《热力发电厂》课程教学大纲

《热力发电厂》课程教学大纲

一、课程基本信息

二、课程目标

（一）总体目标：

面向经济社会发展需要，使学生具备扎实的自然科学基础、良好的人文素养、发电厂专业知识面宽、工程实践能力强。成为能够在能源与动力工程领域从事科学研究、发电厂运行、技术开发、发电厂管理等工作。并充分考虑后续学位的火力发电厂系统分析能力基础教育。

（二）课程目标：

课程目标1：知识与技能目标

1.1热力发电厂课程是热能与动力工程专业的一门专业核心课程。其任务是使学生全面掌握现代大型热力发电厂热力系统及基本运行知识，掌握电厂主要热力辅助设备与系统的构造、工作原理和运行知识

1.2能熟练阅读热力系统图，并能对热力系统作初步分析，使学生能够正确运用热、功转换理论，对电厂热力系统进行热经济性分析，了解提高热经济性的基本途径，使学生具有对火电厂热力系统实施正确控制的能力，初步具备对机组运行情况提出经济性改进措施的能力，为发电机组的安全、可靠、经济性运行打下基础。

课程目标2：过程与方法目标

2.1通过本课程的学习，使学生具备从事热力设备及系统设计、分析评价、技术改造、运行管理所必需的知识与能力

2.2具有较全面的火力发电厂系统分析能力和设备维护能力为学生将来从事电厂实际工作和科研工作打下必要的基础。

课程目标3：情感、态度与价值观发展目标

3.1通过本课程的学习，培养作为一个热能与动力工程技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神、严谨治学的科学态度和积极向上的价值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。

（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体）

表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 （五号宋体）

3. 教学内容

序论

1．教学目标

（1）了解我国的能源资源和能源结构，火力发电工业的成就

（2）了解我国电力规划及火电技术发展动向。

（3）掌握热力发电厂的基本生产过程

（4）掌握热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求。

2.教学重难点

（1）重点：火力发电厂的基本生产过程；热力发电厂的类型。

（2）难点：无

3.教学内容

一、我国的能源资源和能源结构

二、我国火力发电工业的成就

三、我国电力规划及火电技术发展动向

四、热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求

五、本课程的任务和作用

4.教学方法

（1）自主学习：我国火力发电工业的成就，我国电力规划。

（2）讲授法：火力发电厂的基本生产过程；热力发电厂的类型。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）简述火力发电厂的基本生产过程及主要、辅助设备？

（2）火力发电厂的类型有哪些？

第一章热力发电厂的评价

1. 教学目标

（1）了解火力发电厂评价指标中的安全、可靠和环保指标

（2）掌握热力发电厂热量法热经济性评价指标

（3）了解热力发电厂的火用方法评价指标

（4）掌握热力发电厂的两种热经济性指标对于发电厂评价结果差异和相同点原因

2.教学重难点

（1）重点：凝汽式发电厂的热经济性指标

（2）难点：无

3教学内容

第一节 热力发电厂的安全可靠性

一、安全管理

二、可靠性管理

三、火电厂计算机监视

四、设备的故障诊断

第二节  火力发电厂的环保评价

第三节 热力发电厂热经济性评价

一、火用方法

二、热量法

三、两种热经济性评价方法的比较及其应用

第四节  凝汽式发电厂的热经济性指标

一、汽轮发电机组热经济性指标

二、锅炉效率与主蒸汽管道效率

三、全厂热经济性指标

四、热经济性指标间的变化关系

第五节 发电厂的技术经济比较与经济效益的指标体系

一、发电厂的技术经济比较

二、发电厂经济效益的指标体系

第六节 我国能源和电力工业的可持续发展

4.教学方法

（1）自主学习：我国能源和电力工业的可持续发展。

（2）讲授法：火力发电厂的评价指标。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）火力发电厂的热经济性评价指标有哪些？能够描述相应的意义。

（2）火力发电厂的两种热经济性评价方法的比较有哪些？

第二章热力发电厂的蒸汽参数及其循环

1. 教学目标

（1）掌握蒸汽初参数、终参数对机组影响本质原因

（2）掌握热力发电厂供水方式

（3）掌握热力发电厂冷端系统的构成

（4）给水回热的热经济性分析

（5）掌握蒸汽再热循环的目的、方法及其对热经济性影响

（6）掌握热电联产实现方式及其与热电分产节能对比

（7）掌握热电联产总、分指标

（8）了解空冷发电厂

（9）了解超临界汽轮发电机组发展现状

2.教学重难点

（1）重点：提高发电厂的热经济性的技术措施

（2）难点：热电联产节能分析；蒸汽再热基础上的回热循环较单纯回热循环比较。

（3）难点：热电联产总热耗能的分配方法

3教学内容

第一节   提高蒸汽初参数

1. 提高蒸汽初参数的经济性

2. 提高蒸汽初参数的技术经济可行性

3. 超临界蒸汽参数大容量机组

第二节 降低蒸汽终参数

一、电厂用水量和供水系统的选择

二、降低蒸汽终参数的热经济性

三、空气冷却凝汽器

四、火电厂冷端系统的优化

第三节 给水回热循环

一、给水回热的热经济性

二、给水回热基本参数对热经济性的影响

第四节 蒸汽再热循环

一、蒸汽再热的目的及其热经济性

二、最佳再热参数的选择

三、具有蒸汽再热的回热循环

四、蒸汽再过热的方法

第五节 热电联产循环

1. 热电联产的效益

2. 热电厂的主要热经济性指标

3. 热电冷三联产

4. 我国的热电联产

4.教学方法

（1）自主学习：我国的热电联产。

（2）讲授法：提高发电厂的热经济性的技术措施分析；回热、再热热经济分析；热电联产总热耗能的分配方法；热电联产的经济指标构成和各指标的意义。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）提高蒸汽初参数的技术经济可行性分析。

（2）火力发电厂的冷端系统有哪些设备构成？作用是什么？

（3）什么是热电联产？

（4）蒸汽再热方法有哪些？

（5）回热级数对热经济型影响规律是什么？

（6）回热-再热循环较回热循环差别是什么？

（7）热量法对热电联产总热耗能的分配方法实质是什么？

（8）热电厂的主要热经济性指标有哪些？

第三章 燃气-蒸汽联合循环、核能、地热及太阳能发电

 1.教学目标

（1）掌握燃气-蒸汽联合循环

（2）掌握地热发电类型

（3）掌握核电厂二回路系统特点

（4）了解太阳能热发电系统

2.教学重难点

（1）重点：燃气轮机特点；核电厂二回路系统特点

（2）难点： 无。

3教学内容

第一节 燃气-蒸汽联合循环

1. 燃气轮机的特点

2. 燃气–蒸汽联合循环的类型

3. 燃气–蒸汽联合循环的热效率

第二节 核电厂

一、核电站的一般工作原理

二、核反应堆的堆型

三、核电厂二回路系统及其热力设备的特点

第三节 地热发电

一、地热发电的类型

二、国内外地热发电

第四节太阳能热力发电

一、分散型发电系统

二、集中型发电系统

三、中间型发电系统

4.教学方法

（1）自主学习：国内外的联合循环发展；国内外地热发电；国内外的太阳能热力发电。

（2）讲授法：燃气-蒸汽联合循环；核电厂二回路系统及其热力设备的特点；地热发电类型；太阳能热发电系统。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）燃气轮机特点是什么？

（2）核电厂二回路系统及其热力设备的特点是什么？

第四章 给水回热加热系统

 1.教学目标

（1）掌握热力系统分类

（2）掌握回热加热器类型、结构

（3）掌握蒸汽冷却器、疏水冷却器作用

（4）掌握面式加热器的疏水方式

（4）掌握回热（机组）原则性热力系统的串联计算

（5）了解回热（机组）原则性热力系统的并联计算

2.教学重难点

（1）重点：回热加热器系统连接方式

（2）难点： 回热（机组）原则性热力系统的串联计算。

3．教学内容

第一节   热力系统的概念及分类

第二节 回热设备及其原则性热力系统

一、回热加热器的类型

二、面式加热器的连接方式

三、回热系统的损失及回热系统的优化

第三节 回热（机组）原则性热力系统的计算

一、计算目的及基本公式

二.计算方法和步骤

三.热平衡式的拟定

四、常规热平衡的电算回热（机组）原则性热力系统

第四节 回热加热器的运行

一、回热系统正常运行的重要性

二、加热器的投运和停用方式

三、运行中监督

4.教学方法

（1）讲授法：回热加热器系统连接方式；回热（机组）原则性热力系统的计算。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）什么是原则性热力系统？

（2）什么是全面性热力系统？

（3）回热加热器的类型有哪些？

（4）蒸汽冷却器的类型和作用有哪些？

（5）分析面式加热器的疏水方式

（6）疏水冷却器的作用是什么？

（7）回热器端差指什么？

（8）加热器出口水温降低的主要原因

第五章 给水除氧和发电厂的辅助汽水系统

 1.教学目标

（1）掌握火电厂的汽水损失

（2）掌握锅炉连续排污利用系统

（3）掌握蒸热除氧的机理和构造

（4）掌握滑压运行除氧器的除氧效果

（5）掌握除氧器全面性热力系统

（6）了解电厂汽水品质要求

（7）了解除氧器运行参数监督

2.教学重难点

（1）重点：热除氧的机理和构造

（2）难点：滑压运行除氧器的除氧效果及对给水泵的安全运行

3教学内容

第一节 火电厂的汽水损失及补充

第二节 锅炉连续排污利用系统

一、锅炉的汽水品质

二、废热及工质的回收利用

三、加热用厂用蒸汽系统

第三节 化学除氧

第四节 热除氧器及其原则性热力系统

一、热除氧的机理

二、热除氧器的构造

三、除氧器原则性热力系统及其计算

四、无除氧器的热力系统

第五节 除氧器的运行

一、除氧器的安全运行

二、除氧器运行参数监督及其启停

4.教学方法

（1）讲授法：火电厂的汽水损失；锅炉连续排污利用系统；热除氧原理；除氧器构造要求；除氧器全面性热力系统；滑压运行除氧器的除氧效果和给水泵安全运行；小汽机的选择；除氧器汽源。

（2）自主学习：无除氧器的热力系统；除氧器运行参数监督。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）火电厂汽水损失有哪些？

（2）锅炉连续排污利用系统的工艺流程是什么？

（3）描述凝结水精处理装置

（4）除氧的充分和必要条件分别是什么？

（5）什么是除氧器的自生沸腾？

（6）对照图说出除氧器全面性热力系统各个设备的功能。

（7）降压运行时保障除氧器下面的给水泵安全运行技术措施有那些？

第六章 热电厂的对外供热系统

 1.教学目标

（1）掌握热负荷的分类及其特点

（2）掌握供汽系统组成及主要设备

（3）掌握CC型机组供热系统全面性热力系统工作流程

（4）掌握三种供热式机组

（5）掌握发展热电联产的热经济指标的国家规定

（6）掌握热电分产较热电联产经济型比较

（7）了解热负荷计算；了解供热系统优化

2.教学重难点

（1）重点：供汽方案；CC型机组供热系统全面性热力系统

（2）难点：无

3教学内容

第一节热负荷的特性及载热质的选择

一、热负荷

二、热负荷持续时间图

第二节 热电厂的对外供热系统

一、载热质的选择及供热热网

二、汽网的供汽系统及其设备

三、水网的供热设备及其系统

四、CC型机组供热系统全面性热力系统

第三节 热电厂的经济分析及供热系统的优化运行

一、供热式机组的选择

二、集中供热锅炉房

三、我国对发展热电联产的热经济指标的规定

4.教学方法

（1）讲授法：热负荷的特性；热电厂的对外供热系统

（2）自主学习：水网供热设备工况图；供热系统的优化运行。

5.教学评价

回答下列问题：

（1）各类热负荷有哪些特点？

（2）供热式机组有那些类型？

（3）同时系数、负荷系数指什么？

（4）我国对发展热电联产的热经济指标的规定是什么？

（5）什么情况下热电分产反而比热电联产经济？

（6）对照图说出CC型机组供热系统全面性热力系统各个设备的功能。

第七章 发电厂原则性热力系统

1.教学目标

（1）掌握发电厂原则性热力系统的主要组成

（2）掌握凝气式发电厂原则性热系统组成及主要设备

（3）掌握热电厂原则性热系统组成及主要设备

（4）掌握核电厂二回路原则性热系统组成及主要设备

（5）掌握发电厂原则性热力系统的计算步骤

（6）掌握凝气式发电厂原则性热力系统的计算

（7）了解编制发电厂原则性热力系统的主要步骤

2.教学重难点

（1）重点：三种典型电厂原则性热力系统；凝气式发电厂原则性热力系统的计算

（2）难点：热耗率的修正和非额定工况的计算

3．教学内容

第一节 发电厂原则性热力系统的拟定

一、发电厂原则性热力系统的组成

二、编制发电厂原则性热力系统的主要步骤

第二节 发电厂原则性热力系统举例

一、国产机组原则性热力系统

二、我国安装的进口火电设备的发电厂原则性热力系统

三、国外几个代表性火电厂的发电厂原则性热力系统

四、核电厂二回路原则性热力系统

第三节 发电厂原则性热力系统的计算

一、计算目的

二、计算方法与步骤

三、热耗率的修正和非额定工况的计算

第四节 发电厂原则性热力系统计算举例

4.教学方法

（1）讲授法：发电厂原则性热力系统的组成；三类典型电厂原则性热力系统图；发电厂原则性热力系统的计算

（2）自主学习：部分发电厂原则性热力系统；热电厂原则性热力系统计算

 5.教学评价

回答下列问题：

（1）发电厂热力系统主要包括哪几部分？

（2）对照图说出凝气式发电厂原则性热系统组成及主要设备

（3）对照图说出热电厂原则性热系统组成及主要设备

（4）对照图说出核电厂二回路原则性热系统组成及主要设备

（5）发电厂原则性热力系统的计算与机组热力系统的计算相同点和不同点有哪些

第八章 发电厂全面性热力系统

1.教学目标

（1）掌握单元机组一、二次蒸汽全面性热力系统的主要组成

（2）掌握旁路系统的主要作用及系统组成

（3）掌握单元机组给水全面性热力系统的主要组成

（4）掌握回热系统全面性热力系统及主要设备

（5）掌握发电厂全面性热力系统的主要图例

（6）掌握全厂公用汽水系统

（7）了解管道与阀门的基本知识

（8）了解直流锅炉旁路系统组成

 2.教学重难点

（1）重点：单元机组一二次蒸汽系统；单元机组给水全面性热力系统；单元机组回热全面性热力系统；旁路系统的主要作用及系统组成

（2）难点：发电厂全面性热力系统的分析

 3．教学内容

第一节 发电厂全面性热力系统的概念

第二节 管道与阀门的基本知识

一、管道规范

二．蒸汽管道的设计压力

三、管径和壁厚的计算

第三节 主蒸汽系统

一、主蒸汽系统的型式及其应用

三、主蒸汽、再热蒸汽系统的全面性热力系统及其运行

第四节  旁路系统

一、旁路系统的类型及其作用

二、常见的旁路系统形式

三、旁路系统的设计

四、直流锅炉的旁路系统

五、旁路系统的运行

第五节 给水系统及给水泵的配置

一、给水系统的类型及应用

二、给水泵

三、给水系统的全面性热力系统及其运行

第六节 回热系统全面性热力系统

一、某国产机组回热系统的特点及其正常运行

二、低负荷、事故工况

三、启动、停运

第七节 全厂公用汽水系统

一、公用辅助蒸汽系统

二、主厂房内的冷却水系统

三、全厂的疏放水放气系统

第八节 发电厂全面性热力系统举例

一、对发电厂全面性热力系统的要求

二、发电厂全面性热力系统示例

 4.教学方法

（1）讲授法：发电厂全面性热力系统图的组成、功能；全厂公用汽水系统

（2）自主学习：管径和壁厚的计算；发电厂全面性热力系统示例

 5.教学评价

回答下列问题：

（1）发电厂热力系统主要包括哪几部分？

（2）对照图说出单元机组一、二次蒸汽全面性热力系统组成

（3）对照图说出单元机组给水全面性热力系统的组成

（4）对照图说出回热全面性热系统组成

（5）什么是全容量泵、半容量泵

（6）对照图说出旁路系统组成、作用

（7）列举几个主要的全厂公用汽水系统

第九章  热力发电厂的运行

 1.教学目标

（1）掌握单元机组的滑参数启动的主要过程

（2）掌握单元机组的滑参数停机的主要过程

（3）了解单元机组两种不同运行方式

（4）了解热力发电机组的热工检测和报警内容

（5）了解热工保护与联锁

（6）了解火电机组的计算机监视系统

（7）了解单元机组协调控制系统

 2.教学重难点

（1）重点：单元机组的滑参数启动；元机组的滑参数停机

（2）难点：单元机组两种不同运行方式；热工保护与联锁；火电机组的计算机监视系统；单元机组协调控制系统

 3．教学内容

第一节 单元机组的运行

一、单元机组的滑参数启动与停机

二、 单元机组的调峰运行

三、 单元机组的变压运行

第二节 热力发电厂的热工自动化

一、热工检测与报警

二、 热工保护与联锁

第三节 热力发电机组的计算机控制系统

一、 火电机组的计算机监视系统

二、单元机组协调控制系统（CCS ）

三、汽轮机数字电液控制系统（DEH）

 4.教学方法

（1）讲授法：单元机组的滑参数启动；元机组的滑参数停机；单元机组两种不同运行方式；热工保护与联锁；火电机组的计算机监视系统

（2）自主学习：；单元机组协调控制系统

（3）实地学习：电厂实地了解发电厂运行调节

 5.教学评价

回答下列问题：

（1）单元机组的滑参数启动步骤包括哪几部分？

（2）单元机组的滑参数停机步骤包括哪几部分？

（3）大型火电机组调峰运行的方式包括哪些？

四、学时分配

表2：各章节的具体内容和学时分配表

五、教学进度

表3：教学进度表

六、教材及参考书目

1. 叶涛 编，热力发电厂，北京：中国电力出版社，2012

2. 郑体宽 编 热力发电厂，北京：中国电力出版社，2008

七、教学方法

1. 讲授法：围绕课程的核心内容，如“发电厂的工作流程”、“评价发电厂经济性的基本方法”，“影响发电厂热经济性的因素及提高发电厂经济性的技术措施”，“发电厂各热力系统及辅助生产系统的组成、特性与运行方式”，“发电厂主要辅助热力设备的作用、结构、工作原理”等进行讲解。

2. 讨论法：围绕 “燃气-蒸汽联合循环”、“核能”、“地热”及“太阳能发电”主题组织学生进行讨论。

3.实地体验教学法：联系实际电厂，组织学生进行见习参观，攥写报告。

八、考核方式及评定方法

（一）课程考核与课程目标的对应关系

表4：课程考核与课程目标的对应关系表

（二）评定方法

1．评定方法

平时成绩：30%（平时提问互动、章节总结报告）

期中考试：20%（理论考试）

期末考试：50%（理论考试）

2．课程目标的考核占比与达成度分析 （五号宋体）

表5：课程目标的考核占比与达成度分析表（五号宋体）

（三）评分标准