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全国职业教育专业建设案例连载(三) | 山东临沂电力学校:火电厂热力设备运行与检修专业建设典型案例
作者:出自:山东临沂电力学校发布时间:2016年12月14日

 

摘要:本文结合临沂电力学校火电厂热力设备运行与检修特色专业的学科优势,构建专业建设的思路、目标,开展以仿真实习、金工实训为重点的专业实习模式,对特色专业的建设进行了探索与实践。

关键词:火电厂热力设备运行与检修专业;特色专业;仿真实习;金工实训;实习教学改革;专业建设

一、专业建设背景

电力工业是国民经济最重要的基础能源产业,也是国民经济发展战略中的重点产业、先行产业、支柱产业。改革开放以来,我国电力工业得到了飞速发展,截止2015年底,全国发电装机容量14.6亿千瓦,全国全口径发电量5.73万亿亿千瓦时,全社会用电量5.9万亿千瓦时,全国电网220千伏及以上输电线路回路长度60余万千米,公用变电设备容量30多亿千伏安。目前,我国的发电装机容量、发电量和电网规模均居世界第一。我国煤炭资源丰富,在一次能源中占70%。

目前,全国火力发电量占总发电量的74.94%,因此,今后相当长的时间内火力发电在我国电源结构中仍将占主要地位。火电厂热力设备运行与检修专业人才的需求量呈上升态势。

随着新建火力发电机组的参数和容量不断提高,机组的自动化水平也越来越高,对机组的运行、维护、安装、检修等水平提出了更高的要求,需要从事火电厂热力设备运行与检修工作的人员具备较高的理论水平和实际操作能力。这就对火电厂热力设备运行与检修专业的人才培养质量和专业建设提出了更高的要求。

我校作为培养电力人才的专业学校,具有突出的行业背景,火电厂热力设备运行与检修专业是学校的骨干专业,发挥火电厂热力设备运行与检修专业建设指导委员会作用,吸纳行业专家、火电厂高技能人才,深入调研电力行业企业岗位能力需求,积极推进人才培养模式与行业发展的对接。在此基础上,确定教学计划及课程体系,坚持理论与实践相结合,突出技能操作,培养学生的综合素质和职业能力,使之能满足企业的需求和学生今后的发展。

二、专业建设思路

电力工业的技术创新引发了对火电厂热力设备运行与检修专业人才的旺盛需求,这也使得此专业的教学改革势在必行,火电厂热力设备运行与检修专业的教育背景决定了生产实习实践环节的重要性。既要使学生“在学中做、在做中学”,让学生真正融入到社会和企业的真实环境中,又要在企业中实现学生职业能力培养与企业岗位要求之间“零距离”对接。然而,专业实习采用何种教学模式?实习内容如何适应专业要求?如何保证实习质量?如何实现学生职业能力培养与企业岗位要求之间“零距离”对接?学生如何真正掌握到生产工作实际需求的知识和技能?这是该专业建设必须明确地问题。

三、专业建设概况

临沂电力学校火电厂热力设备运行与检修专业始建于1995年,是临沂市中等职业教育特色专业,临沂市中等职业教育品牌专业,山东省中等职业教育品牌专业。目前该专业在校生1301人,专任教师45人,实习实训设备总值1403万元。

近年来,本专业以人才培养模式改革为切入点,实行“校企合作、工学结合、以岗定学”人才培养模式;按照“专业对接产业、课程对接岗位、教学过程对接工作过程”的原则,构建项目化专业课程体系,积极推进人才培养模式与行业发展的对接。多层次、多途径、多形式强化师资队伍建设,组建起专兼结合的“双师型”教学团队;加强实习实训条件建设,完善实验实训教学管理制度,健全校内实训基地管理制度,不断增强社会服务能力。

由我校牵头编制了《山东省中等职业学校火电厂热力设备运行与检修专业教学指导方案》,并经专家评审通过全省推广试行,本专业教学指导方案的编制是以人才市场调查及职业能力分析为依据,贯彻以素质为基础、以就业创业和学生发展为目标的思想,结合企业岗位设置和企业岗位技能的需求,坚持中职教育与继续教育、终身学习相对接的原则,为行业发展和经济建设培养德才兼备的中等应用型技能人才。

四、专业实习现状

近年来由于企业改革和学校体制改革的深入,在安排生产实习和实施上出现了一些问题,对实践性教学带来了一些不利的影响,主要表现在以下几个方面。

(一)联系实习单位困难

电力企业要求稳定、安全的生产。大批学生在同一时间进厂实习,不仅会影响企业正常的生产秩序,对企业的管理也带来了许多不便,一旦发生生产安全事故,后果不堪设想。因此企业往往视学生的实习为“额外负担”,尤其是对学生跟岗实习多数电厂不愿接受或勉强接受。

(二)实习效果不理想

目前通常采用的生产实习基本流程:几十个学生在指导教师带领下,由企业工程师进行安全教育,然后结合本厂生产的实际情况,讲授电力的生产工艺,再由企业的相关人员带领下参观学习。由于现场环境的限制,加之学生在实习过程中走马观花式地参观,被动地听和看,缺乏动手机会,实习只起到了参观和旁观的效果,实习结束后学生对许多问题还似懂非懂,达不到生产实习的基本要求

(三)年轻指导教师缺乏实践经验

目前,学校每年都要新进毕业生作为教学的新生力量。而生产实习的指导教师通常就由青年教师承担。他们大部分都是从学校毕业又到学校工作,没有在电厂的工作经验,无法及时准确解决实习中学生提出的技术问题。因此只能起到带队管理的作用,而不能对学生的实习进行有效的指导,也影响了实习的效果。

(四)实习经费不足

以往的实习厂方不收费用,或者收取的费用较少,近年来随着经济意识的增强企业普遍不愿意无偿接收学生实习,实习费用涨幅较大,从而迫使进厂实习只能在就近便宜原则下缩短实习的时间或在有限的经费下删减实习内容,无疑降低了对学生能力的培养,实习效果不理想。针对目前专业生产实习存在的上述问题,结合学校实施的素质教育,采用以实践性教学环节改革,施行仿真与现场实习相结合,以仿真实习为主导,现场参观为辅的实践教学模式。

五、开展以仿真实习为重点的专业实习模式改革

以现代计算机为主要工具的仿真技术,具有模仿性、试验性、经济性、可靠性等特点,已成为科学研究、系统设计和教育培训的重要手段。随着人工智能技术的发展和计算机图形技术的运用,基于基本事态的电厂仿真系统得到了发展,因此,在该专业实践教学体系中引入仿真教学,并与其它教学手段相互协调,为教学改革提供了新途径。

(一)实习教学模式改革

鉴于我校火电厂热力设备运行与检修专业学生班级较多,专业实习采用“先现场、再仿真”分阶段实习教学模式,以仿真实习为重点,加强实践教学环节,适应创新人才培养的需要。

(二)加强仿真实习基地的建设

采用“先现场、后仿真”分阶段实习教学模式,必然要求建立相应的仿真实习基地,这也是实施实践教学模式改革的重点建设内容。

(三)仿真实习大纲的修订完善

原有的现场实习已有完备和成熟的实习大纲和实习内容要求,采用“先现场、后仿真”分阶段实习教学模式后,必须制定相应的仿真实习大纲。仿真实习内容和目的主要有四个方面:

1.在现场参观基础上对电厂热力系统的进一步认识。

2.机组正常运行的监视与调整。

3.机组冷态、热态启动和机组正常停运。

4.典型故障和事故模拟及处理。

仿真实习大纲的制定以国家电力公司制定的《仿真机实习指导》为主要编写依据,以典型的300MW和600MW机组为背景,结合现场运行规程编写,同时制定出新的生产实习过程管理和成绩评定标准。

六、以培养学生火电厂热力设备运行技能为目的,完善火电机组仿真实训

(一)仿真实训目标

能进行火电厂集控运行学习、训练和考核,具体为模拟汽轮发电机组的启动与停机过程,模拟汽轮发电机组正常运行条件下的参数调整和日常维护过程,模拟机组常见事故现象及事故处理过程。有足够的备用初始工况存储点,并能根据需要加入、修改或删除初始工况。

静态特性指标。仿真机的仿真仪表误差,不大于参考机组相应的仪表、变送器及有关仪表系统的累积误差;数学模型静态特性保证满足质量守恒和能量守恒。数学模型参数的计算值应是稳定的;关键参数的计算值与参考机组相应的参数值的偏差,应不超过测量仪表量程的2%;非关键参数的计算值与参考机组相应的参数值的偏差,应不超过测量仪表量程的10%。典型关键参数包括:主蒸汽流量和主蒸汽压力;给水流量;电功率;高压、中压和低压蒸汽流量;过热器和再热器的喷水流量;过热器出口温度和压力;高压缸入口温度和压力;高压缸第一级压力;再热器出口温度和压力;凝汽器压力;燃料量;总风量。

(二)仿真实训内容

1.满足电力行业《DL/T1022-2006火电机组仿真机技术规范》的要求。

2.能模拟汽轮发电机组的启动与停机过程。

3.有如下典型的参考机组仿真初始工况:冷态;热态;极热态;准备吹扫;准备冲转;准备并网;50%负荷;100%负荷。除上述初始工况外,仿真机应提供足够多的备用初始工况存储点,并能根据需要加入、修改或删除初始工况。

4.能模拟汽轮发电机组正常运行条件下的参数调整和日常维护过程。

5.能模拟机组常见事故现象及事故处理过程。机组的事故处理过程,包括以下类型:汽包锅炉满水或缺水;锅炉灭火;单台或两台汽泵跳闸;一次风机跳闸;磨煤机跳闸;回转式空气预热器跳闸;厂用电中断;机组RUNBACK;受热面爆管;汽水管道水冲击;闭冷水中断;电网周波变化;高价解列;汽轮机真空系统工作异常;汽轮机油系统工作异常;汽轮机本体故障;发电机本体故障;机组厂用电故障等。

6.能进行DCS系统界面和控制策略的学习。仿真机的DCS系统应根据相关电厂机组的实际DCS系统进行全功能仿真,实现虚拟DCS。仿真机的DCS操作站功能及控制逻辑组态与现场完全相同。学员通过在仿真机上的学习,能够了解不同机组的DCS操作界面风格,理解控制系统的控制策略原理。

7.仿真实训系统各单元组均能独立地模拟单元机组运行过程,其操作情况与其它单元组互不相关,但可接受教练员站(服务器)的指令,并可根据教练员站发出的指令改变各自的运行模式和初始运行条件。

8.操作员站的学员不能随意改变仿真系统软件原有设置。

9.能提供机组控制系统的分析与研究功能,教师可进入仿真系统开发平台,根据实际需要,能进行相关项目开发,并能提供必要技术指导。

10.仿真实训系统教练员站可对各单元组操作情况进行监控,并可设置各单元组的运行模式为主动模式(学员自学)或被动模式(考试)。主动模式下,各单元组有完全的权限,可以自行选择初始运行状态并进行各种操作练习;被动模式下,各单元组的权限仅限于对元件的操作,只有服务器可设置初始运行状态或故障现象;任何情况下,教练员站能强制结束各单元组的运行操作。

11.对基本的操作训练过程(如机组冷态启动、机组正常停止、常见事故处理等过程)能提供自动评分软件,对各培训小组的操作过程,根据操作步骤的正确性、操作过程的快速性等综合能力,结合参数匹配程度、报警严重程度、参数异常持续的时间等自动给出评分,从而对运行人员进行客观性考核评价。

七、以培养学生火电厂热力设备检修技能为目的的强化金工实习

金工实习是一门技术型、综合性较强的实践课程,它既是火电厂热力设备运行与检修专业学生学习其它技术基础课程和专业技术课程必不可少的先修课,也是此专业学生基本实践能力和操作技能主要训练环节。通过该课程学习和训练可以使学生了解火电厂热力设备检修技能的基础知识,建立火电厂热力设备检修技能的感性认识,掌握火电厂热力设备检修方面的基本操作技能,从而提高学生的实践动手能力和综合素质。

目前我校金工实习安排的内容有钳工和焊接加工,基本包括了火电厂热力设备检修过程中的主要维修方式,这一范围内实习教学的软硬件已能基本满足教学要求。但是随着数控技术的快速发展和迅速普及,当前金工实习的内容安排明显不符合火电厂热力设备检修技能的发展现状。在金工实习中充实火电厂热力设备检修技能实训内容和相关的软硬件建设显得非常迫切。

在金工实习中一直存在的另一个比较突出的问题,注重操作技能训练,忽视相关理论知识讲解;重视单个零件制作结果评价,轻视综合能力培养现象。随着社会对高职人才要求的进一步明确,金工实习教学目标应该逐步转变到提高综合素质、培养创新意识和增强工程实践能力这一方向来。

根据火电厂热力设备检修不同项目对金工实习的不同要求,建立若干个实习模块。

(一)更新教材、改革实习内容和教学方法

1.根据现有的设备和金工实习教学的具体内容,编写符合中职教育特色要求的《金工实习》教材和实习报告。

2.为了使学生了解和初步掌握火电厂热力设备检修技术和工艺方法,增加数控加工实习内容。

3.为配合《金工实习》课程的整体改革,将《机械制造基础》课程部分内容转移到金工实习教学中来,从而真正实现理论实践一体化教学模式。

4.推广现代化教学手段,全面开发理论教学计算机辅助教学课件。

(二)改革考核考试方法

1.实行综合考评制度,对于学生的金工实习成绩,实行平时成绩+实训零件质量成绩+理论考试成绩相结合的综合考核制度。并实行单项成绩不及格,总成绩合格的规定,使学生能认真对待每个实习环节。

建立金工实习试题库,考试时从库中随机抽取试题进行组卷,实行教考分离。

(三)建设金工实习指导教师队伍

1.做好主讲教师的培养工作,充分发挥骨干教师的带头作用。

2.一般指导教师要全部获得相关工种高级工证书。此外,新聘教师继续实行基本理论知识与操作技能综合考核办法。

3.规范每个教学环节,提高教学水平。金工实习各个环节必须严格执行《实训指导教师工作规范》。其中课堂理论教学必须同时执行学校《教师工作规范》。通过不断开展教研活动、岗位练兵活动,制定每个环节的教学方案,形成相对统一的教学内容、规范的教案、严格的程序、完善的条件。

八、结束语

通过以电站仿真、金工实训为典型代表的项目与传统专业实习相结合的火电厂热力设备运行与检修专业生产实习模式改革,取得了本专业建设的可喜成绩。

1.促进学生参与实习的积极性。对电厂系统和设备结构、流程和工作原理、运行特性、操作特性、机组启停、事故处理等的认识显著增强。

2.学生就业竞争力改善。

3.节约实习经费,解决实习单位联系难的问题。

4.提高了学生的动手能力和实际操作能力,包括对热力设备的操作和经验的不断积累,才能把知识灵活运用到实际当中去。

积极推进火电厂热力设备运行与检修专业建设,使其成为校企合作紧密、培养模式先进、办学条件优良、就业优势明显的特色专业,进而增强本专业发展水平和服务能力,引领和提升全校的专业办学水平和人才培养质量。

参考文献

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(责任编辑:毕艳莉)
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