外还可以通过修改吹灰策略进行优化。
具体操作是,不对二级再热器靠左右炉墙附近的受热面吹灰以减少其吸热,而对二级再热器处于炉膛中间的受热面进行吹灰,增加其吸热能力,使其受热面吸热偏差适应烟气偏差,缓解由于烟气残余动量造成的温度中间低,四周高的情况。另外对一级再热器增加左右墙附近的受热面的吹灰,减少炉膛中间的受热面吹灰。在确保受热面安全性的前提下加大一级再热器靠炉墙四周的受热面与炉膛中间的受热面的烟气侧偏差。由于其高温部分(外侧)交叉进入二级再热器的低烟温区域(内侧),从而可改善二级再热器出口汽温偏差。
4.3锅炉燃烧控制中的应用
锅炉的燃烧控制的主要功能是对各种能量之间的转化幅度进行调节。随着社会的发展,锅炉燃烧逐渐由人为的填加燃料到自动化向锅炉填加燃料。根据热能与动力工程在锅炉燃烧中的控制技术不同,可以将燃烧控制分为连续控制和双交叉限幅控制。连续控制是通过对比例阀和电动阀的调节,达到对有氧空气和燃料的比例控制,从而调节锅炉内的温度。这种方式也存在一定的缺陷,控制的温度并不是十分精确。双交叉限幅控制是通过温度传感器和热电偶将精确计量的温度变为信号,这个信号的温度就是锅炉的实际温度,测量点的温度是通过自动化装备自动给出的。这样,锅炉的实际温度和测量温度存在一定程度的误差。
结语:
目前热能与动力工程在众多领域得以广泛应用,想要提高热能与动力工程在锅炉领域的应用,需要提高锅炉燃烧能源的利用率和燃烧水平。
参考文献:
[1]满正鑫.锅炉领域中热能与动力工程的有效运用策略探究[J].黑龙江科技信息.2015(29):104.