仿真實習(xí)在熱動專業(yè)實踐教學(xué)中的重要性分析

章國芳

摘要：仿真實習(xí)是熱能與動力工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的重要組成部分，在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)上發(fā)揮了積極的作用。要加強仿真實習(xí)課程建設(shè)和教學(xué)改革，合理安排教學(xué)內(nèi)容，仿真實踐與專業(yè)知識相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生參與實習(xí)的興趣，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。仿真實習(xí)不僅能夠培養(yǎng)具備扎實專業(yè)基礎(chǔ)和良好操作能力的熱動人才，在一定程度上也有利于教師綜合素質(zhì)的提升。

關(guān)鍵詞：仿真實習(xí);熱能與動力工程;實踐環(huán)節(jié)

中圖分類號：G642.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0116-02

企業(yè)競爭激烈、學(xué)生就業(yè)形勢嚴峻的大環(huán)境，使得高校的人才培養(yǎng)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。熱能與動力工程專業(yè)作為我國傳統(tǒng)的工程專業(yè)，其跨學(xué)科、綜合性強、重實踐的工程教育背景決定了實踐環(huán)節(jié)的重要性。經(jīng)過本科四年的學(xué)習(xí)，熱動專業(yè)的學(xué)生除了要求具備完善的專業(yè)知識和技能外，也要對電廠設(shè)備和系統(tǒng)的啟停操作、實際運行調(diào)整以及事故處理分析的方法、步驟等有較為深入的了解。如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，實現(xiàn)專業(yè)知識與實踐技能的全面發(fā)展，既是現(xiàn)代社會對應(yīng)用型人才提出的要求，也是高校實踐環(huán)節(jié)改革的方向。

一、傳統(tǒng)生產(chǎn)實習(xí)的困境

火電廠設(shè)備眾多，系統(tǒng)復(fù)雜，僅僅通過課堂講授理論知識是遠遠不夠的，熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生在校期間還必須經(jīng)過一系列實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，如認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等，實習(xí)的主要目的就是讓學(xué)生將課堂學(xué)到的理論知識與生產(chǎn)實際結(jié)合起來。我校早期的生產(chǎn)實習(xí)都在校外電廠進行，但近年來受到企業(yè)條件、實習(xí)經(jīng)費等多種因素的影響，生產(chǎn)實習(xí)實踐環(huán)節(jié)的安排與實施出現(xiàn)問題較多，極大的影響了教學(xué)效果，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.聯(lián)系單位困難

熱動專業(yè)的實習(xí)基地一般為電力企業(yè)及相關(guān)行業(yè)，這是由熱動的專業(yè)性質(zhì)所決定的。但現(xiàn)在的電力企業(yè)普遍不愿意接收學(xué)生進廠實習(xí)，原因有二：一是安全問題。電力企業(yè)必須把生產(chǎn)安全放在第一位，而大學(xué)擴招使熱動專業(yè)的學(xué)生人數(shù)也隨之增加，大批學(xué)生進廠實習(xí)會影響到企業(yè)正常的生產(chǎn)運行，給企業(yè)管理帶來不便。尤其是有些學(xué)生紀律性不強，可能會帶來安全隱患，一旦發(fā)生生產(chǎn)事故，廠方責(zé)任重大，實習(xí)學(xué)生的表現(xiàn)也直接影響到下一屆學(xué)生的實習(xí)安排。二是經(jīng)費問題。隨著經(jīng)濟意識的增強，實習(xí)廠方不再像以前那樣無償接收學(xué)生實習(xí)，實習(xí)費用年年看漲，而學(xué)校分配給實習(xí)的經(jīng)費卻多年不變，老師聯(lián)系實習(xí)單位得在有限的經(jīng)費范圍內(nèi)，無疑限制了實習(xí)的安排和內(nèi)容。

2.實習(xí)效果不佳

生產(chǎn)實習(xí)的學(xué)生進廠后一般先接受廠內(nèi)工程師的安全教育，然后分成小隊，在師傅和實習(xí)老師的帶領(lǐng)下參觀廠內(nèi)設(shè)備，結(jié)合電廠生產(chǎn)實際情況，了解電力生產(chǎn)流程，并安排早、中、晚三班的跟班實習(xí)，體驗電廠生活。由于現(xiàn)場條件的限制以及出于安全問題的考慮，學(xué)生只能觀看運行人員的操作，自己動手機會極少，無法親身體驗，走馬觀花式的實習(xí)結(jié)束后學(xué)生只有一些籠統(tǒng)的印象，對電廠設(shè)備和系統(tǒng)運行仍不甚了解。

生產(chǎn)實習(xí)任務(wù)一般由新引進的年輕教師承擔(dān)，這些教師多為博士，理論知識扎實，但從學(xué)校過渡到學(xué)校的經(jīng)歷使得他們的工程經(jīng)驗普遍不足，對電廠的實際運行了解不夠深入。在帶領(lǐng)學(xué)生進行生產(chǎn)實習(xí)的過程中，往往只能起到帶隊和管理作用，不能就電廠的設(shè)備、系統(tǒng)和運行做準確而詳細的指導(dǎo)，在一定程度上也影響了實習(xí)效果。

傳統(tǒng)的現(xiàn)場實習(xí)存在以上種種問題，其局限性日益突出，而仿真實習(xí)則恰好彌補了傳統(tǒng)實習(xí)環(huán)節(jié)的不足，可讓學(xué)生動手操作，親身體驗，同時有效節(jié)約了實習(xí)經(jīng)費。

二、仿真實習(xí)的必要性

仿真實習(xí)以火電機組仿真系統(tǒng)為實訓(xùn)平臺，為熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生提供一個能夠模擬現(xiàn)場環(huán)境和機組運行的實踐場所，有效地解決了傳統(tǒng)現(xiàn)場實習(xí)“只能看不能練”的難題。仿真系統(tǒng)通過建立火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，能夠真實的模擬火力發(fā)電廠全過程，展現(xiàn)機組在各種工況下的動靜態(tài)特征和變化趨勢，進行各種條件下的冷熱態(tài)啟動、正常停機、運行操作、常規(guī)試驗、事故處理以及運行過程的參數(shù)監(jiān)視等，所有操作均與電廠實際情況相同。

通過仿真實習(xí)，學(xué)生可全面了解仿真機組的熱力系統(tǒng)、熱工控制，了解機組中的鍋爐、汽機、發(fā)電機設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、特點及整體布置，掌握機組啟動、運行的基本操作，對于簡單的故障能夠進行及時正確的分析和處理，培養(yǎng)責(zé)任感和應(yīng)急能力，極大的增強了學(xué)生的實踐能力。

仿真系統(tǒng)所建立的嚴格、精確的數(shù)學(xué)模型，包含了熱動所有的專業(yè)知識，通過仿真實習(xí)，學(xué)生不僅可以提高運行操作能力，還能鞏固專業(yè)基礎(chǔ)知識，傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、泵與風(fēng)機、鍋爐原理、汽輪機原理、熱工過程自動控制等，將專業(yè)知識與實踐知識有效的結(jié)合起來。

三、仿真實習(xí)的內(nèi)容和特點

隨著仿真技術(shù)的進步和發(fā)展，火電機組仿真系統(tǒng)的操作界面、報警畫面、操作方法均與實際電廠的集控室一致，對于仿真機無法實現(xiàn)的就地操作，則通過計算機模擬的方法實現(xiàn)。仿真系統(tǒng)操作主要是鍋爐側(cè)和汽機側(cè)，鍋爐側(cè)界面包括鍋爐主菜單、鍋爐就地主菜單和BMS（燃燒器管理系統(tǒng)），汽機側(cè)分為汽機就地主菜單和汽機主菜單，汽機就地主菜單中主要是控制一些就地閥門，循環(huán)水泵和手動門。操作系統(tǒng)主要有：主蒸汽系統(tǒng)，凝結(jié)、閉式水系統(tǒng)，給水除氧系統(tǒng)，密封油系統(tǒng)，高加、低加系統(tǒng)，水、氫冷系統(tǒng)，汽封、真空系統(tǒng)，開式、循環(huán)水系統(tǒng)，潤滑油系統(tǒng)，給水泵系統(tǒng)，本體疏水系統(tǒng)，EH油系統(tǒng)，汽輪機進水檢測系統(tǒng)，輔汽熱控系統(tǒng)，小機熱力系統(tǒng)，汽輪機危急跳閘系統(tǒng)。

生產(chǎn)實習(xí)過程中學(xué)生分成兩組，一組由老師帶領(lǐng)去校外電廠實習(xí)，一組留在校內(nèi)機房進行仿真實習(xí)，兩組一周后交換。仿真實習(xí)內(nèi)容主要包括：熟悉仿真機組鍋爐部分、汽輪機部分的操作界面，進行啟動前的檢查和準備工作;鍋爐側(cè)上水、爐底推動、吹掃、點火、磨煤、升溫升壓并網(wǎng)帶負荷;汽機側(cè)冷態(tài)滑參數(shù)聯(lián)合啟動、并網(wǎng)、帶負荷;運行過程中主要參數(shù)的監(jiān)控;根據(jù)參數(shù)變化調(diào)整工況;出現(xiàn)故障時的分析和處理，滑參數(shù)停機等。

四、仿真實習(xí)實施建議

由仿真實習(xí)和現(xiàn)場實習(xí)共同構(gòu)成的熱動專業(yè)生產(chǎn)實踐平臺，在理論與實踐相結(jié)合的一體化教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。如何充分發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢，培養(yǎng)優(yōu)秀的熱動人才，是熱動專業(yè)生產(chǎn)實踐教學(xué)改革中非常有意義的研究課題。

1.合理安排課程內(nèi)容和考核方式

熱動專業(yè)的學(xué)生已學(xué)過鍋爐原理、汽輪機原理、熱工控制等課程，因此在仿真實習(xí)中應(yīng)避免這部分知識的重復(fù)，將實習(xí)重點放在機組啟停方式、運行中的調(diào)整和維護、輔助系統(tǒng)的運行、常見故障的分析和處理方式等方面。仿真系統(tǒng)的某些界面，如風(fēng)煙系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等，能夠全面反映系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理，是需要詳細講解的部分，要使學(xué)生將所學(xué)的設(shè)備聯(lián)系起來，形成對電力生產(chǎn)流程的整體認知。仿真實習(xí)的目的在于，加強學(xué)生的工程素質(zhì)，提高學(xué)生的實踐能力，使學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上，進一步提升職業(yè)素質(zhì)，增強就業(yè)競爭力。

考核主要從理論學(xué)習(xí)、實際操作、平時表現(xiàn)三方面入手，有理論考試、答辯等考核方式，最終成績要將考試成績、答辯成績、平時成績進行加權(quán)平均，所得結(jié)果能夠比較科學(xué)的衡量學(xué)生個人表現(xiàn)。

2.仿真實踐和專業(yè)知識相結(jié)合

仿真實習(xí)要求學(xué)生按照操作規(guī)程進行操作，但并不意味著仿真實習(xí)只是練習(xí)實際電廠值班員的操作步驟。如果教師把仿真實習(xí)等同于認識實習(xí)，過于注重機上操作步驟而忽視了步驟后面的專業(yè)知識，那么學(xué)生在老師的指導(dǎo)下也只會機械的走固定的程序，“知其然而不知其所以然”，背離了仿真實習(xí)的初衷。

在仿真實習(xí)的教學(xué)過程中，教師要把操作方法、步驟和理論知識結(jié)合起來，加強學(xué)生對專業(yè)知識的吸收。比如在講解鍋爐側(cè)操作時，結(jié)合鍋爐原理中所學(xué)過的鍋爐的結(jié)構(gòu)、特點，可采用提問式教學(xué)對學(xué)生進行啟發(fā)，觀察過熱器和再熱器的布置方式、掌握汽溫調(diào)節(jié)方法，要給汽包上水形成通路，需要開啟的設(shè)備和閥門以及需滿足的條件，風(fēng)煙系統(tǒng)中引風(fēng)機和送風(fēng)機的開啟順序是怎樣的，點火前對爐膛進行吹掃的原因等。又比如進行汽機側(cè)操作的同時，穿插講解水蒸氣的熱力特性、汽機的變工況運行等。只有將仿真實習(xí)操作與專業(yè)理論知識結(jié)合起來，才能達到良好的教學(xué)效果，這也對指導(dǎo)實習(xí)的教師提出了更高的要求，在很大程度上也促進了教師綜合素質(zhì)的提升。

3.激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感

興趣是最好的老師，仿真實習(xí)教學(xué)也是如此。激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認同感，不僅可以大大改善教學(xué)效果，也為學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。實習(xí)中可讓每個小組的學(xué)生推選出“值長”，負責(zé)分配任務(wù)和協(xié)調(diào)運行。幾個小組同時開始操作，小組之間暗暗競爭，看誰先并網(wǎng)發(fā)電，看誰出現(xiàn)的問題或者事故少。這樣，學(xué)生的積極性都被調(diào)動起來，以準電廠操作人員的心態(tài)投入仿真實習(xí)中。

仿真實習(xí)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和應(yīng)急能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同合作精神。實習(xí)中的不注意會導(dǎo)致參數(shù)異常、操作失敗等，可以分析原因，找出對策，而實際運行中操作的隨意性所帶來的往往是非常嚴重的后果，可能危及設(shè)備甚至傷害他人。在教學(xué)中穿插介紹電廠中由于人為因素造成的嚴重事故，給學(xué)生們敲響警鐘，一定要把安全運行放在第一位，要時時刻刻想到自己的責(zé)任，為自己也為他人的生命負責(zé)。

五、結(jié)語

仿真實習(xí)作為熱動專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的重要組成部分，在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)上發(fā)揮了積極的作用，取得了很好的教學(xué)效果。高校應(yīng)充分認識到仿真實習(xí)在熱動專業(yè)生產(chǎn)實踐中的重要性，強化課程建設(shè)，推進實踐環(huán)節(jié)改革。通過理論教學(xué)與實踐培訓(xùn)相結(jié)合，促進學(xué)生參與實習(xí)的積極性，加強學(xué)生的工程實踐能力，提升學(xué)生的就業(yè)競爭力，為能源行業(yè)輸送理論基礎(chǔ)扎實、操作能力突出的優(yōu)秀人才。

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（責(zé)任編輯：劉翠枝）