《鍋爐原理》課程教學(xué)大綱

《鍋爐原理》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱鍋爐原理BoilerPrinciple課程編碼CNE221211030開課院部石大山能新能源學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)50講授44實(shí)驗(yàn)6上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)能源與動(dòng)力工程授課語(yǔ)言中文先修課程工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)、工程燃燒學(xué)課程簡(jiǎn)介（必修）鍋爐原理是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)必修課程。該課程以工業(yè)鍋爐為研究對(duì)象，系統(tǒng)講述鍋爐的基本工作原理、鍋爐本體設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)方法、鍋爐輔助系統(tǒng)作用及構(gòu)成等內(nèi)容。課程具體內(nèi)容：鍋爐系統(tǒng)構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)；各種常用鍋爐結(jié)構(gòu)、鍋爐的受熱面及安全附件；鍋爐水循環(huán)計(jì)算及蒸汽凈化；鍋爐熱平衡計(jì)算、熱工性能測(cè)試方法；鍋爐本體的熱力計(jì)算；鍋爐煙風(fēng)阻力計(jì)算；鍋爐用水水質(zhì)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)、水處理系統(tǒng)工作原理；鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及煙氣凈化系統(tǒng)；鍋爐燃料供應(yīng)系統(tǒng)；鍋爐除灰渣系統(tǒng)。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握鍋爐的工作原理、本體及輔助系統(tǒng)的構(gòu)成；掌握鍋爐本體設(shè)計(jì)計(jì)算方法；掌握水循環(huán)計(jì)算和煙風(fēng)阻力計(jì)算的基本原理；具有鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和事故處理的知識(shí)和能力；能用熱能轉(zhuǎn)換的基本理論知識(shí)分析和解決鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中的有關(guān)工程問(wèn)題。BoilerprincipleisacompulsorycourseforEnergyandPowerEngineering.Takingindustrialboilerforresearchobjects,thiscoursemainlyintroducesthebasicworkingprincipleofboiler,thebasicmethodofboilerbodydesignandcalculation,andthefunctionofboilerauxiliarysystem,et.al.Themaincontentsofthecourseincludeboilersystemstructure,economicandtechnicalindicators,heatingsurfaceandsafetyaccessoriesofvariouscommonboilerstructure,boilerandsteamboilerwatercirculation,purification,boilerheatbalancecalculationandtechnologyofthermalpropertiesofboiler,thermalcalculationofboilerbody,calculationofboilersmokewindresistance,waterqualityindexandstandard,workingprincipleofboilerwatertreatmentsystem,emissionstandardofairpollutantsandfluegaspurificationsystem,fuelsupplysystemandashremovalsystem.Studentsshouldgrasptheprincipleofboiler,thestructureofboilerbodyandauxiliarysystem;masterdesigncalculationmethodofboiler;masterthebasiccalculationprincipleofwatercirculationandsmokewindresistance.Studentsshouldhaveknowledgeandabilityofboilersafety,economicoperationandaccidenthandling;alsocananalyzeandsolvetheproblemsrelatedtoboilerdesignandoperationwithbasictheoryofenergyconversion.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握鍋爐的用途、工作過(guò)程、本體構(gòu)成及相關(guān)的術(shù)語(yǔ)、概念，掌握鍋爐燃燒及熱平衡理論，能綜合鍋爐本體構(gòu)成及熱平衡基本知識(shí)，分析計(jì)算鍋爐能耗等方面問(wèn)題，并提出節(jié)能降耗的方案措施。是1.42M2目標(biāo)2：掌握鍋爐的熱力計(jì)算、水循環(huán)計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算的原理及方法，能夠綜合運(yùn)用這些理論知識(shí)，分析鍋爐本體各部件的結(jié)構(gòu)與燃料耗量、燃燒產(chǎn)物、工質(zhì)參數(shù)之間的關(guān)系，解決鍋爐本體設(shè)計(jì)及技術(shù)改造等復(fù)雜工程問(wèn)題。是3.13M3目標(biāo)3：熟練掌握燃料燃燒、熱平衡、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等基本原理，能基于這些原理，設(shè)計(jì)鍋爐的煙氣成分分析、熱平衡等實(shí)驗(yàn)方案，完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。是4.14M4目標(biāo)4：了解鍋爐熱工性能測(cè)試、水質(zhì)指標(biāo)、大氣污染物排放等相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，理解企業(yè)的HSE管理體系，掌握鍋爐輔助系統(tǒng)的作用及工作原理。是6.25M5目標(biāo)5：了解鍋爐裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，能夠理解和評(píng)價(jià)鍋爐設(shè)備升級(jí)改造等工程實(shí)踐問(wèn)題對(duì)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的影響。是7.2三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章鍋爐及鍋爐房設(shè)備的基本知識(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)難點(diǎn)：鍋爐的作用、鍋爐基本構(gòu)造及工作過(guò)程、鍋爐特性參數(shù)、鍋爐房設(shè)備的組成。////21.11.1概述鍋爐定義，國(guó)家能源消費(fèi)現(xiàn)狀，鍋爐在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，鍋爐發(fā)展?fàn)顩r，學(xué)習(xí)鍋爐原理的重要性。M10.5講授、討論//31.21.2鍋爐的基本構(gòu)造和工作過(guò)程鏈條爐的基本構(gòu)造，鍋爐構(gòu)成設(shè)備的位置，燃燒過(guò)程、傳熱過(guò)程。M10.5講授//41.31.3鍋爐的基本特性鍋爐蒸發(fā)量、熱功率，鍋爐受熱面蒸發(fā)率、發(fā)熱率，鍋爐熱效率，鍋爐金屬耗率、耗電率，連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)，事故率，可用率。M11講授//51.41.4鍋爐型號(hào)及參數(shù)系列鍋爐型號(hào)，鍋爐參數(shù)系列，鍋爐分類。M10.5講授//61.51.5鍋爐房設(shè)備的組成鍋爐本體構(gòu)成，鍋爐輔助系統(tǒng)作用、設(shè)備構(gòu)成。M10.5講授2復(fù)習(xí)7第2章第2章鍋爐的熱平衡本章重點(diǎn)難點(diǎn)：熱平衡的概念及組成、反平衡熱效率計(jì)算公式、各項(xiàng)熱損失的定義、q2和q3的修正、過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)q2影響、負(fù)荷率對(duì)q5影響。////82.12.1鍋爐熱平衡的組成熱平衡定義，熱平衡的重要性，熱平衡方程式，鍋爐輸入熱量。M1,M3,M41講授、討論//92.22.2鍋爐熱效率正平衡法熱效率，有效利用熱量，反平衡法熱效率，鍋爐的毛效率及凈效率。M1,M3,M40.5講授//102.32.3固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失成因，該熱損失計(jì)算，該熱損失測(cè)定，灰平衡，固體不完全燃燒熱損失影響因素。M1,M3,M40.5講授//112.42.4氣體不完全燃燒熱損失氣體不完全燃燒熱損失成因，該熱損失計(jì)算，該熱損失測(cè)定，氣體不完全燃燒熱損失影響因素。M1,M3,M40.5講授//122.52.5排煙熱損失排煙熱損失成因，該熱損失計(jì)算，該熱損失測(cè)定，排煙熱損失影響因素，最佳過(guò)量空氣系數(shù)的確定。M1,M3,M40.5講授//132.62.6散熱損失散熱損失成因，該熱損失計(jì)算，該熱損失測(cè)定，散熱損失影響因素，保熱系數(shù)。M1,M3,M40.5講授//142.72.7灰渣物理熱損失灰渣物理熱損失成因，該熱損失計(jì)算，該熱損失測(cè)定，灰渣物理熱損失影響因素，幾種爐型的飛灰份額。M1,M3,M40.5講授//152.82.8燃料消耗量燃料消耗量，計(jì)算燃料消耗量。M1,M3,M40.5講授6作業(yè)，復(fù)習(xí)16第3章第3章鍋爐本體及安全附件本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水管和火管鍋爐的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，過(guò)熱器、省煤器及空預(yù)器工作特點(diǎn)、熱偏差影響因素、汽溫變化特性。////173.13.1鍋爐結(jié)構(gòu)型式的演變鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史，水管鍋爐，火管鍋爐，兩類鍋爐特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)。M1,M51.5講授、討論//183.23.2常見鍋爐構(gòu)成及工作過(guò)程立式火管鍋爐，立式水管鍋爐，臥式內(nèi)燃鍋爐，臥式外燃鍋爐，單鍋筒橫置式鍋爐，單鍋筒縱置式鍋爐，雙鍋筒橫置式鍋爐，雙鍋筒縱置式鍋爐，管式原油加熱爐，水套式火筒加熱爐，注汽鍋爐。M1,M51講授//193.33.3鍋爐受熱面水冷壁，鍋爐管束，凝渣管，汽包，過(guò)熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器，熱偏差，汽溫變化特性，汽溫調(diào)節(jié)，磨損，積灰，低溫腐蝕。M1,M53講授//203.43.4鍋爐安全附件壓力表，安全閥，水位計(jì)。M1,M51講授4復(fù)習(xí)21第4章第4章鍋爐水循環(huán)及蒸汽凈化本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水循環(huán)不良和蒸汽污染的危害，壓差法計(jì)算水循環(huán)過(guò)程，循環(huán)停滯和倒流原因、兩相流動(dòng)阻力及重位壓頭計(jì)算，蒸汽帶水影響因素。////224.14.1鍋爐的水循環(huán)自然循環(huán)的基本概念，循環(huán)回路，水循環(huán)計(jì)算方法，循環(huán)流速，循環(huán)倍率，循環(huán)回路特性曲線，循環(huán)停滯、倒流，汽水分層，循環(huán)回路合理布置。M1,M24講授、討論//234.24.2汽液兩相參數(shù)及阻力計(jì)算流量參數(shù)，流動(dòng)參數(shù)，折算水速，折算汽速，質(zhì)量含汽率，容積含汽率，混合流速，混合密度，截面含汽率，真實(shí)水速，真實(shí)汽速，兩相實(shí)際密度，兩相實(shí)際流速，摩擦阻力計(jì)算式，局部阻力計(jì)算式，重位壓頭計(jì)算式。M1,M21講授//244.34.3蒸汽品質(zhì)及其影響因素蒸汽品質(zhì)，機(jī)械性攜帶，溶解性攜帶，蒸汽帶水影響因素，蒸汽溶鹽影響因素。M1,M22講授//254.44.4汽水分離裝置一二次汽水分離，旋風(fēng)分離器，水下孔板，擋板，均汽孔板，集汽管，蝸殼式分離器，波紋板分離器，鋼絲網(wǎng)分離器，分離器的選用。M1,M20.5講授//264.54.5蒸汽清洗裝置噴水式，水膜式，自凝式，穿層式。M1,M20.5講授8作業(yè)，復(fù)習(xí)27第5章第5章鍋爐本體的熱力計(jì)算本章重點(diǎn)難點(diǎn)：爐膛熱計(jì)算基本原理與方程式、爐膛有效放熱量與理論燃燒溫度、熱有效系數(shù)和污染系數(shù)，對(duì)流受熱面熱計(jì)算基本方程、熱力計(jì)算步驟程序。////285.15.1工業(yè)鍋爐爐膛傳熱計(jì)算爐膛幾何特性，角系數(shù)，有效受熱面積，爐膛傳熱的基本方程及爐膛系統(tǒng)黑度，火焰黑度，有效輻射層厚度，爐膛有效放熱量與理論燃燒溫度，火焰平均溫度及水冷壁外積灰層表面溫度，爐膛出口煙氣溫度，爐膛熱力計(jì)算步驟。M1,M22講授//295.25.2電站鍋爐爐膛傳熱計(jì)算爐膛幾何特性，爐膛計(jì)算模型，熱有效系數(shù)，爐膛黑度，爐膛傳熱量計(jì)算式，污染系數(shù)，爐膛熱力計(jì)算步驟。M1,M22講授//305.35.3對(duì)流受熱面的傳熱計(jì)算基本方程式，傳熱系數(shù)，熱有效系數(shù)，對(duì)流換熱系數(shù)，輻射換熱系數(shù)，有效輻射層厚度，平均溫差，溫差修正系數(shù)，對(duì)流受熱面的面積和流通截面，對(duì)流受熱面?zhèn)鳠嵊?jì)算方法及步驟。M1,M24講授、討論8作業(yè)，復(fù)習(xí)31第6章第6章鍋爐設(shè)備的通風(fēng)計(jì)算本章重點(diǎn)難點(diǎn)：通風(fēng)計(jì)算基本原理、自生風(fēng)產(chǎn)生原因及計(jì)算，阻力計(jì)算修正。////326.16.1通風(fēng)的作用和方式通風(fēng)作用，負(fù)壓通風(fēng)，正壓通風(fēng)，平衡通風(fēng)。M1,M21講授、討論//336.26.2通風(fēng)計(jì)算的原理和基本方法通風(fēng)計(jì)算原理，自生通風(fēng)力，阻力計(jì)算。M1,M20.5講授//346.36.3煙道的阻力計(jì)算煙道阻力計(jì)算，煙囪阻力計(jì)算，阻力計(jì)算修正，自生風(fēng)的計(jì)算。M1,M21講授//356.46.4風(fēng)道的阻力計(jì)算風(fēng)道阻力計(jì)算，自生風(fēng)的計(jì)算。M1,M20.5講授//366.56.5煙囪的計(jì)算自然通風(fēng)煙囪高度計(jì)算，機(jī)械通風(fēng)煙囪高度的確定，煙囪高度確定原則，煙囪直徑的計(jì)算。M1,M20.5講授5作業(yè)，復(fù)習(xí)37第7章第7章鍋爐水處理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水中雜質(zhì)的危害及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、離子交換原理、熱力除氧原理、排污計(jì)算。////387.17.1水中雜質(zhì)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水中雜質(zhì)，水中雜質(zhì)的危害，水質(zhì)指標(biāo)，供熱鍋爐的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。M41講授、討論//397.27.2水的預(yù)處理水的混凝、澄清、沉淀、過(guò)濾。M40.5講授//407.37.3鈉離子交換軟化、除堿、除鹽離子交換劑，鈉離子交換軟化原理，固定床鈉離子交換設(shè)備及運(yùn)行，鈉離子交換系統(tǒng)，氫-鈉離子交換原理及系統(tǒng)，銨-鈉離子交換原理及系統(tǒng)。M42講授//417.47.4簡(jiǎn)易水處理石灰及石灰-純堿水處理原理，沉淀軟化系統(tǒng)，其他水處理方法。M41講授//427.57.5水的除氧熱力除氧，真空除氧，解析除氧。M41講授//437.67.6鍋爐排污及排污率計(jì)算排污左右，排污計(jì)算M41講授4復(fù)習(xí)44第8章第8章燃料供應(yīng)、除渣及煙氣凈化本章重點(diǎn)難點(diǎn)：運(yùn)煤和磨煤設(shè)備，制粉系統(tǒng)類型及特點(diǎn)，干濕法除渣設(shè)備，污染物排放現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)，煙氣凈化設(shè)備工作原理。////458.18.1燃料供應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)組成和類型，碎煤機(jī)，磨煤機(jī)，給煤機(jī)，輸煤機(jī)，給粉機(jī)，分離器。煤粉的一般特性、煤粉細(xì)度、煤粉顆粒分布特性、可磨性系數(shù)及其對(duì)鍋爐工作的影響。M4,M52講授、討論//468.28.2除渣系統(tǒng)刮板除渣機(jī)，螺旋除渣機(jī)，馬丁除渣機(jī)，干式除渣機(jī)。M4,M51講授//478.38.3煙氣凈化系統(tǒng)鍋爐污染物排放現(xiàn)狀，麻石水膜除塵，過(guò)濾除塵，電除塵，燃燒前、中、后脫硫，石灰石石膏脫硫，海水脫硫，爐內(nèi)噴鈣脫硫，分級(jí)燃燒脫硝，選擇性催化還原脫硝。M4,M51講授4復(fù)習(xí)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1、涉及理論計(jì)算部分，布置作業(yè)題目，平均每章課2道題以上。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3、考核學(xué)生對(duì)熱平衡計(jì)算、燃料燃燒計(jì)算、熱力計(jì)算、阻力計(jì)算基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。15%2課堂討論1、本課程不定期組織課堂討論或回答問(wèn)題，每人參與至少2次以上。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)發(fā)言踴躍程度、論述正確是否合理情況評(píng)分。3、圍繞鍋爐的節(jié)能、熱力計(jì)算等內(nèi)容設(shè)定題目，考察學(xué)生能否根據(jù)用戶需求確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論，也就是考核學(xué)生對(duì)鍋爐原理重點(diǎn)知識(shí)的應(yīng)用能力。10%3在線測(cè)試?yán)迷普n堂在每章結(jié)束后，進(jìn)行在線測(cè)試，測(cè)試成績(jī)采用百分制，以此考核學(xué)生對(duì)每章內(nèi)容的掌握情況。25%4期末考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。3、主要考核學(xué)生對(duì)鍋爐原理知識(shí)的掌握情況，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題型主要有填空、簡(jiǎn)答題、分析題、計(jì)算題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)10%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，解題思路混亂。2M1課堂討論10%A-精神狀態(tài)飽滿，主動(dòng)參與3次以上討論，討論問(wèn)題明確、觀點(diǎn)視角新穎。B-精神狀態(tài)良好，主動(dòng)參與2次討論，討論問(wèn)題較好、有自己的主觀判斷。C-精神狀態(tài)一般，主動(dòng)參與1次討論，討論回答一般、重復(fù)他人觀點(diǎn)。D-精神狀態(tài)較差，被動(dòng)參與討論，討論問(wèn)題有誤。3M1在線測(cè)試40%（見在線測(cè)試答案）4M1/40%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）5M2平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，解題思路混亂。6M2課堂討論10%A-精神狀態(tài)飽滿，主動(dòng)參與3次以上討論，討論問(wèn)題明確、觀點(diǎn)視角新穎。B-精