熱工設備（ThermalEquipment）課程基本信息課程編號：04021211課程總學時：32實驗學時：4學時課程性質：選修課程屬性:創業教育類開設學期：第6學期適用專業：農業建筑環境與能源工程對先修的要求：要求掌握高等數學微積分內容等、工程熱力學熱機基本理論及熵、焓的理論分析與求解等、傳熱基本定理等、流體力學“伯努利方程”及流動阻力計算等。先修課程：《高等數學》，《工程熱力學》，《傳熱學》，《流體力學》。對后續的支撐：對后續《生物質能》等課程可提供鍋爐熱力計算、設計等配套支撐。一、課程的教學理念、性質、目標和任務《熱工設備》是農業建筑環境與能源工程的一門專業選修課程，主要介紹電廠鍋爐原理及設備等內容。本課程是以理論課講述為主，實驗實踐為輔助，結合其它過程評價的專業課程。本課程在高等數學、工程熱力學、流體力學、傳熱學等基礎課及專業基礎課程先修的條件下開課，承擔農業建筑環境與能源工程專業學生基本鍋爐設備認知、工程設計能力培養的任務。通過該課程的學習，學生應掌握鍋爐工作的基本原理、鍋爐設備運行原理，具有鍋爐安全、經濟運行的一般知識，并具備分析工程問題的能力。二、課程教學的基本要求1、理論知識方面：a．掌握鍋爐工作原理、爐內過程和鍋內過程的基本概念；b．掌握鍋爐熱力計算及水循環計算方法；c．能獨立地應用基本理論分析鍋爐設計和運行的有關問題；d．了解國內外鍋爐技術的最新發展動態。2、實驗技能方面：a．了解實驗裝置的結構、工作原理；b．熟練掌握各種測試儀器的使用方法和要求；c．掌握正確的操作規程；d．規范完整完成實驗記錄并根據記錄進行分析。三、課程的教學設計1.教學設計說明以理論教學為主，教學內容體現鍋爐運行的基本理論和鍋爐設備運行原理，上述內容知識點一般較為固定，可重點考察學生理解鍋爐設備構成原理及掌握鍋爐設備基本運行方法的能力，而有關鍋爐設計的理論教學內容則重點考察學生的綜合思考和運算能力。實驗教學主要目標為驗證理論教學內容，針對理論教學中較難理解的理論進行演示實驗和分析驗證實驗。上述兩者完成后配合實習內容解決理論與實際生產脫節問題，現實再鞏固理論和實驗學習。2.課程目標及對畢業要求的支撐序號課程目標畢業要求1本課程目標與畢業要求進行了有效對接。通過對鍋爐的熱力平衡理論的學習，鞏固本科二年級（含）之前學習的數學、工程熱力學、傳熱學的基本知識；逐步學習鍋爐制粉系統和各個鍋爐部件、設備，可應用所學知識解決構建涉及農業建筑環境與能源工程諸如溫室大棚等基礎農業設施中的設備選型、操作利用的復雜工程問題。1.工程知識2對鍋爐中汽包等蒸發設備、過再熱器的換熱理論、熱偏差等內容的學習，使學生能夠應用數學、自然科學和農業建筑環境與能源工程專業的基本原理，通過科學方法研究分析涉及熱能、換熱器等相關工程的具體問題，并獲得有效理論結論。2.問題分析3對鍋爐平衡理論的學習，對設備的認識和學習，逐步培養學生具備自主學習和終身學習的意識，并具備不斷學習、適應社會，經濟和工程技術發展的能力。12.終身學習四、理論教學內容及學時分配（28學時）第一章緒論學時數：1教學目的：使學生對電廠鍋爐有初步認識，培養學生對電廠鍋爐學習的興趣。教學重點和難點：重點是鍋爐效率的定義、鍋爐分類；難點是鍋爐設備主要部件的作用。主要教學內容及要求：了解：汽水系統、風、煤、煙、灰系統的工作流程，鍋爐的類型及國內外鍋爐技術的發展動態。理解：表征鍋爐基本特性的參數；鍋爐安全和經濟指標、分類及型號。掌握：現代鍋爐設備主要部件的作用。熟練掌握：鍋爐效率的定義。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第二章鍋爐機組熱平衡學時數：2教學目的：掌握鍋爐熱平衡的概念，各項熱損失定義、計算及鍋爐正反平衡效率計算。教學重點和難點：鍋爐正反平衡計算方法。主要教學內容及要求：了解：鍋爐熱平衡，有效利用熱量和各項熱損失的定義、計算方法。理解：影響各項熱損失的因素，提高鍋爐經濟性的有效途徑及鍋爐熱平衡的試驗方法。掌握：燃料消耗量的計算方法。熟練掌握：正反平衡鍋爐效率的計算方法。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第三章煤粉制備系統及設備學時數：4教學目的：掌握磨煤設備特性及煤粉制備系統。教學重點和難點：鋼球磨、直吹及中間儲倉式制粉系統。主要教學內容及要求：了解：煤粉的一般特性、煤粉細度、煤粉顆粒分布特性、可磨性系數對鍋爐工作的影響；磨煤機的分類；制粉系統的輔助設備。理解：筒型鋼球磨、中速磨及其分離設備的工作過程及主要特性。掌握：制粉系統風量協調與干燥劑量的計算。熟練掌握：直吹及中間儲倉式制粉系統的類型和特點。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第四章煤粉燃燒設備學時數：2教學目的：掌握煤粉燃燒設備布置方式、工作原理。教學重點和難點：直流煤粉燃燒器。主要教學內容及要求： 了解：新型燃燒技術。理解：直流燃燒器和旋流燃燒器的工作原理、結構特點及布置方式。掌握：大容量鍋爐爐膛形狀的設計要求，W型火焰燃燒方式和特點。熟練掌握：燃燒器切向布置燃燒方式的特點。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第五章蒸發設備學時數：2教學目的：掌握蒸發設備的組成、結構、布置方式。教學重點和難點：汽包的作用，水位調節的必要性及膜式水冷壁的原理。主要教學內容及要求：了解：蒸發受熱面存在的問題及解決方式。理解：蒸發設備的組成，汽包和水冷壁的結構及布置。掌握：汽包和水冷壁的作用及其特點。熟練掌握：直流鍋爐水冷壁的布置形式。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第六章過熱器和再熱器學時數：2教學目的：掌握過熱器和再熱器的工作原理，熟悉其結構型式和工作特點；掌握熱偏差和汽溫調節方法。教學重點和難點：重點是汽溫調節方法；難點是熱偏差概念和減少熱偏差的措施。主要教學內容及要求：了解：對流受熱面高溫積灰與高溫腐蝕。理解：過熱器和再熱器的作用、工作特點、結構型式。掌握：熱偏差概念，減少熱偏差的措施；影響汽溫的主要因素，汽溫的調節方法。熟練掌握：噴水減溫方法和煙氣擋板調溫方法。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第七章省煤器和空氣預熱器學時數：2教學目的：掌握省煤器和空氣預熱器的結構型式、布置方式和工作原理。教學重點和難點：回轉式空預器和尾部受熱面的布置。主要教學內容及要求：了解：尾部受熱面的低溫腐蝕、磨損、積灰和堵灰的機理及防止措施。理解：省煤器和空氣預熱器的作用、結構型式和布置方式。掌握：省煤器設計中應考慮的問題。熟練掌握：空預器的結構和尾部受熱面的布置。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第八章自然循環原理及計算學時數：6教學目的：掌握鍋爐自然循環的原理及水動力計算。教學重點和難點：自然循環壓差法水循環計算。主要教學內容及要求：了解：自然循環的基本原理及影響因素；兩相流的特性參數。理解：自然水循環的安全性指標；提高水循環安全性的措施。掌握：汽水混合物的流型和傳熱；流體的流動阻力和水循環計算方法。熟練掌握：運動壓頭和循環倍率的計算方法；蒸發管中汽水兩相流傳熱機理。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。第九章控制流動鍋爐

學時數：7教學目的：掌握控制流動鍋爐原理與水動力特性。教學重點和難點：重點是直流鍋爐的工作特點；難點是直流鍋爐的水動力特性。主要教學內容及要求：了解：直流鍋爐、控制循環鍋爐、復合循環鍋爐的工作原理；防止或減輕水動力多值性、脈動和熱偏差的措施；超臨界壓力鍋爐。理解：強制流動鍋爐蒸發受熱面水動力的多值性、脈動等概念。掌握：傳熱惡化概念及預防措施。熟練掌握：直流鍋爐水平蒸發受熱面的水動力特性。教學組織與實施：課堂講解與隨堂提問。五、實驗教學內容及學時分配（4學時）（一）實驗課程簡介本課程著重講述了鍋爐自然水循環的原理和直流鍋爐的運行原理，演示了實際自然循環鍋爐中水循環的特性和直流鍋爐的工作情況，同時測試直流鍋爐水動力特性，分析鍋爐水動力不穩定性理論成因。（二）實驗教學目的和基本要求通過本門實驗課，使學生進一步加深自然循環鍋爐和直流鍋爐運行原理的印象。通過實際測試直流鍋爐的水動力參數，掌握直流鍋爐水動力不穩定性的特性。分析實驗和理論分析之間的差異，引導學生進一步優化實驗方案、完善實驗。實驗的基本要求：1.了解實驗裝置的結構、工作原理；2.熟練掌握各種測試儀器的使用要求和方法；3.掌握正確的操作規程；4.完整翔實進行實驗記錄；5.撰寫實驗報告。（三）實驗安全操作規范1.檢查實驗環境，確定實驗設備的水、電等通路良好，無漏水漏電、加熱老化等隱患。2.實驗進行中，不得無故觸碰、敲打實驗加熱管的外壁。出現蒸汽泄露、熱水加熱管爆裂等現象時，及時關閉電源，水源。等待實驗專職教師處理。3.實驗完成時，關閉管路閥門、水泵、切斷電源水源，檢查并復位實驗儀器確認安全后離開。（四）實驗項目名稱與學時分配序號實驗名稱學時類型實驗要求04021211+01直流鍋爐工作原理實驗4綜合性必做（五）實驗方式及基本要求本實驗課程所確定的實驗，要求學生在實驗前必須熟悉并掌握實驗臺的使用方法和實驗的測試方法，在實驗中連續測試得到實驗數據并分析實驗的優化方案。（六）實驗內容安排【實驗一】直流鍋爐工作原理實驗1.實驗學時：4學時2.實驗目的：（1）觀察直流鍋爐的工作情況，加深對直流鍋爐的感性認識。（2）測試直流鍋爐的水動力特性，了解直流鍋爐的水動力不穩定性。3.實驗內容：在直流鍋爐模型實驗臺上按照實驗指導書要求進行實驗，驗證直流鍋爐的水動力不穩定性。將實驗數據記入流量—壓差數據表中，根據表中的數據，以流量G為橫坐標，壓差Δ橫為縱坐標，繪制水動力特性曲線。4.實驗要求：（1）要求學生在實驗前必須熟悉、并掌握實驗臺的使用方法和實驗的測試方法，在實驗中連續測試得到演示結果和實驗數據。（2）按照實驗指導書內容進行實驗操作。（3）實驗結束后，完成實驗記錄。5.實驗設備及器材：直流鍋爐模型實驗臺、流量計、直尺、水泵、電功率測量儀和電加熱裝置等。(七)考核方式及成績評定根據實驗報告結果進行成績評定，見本課程考試大綱。六、課程思政課程教學中主動融入溶入思政內容，對家國情懷、道德修養等思政元素糅合到專業內容中去。課程緒論教學中，在講述鍋爐發展歷程時，實事求是點明超超臨界鍋爐國外的發展優勢，但同時著重指出我國上海外高橋第三電廠的節能優勢、技術領先程度和我研發人員的奮斗精神；在講述鍋爐汽包時對汽包所用特種鋼材的研發和應用上鼓勵學生勇于攀登，努力學習。七、教材及教學參考書（教材的選用應符合教育部和學校教材選用規定，教學資源豐富多樣，體現思想性、科學性與時代性）1、選用教材：（1）理論課教材：《電廠鍋爐原理及設備》第三版，葉江明主編，中國電力出版社，2010.1（2）實驗課教材：自編實驗指導書（3）實習指導書：自編實習指導書2、參考書：（1）《鍋爐原理》.樊泉桂主編、閻維平副主編，中國電力出版社，2004年.（2）《鍋爐原理》.范從振主編.水利電力出版社，1986年.（3）《電站鍋爐原理》.容鑾恩、袁鎮福等合編.中國電力出版社，1997年.（4）《鍋爐原理及計算》.馮俊凱、沈幼庭主編.科學出版社，2003年.（5）《鍋爐原理》.陳學俊、陳聽寬主編.機械工業出版社，1991年.3、推薦網站：（1）華北電力大學鍋爐原理2004年校級精品課程，網址：/details/coursewares?uuid=97ca9f75-1225-1000-8ad2-144ee02f1e73&courseID=X0400013&resourceType=courseware（2）鄭州電力高等專科學校電廠鍋爐2008年國家級精品課程，網址：/details?uuid=8a833999-20d0f6d2-0120-d0f6d292-0421&courseID=D080120八、教學條件本課程實施需要碩士以上學位專業教師、實驗師多名、多媒體教室、封閉式實驗室20平米，配合教學實習相關熱力電廠、鍋爐企業若干。九、教學考核評價1.過程性評價：占總成績30%，教學過程采用線上線下結合的方式