《锅炉及锅炉房设备》课程改革探索

韩沐昕,李冬梅

(1.黑龙江建筑职业技术学院热能学院,哈尔滨 150025;2.哈尔滨工业大学市政学院,哈尔滨 150001)



《锅炉及锅炉房设备》课程改革探索

韩沐昕1,李冬梅2

(1.黑龙江建筑职业技术学院热能学院,哈尔滨 150025;2.哈尔滨工业大学市政学院,哈尔滨 150001)

《锅炉及锅炉房设备》是建筑设备工程技术专业的主干专业课之一。主要讲述了锅炉及锅炉房辅助设备的组成、种类、构造、工作原理，及锅炉房的水、汽、烟、风、控制等系统的设计以及运行方法。本文从锅炉与锅炉房设备课程的知识结构、教学内容、专业技术发展、学生自身素质等方面出发，充分分析高职建筑设备专业学生在《锅炉及锅炉房设备》课程学习中存在的问题，从讲授内容，讲授方法、知识结构等各方面提出改进方案，以满足新形势下建筑设备行业对高职学生的要求。

锅炉及锅炉房设备；存在问题；改进方案

0　引言

《锅炉及锅炉房设备》是建筑设备工程技术专业的主干专业课之一。主要讲述了锅炉及锅炉房辅助设备的组成、种类、构造、工作原理，锅炉房的水、汽、烟、风、控制等系统的设计以及运行方法。理论方面，该课程涵盖了传热学、热力学、流体力学、燃烧学、工程力学、机械原理、受压元件强度等多方面的理论，具有理论性和综合性强的特点。同时，本课程所涉及的工业设备数量繁多，结构复杂。因此在针对热能学院二年级学生教学中存在两方面问题，一是专业方面因素，二是学生自身素质原因。

图1.1　先修课与学习内容关系图(红色为未学课程)

1　存在问题

1.1专业因素

(1)在本门课程学习中，学生存在先天不足，如图1.1所示，缺少部分先修课程理论基础，学生对部分课程内容理解困难。

(2)本门课程教学内容多, 涵盖锅炉和辅助设备的组成、种类、构造、工作原理，及锅炉房的水、汽、烟、风、控制等系统的设计与运行。教学时数却逐年减少。

(3)教学内容偏原理论分析，缺少对材料标准和加工工艺的介绍，与实际工作差别较大。

(4)同其它课程如供热工程、室内给排水、通风空调相比，本门课程所讲授内容学生日常生活中没有机会接触， 距离感比较大， 学生感觉比较

陌生。

(5)教材不可避免地存在一定滞后性。随着我国国民经济的迅速发展和技术的不断进步，对节能降耗和环境保护提出了更高要求。根据工业锅炉产品发展趋势，JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》的适用范围，在2002年修订时已将工业锅炉额定压力扩大至小于3.8MPa，工业锅炉标准不断更新，教材内容与新标准存在一定差异。

(6)我国原有锅炉标准规范大多参考苏联标准。在原标准的基础上，充分参考了ISO(国际标准)、JIS(日本标准) 、BS(英国标准)、美国ASME的锅炉导则等加以修订，使修订后标准的技术性、科学性、先进性明显得到提高。

图1.2　锅炉设计所需内容(红色为未学)

序号名称原符号现符号1计算燃料量BjBcal2平均pjav3排烟pyex4炉膛Lfur5给水gsf.w6国热蒸汽grsh.s

(7)环保指标的日益严格

表1.2　新旧标准排放对照

(8)国家质检总局颁布的《锅炉安全技术监察规程》，取代了劳动人事部颁布的《热水锅炉安全技术监察规程》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《有机热载体炉安全技术监察规程》。锅炉采用A、B、C、D分级管理制度。

(9)为提高效率、减少污染，新技术被广泛采用。如分级燃烧技术、scr脱硝技术、石灰石/石灰―石膏法。

1.2学生自身素质原因

(1)高职学生文化基础知识比较薄弱,没有良好的学习习惯和学习方法。很多学生跟不上课程进度,听不懂上课的内容,由此产生厌学情绪。

(2)本门课程涵盖了传热学、热力学、流体力学等专业基础课。学生在一年级专业基础课学习时基础打得不理想，因而在专业课学习中涉及到专业基础知识综合应用时，就会感觉比较吃力。

(3)课程里面涉及的完全是一些笨重而又烦琐的机械设备，一些复杂而又无味的原理及流程，一些抽象的运行操作和故障排除，这些都与与现实生活距离大，导致学生兴趣低，学习的主动性差。

(4)高职学生倦怠心理整体偏高，且倦怠心理从一年级到三年级逐年增长。具体表现为，上课迟到早退，旷课成为家常便饭。即使碍于学校制度去教室上课，也是玩手机、睡觉、唠嗑，对学习听之任之，缺乏主动性，影响教学效果。

(5)教学中部分理论内容，学生感觉工作中用不上，甚至觉得没用。而学生工作需要的知识，课堂中又不讲。如在空气预热器的讲解中，通常教师主要讲解空气预热器工作原理。而高职学生主要从事安装、运行维护工作，比较感兴趣于空气预热器具体结构细节(如何处理管束膨胀、管箱膨胀、空气预热器吊装、支撑)。上下届学生通过信息交流，认为在校听课无用。

(6)本专业学生就业面较宽，很多学生认为现在认真学习多余的知识，还不如确定工作方向后，再努力学习与工作密切相关的知识。

(7)锅炉设备内部结构复杂, 据统计书中有插图130 多幅,而且多为结构图。由于学生的识图能力较差，且对锅炉毫无感性认识，即便是在现场进行认识实习后，学生也只是对锅炉外形有所了解，对锅炉内部缺乏系统认识。

(8)高职学生基础知识薄弱，解决问题能力差，没有良好的自学习惯。长期偏差的学习态度、思维方式及知识基础却不能适应项目教学的要求，不能主动探究，缺乏团队意识。

2　解决方案

2.1讲解内容的变化

对于缺少部分先修课可采用一下两种方案：

(1)采用高中所学的物理化学知识进行推演

例如,在讲授锅炉燃烧技术时，首先复习初中关于燃烧三要素(燃料、氧气、着火温度)的知识和影响化学反应速率的因素，其次可利用高中所学的化学反应平衡与活化能的知识。

表2.1　影响化学反应速率的因素

(2)对于无法采用高中所学的物理、化学知识进行推演的课程内容，可对基础理论进行简要讲述，以必须、够用为度。

例如，锅炉是典型的压力容器，在讲授锅炉受热面时，强度问题是不可回避的。因此在讲授时，只对温度、压力、受压元件尺寸、工作环境对受压元件的定性影响进行分析，而对定量计算公式则略去不讲。

自学配合精讲。由于本课程内容多,知识面广, 可采用课堂讲授法、自学讨论法相结合的多种形式的教学模式,发挥学生内在潜力，培养其综合能力。自学是保证课堂精讲, 提高教学效果的前提之一。难度较低的内容如燃料供应系统和除渣系统可安排学生自学。

表2.2　推演有利于快速稳定燃烧的条件

在讲解设备原理和工作过程中，根据需要引入材料标准、工艺标准、运行规范、施工图纸。在讲解汽包、集箱时，不仅介绍书中提到的原理内容，而且向学生介绍《锅炉安全技术监察规程》；钢板、钢管、法兰的材料标准；卷制、焊接的工艺标准，汽包、集箱图纸，使教学活动更接近于实际工作。

在授课时，教师应尽可能地拓展学生的视野，增加学生就业时的选择余地。例如在讲解锅炉燃烧技术时，不止讲解煤、油、燃气的燃烧，而且向学生介绍生物质燃料、固体废弃物、危险废弃物的燃烧方法。

将讲解重点从原理和工作过程，变为结构和设备安装运行上。在介绍空气预热器时，重点介绍管束膨胀、管箱膨胀、空气预热器吊装、支撑。在介绍过热器时，介绍过热器蛇形管的定位和吊挂。

讲解中突出锅炉设备与其它建筑设备运行环境的区别。

a.受热面工作环境区别：

• 管内高温高压；

• 管外高温烟气，烟气温度高有腐蚀性而且磨损受热面。

b.在讲解炉墙时，让学生理解炉墙与普通建筑墙体的区别：

• 锅炉正常运行时在炉墙上作用有温度应力、烟气或大气压力；

• 耐热性、良好的保温性、密封性；

• 由于燃料供应失调或燃烧工况恶化，可能会在炉膛内发生爆燃现象，造成突发性的烟气压力；

• 炉内燃烧火焰的脉动，也可能引起炉墙的振动；

• 处于地震区的炉墙，还需承受由地震引起的使炉墙产生水平惯性力的作用；

• 经常受到熔渣粘附和侵蚀的锅炉炉墙，还要求其有足够的抗熔渣性能；

• CFB锅炉的炉墙特别是炉膛密相区部位的炉墙、旋风分离器的内壁面，由于长期经受高浓度颗粒的冲蚀，所以该处耐火或保温材料应具有很好的防磨性。

(3)教师在教学中要适时更新教学内容,适应时代的发展。锅炉及锅炉房设备不断向着高效、节能、环保的方向发展,教师必须将本专业出现的新产品、新设备、新工艺等传授给学生。如节能方面的新技术有：锅炉排污水的回收利用,热管换热器回收烟气余热技术，自动控制、变频调速技术等。

(4)本课程是一门实践性较强的课程。认识实习：通过20学时的认识实习，使学生对热源工程有一个整体感性认识，为学好该门课程打好基础。参观：在教学过程中参观3次，通过参观主要了解锅炉和锅炉房设备的组成和构造，认识各种设备和各类仪表。课程设计：课程设计是锅炉及锅炉房设备的重要实践教学环节，课程设计对课程的教学效果影响甚大，它不仅可以锻炼学生的实践能力，同时也可以加深学生对课堂讲授内容的理解和记忆。

2.2讲解方式的变化

(1)在讲解锅炉和附属设备结构时，可采用三维实体图、设备模型与工程设计图相结合的原则，增加学生对锅炉和附属设备结构的形象认识，同时鼓励学生自己动手制作手工模型和绘制设备立体模型。

观看实体图→工程设计图→教师讲解→学生绘制工程图→学生制作手工模型或绘制设备立体模型。

图2.1　人体系统与锅炉房辅助类比图

(2)在锅炉房系统教学中，引入Flash动画演示锅炉房汽、水、风、烟系统过程，使原来黑板上难以讲解透彻的内容形象、生动地展现在学生面前，巩固学生对所学知识的认识和理解。

(3)采取类比法，拉近专业课程与学生现实生活的距离。

a.例如在介绍锅炉房系统组成时，学生因日常生活中不接触锅炉设备，因此很难完整地说出锅炉房辅助系统。教师在讲解时可用学生熟悉的人体新陈代谢系统进行类比，指出锅炉房辅助系统对锅炉房的必要性，同时消除学生对锅炉设备的陌生感。

b.例如在介绍沸腾炉燃烧特性时，以火锅类比沸腾炉。向学生指出二者的内在关联，即都可迅速将被送入的物料迅速加热。

(4)比较法

本课程涉及的设备技术种类繁多，只有通过比较才能深刻认识不同技术和设备的特点。在讲解燃烧技术和除尘技术时可通过列表比较各种技术的优缺点。

表2.3　原理类比

表2.4　燃烧技术比较

3　结语

通过综合分析在校生及毕业生的回馈信息，发现《锅炉及锅炉房设备》课程的改革，使建筑设备专业学生职业能力有了明显提升，从根本上改善了教学质量，为培养出适应时代发展的创新型大学生，使职业教育与行业发展同步取得了明显的成绩。

[1]张亚竹. 《锅炉及锅炉房设备》课程改革实践.创新导报，2014(11)：113.

[2]张大英. 《锅炉及锅炉房设备》课程建设与实践.科技教育创新，2011(14)：208.

(编辑马海超)

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

韩沐昕(1973—)，工学硕士，高级工程师。主要研究方向：多孔介质传热传质和热工计算模型计算。

G642.3

A

1672-0601(2016)06-0059-05