時(shí)間：2023-03-16 15:42:32
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關(guān)鍵詞：物料循環(huán)量 燃料特性 循環(huán)倍率
中圖分類號：TK229文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
物料循環(huán)量是循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行中的一個(gè)非常重要的參數(shù)，該參數(shù)對鍋爐的流體動(dòng)力特性、燃燒特性、傳熱特性以及變工況特性影響很大。
物料循環(huán)量的定量表述一般采用三種方法。第一種方法采用循環(huán)倍率的概念，其定義如下：
R=FS/FC
R：循環(huán)倍率；
FS：循環(huán)物料量，kg/h；
FC：投煤量，kg/h；
采用循環(huán)倍率最大的優(yōu)點(diǎn)是直觀，計(jì)算比較方便，并可對循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行大致的分類，目前它被廣泛地應(yīng)用在循環(huán)物料量的定量描述中。但采用循環(huán)倍率的概念也有其不足之處，首先同一容量的鍋爐由于燃煤品質(zhì)不同，投煤量也不相同，這樣在同樣的固體顆粒循環(huán)量下循環(huán)倍率也不相同。其次，在采用脫硫劑時(shí)其物料循環(huán)量也與投煤量相比，則從概念上不盡合理。第三，由于許多燃用優(yōu)質(zhì)煤的循環(huán)流化床鍋爐，需添加惰性物料，作為循環(huán)物料，而這一部分也與投煤量相關(guān)聯(lián)，因此也不盡合理。所以近年來許多人采用第二種方法，即用單位床層面積上的物料循環(huán)量來直接描述，即GS。第三種方法是，確定的循環(huán)倍率為床內(nèi)上升段中采用循環(huán)技術(shù)與不采用循環(huán)技術(shù)時(shí)的灰量之比。目前一般采用第一種和第二種方法。
上面所說的物料循環(huán)量主要是指外部物料循環(huán)量，即通過返料機(jī)構(gòu)送回床層的物料量，實(shí)際上在循環(huán)流化床鍋爐中，有很大的內(nèi)循環(huán)量。內(nèi)循環(huán)量主要取決于床內(nèi)構(gòu)件及流體動(dòng)力特性。
下面討論的物料循環(huán)量一般是指外部物料循環(huán)量。內(nèi)循環(huán)物料量考慮起來比較困難，但內(nèi)循環(huán)在提高脫硫、燃燒的效率方面，其影響與外循環(huán)基本上是相同的，對平衡床內(nèi)溫度的影響與外循環(huán)不盡相同，但有一點(diǎn)是非常明顯的，即內(nèi)循環(huán)增大后，外循環(huán)可以適當(dāng)?shù)慕档鸵恍?/p>
在不考慮爐內(nèi)燃燒脫硫時(shí)，循環(huán)倍率在實(shí)際鍋爐中可根據(jù)各段的灰平衡以及分離器的效率來確定。
二、運(yùn)行參數(shù)對確定物料循環(huán)量的影響
（一）燃料特性對確定物料循環(huán)量的影響
燃料特性對確定物料循環(huán)量有很大的影響。一般認(rèn)為，對燃料熱值高的煤循環(huán)倍率也高，但對揮發(fā)分高的煤，則可取較小的循環(huán)倍率。但這只是一個(gè)總的原則，由于各制造廠本身選取的循環(huán)倍率值相差甚大，目前很難給出一個(gè)適合各種類型鍋爐的循環(huán)倍率值。但對于Circofluid型循環(huán)流化床鍋爐，Bob等提出燃料發(fā)熱量越高，灰分越低，水份越高，選取的循環(huán)倍率也越高。
（二）熱風(fēng)溫度及回送物料溫度對循環(huán)倍率的影響
熱風(fēng)溫度變化時(shí)，如果循環(huán)物料的回送溫度及循環(huán)倍率均不變，則床層溫度會(huì)提高。如果考慮床層溫度固定在脫硫最佳溫度或某一定值時(shí)，此時(shí)應(yīng)增加循環(huán)倍率，從而保持床溫一定。
提高循環(huán)物料回送溫度時(shí)，如果其他參數(shù)不變，則根據(jù)床內(nèi)熱量平衡，床層溫度會(huì)提高，此時(shí)若要保證床層溫度維持在一定值，則應(yīng)提高循環(huán)倍率。
三、物料循環(huán)量的變化對運(yùn)行的影響
（一）物料循環(huán)量對燃燒的影響
物料循環(huán)量增大時(shí)對床內(nèi)燃燒的影響，主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。首先是物料循環(huán)量增加，使理論燃燒溫度下降，特別是當(dāng)循環(huán)物料溫度較低時(shí)尤為如此。其次，由于固體物料的再循環(huán)而使燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間增加，從而使燃燒效率提高。當(dāng)然如果燃燒效率已經(jīng)很高，再增加循環(huán)物料量對燃燒效率的影響就會(huì)很小。第三，物料循環(huán)使整個(gè)燃燒溫度趨于均勻，相應(yīng)的也降低了燃燒室內(nèi)的溫度，這樣使脫硫和脫硝可以控制最佳反應(yīng)溫度，但對于冉阿少則降低了反應(yīng)速度，燃燒處于動(dòng)力燃燒工況。
（二）物料循環(huán)量對熱量分配的影響
當(dāng)循環(huán)物料回送溫度低于550℃時(shí)，省煤器應(yīng)布置在分離器的前后，當(dāng)回送溫度大于550℃時(shí)，省煤器可單級布置于分離器之后，回送溫度低于730℃以前，對過熱器的影響不很明顯，過熱器僅需雙級布置；但當(dāng)回送溫度大于730℃以后，過熱器經(jīng)常布置成三級，其中一級布置在分離器后的對流豎井中；當(dāng)回送溫度上升時(shí)，爐膛部分的吸熱增加；當(dāng)回送溫度高于850℃時(shí)，對流區(qū)段也就不復(fù)存在。
（三）物料循環(huán)量與變負(fù)荷的關(guān)系
對于循環(huán)流化床鍋爐，改變循環(huán)倍率即可滿足負(fù)荷變化的要求。降低循環(huán)倍率可使理論燃燒溫度上升，從而可以彌補(bǔ)由于在低負(fù)荷時(shí)相當(dāng)于正常負(fù)荷時(shí)過大的水冷壁受熱面而造成的煙氣過度冷卻。同時(shí)，也可以降低水冷壁的傳熱系數(shù)，從而使?fàn)t膛出口溫度不變。在正常負(fù)荷下，保持循環(huán)倍率設(shè)計(jì)值運(yùn)行，隨著負(fù)荷的下降，循環(huán)倍率也隨著下降，到達(dá)到1/3~1/4負(fù)荷時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐按鼓泡流化床方式運(yùn)行，物料循環(huán)量為零。此時(shí)可以保證汽溫、汽壓在允許的范圍內(nèi)。只要適當(dāng)調(diào)節(jié)物料循環(huán)量，循環(huán)流化床鍋爐就有很好的負(fù)荷適應(yīng)能力和良好的汽溫調(diào)節(jié)性能。
（四）物料循環(huán)量對脫硫、脫硝的影響
在循環(huán)流化床鍋爐中，Ga/S摩爾比一般為1.5~2.0。在循環(huán)物料中部分是未與SOX反應(yīng)的CaO顆粒，因此物料循環(huán)量增加，則送入床內(nèi)的CaO量也隨之增加，這樣就會(huì)使脫硫率增大。如果脫硫率一定，則Ga/S摩爾比明顯的降低。
固體物料在爐內(nèi)循環(huán)，使?fàn)t內(nèi)的碳濃度增加，從而加強(qiáng)了NO與焦炭的反應(yīng)，并使NO排放量下降。固體顆粒物料循環(huán)量的變化還會(huì)對循環(huán)流化床的流體動(dòng)力特性，如固體顆粒濃度分布、壓力分布，固體顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間以及壁面熱流濃度，傳熱傳質(zhì)特性等影響。
四、有利循環(huán)倍率的確定方法
在循環(huán)流化床鍋爐中，固體顆粒物料循環(huán)量增加，會(huì)使鍋爐的燃燒效率、脫硫效率提高。由于床內(nèi)固體顆粒濃度增加也會(huì)使傳熱系數(shù)增加，同時(shí)物料循環(huán)量的變化會(huì)影響床內(nèi)的稀、濃相的熱量平衡及熱量分配，但同時(shí)物料循環(huán)量的增加又會(huì)增加床層總阻力，增加風(fēng)機(jī)電耗。如果在固體顆粒循環(huán)回路中還布置有直接沖刷的管束，則物料循環(huán)量增加還會(huì)使磨損的可能性增大。所以說，有利的循環(huán)倍率應(yīng)該是考慮了燃燒、脫硫、脫硝、傳熱、熱平衡、風(fēng)機(jī)能耗、磨損等因素的一個(gè)綜合參數(shù)。
參考文獻(xiàn)：
1、羅傳奎，駱中泱、李絢天等。循環(huán)流化床最優(yōu)循環(huán)倍率的確定。中國工程熱物理年會(huì)。94年燃燒學(xué)術(shù)會(huì)議論文集。
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工業(yè)燃油鍋爐回燃室煙管裂紋分析及防范張偉軍(4)
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淺析有機(jī)熱載體的更換或再生彰旭Min(7)
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SHFx型旋渦內(nèi)分離循環(huán)流化床鍋爐簡介及調(diào)試運(yùn)行孟向軍 梁宏(13)
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下期部分論文題目(3)
歡迎訂閱2004年下半年度《鍋爐壓力容器安全技術(shù)》雜志(22)
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75t／h CFB鍋爐磨損分析及處理吳劍恒 侯嘉慶(5)
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淺談循環(huán)流化床鍋爐的燃燒控制與調(diào)節(jié)李洪林 劉杰 王俊才(19)
電廠35t／h流化床鍋爐煮爐缺水事故分析呂強(qiáng)(21)
一起鍋爐埋管磨損事故的原因分析與處理王健濱 王俊理 鄭香華 白林波(23)
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一種新型水泥窯廢氣余熱鍋爐的開發(fā)與設(shè)計(jì)王俊理 白林波 白周方(15)
新型蜂窩板金建新 周文武(33)
夾套容器的制造夏成廣(42)
SHL20—1.25／350型鍋爐的改造方為群(45)
一起鍋爐漏氣事故分析與處理李秋雨(25)
火電廠鍋爐爆管分析及綜合防治對策研究黃一丁(26)
一起典型筒體帶襯環(huán)封閉環(huán)焊縫疑似缺陷分析嚴(yán)曉君(32)
熱管鍋爐在使用中存在問題的原因分析沈幸福(35)
分層給煤裝置的常見故障及解決方法陳爽(37)
一起因屏過聯(lián)箱內(nèi)隔板脫落造成的爆管事故周林(39)
進(jìn)口壓力容器安全性能檢驗(yàn)的問題及對策胡革春 李曉路(60)
關(guān)于HFC-134a充裝系數(shù)的確定魏春華 葉曉茹(40)
淺析埋弧自動(dòng)焊焊縫余高的控制陸瑋(44)
關(guān)于在用壓力容器檢驗(yàn)報(bào)告中允許繼續(xù)使用參數(shù)的探討高學(xué)海(47)
常壓熱水鍋爐敞口當(dāng)量直徑或大氣連通管直徑的確定田秀娟(51)
SG電子水處理設(shè)備在小型蒸汽鍋爐上的應(yīng)用何西民 王冬云(52)
1Cr18Ni9Ti不銹鋼點(diǎn)腐蝕與焊接裂紋產(chǎn)生的原因及對策俞志紅(53)
【關(guān)鍵詞】 循環(huán)流化床鍋爐 原煤倉 堵煤 蓬煤 空氣炮
引言
在火電廠實(shí)際運(yùn)行過程中，幾乎所有的煤倉都或多或少存在堵煤問題.尤其是連續(xù)降雨的天氣，煤中所含水分增大.煤粒粘度增加，堵煤更頻繁.當(dāng)煤倉出現(xiàn)堵塞不能自動(dòng)下煤時(shí).會(huì)引發(fā)一系列問題：給煤機(jī)斷煤，煤倉自然，給煤機(jī)燒皮帶等.如果處理不好還會(huì)導(dǎo)致鍋爐滅火，影響正常生產(chǎn).因此.原煤倉堵煤問題已經(jīng)成為影響部分火電廠穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。查明堵煤原因，找出合適的方法解決原煤倉堵煤問題對于火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。
一、設(shè)備簡介
京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司#1、#2鍋爐為無錫鍋爐廠生產(chǎn)的480t/h循環(huán)流化床鍋爐，型號為UG-480/13.7-M，采用超高壓參數(shù)中間再熱機(jī)組設(shè)計(jì)，與150MW等級汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配，可配合汽輪機(jī)定壓（滑壓）啟動(dòng)和運(yùn)行。鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，循環(huán)物料的分離采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器。
鍋爐采用前墻集中給煤方式，6個(gè)給煤口沿寬度方向均勻布置在前墻水冷壁下部，4臺滾筒冷渣器布置在爐膛下方。原煤倉采用鋼結(jié)構(gòu)，懸吊式，每臺鍋爐兩個(gè)原煤倉。每個(gè)煤倉有效容積582m3/個(gè)；可滿足鍋爐8小時(shí)的運(yùn)行要求。每個(gè)原煤倉下部對應(yīng)3臺給煤機(jī)。原煤倉結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
二、煤倉堵煤的原因分析
2.1原煤倉的落煤性能。
原煤倉落煤一般為重力落煤，理想的落煤方式為慣性流動(dòng)（如圖2），具有落煤的均勻性；如果煤的內(nèi)部摩擦力明顯地低于煤與煤倉壁面的摩擦力時(shí)，就形成中心流動(dòng)落煤方式（如圖3），在這種方式下，靠近壁面處的煤會(huì)長時(shí)間的停留在壁面上尤其是壁面折角處乃至煤倉中心沒面出現(xiàn)凹洼形，最終導(dǎo)致煤倉中心拉空等斷煤現(xiàn)象。實(shí)踐中原煤倉由于煤質(zhì)或煤倉內(nèi)壁的原因難以實(shí)現(xiàn)慣性落煤，當(dāng)煤倉落煤口處的阻力達(dá)到?jīng)]得重力數(shù)量級時(shí)，就可能造成煤倉中的原煤搭橋堵塞。
2.2從煤倉結(jié)構(gòu)上分析
原煤倉時(shí)鋼結(jié)構(gòu)，上部呈方形，下部呈方錐形。上口進(jìn)料，物料自上而下靠自重下落。下落的物料由于在錐形容器內(nèi)流動(dòng)，愈向下流動(dòng)，面積愈小，對物料本身就形成擠壓，增加方錐形四個(gè)直角摩擦系數(shù)，這是造成堵塞的主要原因。煤倉內(nèi)襯脫落，內(nèi)壁光滑度不勻，掛煤點(diǎn)增多，是造成蓬煤的次要原因。我公司給煤機(jī)入口采用兩個(gè)落煤口，而且落煤口較小，存在較多死角，當(dāng)煤質(zhì)水分較高時(shí)易造成煤倉內(nèi)壁粘煤，致使一些煤長期存留在這些死角內(nèi)緩慢氧化。氧化產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散出，使原煤倉內(nèi)積煤的溫度升高又加速了氧化，最終導(dǎo)致了燃煤自燃。
2.3從煤的物理特性上分析
發(fā)生堵煤的主要原因是灰分和水分較大。由于煤中的灰分在遇水后，其粘度增大，流動(dòng)性相應(yīng)的降低，隨著煤中水分的增加，煤的團(tuán)聚性急劇增大，煤在原煤倉內(nèi)向下流動(dòng)的過程中受到倉壁的擠壓力越來越大，本來松散的顆粒被擠壓團(tuán)聚，特征尺寸變得很大。當(dāng)煤團(tuán)的特征尺寸達(dá)到一定的臨界值，就會(huì)發(fā)生堵塞。另外，潮濕的煤在下料口內(nèi)倉壁上的沾污板結(jié)也使得下料口變得日益狹窄，堵塞的幾率也隨之增加，這樣就會(huì)導(dǎo)致原煤進(jìn)倉后發(fā)生通常的“掛壁”“蓬煤”現(xiàn)象。
2.4從實(shí)際煤質(zhì)分析
該廠設(shè)計(jì)燃煤為平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)的煤矸石及劣質(zhì)原煤，采用公路運(yùn)輸。實(shí)際燃煤較雜主要是周邊煤礦的褐煤。其參數(shù)對比見表1。其中元通礦的煤灰分較高，特別是元通煤內(nèi)矸石粉及粘土的量較大，當(dāng)大量摻燒元通煤特別是趕上雨季煤得水分較大時(shí)，煤的粘度非常大，極易發(fā)生原煤倉堵煤現(xiàn)象。
2.4 存放時(shí)間
原煤在煤倉內(nèi)存放量越多，時(shí)間越長，越容易形成大面積的板結(jié)，導(dǎo)致煤倉蓬煤。如機(jī)組在大、小修前沒有燒空倉；備用期間沒有保持低煤位；降煤位、清理倉壁粘煤等定期工作沒做到位等均可能造成煤倉蓬煤。
三、煤倉堵煤蓬煤的危害
當(dāng)煤倉出現(xiàn)堵塞不能自動(dòng)下煤時(shí).會(huì)引發(fā)一系列問題；首先煤倉堵煤會(huì)引起給煤機(jī)斷煤。導(dǎo)致鍋爐燃料供給困難被迫降負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)所全部給煤中斷，如果處理不好還會(huì)導(dǎo)致鍋爐被迫停爐，影響正常生產(chǎn)。掛在煤倉壁上一些煤長期存留在這些死角內(nèi)緩慢氧化。氧化產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散出，使原煤倉內(nèi)積煤的溫度升高又加速了氧化，最終導(dǎo)致了燃煤自燃。高溫煤落到給煤機(jī)皮帶上還會(huì)造成給煤機(jī)皮帶燒毀。
四、原煤倉蓬煤堵塞治理方法
4.1 改善煤倉結(jié)構(gòu)
原煤倉設(shè)計(jì)規(guī)范要求存煤量能滿足鍋爐滿負(fù)荷8小時(shí)運(yùn)行，大量原煤堆積在錐型煤倉內(nèi)會(huì)導(dǎo)致煤粒之間、煤粒與煤倉壁間產(chǎn)生很大的擠壓力和摩擦力，越接近下煤口，擠壓力和摩擦力越大。原煤倉煤斗設(shè)計(jì)為方錐型，三臺給煤機(jī)共用一個(gè)原煤倉，中間分叉后變?yōu)閮蓚€(gè)方錐形煤斗接入給煤機(jī)，這樣每個(gè)煤倉就有6各小斗，且給煤機(jī)落煤口較小，存在較多死角，由于倉壁四角產(chǎn)生“雙面摩擦”和擠壓，越接近下煤口部位摩擦力和擠壓力會(huì)越大。為減少煤斗的死角增加煤斗的光滑度，為了更好的降低堵煤的幾率，可以把方錐形煤斗改造圓錐形煤斗，并且盡量放大煤倉下料口的尺寸，減小倉壁與煤顆粒之間的摩擦力。
4.2 改變空氣炮的安裝位置
空氣炮工作原理：以突然噴出的壓縮空氣所產(chǎn)生的較大氣流，氣體急劇膨脹所產(chǎn)生的能量克服物料因靜摩擦及粘結(jié)而形成的起拱或粘壁，使倉內(nèi)物料恢復(fù)重力流動(dòng)，保證下煤連續(xù)性。該廠煤倉每個(gè)煤斗均安裝了空氣炮，但由于這些空氣炮位置較低當(dāng)發(fā)生高位蓬煤時(shí)根本起不到疏通的作用，而且空氣炮還存在漏壓縮空氣的現(xiàn)象，當(dāng)煤倉發(fā)生堵煤時(shí)還會(huì)為積煤提供氧氣，會(huì)造成煤倉內(nèi)原煤的自燃現(xiàn)象。所以空氣炮的加裝位置非常重要，根據(jù)多次堵煤位置分析，空氣炮的最好的加裝位置應(yīng)該在煤倉各煤斗分叉處上方及煤倉的斜坡處這些易粘煤的位置。將下側(cè)一部分空氣炮上移，治理煤倉高位蓬煤。而且要做好空氣炮的密封，防止壓縮空氣漏入煤倉造成原煤自燃。
4.3 在原煤倉內(nèi)加裝疏松設(shè)備
因該廠原煤倉現(xiàn)在使用的防堵設(shè)備為空氣炮，由于煤倉下部存在死角無法清理干凈，時(shí)間長了空氣炮的破堵效果越來越不明顯，建議在原煤倉內(nèi)加裝疏松機(jī)等疏松設(shè)備，并定期投運(yùn)，防止因原煤倉內(nèi)壁長時(shí)間粘煤，導(dǎo)致燃煤緩慢氧化，而引起煤自燃。
4.4 加強(qiáng)燃煤管理
把好入廠煤質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格控制入廠煤質(zhì)量，防止矸石粉及粘土含量高的燃煤入廠。加強(qiáng)燃煤摻燒的管理對各煤種合理摻燒，控制好入爐煤的灰分、水分。防止入爐煤灰分、水分過高造成煤倉粘煤、堵煤；保證干煤棚內(nèi)存煤量，在雨季時(shí)保證有干煤供應(yīng)，防止水分過高的煤進(jìn)入原煤倉。
4.5 運(yùn)行調(diào)整
正常運(yùn)行時(shí)盡量6臺給煤機(jī)同時(shí)運(yùn)行防止煤倉內(nèi)的煤長時(shí)間不流動(dòng)。保證給煤機(jī)兩側(cè)插板落煤通暢，定期切換給煤機(jī)插板當(dāng)給煤機(jī)有一側(cè)插板堵煤后應(yīng)及時(shí)停止給煤機(jī)將堵煤插板疏通后再啟動(dòng)給煤機(jī)運(yùn)行，保證給煤機(jī)插板能夠定期切換，防止堵煤側(cè)煤倉內(nèi)煤長時(shí)間不流動(dòng)而造成燃煤的自燃。最好將煤倉的兩個(gè)下煤口改為單個(gè)下煤口保證煤斗內(nèi)的煤始終處于流動(dòng)狀態(tài)。減小煤倉存煤量，上煤總量最好按鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行所需 5～6 小時(shí)考慮， 也就是 “勤上煤， 少上煤”的原則。
4.6停爐時(shí)徹底清理煤倉
每次停爐時(shí)盡量拉空煤倉，檢查煤倉內(nèi)壁襯板有無脫落翹起現(xiàn)象并及時(shí)更換修補(bǔ)；將煤倉內(nèi)壁粘煤及煤倉內(nèi)板結(jié)的大煤塊徹底清理干凈，防止鍋爐啟動(dòng)后再次堵煤。
五、結(jié)束語
電廠原煤倉堵塞是一個(gè)普遍存在的難題，解決這一問題是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須全面考慮從煤倉到爐膛的每一個(gè)環(huán)節(jié)，要想徹底解決還需要電廠內(nèi)部多部門之間的協(xié)調(diào)和配合。不過只要科學(xué)合理設(shè)計(jì)，采取措施得當(dāng)，該問題是完全可以解決的。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]張景茂.給煤系統(tǒng)棚煤的原因分析和對策[C].全國火電200MW級機(jī)組技術(shù)協(xié)作會(huì)第25屆年會(huì)論文集.2007.532-536.
關(guān)鍵詞：燃煤電廠；煙氣脫硫；原理；特點(diǎn)
1前言
我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國，煤炭在中國能源結(jié)構(gòu)中的比例高達(dá)75%以上。我國的電力結(jié)構(gòu)中，火電機(jī)組裝機(jī)容量約占全國總裝機(jī)容量的75%，發(fā)電量約占全國總發(fā)電量的80%。我國排放的SO2總量中有90%來自于燃煤，電力行業(yè)排放的SO2約占全國的50%以上。SO2的排放可以導(dǎo)致酸雨，酸雨不僅可導(dǎo)致森林退化，湖泊酸化，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化，建筑物腐蝕等環(huán)境問題，同時(shí)也對人體健康產(chǎn)生直接影響[1]。
目前控制燃煤電廠SO2排放的途徑主要有燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫3種方式。我國發(fā)電廠用煤多為低硫煤，在發(fā)電站爐膛內(nèi)，煤粉中的可燃硫分在空氣的作用下迅速轉(zhuǎn)化成SO2，由于爐膛內(nèi)溫度高，不利于脫硫，因此燃燒后脫硫即煙氣脫硫（FGD）是目前控制SO2排放最行之有效的途徑，也是國際上普遍采用的一種方式[2]。
2燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)
煙氣脫硫的主要方法有干法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和濕法煙氣脫硫，基本原理是都化學(xué)反應(yīng)中的酸、堿中和反應(yīng)。煙氣中的SO2是酸性物質(zhì)，通過與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鹽或者硫酸鹽，從而將煙氣中的SO2脫除[3]。SO2與堿性物質(zhì)間的反應(yīng)在堿性溶液中發(fā)生稱為濕法煙氣脫硫，在固體堿性物質(zhì)的濕潤表面發(fā)生稱為干法或半干法煙氣脫硫[4]。
2.1濕法脫硫技術(shù)
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異，主要是以堿性溶液為脫硫劑吸收煙氣中的SO2，濕法煙氣脫硫是指吸收劑為液體或漿液。由于是氣液反應(yīng)，所以反應(yīng)速度快，效率高，脫硫劑利用率高 [5]。
2.1.1石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫技術(shù)
石灰石/石灰-石膏法是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最多、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的方法，世界各國在300 MW及以上機(jī)組的大型火電廠中，90%以上采用濕式石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫工藝，對高硫煤，脫硫率可在90%以上，對低硫煤，脫硫率可在95%以上[6]。
石灰石/石灰-石膏法主要工藝流程為：煙氣經(jīng)除塵器除去粉塵后進(jìn)入吸收塔，從塔底向上流動(dòng)，石灰石或石灰漿液從塔頂向下噴淋，煙氣中的SO2與吸收劑充分接觸反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀物，落人沉淀池。潔凈煙氣通過換熱器加熱后經(jīng)煙囪排向大氣。主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為：
石灰法：
石灰石法：
這種半水亞硫酸鈣含水率40%-50%，不易脫水，且難溶于水，容易引起結(jié)垢。我國大多采用強(qiáng)制氧化，即向吸收塔下部循環(huán)氧化槽中鼓入空氣，使亞硫酸鈣充分氧化生成石膏，氧化率高達(dá)99%。這樣脫硫副產(chǎn)品是石膏，可以回收利用。
石灰石/石灰-石膏法的主要優(yōu)點(diǎn)是：
（1）煤種適用范圍廣；
（2）脫硫效率高，吸收劑利用率高；
（3）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高，運(yùn)行可靠；
（4）脫硫劑來源豐富且廉價(jià)。
但是缺點(diǎn)也比較明顯：
（1）一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用高；
（2）占地面積較大，系統(tǒng)操作復(fù)雜；
（3）磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重；
（4）副產(chǎn)物石膏和脫硫廢水較難處理[7]。
2.1.2氨法煙氣脫硫技術(shù)
氨是一種良好的堿性吸收劑，其堿性強(qiáng)于石灰石吸收劑，相比鈣法脫硫，氨法是氣液反應(yīng)過程，反應(yīng)速度快，SO2的吸收率高，有很高的硫效率，同時(shí)相對于鈣法系統(tǒng)簡單、設(shè)備體積小、能耗小，成本低[8]。
氨法脫硫的原理是采用氨水作為脫硫吸收劑，氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合，煙氣中的SO2與氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，亞硫酸銨經(jīng)過氧化反應(yīng)后，生成硫酸銨溶液，經(jīng)結(jié)晶、脫水、干燥后即可制得化學(xué)肥料硫酸銨。
氨法脫硫工藝的主要技術(shù)特點(diǎn)：
（1）副產(chǎn)品硫酸銨易于處理；
（2）氨水與SO2的反應(yīng)速度快，系統(tǒng)簡單，投資費(fèi)用較低；
（3）不存在結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象；
（4）無廢水、廢渣排放。
2.1.3海水煙氣脫硫技術(shù)
燃煤電廠煙氣濕法脫硫常用的技術(shù)還有海水脫硫法。海水有一定的堿度和水化學(xué)特性，自然堿度大約為1.2～2.5mmol/L，具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力。海水脫硫工藝就是利用海水的這種特性來脫除煙氣中的SO2。因此該方法可用于燃煤含硫量不高并以海水作為循環(huán)冷卻水的海濱電廠[9]。
海水脫硫法的原理是用海水作為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對煙氣進(jìn)行逆向噴淋洗滌，煙氣中的SO2被海水吸收成為液態(tài)SO2。液態(tài)的SO2在洗滌液中發(fā)生水解和氧化作用，洗滌液被引入曝氣池，采用提高pH值抑制SO2。
海水脫硫技術(shù)的主要特點(diǎn)：
（1）工藝簡單，無需制備脫硫劑，系統(tǒng)可用率高；
（2）脫硫效率高，可達(dá)90%以上；
（3）投資低，運(yùn)行費(fèi)用低；
（4）有一定的地域限制，且只能適用于含硫量小的中、低硫煤；
（5）不產(chǎn)生任何廢物，工藝簡單、系統(tǒng)運(yùn)行可靠。
2.2干法脫硫技術(shù)
干法脫硫是指脫硫過程中脫硫劑、脫硫產(chǎn)物為干態(tài)。常見的干法脫硫技術(shù)有活性焦脫硫技術(shù)，電子束脫硫技術(shù)，煙氣循環(huán)流化床技術(shù)等，目前日本、韓國以及德國應(yīng)用較為廣泛和成熟。我國成都熱電廠已經(jīng)對電子束煙氣脫硫技術(shù)實(shí)施示范工程。
2.2.1活性焦脫硫技術(shù)
活性焦脫硫技術(shù)是60年展起來的一種以物理、化學(xué)吸附原理榛礎(chǔ)的干法脫硫工藝，其過程機(jī)理如下：
活性焦脫硫技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于脫硫過程中SO2被轉(zhuǎn)化為H2S04進(jìn)而可以轉(zhuǎn)化為元素硫或其它產(chǎn)品，工藝簡單，二次污染較輕[10]。
近年來，諸多的研究機(jī)構(gòu)開發(fā)出了用于脫除煙氣中S02的蜂窩狀活性炭，可將SO2吸附、催化轉(zhuǎn)化成SO3，進(jìn)而制得工業(yè)級硫酸。
彭宏[11]等研究蜂窩活性炭的脫硫性能，陳紅芳[12]等研究了活性炭材料在煙氣脫硫脫硝技術(shù)中的應(yīng)用，王艷莉[13]等研究了載釩量對蜂窩狀V205/ACH催化劑同時(shí)脫硫脫硝活性的影響，結(jié)果都表明，蜂窩狀活性炭具有較好的二氧化硫轉(zhuǎn)化活性，因此具有廣闊的市場應(yīng)用前景
2.2.2電子束照射法脫硫技術(shù)
這是一種較新的脫硫工藝，其原理為在煙氣進(jìn)入反應(yīng)器之前先加入氨氣，然后在反應(yīng)器中用電子加速器產(chǎn)生的電子束輻照煙氣，使水蒸汽與氧等分子激發(fā)產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自由基，這些自由基可以使煙氣中的SO2和N2很快氧化，產(chǎn)生硫酸與硝酸，再和氨氣反應(yīng)形成硫酸銨和硝酸銨[14]。經(jīng)過脫硫后的煙氣溫度高于露點(diǎn)，不需再熱系統(tǒng)，可直接排放。
電子束照射法脫硫工藝的主要特點(diǎn)：
（1）不產(chǎn)生廢水、廢渣；
（2）可同時(shí)脫硫、脫硝，具有90%以上的脫硫率和80%以上的脫硝率；
（3）系統(tǒng)簡單，操作方便，易于控制；
（4）對硫分和煙氣量的變化有較好地適應(yīng)性和負(fù)荷跟蹤性；
電子束煙氣脫硫是靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子的，因而需要大功率的電子槍，還需要防輻射屏蔽；投資很大，廠用電高，關(guān)鍵部件電子槍壽命較低，吸收劑需氨水，且運(yùn)行、維護(hù)技術(shù)要求高，一定程度上限制了它的大量應(yīng)用[15]。
2.3半干法脫硫技術(shù)
半干法脫硫工藝的特點(diǎn)是，反應(yīng)在氣、固、液三相中進(jìn)行，利用煙氣顯熱蒸發(fā)吸收液中的水分，使最終產(chǎn)物為干粉狀。半干法脫硫一般選用CaO或Ca（OH）2為脫硫劑。
2.3.1旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法
旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法一般用生石灰作吸收劑，生石灰經(jīng)熟化變成具有較好反應(yīng)能力的熟石灰，熟石灰漿液經(jīng)高達(dá)15000～20000 r/min的高速旋轉(zhuǎn)霧化器噴射成均勻的霧滴，霧滴一經(jīng)與煙氣接觸，便發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換和化學(xué)反應(yīng)，迅速地將大部分水分蒸發(fā)，產(chǎn)生含水量很少的固體灰渣[16]。
旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫反應(yīng)過程包含4個(gè)步驟：1）吸收劑制備；2）吸收劑漿液霧化；3）霧粒與煙氣混合、吸收SO2并燥；4）脫硫廢渣排出[17]。
與濕法煙氣脫硫工藝相比，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法系統(tǒng)相對簡單、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積??；同時(shí)其運(yùn)行可靠，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞，只要控制好干燥吸收器的出口煙氣溫度，對設(shè)備的腐蝕性也不高。由于其干式運(yùn)行，脫硫副產(chǎn)物易于處理，但是技術(shù)要求高、反應(yīng)生成物太細(xì)小、除塵不易和腐蝕嚴(yán)重等問題[18]。脫硫效率可達(dá)75%～90%，略低于濕法脫硫效率。。
2.3.2爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法（LIFAC法）
此種工藝由芬蘭IVO公司開發(fā)，是在爐內(nèi)噴鈣工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。傳統(tǒng)爐內(nèi)噴鈣工藝的脫硫效率僅為20%～30%，而LIFAC法在空氣預(yù)熱器和除塵器間加裝一個(gè)活化反應(yīng)器噴水增濕，促進(jìn)脫硫反應(yīng)，脫硫效率可達(dá)70%～75%[19]。
爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化技術(shù)脫硫主要分為兩段，第一段碳酸鈣分解為CaO，CaO與SO2反應(yīng)，第二段CaO遇水生成Ca（OH）2再次與SO2反應(yīng)，最終產(chǎn)物生成CaS03，CaS04等[20]。具體過程如下：在燃煤鍋爐內(nèi)適當(dāng)溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在爐后煙道內(nèi)增設(shè)活化反應(yīng)器，在反應(yīng)器入口噴水，水在反應(yīng)器中完全蒸發(fā)，將煙氣中在爐內(nèi)沒有反應(yīng)及高溫?zé)Y(jié)失去活性的CaO迅速水合反應(yīng)生成高活性的Ca（OH）2，用以脫除煙氣中的SO2。脫硫率一般為70%一80%。
3結(jié)論與展望
綜上所述，在我國眾多的煙氣脫硫技術(shù)中，技術(shù)最成熟、運(yùn)行最穩(wěn)定、應(yīng)用最廣泛的還是石灰石/石灰-石膏法，但循環(huán)流化床和海水脫硫等新型煙氣脫硫技術(shù)正在迅速為人們所認(rèn)可。但就總體而言，脫硫效果并不理想，目前仍存在很多的技術(shù)問題需要克服，隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，發(fā)展高效可循環(huán)的脫硫技術(shù)勢在必行。今后我們要完善和改進(jìn)現(xiàn)有的脫硫技術(shù)，積極引進(jìn)和吸收國外先進(jìn)脫硫技術(shù)，開發(fā)適應(yīng)我國情況的脫硫新技術(shù)，形成有我國特色的脫硫技術(shù)，同時(shí)開發(fā)其副產(chǎn)品的綜合利用，從根本上促進(jìn)我國電力、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
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論文關(guān)鍵詞：鍋爐原理 實(shí)踐訓(xùn)練 教學(xué)
論文摘要：為適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略，教育創(chuàng)新應(yīng)貫穿大學(xué)課堂理論教學(xué)和課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)。針對“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)，重點(diǎn)探討了華北水利水電學(xué)院“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練的目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)施方法，以期對電廠熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練方面起到一定的推動(dòng)作用。
鍋爐是用以生產(chǎn)熱水或蒸汽的設(shè)備，在國民經(jīng)濟(jì)中具有異乎尋常的重要作用，電站鍋爐是火力發(fā)電系統(tǒng)三大主機(jī)之一，對火電的高效、潔凈和安全生產(chǎn)及其重要，因此，“鍋爐原理”是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)最核心專業(yè)課程之一?！板仩t原理”課程主要講授鍋爐的基本工作原理，包括鍋爐的爐內(nèi)燃燒原理及燃燒設(shè)備、鍋爐的傳熱過程、鍋內(nèi)水動(dòng)力、受熱面外部工作過程和先進(jìn)鍋爐技術(shù)的發(fā)展等內(nèi)容，要求學(xué)生掌握鍋爐工作過程的基本理論及鍋爐設(shè)備的相關(guān)知識，并培養(yǎng)學(xué)生分析工程問題、鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算和鍋爐試驗(yàn)的實(shí)踐能力。
為適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略，高等教育要實(shí)現(xiàn)從知識型向創(chuàng)新型培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)變，具體到“鍋爐原理”的課程教學(xué)中，創(chuàng)新應(yīng)貫穿課堂理論教學(xué)和課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)。對“鍋爐原理”課程的理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)手段、教學(xué)方法等方面已有較多的探討和實(shí)踐研究，[1-4]本文從“鍋爐原理”課程實(shí)踐能力的培養(yǎng)出發(fā)，重點(diǎn)討論華北水利水電學(xué)院（以下簡稱“我?！保板仩t原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練的目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)施方法。
一、“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)的定位
“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)的定位必須符合我校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)定位，應(yīng)全面貫徹黨的教育方針，遵循大學(xué)教育教學(xué)規(guī)律，秉承我校辦學(xué)理念，實(shí)施“基礎(chǔ)、實(shí)踐、創(chuàng)新”三位一體的培養(yǎng)模式，在教育教學(xué)中，堅(jiān)持夯實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)化實(shí)踐、注重創(chuàng)新的思想，培養(yǎng)吃得苦、下得去和用得上的專業(yè)技術(shù)人才。應(yīng)以“寬基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”為培養(yǎng)人才的宗旨，注重學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)方法與教學(xué)手段。專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)始終圍繞“強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)、提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、重在實(shí)際應(yīng)用”的教學(xué)指導(dǎo)思想，從人才培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件和實(shí)驗(yàn)室管理體制等方面進(jìn)行了全方位的改革與建設(shè)，探索實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、測定試驗(yàn)、創(chuàng)新性科研訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)和拓寬知識面的演示實(shí)驗(yàn)的“四級實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新?！板仩t原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)應(yīng)實(shí)施從理論到實(shí)際、從傳統(tǒng)到創(chuàng)新、從課堂到工程項(xiàng)目的工程化實(shí)踐教學(xué)思想，圍繞動(dòng)腦想方案、動(dòng)手做試驗(yàn)、動(dòng)嘴講成果、動(dòng)筆寫報(bào)告等“四動(dòng)”能力，達(dá)到加深理論知識的掌握和應(yīng)用，在實(shí)踐訓(xùn)練中切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生處理工程問題，進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算和鍋爐試驗(yàn)的實(shí)踐能力。
二、“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容尚無可參考材料，根據(jù)我校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)和“鍋爐原理”課程大綱的要求，基于我校的專業(yè)師資、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)資源以及用人單位和歷屆畢業(yè)生的建議，科學(xué)制定“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容。
1.“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)原則
對我校“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)行“工程化”設(shè)計(jì)思路，并遵循四個(gè)原則，即實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容以“鍋爐原理”為中心、內(nèi)容進(jìn)程科學(xué)有序化、內(nèi)容設(shè)計(jì)層次化和實(shí)施方式多元化。
（1）以“鍋爐原理”為中心，多課程之間緊密聯(lián)系化。鑒于“鍋爐原理”是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的最重要專業(yè)課，處于前期的專業(yè)基礎(chǔ)課程以及后續(xù)課程之間的中心地位，因此在設(shè)計(jì)“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容之前，先對我?！傲黧w力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”和“燃燒學(xué)”等基礎(chǔ)課以及后續(xù)專業(yè)選修課程比如“大型鍋爐運(yùn)行”、“單元機(jī)組集控運(yùn)行”和“循環(huán)流化床燃燒技術(shù)”等課程的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、知識點(diǎn)講授情況以及實(shí)踐實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查、分析和總結(jié)，做到了然于胸，確?！板仩t原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與前期專業(yè)基礎(chǔ)課程及后續(xù)專業(yè)選修課程的緊密聯(lián)系，力求通過該課程實(shí)踐訓(xùn)練，既可以鞏固和加深學(xué)生對前期專業(yè)基礎(chǔ)課的理解，加強(qiáng)對所學(xué)基礎(chǔ)知識的實(shí)踐應(yīng)用，將所學(xué)的熱工學(xué)知識、燃燒學(xué)知識在電站鍋爐中加以應(yīng)用，達(dá)到學(xué)生對鍋爐原理中爐內(nèi)燃燒、鍋內(nèi)傳熱及水動(dòng)力和煙風(fēng)阻力知識融會(huì)貫通、舉一反三，為靈活應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)選修課程的欲望和熱情，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程的好奇心、主動(dòng)性和積極性。
（2）實(shí)踐訓(xùn)練課程內(nèi)容進(jìn)程科學(xué)有序化?！板仩t原理”課程本身知識點(diǎn)之間的順序決定了課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)次序，要由淺入深、層層推進(jìn)、由易到難，脈絡(luò)清晰。因此，訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)嚴(yán)格按照鍋爐原理本身的發(fā)展進(jìn)行設(shè)計(jì)。內(nèi)容主要包括客觀認(rèn)識實(shí)踐、原理性演示驗(yàn)證實(shí)踐和工程實(shí)踐訓(xùn)練三大內(nèi)容。
客觀認(rèn)識實(shí)踐主要是對鍋爐實(shí)物、鍋爐機(jī)組整體模型、鍋爐重要設(shè)備的直觀認(rèn)識，如在開設(shè)“鍋爐原理”課程前進(jìn)行電廠認(rèn)識實(shí)習(xí)，對鍋爐的實(shí)物直觀認(rèn)識，在“鍋爐原理”課程第一節(jié)緒論課和鍋爐組成課講解后進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，通過模型參加實(shí)驗(yàn)、拆裝模型和動(dòng)畫模型模擬鞏固加深鍋爐機(jī)組系統(tǒng)及組成知識。
原理性演示驗(yàn)證實(shí)踐。筆者通過幾年的“鍋爐原理”教學(xué)發(fā)現(xiàn)，鍋爐的水循環(huán)內(nèi)容是該課程的難點(diǎn)之一，學(xué)生往往難以理解和掌握，通過課程原理性演示和實(shí)踐可以幫助學(xué)生理解和掌握水循環(huán)等難點(diǎn)。該部分主要是對自然循環(huán)原理、直流鍋爐原理等的演示驗(yàn)證實(shí)踐內(nèi)容。
工程實(shí)踐試驗(yàn)主要是對鍋爐的三大計(jì)算能力的訓(xùn)練實(shí)踐，包括鍋爐輔助計(jì)算、熱力計(jì)算、水動(dòng)力計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算的實(shí)踐訓(xùn)練、鍋爐熱平衡的實(shí)驗(yàn)和鍋爐機(jī)組運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。
（3）實(shí)踐訓(xùn)練課程內(nèi)容設(shè)計(jì)層次化。內(nèi)容設(shè)計(jì)要貫穿層次化的思路，內(nèi)容的難易程度要進(jìn)行層次化設(shè)計(jì)，對訓(xùn)練中的每一個(gè)內(nèi)容根據(jù)其在課程中的總體地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同層次進(jìn)行分級定位；同時(shí)，根據(jù)學(xué)生個(gè)體水平的差異，對同一內(nèi)容也要進(jìn)行層次化設(shè)計(jì)，在滿足分級定位要求和大部分學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，對那些學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的拓寬設(shè)計(jì)。比如鍋爐的計(jì)算，對于普通的學(xué)生則只要會(huì)進(jìn)行鍋爐的輔助計(jì)算、各受熱面熱力計(jì)算和簡單的水循環(huán)計(jì)算即可，而對于部分學(xué)有余力的學(xué)生，則可更進(jìn)一步進(jìn)行較復(fù)雜的水動(dòng)力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算和煙風(fēng)阻力計(jì)算，并完成一些計(jì)算程序的編制。 轉(zhuǎn)貼于 ?。?）實(shí)施方式多元化。課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)是實(shí)踐性課程，因教學(xué)學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)室資源等多方面的因素，決定教學(xué)實(shí)施的方式必須多元化，即課堂、實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)生產(chǎn)三位一體，課堂演示、實(shí)驗(yàn)室參觀驗(yàn)證實(shí)踐和電廠實(shí)踐構(gòu)成全方位多層次的實(shí)踐訓(xùn)練。傳統(tǒng)與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，實(shí)踐訓(xùn)練中采用比如計(jì)算機(jī)程序模擬、動(dòng)畫設(shè)計(jì)模擬實(shí)踐、鍋爐事故仿真模擬等先進(jìn)技術(shù)手段實(shí)施實(shí)踐訓(xùn)練。
2.“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)具體內(nèi)容設(shè)計(jì)
我?！板仩t原理”課程計(jì)劃學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)。其前期基礎(chǔ)課程包括“流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)和燃燒學(xué)”，還開設(shè)了后續(xù)課程“鍋爐運(yùn)行”和“單元機(jī)組集控運(yùn)行”?！板仩t原理”課程內(nèi)容多、難點(diǎn)多、實(shí)踐性強(qiáng)，“鍋爐原理”課程通常設(shè)置有鍋爐原理課程設(shè)計(jì)，我?！板仩t原理”課程設(shè)計(jì)時(shí)間為1.5周。實(shí)際上，僅靠課程設(shè)計(jì)和6學(xué)時(shí)的實(shí)踐訓(xùn)練難以達(dá)到學(xué)生牢固掌握鍋爐原理理論知識、靈活運(yùn)用所學(xué)解決實(shí)際問題的目標(biāo)?！板仩t原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)包括鍋爐原理6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課、1.5周課程設(shè)計(jì)、16學(xué)時(shí)單元機(jī)組集控運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，但主要利用學(xué)生的課余時(shí)間進(jìn)行。教學(xué)過程貫穿第5至第8學(xué)期，延續(xù)2年時(shí)間，實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)包括13個(gè)內(nèi)容，90小時(shí)。具體內(nèi)容和建議學(xué)時(shí)如下。
電站鍋爐機(jī)組實(shí)物模型和虛擬模型實(shí)踐，2學(xué)時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)煤樣工業(yè)分析驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，4學(xué)時(shí)。混合煤工業(yè)分析測試實(shí)驗(yàn)，4學(xué)時(shí)。煤的發(fā)熱量測定實(shí)驗(yàn)，2學(xué)時(shí)。自然循環(huán)鍋爐工作原理實(shí)驗(yàn)，1學(xué)時(shí)。多管水循環(huán)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，1學(xué)時(shí)。直流鍋爐工作原理實(shí)驗(yàn)，1學(xué)時(shí)。鍋爐綜合測試項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，13學(xué)時(shí)。鍋爐原理課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，32學(xué)時(shí)。鍋爐水循環(huán)計(jì)算訓(xùn)練，10學(xué)時(shí)。鍋爐煙風(fēng)阻力計(jì)算訓(xùn)練，6學(xué)時(shí)。鍋爐啟停仿真訓(xùn)練，8學(xué)時(shí)。鍋爐運(yùn)行仿真訓(xùn)練，8學(xué)時(shí)。
三、“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)實(shí)踐
我?！板仩t原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)課題在2008提出，在2006、2007和2008年級開始實(shí)施，實(shí)踐證明，通過“鍋爐原理”課程實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的熱情，鞏固和加深了鍋爐原理知識的理解，提高了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)腦想方案、動(dòng)手做試驗(yàn)、動(dòng)嘴講成果、動(dòng)筆寫報(bào)告等“四動(dòng)”能力。我們對2006和2007年級的學(xué)生進(jìn)行鍋爐實(shí)踐能力的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，無論是研究生復(fù)試（鍋爐及鍋爐相關(guān)知識的筆試和面試），還是就業(yè)面試（熱工學(xué)和鍋爐等口試）過程中，學(xué)生對鍋爐相關(guān)考題從容自如，安之若素。當(dāng)然，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方面還需進(jìn)一步改進(jìn)，實(shí)施的方式還需更科學(xué)合理。
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1 河北地標(biāo)編制的基本情況
河北地標(biāo)是由河北省工業(yè)和信息化廳提出的，其編制計(jì)劃為河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《關(guān)于下達(dá)2013年河北省地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（冀質(zhì)監(jiān)函 [2013]223號），項(xiàng)目承擔(dān)單位為農(nóng)業(yè)部建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（唐山）。
在煙氣脫硫方法按有無液相介入劃分的濕法、半干法、干法、電子束法和海水法等分類中，濕式鈣法脫硫在河北的應(yīng)用企業(yè)較多，其脫硫劑主要包括石灰石粉和生石灰。這也與我省環(huán)保部門制定的《污染治理技術(shù)規(guī)范》相適應(yīng)，該規(guī)范中要求200MW以上機(jī)組全部采用濕式鈣法或雙循環(huán)式鈣法脫硫工藝，其脫硫效率必須達(dá)到95%以上；同時(shí)要求200MW以下小型發(fā)電鍋爐逐步淘汰，且脫硫效率低于90%的半干法或循環(huán)流化床工藝也必須退出脫硫市場。
在我省，大多數(shù)發(fā)電廠的濕式鈣法煙氣脫硫系統(tǒng)均是直接購入石灰石粉用作吸收劑，這樣，脫硫系統(tǒng)占地面積小，工序簡單。由于煙氣脫硫裝置可以隨石灰石成分有一定的變化范圍，因此，對石灰石成分的要求的標(biāo)準(zhǔn)不一。但這種變化調(diào)節(jié)通常是以犧牲脫硫效率為代價(jià)的，為保證達(dá)到規(guī)定的脫硫效率，各脫硫公司多根據(jù)自己積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對石灰石粉的成分指標(biāo)提出自己的要求。如表1、表2、表3是三個(gè)不同企業(yè)不同時(shí)期對石灰石品質(zhì)的要求。
標(biāo)準(zhǔn)起草組通過對國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀調(diào)研，然后參照我國現(xiàn)行的檢測技術(shù)規(guī)范[3]及重慶市煙氣脫硫（濕法）石灰石粉地方標(biāo)準(zhǔn)，討論確定了標(biāo)準(zhǔn)起草的思路和框架。又針對CaCO3、MgCO3、酸不溶物、反應(yīng)活性等幾個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，通過廣泛征求意見，研究界定了指標(biāo)的限值。
2 河北地標(biāo)與重慶地標(biāo)的比較
2.1 產(chǎn)品等級劃分方式不同
重慶地標(biāo)分等為優(yōu)等品、一等品、二等品；河北地標(biāo)等級劃分為I級、II級、III級三個(gè)等級。雖有區(qū)別，但本質(zhì)相同。
2.2 技術(shù)要求既有相同點(diǎn)也有不同點(diǎn)
重慶地標(biāo)從項(xiàng)目上僅規(guī)定了外觀、氧化鈣含量、細(xì)度（0.063mm方孔篩篩余）和水分四項(xiàng)指標(biāo)。河北地標(biāo)除外觀、水分與重慶基本一致外，氧化鈣含量、細(xì)度指標(biāo)均有明顯提高，且增加了MgCO3含量、酸不溶物指標(biāo)，并要求報(bào)告反應(yīng)速率（轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)達(dá)到0.8時(shí)所用時(shí)間）測定值。
2.3 氧化鈣或CaCO3含量區(qū)別較大
重慶地標(biāo)氧化鈣含量按優(yōu)等品、一等品、二等品分別為≥50.4、≥49.5、≥47.5（換算成CaCO3含量分別為≥89.95、≥88.35、≥84.78）。相對于河北地標(biāo)中CaCO3含量分別為≥94.0、≥92.0、≥90.0（換算成CaO含量分別為≥52.67、≥51.55、≥50.43）的要求是偏低的，客觀上有利于提高石灰石開采利用率。但就河北而言，多數(shù)脫硫企業(yè)面對嚴(yán)格的脫硫效率要求，普遍提出的CaCO3含量均在90.0%以上，并對影響脫硫效率的有害成分提出不同的限制要求。這也與石灰石資源豐富且低CaCO3含量石灰石利用方式較多的現(xiàn)狀，以及脫硫企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員較缺乏的現(xiàn)實(shí)有關(guān)。更由于脫硫企業(yè)曾發(fā)生的多次堵管事故，而不得不改用高品位生石灰救急的負(fù)面影響，為平衡供需雙方關(guān)系，在編制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們支持了最低CaCO3含量在90.0%以上的要求。 [本文由WWw. dYlw.NE t提供，第 一論 文網(wǎng)專業(yè)寫作職稱論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨]
2.4 河北地標(biāo)增加了有害成分MgCO3和酸不溶物的限制要求
由于影響脫硫效率的石灰石粉品質(zhì)因素主要包括：石灰石成礦年代、晶體結(jié)構(gòu)、CaCO3含量、MgCO3含量、雜質(zhì)含量（主要是不溶性的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物）、粒徑（細(xì)度）有關(guān)。同時(shí)，石灰石所處運(yùn)行環(huán)境的pH值、漿液中Cl-含量、Na+含量、F-含量、甲酸含量、漿液溫度、攪拌速率與攪拌強(qiáng)度、添加劑的質(zhì)量與品種、CO2分壓、曝氣效果以及煙塵中的可溶性Al3+、Fe3+、Zn2+對反應(yīng)活性影響也較大。
結(jié)合企業(yè)脫硫?qū)嵺`和莊滬豐[4]、鐘毅[5]等人的研究，我們確定控制的化學(xué)成分包括CaCO3含量、MgCO3含量、酸不溶物。其意義在于：
2.4.1 反應(yīng)活性和脫硫效率的要求
石灰石礦通常有三種存在形式：一是以方解石形式時(shí)，其石灰石含量較高，達(dá)98%，氧化鎂含量較低，對于石灰石-石膏來說是比較好的脫硫劑。二是以白云石形式存在時(shí)，其分子式為CaMg（CO3）2，這種石灰石是在地質(zhì)變化過程中，鈣原子被告鎂原子代替自然形成的，而CaCO3與MgCO3是晶體間的力結(jié)合，其溶解度比CaCO3更低，對于石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)而言，在pH值為5.2條件下，幾乎沒有活性。三是兩種晶體結(jié)合物，既有單獨(dú)的石灰石晶體，也有以白云石形式存在的混合物。如果氧化鎂是以活性MgCO3形式存在時(shí)，而不是以CaMg（CO3）2形式存在時(shí)，煙氣脫硫用石灰石粉的活性也差別很大。由于石灰石品質(zhì)是由CaO含量決定，石灰石純度越高，脫硫效果越好，因此需要對氧化鈣、氧化鎂含量、雜質(zhì)含量（主要是不溶性的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物）等加以規(guī)定。
2.4.2 運(yùn)行控制和成本控制的要求
由于石灰石的成礦年代和CaCO3含量不同，其反應(yīng)活性差異較大，CaCO3含量越高活性越大。而白云石比方解石的溶解速率低3～10倍，當(dāng)石灰石純度較低或要求的石灰石利用率較高時(shí)，白云石等雜質(zhì)會(huì)大大降低石灰石的溶解度。MgCO3含量過高時(shí)，還容易產(chǎn)生大量可溶性的MgSO3，從而減小SO2氣相擴(kuò)散的化學(xué)反應(yīng)推動(dòng)力，嚴(yán)重影響脫硫化學(xué)反應(yīng)的有效進(jìn)行，且石灰石中CaCO3含量太低時(shí)會(huì)由于雜質(zhì)較多而給運(yùn)行帶來一些問題，造成吸收劑耗量和成本費(fèi)用增加。
2.4.3 促進(jìn)生成優(yōu)質(zhì)脫硫石膏以便循環(huán)再利用的要求
煙氣脫硫石膏[6]標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定干基二水硫酸鈣含量分別不小于95%、90%、85%時(shí)劃分為三個(gè)等級。其余組分大多為未充分利用的石灰石中CaCO3。對于不能達(dá)到分級要求的脫硫產(chǎn)物，一般采用丟棄形式，廢液也隨廢水排放，從而會(huì)對環(huán)境造成新的污染。而造成脫硫石膏無法順利生成的原因除了運(yùn)行中的各種因素以外，因石灰石品位過低造成的循環(huán)利用率不高也是重要原因。因此也需要控制石灰石中CaCO3含量在9 0%以上。
考慮到上述原因，我們根據(jù)匯總相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)定MgCO3和酸不溶物的限值分別為≤5.0和≤6.0。
2.5 兩地地標(biāo)中細(xì)度指標(biāo)要求也有差別
石灰石粉細(xì)度也是影響脫硫效率的一個(gè)重要因素。對于純度較高的石灰石，粒徑對反應(yīng)活性的影響遠(yuǎn)大于石灰石種類和成分的影響。反應(yīng)接觸面很大程度上決定化學(xué)反應(yīng)速率，石灰石粉越細(xì)，單位質(zhì)量接觸面積越大。較細(xì)的石灰石顆粒各反應(yīng)速率高，更快的吸收SO2氣體，脫硫效率及石灰石利用率較高。一般情況下，0.063mm篩余小于10%時(shí)，即可滿足脫硫時(shí)的粒徑要求。粒徑越細(xì)，越有利于氣液反應(yīng)，提高SO2氣體吸收率。
重慶地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是0.063mm篩余小于5.0%。而我省電廠通常采用325目篩（約0.045mm）手工干篩法測定并要求細(xì)度過篩率90%以上，即篩余小于10%。通過測定0.045mm、0.080mm負(fù)壓篩細(xì)度與0.063mm干篩細(xì)度相比，感覺干篩數(shù)值不穩(wěn)定，與負(fù)壓篩的波動(dòng)有的數(shù)據(jù)不可靠。
鑒于水泥負(fù)壓篩析儀測定石灰石粉細(xì)度是成熟的方法，因此選用GB/T 1345-2005《水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法 篩析法》規(guī)定的45μm篩及其篩析方法，且規(guī)定45μm篩余≤10.0%。這個(gè)指標(biāo)是綜合考慮以下因素而確定的：一是為保證反應(yīng)活性滿足脫硫效率要求；二是為保證能源成本較低。由于現(xiàn)石灰石粉加工多為立式輥磨機(jī)或大型管磨機(jī)，均能在保證脫硫效率條件下兼顧經(jīng)濟(jì)性，也基本符合實(shí)際脫硫時(shí)石灰石粉的粒徑情況。
2.6 河北地標(biāo)中增加了反應(yīng)速率指標(biāo)
石灰石作為吸收劑的特性不僅包括其化學(xué)成分，主要也包括其反應(yīng)活性，脫硫系統(tǒng)的堿量是通過石灰石粉的溶解來提供，吸收劑的活性影響到吸收劑的溶解度和溶解速度，是表示一種在酸性環(huán)境中的轉(zhuǎn)化特性?；钚暂^高的石灰石在保持相同石灰石利用率的情況下，可以達(dá)到較高的SO2脫除效率。石灰石反應(yīng)活性高，石灰石利用率也高。石灰石品質(zhì)不同，對生產(chǎn)控制有很大的影響，因此，生產(chǎn)中要綜合考慮各個(gè)因素。
吸收劑的活性包含吸收劑種類、物化特性和與其反應(yīng)的酸性環(huán)境。吸收劑的物化特性包括：純度、晶體結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)含量、粒徑分布以及包括內(nèi)表面（即孔隙率）在內(nèi)的單位質(zhì)量總表面積和堆積密度。對于石灰石粉，其反應(yīng)活性的測試方法目前主要為反應(yīng)速率法、MET法等兩種方法。反應(yīng)速率法即固定pH值為5.5、反應(yīng)溫度50℃和攪拌速度800r/min條件下的鹽酸滴定法，表征反應(yīng)時(shí)間與耗酸量的關(guān)系。因?yàn)槲覈延须娏?biāo)準(zhǔn)[7]就是采用該法表征石灰石粉反應(yīng)活性的，因此我們引用了該方法標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相銜接，突出了做為吸收劑石灰石粉的性能特點(diǎn)。
影響石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝效率的因素，除了吸收劑本身質(zhì)量如純度、粒度、雜質(zhì)含量之外，過程控制質(zhì)量、吸收塔工作環(huán)境、機(jī)組的煙氣參數(shù)，如溫度、SO2濃度、氧氣量、粉塵濃度等也不同程度的影響脫硫反應(yīng)進(jìn)程。
3 試驗(yàn)方法的選擇
（1）CaCO3：河北地標(biāo)中按GB/T 5762-2012或GB/T 3286.1-2012進(jìn)行CaO含量的測定。有異議時(shí)，按GB/T 5762-2012進(jìn)行。重慶地標(biāo)采用GB/T 5762-2000中EDTA法測定CaO含量。因此方法基本一致。
（2）MgCO3含量：河北地標(biāo)中按GB/T 5762或GB/T 3286.1進(jìn)行MgO含量的測定。有異議時(shí)，按GB/T 5762進(jìn)行。
（3）含水量：同樣為烘箱法。
（4）酸不溶物：河北地標(biāo)中按JC/T 478.2-2013鹽酸法進(jìn)行。
（5）反應(yīng)速率：河北地標(biāo)中按DL/T 943進(jìn)行。
4 結(jié)束語
河北地標(biāo)雖較重慶地標(biāo)在某些技術(shù)指標(biāo)要求上較為嚴(yán)格，但相信隨著脫硫技術(shù)裝備的進(jìn)步和專業(yè)技術(shù)人員水平的提高，一定可以在不遠(yuǎn)的將來把某些指標(biāo)降到重慶地標(biāo)水平，以更好地提高石灰石資源利用率。 [本文由WWw. dYlw.NE t提供，第 一論 文網(wǎng)專業(yè)寫作職稱論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨]
參考文獻(xiàn)
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[4]莊滬豐.石灰石粉品質(zhì)對濕法煙氣脫硫性能的影響[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2008，9：24-27.
[5]鐘毅，林永明，高翔，等.石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)石灰石活性影響因素研究[J].電站系統(tǒng)工程，2005，4.
[6]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JC/T 2074-2011.煙氣脫硫石膏.
關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)；教學(xué)模式；仿真教學(xué)
《單元機(jī)組運(yùn)行》課程是火電廠集控運(yùn)行專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生核心職業(yè)能力，為學(xué)生畢業(yè)后能盡快適應(yīng)集控運(yùn)行工作環(huán)境，從事電廠運(yùn)行、維護(hù)工作奠定重要基礎(chǔ)。
在傳統(tǒng)專業(yè)課教學(xué)中，專業(yè)教師往往用一只粉筆、一張嘴、一份課件，將書本的理論知識進(jìn)行分章節(jié)講解，課程教學(xué)模式完全是以教師為中心，一般采用理論考試考核，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低，學(xué)習(xí)效果不理想。2009年，《單元機(jī)組運(yùn)行》課程作為湖南省教育廳重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)建設(shè)，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過四年的教學(xué)探索和實(shí)踐，開發(fā)了一套基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“一線五化”課程教學(xué)模式。該教學(xué)模式以單元機(jī)組控制為主線，學(xué)生為中心，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)核心職業(yè)能力，幫助學(xué)生自覺養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。
一、“一線五化”課程教學(xué)模式的研究
1.以單元機(jī)組控制為主線，貫穿教學(xué)全過程
通過現(xiàn)場調(diào)研、問卷調(diào)查、畢業(yè)生回訪、班組長座談等方式進(jìn)行課程開發(fā)，反饋得到傳統(tǒng)的章節(jié)教學(xué)方式已完全不能滿足發(fā)電企業(yè)對生產(chǎn)一線運(yùn)行人員的培養(yǎng)需求，企業(yè)還得花大量的精力去培養(yǎng)新員工，造成學(xué)校教育和企業(yè)用人需求的嚴(yán)重脫節(jié)。針對以上問題，課程開發(fā)團(tuán)隊(duì)重新對電廠運(yùn)行崗位工作內(nèi)容、工作過程、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)能力等方面進(jìn)行綜合分析，結(jié)合校內(nèi)實(shí)訓(xùn)設(shè)施和條件，提出以完成單元機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)、正常運(yùn)行調(diào)整為主線組織“一體化”教學(xué)，將原本零散、枯燥的專業(yè)知識整合到單元機(jī)組運(yùn)行控制中去，讓學(xué)生自己查找資料、制作操作票、策劃操作方案、實(shí)施運(yùn)行控制，分任務(wù)、分階段按難度層次完成單元機(jī)組運(yùn)行全過程控制。學(xué)生在完成本課程后，對電廠整個(gè)控制操作界面、操作流程、運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行規(guī)程都非常熟悉，一旦畢業(yè)參加工作，只要結(jié)合各廠生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備情況和運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行熟悉即可上崗，不用再對運(yùn)行人員基本技能進(jìn)行培訓(xùn)，大大縮短新員工培訓(xùn)上崗時(shí)間，節(jié)約企業(yè)用人成本，而對學(xué)生而言，使他們能更好、更快的適應(yīng)運(yùn)行崗位工作。
2.通過“任務(wù)化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力
根據(jù)職業(yè)能力培養(yǎng)循序漸進(jìn)的規(guī)律，依據(jù)課程設(shè)計(jì)開發(fā)思路，以單元機(jī)組控制為主線，將本課程劃分為4個(gè)分項(xiàng)目，共計(jì)15個(gè)學(xué)習(xí)型工作任務(wù)（見圖1）和1個(gè)綜合訓(xùn)練項(xiàng)目，其中綜合訓(xùn)練項(xiàng)目為完成單元機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)至帶滿負(fù)荷綜合操作。5個(gè)項(xiàng)目主要培養(yǎng)學(xué)生“五種能力”，項(xiàng)目1培養(yǎng)學(xué)生對集控環(huán)境、崗位、班組管理的“認(rèn)知能力”；項(xiàng)目2培養(yǎng)學(xué)生在冷態(tài)條件下對機(jī)爐電各輔助系統(tǒng)的“恢復(fù)能力”；項(xiàng)目3培養(yǎng)學(xué)生對正常運(yùn)行機(jī)組參數(shù)的“控制能力”；項(xiàng)目4培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行正常停機(jī)和緊急停機(jī)的“操作能力”；綜合訓(xùn)練項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生完成機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)工作的綜合“操控能力”。通過“能級遞進(jìn)”式的任務(wù)設(shè)計(jì)，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中能切身感受到自身能力的提升，從中能獲得成功喜悅和成就感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，改變被動(dòng)學(xué)習(xí)習(xí)慣。四年的教學(xué)實(shí)踐表明，集控專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣得以明顯改變，主要表現(xiàn)為以下五個(gè)方面，即：由“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變；由“我要學(xué)”向“我能學(xué)”轉(zhuǎn)變；由“我積累”向“我創(chuàng)新”轉(zhuǎn)變；由“我介入”向“我投入”轉(zhuǎn)變；由“我相同”向“我不同”轉(zhuǎn)變。
圖1 《單元機(jī)組運(yùn)行》課程內(nèi)容組織
3.采用“仿真化”為主的教學(xué)手段培養(yǎng)職業(yè)能力
火電廠運(yùn)行工作對象都是高溫、高壓熱力設(shè)備，高轉(zhuǎn)速動(dòng)力機(jī)械，高電壓電氣設(shè)備，危險(xiǎn)性極強(qiáng)的工作性質(zhì)決定《單元機(jī)組運(yùn)行》課程教學(xué)性質(zhì)，不能讓學(xué)生直接進(jìn)行實(shí)際操作，須通過仿真模擬操作方式，熟悉電廠運(yùn)行工作。在中央財(cái)政支持實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目的大力支持下，新建設(shè)二個(gè)、改建一個(gè)“一體化”仿真教室，在原有的300MW、600MW仿真軟件的基礎(chǔ)上，新購置1000MW、循環(huán)流化床、生物質(zhì)、核電、脫硫脫硝等多套仿真軟件。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)可根據(jù)市場需求，加載不同仿真模型，以滿足未來國家對發(fā)電行業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性調(diào)整造成的用人需求變化的需要。
本課程主要采用仿真教學(xué)手段，仿真機(jī)房高度仿真集控運(yùn)行室，每組共有6臺仿真機(jī)，其中1臺為主機(jī)，4臺為DCS仿真控制系統(tǒng)，1臺為就地仿真系統(tǒng)，仿真機(jī)組正前方布置有電氣一次接線圖，合幕顯示屏、報(bào)警光字牌、報(bào)警音響、火焰監(jiān)視電視，這樣布局讓學(xué)生有一種置身集控室的感覺。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過建立標(biāo)準(zhǔn)工況、開發(fā)仿真操作試題庫、制定仿真操作評分規(guī)則和仿真機(jī)標(biāo)準(zhǔn)操作票、制作標(biāo)準(zhǔn)操作錄像、設(shè)置典型故障工況等仿真資源庫，供教師教學(xué)、考核和評價(jià)，學(xué)生學(xué)習(xí)、比對和競賽。
4.提供“立體化”的教學(xué)資源進(jìn)行技術(shù)支持
利用傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學(xué)資源，將框架性資源、課程資源、網(wǎng)絡(luò)資源和仿真資源進(jìn)行有機(jī)整合形成本課程立體化教學(xué)資源庫（見表1），向授課教師和學(xué)生提供“一體化教學(xué)”過程中全方位技術(shù)支持。通過搭建“立體化”教學(xué)資源有效提升了集控專業(yè)學(xué)生的人才培養(yǎng)水平，同時(shí)學(xué)生職業(yè)能力有很大進(jìn)步，學(xué)生多次在高職院校集控運(yùn)行專業(yè)技能大賽中取得優(yōu)異成績。同時(shí)教學(xué)資源建設(shè)極大帶動(dòng)了專業(yè)和課程建設(shè)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了《單元機(jī)組運(yùn)行》、《鍋爐系統(tǒng)巡查》、《汽輪機(jī)系統(tǒng)巡查》、《單元機(jī)組事故診斷與處理》、《單元機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與管理》等教材，建成火電廠集控運(yùn)行省級精品專業(yè)，《單元機(jī)組運(yùn)行》省級精品課程，申報(bào)了一批科研、教研項(xiàng)目，課程團(tuán)隊(duì)發(fā)表多篇論文。此外“立體化”教學(xué)資源增強(qiáng)專業(yè)服務(wù)社會(huì)能力，團(tuán)隊(duì)教師經(jīng)常性參與發(fā)電行業(yè)集控值班員工種技能鑒定出題、操作考試評委工作，受邀還參加電廠運(yùn)行人員能級鑒定工作。目前課程資源建設(shè)效果得到出版社和行業(yè)同仁的一致認(rèn)可，2012年由中國電力出版社組織的“十二五”高職類電力專業(yè)教材會(huì)議在長沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院召開，《單元機(jī)組運(yùn)行》教材作為樣本向全國電力類高職學(xué)校全面推廣。
表1 《單元機(jī)組運(yùn)行》課程立體化教學(xué)資源庫一覽表
傳統(tǒng)教學(xué)資源 現(xiàn)代教學(xué)資源
框架性資源 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 網(wǎng)絡(luò)資源 課程空間
課程標(biāo)準(zhǔn) 教師空間
職業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 授課視頻
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 專業(yè)網(wǎng)站
運(yùn)行規(guī)程 互動(dòng)平臺
課程資源 校本教材 仿真資源 仿真軟件
教學(xué)課件 標(biāo)準(zhǔn)工況
操作錄像 典型故障工況
其他教材 操作試題庫
理論題庫 標(biāo)準(zhǔn)操作票
5.利用“多元化”的評價(jià)模式跟蹤學(xué)習(xí)效果
傳統(tǒng)的“平時(shí)成績+期中成績+期末成績=學(xué)期總評”不同的是多元化評價(jià)模式強(qiáng)調(diào)評價(jià)主體、評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)方式、評價(jià)手段的多元化，其特點(diǎn)是形成性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合。根據(jù)《單元機(jī)組運(yùn)行》課程特點(diǎn)，在日常任務(wù)實(shí)施訓(xùn)練過程中，注重學(xué)生職業(yè)能力和素養(yǎng)養(yǎng)成，若采用“一考定成績”的考核方式，評價(jià)結(jié)果會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的偶然性，因此將評價(jià)重點(diǎn)形成性評價(jià)上，將學(xué)生的日常表現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)合作能力、指揮協(xié)調(diào)能力、運(yùn)行操作水平、總結(jié)分析能力、綜合處理能力結(jié)合起來進(jìn)行形成性評價(jià)，再結(jié)合期末理論測試成績形成終結(jié)性評價(jià)，這兩部分所占比例是80%：20%（見表2）。通過以上評價(jià)模式的改革，教師可以根據(jù)每次任務(wù)完成后的評價(jià)結(jié)果的反饋及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)質(zhì)量全程跟蹤、診斷、控制和反饋，更加客觀的反應(yīng)教學(xué)的真實(shí)性，最終達(dá)到以評促學(xué)、以評促教的目的。
表2 《單元機(jī)組運(yùn)行》課程學(xué)習(xí)評價(jià)表
評價(jià)類型 評價(jià)內(nèi)容 權(quán)重
形
成
性
評
價(jià)
（80%） 素質(zhì)考評
（學(xué)生
互評） 勞動(dòng)紀(jì)律 出勤情況 3%
協(xié)作精神 崗位之間溝通 3%
貢獻(xiàn)大小 任務(wù)完成的質(zhì)量 2%
積極主動(dòng) 崗位職責(zé)履行情況和回答問題情況 2%
操作票制定考核 操作票制定準(zhǔn)確性、規(guī)范性 10%
運(yùn)行綜合考核卡 從監(jiān)盤、協(xié)調(diào)、調(diào)整、判斷、處理五個(gè)方面考核 10%
運(yùn)行總結(jié)分析卡 規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成情況和誤操作情況 10%
任務(wù)工單 提交次數(shù)和作業(yè)成績 20%
綜合訓(xùn)練項(xiàng)目考核 考核成績 20%
終結(jié)性評價(jià)（20%） 期末理論考試 考核成績 20%
6.參照“企業(yè)化”的管理標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)成職業(yè)素養(yǎng)
按照發(fā)電企業(yè)運(yùn)行人員職業(yè)規(guī)范和管理標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施課堂教學(xué)管理，教師和學(xué)生分別模擬相關(guān)運(yùn)行崗位角色。根據(jù)發(fā)電部的崗位設(shè)置，確定了由任課教師擔(dān)任運(yùn)行值長，然后根據(jù)學(xué)生不同能力特點(diǎn)，讓他們分別擔(dān)任運(yùn)行單元長、主值班員、副值班員、巡檢員等崗位，再按照現(xiàn)場崗位職責(zé)的要求，確定了每位學(xué)生的崗位職責(zé)。并且每次任務(wù)各學(xué)生的崗位要進(jìn)行輪換，避免出現(xiàn)一個(gè)運(yùn)行班組就幾位同學(xué)包攬一切操作的情況發(fā)生。讓每位學(xué)生體驗(yàn)不同工作崗位，既學(xué)會(huì)指揮協(xié)調(diào)、團(tuán)結(jié)合作，又學(xué)會(huì)服從安排、嚴(yán)謹(jǐn)做事。
通過借鑒現(xiàn)場標(biāo)桿班組評比標(biāo)準(zhǔn)，制作標(biāo)桿班組流動(dòng)錦旗，在每次任務(wù)完成后評出標(biāo)桿班組并授予流動(dòng)錦旗，由他們展示學(xué)習(xí)成果、介紹學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，在班級中營造比、學(xué)、趕、幫、超的學(xué)習(xí)氛圍，從而達(dá)到帶動(dòng)全班學(xué)員共同進(jìn)步的目的。
二、結(jié)語
基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“一線五化”教學(xué)模式以培養(yǎng)學(xué)生核心職業(yè)能力為宗旨，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生在準(zhǔn)備、完成、總結(jié)任務(wù)過程中學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作、理解專業(yè)知識、掌握實(shí)踐技能，提高綜合素質(zhì)。教師在管控任務(wù)實(shí)施全過程，正確引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)，完成形成性評價(jià)，形成學(xué)習(xí)效果反饋信息進(jìn)而達(dá)到提高教學(xué)效果、提升教師能力的目的。通過教學(xué)實(shí)踐研究表明，這種教學(xué)模式具有較強(qiáng)的通用性和實(shí)用性，能很好的遷移到《變電運(yùn)行與仿真》課程教學(xué)。各高等職業(yè)院校可根據(jù)涉及仿真類課程特點(diǎn)對該教學(xué)模式加以改進(jìn)，因此本教學(xué)模式具有較強(qiáng)借鑒和推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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[2]李偉波.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的“軟件工程”教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].中國電力教育，2009，（139）.