热力发电厂教学大纲

西安交通大学

“动力机械工程基础”课程教学大纲

英文名称：Basic Knowledge for Thermal and Power Engineering

课程编码：ENP03111

学时：38 学分：2

适用对象：热能与动力工程，机械工程及自动化，过程装备与控制工程，核工程与核技术等专业三年级学生。

先修课程：工程热力学、流体力学、传热学、工程制图、理论力学

使用教材及参考书：

教材：

1.王中铮主编，《热能与动力机械基础》，机械工业出版社，2000

参考书：

1.翁史烈主编，《热能与动力工程基础》，高等教育出版社，2004

2.刘桂玉等，《工程热力学》，高等教育出版社，1989

3.魏太保主编，《能源工程》，华中工学院出版社，1985

4.蒋德明，《内燃机原理》，机械工业出版社，1994

5.翁史烈，《燃气轮机与蒸汽轮机》，上海交通大学出版社，1996

6.陈学俊、陈听宽，《锅炉原理》，机械工业出版社，1981

7.郑体宽，《热力发电厂》，重庆大学出版社，1995

8.吴业正等，《制冷原理及设备》，西安交通大学出版社，1987

9.王长贵等，《中国新能源的开发与利用》，能源出版社，1986

10.杨惠安等，《泵与风机》，上海交通大学出版社，1992

一、课程性质、目的和任务

能源与动力是我国国民经济的基础产业，动力机械广泛用于能源、动力领域，是主要的耗能设备。其品种繁多，功能各异，但都以热工、

流体为基础，且以热能为主要的能量利用形式。本课程是热能与动力工程专业的一门必修专业基础课，也可供核工程与核技术、机械工程及自动化、过程装备及控制工程等专业学生选学。

通过本门课程的学习，使学生对动力机械有个总体认识，对主要热能与动力机械及设备的结构、工作原理、性能指标和未来发展有所了解。学生通过本课程的学习，能够进一步拓宽专业知识面，为下一步学习专业课程打下一定的基础。

二、教学基本要求

1. 了解热能及其利用的基本方式，能量利用有效性的评价方法。

2. 掌握热能动力机械：内燃机、涡轮机、锅炉的基本结构、工作原理及性能评价的方法。

3. 掌握各类热能动力循环、制冷循环的原理，了解热力发电厂生产过程、热力系统图及性能评价指标、了解制冷过程的原理及评价。

4. 了解新能源在热能动力工程中应用及发展。

三、教学内容及要求

第一章基本概念

1、教学内容

热能及其利用，热力循环，热力学第一、第二定律复习，能源的有效利用及评价，动力机械与动力传动，热能与动力技术和环境。2、基本要求

学生应了解热能的发生与利用问题，能源有效利用及评价指标，掌握火用及火用效率，以内燃机和汽轮机为例比较不同类别动力机械的性能，熟知排放污染及防治。

第二章内燃动力系统及装置

1、教学内容

内燃机工作原理、总体构造，内燃机的理论循环与评价指标，实际循环与评价指标，有效性能指标，四冲程内燃机的换气过程、冲量系数，二冲程内燃机的换气过程，汽油机燃料供给和燃烧过程，柴油机的燃料供给和燃烧过程，内燃动力系统的运行特性，排放污染与防治，内燃机及汽车发展展望。

2、基本要求

学生主要了解内燃机的工作原理和基本结构、主要系统，掌握工作过程的热力循环，性能指标及其计算作为一般要求，换气过程和燃烧过程以四冲程汽油机为主，要了解排放污染及其防治和内燃机、汽车未来发展。

第三章涡轮机及喷气发动机

1、教学内容

涡轮机及喷气发动机的应用与发展，涡轮机及喷气发动机的构造与分类。透平级的概念，级内工作过程。蒸汽作用于动叶片上的力和轮周功，级的轮周功效率与最佳速度比，级内损失和级的效率。多级涡轮机的热力过程及其损失，重热系数。火箭推进概述，水轮机的工作原理和类型，涡轮机及喷气发动机的发展展望。

2、基本要求

本章重点要求学生了解涡轮机及喷气发动机的结构、分类、透平级的工作原理，对复杂计算不作要求。其中透平级的速度三角形、热

力过程线是必需掌握的，涡轮机及喷气发动机的未来发展必需了解。第四章锅炉及换热器

1、教学内容

锅炉的分类、基本构造、工作过程及大气排放。燃料成分、发热量及分类，燃烧计算基本原理，热平衡计算基本原理（正、反平衡），各项热损失及热效率的定义，灰平衡。火床炉工作特点，链条炉的基本结构、工作原理、炉排上的燃烧过程及特性，炉拱结构和作用，抛煤机炉工作原理。火室炉工作特点、煤粉气流的着火、燃烧过程及燃尽。流化床燃烧和旋风燃烧的过程及特点。锅炉受热面的作用、结构和工作原理，蒸发受热面（水冷壁和锅炉管束），过热器和再热器，省煤器、空气预热器。换热器分类，间壁式换热器的主要形式和结构，传热公式及换热器计算。

2、基本要求

本章重点在于让学生掌握锅炉的基本工作过程、型式和结构，主要燃烧设备及燃烧方式的特点，锅炉受热面作用、结构和工作原理，熟悉锅炉热效率及各项热损失的意义，了解锅炉科学技术的发展趋势，树立节能和环保意识。

第五章热力发电原理与系统

1、教学内容

热力发电的概念和基本原理，热力发电的基本循环。现代热力发电的常用循环。发电厂原则性热力系统。新型动力循环（蒸汽―燃气联合循环，卡琳那循环，注气式蒸汽燃气轮机循环，湿空气燃气轮机

循环），清洁煤燃烧技术和燃煤联合循（整体煤气化联合循环，流化床燃煤联合循环，外燃式燃煤联合循环，直接燃煤联合循环联合循环，整体煤气化燃料电池联合循环，磁流体发电联合循环）。磁流体发电。核能发电。

2、基本要求

重点掌握热力发电的基本概念及基本过程，了解发电厂中的主要设备及作用，掌握现代热力发电生产过程中常用循环。结合第3第、4章内容，了解汽水循环的流程，能够看懂发电厂原则性热力系统图，了解发电厂的主要热经济指标。对各种新型燃气轮机循环、清洁煤燃烧技术和燃煤联合循环、磁流体发电及核能发电作一般了解。了解蒸汽―燃气联合循环、整体化煤气化联合循环、流化床燃煤联合循环及核能发电的基本工作过程。

第六章制冷与空调

1、教学内容

恒温热源和变温热源的理想制冷循环，制冷系数的定义，理想热泵循环。蒸汽压缩式制冷系统的理论循环和实际循环及其性能指标。吸收式制冷系统的工作原理。热泵。空调的分类，湿空气焓湿图，空调系统的组成。制冷压缩机的种类，活塞式压缩机的工作原理。

2、基本要求

要求学生了解恒温热源和变温热源的理想制冷循环、热泵循环，重点要求学生掌握蒸汽压缩式制冷循环的工作原理及其性能指标，蒸汽压缩式制冷系统的四个典型部件、吸收式制冷系统的工作原理及系

统组成，空调部分湿空气的焓湿图，空调的分类、系统组成要求一般了解。

第七章新能源利用

1、教学内容

太阳能的特点，太阳能的利用方式，太阳能辐射的基本特性，太阳能集热器原理，平板集热器能量方程，平板集热器太阳辐照度的工程计算，平板集热器效率计算，太阳能供暖与太阳能制冷，太阳能发电。地热资源，地热发电系统，地热能的直接利用。燃料电池的工作原理，燃料电池的分类，燃料电池的性能评价。风能利用，潮汐能利用，低温核供热。

2、基本要求

要求学生了解新能源的种类，包括太阳能、地热、风能、燃料电池和低温核供热，掌握利用的方式和一些基本概念，对集热器计算只作一般了解。

第八章动力机械辅助装置

1、教学内容

泵与风机的分类及性能参数，离心泵的基本结构及工作原理，离心泵的能量方程，离心泵的特性曲线，离心风机的性能曲线，轴流风机及罗茨风机，管路性能曲线及系统工作点，泵与风机的联合运行，泵与风机的发展趋势。

2、基本要求

学生重点掌握离心泵与风机的基本结构、工作原理及性能曲线，

掌握离心泵与风机在管路系统中的工作特性。一般了解其他类型的泵与风机及其发展趋势。

四、实践环节

进行教学观摩试验，2学时

五、课内学时分配

大纲制定者：谢永慧黄锦涛执笔

大纲审定者：王新军

大纲批准者：秋穗正

大纲校对者：李军

二零零五年四月