锅炉原理实验教学探讨

摘要:实验教学是锅炉原理教学过程中不可缺少的一部分。加强和改进锅炉原理实验教学是培养热能与动力工程专业本科生能力的有效途径之一。根据锅炉原理实验教学实践的经验，研究和探讨了在实验教学过程中改革传统教育观念的具体措施，从教学目标、教学内容、教学和考核方式等方面全面引入现代教育理念，培养创新型人才。

论文关键词:锅炉原理；教学研究；实验？

锅炉是火力发电厂的三大主机之一，是工业企业的动力之源，在国民经济发展中发挥着极其重要的作用。《锅炉原理》是热能与动力工程专业本科生的主要专业课程之一。《锅炉原理》的教学目标是使学生全面系统地了解锅炉本体及辅助设备的结构，掌握锅炉工作原理的相关知识，培养学生分析工程问题、进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。本课程工程性强，内容多，难度大，仅靠理论教学很难达到教学目标。实验、实习、课程设计等实践环节与工程实践紧密结合，是锅炉原理教学中不可缺少的环节。

高校实验室是理论联系实际、培养大学生工程实践能力和创新能力的重要场所。加强和改进实验教学是培养大学生能力的有效途径之一。实验在锅炉原理实践教学中占有重要地位。作为一名从事锅炉原理实验教学的教师，笔者在教学过程中改革了传统的教育理念，从教学目标、教学内容、教学和考核方式等方面全面引入现代教育理念，使教学效果明显提高。

一、锅炉原理实验的教学目标

锅炉原理实验教学的基本出发点是提供大量模拟锅炉相关现象的装置和系统，帮助学生更好地理解课程内容，掌握锅炉的基本原理、常用试验方法和操作技术，加强锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。传统教育以传授知识为目的，教师考虑的是如何向学生灌输知识，忽视了学生能力的培养。现代社会的发展要求高校培养一批知识高、能力强的创新人才。为了满足这种需求，高校应该重视学生能力的培养。

在锅炉原理实验教学中，教师在教学中起主导作用，学生在学习中起主体作用，使学生在预习实验指导书、操作实验设备和仪器、思考实验现象、通过团队合作解决实验中的问题、记录和整理实验数据、撰写报告、完成实验思考问题的过程中，提高学习能力、实验技能、动手能力、独立思考能力、团队合作精神、组织能力、分析和分析能力。

利用精心设计的实验内容，将《锅炉原理》课程的知识点与专业基础课《工程热力学》、《传热学》、《流体力学》、《热工测试技术》以及专业课《大气污染监测技术》、《大气污染控制工程》、《洁净煤发电技术》相结合，多学科知识进行有效传递和整合，做到举一反三。既能巩固和加深学生对专业前基础课程的理解，又能加深学生对所学专业知识体系的理解，激发学生学习后续课程的兴趣和热情，培养学生的科学思维能力，从而为后续课程的学习和今后从事工程设计、科研工作打下坚实的基础。

二、锅炉原理实验的教学内容

实验课的教学内容关系到实验教学的组织和实施，是规范实验教学过程、检查实验教学质量和建设实验室的基础。鉴于锅炉原理涉及内容多，实践性强，相关课程多，我们将实验部分分离出来，单独开设课程，同时保证实验教学内容设计与前期专业基础课和后续专业课的紧密衔接。在教学内容上，力求从本课程的实际出发，不失时机地渗透综合到其他课程中，为学生的热能与动力工程知识体系打造一个系统化的平台，改变传统的只从单一课程传授零散知识的教学模式。

结合“锅炉原理”理论教学“燃料-燃烧与热平衡计算-受热面-自然循环锅炉水动力-锅炉启停与运行-锅炉污染物排放监测与控制”的教学主线，建立了煤质分析、并联管流分配、自然循环锅炉水动力特性、燃烧与环境监测、燃烧源污染物排放控制五个实验室。

在煤质分析实验室开设了煤的工业分析和煤的发热量测定两个实验，使学生掌握煤质分析和发热量测定的原理和方法，了解煤质对锅炉性能的影响。

“平行管组流量分配”和“自然循环锅炉水动力特性”实验室配有两套自行设计建造的实验系统。前者可使学生对电站锅炉过热器和再热器管进出口集箱布置不当造成的流量分配不均匀有清晰的感性认识；后者使学生对自然循环锅炉的水动力特性和提高水循环安全性的措施有更深入的了解。

燃烧与环境监测实验室基于自主研发的能源岛热电联产系统，设置了程序点火及火焰监测显示、燃烧调整及燃烧效率测量、锅炉热平衡、锅炉烟气测量、烟气成分分析、气态污染物排放监测六个实验。“程序点火及火焰监测与显示”实验可使学生了解锅炉的安全运行程序和燃烧过程；通过锅炉上的观察孔，直接观察火焰形状和运行参数对火焰形状的影响，大大加深了对书本知识的理解。“燃烧调整与燃烧效率测定”实验使学生对各种因素对燃烧效率的影响有了直接的感性认识，同时学习了测量锅炉效率和计算燃烧效率的方法。通过“锅炉热平衡”实验，加深学生对锅炉热平衡原理的理解，培养学生的锅炉热平衡实验测试技能，使学生能够分析各种热损失的原因，学会诊断锅炉存在的问题。“锅炉烟尘测定”实验使学生熟悉国家标准，掌握测量固定污染源排气中颗粒物的排放浓度、换算浓度和排放总量的原理和方法。“烟气成分分析”实验使学生掌握奥氏烟气分析仪的工作原理和使用方法。“监测气态污染物排放”实验使学生掌握电化学法测量气态污染物排放的原理和EUROTRON MK2 8851烟气分析仪的使用方法。通过这一系列实验，学生可以为锅炉设计、运行和研究打下基础。

“燃烧源污染物排放控制”实验室配有4种除尘装置(旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器和湿式除尘器)、喷射鼓泡烟气脱硫装置和选择性催化还原烟气脱硝装置，可开展除尘器性能测定和气体污染净化2类6个项目的实验教学，使学生系统了解和掌握污染控制的基础知识、基本原理、主要设备和典型工艺。培养学生分析和解决日益严重的燃烧源污染物排放问题的基本能力，为学生从事相关工程设计和技术管理提供必要的基础。