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为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求,引导不同类型高校根据自己办学定位和发展目标,发挥自身优势,办出专业特色,“十一五”期间教育部、财政部将择优重点建设一批高等学校特色专业,通过优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业水平和特色,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。
华北电力大学热能与动力工程专业创办于1958年,原名为电厂热能专业,历经五十多年的建设和发展,现已成为本校师资力量最强、就业形势较好、招生人数较多和学生成才率较高的专业之一,本专业累计毕业生人数已达10616人,在校生人数2647人。尤其最近几年,在两大电网公司和五大发电集团共同组成的校理事会的支持和帮助下,学科实力得到了质的飞跃,毕业生就业形势一直保持在全国各专业的前列。华北电力大学能源与动力工程学院已经成为我国发电领域最重要的人才培养基地,得到了发电行业的充分肯定,在我国发电领域具有重要的影响。
华北电力大学热能与动力工程专业紧密结合国家经济和社会发展需求,以培养“厚基础、重实践、强能力”的热动专业技术人才和管理人才为目标,改革人才培养方案,加强课程体系和教材建设,优化师资队伍,强化实践教学,具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色,取得了一系列显著效果。
一、建设思路与改革措施
1.建立并形成热动专业人才培养调研机制
通过校理事会定期开展能源动力、发电(火电、气电、风电和核电等)、环保等相关行业的人才需求形势调研和毕业生就业状况研讨与分析,根据国家的人才需求,制定适应不同专业方向的模块化、层次化人才培养方案。
2.以本科教学水平评估所形成的规范性课堂教学、实践教学和教学管理模式为建设起点,加强精品教材的培育和建设
课程教学体现相关领域的最新发展,普遍采用国内外高水平的新版教材,继续组织编写高质量的适用教材,形成深入开展教学研究的有效机制。
3.加强师资队伍建设,改革教师培养和使用机制
有计划地选派青年教师到企业进行锻炼,到国内外高水平大学或研究机构做访问学者或短期合作研究;鼓励和支持教师参加企业的短期高级技术培训、生产一线观摩、调研和相关会议;聘请一定数量的具有企业生产和管理经验的人员兼职授课,形成学校和企业、学校和国内外大学及研究机构的定期人员交流机制。
4.改革实践教学,推进人才培养与生产实践相结合
为了适应我国能源与电力发展对全新实践型、创新型人才的需求,热能与动力工程实验教学中心整合相关实验室资源,依托电站设备状态监测与控制教育部重点实验室为本科生设立的“能动之光”科技创新项目,建成了包含电厂实践教学模块、动力工程基础实验模块、热能动力工程实验模块、创新实验模块的集知识学习、技能拓展、工程训练、创新能力培养为一体的实验教学示范中心。涵盖专业基础实验、专业实验、综合实验、创新实验,能够满足不同专业、不同层次学生的需要,实现理论与实践、校内与校外的无缝链接,体现“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色。
二、建设成果
热能与动力工程专业是一门跨学科、综合性强、重实践的学科,着重培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,德、智、体全面发展的,集现代信息技术与热能动力工程知识为一体的高级专门技术人才和管理人才,要求学生通过四年的学习不仅要掌握全面的理论知识,而且必须具备较强的实际操作能力,以适应现代能源、电力行业相关领域对高级人才的需求。华北电力大学热能与动力工程专业以国家能源电力需求为建设导向,从方向凝练、人才培养、教学体系构建、师资建设、教材建设、实验室建设等方面进行全方位探索和实践,取得了丰硕的成果。
1.专业建设别具特色,人才培养模式灵活多样
为适应国家能源电力行业发展的需要,热能与动力工程专业依托一级学科“动力工程及工程热物理”博士点,在热能与动力工程和电厂集控运行方向的基础上,拓展专业方向,开设燃气轮机联合循环、核工程与核技术、制冷与空调工程、新能源等专业方向,覆盖主要发电形式,具有鲜明的电力特色。通过与国家大型企业合作,采用“订单+联合”的培养模式,使专业教育符合社会的发展需求,满足了国家对社会紧缺的复合型拔尖创新人才和应用人才的需要,进一步提高高等教育教学质量,推进人才培养模式改革。
2.加强基础、突出能力、注重创新,构建高质量人才培养体系
按照“夯实基础、突出能力、注重创新、全面发展”的指导思想制定热能与动力工程专业人才培养方案,既加强培养学生厚重的基础,又注重培养学生的创新精神和实践能力。近年来热能与动力工程及相关专业方向毕业生的一次签约率超过98%,毕业生因“作风扎实、动手能力强、有较强的创新精神”深得能源电力行业及其他用人单位的广泛赞誉。
3.优化师资队伍结构、积极打造优秀教学团队
高水平教师队伍是专业建设的有力保障。近年来,热能与动力工程专业按“博士化、工程化、国际化”要求进行师资队伍建设,引进急需人才、培养未来人才、用好现有人才,新引进的教师均为名牌高校的博士或博士后,有数名教师在华北电力科学研究院进行为期半年的工程化训练,有计划、分年度派教师赴美国、法国、英国、丹麦、日本等能源和电力较发达国家的高校或研究机构做访问学者。目前热能与动力工程专业教学团队教师队伍职称结构、年龄结构、学位结构合理,2007年被评为北京市优秀教学团队。
4.以精品课程建设为核心打造课程体系,带动教材建设
根据热能与动力工程专业课程建设计划,以创建精品课程为课程体系建设重点,核心课程全部建成精品课程,同时带动热能与动力工程专业的教材建设,有力推动了热能与动力工程专业的建设水平。到目前为止,已建成1门国家级精品课程、7门省市级精品课程、3门学校精品课程;国家“十一五”规划教材3门及其他教材12门。
5.建设特色实验中心,构建分层次、模块化的实验教学体系
热能与动力工程实验教学中心构建了“专业基础-专业-综合-创新”分层次、模块化的实验教学体系,进一步丰富了华北电力大学“四模块”(基础实验模块、校内实践模块、仿真实验模块、校外实践模块)实践教学体系的内涵。2007年8月热能与动力实验教学中心顺利通过北京市教委组织的专家组评审,荣获北京市高等学校实验教学示范中心称号。
三、鲜明特色
华北电力大学热能与动力工程特色专业时刻以国家能源电力需求为建设导向,以其包容并蓄、均衡有道的精神,不断派生出一批新专业和学科方向,并将继续不断强化内涵、扩展外延,满足国家对能源电力不断发展的新需求,具有鲜明的专业特色。
1.突出专业特色和行业特色
华北电力大学热能与动力工程专业以为国家能源与电力工业培养热动专业技术人才和管理人才为主要目标,专业建设紧密结合国家经济和社会发展需求,具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色。
2.支撑学校的大电力学科体系
近年来,热能与动力工程专业针对国家能源结构调整和节能减排工作所形成的新的人才需求,调整和优化了专业方向的设置,从热能与动力工程专业孵化出来的风能与动力工程、核科学与核技术等专业成为华北电力大学大电力学科体系的重要组成部分,进一步提升学校服务于我国能源电力发展的能力和水平。
3.理论与实践教学体系完备,特色鲜明
从复合型人才培养角度出发,建立了以能力培养为主线,分层次、多模块相互衔接的理论与实验教学体系,课程设置实现了系列化、层次化、模块化、厚基础、宽口径,增加学生学习的选择性、自主性,体现“重实践、强能力”的人才培养特色。
4.探索创新人才培养的新模式
积极进行人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法的改革,通过设立“创新人才培养实验班”,采用校企联合“订单式”人才培养模式,为全校本科创新人才培养起到推动和示范作用。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)06-0262-02
“热能与动力工程”专业在1998年教育部专业调整前包含了水力机械及工程、水利水电动力工程、热能工程、热电厂工程、热力发动机、化工过程机械、制冷与低温技术、能源工程等多个学科专业方向的大专业,是我国高等教育工科门类中的一个重要专业,长期以来为我国的经济建设特别是能源工业培养了大量的热能动力工程高级人才。我校热能与动力工程专业早在上世纪70年代开始招生和培养“水力机械”本科人才,1986年该专业开始招生硕士研究生,2003年“热能与动力工程”被批准为四川省品牌专业,在2008年被批准为国家级特色专业。西华大学在五十余年的人才培养生涯中始终秉承“求是、明德、卓越”的校训,坚持培养“具有高尚的人格素养,具有强烈的责任意识,具有扎实的实际能力,具有奋进的改革精神的优秀人才”的人才培养目标。学校面向西南地区,特别是四川省的水电能源开发,培养“热能与动力工程”应用型人才,经过长期的教学和人才培养方案优化与实践、大量的专业教学改革和试点,已基本固化形成了目前具有我校特色的热能与动力工程专业人才培养方案,体现了国家级特色专业人才培养方案的优化与特色的培育。
一、特色专业建设目标与专业建设思路
四川是我国能源大省,水力资源十分丰富,是国家重大水电能源建设基地。大力培养现代水电能源建设的热能与动力工程专业高级专门技术人才,是大力发展水电支柱产业,实现四川水电事业跨越式发展、实施“工业强省”战略的需要。为了适应国民经济发展以及四川能源建设和西部大开发的形势,作为省属综合性大学,专业人才的培养目标应紧密结合四川省的经济建设、社会发展及学校的实际情况来确定专业的建设目标和发展思路。“热能与动力工程”国家级特色专业建设的整体目标是:秉承“宽口径、厚基础、重实践、适应企业需求”的办学思想,坚持以为四川、西部地区乃至全国的地方经济、科技、社会发展服务为宗旨,立足于用新技术、新思路、新模式等改造和提升专业,培养新世纪水电能源建设所需的高级工程技术和管理人才。力争把本专业建设成为四川省地方高校中有影响力的特色专业,在水电能源建设领域内达到省内领先、国内先进,形成较明显的专业特色和优势。特色专业建设思路:以提供四川省“大力发展水电支柱产业”人才支持为思路,以实施四川省“工业强省”战略为指南,以教学团队建设为根本,建设一支具有改革创新意识、热爱热能与动力工程专业教学、理论与生产实践知识相结合、教学经验丰富、师德高尚、既能开展高水平的科学研究又能从事专业教学的教师团队;以课程建设为基础,以课程教学改革为动力,以学科建设和科学研究为龙头,优化构建热能与动力工程专业的人才培养方案和课程体系结构;在师资队伍团队建设、课程教学改革的同时,根据本学科专业发展的新动向和行业所提出的新要求,更新教学内容,建设具有本校特色的专业课程教材;以建设教育部流体动力机械重点实验室和四川省流体机械省级重点实验室为契机,强化实践性教学环节,积极建设校内外的生产实习基地,探索并建立学校和企业共同参与的学生实践能力培养模式、考核评价机制,全面提高人才培养的质量是特色专业建设的核心。
二、培养方案的优化与应用型人才培养特色的体现
在2010年新一轮人才培养方案调整前,我们首先在调研全国类同我校开设的热能与动力工程专业及方向的高校教学计划的基础上,根据我们自身专业的办学实践以及国家在西南地区对“热能与动力工程专业”人才的社会需求,结合学校新的本科人才培养计划的调整,对原有的培养方案进行大胆的改革优化,将本科人才4年的培养计划分为五大人才培养模块,即:人格与素养课程群、表达与理解课程群、发展基础课程群、专业与服务课程群、研讨与探究课程群,将原来的课程教学计划按照这五大模块进行归类优化,并科学地分配各个模块的学分比例,见表1所示。
我校该专业主要侧重于水轮机、水泵设计、制造、水电站机电设备运行维护与管理人才的培养,在人才培养方案中自始至终贯穿水力机械的设计与制造技术为主线,注重水力机械及工程、水利水电动力工程两个专业方向的课程在人才培养中课程的互选与知识的融合,建立水力机械及工程设计制造以及水利水电动力工程设计、运行、维护与管理合二为一的人才培养体系特色,从机组的选型设计、结构设计、生产制造、安装检修、运行维护与管理等各个方面理论联系实际,同时还注重相关专业知识的融合,如水文、地质、水工建筑、施工以及电站监测等。因此,毕业的学生主要集中在水轮机、水泵设计制造企业、水电工程设计院、工程局、各大中小型水电站。在课程内容设置上,着重强化两个专业方向的理论教学与实践教学的相辅相成、相互渗透,进一步突出对专业知识综合运用的能力、系统工程设计的能力、创新能力与工程实践能力的培养。其中,理论教学环节的五个课程群中分别设置了必修、选修课,在专业与服务课程群中又分别设置了核心课程以及各专业方向的选修课程,两个专业方向上的可相互替换课程供学生选择,能较好地满足学生个性的培养。
三、专业实践性教学环节改革实践与应用型人才培养特色的体现
国家级特色专业“热能与动力工程”的主要专业性实践教学环节有:专业认识实习、专业课程的实验、专业课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等,专业实践性教学环节主要是充分利用该专业较好的校内实验室条件和校外实习基地,在实践性教学环节内容和实践教学模式方面进行如下大胆的优化改革与实践。
1.充分利用校内资源,建设专业校内实习基地,全天候向学生开放。该专业的学科基础好,该专业所在的学科是四川省重点学科,该专业的实验室始建于1974年的学校水力机械实验室。历经三十余年的发展和历史积淀,经过几代人的艰苦创业和辛勤工作,创立了今天实验室建设与发展的坚实基础,该专业的水力机械实验室依托于教育部与四川省共建的流体动力机械实验室、流体机械及工程四川省重点实验室、流体机械四川省高校重点实验室、四川省水电工程示范中心、学院实验中心等,拥有较好的教学科研条件,装备有大型流体机械试验台、B级泵阀试验台、多相流动试验台、三维PIV测试系统、三维激光多普勒测速及粒子动态分析仪系统、三维热线/热膜风速计、高速摄影机、频谱分析仪系统、水利水电工程仿真系统、智能建筑仿真系统、流体机械虚拟产品开发平台、Fluent流动计算分析软件等国内外先进水平的教学和科研设备,本专业的学生可全天候到实验室开展现场参观教学、专业课程实验、专业课程的设计、毕业设计。专业实验室为学生的校内实习、实践提供了有力的保障。
2.充分利用校外资源,建设专业校外实习基地群,并聘请校外兼职教师指导生产、毕业实习和毕业设计。该专业充分利用办学历史较长、有较好的校友资源的优势,在校外建立了二十余个专业实习基地群,并在实习基地聘请了一批实践经验丰富、理论水平较高的本专业的老大哥或老大姐。如在重庆水轮机厂我们聘请的邱江维副总、高工,宜宾富源水电设备制造有限公司的赵爱民副总、高工,东电集团东风电机股份有限公司的胡江鸿总经理、高工,东电集团东方电机股份有限公司的石清华副总、教授级高工、四川华电瓦屋山水电开发有限公司的赵勇副总、厂长等等,有了他们的帮助与指导较好地解决了该专业两个方向的生产、毕业实习和毕业设计。
3.探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。由于实习基地单位的生产任务普遍较重,很多实习单位均把接待实习变成了一定形式上的参观学习,根本不让学生在现场动手。于是,我们利用聘请校外实习指导教师的办法,在实习基地聘请具有专业技术特长的专家、具有丰富管理经验的领导作为学生生产、毕业实习、毕业设计的指导教师,成功探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。同时,校内指导教师和校外指导教师相互密切配合,有效提升了校外现场实践性教学环节的质量。如我们在实习现场进行水泵(叶轮)的木模制作工艺教学时,就邀请企业具有丰富木模制作经验的工人师傅为指导教师,现场给同学们进行制作讲解,同学们再自己动手现场制作,通过这一学习过程,不仅同学们掌握了有些书本上根本找不到的技能,而且锻炼了同学们的实际动手能力。在水电站的实习中,如果没有校外指导教师的现场指导,光有校内指导教师,同学们根本就不可能完成水电站机组的开停机操作,以及日常维护检修跟班操作等实习项目。
4.积极倡导学生参与到教师的科研项目中,教师将科研项目引入到学生的毕业设计题目中。在热能与动力工程专业的学生中,已基本形成了一股好的学风,同学们积极与专业课程教师联系,积极参与到教师们的科研课题组中去,教师们也非常愿意本科生同学参与研究工作。如同学们参与宋文武老师的红岩子水电站协联关系曲线的现场测试工作项目,参与符杰、曾永忠老师的水轮机水泵CFD分析计算等课题,近年来学生毕业设计的题目中,教师的科研真实题目多了,结合毕业生就业需求课题的题目也多了。
5.积极鼓励本科生与本学科专业的研究生共同学习。学院为每一位本专业的研究生配有研究学习室,这些研究室均是开放的,同时也对本专业的本科生开放,本科生可以进研究室与研究生一道共同学习。我们还为西华大学西华学院的热能与动力工程专业的学生在研究室提供学习的地方,直接参与到研究生的科研项目研究中去,共同学习与讨论。
6.丰富学生第二课堂,培养学生的创新能力。在丰富学生第二课堂,培养学生的创新能力方面,我们积极鼓励学生参加国家、四川省、学校的各种科技竞赛活动,如大学生“挑战杯”、“西华杯”、“科技创新月”等竞赛,学院制定了相关的鼓励政策,已经取得十分可喜的成绩。
在热能与动力工程国家级特色专业人才培养方案优化构建和专业实践性教学环节改革实践的过程中,我们首先考虑了国家对热能与动力工程培养应用型人才知识结构的需要,同时在人才培养方案中尽量体现和彰显我们自身学科专业的优势,合理定位该专业的办学目标和办学思路,力求办出自身的专业特色,避免该专业与其他学校同样专业的同质化,有利于我们培养出来的该专业学生在激烈的市场竞争中有用武之地,提高社会对该专业学生的认可度和接收度,实现国家级特色专业建设的初衷和出发点。
参考文献:
[1]余燕,李庆刚.加强实践教学环节培养学生创新能力的探讨[D].西华大学2012教研教改论文集,北京:高等教育出版社,2012.
主管单位:湖南省教育厅
主办单位:邵阳学院
出版周期:季刊
出版地址:湖南省邵阳市
语
种:中文
开
本:16开
国际刊号:1672-7010
国内刊号:43-1429/N
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:2004
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【基金项目】本文系2013年哈尔滨工程大学教学改革项目“基于创新型人才培养的《燃料与燃烧》教学模式改革研究与实践”(JG2013YB09)的研究成果。
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)18-0057-02
现代社会能源主要来源于化石燃料的燃烧,能源短缺已成为世界各国面临的迫切问题,寻求新型燃料以及研发高效低污染燃烧装置已成为各国面临的重大任务。 “燃料与燃烧”是一门研究化石燃料及其燃烧规律的传统学科,同时又是一门反映最新燃料及燃烧技术,并与之保持同步的新学科。
作为高等院校热能与动力专业方向的重要专业基础课,“燃料与燃烧”以“高等数学”、“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等传统基础课程的知识为基础,由于涉及学科多,应用知识繁复,与其他基础课程相比,具有课程理论难度大、跨度大、知识点多且零散和对数学要求高等特点[1,2]。为此,针对我校热能与动力工程专业人才培养特点和要求,结合多年教学实践经验,对“燃料与燃烧”课程教学内容的制订及教学手段的选择提出自己的建议。
一、课程内容及特点
1.课程内容
“燃料与燃烧”包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃料的着火理论、火焰的传播与稳定理论、预混燃烧理论和扩散燃烧理论等基础理论,液体燃料、固体燃料的燃烧过程及其经典的模型等教学模块;课程主要包含:(1)燃料、(2)燃烧过程的物质平衡与热平衡、(3)化学反应动力学、(4)燃烧系统守恒方程、(5)着火和燃烧界限、(6)预混气的燃烧、(7)层流预混火焰、(8)层流扩散燃烧、(9)气体湍流燃烧、(10)液体燃料的扩散燃烧、(11)固体燃料的燃烧、(12)燃烧污染与防治、(13)船舶动力装置的燃烧等教学内容。
2.课程特点
实际燃烧过程涉及质量、动量和能量的交换和变换,涉及燃料和氧化剂之间的化学反应,具体过程十分复杂。“燃料与燃烧”课程知识点多、理论性强、学科交叉性强。因此,一方面,该课程的学习要求学生很好地掌握前期“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等专业基础课程的内容;另一方面,该课程的学习又可以促进了学生对上述课程知识点的理解。
“燃料与燃烧”课程理论性强、知识涉及面广,是一门典型的理论和实验相结合的学科。由于燃烧过程的复杂性,截至目前,燃烧科学的研究仍然以实验研究为主。先进诊断技术的不断出现使得燃烧实验获取的数据更加可靠、准确[3]。20世纪以来,着火模型、火焰传播理论、反应流体力学和计算流体力学等的建立使燃烧理论有了长足的发展。并且,随着大型计算机的出现,使得采用数值模拟方法研究燃烧过程已经成为发展趋势[4],这些都有力地促进了燃烧技术的发展。但这些理论模型对于本科生而言很难理解。这就要求授课老师探索适合本科生知识结构及认知水平的教学内容和教学手段。
二、教学方法
1.教材的选择
“燃料与燃烧”这门课程知识点多、理论性强、概念抽象,如何上好这门课,选择适合的教材是非常重要的环节。好的教材有利于制订合理的教学内容和教学计划,可以有效促进教师的教学和学生的学习。目前市面上发行的教材主要有国外教材的国内翻译版和国内教材两类,比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及国内顾恒祥编著的《燃料与燃烧》教材和严传俊的《燃烧学》等,这两类教材各有特点。合适的教材应该能够与学生的知识结构及认知能力相适应,与该课程的教学目标相适应[5]。
针对本课程的特点,教材的内容要全要新,应能够较好地反映当前燃烧理论发展水平及技术发展现状。教材内容应当包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃烧物理基础、预混燃烧及扩散燃烧、液体及固体燃料的燃烧等。由于是面向本科生的教材,应当内容简单易懂、表述深入浅出、实例丰富直观、结构逻辑清晰,能有效衔接理论分析与工程实例,这样才能提高学生学习兴趣。目前国内出版的《燃料与燃烧》教材要么理论性太强,要么涵盖内容不全面,要么内容深度不够,总之都存在这样或那样的问题。为此,根据我校本科热能与动力工程专业方向学生培养的目标和特点,我校“燃料与燃烧”课程组的老师编写了适合我校学生使用的《燃料与燃烧》教材,该教材系统地阐述了燃烧的基本原理和理论;详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法,详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学,着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧;最后,为及时反映燃烧技术的最新研究进展,增添了新型船舶动力装置所采用的燃烧技术[6]。在教材的编撰过程中,大量引用了我校教师及研究生们的研究成果。教材针对性强、内容新颖,强调了“燃料与燃烧”课程的理论性和工程应用性,培养了学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。
2.教学内容设计
“燃料与燃烧”课程教学内容应该具有目标性、实效性、科学性、启发性,为此在其教学内容的设计过程中,应该注意以下几点:
①内容要重点突出。“燃料与燃烧”课程内容包括化学热力学、反应动力学基础、着火理论、火焰传播与稳定理论、液体燃料及固体燃料的燃烧等部分,但在各部分内容的讲解上要有重点。课程中化学热力学和化学动力学基础是整个课程的理论基础,讲解内容包括化学平衡、热化学、化学反应速率、质量作用定律、反应级数、活化分子碰撞理论及链锁反应理论等。其中,化学反应速率、质量作用定律、阿累尼乌斯公式和链锁反应理论可作重点讲解。关于着火理论,授课重点放在闭口系统着火理论模型的建立和结果分析上,并分析燃烧放热量和散热量随温度的变化曲线,确定着火温度与初始温度、物理化学因素和散热强度的关系。对于火焰传播与稳定理论,授课的重点在火焰传播概念、气体的动力燃烧与扩散燃烧及火焰稳定的基本原理与方法的讲解。对于预混燃烧,授课的重点在瑞利公式、郎肯-雨果尼奥公式的推导,以及爆震波、缓燃波的性质,并分析层流火焰的传播速度。对于扩散燃烧和液体燃料的燃烧,重点在伯克-舒曼理论、燃料射流的唯象分析、液体燃料的雾化、蒸发模型及液滴的质量燃烧速率。对于固体燃料的燃烧,碳的燃烧化学反应及碳粒的燃烧速度可作为授课重点。
②理论与实践相结合。“燃料与燃烧”是一门理论性及实践性都很强的学科。课程涉及的相关理论模型比较抽象,不易掌握。因此,该课程的教学内容必须与工程或生活实践紧密结合。在课程教学内容设计过程中必须将理论与具体工程案例或燃烧相关生活案例相结合,以具体案例作为切入点,将复杂抽象的理论概念穿插到生动、具体的案例中进行讲解。对于热能与动力专业的本科生,笔者结合船舶柴油机,利用燃烧学理论讲解燃烧室结构设计、燃油燃烧过程、过量空气系数、着火等这些具体设计方案背后的理论依据,从而强化对燃烧理论的理解;结合汽油机和柴油机,讲解点燃和压燃,讲解不同燃烧方式对汽油机和柴油机的影响,讲解烃类燃料着火点和自燃点的区别;结合家用燃气灶台,讲解燃料的扩散燃烧。通过以上措施,使学生课本理论与实践统一。
3.教学方法设计
①采用启发式教育。在“燃料与燃烧”课程教学过程中从学生的知识结构及认知能力出发,结合具体的教学内容和教学目标,采用提问、讨论和案例分析等多种方式,让学生参与教学过程,激发学生的学习热情,使他们在活跃、开放的教学氛围中理解掌握燃料与燃烧相关的知识点,并逐步掌握应用相关知识点分析解决实际问题的能力和提升团队合作能力。
②多媒体与板书的有机结合。随着计算机技术的发展,多媒体技术已成为课堂教学的重要手段。多媒体教学课件图文并茂、内容丰富、信息量大。就“燃料与燃烧”而言,燃烧过程细节可以被生动地显示出来,危险实验也可被充分地展示出来,使学生能够更加深刻、有效地理解相关燃烧理论和燃烧过程。但是,使用多媒体技术授课,老师讲课速度加快,课程信息量增加,学生课堂紧张度增加,易造成学生的思维跟不上授课速度,影响教学效果。板书比较灵活,便于控制授课节奏,适合于讲解复杂理论模型,教师在授课过程中,可以通过板书引领学生的思维,进行详细的讲解和推导,学生易于理解和融会知识。但是,板书速度慢、效率低。因此,在“燃料与燃烧”课程教学过程中,将多媒体教学与传统板书有机结合,扬长避短,充分发挥各自优势,以达到最佳的教学效果。
③多种考核手段的结合。在教学过程中,采用多样化的考核手段,了解学生对课程知识点的掌握情况,督促学生的学习。平时成绩、课堂提问、课后作业、案例分析、阶段考试和小论文等都可以作为考核手段。但无论采用何种形式的考核手段都应当从激发学生的学习热情、提高学生的学习效果和增加学生对本课程本专业的认识出发。
三、结论
综上所述,“燃料与燃烧”融合了“大学物理”、“工程热力学”、“传热学”、“流体力学”、“气体动力学”和“高等数学”等课程的知识。在教学过程中应点面集合,重点突出,理论联系实际,加强对学生实践能力、团队合作能力和创新能力的培养,不断更新教学内容。同时,作为老师,需要不断学习,及时掌握该课程新的知识点,及时更新教学内容。
参考文献:
[1]邓文义,苏亚欣. “燃烧学”课程建设与探讨[J]. 中国电力教育, 2012(27):70-71.
[2]苏磊. 燃烧学-教学有感[J]. 中国科教创新导刊,2009(34):134.
[3]Kuo, Kenneth K. Principles of Combustion
[4]严传俊, 范玮. 燃烧学[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 2008.
[5]王保文, 王为术, 高传昌. 电厂热能动力工程专业“燃烧学”教学内容设计[J]. 中国电力教育, 2010, (30):100-102.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0124-02
一、背景
为建设创新型国家、增强国家的核心竞争力和综合国力,教育部于2010年6月正式启动“卓越工程师教育培养方案”(简称“卓越计划”),以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量国际化工程技术人才[1]。被誉为“工程师的摇篮”的哈尔滨工业大学成为首批61所“卓越计划”试点实施高校之一。2011年,热能动力工程等21个工科专业成为“卓越计划”试点专业。为实现建设与哈尔滨工业大学发展相适应的大学校区的奋斗目标,保持与校本部一致的人才培养模式,威海校区于2015年正式启动“卓越工程师培养方案”工作。
哈尔滨工业大学(威海)热能与动力工程专业原为内燃机专业,创建于1988年,由哈尔滨工业大学与中国第一汽车集团公司联合办学,旨在按产学研相结合的模式培养汽车工业领域高级人才。2015年更名为能源与动力工程专业,是目前威海校区的特色专业和主导专业之一。在“卓越计划”的背景下,如何继续发挥该专业的特色和优势,培养新型卓越工程人才,培养方案的改革是非常值得探索与实践的。
哈尔滨工业大学(威海)能源与动力专业主要致力于内燃机的设计及制造、传统能源的利用及新能源的开发,是一门工程性较强的专业,学生主要的就业方向为汽车制造厂、发电厂、内燃机厂、锅炉厂、大型机械厂等。据专业近5年的就业统计数据显示:本科生毕业后进入汽车企业及电力企业从事产品制造及工程设计等工作的比例约为60%,从事本专业科研工作的比例仅为8%。由此可见,目前社会能够提供的科研工作岗位非常有限,从而造成了人才培养与社会需求的严重脱节。为了加快推进“卓越计划”的进展,培养新型合格工程技术人才,能动专业培养方案的改革已迫在眉睫。
二、培养目标
本着“卓越计划”的“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,同时遵照哈尔滨工业大学“卓越工程师培养方案”的基本思路:弘扬传统、与时俱进,科研支撑、校企联合,强化实践、突出特色,面向世界、培育英才。威海校区能源与动力工程专业结合专业特点,以“夯实基础,突出特色,注重能力”为基本原则,强化工程意识、工程素质、工程实践能力、自我获取知识的能力、创新能力及组织管理能力,培养具备动力机械及系统研发技能和应用技术,能在工业、国防等领域从事动力机械及工程研发、新能源开发利用、系统优化设计、应用管理等工作的高级工程技术人才。
三、培养模式
1.“3+1”嵌入式校企联合培养。在“卓越计划”的宏观指导下,能源与动力工程专业结合目前的实际情况,采取“3+1”嵌入式校企联合培养模式,不是孤立的3年校内学习和1年企业实践,而是逐步融合、相互交叉的校企嵌入式联合培养。前3学年,培养方案将传统的双学期制改为三学期制,每学年的最后4~5周为小学期。小学期主要安排卓越专项选修课程、企业认知实习、制造工艺课程设计、生产实习等实践教学环节,通过总量控制,最终实现校内学习累计3年,校外实践累计1年。这种多形式、多层次的嵌入式实践环节,能够循序渐进地增加学生对专业的感性认识,体验和感知本专业对知识、能力、素质方面的要求。
在整个实践环节中,企业学习阶段是核心和关键的部分。在此,学生主要完成以下三方面的任务:一是生产实习,实习岗位主要在企业的培训部门和生产车间,了解并分析实习单位主要产品的开发方法和生产流程。二是综合设计,在生产车间和产品开发部门进行内燃机或锅炉制造工艺设计及相关课程设计。三是毕业设计,根据企业的具体设计、改造、开发、攻关等任务,学生参与其中,选择某一子任务为毕业设计题目,严格坚持“一人一题”的原则,实现“真题真做”,且同一选题五年内不得重复使用。毕业设计要求由校企双方共同负责进行过程管理和考核,包括立项、中期检查、结题和毕业答辩,所有考核环节均在企业中进行,并由校企双方共同组成考核小组和答辩委员会。
2.双导师制。“双导师制”是“卓越计划”得以顺利进行的重要保障。优先聘请具有企业工作经历的教师担任专业课的主讲教师,同时从企业聘请兼职教师来校任教。大中型企业的工程师具有丰富的工程经历,并掌握较先进的工程技术,是补充“卓越工程师”培养教师队伍的主要资源。本专业长期以来一直与国内知名企业进行长期的科研和教学合作,其中包括第一汽车集团公司、沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司、山东潍柴动力股份有限公司、威海华能电厂、上海锅炉厂等企业,目前已聘请3名具有教学经验的高级工程师补充“卓越工程师”教师队伍,担任相关专业课的教学任务。同时,加大专业教师企业培训强度,根据课程设置和学科发展规划,有计划指派具有硕士以上学位的年轻教师到企业带薪工作,直接参与企业的科研、生产和管理活动。
四、课程体系
课程体系的改革与重组是落实“卓越计划”各项改革和创新的基本点。根据能动专业的工程师培养要求,改革传统的、陈旧的教学内容,增加新兴科学技术和工程应用知识,建立适应卓越工程师培养的知识体系,为此增加了卓越专项选修课程,融合学科基础课程,减少专业基础课数量,增设专业选修课。具体课程学分、学时学分分配见表1。
五、评价考核
考核评价体系的缺乏和不科学会使卓越工程师培养质量难有科学标准和保障,会导致人才培养质量的参差不齐[2]。因此,考核与评价机制的建立必须以学生实践能力评价为主体,注重对学生的工程能力、组织能力、团队合作能力、人际交往能力、国际视野等方面的达成度的评价,这需要学校、企业及社会多方面共同参与完成。
实践环节的评价是考核评价体系的重中之重。实践环节总成绩由四部分组成:生产实习、工艺设计、专业课程设计和毕业设计,各部分的成绩由学校和企业指导教师的综合评价。企业指导教师对学生的综合评价由企业指导教师组织企业技术人员对学生在企业实践培养期间的平时工作表现、工作能力、解决生产实际问题的能力,该项成绩占各部分成绩的30%;报告(包括图纸、毕业论文)占各部分的40%;答辩成绩(答辩委员会由校企联合组成)占30%。最终实践总成绩按百分制计。
六、结语
为培养符合“卓越计划”要求的合格工程技术人才,本文针对哈尔滨工业大学(威海)能源与动力工程专业的培养方案提出了一些改革措施和探索。实际上,培养计划的改革是一个循序渐进的过程,需要学校、企业和社会的共同努力才能完成。目前,由于该专业“卓越计划”刚开始实施,还需要在实践中逐步探索、检验并完善。
二、统筹兼顾构建教学体系
针对“锅炉设备及检修”课程的特点,要求授课教师在该课程授课之前,在做教学计划时,就要求教师要精选教学内容,要求授课教师在结合教学大纲要求的同时,能根据高职学生的教学特色,一方面照顾知识面的广度,另一方面要注重基本概念和基本原理的深度,同时要兼顾任务驱动式教学方法中的师生互动,培养学生对该课程的兴趣。“锅炉设备及检修”的重点和难点是制粉系统和燃烧系统,教学计划中应该相应增加学时数量。当学生首次接触到热力系统,由于热力系统中各种设备较多,结构复杂,功能多样,管线连接密如织网,不容易记忆,教师在上课时一定要借助相关的教学软件,采用多媒体课件教学,针对各种设备结构及功能比较以及对系统和系统之间比较进行讲解,从而加深学生的理解。为了合理利用多媒体手段辅助教学,教师在备课时一定要把收集到的和在电厂拍摄到的许多图片反映到课件里,收集大量的图片、动漫和视频,制做内容丰富、通俗易懂、重点突出,详略得当的多媒体课件,这样就可以很形象地讲解电厂锅炉原理和关键设备结构,在教学中取得了很好的效果。课件的另一个优点是可以很方便地及时进行更新,我们可以不断地把从电厂得到的最新技术动态和设备图片添加到课件中,或针对不同电厂的锅炉设备特点进行有针对性的内容调整,从而使教学更有针对性。虽然多媒体教学能够有效扩充和丰富教学内容,但仍然有“站在锅炉旁不知道锅炉在哪里的现象”。其原因在于电厂锅炉设备庞大,教学过程中学生很难把握住整体与局部的关系。模型教学的直观性则可以有效地提高学生的感性认识,增强教学效果,是提高该课程教学的有效途径。热能动力实验室陈列典型的教学模型有:200MW热电联产全厂模型、300MW锅炉模型、全厂模型和600MW锅炉模型等,因此,为了让让学生能从不同角度、不同层次了解和掌握锅炉的结构、功能。教师上课不一定要局限于教室,有时可以选择在模型室。在授课时间和实验室开放时间,学生可随时参观模型。还有很重要的一点,尽量多提供让学生到电厂实践学习的机会。比如,我们学院前后安排了本专业学生的电厂认识实习和生产实习,并安排上该课程的专业老师带领,这样,在学生实习过程中,随时解答学生的提问,帮助学生及时理解和掌握相关知识,这对于学生来讲是一个很宝贵的机会。这样实质性的实习,不仅可以让课本理论与实践相结合,使学生能够感受到具体东西,实实在在的锅炉及其他的辅助设备等等。还可以增强学生的认知能力,同时也为未来的工作打下一定的岗位基础。有了这样的经历,学生就不再感到老师在讲“天书”,天马行空,不着边际。纸质教材、多媒体课件、模型教学和电厂实践学习构成了较为完整的教学体系,充分保证了这门课程的教学质量和学习效果。
三、动手动脑注意知识点的联系和巩固
作为专业课程,“锅炉设备及检修”课程的教材各章节后一般不附思考题和计算题,学生在课后的练习机会很少。如果课后学生不主动复习,课前又缺少预习,则容易出现授课及学习效果都比较差的情况。讲授内容难以巩固成为学生掌握知识的瓶颈,更别说学以致用,理论联系实际了。针对这种情况,教师可以在每次课后把下一次课的主要内容以思考题的形式发给学生,要求学生自学,这是督促学生课前预习、提高学生自学能力的重要手段。为了增强预习效果,可在课堂讲授前针对上次课预留的思考题进行探讨,必要时可以采用提问检查等手段。由于有思考题做引导,学生的自学积极性一般都比较高,自学方向也比较明确。讲授时,教师可根据思考题,配合教科书,结合工程实际,有选择、有重点地作一些讲解,从而加深学生对基本概念的理解和掌握。如果应用得当,学生配合积极,则可以起到花费课时少而讲授内容多、课堂容量大。针对课后练习少的情况,应由授课教师适当增加课后计算题。例如在讲授完第二章燃料及燃料燃烧计算,针对不同基准的换算关系、煤的高低位发热量的关系、折算水分、折算灰分、折算硫分、理论空气量、过量空气系数、锅炉漏风系数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓计算等知识点,安排一次2学时的习题课,习题课结束后,针对习题课的内容,留一部分课后作业,批改完之后,针对典型的错误,进行讲解,巩固学生们所学的知识。在各个章节尽量多地给出前沿研究方向,并与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是教学活动的实际体现,它要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证,并提出自己的观点与修正意见。在保证完成基本教学任务与作业后,期中与期末布置两篇阶段性的小论文或读书报告,阶段性的小论文或读书报告体裁不限,可以是阶段性的学习心得、总结、综述、专题等。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。以小论文或读书报告的形式来反映学生知识的掌握程度与扩展情况以及创新思维的发展,并以此作为期终考试成绩的一部分。这种方法既考察了学生的学习情况,增加练习,同时为毕业设计和实践教学打下坚实的基础。在全课程预定内容讲授完后,进行全面系统的复习,可以使学生对电厂锅炉有一总体概念,这样可以巩固所学知识,并为随后的课程设计和毕业设计打下坚实基础。“锅炉设备及检修”课程基本概念多,涉及到的知识面广,学生难免会出现边学边忘的现象,抓好期末复习,是保证教学效果的重要一环。
四、严格要求,定理定义务必要牢记
对于工程类教材,“锅炉设备及检修”课程教材和规范中条文描述抽象,学生学习时易感觉枯燥,难以理解、记忆。针对这种情况,教师应改变传统的在黑板上板书讲授方式,多用多媒体及电子教案,从而节省出板书时间,用于解释条文和规定的背景及相关知识,使学生理解条文的来龙去脉,加深记忆。可用图形、动画、照片或者视频资料等多媒体手段来表达条文的具体内容,更直观,便于学生理解。在开课之初的绪论部分,要讲清楚电力工业在我国国民经济中的重要作用。电力工业从一个侧面反映了国家经济实力的强弱,由此作为切入点激发学生的学习热情,提高学生的敬业精神和爱国热情。鉴于本课程在电厂中所处的地位与作用,教学工作者必须具有严谨的工作态度、扎实的基础理论知识和实际应用能力。因该课程涉及以前所学的各门专业课程,如“热工基础”、“泵与风机。因此,教师在上课时应该注意在讲授时与学生的互动中了解学生对以前所学知识的掌握程度,授课方式也应相对灵活,要帮助学生复习和回忆已学专业知识,否则没有相对坚实的专业基础,要掌握该课程的内容也很困难。
五、任重道远,授课效果对学生的影响深远
目前超超临界火电机组的中低压管道泛指设计压力
1 中低压管道现场化集中化工艺配管:
在施工前期,现场不具备安装条件时,将中低压管道系统在组合场内进行预先配置组合,减少现场安装的施工工作量,加快施工进度,改善安全文明环境,提高管道安装精度及内部清洁度,保证安装质量。将现场大部分安装工作提前在配置场做,解决以往工程待厂房内施工条件具备后,才能在安装地点周围进行下料、组合和安装,可将管道预制安装与土建施工并行,缩短工期,降低施工成本。现场集中化工艺配管可将中低压管道施工周期提前1-2个月,大大节约施工成本,避免了常规安装方法文明施工差、交叉作业多、作业面相互影响等弊端。
现场集中化工艺配管在满足现场运输和吊装条件下,要尽量加深管段的预制深度,预制焊口数要达到总数的50%以上,能将原材料检验、测量、下料、坡口、对口、焊接、标识等各项作业形成流水线作业,保证管道预制安装程序化、规范化、模式化,提高中低压管道安装效率和效益。
1.1 操作要点:
现场集中化工艺配管是充分利用管道预制场地的机械设备和环境等有利因素,配备专用的配管工器具(切管机、坡口机、热处理机、自动喷砂装置、埋弧自动焊机等)进行机械化生产,施工工艺美观,质量可靠,精确度高,施工速度快,可有效提高管道加工精度,保证管道后续安装应力小,避免泄露,确保管道的安全运行。
现场集中化工艺配管遵循“设计允许、安装方便”的原则,所有管道规格DN≥80mm的管道系统都要进行二次配管设计并进行集中化工艺配管。中低压管道工艺配管设计除机务专业外还应结合热工专业、焊接专业综合考虑各种安装因素和规范标准要求,保证配管正确性及完整性。
1.1.1 配置场地及施工机具准备
1)根据机组施工总平面布置图要求、管道工程量及工期计划安排,规划管道预制场地,场地应配置龙门吊等吊装机具,便于管道吊装运输。
2)根据工程特点及需求情况在配置场内配备喷砂装置、焊机集装箱、热处理集装箱、切割机、坡口机、钻床等机加工设备,按下料、组对、焊接、检验等工序形成流水生产线作业。
1.1.2 配管设计
1)配管设计时应综合考虑管道及管件的布置、阀门的位置、疏放水点、放气点、取样加药点、热工测点(包括调试、性能试验、运行)、流量测量装置和支吊架位置及形式等,二次配管设计必须以设计院提供的正式蓝图为基准。
2)配管设计时弯管、管件、阀门、流量测量装置等零部件尺寸应以现场测量的数据为准,尽量将现场焊口位置靠近现场安装平台,并考虑安装用调整段并应考虑到系统冲洗、吹扫等临时接口,还应考虑到现场起吊重量和空间的限制。组合段内如果有阀门,应等阀门两侧组合段喷砂除锈后再与阀门组合。
3)为了便于施工,配管图应有平面图和轴测图,图上应显示:管件、阀门管道附件、支吊架、放水、放气点、接管座、热工测点、性能测点等位置和相应尺寸。管段详图上应有材料明细表,标明其规格、材质、编号、长度及重量等,并标明每段钢管所在的系统的编号,标注该管段两端接管位置和介质流向。
若组合段较为复杂,开孔较多,且开孔位置不是位于组合段正上方或者正下方。应增加单件管道图以及开孔断面图,标注清楚开孔位置、角度及尺寸。
4)确定单件分段管道总体尺寸及焊缝位置时,应满足以下要求:
配管程序中的排料优化原则,使管材得到充分的合理利用。焊缝距弯管起弧点不小于钢管外径并不得小于100mm。两个相邻焊缝间的距离不小于钢管外径并不得小于150mm。焊缝距离支吊架管部边缘不小于50mm,对于焊后需进行热处理的焊缝,距离支吊架管部边缘不得小于焊缝宽度的5倍,且不小于100mm。焊缝距离管道开孔边缘不小于150mm。对位于隔墙,楼板内的管段不得设置焊缝。在确定单件分段管道的总体尺寸时,要考虑运输和吊装位置条件的限制;还应考虑其刚度能保证吊装后不致产生永久变形,若组合件刚度不够,必须有增加刚度的措施,以免吊装组合件变形。
1.1.3 配管管道下料、组合工作
1)焊接坡口宜采用机械加工。型式和尺寸应按《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接技术规程)》的规定加工。
2)焊件在组装前应将焊口表面及附近母材的油、漆、垢、锈等清理干净。每侧10~15mm打磨出金属光泽,并检查无裂纹、杂质等缺陷。
3)坡口宜采用机械加工的方法。如采用热加工方法(如火焰切割、等离子切割)下料,切口部分应留有机械加工余量,以便于除去淬硬层及过热金属。
4)焊接
配管焊接为提高工作效率可采用埋弧自动焊和手动焊接相结合的方法。焊接施工过程结束后,及时委托金属检测单位及时检验。
5)喷砂处理
在配置场地组合好的管道直径φ89mm及以上的碳钢及合金钢管道全部喷砂除锈;不锈钢管应检查内部情况,保证清洁无杂物。对于对空排气管道、对外排污管管子,管内无严重锈蚀和杂物时可不做处理。
配管场地内应准备喷砂设备一套。喷射石英砂对管道及管件内部进行喷砂除锈,喷砂时不允许停留在某一部位时间过长,喷砂后工件表面应露出金属光泽,无锈蚀及杂物。
6)配管的管段标识
配管管段应标识清楚、明了,便于现场的辨识及安装。采用喷漆方式在管段上明确标示系统编号、管段号、规格、材质及流向。
7)管口封堵
管口应封堵严密,采用橡胶封头或彩条布包裹用胶带封紧的方法,以防止异物或灰尘进入或在运输及存放的过程中发生锈蚀和碰撞。
2、调整支吊架及管道合理安装顺序:
厂房具备施工条件后,一般首先进行设备就位安装工作(凝汽器、高加、低加、除氧器、汽泵等转动机械的就位工作)。期间可考虑首先进行高低加排汽、轴加排汽、汽封排汽、辅汽联箱安全阀排汽、除氧器排汽等管道施工。(上述排汽管道一般沿柱子垂直布置,不需要等待平台交安,可提前安排施工)。
零米层应首先进行地埋管道安装,其中要提前策划辅机设备放水管道及中低压管道放水、放气等小口径管道终端疏水箱的安装位置与接口,并布置在靠近通道或者进出方便易于观察的位置,疏水箱底部放水管道采用DN50~DN80碳钢管道与地埋的无压放水母管接通,要避免以往工程小口径管道施工时终点位置不确定,布置杂乱无章,做完零米地面后发现放水口再进行二次开挖,浪费人力物力拖后工期的落后的施工方法。
施工现场具备安装条件后,需及时将预置场地内配置好的管道运至安装位置进行组合安装。一般根据机组试运顺序,优先考虑凝结水、开式水、闭式水、高低加疏水、中低压给水、辅助蒸汽等系统施工。
支吊架根部应先于管道施工,可作为施工吊点,减少焊接临时吊点,提高临时悬吊的安全性。中低压管道支吊架图纸应在厂房交安前2-3月达到施工单位,进行图纸会审,材料计划提取,加工及购买等工作。支吊架根部型钢材料到货后可在管道组合场提前下料和配制、油漆,前期施工的系统支吊架根部应在厂房交安前配置完毕。
2.1中低压管道现场组合安装工艺优化措施:
2.1.1 如条件允许,低温中低压管道吊装前可将管道外壁打磨干净,涂刷底层防锈漆,即可提高管道安装外观工艺,也减少了已完工程管道安装结束后,搭架子进行外壁打磨二次涂刷,减少环境污染和成品保护。
2.1.2 管道吊装将在钢梁上焊接临时吊点更改为自制的可重复利用剪刀钩型钢梁提升卡具,既减少了工作量,又避免了二次割除时损坏钢梁。
2.1.3安装时,要提前考虑系统冲洗和严密性试验的接口及临时管道的布置,做好提前预留和临时措施,避免将管道施工完毕后,再进行拆装,造成管道和设备内部的再次污染。
2.1.4 不锈钢管道与支吊架之间应垫入不锈钢垫片隔离;穿墙或过楼板的管道,位于隔墙、楼板内的管段不得有接口,所加套管应符合设计要求,设计无规定时,穿墙套管长度不应小于墙厚,穿楼板套管宜高出楼面或地面25-30mm。管道与套管的空隙应按设计要求满足保温和热位移需要。
2.1.5 管道安装过程中,严禁在正式管道内临时存放工具和杂物,避免出现工具、杂物遗忘在管道内。每日施工结束应对管道开口部位加彩条布封闭,以防止杂物进入。
2.2支吊架安装观感质量优化措施:
支吊架安装在严格按照施工规范规定施工的同时,制定外观观感质量要求和措施和增加支吊架观感质量检查验收记录,完善过程控制,突出细部安装工艺,在保证安全的基础上,有效提高观感质量,保证花兰螺丝、螺纹接头、弹簧标尺方向整齐划一、工艺美观,提高安装效率,减少施工缺陷,避免二次返工。
3 小口径管道模块化配置安装:
汽机侧小口径管道安装范围包括:疏水扩容器周围疏水管道、热力系统疏放水管道、放空和排汽管道、设备冷却和密封用水管道、发电机氢气系统管道、汽水取样及加药管道等。目前设计院对火电机组DN≤80mm的工艺管道只出具系统图而没有布置图,现场施工随意性大,布置杂乱、阻碍通道,施工缺陷及二次返工率较高。 我们根据以往工程中低压汽水系统小口径管道的安装的经验和布置的特点,将其划分为高低加区域模块、疏水扩容器区域模块、本体疏水区域模块、抽汽区域模块、取样加药系统模块、油系统模块、发电机区域模块等进行模块化设计和配置安装。
首先由技术人员根据设计院提供系统图、管线流程图、总体布置图等相关图纸和资料,结合现场设备、主管路、电缆等敷设的实际情况,进行小口径管道现场模块化设计,再由施工人员在配置场地将疏水平台、阀门操作站、具有相同配置特点的管道等在场外预先进行组合配置,将小口径管道疏水平台或阀门站预制成模块作为一个个组合体,方便和加速了现场的安装。安装前对其预制和组装,避免了在其最终位置的狭窄空间进行过多的工作,保证小口径管道的安装工期与母管安装工期并行,从而提高安装进度,缩短安装工期。
小口径管道模块化的布置原则是:散状布置、分块集中,走向合理、间距均匀、避免交叉、整齐美观、高空布置、少占空间、不占运行通道及检修场地、阀门尽量就近布置、有序排列且便于操作和检修。
3.1 本体疏水和抽气区域小口径管道模块化布置:临近的阀门尽量进行集中布置,严格按介质压力和温度对小径管进行区分,布置时分别考虑,高温管道和常温管道尽量不集中布置在一起。(如图3-1所示)
3.2 高低压加热器区域模块小口径管道模块化布置: 以高低加为中心的小口径管道布置在背向通道的一侧,阀门集中布置处要形成操作台,方便操作,操作台尽量借用设计好的平台,阀门站一般分为两个阀门站分别靠近加热器的两端进行安装以节约材料,减少安装工作量,且操作台要留有足够的通道空间。(如图3-2所示)
3.3 疏水扩容器周围疏水管道模块化布置:将一定范围内的相同介质和相近压力的小径管集中并按压力由高至低、由外至内的顺序疏向疏水集管,管道布置需保证间距均匀,分层布置,单根保温,无交错现象。设计有气动控制门的疏水管路集中布置,没有气动控制门的管路就地布置。集中布置的管路阀门站尽量布置在零米层汽机基座高压缸侧的两个柱子之间,为避免带型疏水管路的出现,需将阀门站的标高抬高至本体疏水扩容器疏水集管标高以上,为便于阀门的操作和检修,设阀门操作平台及上下爬梯。
3.4 加药取样系统模块化布置:加药取样系统管道支路较多,管线较长。由于加药间与取样间具置的不同,要改变布置分散的弊端,将加药管道与取样管道提前汇合,在C列墙外侧(煤仓间侧)布置,整体成排平行向汽机房铺设。由于加药取样系统管道的口径比较小,要用弯管机握弯,减少弯头焊接的工作量,管道支吊架尽量采用U形管夹及仪表排夹,根部尽量用花角钢,以提高安装效率。
3.5 就地布置的放水管道模块化布置:分散布置的就地放水管道安装严格按照统一模式进行安装,阀门离地高度及距离母管长度都要统一,要充分考虑到母管振动、热膨胀等带来的不利影响,有温度的疏水管道要有良好热补偿性能,防止焊口撕裂,危及设备及系统的安全经济运行。
通过对中低压管道常规化施工程序和方法进行变革和创新,使中低压管道安装工艺更加简捷、工序合理,比传统的方法缩短了施工工期,降低工程成本,减少管道安装的质量通病,减少现场高空作业和交叉作业,有效保障了施工安全。在新密电厂二期工程2×1000MW超超临界燃煤发电机组#4机、华能沁北电厂三期工程2×1000MW超超临界燃煤发电机组#6机中低压管道安装中得到应用,成为提高超超临界火电机组中低压管道安装效益的有效途径和方法之一。
致谢
首先感谢中国电建集团河南工程公司、新密电厂和华能沁北电厂的领导和同仁为本次论文写作提供大力支持和指导,并给予中肯的意见,才能使我顺利完成论文的写作工作。
感谢为论文提供广大学术资料的专家,有你们的学术成果,使论文有了明确的方向和坚实的基础,再次,向你们表示衷心的感谢和致以崇高的敬意。
参考文献:
[1]电力建设施工技术规范第5部分:管道及系统DL/ T 5190.5-2012 国家能源局.
[2]张金和主编.《管道安装工程手册》.机械工业出版社,2006.
[3]谢万钧主编.电力施工企业职工岗位技能培训教材《管道安装》中国电力出版社
作者简介:
二、基本条件
1、助理工程师(初级职称):大学本科毕业后从事本工作满半年以上;大学专科毕业后从事本专业工作满一年以上;中专、高中、初中毕业后担任员级职务三年以上。
2、工程师(中级职称):大学本科毕业后,担任助理级职务满三年以上;专科毕业后,担任助理级职务满四年以上;中专、高中毕业后担任助理级职务满五年上。
3、高级工程师(高级职称):大学本科毕业后,从事本专业技术工作10年以上,取得中级职务任职资格,并从事中级职务工作5年以上;参加工作后取得本专业或相近专业的大学本科学历,从事本专业技术工作10年以上,取得中级职务任职资格5年以上。
三、材料要求
为了保证申报材料的真实性,凡涉及申报对象的学历、专业年限、考试成绩、任职年限及本人的工作能力和主要业绩、奖惩情况,须由申报单位核实后,按规定的要求提交以下主要材料:
1、《专业技术职务评审表》(中、初级一式二份)、附件表(一式一份);
2、上一年度的《专业技术人员考核登记表》;
3、专业论文和业务工作总结;
4、其它能反映本人工作能力和重要业绩的相关材料;
5、《专业技术人员水平能力测试合格证》;
6、一寸免冠彩照5张、身份证复印件2份、最高学历证书复印件2份。
一、信念上坚定,思想上成熟,努力学习知识,实现自身价值再提升。
一个人的信念是人的世界观在奋斗目标方面的集中反映。从自已取得技师资格的那一天起,我就始终保持一个信念:不论以前有多大成就,今天一切都要从零开始。因为有了这个始终不渝的信念,坚定不移的立场,所以,我才能在实际工作中保持锐意改革,勇于进取的勇气,保持锲而不舍、顽强奋斗、拼搏到底的作风。期间我重点抓好理论知识学习,用正确的理论来指导工作,在取得热能动力工程专科学历的基础上,又参加了本科的学习,目前即将毕业。在日常工作中,自己坚持深入现场,了解机组检修、日常消缺中存在的问题,与同事们一起有针对性地学习探讨,研讨工作学习方法和体会,进一步改进工作,提高自己能力。
付出辛勤的劳动,总有丰硕成果的回报。我在2011、2012年连续两年被公司聘为C级技能专家。
二、工作中勤奋,业务上钻研,发挥自身本能,实现社会价值。
从参加工作尤其是取得技师资格以来,自己的技术水平和业务能力得到很大的提高和加强。通过热能动力工程专业本科的学习加强了自己的理论基础,而多年的工作实践更使这些理论得以巩固和提高。
(一)认真学习,探索实践,努力提高自身技能
在公司,我有幸参与百万机组的调试学习。在学习中,针对设备与原一、二期差别较大的情况,我通过积极搜集各项资料,并利用厂家上门调试的机会进行请教学习的手段加以解决,并结合自身的经验提出多项的设备改进意见,如低加疏水泵泵体密封件材质改进,循门坑排水泵改型等等。在加强自身学习的同时,积极响应部门号召,编撰PPT课件,进行理论授课,与班组成员共同提高。目前班组已顺利接管三期水泵设备,运行稳定。
随着个人的不断学习和经验的积累,对故障设备的分析、解决能力也不断提高。在机组检修中负责的项目中,克服种种不利因素,利用自己所长,精心指导,精细监督,所有转动部件试转一次成功,振动合格率百分之百。特别是#1机B修中闭冷泵C安装后存在传动端振动超标,在厂家上门后都无法解决的情况下,主动与设备部进行沟通,正确分析,通过在传动端轴承室下部加垫片的最快最省的办法,一次性解决了泵振动问题。在#2机A级检修中,针对#2机汽泵A自由端振动在5000rpm下超标现象,提出改进回油管结构,增加桡性接头方案。经处理,泵振动已明显好转。
(二)注重技术管理,加强设备技术分析
日常工作注重技术管理,每年均出色完成技术分析,其中《水泵节能降耗技术发展与探讨》、《FA1D67前置泵故障原因分析及改进》、《液环真空泵转子防汽蚀处理措施分析与探讨》、《水泵串并联的研究》等被《电力科技》收录。其中《液环真空泵转子防汽蚀处理措施分析与探讨》一文获得2010年全国600MW火电机组竞赛论文三等奖。
技术分析注重对设备的遗留问题、缺陷分析、处理情况的总结,并提出自己的建议。每年均有不同数量的合理化建议被公司采纳。如针对原先二期凝结水输送泵经常发生自由端轴承烧毁故障,通过技术分析,得出是由于泵轴向推力过大以及轴承选型不当引起故障的结论,进行轴承改型以及叶轮打平衡孔的办法,彻底解决了凝输泵轴承烧毁的问题。针对前置泵中分面纸柏垫经常容易损坏,导致降负荷停泵消缺的故障,大胆提出采用膨化垫片代替纸柏垫,彻底解决了中分面泄露和吹损缺陷,使前置泵的大修周期得以延长。通过以上这些细化、量化的技术管理工作实现精细管理,提高检修工艺质量。
(三)积极开展QC 活动,推进企业管理创新。
从2008年至今,自己多次主持参加班组QC 活动,并多次获奖。2008年的“提高二期循泵冲洗水泵可靠性”获得集团首届科技攻关成果一等奖、全国质量协会QC成果二等奖;2009年的“降低二期化学压缩空气干燥装置故障次数”获得公司一等奖。2010、2011年“降低二期真空泵低温季节真空波动率”获得全国电力行业协会优秀QC成果。这些成果的取得,都源于自己平时的专业知识积累和调查研究的结果。
(四)利用优势搞好培训工作,实现传帮带。
利用班组参加日常检修工作和机组大小修的机会,积极开展岗位实际操作培训、主动进行“传、帮、带”活动与班组沃克工签定师徒合同,制定理论与实践并进的培训思路,努力探索班组培训的最佳模式。
目前班组人员的老龄化进一步突出,加强后备技术力量特别是沃克工的培养迫在眉睫。为此在培训上制定适合本班的培训模式主要由以下几点:1、根据培训手册要求,增强各种规章制度的学习,不断加强检修遵章守纪意识,确保安全。2、不定期开展班员间的授课培训,将班组人员检修积累的经验向全班人员进行培训推广。3、签定师徒合同进行进行“传、帮、带”活动。4、对碰到的疑难问题组织人员分析,在讨论中学习提高,并养成记笔记的好习惯。5、在条件许可的情况下逐步加强承担一些重要辅机设备的检修任务的力度,提高沃克人员实际的检修技能。
通过这些形式的培训一定程度上加强了工作中班员主动解决问题的意愿和能力,使其他人员在碰到类似问题可以有所借鉴,提高了自己的能力。更重要的是使班组的人员结构成梯队形,避免发生人员及技术断层。班组人员的技能水平不断提高,在青工技能比武中水泵班的正式工、沃克工均连续几年取得好成绩。
辽宁盘锦2020年上半年理论课考试时间为4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各专业考试课程和时间安排详见(附表四、五)。2020年上半年实践环节考核和论文答辩的时间由各主考学校确定,各专业实践环节考核课程及时间安排详见(附表六、七)。
停考专业和遗留问题处理
(一)停考专业
1.能源管理(专科和独立本科段)专业自2017年下半年起停止接纳新生报名,2020年下半年起不再安排课程考试。
2.会计、会计(会计电算化方向)、护理学、船舶与海洋工程(航海技术方向)、船舶与海洋工程(轮机工程方向)、法律、日语、机械制造及自动化(数控加工方向)、焊接、视觉传达设计、广告、环境艺术设计、饭店管理和信息管理与信息系统等14个专科专业和电厂热能动力工程(应用本科)、数控技术(应用本科)、园林(应用本科)、计算机器件及设备(应用本科)、英语、物流管理、日语、石油工程、机电一体化工程、采矿工程、珠宝及材料工艺学、模具设计与制造、广告学、旅游管理、工业工程和新闻学等16个本科专业自2018年上半年起停止接纳新生报名,2021年上半年起不再安排课程考试。
3.艺术设计(人物形象设计方向)1个专科专业和服装设计与工程(应用本科)、营养、食品与健康、应用化学、机电设备与管理(矿山方向)、电子信息工程和教育技术等6个本科专业自2018年下半年起停止接纳新生报名,2021年下半年起不再安排课程考试。
以上停止接纳新生报名的39个专业的专业代码和专业名称不进行调整,仍按照原专业名称和专业代码报名考试及办理转考、免考和毕业,2021年下半年起停止颁发毕业证书。
(二)停考专业遗留问题处理
停考专业停止安排课程考试后,该专业的考生可按下述办法选择遗留问题处理方式:
1、停考专业中未合格的课程,可选择其它专业中名称和课程代码相同的课程进行考试。
2、停考专业中,尚有二门以下(含二门)理论课没有合格成绩不能毕业的,可自主选择自学考试其它原则上相近专业的相关课程参加考试,取得原专业考试计划规定的课程门数和学分即可按原专业申请毕业,最后办理毕业时间为2021年6月30日。
3、停考专业中,尚有二门以上理论课没有合格成绩不能毕业的,可按自学考试相关规定转入其它专业参加考试,取得专业考试计划规定的合格成绩后,按照转入专业申请毕业。
开考专业
专科专业:汉语言文学、英语、连锁经营管理、汽车检测与维修技术、数控技术、机电设备维修与管理、文秘、学前教育、计算机应用技术和物联网应用技术等10个专业。
专升本专业:汉语言文学、旅游管理、电子商务、计算机科学与技术、动物医学、电气工程及其自动化、软件工程、视觉传达设计、机械设计制造及其自动化、市场营销、动画、土木工程、护理学、药学、中药学、眼视光学、公安管理学、社会工作、化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、交通运输、人力资源管理、汽车服务工程、学前教育、环境设计、数字媒体艺术、小学教育、国际经济与贸易、金融学、船舶与海洋工程、会计学、工商管理、工程管理、法学和物联网工程等36个专业。
根据《教育部办公厅关于印发〈高等教育自学考试专业设置实施细则〉和〈高等教育自学考试开考专业清单〉的通知》(教职成厅〔2018〕1号)文件精神,我省制定了《2018年辽宁省高等教育自学考试专业调整工作实施方案》,从2018年下半年起,开考的专业全部调整为《高等教育自学考试开考专业清单》(已下简称《专业清单》)内专业,原开考专业不在《专业清单》内的,专业调整后全部取消,并停止接纳新生报考,2021年下半年起停止颁发毕业证书。专业调整对照情况详见(附表一、二、三)。专业调整后,原本科专业“第二学历”专业计划文件已不适用,2018年下半年起停止接纳新生报考“第二学历”,不再按照“第二学历”专业计划给新生办理课程免考。
旅游管理、电子商务、市场营销、人力资源管理、金融学、会计学(AB计划)和工商管理(AB计划)等九个专业,按照教育部文件要求,计划中增加公共政治课“基本原理概论”(课程代码:03709)。2019年下半年起报考该九个专业的新生,须考“基本原理概论”(课程代码:03709)。符合《辽宁省高等教育自学考试学历认定和课程免考实施细则》(辽招考委字〔2009〕21号)要求的考生,可以申请课程免考。
附表四:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(开考专业)(点击链接查看)
辽宁本溪2020年上半年理论课考试时间为4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各专业考试课程和时间安排详见(附表四、五)。2020年上半年实践环节考核和论文答辩的时间由各主考学校确定,各专业实践环节考核课程及时间安排详见(附表六、七)。
停考专业和遗留问题处理
(一)停考专业
1.能源管理(专科和独立本科段)专业自2017年下半年起停止接纳新生报名,2020年下半年起不再安排课程考试。
2.会计、会计(会计电算化方向)、护理学、船舶与海洋工程(航海技术方向)、船舶与海洋工程(轮机工程方向)、法律、日语、机械制造及自动化(数控加工方向)、焊接、视觉传达设计、广告、环境艺术设计、饭店管理和信息管理与信息系统等14个专科专业和电厂热能动力工程(应用本科)、数控技术(应用本科)、园林(应用本科)、计算机器件及设备(应用本科)、英语、物流管理、日语、石油工程、机电一体化工程、采矿工程、珠宝及材料工艺学、模具设计与制造、广告学、旅游管理、工业工程和新闻学等16个本科专业自2018年上半年起停止接纳新生报名,2021年上半年起不再安排课程考试。
3.艺术设计(人物形象设计方向)1个专科专业和服装设计与工程(应用本科)、营养、食品与健康、应用化学、机电设备与管理(矿山方向)、电子信息工程和教育技术等6个本科专业自2018年下半年起停止接纳新生报名,2021年下半年起不再安排课程考试。
以上停止接纳新生报名的39个专业的专业代码和专业名称不进行调整,仍按照原专业名称和专业代码报名考试及办理转考、免考和毕业,2021年下半年起停止颁发毕业证书。
(二)停考专业遗留问题处理
停考专业停止安排课程考试后,该专业的考生可按下述办法选择遗留问题处理方式:
1、停考专业中未合格的课程,可选择其它专业中名称和课程代码相同的课程进行考试。
2、停考专业中,尚有二门以下(含二门)理论课没有合格成绩不能毕业的,可自主选择自学考试其它原则上相近专业的相关课程参加考试,取得原专业考试计划规定的课程门数和学分即可按原专业申请毕业,最后办理毕业时间为2021年6月30日。
3、停考专业中,尚有二门以上理论课没有合格成绩不能毕业的,可按自学考试相关规定转入其它专业参加考试,取得专业考试计划规定的合格成绩后,按照转入专业申请毕业。
开考专业
专科专业:汉语言文学、英语、连锁经营管理、汽车检测与维修技术、数控技术、机电设备维修与管理、文秘、学前教育、计算机应用技术和物联网应用技术等10个专业。
专升本专业:汉语言文学、旅游管理、电子商务、计算机科学与技术、动物医学、电气工程及其自动化、软件工程、视觉传达设计、机械设计制造及其自动化、市场营销、动画、土木工程、护理学、药学、中药学、眼视光学、公安管理学、社会工作、化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、交通运输、人力资源管理、汽车服务工程、学前教育、环境设计、数字媒体艺术、小学教育、国际经济与贸易、金融学、船舶与海洋工程、会计学、工商管理、工程管理、法学和物联网工程等36个专业。
根据《教育部办公厅关于印发〈高等教育自学考试专业设置实施细则〉和〈高等教育自学考试开考专业清单〉的通知》(教职成厅〔2018〕1号)文件精神,我省制定了《2018年辽宁省高等教育自学考试专业调整工作实施方案》,从2018年下半年起,开考的专业全部调整为《高等教育自学考试开考专业清单》(已下简称《专业清单》)内专业,原开考专业不在《专业清单》内的,专业调整后全部取消,并停止接纳新生报考,2021年下半年起停止颁发毕业证书。专业调整对照情况详见(附表一、二、三)。专业调整后,原本科专业“第二学历”专业计划文件已不适用,2018年下半年起停止接纳新生报考“第二学历”,不再按照“第二学历”专业计划给新生办理课程免考。
旅游管理、电子商务、市场营销、人力资源管理、金融学、会计学(AB计划)和工商管理(AB计划)等九个专业,按照教育部文件要求,计划中增加公共政治课“基本原理概论”(课程代码:03709)。2019年下半年起报考该九个专业的新生,须考“基本原理概论”(课程代码:03709)。符合《辽宁省高等教育自学考试学历认定和课程免考实施细则》(辽招考委字〔2009〕21号)要求的考生,可以申请课程免考。
附表四:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(开考专业)(点击链接查看)