“火力发电厂水质净化”课程内容的优化研究

“火力发电厂水质净化”课程内容的优化研究摘要：随着机组参数的提高和火电厂水处理技术迅速发展，电厂水处理运行岗位所需的相关知识不断更新，作业内容不断增多，原“火力发电厂水质净化”课程教学内容已经不能满足新形势下水处理运行岗位的要求。在充分调研国电铁岭电厂、宣威电厂水处理运行岗位作业内容和所需知识要素的基础上，对“火力发电厂水质净化”课程的内容进行了优化研究，做到理论部分以“必需”和“够用”为尺度，强化学生工程意识，突出教学内容的实用性。关键词：水质净化；课程优化；应用化学作者简介：牛微（1978-），女，辽宁本溪人，沈阳工程学院能源与动力工程系，讲师；毕孝国（1962-），男，吉林辽源人，沈阳工程学院能源与动力工程系，教授。（辽宁沈阳110136）中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）05-0065-02应用化学（电站方向）专业主要培养面向电力行业的化学作业人员。其中，电力生产用水处理是电厂化学作业的重要组成部分，也是本专业毕业生的核心就业岗位。近年来，随着亚临界、超临界机组逐渐成为电力系统的主力型机组，热力设备的水、汽质量要求日益严格，使得电厂水处理技术迅速发展，水处理设备不断更新，水处理工艺日益完善。1因此，原“火力发电厂水质净化”课程教学内容已经不能满足新形势下水处理运行岗位的需要。本文在充分调研国电铁岭电厂、宣威电厂水处理运行岗位作业内容和所需知识要素的基础上，2对“火力发电厂水质净化”课程的内容进行了优化研究，删除现已不再使用的传统水处理工艺，增设能够拓宽专业知识面、介绍高新电厂水处理技术的章节，强化学生工程意识，提高学生的工程实践能力。一、课程的性质和任务“火力发电厂水质净化”课程是应用化学（电站方向）专业十分重要的一门专业必修课，同时也是本专业的特色课程。课程内容主要以火电工程水处理为主线，具体任务是使学生掌握火电厂补给水、循环冷却水、发电机内冷水、凝结水处理技术的基本理论、常用处理系统、主要设备的工作原理和运行工艺，使学生具备从事电力行业水处理设备运行与监督的基本技能和水务管理的初步能力，胜任电厂水处理设备运行及监督工作。通过本门课程的学习，学生同样可以胜任其他相关行业的水处理设备运行工作，可在化工、环保、煤炭等相关领域从事水处理设备运行与监督工作。二、课程内容优化与设置“火力发电厂水质净化”课程内容包括水质概论、补给水处理、凝结水处理、循环冷却水处理和发电机内冷水处理五个部分。课程内容设置应紧密结合电厂水处理技术的实际应用情况，减少电厂水处理技术的理论部分，补充与水处理运行岗位有关的实例和题目，做到理论部分以“必需”和“够用”为尺度，突出教学内容的实用性。1.水质概论水质概论部分主要介绍天然水的水质概况和水质指标，重点让学生了解水在火电厂中的作用，电力工业通常采用的水源及其特点，电厂日常检测的各类水质指标的含义及其测定方法。随着水资源的日益紧张，地表水和地下水的储存量日益减少，建在城市的热电厂普遍以城市污水处理厂处理后的中水作为电厂补给水和循环冷却水水源。因此，在水质概论部分增加中水水质特点章节。2.补给水处理补给水处理部分按照水处理单元分为混凝、沉降、澄清、过滤、离子交换和膜分离六个章节。其中混凝、沉降、澄清、过滤是火电厂应用最广泛的预处理工艺，离子交换和膜分离是两种最普遍的除盐技术。课程内容安排方面，删除了石灰处理、软化和降碱、蒸馏等陈旧工艺和絮凝反应动力学、沉降效率计算、半透膜透过机理等理论性较强内容，减少了混凝原理、过滤机理、离子交换动力学、树脂交换特性等原理性内容的学时，增加了水处理设备运行与管理，水处理设备常见运行故障及消除方法、出水水质不合格的原因和处置方法等应用性强内容，使学生真正学到实用的知识。由于大多数新建电厂均采用反渗透等膜法除盐，或将离子交换和膜分离技术组合应用，因此，“火力发电厂水质净化”课程扩充了关于膜分离技术的教学内容，增加了超滤和连续电除盐章节，并注重对膜法除盐工艺的组合应用和超滤、反渗透设备的讲解。3.凝结水处理随着直流炉和高参数、大容量机组的投运，凝结水处理技术的应用越来越广泛。目前，30万千瓦的机组和冷却水水质较差的超高压机组都设置了凝结水处理系统。凝结水处理部分主要介绍目前较先进水处理设备，如覆盖过滤器、电磁过滤器、高速混床等，增加了凝结水处理系统的运行章节。4.冷却水处理循环冷却水处理部分主要介绍敞开式循环冷却水系统易出现的结垢、腐蚀、微生物滋长问题和日常使用的水质稳定剂，删除了阻垢机理部分，增加了循环冷却水系统日常运行和维护章节。5.发电机内冷水处理大型发电机内冷却水质及系统技术要求的发布和实施，对发电机内冷水水质提出了更高的标准，单纯加缓蚀剂的处理方案已不能满足新标准的要求。因此，“火力发电厂水质净化”课程增加了发电机内冷水处理部分，主要讲授发电机内冷却水控制的目的和目前发电机冷却水的常规处理方法。此外，在内容讲授方面，教师应注重结合电厂水处理工艺实例讲解。如在讲授火电厂补给水处理工艺时，结合铁岭电厂、大连热电厂等各个电厂具体采用的补给水处理工艺进行讲解，并对各工艺进行对比，组织学生讨论各个工艺的选择依据及优点。教师讲授水处理设备时也一样，应明确告诉学生各个电厂所采用的具体水处理设备的型号及控制指标等，避免理论与实际脱节。结合理论讲授，课后多给学生布置综合性设计题目，培养学生查阅资料、思考、解决实际问题的能力。三、相关课程的衔接1.先修课程“火力发电厂水质净化”的先修课程主要包括“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”，各门课程中与“火力发电厂水质净化”课程相关的知识模块如表1所示。“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”课程主要为“火力发电厂水质净化”课程提供必须的化学基础知识。2.后续课程知识上升为能力是学习知识的目的，也是应用型教育的客观要求。知识转化为能力的中间环节是实践，因为实践的结果既丰富了知识的内容，又使单个知识点之间建立了联系，从而使学生真正掌握知识。因此，为加强学生的工程实践能力，缩短毕业生的工程适应期，“火力发电厂水质净化”课程明确规定了实现能力目标所需的实践性教学环节，分别为水质净化课程设计和水处理工艺实训（见表2），时间均为2周。水质净化课程设计的任务是结合“火力发电厂水质净化”课程的学习，指导学生自行设计一套符合要求的火电厂补给水处理系统，使学生对补给水处理方法、处理系统的设计和工艺计算、水处理工艺的合理布置有比较深刻的了解，加深对补给水处理系统整体概念的认识，并获得比较完整的工程设计知识。具体的设计任务包括原始设计资料的整理、预处理系统及相应设备的选择、除盐系统及水处理设备的选择、除盐系统的工艺计算、绘制补给水处理系统流程图、编写设计说明书和计算书。水处理工艺实训是要求学生自行调试过滤、澄清、离子交换、反渗透和电渗析小型实验装置，并对离子交换、反渗透和电渗析实验设备的出水水质进行检测。通过水处理工艺实训，学生掌握过滤器、澄清池、离子交换器、反渗透、电渗析装置的结构、运行与监督方法，掌握电导率仪、钠度计、浊度计、pH计的使用方法，提高学生的实践能力，使其对水处理系统的工艺布置和水处理设备的运行有比较深刻的了解，为进入岗位从事相关工作打下必要基础。四、结束语电力企业是国民经济的龙头，须及时将新知识、新技术应用于生产实践，这就要求电力行业院校及时更新知识内容，实现教学、科研为社会服务三位一体的职能。因此，“火力发电厂水质净化”课程的教学内容重在面向目标岗位，强化实践