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化學與能源開發論文實用13篇

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化學與能源開發論文

篇1

    1 農村能源環境保護與農村能源建設 

    農村環境問題,是當今農村發展面臨的重大問題,環境質量的惡化,對農業生物、農業生產和農村居民構成了嚴重的威脅。環境問題可分為生態破壞和環境污染兩大類,農村地區能源的開發利用與這兩類環境問題都有密切的關系。能源不但給農村提供了動力,而且帶來了生活的文明和社會的進步,但也影響了農村的環境。如新柴的消耗量方面,19世紀以前,由于需求量不大,砍伐情況并不嚴重,保持了生態的平衡,沒有產生污染現象。而在最近的百多年來,由于人口的急劇增加,使得生物質能源供不應求,使生態和污染方面都出現了問題。由于礦物能源的大量開發和使用,也為農村帶來了嚴重的能源環境問題。由于能源廢棄物的大量排放,對農村和能源經濟的發展以及人們的健康等都造成嚴重的危害和重大的損失。 

    2 礦物能源的開發利用對農村環境的重要影響 

    礦物能源的開發,包含了開采、貯運、加工、轉換到消費。在這全過程中,都會對環境造成污染和危害。如煤在開采過程中,首先是開采占地,它破壞了地表的生態系統,影響了農業生產。另外井工開采易造成地表的沉降或裂縫并改變水體形態及滲漏而影響農田灌溉,同時也破壞了地下水資源。另一方面開采時的排污以液體、氣體、固體同時存在,如酸性礦井水、泥漿、瓦斯、煤矸石等。在運輸和貯存過程中,特別經數次堆放,會造成自燃、流失等大氣污染,在煤炭的燃燒利用過程中,又會排放大量的二氧化碳、二氧化硫、粉塵和灰渣,造成了嚴重的環境污染等。又如水陸石油的開發會造成海水域的嚴重污染,影響水產業的發展和造成農田的污染。石油在燃燒時也會排放大量的有害氣體,對環境造成一定的影響。

    3 可再生能源的開發利用對環境造成的影響 

    (1)生物質能源開發利用對環境的影響是:采伐對環境的影響,如導致資源的枯竭,植被破壞,水土流失和破壞生態平衡;秸桿等大量燃燒,導致土壤肥力減退、農業減產等。如木柴在燃燒時會排出一氧化碳、二氧化碳,不充分時會排放大量塵煙和顆粒造成嚴重的大氣污染。 

    (2)自然能源開發利用對環境的影響是:自然能源如水能、太陽能、風能、地熱能、潮汐能、海洋能等。由于不同的能源各自的物理化學性質開發利用的方式不同,也會造成不同程度的環境影響,如水能在開發利用發電時造成的河川自然環境和生態系統變化的影響。庫區大面積淹沒及周圍生態、自然環境、地表、土質、農業生物等影響。地熱能的開發利用,在用地熱發電時,由于開發利用過程中廢熱污染和排放的硫化氫、二氧化碳、甲烷、汞等。特別是其中的硫化氫在高濃度時會致人死亡。利用潮汐能發電時會造成海域的污染等。在太陽能大規模集中開發利用的地區,可能會造成太陽能的回流,影響局部環境的變化,如氣候變化和生態失衡。太陽能電池在生產過程中,需要采用大量的有毒和可燃性氣體,如三氫四磷、四硫化硅等。會對居民帶來危害。開發利用風能發電時,會造成噪聲的危害等。 

    因此,在開發利用自然能源時,必須充分考慮對局部環境的危害,并制訂出預防措施。 

    4 幾個重要的能源環境問題 

    (1)氣候變化。近百年來,地球氣候已發生明顯變化,主要是全球變暖,其原因就是溫室效應。而二氧化碳是引起溫室效應的主要氣體。溫室效應帶來的對環境的影響主要是極地冰雪的部分融化、海水變暖和膨脹,海平面上升使沿海居民的安全受到危協。另外帶來的是干旱和沙漠化的擴大、旱澇頻率上升和蟲害增加等。 

    (2)酸雨的出現。 

    (3)主要是大氣中的二氧化硫和氮氧化合物造成的。酸雨的出現,造成土壤酸化,肥力減退,農作物減產,森林衰亡,植被枯死,水體酸化和水產的影響等。 

    (4)臭氧層破壞。主要原因是氟里昂的大量使用,礦物能源的消費和生產化肥產生的氧化氮造成的可導致過量輻射的影響。 

    (5)煙霧。煙霧是燃燒含碳量高的燃料造成的煙霧污染,主要是煤的礦物能源消費排放的影響污染物占百分之八十,煙霧能反射和吸收太陽輻射,嚴重時會影響農作物的生長造成減產,也直接危害人的身體健康。 

篇2

生物能源是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,是一種取之不盡、用之不竭的能源。[1]主農村農村生物能源主要是指能源作物、農作物秸、淀粉等物質。生物能源作為綠色能源,具有可再生的特點,而化石能源卻是不可再生能源,這是生物能源的一大優勢。根據估算,地球的石油枯竭期最多可延長到百年,而對于中國這個石油資源相對貧乏的國家來說,石油穩定供給不會超過20年。而生物能源主要利用淀粉質生物如植物,薯類,作物秸稈等加工成其他燃料,從大范圍來看具有大量的來源。

一、農村生物能源利用的必要性

我國具有豐富的農村生物能源。據測算,我國理論生物質能資源相當于50億噸標準煤左右,是目前國內總能耗的2.5倍左右。目前,可作為能源利用的生物質能約折合5億噸標準煤,主要是能源作物、農作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾等。農作物秸稈年產量約6億噸,除去用于飼料、肥料和其他工業原料外,至少有一半以上可用于生物質能開發和利用。

1、改善我國能源結構 當前,能源短缺、價格暴漲和環境惡化已成為世界關注的焦點。促進生物能源的開發利用,實現經濟社會的可持續發展,是當今世界的必然選擇。生物能源是當今世界無可爭議的可持續能源,從戰略上說,世界最終將轉入生物能源的永續利用。人類使用的三大主要能源是原油、天然氣和煤炭,這些化石能源都是不可再生的能源,遲早要枯竭。據國際能源機構的統計,這三種能源還能供開采的年限,分別只有40年、50年和240年。[2]開發新能源已成為人類發展中的緊迫課題免費論文。我國生物能源資源豐富in,可循環使用,又不污染,必將取代化石能源成為能源供應的主體,調整能源結構是近期的重要任務。

2、緩解能源緊張狀況 能源是國民經濟的“糧食”和“血液”。能源的穩定供應是國民經濟健康可持續發展的根本保障和前提。世界性能源供給形勢日趨緊張。再加上作為世界石油主要供給地的中東地區的局勢不穩,導致石油價格一直居高不下。另一方面,與能源問題密切相關的是環境問題。解決環境問題,制定地球暖化對策等問題已成為當務之急。在這種形勢下,進入本世紀以來歐美、中國以及俄羅斯都相繼開始轉變能源基本政策。預計到2010年,中國石油供需缺口1億噸,天然氣缺口400億立方米。因此,開發潔凈生物能源已成為緊迫的課題。[3]

3、減少環境污染通過轉化農作物秸稈,充分利用農業資源,有利于環境保護。對農作物秸稈的處理一直是一個棘手的問題,目前,中國農村處理秸稈主要采取傳統的焚燒辦法,這一辦法不僅造成資源的浪費,而且還造成煙霧污染,使城鄉居民感染呼吸道疾病增加,并且煙霧覆蓋機場和高速公路,致使能見度降低,影響正常的交通運輸,并可能引發重大事故。而隨著生物能源轉換技術日臻成熟,這一狀況將徹底改變。通過綜合利用莊稼廢料,既可生產出有用的能源,又保護了環境。

4、促進農民增收 農村生物能源開發利用投入少,收益多,能帶來的經濟效益更明顯。在促進農村經濟發展的背景下,要讓人民群眾看到收益,在農村生物能源的開發工作中一個重要任務是增加農民的收入,這也是中央提出的以人為本的科學發展觀的前提。利用生物能源提高人民群眾收入的主要途徑:一是出售農作物秸稈,用于造紙、生產膠合板等建筑材料以及發電等;二是種植能源植物,如不少地區種植木薯用于生產乙醇,形成了產業鏈,增加了農民收入。

二、農村生物能源利用存在的問題

雖然中國生物能源開發利用取得很大成績,法規和政策體系不斷完善,但生物能源的利用仍不能滿足可持續發展的需要,存在的主要問題是:

1.對開發生物能源戰略意義認識不清我國人口眾多,能源資源相對匱乏。人均能源資源占有量不到世界平均水平的一半,石油僅為十分之一。煤炭、石油、天然氣剩余可采儲量均僅夠開采到即將到來的下世紀中葉或更早。發展生物能源對實施可持續發展戰略的意義、對減排溫室氣體的意義沒有得到充分的、廣泛的熟悉。對中心積極地、因地制宜地發展生物能源的方針落實不夠。有的地區沒有編制生物能源的長遠規劃和年度計劃。

2.激勵政策不夠完善 從國外的經驗看in,政府支持是發展生物能源的關鍵。國際上,不論是發達國家還是發展中國家,生物能源的發展離不開政府的支持如激勵、稅收、補助、低息貸款、加速折舊、幫助開拓市湯等一系列的優惠政策,這是生物能源產業發展的初始動力。我國生物能源推廣應用的地區多為邊遠貧困地區,社會效益顯著,但經濟效益不高,更需要國家和各級政府的激勵和支持。

3.財政投入不足 八十年代以來,國家為推動生物能源的發展,采取了事業費補貼、研究與發展補貼、投資貼息和項目補貼等政策。但是,同國外比較,我國政府對生物能源的投入太少。迄今為止,我國生物能源建設項目還沒有規范地納入各級財政預算和計劃,成為阻礙其發展的重要因素。由于投入過少,缺乏足夠的開發與研究,不少關鍵性設備不得不進口,如大中型風機幾乎全部依靠進口,導致發展緩慢,產業化、商品化程度低。

4.技術開發能力和產業體系薄弱 生物能源的技術水平較低,缺乏技術研發能力,設備制造能力弱,技術和設備生產依賴進口,技術水平和生產能力與國外先進水平差距較大。同時,生物能源資源評價、技術標準、產品檢測和認證等體系不完善,人才培養不能滿足市場快速發展要求,沒有形成支撐生物能源產業發展的技術服務體系免費論文。[4]總體來看,中國在新的生物能源領域技術研發力量分散,在關鍵技術上長期難以突破,產業體系零散雜亂,相關企業良莠不齊,整體技術水平不高產品質量和技術服務缺乏保障,還沒有進入持續穩定的產業成長階段。

三、充分利用農村生物能源的對策

1.提高農村生物能源利用的意識 利用各種新聞媒體和宣傳渠道,對廣大農民利用和再利用可再生生物能源的教育,要把環境資源意識與健康意識、經濟意識、節約意識和社會意識緊密聯系在一起,特別針對農民講現實、講實惠的特點,幫助他們算好幾筆帳。諸如經濟帳、環境帳、資源帳、身體帳、家庭帳、社會帳等等。通過算帳等方式,切實增強廣大農民對可再生生物能源的認識,對可再生生物能源利用和再利用的主動性和積極性,對化解環境資源矛盾的自覺性和創造性。

2加強政策引導 一是要加強示范項目的建設,通過農村能源成功模式的推廣in,用效益吸引農民群眾和業主,主動參與項目建設。二是積極爭取國家對農村能源建設的投入。充分運用國家資金,引導農民群眾和業主開展項目建設。三是研究制訂有關扶持政策,鼓勵生態能源建設,激發農戶和業主參與綜合開發的積極性。三是明令禁止焚燒農作物秸稈。1999 年初,為保護生態環境,防止秸稈焚燒污染,保障人體健康,維護公共安全,根據《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》,國家環境保護總局、農業部、財政部、鐵道部、交通部、國家民航總局聯合制定了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》。同年,農業部選擇10 個焚燒秸稈造成嚴重影響的大城市郊區和4 條高速公路沿線,作為秸稈綜合利用和禁燒的重點地區,集中投入,推廣秸稈綜合利用技術。

3、加大財政投入力度 要切實加大對農村建設、農業發展和農民脫貧致富的政策扶持力度,政府財政預算安排盡可能向農村傾斜,支持科技推廣項目、節能降耗項目、環境保護項目和循環經濟項目的開發建設;建立發展農業循環經濟促進體系,包括綠色產品質量認證機制、價格調控補貼機制、市場機制、激勵機制等。在資金使用上,以項目支持為主,采取墊付、預付、追加補助等形式。與此同時,還應該大力開辟籌資渠道,采用多種開發利用模式,促進農村生物能源利用和再利用,推進農村先進生產力建設。國家財政每年拿出一部分資金以支持廣大農村地區推廣秸稈氣化技術,解決農民用能問題和緩解農村環境污染。

4、加大科技投入力度 要切實加大對農村廢生物能源新技術、新工藝、新產品開發和使用的科技投入力度,盡可能多地開發適應農村生產生活特點的技術、工藝和產品,盡可能多地開展科技下鄉活動,給廣大農村送去科技知識、節能降耗產品和技術,幫助解決廢生物能源利用和再利用的工藝困難,如沼氣產、供、用系統工程技術,節能降耗技術,有機肥與無機肥合理搭配、科學施用技術等,幫助農民提升科技素質水平和科技產品應用能力。

參考文獻:

[1]朱四海,農村能源軟化國家能源約束途徑分析[J]. 中國農村經濟.2007(11)

[2王友成等,秸稈固化:農村能源替代擔重任[J].現代農業2007(12)

[3]李衛林,生物能源的開發與應用前景分析.[J]能源與環境,2009(01)

篇3

一.引言

我國是世界焦炭第一生產大國,同時也是第一焦炭消費大國。近些年來,我國的煉焦技術得到了較大進步,煉焦技術的發展,促進了煉焦行業節能技術的推廣和應用。

二.煉焦技術的工藝特點。

1.回收煉焦工藝流程簡述。

熱回收煉焦工藝技術包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產設施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間,煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機搗成煤餅送入煉焦爐,成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內進行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進行粒度篩分和儲存。煉焦爐為負壓操作,煉焦煤煉焦時產生的揮發份在焦爐內全部燃燒,高溫廢氣經焦爐集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產生蒸汽?;厥諢崃亢蟮牡蜏貜U氣脫除二氧化硫后經煙囪排放。蒸汽送到工業、公共設施,或用于余熱發電車間發電。

2.回收煉焦工藝主要特點。

(1).煉焦爐負壓操作,基本消除了煉焦爐對大氣的污染?;厥諢捊巩a生的揮發份燃燒為高溫廢氣的熱量,并回收其熱量,徹底消除了化學污水的產生。實現了煉焦工業的清潔生產。

(2). 煉焦爐內煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護層,取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時的燃燒現象。

(3). 煉焦爐煉焦時揮發性的物質在焦炭層中的流程較長,二次裂解產生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用,能改善和提高焦炭的物理化學性質和冷熱強度。結合搗固煉焦,對于擴大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質量具有重要意義。

(4). 熱回收煉焦技術工藝在國際上首次使用具有我國自主知識產權的液壓搗固,在國內首次使用具有我國自主知識產權的水平接熄焦,充分體現了我國堅持科學發展觀和科技的創新能力。

三.發展清潔生產的大型搗固煉焦。

大力研發和推廣具有完善環保設施、能夠實現清潔生產的大型搗固煉焦技術。標定、調試和總結我國已投產的6.25米大型搗固焦爐,進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。

開發適合中國國情的6.7米搗固焦爐,其每孔年產焦炭1.443萬噸,將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐,2×52孔年產焦炭150萬噸,填補我國年產150萬噸級焦炭規模的大型搗固焦爐空白,并建成能起樣板作用的示范工程,推動我國大型搗固煉焦技術的發展,使其達到世界領先水平。

發國產的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固一裝煤一推焦一體車(SCP機),使其機械化、自動化、安全性能和環保水平等方面達到世界領先水平。

隨著我國大中型鋼鐵企業逐步接受和采用搗固煉焦技術,應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質量標準、相應的高爐生產操作工藝和參數,推動大中型高爐使用搗固焦炭。

1.大力推廣的節能技術。

(1). 發展高效節能環保的大型焦油加工裝置。

淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結晶和污染大的瀝青成型工藝。

進一步推動我國煤焦油加工的集中處理,建設規模大、技術先進、節能環保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發新產品,擴大產品品種和品級,配合化工、醫藥、材料等市場要求,開發出附加值高的洗油深加工產品、蒽油深加工產品和瀝青深加工產品等。對附加值低的殘油,在滿足炭黑生產的同時,可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術,使其轉化成為高附加值的汽油調和油、柴油調和油。

(2).推薦采用高效節能的脫硫脫氰技術。

新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產品質量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝,如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。

推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業裝置投產,并建成示范裝置,解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題,推動其更新換代。

推薦采用間接法蒸氨,以減少焦化廢水,有利于實現焦化廢水的近零排放。

(3)積極研發焦爐煤氣資源化利用技術。

COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高,因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發電。高質量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業單位產品的能源消耗和排放負荷,甚至能開發出大量最清潔能源—氫氣,從而引發鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關系,甚至會引發整個社會新的供需關系。

(4)開發新型焦化污水深度處理技術.

資源節約、環境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用,因為生產1噸焦炭通常產生0.48噸焦化污水和0.42噸循環水排污水(采用CDQ時循環水排污水為0.53噸)。我國已開發出成熟可靠的焦化污水生化處理技術。對鋼鐵企業焦化廠來說,焦化廢水經生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環水系統。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠,生化處理時,可減少或不加稀釋水,減少生化處理水量,使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水,在焦化廠內消耗掉。但是,隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦,處理后廢水無路可去,只能回用于凈循環水系統。而凈循環水系統對水質要求嚴格,對其補充水的水質要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環水系統補充水,必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。

“十一五”期間,進行了大量污水回用深度處理技術的開發工作。深度處理一般采用膜分離技術。即:生物處理(A-A/O)+超濾(UF)+納濾(NF)(或反滲透(RO));或生物處理(A-A/O)+膜生物反應器(MBR)+納濾(NF)(或反滲透(RO))。深度處理的產水率可達到70%以上,產水水質可達到循環水補充水的要求,用作循環水補充水。膜深度處理產出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物,而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用,也可以蒸發提鹽,但這些手段成本太高,因此,濃縮液處理將是下一步重點開發的課題。

(5)研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術。

離開焦爐炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%,與紅焦帶出的顯熱相當,余熱回收利用的潛力巨大。

“十一五”期間,國內外許多焦化企業積極研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術,如:濟鋼將5個上升管做成夾套管,導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱,被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等;寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗;濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗;無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發電技術回收上升管余熱的試驗;平煤武鋼焦化進行了高效微流態傳熱材料作換熱介質的上升管余熱回收試驗;日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗,得到了主要含H2和CO的合成氣體;中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液,用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液;有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環水制冷,所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。

“十二五”期間,應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術的研發調試、改進完善、總結比較,選擇最優方法;推動最優方法盡快工業化,總結經驗,建立示范裝置,加以推廣普及。

五.結束語

煉焦,要做好能源生產和節能處理的兩手抓,在確保生產的同時,要減少對能源的消耗,提高最終有效產出。

參考文獻:

[1] 曹海霞CAO Hai-xia. 山西焦化工業技術發展現狀與趨勢研究 [期刊論文]. 《煤炭加工與綜合利用》 -2007年5期

[2] 曾子平劉應隆. 應用氨肥法一體化工藝煙氣脫硫促進高能耗產業節能減排——煤化鋼鐵企業煉焦廢氨水脫硫產業鏈建設 [會議論文]. 2008年全國熱工節能減排技術交流會

篇4

基金項目:本文系三峽大學教學研究項目重點項目(項目編號:J2011008)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0073-02

能源是人類生存和發展的重要物質基礎,隨著社會發展對能源需求的持續增長,以及能源短缺危機和全球環境的日益惡化,能源對人類經濟與社會發展的制約和對資源環境的影響也越來越顯著。[1]面對能源短缺危機和環境保護的雙重壓力下,必須通過能源利用新技術實現“開源”和“節流”。因此,大規模開發新的能源,大力發展高效、環保的電力工業成為解決能源問題的有效途徑,培養這方面的人才對新能源的開發和利用具有重要意義。

三峽大學具有濃厚的電力行業背景,為了讓三峽大學(以下簡稱“我?!保╇姎夤こ填悓I學生了解新能源相關知識,“新能源發電技術”課程應運而生,它是電氣工程及其自動化專業課程體系中一門重要的專業選修課程。該課程的講授,能夠幫助學生較為全面地了解和掌握新能源利用形式及其相關技術的前沿動態,有利于培養學生的創新思維能力。為了提高教學質量,結合電氣工程類專業的特點,探索適合電力系統及其自動化專業課程授課內容和教學方法是十分必要的。本文將根據筆者近年來的教學實踐,談談對該課程的教學改革與實踐方面的幾點體會。

一、課程教學存在的主要問題和矛盾

“新能源發電技術”課程是一門多學科交叉的課程,除了涉及電力和能源領域的知識外,還要求學生具有其他領域相關的知識,如課程中風力發電技術涉及空氣動力學的相關知識,太陽能電池涉及的半導體材料的相關知識,生物質能中涉及的生物化學等相關知識等。[2,4]由于新能源發電技術的研究屬于前沿科學,目前,我國部分高校的相關專業已開設“新能源發電技術”課程,但不同學科對該專業課程的教學需求不同,導致教材內容側重點差異較大。該課程的建設中存在的問題較為突出,集中體現在:不同專業教材內容側重點不同,缺乏適合電力系統及其自動化專業的教材;作為一門選修課程,學生重視程度不夠;專業教學環節矛盾眾多,包括課程與教材之間的矛盾,理論教學與實踐教學之間的矛盾,教學目標與教學方法之間的矛盾等,這些都在很大程度上制約了“新能源發電技術”課程教學質量的提高。

對于電力系統及其自動化專業的學生,該課程需要涉及更多電氣工程學科的相關知識,如電機學、電力電子技術、電力系統分析等專業知識。在新能源并網和儲能技術中需要應用這些專業知識分析該研究領域前沿問題,有利于全面掌握新能源知識體系和培養學生分析問題的能力。由此可見,本課程內容豐富,知識點多,在該課程的建設中,需要根據專業特點,合理組織教學內容,讓學生掌握晦澀難懂的外專業知識的,能利用本專業知識分析實際工程問題,激發學生學習該課程的興趣,提高學生的綜合素質,因此該課程的教學內容和教學模式的改革勢在必行。

二、教學內容的改革

為了適應電力系統及其自動化專業學生的教學,在課程改革過程中,根據新能源發電行業現狀和電氣工程對新能源發電技術課程知識體系的需求,結合電力工程及其自動化專業的特點,精選教學內容,重新構建了新的課程知識體系,加強與電力系統及其自動化專業之間的聯系。

根據新能源發電站接入電網的影響不同,將這些新能源技術分為兩類:穩定性能源發電技術和間歇性能源發電技術。

一些新能源技術(如生物質能、地熱能和常規水電)在接入電力系統方面和常規電力技術一樣容易,除了一次能源的形式不同,轉換成電能環節基本相同,都采用同步發電機進行發電,對電網的安全和穩定不會造成影響。因此,這部分新能源知識重點講解各種新能源發電技術的基本原理,最新的發電技術的現狀和動向,及在利用過程中對改善環境帶來的好處,培養學生新的能源觀念和意識。同時結合電網發展的最近進展,這些發電技術作為分布式電源接入電網時,如何規劃電網,接入電網對電網的影響等方面進行適當的講解,加強與電力系統知識的聯系,提高學生學習的積極性,

由于受到季節、氣象和地域等條件的影響,另一些新能源技術具有隨機性、波動性和間歇性的特點,如風能和太陽能發電等新能源發電技術,在接入電力系統方面需要克服更多的挑戰,其電力大規模并入常規電網會對電網調峰和系統安全運行帶來顯著影響。這部分內容重點講解與電力系統相關的技術,涉及到電機學、電力電子技術和電力系統相關的知識點。在間歇性能源并網過程中,電力儲能技術可以補償負荷波動,解決風能和太陽能等間歇式新能源發電直接并網對電網的沖擊,調節電能質量,使大規模風力發電和太陽能發電能夠方便可靠地并入常規電網。隨著可再生新能源發電技術的快速發展,電力儲能技術也是電力系統及其自動化專業學生必須掌握的知識,所以儲能技術也是該課程知識體系的重要部分。

本文提出的課程知識體系目前還沒有相關教材,為此,筆者較為系統地構建并編寫適合電力系統及其自動化專業的“新能源發電技術”課程講義,使之更符合電力系統及其自動化專業的教學。從兩學期的試用情況來看,學生認同感增強,明確該課程是本專業不可或缺的重要選修課,重視程度顯著提升,在教學過程中取得了良好的效果。

三、教學模式改革

選擇合適的教學方法,能夠提高課堂效率。教學內容的不同,授課的教學方法也需要相應的改進,為此筆者對教學方法也進行了改革,使之與課程知識體系相適應。

1.采用學術專題講座的教學方式

“新能源發電技術”課程知識體系要求運用新的教學方法。每種新能源發電技術各自成章,自成系統,各部分內容均有很多前沿的技術,僅靠書本知識已經不能適應科技的進步。[5,6]因此需要任課教師補充相關發展的新動向和新技術,以學術講座的形式進行講授與課程相關知識點。講解過程中,以具體的行業問題為背景,采取啟發式的講解方式,層層剖析問題,可以讓學生在有限的學時內,掌握發電技術的發展現狀、發電原理、利用方式、開發存在的問題和研究現狀及動向。如地熱發電、海洋能發電、生物質能發電、太陽能熱發電技術,都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中,增加學生提問環節,讓學生可以積極參與,引導學生自主思考。

為了強化實踐,在每一個專題授課結束后,教師通過布置與該專題相關的設計題目,讓學生學以致用。比如讓學生設計太陽能熱電站,利用波浪能發電原理設計相應的波浪能電站,設計新農村綜合利用生物質能的方案,設計垃圾發電站工藝流程等,作為分布式電源接入電網時,結合不同能源開發利用的特點對該地區新能源開發和電網結構做出合理規劃,并給出理由。通過這些綜合性設計作業,可以增強大家的創新意識和實踐能力,激發了學生的學習興趣和主動性,訓練了學生分析問題、解決問題的綜合能力,起到了非常好的效果。

2.基于問題的探究式教學方式

傳統的講授方式,可以系統地講解,課堂容量大。風力發電和光伏發電技術涉及知識點多,知識點零散,因此需要教師合理組織教學內容,使其與所學專業知識相結合。為此筆者精心設計每一個教學環節,精講多練。但傳統的授課方式,學生被動接受,學習積極性不高。

為此,筆者采用基于問題的探究式教學方式,在教學的過程中,教師起引導作用,對課程中的知識點進行分析,提出基于問題的討論題目;并分析學生需要掌握的知識要點,為學生提供必要的參考文獻,讓學生課后自己查閱資料,引導他們學會自己總結知識點,利用所學知識分析實際問題。而學生在課后根據自己的興趣自愿選題,并分小組進行研討,研討后,該小組總結討論結果。在課堂討論中,每個小組推薦一名學生做交流發言,將自己的研究內容做簡要匯報。學生互相提問展開討論,老師進行有針對性的點評,肯定了學生們取得的成績,對錯誤的地方進行了補充和糾正。[2]為了達到分組討論學習預期效果,要求每個小組在上交的文獻報告中,明確每個學生所做的工作和參加小組討論的發言內容,督促每個學生都參與討論學習。通過這種教學方式,充分調動了學生的積極性和主動性,也很好地完成了教學目標,促進了教學質量的提高,達到“授人以漁”的目的。

3.改進多媒體教學方式

由于該課程設計的專業知識具有跨學科的特點,有些知識點學生難以掌握,有些原理較為抽象。如風機的偏航過程、變槳過程、風機的失速原理、斯特林發動機的發電過程等都比較抽象,在沒有實物演示的前提下,學生經常不容易理解。因此在講這些課程內容時,采用多媒體動畫演示的方法,幫助學生理解基本概念和知識,讓學生更快更易地理解和掌握這些內容。

四、考試方法的改革

雖然在教學內容和方法上進行了改革,提高了學生的學習興趣,激發學生的學習熱情,但仍有不少學生選課和學習動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結構,提高自己的綜合素質,只是為了湊滿學分,對選修課缺乏足夠的重視。[6]傳統的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學情況。撰寫課程論文,成績只與論文寫得好不好有關,有的同學東拼西湊,也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學生平常的學習,因此仍需完善課程的考核方式。根據“新能源發電技術”課程的特點,筆者對該課程的考試方式做了合理的改革,促進學生學習,公正地反映了學生的成績。主要采取了以下一些措施:

1.注重對學生平時的考查

增加課堂隨機考查的次數。通過提問、課堂測驗等方式,讓學生在上課時能集中精力聽講,防止學生上課“開小差”?;卮饐栴}和課堂測驗計入平時成績。

2.增加撰寫文獻報告和大作業

基于問題的探究式教學方式中,撰寫文獻報告和小組討論環節能夠有效培養了學生查閱文獻、撰寫論文、發現問題、解決問題、獨立思考的能力,因此能夠較為科學評價學生平時的努力程度。因此,課堂討論和小組討論中,根據學生在該環節中的貢獻不同給學生不同成績,這樣能起到督促學生學習和檢驗學生學習效果的作用。

作業是課堂教學的有效補充和延伸,是教學中必不可少的環節。大作業一般具有綜合性的特點,能夠有效鍛煉學生的綜合能力,鞏固平時所學的知識,是反饋教學效果的有效手段。因此增加大作業和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學生平時學習的有效手段。

3.增加平時成績的權重

平時考核成績權重由原來的30%提高到目前的50%,有效地避免了學生平時不學習,考試時突擊學習也能取得不錯成績的弊端,提高學生學習的積極性和自覺性。

通過上述措施的實施,經調查表明多數學生都認可這種成績考核方法較合理、公正,能夠真實反映學生的成績,受到了多數學生的歡迎。

五、結束語

“新能源發電技術”課程是電氣工程及其自動化專業課程體系中一門重要的專業選修課程。本文針對課程建設中存在的突出問題,構建了適合電氣工程類專業的“新能源發電技術”課程的知識體系,合理組織教學內容,并根據授課內容提出了合適的教學和考核方法。通過課程教學改革,激發學生的學習興趣,引導學生主動學習,培養了學生分析問題、解決問題的能力和創新意識,提高學生的綜合素質,達到提高該課程的教學質量和教學效果的目的。

參考文獻:

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[2]馬明國,蔣建新.“生物質能源利用原理與技術”教學改革初探[J].中國林業教育,2009,27(4):64-67.

[3]陳春香,李嘯驄,梁志堅,等.“新能源發電技術”課程教學改革與探索[J].中國電力教育,2013,(5):62,102.

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一、獨立學院開設《化學與社會》公共選修課的必要性

公共選修課是提高學生綜合素質的有益選擇。我國現行的專業《人才培養方案》大多偏重對學生本專業的學習要求,而對學生在其他學科領域的知識掌握以及素質修養則鞭長莫及。公共選修課在幫助學生完善其他學科領域的知識和提高素質修養方面大有可為。獨立學院的人才培養目標定位為應用復合型。公共選修課是高校實現培養寬口徑、厚基礎的應用復合型人才的重要且必須的課程結構模塊,是獨立學院因時制宜地因材施教、實現人才培養目標的必不可少的環節[1]。且公共選修課作為高校教學體系的重要組成部分,在優化學生的知識結構,拓寬學生的知識面,增強學生各個方面的適應能力,培養學生的學習興趣,體現因材施教原則,提高學生的文化品位、審美情趣、人文素養和科學素質等方面發揮著重要作用,公共選修課的開設,使學生可以不拘于專業和年級的限制,自主選擇自己喜歡的課程和主講教師,這一方面為開闊學生視野、豐富學生知識素養創造了條件,另一方面也有利于提高授課教師、尤其是青年教師的教學能力和水平[2]。

隨著現代社會科技的不斷發展,化學這一古老而又現代的科學越來越受到人們的重視,并滲透到了環境保護、新材料、醫療衛生等各個領域。對于現代社會來說,離開化學科學是不可想象的。但是,相對于化學在現代社會中的重要作用,化學知識的普及遠遠的落后了[3]。相反,由于各種傳播媒體無意或有意的宣傳,在大眾的心中,化學卻越來越多的與一些負面影響相聯系,例如環境污染、能源消耗等等。固然,化學作為一門傳統科學,必須正視這些已經存在并不斷發展的問題。但同時我們也必須認識到科學發展是人類社會進步的必由之道,只有通過科學的發展我們才能消除經濟發展所帶來的一些負面影響。因此,我們有必要開設這樣一門課程,向大學生普及化學知識,使其全面客觀的認識化學對人類文明和社會發展不可替代的作用,以及如何通過化學科學的進步來解決人類目前所面臨的種種問題,隨著我國獨立學院數量的增加,獨立學院亦如此。通過《化學與社會》這門課程的學習能“大大開闊視野,豐富生活情趣,充分認識化學與人人有關,衣食住用樣樣離不開化學,生活中處處有化學,時時為化學提供實用的機會。同時本課程的學習對提高人的素質,改善生活質量,增強人體健康、保護生態環境,推動社會的進步也大有幫助。本課程的特征是知識性、科學性、實用性、新穎性的統一。

二、《化學與社會》公共選修課的主要內容

公共選修課《化學與社會》開設對象是全校性不分專業不分年級的三類本科大學生,考慮到三類本科學生的特點,內容的安排要以必需和夠用為度,不求理論的系統性。課程內容不宜涉及到過于專業的化學知識,而應結合學校整體教學規劃和選課學生的專業特點擬訂合適的教學內容。在課程內容的選擇上,筆者力求與社會發展同步,不斷補充最新最前沿的科技成果,重點講述有關化學發展和應用現狀及存在的問題,而不再遵循以往教科書按章節進行教學,筆者按照化學與社會的關系,在有限的教學時間內,將課程分為5個部分,分別講述了化學與能源、環境、日常生活、材料、計算機科學的關系。課程所涉及對象從全球變暖、資源消耗和環境污染等大的方面,到空氣、食品、能源等日常生活中賴以生存的用品,以具體而有趣的實例討論化學在社會中所起到的關鍵作用。通過本課程的學習,學生普遍反映良好,在擴大了學生知識面的同時還增加了許多日常生活經驗常識,尤為重要的是為非化學專業的同學打開了一扇了解化學世界的窗口[4]。

三、如何針對學生特點提高《化學與社會》公共選修課的教學效果

1.設置具有科學性、趣味性、新穎性、先進性和適用性的課程內容

為三本學生講化學,重要的是要引起他們對化學的興趣,并讓他們真正學到有關的化學實際應用的知識,同時要注意到其在中學時的化學基礎。所以講授的基點不是放在大量的化學分子式、化學反應式、化學原理上,而是從化學角度來討論一些社會問題,更多的是大量素材的歸納和實際應用知識,讓學生“認識”化學,理解化學和我們日常生活、國家經濟建設、保護環境、增強人民體質的關系等。所以,設置具有科學性、趣味性、新穎性、先進性和適用性的課程內容是提高教學效果的首要途徑。例如:(1)我們在講化學能源部分,首先從最近的油價上漲開始,向學生介紹了人類利用能源的歷史,尤其是煤炭、石油等傳統能源開采利用的歷史;然后介紹了世界當前能源危機產生的原因以及化學在緩解這一危機中所做的努力,其中不但講解了電池的發明和應用,還包括了最新的生物柴油技術和擴展的燃料電池技術,以及混合動力汽車、氫燃料電池、太陽能電池等最新的科研成果;最后對未來的能源開發進行了展望,其中更詳細探究了核能與礦物能之間的比較,并引入了2008年北京奧運的氫能源汽車。(2)在講化學材料時,我們講到了“神七”太空漫步時穿的太空服的特殊化學合成耐高溫材料芳綸1313。(3)在講化學與日常生活時,在講述“化學元素周期表"的基礎上,介紹元素在生物體中的含量、微量元素的主要功能;然后討論微量元素與人體健康的關系,著重介紹微量元素與某些地方病如克山病、甲狀腺腫、氟中毒營養飲食與鍵康的關系,并結合有關當前學生營養、體質狀況的調查材料以及飲食與某些地方病的關系,引導學生要正確樹立平衡營養觀念;就學生所關心的問題介紹了皮膚的結構、護膚品中常用原料的化學成分、護膚品中有毒成分以及防曬的基本知識;結合日常生活講解了日用洗滌劑的種類、去污原理,引導學生正確認識洗滌劑與環境、人類健康的關系;同時還講了“三鹿奶粉”事件中添加的三聚氰胺的化學檢測法,西安市場出現的硫磺生姜事件中硫磺生姜的危害與辨別以及硫磺熏制食品時發生的一系列化學變化等。

2.利用不同課程教學形式來提高教學效果

開設化學與社會選修課,其目的是擴大學生的知識面、增加學生的知識積累,培養學生的能力。為使學生能更好地利用已有的化學知識,對當前社會的焦點問題有更清楚的了解,化學與社會選修課在教學形式上要體現靈活性:

第一,以專題講座為主,采用多媒體系統進行教學,俗話說“百聞不如一見”,口頭和書面表達的再好也不及多媒體對信息傳遞的直觀和有效。對于《化學與社會》這種公共選修課程來說,多媒體的合理使用能起到事半功倍的效果。為此,筆者準備了內容豐富的多媒體課件,大量的圖片和圖表使得學生理解更為便捷。此外,筆者還根據課程的安排精選了多部科教影片,在課程講解完成后播放,學生看完后進行分組討論,通過這種方式進一步加深了學生對于課程的理解,從而增加知識的容量;

第二,擺脫傳統習題模式,布置思考題,引導學生去發現化學在理論和實踐方面的作用與價值,培養學生分析與判斷能力;

第三,鼓勵學生將自己感興趣的選題制作成PPT(PowerPoint)演示文稿,在班上作口頭交流,這種方式特別受到學生歡迎,極大地激發了他們的學習熱情和創造性。

3.加強學生的環保意識和社會責任感的培養

科學的發展是一柄雙刃劍,在帶給人們便利的同時也在不斷影響著周圍的環境,對于化學來說這一點尤為明顯。不可否認近現代的化工工業的飛速發展對于環境的傷害是巨大的。保護環境人人有責。大學生在畢業后將成為社會生產建設的主力軍,增加他們在環保方面的知識素養,對于提高全社會的環保意識有著重要作用。因此在本課程的教學中,應不斷強化學生的環保意識。為此,課程中專門安排了“化學與環境”一節,從環境污染的源頭、現狀、后果以及目前的應對辦法進行全面而細致的介紹;除此之外,在其它內容的授課中,也需要不斷滲透環保方面的知識。

四、結論與建議

化學科學是現代社會科技發展的核心學科,掌握一定的化學知識對于促進大學生知識結構的全面健康發展有著重要的作用,也有利于提高大學生的環保意識和社會責任感。公共選修課《化學與社會》較全面的介紹化學科學的發展現狀與應用情況,內容豐富且淺顯易懂,適合全校性文理科學生擴大知識面,對學生具有長遠的現實意義,因此獨立學院應該努力提高各類人員對《化學與社會》的認識,建議有條件的獨立學院盡可能開設《化學與社會》公共選修課。

參考文獻

[1]陳媛媛.提高獨立學院公共選修課質量的思考[J].成都大學學報(教育科學版),2008,22(7):37-38,42.

[2]郭娟.關于高校公共選修課建設與管理的思考[J].中國電力教育,6(2009):39-40.

篇6

久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型綠色能源二甲醚為主導產品的國家重點高新技術企業。

公司主要以煤炭為原料生產甲醇和二甲醚,節能工作對企業發展具有重要的經濟意義和現實意義。論文百事通公司成立以來,將科技進步和技術革新作為節能降耗的突破點,堅持能源開發與資源節約并舉,積極探索和實施循環經濟發展模式。公司通過采用汽輪機直接拖動壓縮機技術,采用先進技術改造傳統造氣工藝和裝置,集中回收了廢氣、廢熱,降低了煤、電、水的消耗,使各項消耗指標處于同行業領先水平。

二甲醚是國際上公認的新型清潔能源,是理想的石油替代燃料,將我國豐富的煤炭資源轉化為二甲醚潔凈燃料,對解決我國石油戰略稀缺資源短缺、保護環境、保證經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。公司自主研發的“液相法復合酸脫水催化生產二甲醚”工藝從工業生產的角度解決了二甲醚生產過程中的世界性難題,特別是液相復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術較好地解決了傳統生產工藝產品提純成本高、投資昂貴的缺點,投資降低1/2,生產成本降低1/3以上,可實現大規模生產環保型車用和民用燃料的需求,有很強的競爭優勢。經山東省科技廳組織專家進行鑒定,達到國際領先水平。

二、節能降耗的主要做法

(一)明確節能目標,責任落實到人

節約能源不僅是企業提升自身競爭力的重要手段,也是企業必須履行的社會責任。公司與臨沂市政府、羅莊區政府分別簽訂了《年度節能目標責任書》,確定了年度節能0.66萬噸標煤的目標,并根據節能目標制定了科學詳細的節能方案,將節能工作落實到了實處。同時公司將節能工作列入了績效管理的范疇,與各級部門負責人分級簽訂目標責任書,實行節約獎勵、超標處罰的激勵機制,不但將節能責任落實到了每一個人,而且充分調動了各級人員節能的工作積極性。

(二)以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破

科技進步和技術革新在社會經濟的發展中起著巨大作用。作為能源化工企業,節能工作的關鍵在于能否運用科技進步和技術革新手段改造傳統落后的工藝、設備,實現資源利用的最大化。作為國家級重點高新技術企業,久泰能源科技有限公司擁有一大批行業中高端技術人才,并一直致力于對現有生產工藝流程的優化和改造,公司通過實施系列技術改造,單位產品能耗降穩居行業領先水平。

1.汽輪機直接拖動壓縮機技術的應用。公司現有4M32型氣體壓縮機6臺,單機功率為2500KW。我公司在行業內創新性地采用了汽輪機直接拖動壓縮機技術,將其中4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動,減少了汽輪機在發電過程中能量損耗。發電廠廠用電按15%計,4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動后,僅此一項年可減少能量損耗折電量1200萬千瓦時,折合標準煤4800噸。

2.“三廢”回收再利用改造的實施。公司是以無煙煤為原料生產甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生產企業,現已建成投產的二甲醚裝置,裝置均采用了固定層間歇煤制氣工藝技術。該技術在原料工段中,有部分煤矸石產生;在制氣過程中,產生部分廢渣和吹風氣;在甲醇合成過程中有部分馳放氣產生。煤矸石、造氣廢渣雖然不符合生產工藝需求,但本身仍含有一定的熱量。吹風氣、馳放氣中含有較多的可燃成分,主要為氫氣、甲烷和一氧化碳等,這些可燃氣體成分含有很高的熱值,如果直接放空排入大氣不僅造成環境污染,而且造成大量的資源和能源浪費。

為了實現能源節約和環境保護,也為了降低成本,提高經濟效益,公司投資1200萬元,啟動了“三廢”回收利用技術改造項目,在原有兩套生產裝置的基礎上新增了“三廢”回收鍋爐一套,將造氣工序產生的爐渣、原料工段篩選出來的煤矸石、造氣爐產生的吹風氣、合成工段產生的弛放氣等通過三廢鍋爐進行回收再利用。技術改造實施后,“三廢爐”每小時可生產壓力為3.82Mpa、溫度為450℃的過熱蒸汽20噸,取得了較好的經濟效益。

3.加強節水管理,提高水資源的利用率。公司現有6套循環水裝置,分別對造氣、合成、精餾、壓縮等不同工段工藝冷卻用水實現閉路循環,正常生產中僅向系統補加部分因揮發等造成的損失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投資近400萬元新上生化和化學處理法廢水處理站一座,處理能力設計80m3/h,已投入運行。廢水處理站運行后將生產廢水全部處理達標排放。廢水經處理后,部分作為造氣污水冷水補水,部分作為煤場噴灑用水等,實現廢水綜合利用?,F廢水排放量降到50m3/h左右,比投運前減少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9萬元。

4.對鍋爐引風機、給水泵等設備新上變頻調速裝置,提高了設備運行穩定性,降低了電耗。通過以上措施的實施,取得了顯著的節能效果。綜合能耗比去年降低2.05%,實現節能量0.90萬噸標煤。新晨

三、新的節能計劃

為進一步提高資源綜合利用率,促進企業經濟與資源環境的協調發展,今年公司確定了節能總體目標:精甲醇綜合能耗比2008年下降3%,力爭4%,完成節約量1.32萬噸標準煤(比2005年)),達到國內先進水平。將主要采取以下措施:

1.繼續建立健全節能降耗的管理和工作機制,進一步強化目標責任的落實,并將其納入經營監督、財務核算和監察審計的范疇,與年度考核掛鉤。對節能降耗工作目標和項目完成情況進行嚴格考核,對責任單位及其領導實行問責制督促落實。

2.計劃對耗能重點設備鍋爐進行工藝自動調優控制,提高燃燒效率,實現節能降耗。

3.計劃對35T混燃鍋爐進行系統改造。改造后將增加鍋爐產蒸汽量,進一步提高余熱回收利用率。

篇7

一、科技資源投入變化

科技資源投入規模與強度成為衡量一個國家科技活動規模、評價國家科技實力和科技創新能力的重要指標。

(一)科技人力資源投入

1952年,全國科技人員達到42.5萬人,其中工程技術人員16.4萬人,農業科技人員1.5萬人,衛生技術人員12.6萬人,科學研究人員8000人。到1978年,全國全民所有制科技人員達到434.5萬人,相當于1952年的10.2倍,其中工程技術人員達到157.1萬人,衛生技術人員達到127.6萬人,農業技術人員29.4萬人,科學研究人員31.0萬人。改革開放后,中國全時從事研發工作研究人員數穩步增加。1980年僅為32萬人,2000年達到69萬人,比1980年翻了一番。2005年,中國全時研發的科學家和工程師數達到111.9萬人,占世界總量比重達到13.5%,超過日本。2007年增至19.7%,接近美國和歐盟。2013年中國R&D人員總數為353.3萬人,超過美國,居世界第一位。2010~2014年,中國研究開發人員全時當量投入從255.4萬人年快速增至393.7萬人年,增長了54.2%,基本上形成了基礎研究和應用研究以及科學研究以開發機構和高等學校為主,實驗開發以企業為主的研究開發人員投入格局。

(二)科技物力資源投入

建國初期,國內僅有30多個專門研究機構,公共圖書館只有55個。1957年全國科研機構共有580多個,達到建國初期的19倍多。1965年底達到1714個,比1957年翻了兩番。1991年全國科研機構數量已達到5463家,相比1965年再次翻了兩番。但隨著科研機構轉制,1991~2010年,中國科研機構數量不斷遞減,2010年已降至3696家。但高等學校作為培育科研人才和從事基礎研究的重要機構,從1991年的806所增至2006年的1867所,2010年發展到3321所,比1991年翻了三番。2014年,我國基本上形成了基礎研究和應用研究以及科學研究以開發機構和高等學校為主,實驗開發以企業為主的格局。全國科技企業孵化器數量超過1600家,在孵企業8萬余家,國家高新區115家,成為“中國創造”的主力軍。

(三)科技財力資源投入

我國科技研發投入一直在持續不斷增長。1978年,中國全社會R&D經費支出不足40億元,1990年超過100億元,1997年達到509.16億元。2001年突破1000億元,達到1042.5億元,比1997年翻了一番。2006年超過3000億元。2012年首次突破萬億,達到10298.4億元,名列世界第二。進入21世紀以來,我國科技研發投入強度(即R&D經費支出占GDP的比重)開始穩步提高。2000年突破1%,2007年達到1.49%,遠高于俄羅斯的1.12%、巴西的1.11%、南非的0.92%、阿根廷的0.51%等發展中大國,穩居發展中國家首位。2012年達到1.98%,與日本在20世紀70年代、韓國20世紀90年代的水平基本相當。2013年首次超過2%,達到2.01%,高于歐盟28國平均1.92%的投入強度。2014年,科技研發投入強度上升至2.05%,接近“十二五”規劃目標(2.2%)。OECD公布的《經合組織2014年科學技術與工業展望》顯示,中國的研發支出預計將在2019年前后超過美國和歐盟,躍居世界首位。

二、科技創新能力提升

在經濟全球化和全球科技革命的推動下,科技創新與經濟社會發展的融合度越來越高,科技創新能力成為國家競爭的制高點,加快促進國民經濟和社會發展。

(一)科學創新能力

進入21世紀以來,中國科技論文產出的數量和質量都出現了爆炸性增長。根據SCI數據庫統計,1994~2004年十年段,中國科技在世界的排位在第18位。從2006年起,中國的論文數量先后超過了日本、英國、和德國,僅次于美國位列世界第二。2001~2011年(截至2011年11月1日)十年間中國科技人員共發表國際論文83.6萬篇,論文共被引用519.1萬次,排在世界第7位,平均每篇論文被引用6.21次。中國12個學科論文被引用次數排在世界前10位以內,其中化學、材料科學、工程技術、數學等4個領域論文的被引用次數排名世界第2位。2013年,中國已進入世界前5位,平均每篇論文被引用6.92次,提前7年實現《國家中長期科學技術規劃發展綱要(2006-2020)》提出的“國際科學論文被引用數進入世界前5位”的目標。2004~2014年(截至2014年9月)十年間我國科技人員共發表國際論文136.98萬篇,論文共被引用1037.1萬次,中國居世界第4位,平均每篇論文被引用7.57次,其中高被引論文占全球10.4%,有16個學科論文被引用次數排在世界前10位。

(二)技術創新能力

1985年中國申請國際發明專利(PCT)數占世界的比重只有0.01%,1995年提高到0.3%, 2011年已經達到9.0%。2012年3月6日世界知識產權組織(WIPO)公布《2011年國際專利申請情況報告》顯示,2011年中國《專利合作條約》(PCT)國際專利達到了16406件,居世界第四位。2006~2013年期間,中國PCT申請量年平均增長率為27.5%,為世界最高。2014年,中國國家知識產權局共受理《專利合作條約》(PCT)國際專利申請26169件,從世界第四位上升為第三位。排在美國和日本之后,美國和日本相當于中國的2.41倍和1.66倍。2014年,中國每萬人發明專利擁有量達到4.9件,超過“十二五”規劃目標(3.3件)。

(三)科技市場創新能力

1980年中國高技術產品出口額占世界總量比重為0.03%。1990年上升至0.6%。2000年,中國高技術產品出口額為370.43億美元,占世界總量的比重為3.7%。2006年超過了美國和歐盟(27國),成為世界第一。2010年,中國高技術產品出口額達到5488.3億美元,是2000年的14.8倍,占世界總量的比重達到20.4%,相當于歐盟的1.30倍、美國的1.42倍、日本的3.40倍。2000~2010年,中國高技術產品出口額年均增長率高達31%。2012年,中國高技術產品出口額超過6000億美元,達到6011.73億美元。中國高技術產業的快速發展,成為推動中國經濟走向“新常態”的新增長點。

(四)信息獲取能力

二十世紀九十年代,中國開始從國外引進和應用互聯網。1997年中國上網用戶數只有62萬,其中通過撥號方式上網的用戶數占75%, 2007年,中國互聯網用戶超過美國,成為世界網民數第一大國。2011年12月達到5.13億,其中手機網民規模為3.56億,均居世界第一位。2012年中國的網民總數達到5.6億人,為美國的2倍多。2010~2014年,中國互聯網上網人數從4.57億人上升至6.59億人,其中手機上網人數達到5.57億人,寬帶用戶超過7.8億戶,成為世界最大的通信技術和互聯網市場。

三、結論與展望

中國已經進入科技創新增長期,具備了實施創新驅動發展戰略的投入基礎。中國科技發展水平已開始由“追趕式發展”向“自主創新跨越式發展”轉變。但我國實施創新驅動發展戰略仍面臨諸多挑戰。首先,創新型科技人才是創新驅動發展戰略的人才支撐,相對于我國人口和經濟規模而言,我國的創新型科技人才總量還不夠多,無法滿足創新驅動發展的巨大需求,必須依托科研院所、大學、企業研發機構,建設一批具有世界水平的科學家、創新型研究團隊,完善國家創新體系;其次,我國在創新型國際前沿領域與發達國家仍有很大差距,必須在能源開發、節能技術和清潔能源技術等方面取得重大突破,依托發展戰略性新興產業,部署戰略性新興產業創新鏈條,推動涉及人口健康、食品藥品安全、防災減災、安全生產、生態環境和應對氣候變化等重大領域的科技創新,為建設資源節約型、環境友好型社會提供科技支撐。再者,我國科技創新體制仍不完善,必須進一步深化科技創新體制改革,完善科技創新的轉化機制,著力構建以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的科技創新體系,加快建設國家創新體系,推動科技和經濟的緊密結合,搶占科技發展戰略制高點。

參考文獻:

[1]國家統計局編.中國統計年鑒1984[R].中國統計出版社,1984.

[2]劉國光.中國十個五年計劃研究報告[R].人民出版社,2006.

[3]訪楊衛:中國基礎科學研究要積極面對復雜形勢[N].光明日報,2015-2-26.

篇8

林下經濟是以林地生態環境為基礎,在林冠下開展林、農、牧、能源等多種項目的復合經營。對縮短林業經濟周期,增加林業附加值,研究和建立科學的人工森林群落結構,維護生態安全,保障森林資源永續利用具有重要意義。發展林下經濟必須以國有林場為主力軍,因為國有林場是林業企業的主體,并且有很大的企業屬性優勢。

不論是國有的、集體的還是民營的企業,同樣是人在管理,國有企業出現的問題絕不是權屬問題導致的,國有企業發展的障礙在于管理層及管理機制帶來的問題。發展國有企業經濟必須建立針對管理層的,可監控的、有問責約束、民主的制度來給予保障,這是國有企業發展的前提。國有林業企業更是這樣,否則國有林業企業的資源優勢、地域優勢、人力資源優勢、技術優勢等都將會被損失殆盡。

二、林下經濟的發展應該以國有林場為主力

(一)便于政策的執行

不論是哪個行業,對政策能夠有效執行是該行業發展的關鍵。國有林業是林業的主力軍,擁有相當多的優勢。比如,擁有較大面積森林資源,并且有企業管理方面的經歷和經驗,同時具有一定的人力資源優勢,有穩定的行政關系、兄弟單位關系、技術信息關系和市場關系,對于各種政策的理解和執行都具有得天獨厚的優勢。

(二)有利于統籌林地整體經營

林下經濟是一種人工利用林地或改變森林群落結構的活動,因此這個活動既關乎生態安全也關乎林業資源的永續利用。林下經濟的發展不適合私人隨意的點狀,相互無聯系的布局,它的設計應該根據林地整體群落結構、林分、面積、地貌、水源等分布特征進行科學調查和設計,如果按生態群落的角度經營,一般來講不必密植,不必集中,盡量仿原生態進行種植。這樣的整體設計既是生態安全的需要,也是林業資源合理利用的需要,又是探索和優化森林群落結構的需要。因此,林下經濟在整個林場內(或者整個林業局內)實現科學規劃、協調發展、可調度發展是相當必要的。這樣可以減少不必要的自我保護競爭,凝聚大力量才能夠快速實現發展。如此,只有以國有林場為主發展林下資源才有利于林下經濟發展的統籌安排和調度。

(三)有利于信息的利用

信息已經成為了各個行業前進方向的航燈,沒有足夠的信息就沒有足夠的分析和預測,就如同一個人沒有視覺、聽覺和嗅覺,企業就無法生存和發展。由于國營林場有本行業多層、多種信息的渠道,比如政策的、上級單位的、科技的、市場的。所以在國營林場基層上很容易建立和完善信息渠道,并得到信息支持。這是國營林場的又一個優勢。

(四)有利于技術扶持

國營林場擁有自己的技術資源,又有自上往下的技術網絡,對于發展林下經濟中獲得技術支持是重要的基礎。技術是維護和發展企業的重要因素,沒有技術,沒有更新技術的優勢就如同沒有了營養,沒有了營養的適時更新。

(五)有利于人力資源的合理利用

林場有很豐富的人力資源,也很容易調度利用人力資源,所以,對于林下經濟的發展,國有林場在人力資源上也是一個優勢。

三、多方向發展林下經濟

(一)發展能源型林下經濟

人類一些重要的能源面臨枯竭,這是一個非常嚴峻的事實。人們把能源開發的對象無奈地轉向了植物,玉米等農作物做了首選,但是這又嚴重地威脅了糧食安全。而能源草類植物的發現和利用有望極大地解決能源危機,比如有荻、蘆竹、象草、柳枝稷、草蘆等。能源草一般為禾本科多年生高大的叢生草本植物。從化學組分上來說,能源草富含碳氫化合物,炭活性高,灰分含量低,熱值高,適用于作燃料原料。因此,能源草是最有發展前途的生物質能源資源之一。再有就是能源矮林,在瑞典已經有了比較成功的經驗。20世紀70年代石油危機之后,伴隨石油燃料被新能源取代的趨勢,短周期柳樹矮林的栽培被引入瑞典。瑞典曾進行大量研究,尋找可通過集約經營生產能源的速生樹種,結果表明以矮林形式經營的柳樹是最適合用于生產能源的。瑞典通過栽培短輪伐期柳樹矮林獲得生物能源,其造林地主要是農地,所生產的生物量在地區供熱廠中用于聯合熱電生產。可見,在林區發展能源型林下經濟將是大有前途的舉措。

(二)發展園林資源型林下經濟

隨著國民經濟高速發展,人們生活水平的提高以及人們審美、養生、休閑、環保意識逐步增強,城市化進程加快,交通、旅游、綠化產業隨之興起,園林苗木業做為城市綠化、美化、環保的重要構成異軍突起,發展強勁。而林區有大量的林地資源,也有若干植物可以提供給城市園林綠化工程。比如:沙棘果、白樺、油松、忍冬、山桃、刺楸、蘭草、刺玫薔薇、三葉草、珍珠梅、紫丁香、繡線菊、芍藥等。那么,在現有植物資源的前提下發展園林型的林下經濟是可行的,如果在此基礎之上引進外來園林植物進行種植則更有前途。

(三)發展畜牧業型林下經濟

發展牧草地,池塘生態養殖,在林下可規模飼養肉牛、奶牛、肉兔或野兔,在林中養雞、鴨、鵝、雁等禽類,在郁閉的林下飼養肉鵝、柴雞、烏雞、肉鴨等,放養、圈養均可,每年可養3~5茬,技術簡單,群眾易接受,市場潛力大,收益可觀,是發展畜牧型林下經濟的首要模式。

(四)發展林藥型林下經

在未郁閉的林地內種植較耐陰的中藥材,如白芍、板蘭、人參根等。也可以種植五味子、天麻、沙參、黨參、玉竹、貝母、靈芝等等。技術比較簡單,收益可觀。

(五)發展菜果型林下經濟

草莓、西瓜、甜瓜、菌類、蕨類、刺五加、刺老芽、大葉芹、山菠菜、薤白(小根蒜)、蒲公英等都是可以在林下種植的品種,應該以點帶面形成特色和規模發展經營。

最后,林下經濟的發展離不開當地農村、農民的支持,所以,以國有林場為主力帶動當地農村經濟發展是必須要考慮的問題。

參考文獻

[1]張佰順.林下經濟植物栽培技術[M].中國林業出版社.

篇9

久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型綠色能源二甲醚為主導產品的國家重點高新技術企業。

公司主要以煤炭為原料生產甲醇和二甲醚,節能工作對企業發展具有重要的經濟意義和現實意義。公司成立以來,將科技進步和技術革新作為節能降耗的突破點,堅持能源開發與資源節約并舉,積極探索和實施循環經濟發展模式。公司通過采用汽輪機直接拖動壓縮機技術,采用先進技術改造傳統造氣工藝和裝置,集中回收了廢氣、廢熱,降低了煤、電、水的消耗,使各項消耗指標處于同行業領先水平。

二甲醚是國際上公認的新型清潔能源,是理想的石油替代燃料,將我國豐富的煤炭資源轉化為二甲醚潔凈燃料,對解決我國石油戰略稀缺資源短缺、保護環境、保證經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。公司自主研發的“液相法復合酸脫水催化生產二甲醚”工藝從工業生產的角度解決了二甲醚生產過程中的世界性難題,特別是液相復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術較好地解決了傳統生產工藝產品提純成本高、投資昂貴的缺點,投資降低1/2,生產成本降低1/3以上,可實現大規模生產環保型車用和民用燃料的需求,有很強的競爭優勢。經山東省科技廳組織專家進行鑒定,達到國際領先水平。

二、節能降耗的主要做法

(一)明確節能目標,責任落實到人

節約能源不僅是企業提升自身競爭力的重要手段,也是企業必須履行的社會責任。公司與臨沂市政府、羅莊區政府分別簽訂了《年度節能目標責任書》,確定了年度節能0.66萬噸標煤的目標,并根據節能目標制定了科學詳細的節能方案,將節能工作落實到了實處。同時公司將節能工作列入了績效管理的范疇,與各級部門負責人分級簽訂目標責任書,實行節約獎勵、超標處罰的激勵機制,不但將節能責任落實到了每一個人,而且充分調動了各級人員節能的工作積極性。

(二)以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破

科技進步和技術革新在社會經濟的發展中起著巨大作用。作為能源化工企業,節能工作的關鍵在于能否運用科技進步和技術革新手段改造傳統落后的工藝、設備,實現資源利用的最大化。作為國家級重點高新技術企業,久泰能源科技有限公司擁有一大批行業中高端技術人才,并一直致力于對現有生產工藝流程的優化和改造,公司通過實施系列技術改造,單位產品能耗降穩居行業領先水平。

1.汽輪機直接拖動壓縮機技術的應用。公司現有4M32型氣體壓縮機6臺,單機功率為2500KW。我公司在行業內創新性地采用了汽輪機直接拖動壓縮機技術,將其中4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動,減少了汽輪機在發電過程中能量損耗。發電廠廠用電按15%計,4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動后,僅此一項年可減少能量損耗折電量1200萬千瓦時,折合標準煤4800噸2.“三廢”回收再利用改造的實施。公司是以無煙煤為原料生產甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生產企業,現已建成投產的二甲醚裝置,裝置均采用了固定層間歇煤制氣工藝技術。該技術在原料工段中,有部分煤矸石產生;在制氣過程中,產生部分廢渣和吹風氣;在甲醇合成過程中有部分馳放氣產生。煤矸石、造氣廢渣雖然不符合生產工藝需求,但本身仍含有一定的熱量。吹風氣、馳放氣中含有較多的可燃成分,主要為氫氣、甲烷和一氧化碳等,這些可燃氣體成分含有很高的熱值,如果直接放空排入大氣不僅造成環境污染,而且造成大量的資源和能源浪費。

為了實現能源節約和環境保護,也為了降低成本,提高經濟效益,公司投資1200萬元,啟動了“三廢”回收利用技術改造項目,在原有兩套生產裝置的基礎上新增了“三廢”回收鍋爐一套,將造氣工序產生的爐渣、原料工段篩選出來的煤矸石、造氣爐產生的吹風氣、合成工段產生的弛放氣等通過三廢鍋爐進行回收再利用。技術改造實施后,“三廢爐”每小時可生產壓力為3.82Mpa、溫度為450℃的過熱蒸汽20噸,取得了較好的經濟效益。

3.加強節水管理,提高水資源的利用率。公司現有6套循環水裝置,分別對造氣、合成、精餾、壓縮等不同工段工藝冷卻用水實現閉路循環,正常生產中僅向系統補加部分因揮發等造成的損失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投資近400萬元新上生化和化學處理法廢水處理站一座,處理能力設計80m3/h,已投入運行。廢水處理站運行后將生產廢水全部處理達標排放。廢水經處理后,部分作為造氣污水冷水補水,部分作為煤場噴灑用水等,實現廢水綜合利用?,F廢水排放量降到50m3/h左右,比投運前減少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9萬元。

4.對鍋爐引風機、給水泵等設備新上變頻調速裝置,提高了設備運行穩定性,降低了電耗。通過以上措施的實施,取得了顯著的節能效果。綜合能耗比去年降低2.05%,實現節能量0.90萬噸標煤。

三、新的節能計劃

為進一步提高資源綜合利用率,促進企業經濟與資源環境的協調發展,今年公司確定了節能總體目標:精甲醇綜合能耗比2008年下降3%,力爭4%,完成節約量1.32萬噸標準煤(比2005年)),達到國內先進水平。將主要采取以下措施:

1.繼續建立健全節能降耗的管理和工作機制,進一步強化目標責任的落實,并將其納入經營監督、財務核算和監察審計的范疇,與年度考核掛鉤。對節能降耗工作目標和項目完成情況進行嚴格考核,對責任單位及其領導實行問責制督促落實。

2.計劃對耗能重點設備鍋爐進行工藝自動調優控制,提高燃燒效率,實現節能降耗。

3.計劃對35T混燃鍋爐進行系統改造。改造后將增加鍋爐產蒸汽量,進一步提高余熱回收利用率。

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一、前言

回顧我國“十五”交通發展,我國交通事業保持了快速健康發展的良好勢頭,全社會累計完成交通建設投資21957億元,年均增長18.7%,超過建國以來51年完成投資的總和,是“九五”期間完成投資的1.92倍,其中公路建設完成了19505億元,使高速公路的建設實現了歷史性突破,高速公路總里程達到了4.1萬公里,“兩縱兩橫三個重要路段”全部建成;新建農村等級客運站3232個,停靠站點10.2個,新增農村客車1.23萬輛,鄉鎮客車通達率98%,建制村通車率81%。同時根據國家統計局的權威數字,截至2005年底,中國民用汽車保有量為3160萬輛,其中私人汽車保有量為1852萬輛,占總量的58.6%。私人汽車中,載貨汽車452萬輛,載客汽車1384萬輛。博士論文,環境保護措施。

二、交通發展對環境的影響

交通事業的迅猛發展,給國民經濟的發展帶來巨大的動力的同時也給環境帶來了巨大的壓力,具體表現在:

1、交通建設期間對環境的影響

(1)、地形地貌的變化,導致生態循環系統的改變

高速公路的路線一般較長,與地方的道路和管渠等交叉在一起,由于高速公路的運營是處于一個全封閉狀態下的,因此高速公路的標高或高于原地面或低于原地面,致使大量的開挖或回填不同程度地對周圍的地形地貌產生破壞,相應的破壞了土體原有的自然結構和水循環路徑,改變了沿線生物的生存環境,影響了其生長、活動的規律,可能會導致某些生物或植物的生存危機,在一定程度上破壞了當地的生態循環系統。

(2)、植被的破壞,造成大量的水土流失

因公路建設過程中不可避免的大開大挖,破壞了原地表植被,導致了土表裸露、土質松軟,增加了水土沖刷量,造成河流、溝渠淤積、積水淹漫農田等水土流失災害。據不完全統計,全國水土流失面積解放初期為17.4億畝,到1980年約治理6億畝。由于治理趕不上破壞,水土流失面積卻擴大到22.5億畝,約占國土總面積的1/6,涉及近千個縣。全國山地丘陵區有坡耕地約4億畝,其中修梯田約1億畝,而另外3億畝坡地正遭受水土流失的危害。

(3)、水資源的污染,導致水中生物的大量死亡

沿河公路的修建過程中,部分單位的環保意識差,將鉆孔樁用泥漿直接排放到河水中,導致河道淤塞,影響船只正常通行;同時由于泥漿中添加了Na2CO3(俗稱堿粉或純堿)、NaOH(氫氧化鈉)等化學材料,對河水的水質也產生一定的影響,導致水中生物的大量死亡。

2、交通運營期間對環境的影響

(1)、汽車尾氣的排放對環境的影響

以汽油、柴油為燃料的汽車開動時會產生廢氣和固體微粒。廢氣中含有水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和鉛顆粒等污染物, 這些污染物排放到大氣中, 滲透到水、土壤中, 并逐漸積累, 會對沿線的人類和動植物產生不良影響,使其生活環境進一步惡化, 甚至會造成全球氣候異常, 這種污染的程度隨著公路運營時間的增長及交通量的增加而不斷加重。

(2)、汽車所產生的噪音對人類及其他生物的影響

公路運營過程中,汽車車體振動、發動機運轉、輪胎與路面摩擦、鳴喇叭以及公路沿線提供各種服務設施、設備均會產生噪聲, 在公路沿線形成一條噪聲帶, 這些噪聲對附近的人群產生心理(失眠等) 和生理(血管收縮、聽力受損等) 上的影響,降低人們的工作效率,尤其對公路兩側人口密度較大的敏感區域(學校、住宅區、商業區、醫院等) 干擾較為突出,而野外區域的干擾則較小。

(3)、汽車產生的油污染

汽車在運行過程中滴、漏油和車輛在維修過程中產生的污油都會隨著水的流動而滲入土壤中從而對當地的生態環境產生影響。

(4)、汽車在夜間運行過程中產生的光污染

光污染是一類特殊形式的污染,它包括可見光、激光、紅外線和紫外線等造成的污染。可見光污染比較多見的是眩光。例如每當夜晚在馬路邊散步時,迎面而來的機動車前照明燈把行人晃得眼都睜不開,這就是一種光污染,叫做眩光。博士論文,環境保護措施。

三、保護措施

1、全球環保措施的發展

由于在前期的人類活動中,人們只是將經濟利益最大化作為追求目標,忽視了對自然環境的保護工作,現在大自然已經開始了“回報”人類了。1952年倫敦煙霧事件、臭氧層空洞、海平面上升、土地沙漠化和各地酸雨現象等的頻頻發生給人類敲響了警鐘,,使越來越多的國家和社會開始關注環境保護工作,并提出了可持續發展的口號。

可持續發展 (SustainableDevelopment) 是八十年代提出的一個新概念。1987年世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》報告中第一次闡述了可持續發展的概念,得到了國際社會的廣泛共識。全球可持續發展五大要點:①發展援助:發達國家向發展中國家增大經濟援助的力度,其援助比例達到其國家生產總值的0.7% ;② 環境保護:工業化國家應當恪守“京都議定書”官員限制溫室氣體排放量的規定,保護地球環境,防止全球繼續變暖;③ 清潔水源:節約用水,并到2015年實現一半以上缺乏清潔飲用水源的人口提供潔凈飲用水;④ 能源開發:大力推廣清潔能源及電能的提高,提高可再生能源在能源消費結構中的比例;⑤綠色貿易:促進世界生產及貿易過程中的環保意識和社會責任感。

2、我國交通環保措施

我國根據可持續發展戰略,制定了《中國21世紀初可持續發展行動綱要》,并針對交通事業的發展提出了交通行業由能源消耗型的行業向節約型行業轉變的口號。在資源、能源和資金約束日趨明顯的情況下,必須采取更加有效的措施,節約土地,節能降耗,以保證實現“十一五”發展目標。節約土地就是要落實最嚴格的耕地保護制度,最大限度地保護環境,從嚴把關,盡量利用荒地和廢棄耕地。節能降耗就是要努力降低交通建設、運輸管理各個領域、各個環節的建設成本和管理成本,發展循環交通經濟,推進節約型行業建設。要進一步完善投融資機制,進一步拓寬籌資渠道,鼓勵和引導社會資本進入基礎設施建設領域。博士論文,環境保護措施。博士論文,環境保護措施。

公路建設必然會造成對環境的影響,要全然避免和杜絕是不可能的,因此我們必須要在《中國21世紀初可持續發展行動綱要》的指引下,合理規劃、設計和施工以及后期的使用過程中盡量予以控制,使這種危害降低到最小。

(1) 做好路網的合理規劃

我們在確定路網規劃時,要從全局出發,樹立公路建設與自然協調發展的系統觀念,必須考慮將擬建設公路占用農田數量減少到最少,將公路對自然景觀、文物古跡及國家自然保護區所造成的影響降到最低,對不可避免的環境影響要做出全面合理的評價,為以后階段的公路環保設計提供依據。

(2) 進行公路建設項目預可、工可的環境評價

在路網規劃或線位選定后,都應按照交通部1996年頒布了《公路建設項目環境影響評價規范(試行)》規范進行環境影響評價,超過規范和相關規定的方案要堅決摒棄。

(3) 做好施工過程中的環保宣傳工作,同時制定嚴格的環??刂品椒?/p>

通過宣傳,使得環保觀念深入到每個單位每個人的心中,形成“人人為環保”的態勢;同時制定嚴格的獎罰措施,對于不按照環保辦法執行,嚴重影響當地生態環境的單位予以重罰。

(4) 采用各種手段,減小噪音污染

研究表明:交通狀況,音源、聲音傳播與噪聲量密切相關。因此,防治噪聲的主要方法有以下幾種:一是加強交通管理, 上路前進行車輛噪聲監測, 管制重車百分比,交通量及行車速度;二是調整縱坡,減少縱坡過大可能導致汽車爬坡時增加的噪聲量;三是改進路面結構類型,改善面層混合料成分,適度修正橫向刮紋間距或改作縱向拖紋處理,以謀求降低交通噪聲;四是盡可能采用降噪效果好的路塹型式,尤其是路線通過敏感區時;五是適當設置遮蔽物,可在公路兩側設置隔聲林帶、隔音墻、隔音堤等,以降低噪聲位準;六是實施減少噪聲最直接有效的方法——改善車輛本身構造。

(4)汽車排放污染的防治

汽車排放的廢氣與固體微粒對大氣的污染最為嚴重,這些污染會引起金屬腐蝕,對建筑物和雕塑品造成破壞,抑制動植物生長,給經濟、文化領域造成損失。因此,必須制定相關的汽車排放標準,機動車上路前需進行尾氣檢測;完善汽車的自身結構,改進發動機,采用電子控制燃油噴射,發明使用電動車、太陽能汽車和其它不污染環境的新型能源車;采用現代燃料,優先使用無鉛汽油,增加以液化石油氣或壓縮天然氣為燃料的氣瓶車,推廣氣體燃料,使用符合規定的劑和燃油添加劑;研制和推廣廢氣減毒裝置,完善汽車保養和修理制度,推廣節油裝置。通過以上的措施,可將汽車排放物造成的污染降到最低的程度。博士論文,環境保護措施。

四 結語

環境與發展是不可分割的,它們相互依存,密切相關。博士論文,環境保護措施。因此我們在發展交通時必須堅持可持續發展的戰略思想,清楚的認識到自身的位置和處境、優勢和不足,進一步處理好發展與環境之間的關系,為我國綜合國力的的增強和人類社會的發展作出貢獻。.

參考文獻:

1、中國21世紀初可持續發展行動綱要全文新華社2003.7.25

2、高艷龍,張榕情如何建設公路建設對環境的影響中國公路2003,24

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一、引言 

近幾年由于我國資源能源日益短缺以及污染問題不斷加劇,國家提出可持續發展戰略及能源行業的發展戰略,導致環境工程專業人才的旺盛需求。因此各高等院校紛紛針對各自行業優勢設置了環境工程專業。中國石油大學(華東)是中石油、中石化、中海油、中國化工和教育部共建的唯一一所重點大學,半個世紀以來在石油石化行業中形成了較強的地位和行業優勢,因此也形成了具有特色的環境工程專業。 

二、環境工程專業教育現狀 

中國的環境工程教育始于20世紀70年代末,由于環境工程高等教育的師資和辦學基礎條件方面的不同,各高校之間存在很大的差距。環境工程專業的歷史發展歷程,從一定程度上也決定了專業的教學計劃設置上會出現不平衡的現象。比如一些院校由于脫胎于原化工、建材等行業,在課程設置上既開設了化學工程、建筑材料類等課程,又開設水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等環境類課程,課程間的重復現象很多,實驗室建設也容易出現重復建設的現象。而且要在有限的教學時間里完成這眾多的專業課程,自然是任務繁重、學時緊張,難免是“學習面寬、深度一般”。進而無暇顧及學生實踐能力的培養和訓練,最終造成畢業生的實踐技能不能滿足企業的用人要求,這成為環境工程專業教學的一大困惑。各高校應盡快探索出一種適合本校的環境工程專業特色人才培養模式。 

三、人才培養 

(一)人才培養目標 

環境工程專業從根本上講是一個多學科交叉的新興學科,加之各個高等院校的發展方向與原始基礎的不同,從而決定了環境工程專業在各個高等院校的專業建設、人才培養模式及培養的環境人才上有較大差別,因此應根據自身特點,結合市場對人才的需求,培養特色型環境治理的技術人才。 

中國石油大學(華東)充分利用自身的有利資源,堅持環境工程專業與實際生產過程緊密結合,主要培養以石油石化行業和社會環保部門為主要服務對象,具有工程實踐能力和創新能力的專業人才。 

(二)培養方案的制定 

在不同行業環境治理人才的需求下,高校應按照“在寬口徑專業內設置柔性專業方向”的原則,制定合適的培養方案,培養帶有自身特色的專業技術人才。 

本校根據石油石化行業對人才素質的需求,探索和優化環境工程專業人才培養方案、理論課程體系與實踐課程體系,形成“重視基礎、強化實踐、突出特色”三大原則為基礎的環境工程專業培養方案。本專業從培養能夠從事環境工程有關的寬口徑“復合型”高級工程技術人才的目標定位出發,針對專業方向需要,培養方案精心安排了專業選修課程。在培養方案及專業選修課的設置方面,既要面向社會環保部門,又要突出石油石化領域環境工程的行業特色。 

(三)培養方案的實施 

1.加強基礎。學生應比較扎實地掌握環境工程學科的基礎理論、基本知識和技能。了解該學科前沿及發展趨勢,培養環境工程理論分析,實驗研究和解決工程實際問題的初步能力。 

本校環境工程專業一向重視基礎教育,先后建成了《水處理工程》《環境監測》《物理化學》等校級及國家級精品課程。在本科教學評估中,基礎教育環節得到了評估組專家的一致好評。 

2.依托優勢學科,優化課程設置。課程體系在人才培養計劃中占有極其重要的地位。專業課程設置既要服從專業人才培養規格的總體要求,又要考慮學校自身的優勢學科,培養具有特色專業知識的人才,增強市場競爭力。 

本專業依托“環境化工”學科博士點、“環境科學與工程”學科碩士點、重質油國家重點實驗室、國家工科基礎課程化學教學基地、中國石油天然氣集團公司環境工程研究開發中心,加強學科建設,建成了一支師資力量雄厚的教學隊伍,承擔并完成了一批國家自然科學基金、國家863項目和中石油創新基金等省部級科研課題,形成了較強的學科優勢。 

在專業基礎課程和專業課程的課堂教學、實驗教學、課程設計、綜合大實驗以及在畢業設計中,教學內容涵蓋了石油勘探過程、石油開發過程和石油加工過程等背景知識和對環境工程技術的需求。同時,教師及時地將科研項目中的成功案例編寫進教材或講義中、將科研成果帶進課堂教學,提高了教學水平。 

3.培養工程實踐能力。實踐和實踐教學是獲取新知識的源泉,是知識與能力、理論與實踐、學與用相結合的關鍵,是訓練技能、培養創新意識的重要手段,在環境工程專業教學體系中占有重要位置。 

本校依托校內外各類實踐、實習基地等培養工程實踐能力的教學實驗資源,根據本專業的培養方案,以培養德才兼備型人才為目標,以重視理論基礎、強化實踐能力和突出石油特色為原則,以石油石化和地方環保為背景構建產學研相結合培養模式,創造了培養工程實踐能力的條件。 

(1)“211工程”建設和中國石油天然氣集團公司環境工程研究開發中心為培養工程實踐能力提供了良好的實驗資源。自啟動“211工程”建設和中國石油天然氣集團公司環境工程研究開發中心建設以來,充分利用學校為環境工程專業實驗室累計投入近500萬元的建設經費,創建了獨具工程或接近工程特點的實驗條件和研究場所,總面積約達1300平方米。其中最具特色的有:①水處理工程實驗室,包括石油石化污水處理及回用的實驗裝置等,可進行油田開發、石油煉制過程中排放污水的處理及資源化利用的實驗與研究;②惡臭污染控制實驗室,包括多組分動態配氣系統、動態嗅覺檢測儀、惡臭污染評估及控制系統;③環境微生物實驗室,針對油田開發過程中落地油污染土壤的問題,篩選高效石油降解菌群,構建石油污染土壤微生物修復技術;④環境監測實驗室,包括煉化廢水中難降解有機污染物分析監測技術、石油污染土壤中石油組分監測技術、石油煉化企業中揮發性有機污染物監測分析的實驗與研究;⑤固體廢物資源化利用實驗室,可進行油田開發及石油煉制過程中產生的“三泥”進行控制及資源化利用的實驗與研究。所有這些實驗室及設備,工程實踐性強,可達到與生產企業的情況接近或一致,為保障訓練學生工程實踐能力提供了實驗平臺。 

(2)完整的工程實踐能力培養體系。通過學校、企業、科研院所和相關部門的緊密結合,根據石油石化行業對環境工程專業人才素質的要求,創新和優化環境工程專業人才培養實踐課程和環節的結構體系,做到了“工程實踐四年不斷線”。 

一年級學生進入基礎性實驗室,結合無機及分析化學、有機化學等課程的學習,在公共基礎實驗平臺開展實驗技能訓練;二年級學生進入專業基礎實驗室,開展環境化學等專業基礎實驗技能訓練,鼓勵學生參加實驗技能競賽,提高學生的實驗和實踐技能;三年級學生進入學科專業實驗室和研究性實驗室,并開展課程設計等綜合實驗,通過認識實習提高實踐能力;四年級學生進入專業課學習,通過專業綜合大實驗、校外生產實習、理論聯系實踐的畢業設計等環節,提高學生工程實踐能力。 

總之,實現了四年內工程實踐能力培養專業實踐訓練不間斷、應用能力培養不斷線,依托中國石油大學半個世紀以來在石油石化行業中形成的地位優勢,使本專業的工程實踐能力培養與石油石化企業緊密結合,形成了有效的工程實踐訓練的產學研鏈。 

 

(3)創建了因材施教的平臺,實現因材施教的教育原則。在專業教學過程中,根據學生的實際情況,創建了因材施教的平臺,具體措施是:對于成績優秀的學生,實行優異生導師制,安排碩士生導師進行指導,讓學生參與科研過程,激發學習興趣;對于動手能力強的學生,安排其進入實驗室,參與實驗室的建設,為學生提供培養實踐動手能力的機會;對于創新能力強的學生,鼓勵并引導其參加國家大學生創新試驗計劃等競賽活動,指導其進行發明創新,并申請專利。對于基礎較差的學生,安排專業教師在課程教學過程中,實行一幫一制度,力求做到學困生不掉隊。通過上述措施,實現了因材施教的辦學理念,獲得了良好的教學效果。近幾年來,共有55人次獲得科技獎勵,有十幾名學生獲得了社會實踐方面的獎勵。 

(四)培養模式 

根據本專業的培養方案,建立石大科技集團煉油廠、勝利油田稠油廠、勝利油田東辛采油廠、齊魯石化公司、中國石化青島煉化公司等認識實習和生產實習基地,并在實習過程中聘請石油石化行業專家作專題講座。全國大學生化學實驗大賽、國家大學生創新實驗等成為大學生科技創新活動的重要平臺,構成了有效地產、學、研相結合培養學生工程實踐能力模式。 

四、特色人才培養的成效 

無論是過去計劃分配,還是現在的自主擇業,本校環境工程專業畢業生就業率達到90%以上,主要就業方向為石油、化工企業環境管理部門、環保企業以及政府事業和研究機構,有些已成為該行業的環境工程領域中高級專家和技術骨干,就業形勢較為樂觀。 

“環境工程”作為環境科學與工程領域的一個重要本科專業,與目前我校許多石油主干專業相比,它面向石油石化行業以外的社會環保部門和研究單位就業適應的面要寬得多,尤其是隨著我國可持續發展戰略、節能減排戰略的實施,對環境工程專業的畢業生需求量不斷擴大。不僅如此,在石油石化領域,隨著我國石油石化工業現代化進程的加快,尤其是隨著“綠色油田”的建設與發展,大量的環境保護和節能減排技術在石油鉆井、采油、油氣集輸、油氣加工等領域獲得了十分深入而廣泛的應用,并且已經獲得了巨大的經濟效益。因此,迫切需要本專業畢業生能將環境工程方面的專業知識與石油石化行業的應用相結合,使本學科培養的畢業生在知識結構上既兼顧面向社會,又具有自己的“油味”特色。本專業的這種“雙重面向”特色化建設,對于提升本學科畢業生的就業適應面和競爭力具有重要的現實意義,也是我校作為石油高等學府對于石油工業發展所肩負的責任。 

五、專業需求及前景 

隨著中國資源與能源短缺問題的加劇,社會經濟發展導致的人們對生活環境要求的提高,解決人與環境之間矛盾問題包括環境治理行業將會逐步實現快速發展,特別是國家能源戰略的重大調整,如倡導節能減排、新能源開發,進一步推動了對環境工程專業領域的人才需求。 

與環境工程專業密切相關聯的產業是被稱之為“朝陽產業”的“環保產業”。隨著我國政府gdp中用于環保比例的逐漸增加以及減排目標要求的提高,國家、社會投入到環保產業的資金將逐漸增加,企業投入到污染源治理的費用也將逐步增加,因此污染治理這個行業必不可少,環保產業的發展將進入快速增長階段。 

環境工程專業10年以前就被提出是“未來人力資源短缺十大職業之一”。目前的調查結果表明,與往年相比,2010年環境工程專業畢業生的就業形勢明顯樂觀,目前民營環保企業和國有大中型企業環保部門開始招聘環境工程專業畢業生。隨著經濟的發展和環保投入的增加,環境工程專業學生的需求將出現上升的勢頭。可以預見,在未來較長一段時間內,對環境工程專業的人才需求將會不斷增加,專業發展前景廣闊。 

參考文獻: 

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[2]譚文軼.對地方高等院校新建專業應用型人才培養的思考——以環境工程專業為例[j].江蘇科技信息,2008,(10). 

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1 傳統分層抽水試驗技術

水文地質觀察的技術有很多,在水文地質學科的發展過程中,有很多技術方法產生并得到廣泛應用,也有很多技術隨著時代的變遷而消失,經過長期的總結和不斷的更新,分層抽水試驗作為水文地質觀察的重要技術手段,在日??茖W考察工作中經常得到使用,因其操作簡單,結果直觀有效的特點,能為水資源探索工程提供理論數據支持。其操作主要有以下幾個步驟:

(1)基本參數:開孔孔徑Φ220mm,成井段孔徑Φ150mm,終孔沉砂段孔徑Φ130mm。

(2)使用工藝

分層抽水的使用工藝要以水文觀察的目標要求為主要參考方向,在對基本數據有一個大體了解的情況下,選擇合適的施工工藝,一般用小徑取芯和大徑成井的方法。

(3)根據工程要求使用不同的止水設備

在分層抽水技術中,一般采用橡膠和海帶包進行止水處理,其具體分為管外止水和管內止水兩部分。

(4)抽水試驗前的檢查

在進行實驗前,一定要對管道和隔水管之間的靜水位進行觀察,在達到指定的壓力差并且保持不變時,才能進行水文地質觀察。如果壓力差一直處于變化的狀態,那么就是上一步驟中的止水沒有做好,要進行重新的止水工作,直到靜水位保持不變。

(5)抽水實驗

要從水文地質觀察的角度出發,對于抽水實驗分別進行,一般會采用多咱測量方式,根據地質的不同,選擇不同的測量步驟。一般情況下,會采用單孔不穩定流量測試實驗。并且是分時分段進行,在時間上確保規范。在實驗前要對實驗用水泵進行分類選擇,根據當地水文特征進行具體確定,并且要對實驗進行提前預估,對于實驗中可以發生的狀況進行分析,提出解決方案,以便宜在實驗中及時處理問題,更準確的進行測量。

(6)其它需要注意的地方

在進行井管的安裝時,一定要保證水管在中心位置,并在一定的距離進行調整校正,安裝合適的扶正器。

地井管安裝完畢后,要對其進行濾料的回填,在回填時一定要做到投料緩慢,保持均勻,并不斷測量回填的質量,保證實驗準確。

在進行實驗前,要對水井進行清洗,從而盡可能的排除雜質對實驗的干擾。

在實驗中一定要以自流水作為沖洗液,并且在進行澆灌時要隨時觀察泥漿的變化的,并及時應對。

在水井完成以后,要對其進行全面的評估,主要對孔斜率、巖芯采取率等關鍵數值進行測量,保證水井的各項指標都能達到要求。

在水井完工后,一定要進行全面的保護,直到實驗的完成。

2 改進版分層抽水系統

2.1 分層抽水裝置改進版研制

(1)成井工藝。管外止水作為分層抽水實驗的重要部分,一定要做到完全密封,使不同的兩層地下水能夠完全分開,避免上下層串聯給試驗結果造成偏差。所以改進后的分層抽水系統屬于第四系井,其最主要的工藝是管外止水使用永久止水,能夠最大程度的對水層進行隔離。

(2)選用材料。本次改進版實驗所使用的材料也有很高的要求,其在隔水性好的基礎上還必須無毒、無污染性。粘土作為最常用的止水材料,必須經過提前的加工,在試驗前要將其加工成為直徑20CM到40CM的粘土球,并且要保證其表面的干燥性。

(3)選擇合適的止水部位。相比于傳統的分層抽水實驗,改進以后的實驗對于止水部位的選擇會更有更多要求,其必須選擇在良好的隔水層處,并且隔水層的厚度要在5CM到10CM之間,這就要求根據物理測量資料,對隔水層的具體情況有詳細了解。

(4)永久性的止水工藝。首先要對管外止水的準確部位進行選擇,以圖1為例,圖中的最佳止水層應該在179.5米到190米之間,這10.5米厚的粘砂層最適合做止水層。

圖1 久性止水示薏圖

在施工過程中,首先要用礫料對其進行填充,并且在填充過程中及時對其高度進行測量,這樣可以防止洗井過程使其產生下沉現象。如圖1所示,當礫料填充到185米時,就要用粘土球進行管外止水操作,在填充時也要隨時對其進行測量,并且要保證其填充時的均勻性,當其達到175米高度時,就要進行礫料的填充,這就是管外止水的全過程。

2.2 改進型分層抽水裝置的結構原理

在上述特定的成井工藝基礎上,分層抽水裝置也有著特殊的構造。首先要利用成井時的管外止水將管外的地下水分為上下兩層,并且將管內的水也用止水器隔成上下兩層。接下來就要運用機械開頭,將管內的水堵塞,就可以對不同層面的水進行分類抽取,從而服務于以后的地質實驗,具體如圖2。

圖2 層抽水裝置示意圖

2.3 分層抽水裝置結構

改進型的分層抽水裝置是由三個部分組成的:即雙封止水器、壓縮止水器和花眼鉆桿。

圖3 封止水器抽取上層水示意圖

(1)雙封止水器。這個部件是整個裝置的關鍵部位,對于止水的效果有著決定性影響,如圖3所示,這個改進裝置中的短鉆桿是自由活動的,其上與錐體相聯,在實驗過程中,當鉆桿到達井底時,如果要繼續向下運動,就會帶動雙封水器向下移動,當其與密封墊接觸時,就會將下層水封堵在鉆桿中,接著錐體就會與上錐盤分離,就會使得抽水裝置接觸到上層水,可以進行對其抽取。在上層水抽取完畢后,要將雙封止水器向上拉,使錐體封堵內錐盤,就會使上層水被擋在抽水裝置外,而下層水可以進入到抽水裝置中,從而對下層水進行抽取。如圖4。

圖4 封止水器抽取上層水示意圖

(2)壓縮止水器。這個裝置的主要目的就是對管內的水進行封堵,在使用過程中,將其中所纏繞的止水材料通過壓縮作用使其膨脹,達到完全密封的效果。

(3)花眼鉆桿。這個裝置表面均勻分布著直徑為14毫米的小孔,以每米60個的密度分布,具體如圖5。

圖5 花眼鉆桿示意圖

2.4 裝置實驗效果

經過實驗可以發現,改進版本的抽水裝置在操作上十分便捷,使用效果也十分的明顯,可以在以后的水文地質勘察中廣泛使用。

在使用時,還有一些需要改進的地方,比如管內止水的效果不是十分理想,會影響實驗效果。另一方面在操作上,機械開關的使用還不是十分的簡單,需要在以后的工作中不斷改進。

3 結語

隨著社會的不斷發展,人們對于資源的需要會越來越大,這就在很大程度上推動了地質勘察工作的進行,而水文地質觀察工作作為礦產開采的先決條件,能夠為礦產的開采提供指導性的意見,在水文地質觀察中,要注意使用多種先進的觀察技術,盡量保證測量數據的準確性,從而為后來的地質綜合考察提供參考性資料,指導能源探索工程的快速推進。

參考文獻:

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從2006年秋季學期開始,我校電氣信息學院就面向電氣工程及其自動化專業學生開設了新能源發電技術方面的選修課,2009年學院改革,對原有專業進行重組、調整,新成立了電氣與新能源學院,開始招收電氣工程及其自動化(新能源發電方向)專業的本科生,重點培養從事新能源技術領域的研究、開發、維護、管理等方面的高級工程技術人才,并在2010年開始招生,現已經達到80人規模,開設的相關課程(含實驗)一般安排在第五學期。

開設“新能源發電技術”專業選修課的目的是為了幫助電氣工程及其自動化專業的學生全面了解能源科學概況、世界范圍內面臨的能源問題及其解決對策和發展前景、新能源開發利用的重要性以及新能源開發利用技術等方面的知識。課程內容涉及新能源基礎知識、太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能等內容。針對目前選修課的建設和完善已成為高校教學改革深化的重要環節,選修課教學已然成為高?;谏鐣秃闲腿瞬诺钠惹行枨?,本文將以新能源發電技術課程為例,分別從教學內容的選擇、教學方法、教學手段和教學理念等方面進行一些改革研究與分析,其目的在于提高選修課教學質量、促進學生綜合能力。

一、精選教學內容

新能源發電技術是一門專業性、綜合性較強的應用學科,涵蓋了風能、太陽能、生物質能等多種新能源的內容,綜合了電氣工程、機械工程、工程力學、物理學等學科知識。因其涉及的專業門類、知識面比較寬廣,學生普遍反映不太容易找到學習規律,難以把握重點,理解稍困難。因此,結合新能源發電技術課程的培養目標,適當選擇課程的教學內容,綜合與電氣工程相關的專業課,在教學過程中以新能源的發電方式為核心,分析各種類型的新能源、能量轉化方式、發電原理等內容之間的相關聯系,引導學生逐步把各個關聯的知識點匯成知識鏈,促進學生學習和記憶。對于各種新能源的發展歷史、資源分布和特點則可做簡單介紹。另一方面,考慮到電氣工程專業對學生的培養目標要求,比如有關風力機的空氣動力學原理、太陽能熱轉換原理、生物質熱裂解過程等內容可只做概述性講解,讓學生了解其基本概念。教師在教學過程中,需要注意引進當前國際國內的最新科研成果來豐富新能源課程的教學內容。該課程涵蓋多方面學科,是當前大力提倡發展的一個技術方向,其涉及到的信息量多,知識更新快。特別是最近幾年,不斷涌現出研究新能源發電及其相關技術的新方法,使得新能源發電技術得到大力發展。因此,在選擇和組織教學內容時,以教材為主體,綜合大量的相關文獻資料及網絡資源,例如中國新能源網、中國新能源發電網等,適當增加一些不僅能反映新能源發電技術前沿領域的新理論、新技術,而且又能展現學科交叉、擴大學生視野的教學內容,不斷在教學實踐過程中提高這門課程的教學質量。

二、探索靈活的教學方法

在新能源發電技術課程的教學中,需要積極探索,發掘與課程特點相匹配的教學方法。在課堂教學中,需要注重知識性、趣味性,注意理論與實際相結合,可在教學過程中采用啟迪式、比較式、討論式和流程式等多種不同的教學方法,目標明確,重點突出,充分調動學生的學習積極性。

1.啟迪式教學法。這種方法可以較好地激發學生的學習積極性,促進他們主動思考,培養他們分析和解決問題的能力。例如,在講解并網光伏發電系統時,根據學生之前掌握的光伏發電基本原理,啟發他們思考為什么要對獨立的大規模光伏發電系統進行并網、并網的方式是怎樣的、并網的過程中還需要增加哪些相應的裝置。通過在教學過程中設置這樣一些問題,逐漸開闊他們的思維方式,讓他們認識到要使得太陽能發電得到大規模、高效率的利用,必然要對光伏發電系統進行并網,在并網的光伏發電系統中,并網逆變器又是核心設備,不僅能夠把光伏電池組件輸出的直流電轉換成與電網同頻同相的交流電饋入電網,同時還起到調節電力的作用。此外,在講解上述知識點的過程中,還能夠鞏固學生在電力電子技術課程中所學到的關于逆變器的知識點,培養他們對所學到的各種知識點進行融會貫通、舉一反三的學習能力。

2.比較式教學法。采用不同形式的圖表對各種新能源發電方式或同一種新能源的不同利用形式進行互相對比,不但形象直觀,還有利于培養學生綜合分析問題的能力。例如在講解恒速恒頻與變速恒頻風力發電系統時,由于這兩種風電系統涉及到的知識點特別多,且較難理解,學生在學習過程中難以深入掌握各種系統的工作原理、結構差別等內容,多數學生僅了解大概情況,因此,十分有必要采用圖表形式,分別從恒速恒頻與變速恒頻風力發電系統的拓撲結構、原理、發電機類型、并網方式等多種角度進行歸納、對比,加強學生對這兩種最重要的風力發電系統的認識,逐步化解學習風力發電的困惑。

3.討論式教學法。這種教學方法不僅可以發揮教師的導向作用,還可引發學生的學習主動性。比如在講解三種經典的太陽能熱發電系統時,可以提前安排三組學生分別搜集關于槽式、塔式和碟式太陽能熱發電系統的資料,并在上課時先分別邀請各組的學生代表描述他們所認識的這三種不同的太陽能熱發電系統,可以從熱發電系統的基本原理、系統結構、組成部件、系統功能、應用情況等方面進行闡述。在講述過程中,教師可適時啟發他們,就其中的某一知識點,可以是大家感興趣的,或者是十分重要的知識點進行展開,和同學們一起探討,幫助學生深入理解不同類型的太陽能熱發電系統的工作原理等內容。同時,在這種討論式教學過程中,結合不同太陽能熱發電系統的圖片進行講解,可以使得整個教學過程更生動、更豐富多彩。

4.流程式教學法。當涉及到知識點繁多、關聯性強的教學內容時,可以采用流程式教學法。這種方法可首先從系統的角度進行說明,再逐層清晰講解,可幫助學生培養良好的思維習慣和分析解決實際問題的能力。例如,在講解有分揀場垃圾發電工藝流程時,結合美國的H-Power夏威夷垃圾發電廠實例,采用如圖1所示的垃圾發電工藝流程來介紹。

先闡述在垃圾焚燒前,需要經過一系列輸送、篩選和粉碎裝置,把那些不易處理和不能燃燒的垃圾首先在分揀場清理掉。再介紹經過處理后的垃圾則被送入高溫焚燒爐中焚燒,形成的殘渣、灰渣送出填埋。煙氣在排放前需注入石灰脫硫,中和酸性氣體,并傳熱給水變成高溫高壓蒸汽,進入汽輪機發電。最后,還要說明煙氣經鍋爐尾部受熱面后,經靜電除塵達標后,進入煙囪排放,靜電除塵后的細灰渣則可做建材進行綜合利用。通過這樣一個簡潔的垃圾發電工藝流程圖,可讓學生迅速掌握垃圾發電的基本原理,了解各個生產環節的作用和相互關系,培養學生分析復雜問題的系統性思維。

三、采取多樣的教學手段

相對于必修課而言,專業選修課的特點決定了它的教學方式有所不同,其更注重知識體系的完整性和學生興趣的引導。這必然要求教師不斷革新自己的教育觀念,在教學過程中全面認真地設計教案,采用多樣化的教學手段調動學生的學習興趣,充分激發學生的學習積極性,引導他們主動參與到課堂教學過程中,展現他們的課堂主人翁精神。

1.主次分明,突出重點。由于新能源發電技術課程涵蓋內容較多,而授課學時又有限,因此在教學中不可能講授全部內容,必須做到重點突出,精講主要內容。比如在縱多類型的新能源發電方式中,根據我們學院的專業設置特點,可重點講授太陽能發電、風能發電和小水力發電。此外,還要注意詳略結合,對主要的、基本的內容仍可采用講課方式,而對其他內容則可以講座、討論方式開展,增大課堂教學的信息容量。比如在講授太陽能發電時,就應以講課方式詳細講解光伏發電,而以講座方式講解太陽能熱發電。這種主次分明的講課模式,不僅能使學生扎實學到本課程最主要、最核心的內容,還可以開闊他們的知識面和視野。

2.應用先進教學手段,提升教學效果。根據精選的授課內容,有效地運用網絡資源,制作形象直觀的多媒體課件,以改善教學的直觀效果,增加授課內容的信息量。例如,當介紹不同類型的水平軸式風力機和垂直軸式風力機時,可以多向學生演示一些與它們相關的圖片和Flas,結合這些多媒體資料講解,可加深學生印象,讓他們對這幾種典型的風力機及其工作方式等內容有更深刻的理解。同時在上述教學過程中,要注意與傳統板書方式相結合,引導學生逐步分析,并適當地留給學生一些思考時間,較好地把握課堂節奏。

3.結合實事,激發學生學習積極性。新能源發電技術課程所講授的一些主要新能源發電方式在目前逐漸得到越來越多的應用,與人們的日常生活也越來越緊密。在介紹不同類型的新能源時,可以充分結合當前社會生活中出現的一些相關時事焦點事件,把它們提出來讓學生討論,既能激發他們的學習熱情,活躍課堂氣氛,還加強了他們對講課內容的理解。例如,墨西哥灣的BP公司漏油事件、康菲環渤海灣污染事件,特別是全球石油供需關系的發展態勢、氣候變化和環境保護的壓力,都迫切需要全球共同確定和構筑能源發展的新理念,開創新時期能源發展的新路子。結合上述實例,引導學生思索大力發展新能源、調整能源結構的必要性,讓他們從新能源利用方式等層次進行探討。通過這種教學方式,不僅可讓學生深入理解課程內容,激發他們的興趣,還能培養學生解決實際問題的能力。

4.穿插習題,實時歸納。在風力發電部分的教學過程中,其涉及到的不同類型風力機結構、發電方式、并網方法等知識點比較多,多數學生會感到理解有一定困難。為了讓學生能夠及時掌握課堂所學內容,講課過程中可在恰當時候穿插一些事先準備好的習題,這些習題不一定來自教材,教師可根據其他相關資料自主設計。通過課堂練習,可以考查學生對相關知識點的掌握程度和存在問題,及時解決他們的困惑。比如,在講解變速風機驅動雙饋異步發電機并網系統時,可穿插一個關于發電機轉子回路控制方式的多選題,通過該練習,能夠加深學生對這部分重要內容的理解,從一定程度上也可改善課堂氛圍,充分激發學生的學習主動性,發揮學生的主體作用。

5.結合共同點,學習新能源發電。新能源發電方式與常規能源發電方式,除了在一次能源的來源與能量轉換方式等方面有較大不同外,它們在發電環節大多具有很多共同點。因此,在講授各種新能源發電形式時,注意隨時和常規能源發電方式進行類比,結合兩者之間的共同點講解,不僅可以促進學生對新能源發電方法的理解,還可以鞏固他們對常規能源發電方法的認識。例如,在講授地熱發電時,其和火力發電的原理基本一樣,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能,然后帶動發電機發電。所不同的是,地熱發電不象火力發電那樣要裝備龐大的鍋爐,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地熱能。

四、培育素質教育的教學理念

不論是專業必修課,還是選修課,教師都需要培育素質教育的教學理念,新能源發電技術課程的教學更是如此。通過在理論教學過程中,結合一些生動的經典案例等進行講授,既可調動學生學習的主觀能動性,又能加強他們對新能源發電方法的認識,逐漸培養學生探索求知的精神。比如,通過介紹風能發電的幾種典型裝置與設備,以探究風能發電在當前得以大規模運用的原因。正是這些大量科研人員對風能發電裝置的研發,才使得風能發電不僅僅是論文里的成果。通過一些經典案例,充分調動學生學習的主觀能動性、學習興趣和求知欲,這樣才能達到開設專業選修課“培養學生能力,挖掘學生潛能”的目的。

五、結語

新能源發電技術課程是一門知識覆蓋面廣、學科前沿的專業選修課,而隨著其利用方式和技術的不斷發展,這門課程的教學內容也將不斷更新,教學方法也會隨之不斷改進,通過改進教學手段和逐步增加實驗環節,實時強化創新意識,這樣就一定能夠逐步改善人才培養過程中普遍出現的一些問題,如學生能力薄弱、缺乏創造性、主動性等,達到真正提升學生的思維創造能力以及綜合素質的目的,培養出與時俱進的、創新型的合格應用型人才。

參考文獻:

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