《锅炉原理》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称	锅炉原理	英文名称	Boiler Theory
开课单位	机械与动力工程学院	课程负责人	季炫宇
课程代码	3JX0269A	学    分	2学分
课程类别	专业教育课程	适用专业	能源与动力工程
课内学时	32	课外学时	16
先修课程	《机械制图》、《流体流动与传热》、《工程力学》、《工程热力学》等
课程简介	《锅炉原理》课程是能源与动力工程专业热能工程及工厂热能利用方向的专业限选课通过本课程的学习，使学生掌握锅炉的基本构造、基本工作原理以及热力计算的基本方法；对锅炉技术发展的前沿理论和技术锅炉结构有所了解。培养训练学生具有一定的计算能力和实验技能，使学生具有从事与锅炉技术相关方面的基本理论知识和工程实践能力，并为后续课程的学习提供必要的专业知识。

二、课程目标

课程目标：掌握常见电厂锅炉及工业锅炉的基础理论知识、设计原理、及运行的一般规律，培养学生具体分析、计算和解决锅炉热力计算及设计过程中的实际问题的能力。具体细化为：

    课程目标1：对常见电站锅炉及工业锅炉的工作原理，工艺流程及结构组成有正确的认识和理解，能够对各种类型锅炉的运行参数及结构特点进行区分和归纳。（对应毕业要求指标点2.5：能运用基本原理分析能源动力系统中的复杂工程问题的影响因素，证实解决方案的合理性。）

    课程目标2：具有运用设计标准、及相关规范手册对给定运行参数的锅炉进行正平衡及反平衡热力计算，确定各关键节点参数。（对应毕业要求指标点2.2能进行热机内热量传递过程的热力平衡计算。指标点3.3：能够进行能源动力系统的流程图绘制和优化流程设计。）

    课程目标3：具有综合运用所学锅炉原理知识及机械设计知识进行锅炉系统图，结构图的设计绘制。

(对应毕业要求指标点3.3：能够进行能源动力系统的流程图绘制和优化流程设计。指标点3.4：能够用图纸、报告或实物等形式，呈现设计成果。)

    三、教学内容与教学设计

3.1理论教学

单元1．绪论（支撑课程目标1）

教学内容：锅炉在国民经济中的作用；锅炉设备主要部件的作用及整体构成；锅炉的分类；锅炉机组工作过程及安全和经济性指标；锅炉发展的趋势。

学习目标：让学生了解锅炉在国民经济中的作用、锅炉设备主要部件的作用及整体构成、锅炉的分类、锅炉机组工作过程及安全和经济性指标、锅炉发展的趋势，能够掌握锅炉设备的工作过程及锅炉的分类方法。

教学设计：课内2学时（2学时/课堂讲授）；课堂讲授采用多媒体课件进行教学。

单元2．锅炉的燃料与燃烧计算（支撑课程目标1、2）

教学内容：煤的元素分析成份及各种成分对煤性质的影响，煤的工业分析成份及各种成份对锅炉工作的影响；煤成分基准及其换算；燃料的高、低位发热量的定义及各种折算成分；煤的分类；液体和气体燃料；垃圾燃料；燃料的燃烧计算；烟气成份分析。

学习目标：了解煤的元素分析成份及各种成分对煤性质的影响，煤的工业分析成份及各种成份对锅炉工作的影响；理解煤成分基准及其换算及燃料的高、低位发热量的定义及各种折算成分；了解煤的分类；液体和气体燃料；垃圾燃料；初步掌握燃料的燃烧计算；了解烟气成份分析。

教学设计：课内6学时（4学时/课堂讲授，2学时/课内实验）；课堂讲授采用多媒体课件进行教学。

单元3．锅炉的热平衡（支撑课程目标2、3）

教学内容：锅炉热平衡的组成；锅炉热效率；固体不完全燃烧热损失；气体不完全燃烧热损失；排烟热损失；散热损失；灰渣热物理损失及其它热损失；燃料消耗量及蒸发率。

学习目标：理解锅炉热平衡的组成、锅炉热效率、固体不完全燃烧热损失、气体不完全燃烧热损失、排烟热损失、散热损失、灰渣热物理损失及其它热损失；掌握燃料消耗量及蒸发率的计算。

教学设计：课内6学时（6学时/课堂讲授）；课堂讲授采用多媒体课件进行教学。

单元4．锅炉燃烧系统（支撑课程目标1、2、3）

教学内容：各类燃烧设备及其燃烧过程，包括层燃炉，室燃炉，沸腾炉，垃圾焚烧炉。

学习目标：理解燃烧过程及其影响因素；了解各类燃烧设备，炉型等，包括层燃炉、室燃炉、沸腾炉、垃圾焚烧炉的基本构造。

教学设计：课内6学时（4学时/课堂讲授，2学时/课内实验）；课堂讲授采用多媒体课件进行教学。

单元5．锅炉汽水系统及受热面（支撑课程目标1、2、3）

教学内容：锅炉的汽水系统构成及其工艺流程，以及受热面分类。

学习目标：了解锅炉的汽水系统构成及其流程，能够总结归纳受热面分类，包括蒸发受热面，过热器，再热器，省煤器，空预器等。

教学设计：课内6学时（6学时/课堂讲授）；课堂讲授采用多媒体课件进行教学。

单元6．锅炉本体热力计算及设计（支撑课程目标1、2、3）

教学内容：炉膛传热过程及计算；对流受热面的传热计算；对流放热系数；辐射放热系数；平均温差

学习目标：掌握平均温差计算，炉膛传热过程及计算，对流受热面的传热计算，辐射放热系数计算；

教学设计：课内6学时（6学时/课堂讲授）；课堂讲授采用多媒体课件进行教学。

3.2实验教学（支撑课程目标1、2、3）

开课实验室：热能与动力工程实验教学示范中心

实验总学时		4			应修实验学时				4
实验目的及对学生要求		实验目的：通过实验教学，进一步验证、巩固和加深学生所学的锅炉原理的基础理论知识，培养学生掌握锅炉中相关参数测定的实验方法，获得实验技能的基本训练，提高学生的实验动手能力。 对学生要求：能设计并实施实验，熟悉相关实验仪器设备及其使用方法；能分析和解释实验结果，能撰写实验报告，得到合理有效的结论。
实验指导书		自编
学习评价		根据现场实验操作和实验报告的完整性、正确性对实验进行考核。
序号	实验项目名称		实验学时	实验类别		必做	选做	实验内容简述
1	灰熔点测试试与分析		2	验证性		√		测量锅炉飞灰的变形温度（DT），软化温度（ST）、流动温度（FT）
2	烟气测试		2	验证性		√		利用烟气分析仪测量烟气中的CO，CO2，NOX

四、考核及成绩评定

毕业要求指标点	课程目标	考核方式	目标达成评价方法	备注
指标点2.2  能进行热机内热量传递过程的热力平衡计算。	课程目标1：对常见电站锅炉及工业锅炉的工作原理，工艺流程及结构组成有正确的认识和理解，能够对各种类型锅炉的运行参数及结构特点进行区分和归纳。	实验1.灰熔点测试试与分析 实验2. 烟气测试 期末考试	通过闭卷笔试及实验综合考评
指标点2.5：能运用基本原理分析能源动力系统中的复杂工程问题的影响因素，证实解决方案的合理性。	课程目标2：具有运用设计标准、及相关规范手册对给定运行参数的锅炉进行正平衡及反平衡热力计算，确定各关键节点参数。	期末考试	通过闭卷笔试
指标点3.3：能够进行能源动力系统的流程图绘制和优化流程设计。	课程目标3：具有综合运用所学锅炉原理知识及机械设计知识进行锅炉系统图，结构图的设计绘制。	期末考试	通过闭卷笔试
指标点3.4：能够用图纸、报告或实物等形式，呈现设计成果。	课程目标3：具有综合运用所学锅炉原理知识及机械设计知识进行锅炉系统图，结构图的设计绘制。	期末考试	通过闭卷笔试

 

成绩构成：最终成绩＝实验（30%）+期末考试（70%）

评定标准：

1.实验

课内实验2次，每次实验按百分制评分，总评后折算成最终成绩的30分。每次实验要求如下：

完成情况	成绩
实验过程中能正确熟练使用仪器设备，能正确分析和解释实验数据/结果，得到合理有效的结论。实验报告完成很好、完整、正确、表述清晰、书写工整。	A（90-100分）
实验过程中能正确熟练使用仪器设备，能正确分析和解释实验数据/结果，得到合理有效的结论。实验报告完成较好、完整、正确、表述清晰、书写较工整。	B（80-89分）
实验过程中能正确使用仪器设备，基本能正确分析和解释实验数据/结果，得到有效的结论。实验报告完成较好、完整、少部分结果有误、表述尚清晰、书写较工整。	C（70-79分）
实验过程中能正确使用仪器设备，基本能分析和解释实验数据/结果，得到有效的结论。基本完成实验报告、少部分结果有误、表述尚清晰、书写不够工整。	D（60-69分）
实验过程中能正确使用仪器设备，基本能分析和解释实验数据/结果，得到有效的结论。实验报告完成较差、多数结果有误、表述不清晰、书写潦草。	E（0-59分）

2.期末考试

闭卷笔试，题型包括选择题、填空题、问答题和分析题（含计算），卷面成绩100分，折算成总分70分。

五、课程学时及分配

序号	教学内容	总学时（48学时）
		课内学时（32学时）					课外学时（16学时）
		课堂讲授	课堂讨论	课内实验			课后复习	课外自学	课外实验	实验预习
1	单元1	2					2
2	单元2	4		2			2
3	单元3	6					4
4	单元4	4		2			2
5	单元5	6					2
6	单元6	6					4
	合计	28		4			16

六、选用教材及主要参考资料

推荐教材：张力，《锅炉原理》，第1版，北京：机械工业出版社， 2011，9787111332978。

推荐参考资料1：樊泉桂，《锅炉原理》，第2版，北京：中国电力出版社，2014，9787512343924。

推荐参考资料2：赵振宁，《电站锅炉性能试验原理、方法及计算》，第1版，北京：中国电力出版社， 2010，9787512311190

七、学习方法与建议

锅炉原理是一门专业性应用背景很强的专业课。学生应树立正确的设计思想并勇于探索创新，培养自己分析问题和解决问题的能力、自主学习的能力，创新能力和工程实践能力。同时学习过程中应注意理论联系实际，正确处理好教学中的课堂讲授和讨论、认真完成课内实验、积极参与答疑并通过考试等教学环节。

 

执笔：季炫宇                        参与：孔松涛，王堃，郭名女，柏继松

审核：                       批准：

制定时间：2017年6月