仿真實習在熱動專業實踐教學中的重要性分析

章國芳

摘要：仿真實習是熱能與動力工程專業實踐環節的重要組成部分，在應用型人才的培養上發揮了積極的作用。要加強仿真實習課程建設和教學改革，合理安排教學內容，仿真實踐與專業知識相結合，激發學生參與實習的興趣，充分調動學生的積極性。仿真實習不僅能夠培養具備扎實專業基礎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的提升。

關鍵詞：仿真實習;熱能與動力工程;實踐環節

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

企業競爭激烈、學生就業形勢嚴峻的大環境，使得高校的人才培養也面臨著巨大的挑戰。熱能與動力工程專業作為我國傳統的工程專業，其跨學科、綜合性強、重實踐的工程教育背景決定了實踐環節的重要性。經過本科四年的學習，熱動專業的學生除了要求具備完善的專業知識和技能外，也要對電廠設備和系統的啟停操作、實際運行調整以及事故處理分析的方法、步驟等有較為深入的了解。如何提高學生的創新能力和動手能力，培養學生分析和解決生產實際問題的能力，實現專業知識與實踐技能的全面發展，既是現代社會對應用型人才提出的要求，也是高校實踐環節改革的方向。

一、傳統生產實習的困境

火電廠設備眾多，系統復雜，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的學生在校期間還必須經過一系列實踐環節的訓練，如認識實習、生產實習等，實習的主要目的就是讓學生將課堂學到的理論知識與生產實際結合起來。我校早期的生產實習都在校外電廠進行，但近年來受到企業條件、實習經費等多種因素的影響，生產實習實踐環節的安排與實施出現問題較多，極大的影響了教學效果，主要體現在以下幾個方面：

1.聯系單位困難

熱動專業的實習基地一般為電力企業及相關行業，這是由熱動的專業性質所決定的。但現在的電力企業普遍不愿意接收學生進廠實習，原因有二：一是安全問題。電力企業必須把生產安全放在第一位，而大學擴招使熱動專業的學生人數也隨之增加，大批學生進廠實習會影響到企業正常的生產運行，給企業管理帶來不便。尤其是有些學生紀律性不強，可能會帶來安全隱患，一旦發生生產事故，廠方責任重大，實習學生的表現也直接影響到下一屆學生的實習安排。二是經費問題。隨著經濟意識的增強，實習廠方不再像以前那樣無償接收學生實習，實習費用年年看漲，而學校分配給實習的經費卻多年不變，老師聯系實習單位得在有限的經費范圍內，無疑限制了實習的安排和內容。

2.實習效果不佳

生產實習的學生進廠后一般先接受廠內工程師的安全教育，然后分成小隊，在師傅和實習老師的帶領下參觀廠內設備，結合電廠生產實際情況，了解電力生產流程，并安排早、中、晚三班的跟班實習，體驗電廠生活。由于現場條件的限制以及出于安全問題的考慮，學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，走馬觀花式的實習結束后學生只有一些籠統的印象，對電廠設備和系統運行仍不甚了解。

生產實習任務一般由新引進的年輕教師承擔，這些教師多為博士，理論知識扎實，但從學校過渡到學校的經歷使得他們的工程經驗普遍不足，對電廠的實際運行了解不夠深入。在帶領學生進行生產實習的過程中，往往只能起到帶隊和管理作用，不能就電廠的設備、系統和運行做準確而詳細的指導，在一定程度上也影響了實習效果。

傳統的現場實習存在以上種種問題，其局限性日益突出，而仿真實習則恰好彌補了傳統實習環節的不足，可讓學生動手操作，親身體驗，同時有效節約了實習經費。

二、仿真實習的必要性

仿真實習以火電機組仿真系統為實訓平臺，為熱能與動力工程專業的學生提供一個能夠模擬現場環境和機組運行的實踐場所，有效地解決了傳統現場實習“只能看不能練”的難題。仿真系統通過建立火力發電廠熱力系統和控制系統數學模型，能夠真實的模擬火力發電廠全過程，展現機組在各種工況下的動靜態特征和變化趨勢，進行各種條件下的冷熱態啟動、正常停機、運行操作、常規試驗、事故處理以及運行過程的參數監視等，所有操作均與電廠實際情況相同。

通過仿真實習，學生可全面了解仿真機組的熱力系統、熱工控制，了解機組中的鍋爐、汽機、發電機設備的結構、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，培養責任感和應急能力，極大的增強了學生的實踐能力。

仿真系統所建立的嚴格、精確的數學模型，包含了熱動所有的專業知識，通過仿真實習，學生不僅可以提高運行操作能力，還能鞏固專業基礎知識，傳熱學、工程熱力學、泵與風機、鍋爐原理、汽輪機原理、熱工過程自動控制等，將專業知識與實踐知識有效的結合起來。

三、仿真實習的內容和特點

隨著仿真技術的進步和發展，火電機組仿真系統的操作界面、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的就地操作，則通過計算機模擬的方法實現。仿真系統操作主要是鍋爐側和汽機側，鍋爐側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），汽機側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，循環水泵和手動門。操作系統主要有：主蒸汽系統，凝結、閉式水系統，給水除氧系統，密封油系統，高加、低加系統，水、氫冷系統，汽封、真空系統，開式、循環水系統，潤滑油系統，給水泵系統，本體疏水系統，EH油系統，汽輪機進水檢測系統，輔汽熱控系統，小機熱力系統，汽輪機危急跳閘系統。

生產實習過程中學生分成兩組，一組由老師帶領去校外電廠實習，一組留在校內機房進行仿真實習，兩組一周后交換。仿真實習內容主要包括：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;鍋爐側上水、爐底推動、吹掃、點火、磨煤、升溫升壓并網帶負荷;汽機側冷態滑參數聯合啟動、并網、帶負荷;運行過程中主要參數的監控;根據參數變化調整工況;出現故障時的分析和處理，滑參數停機等。

四、仿真實習實施建議

由仿真實習和現場實習共同構成的熱動專業生產實踐平臺，在理論與實踐相結合的一體化教學中發揮了重要作用。如何充分發揮仿真技術的優勢，培養優秀的熱動人才，是熱動專業生產實踐教學改革中非常有意義的研究課題。

1.合理安排課程內容和考核方式

熱動專業的學生已學過鍋爐原理、汽輪機原理、熱工控制等課程，因此在仿真實習中應避免這部分知識的重復，將實習重點放在機組啟停方式、運行中的調整和維護、輔助系統的運行、常見故障的分析和處理方式等方面。仿真系統的某些界面，如風煙系統、給水除氧系統等，能夠全面反映系統構成、工作原理，是需要詳細講解的部分，要使學生將所學的設備聯系起來，形成對電力生產流程的整體認知。仿真實習的目的在于，加強學生的工程素質，提高學生的實踐能力，使學生在掌握理論知識的基礎上，進一步提升職業素質，增強就業競爭力。

考核主要從理論學習、實際操作、平時表現三方面入手，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、平時成績進行加權平均，所得結果能夠比較科學的衡量學生個人表現。

2.仿真實踐和專業知識相結合

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

在仿真實習的教學過程中，教師要把操作方法、步驟和理論知識結合起來，加強學生對專業知識的吸收。比如在講解鍋爐側操作時，結合鍋爐原理中所學過的鍋爐的結構、特點，可采用提問式教學對學生進行啟發，觀察過熱器和再熱器的布置方式、掌握汽溫調節方法，要給汽包上水形成通路，需要開啟的設備和閥門以及需滿足的條件，風煙系統中引風機和送風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。只有將仿真實習操作與專業理論知識結合起來，才能達到良好的教學效果，這也對指導實習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的提升。

3.激發學生的興趣，培養學生的責任感

興趣是最好的老師，仿真實習教學也是如此。激發學生的興趣，培養學生的專業認同感，不僅可以大大改善教學效果，也為學生畢業后走上工作崗位奠定了良好的基礎。實習中可讓每個小組的學生推選出“值長”，負責分配任務和協調運行。幾個小組同時開始操作，小組之間暗暗競爭，看誰先并網發電，看誰出現的問題或者事故少。這樣，學生的積極性都被調動起來，以準電廠操作人員的心態投入仿真實習中。

仿真實習不僅要培養學生的操作技能和應急能力，還要培養學生的協同合作精神。實習中的不注意會導致參數異常、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，可能危及設備甚至傷害他人。在教學中穿插介紹電廠中由于人為因素造成的嚴重事故，給學生們敲響警鐘，一定要把安全運行放在第一位，要時時刻刻想到自己的責任，為自己也為他人的生命負責。

五、結語

仿真實習作為熱動專業實踐環節的重要組成部分，在應用型人才的培養上發揮了積極的作用，取得了很好的教學效果。高校應充分認識到仿真實習在熱動專業生產實踐中的重要性，強化課程建設，推進實踐環節改革。通過理論教學與實踐培訓相結合，促進學生參與實習的積極性，加強學生的工程實踐能力，提升學生的就業競爭力，為能源行業輸送理論基礎扎實、操作能力突出的優秀人才。

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（責任編輯：劉翠枝）