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2提升石油化工电气仪表安全供电体系安全性的对策
2.1提升总电源的安全性和可靠性
提升整个石油化工仪表供电系统安全性和可靠性的重要基础就是要有一个安全可靠的总电源。所以,石化企业应该选择性能稳定、质量硬,且在10kVA以上的市电电源,以向生产过程中的各种自动化仪表提供电力支持。另外,还应采用市电供电和UPS的正常、稳定供电两种形式,以实现并行供电,强化整个石油化工电气仪表供电系统的安全与稳定[2]。特别强调的是,供电系统厂家还应科学有效地核算断路器容量。
2.2优化双回路电气仪表的供电系统
DCS分散控制系统、SIS仪表监控系统及PLC系统均为石油化工自动化生产过程中最为核心的系统,对于整个生产系统的安全可靠供电具有很高的要求,所以对这些仪表系统的供电安全性要有足够的重视。在正常情况下,只需要保证控制站供电电源的正常稳定运行,一般不会对生产性仪表产生很大的影响。由于控制站在整个生产测控系统中是最为重要和关键的,所以在优化和改进过程中,应该对其所有关键元器件的供电都采用冗余联合容错控制模式。所以,控制站的冗余电源系统应严格设置两个独立电源,以确保其中任何一路出现故障不能正常运行情况下,另一路可正常供电,如此可确保整个仪表测控系统中诸多重要性仪表的正常稳定运行。
2.3优化配置直流供电仪表的冗余电源
在石油化工生产系统中,直流电源主要为24VDC的直流仪表提供电力支持。要确保直流仪表供电系统的安全性,应该采取不同电源供电的两台24VDC直流稳压电源进行并联式供电,同时还应该在每个直流电源输出端的正极上增加一个大功率的二极管,以此分开两个不同电源。两台24VDC直流稳压电源,其电源均来自两个不同的220VAC交流UPS电源,或者市电和UPS电源同时供电,这就实现了良好的冗余电源设置[3]。该模式设计和操作都较为简便,兼顾了经济性、安全性和可靠性。
2.4优化单项220VAC供电仪表的电源配置
在石油化工生产过程中,一些仪器仪表对供电系统的要求不高,即使出现暂时性断电,也不会对整个化工自动化生产系统产生很大的影响,比如:压力表、温度器等。所以,为了整个供电系统的优化,可直接应用220VAC的城市电网来完成供电,以节约企业的生产成本,提高生产经济效益。不管是从经济方面考虑,还是从技术安全性考虑,此类模式具有很强的可实施性。在供电模式中配置STS后,整个电气仪表供电系统的安全稳定性均要比UPS电源要好。另外,在该种模式中,如果UPS电源发生故障,则STS会在内部电路闭锁控制状态下自动切换到市电供电,并经市电分开、稳压电路来实现正常供电,这也极大方便了在不断电确保电气仪表的供电安全性基础上,对UPS电源进行检修。
2.5优化照明、风扇等设备配电
在系统供电回路的设计中,可将照明、风扇等设备采用市电单独供电。可以避免发生因此类辅助设备供电回路短路而产生的整个系统运行故障。
安全仪表系统的应用
阀室是天然气长输管道干线中的重要设施,通常情况下无人值守,工艺流程相对简单(图1)。为便于进行长输管道的维修,缩短放空时间,减少放空量,避免事故扩大化,在输气干线上间隔一定距离修建阀室,并安装线路截断阀[4-6]。阀室在天然气长输管道中的主要作用有:①当阀室上、下游管道突然发生事故时,管道内天然气的压力将会在短时间内骤降,则线路截断阀可以根据预先设定的允许压降速率自动关闭阀门,切断上下游天然气,防止事态进一步扩大;②在进行管道维修等生产作业时,通过关闭作业段管道上下游阀室,切断上下游气源,排除不安全隐患,便于生产作业安全、顺利进行。
2生产作业中阀室的常见问题
在役的天然气长输管道中由于建设初期各种因素影响,存在部分输气干线阀室未设置注氮口及新增用户供气接口,给后期的生产运行管理带来诸多不便,其中主要表现在以下两个方面。
2.1无法从阀室直接完成干线氮气置换
据不完全统计,在陕西省天然气长输管道每年的生产作业中,涉及到“氮气置换”的约占91%,其中主要包括新建管道的投气置换作业、输气干线改线碰口作业、接气碰口作业以及输气干线附属设施的拆装更换作业等。在生产作业前期,科学合理地选取注氮点则成为工艺调整中的重要环节[7]。从历年的大型生产作业情况来看,常常由于输气干线阀室未设置注氮接口,而只能通过拆卸作业管段上下游各侧场站、阀室的放空阀、排污阀或其他阀门来连接注氮设备进行置换作业,常常由于所拆卸阀门的尺寸与注氮设备接口的尺寸不匹配而无法直接进行注氮,还需通过在两者之间连接变径短管进行注氮。这既延误了作业时间,又额外增加了氮气置换的风险,给生产作业带来较大不便。
2.2无法从阀室直接向用户接气
随着下游市场的开发,用户对天然气的迫切需求愈来明显,每年新增的直接或间接用户数稳步上升。据统计,2012年陕西省天然气公司用户总数为48家,截止2013年底,公司用户总数已达68家,比上一年增加20家,增长率高达41.7%。当然,随之而来的就是频繁的新增用户接气碰口作业,根据用户的不同,可将碰口作业分为以下3类:①通过输气场站预留供气口直接接气;②通过阀室预留供气接口直接接气;③输气干线上开口接气。由于部分阀室未预留新增用户供气分输接口,且用户距离输气场站较远,难以通过第①类、第②类方式直接进行连头接气,这样就给新用户的接气碰口作业带来诸多不便。在长输干线上开口接气或在阀室内进行开口连头作业,其前期准备工作较为繁琐,工程量较大,耗费大量的人力物力的同时还需进行复杂的工艺调整,并常常会影响到正常的输气工作。与此同时,在施工过程中繁琐的操作步骤极易埋下安全隐患,从而引起事故的发生。
3阀室工艺改造的可行性分析
针对生产作业中上述两大问题,通过对阀室工艺进行改造,合理设置标准注氮口及预留口,既可实现从阀室注氮口直接对作业段干线进行氮气置换,又能满足新增用户直接从预留口连头接气的需求,保证生产作业顺利、安全进行,确保各用户用气不受影响。
3.1方案设计
在进行阀室工艺改造设计时,阀室的原有功能,即在紧急状态下关断的功能和管道检修作业时切断气源的功能不能改变。在阀室原有设备工艺的基础上,增加标准注氮接口,应使其满足既能向上游注氮,又能向下游注氮;增设预留供气分输接口,应满足既能从长输管道上游向用户供气,又能从长输管道下游向用户供气,且要求注氮作业和用户正常供气二者互不影响(图2)。当作业点位于阀室下游一侧时,只需拆除注氮口8阀后盲板,将注氮设备与阀室标准注氮接口8用法兰连接起来,同时确认阀门1、2、5、6、7、9、10、11关闭,确认阀门3打开,缓慢打开阀门8,控制注氮速度,向阀室下游开始注氮,对作业管段进行氮气完全置换,当检测到管道内气体中O2含量低于2%、CH4组分含量低于天然气爆炸下限的25%(25%LEL)且持续20min检测合格后,则停止注氮[9],关闭阀门3、8,拆除注氮设备,恢复注氮口8阀后盲板封堵。与此同时,确认阀门4打开,利用阀室上游来气继续向用户供气,这样既可保证下游检修时注氮作业正常进行,同时保证了用户用气不受影响。当作业点位于阀室上游一侧时,将注氮设备与标准注氮接口8用法兰连接后,确认阀门1、3、4、6、9、10、11关闭,确认阀门2、7打开,缓慢打开阀门8,控制注氮速度,向阀室上游开始注氮,注氮合格后,关闭阀门2、7、8,拆除注氮设备,恢复盲板封堵。在向上游注氮的同时,确认阀门5打开,利用长输管道下游来气继续向用户供气,保证用户用气不受影响。
3.2阀室工艺
HAZOP分析危险与可操作性分析(HAZOP)是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化、系统化的定性风险评价方法[10],将其应用于改造后阀室工艺的风险评估中,根据阀室工艺改造的现场情况,按照改造后的阀室工艺流程可划分HAZOP分析节点:正输供气并向下游进行干线注氮作业工艺流程,反输供气并向上游进行干线注氮作业工艺流程。针对改造后的两种阀室工艺流程进行HAZOP分析(表1),分别考虑6种偏差,最终提出将改造后阀室工艺纳入管道SCADA系统中进行实时监控,并在作业过程中增加气体泄漏检测装置及检测频次等运行管理建议,便于新工艺的顺利实施,最大限度的保障安全生产。
3.3方案实施
对已建成的管道、场站、阀室进行全面排查,梳理阀室工艺状况,秉着“安全第一”的原则,根据地区不同、市场差异,对存在缺陷的阀室在条件允许的情况下逐步进行整改。在此次工艺改造过程中,每个阀室需增加阀门6个、法兰盲板1个、对焊焊口9道(图2b)。通过对阀室工艺进行升级改造,增设预留供气分输接口简化输气干线碰口作业流程,加装标准注氮接口,保证氮气置换作业安全、高效,便于设备的管理,提高设备的互换性,简化了氮气置换的操作步骤,节约作业成本,减小工程量,消除了在拆装其他无关设备阀门时的不安全因素。针对长输管道干线开口接气的碰口作业,生产部门应与下游用户洽谈协商,建议其通过就近分输场站或阀室的供气预留口接气,通过法兰连接进行连头碰口,避免大型动土作业、割管焊接动火作业等危险操作,避免复杂的工艺调整,极大地缩短工期,节约物资成本,并有效避免管道原防腐材料、阴保设施等遭到破坏,保障下游用户用气不受影响,确保管道安全、平稳运行的同时保证管道的完整性[11]。针对此改造方案,建设单位会同设计单位多次进行沟通,对于新建、改建、扩建的项目,在设计之初就考虑到未来下游市场的发展及管道检修等生产作业的需要,充分发挥阀室在整个天然气管道中的节点作用,全面科学设计阀室工艺,合理设置标准注氮接口以保证生产作业安全经济进行,合理预留供气分输接口以满足下游市场发展的需要。例如陕西天然气公司所辖西商线、汉安线、靖西三线、关中环线等,在管道设计建设中,阀室均采用了此方案,并取得了良好的应用效果。
一、功能目的论概述
功能目的翻译理论是德国的赖斯(K.Reiss)、费米尔(H.J.Vermeer)、曼塔莉(Justa Holz Manttari)和诺德(Christiane Nord)等学者提出的以“译文功能论”为中心的翻译理论,其创始人莱斯(1971)首先提出“把翻译行为所要达到的特殊目的”作为翻译的新模式。1976年莱斯再次阐释这一观点。费米尔多次提出,“翻译方法和翻译策略必须由译文预期目的或功能决定。”20世纪90年代初,诺德又进一步拓展了译文功能理论,她在原有理论的基础上,提出“功能+忠实”这样一个概念并给翻译作了如下定义:翻译是创作使其发挥某种功能的译语文本;它与其原语文本保持的联系将根据译文预期或所要求的功能得以具体化。翻译使由于客观存在的语言文化障碍无法进行的交际行为得以顺利进行(莫红利,金美兰,2008)。
魏乐琴、王波(2009)指出在以上的定义中,诺德强调了原文和译文之间必须有一定的联系,这种联系的质量和数量由预期译文功能决定。以译文预期为目的,根据各种语境因素,选择最佳处理方法。根据这一理论,对于旅游文化内涵翻译,应以提供信息和渲染感情作为目的,最终实现交际的功能。
二、功能目的翻译理论与旅游文化内涵翻译
旅游文化内涵翻译属于翻译的一种,且又属于实用文体翻译的范畴,它是一种跨文化、跨语言、跨社会、跨时空、跨心理的交际活动。同其他类型的翻译相比,旅游文化内涵翻译在跨文化,跨心理交际的特点上表现得更为突出。旅游文化内涵翻译的目的就是通过翻译,让外国游客在旅游过程中能获取旅游地的文化信息,并获得美的感受,从而实现旅游对外宣传的信息功能、美感功能。功能目的翻译理论以翻译目的为总原则,将翻译的焦点从对源于文本的再现转移到更富挑战性的译语文本的创作,给翻译,尤其是实用文体翻译实践中出现的各种必不可少且行之有效的翻译方法提供了理论依据。根据功能目的论,旅游文化内涵翻译的策略和方法应由译语的功能或预期目的决定,在分析原文的基础上,以译语预期功能为依据,结合外国游客的社会文化背景和对译文的期待感应力或社会知识及交际需要等各种因素,灵活选择最佳处理方法。对旅游景点文化内涵翻译而言,不仅需要传递源语文本所含的旅游信息,还要把与景观相关的旅游文化传递给目的语读者。由此可见,功能目的翻译理论对旅游文化内涵翻译,尤其是人文景观翻译具有一定的指导意义。
三、文化内涵翻译现状及问题分析
景点文化内涵的翻译是旅游翻译中的焦点与难点。现有的部分旅游资料译文虽然为中国旅游业的发展作出了一定的贡献,但总体来说,其质量远不能满足传播中国文化、吸引潜在游客的需求。经调查发现,现有译文存在比较严重的问题。本文以湖南省某些旅游景点为例,探讨当今湖南旅游文化内涵旅游翻译中存在的问题。总体说来,湖南旅游的翻译现状问题较多,主要表现为“翻译不规范、语法错误、表达方式汉化、用词不当、语言累赘、文化误解”等。下面就“景点名称翻译不规范”“表达方式汉化”“文化误解”为例,说明景点文化内涵翻译现状,并对存在的主要翻译错误进行分析。
(一)译者对旅游景点名称翻译不规范
旅游景点名称是一定的地域语言,是语言中的专有名词。景点名称也是旅游观光者接触到的第一道风景线,也是游客们对景观的第一印象。如果景点名称翻译不规范、不统一,既不利于景区的对外宣传,也会给旅游者带来很多不便。
例(1),“南天门”――Nantianmen。“南天门”的翻译是典型的滥用音译。事实上,追本求源,“南天门”(位于南岳衡山),本是道教教徒接近峰顶地方修建的大门,因此“南天门”寓意为教徒们修炼成仙,升天的关口,也是湖南衡山上南面方向通往山顶的大门。因此该景点应该翻译成“Southern Heavenly Gate”或“Southern Gate”。
根据目的论,例(1)改译后的译文符合南岳衡山的“南天门”本来的寓意,传达了南天门真正的文化内涵,让旅游者感受到了“南天门”真正的文化内涵。
(二)译者对景点文化内涵不了解
文化是一种社会现象,是人们长期创造形成的产物,同时又是一种历史现象,是社会历史的积淀物。确切地说,文化是凝结在物质之中又游离于物质之外,能够被传承的国家或民族的历史、地理、风土人情、传统习俗、生活方式、文学艺术、行为规范、思维方式、价值观念等,是人类之间进行交流的普遍认可的一种能够传承的意识形态。它具有民簇性、一贯性、持久性,渗透到社会生活的各个方面。因地域不同,文化也存在着一定的差异。中国文化讲究“天人合一”的哲学理念,喜欢托物言志,借景抒情;而西方文化讲究抽象理性思维,更多地注重模仿和再现。如果译者在翻译时不懂得中西文化差异,很容易造成翻译误解。
例(2),“不上天台等于白来”――“Not climb to the top plat form namely you come in vain”。懂得中西方文化差异的人一看就知道,例(2)译文繁冗,译者对旅游胜地的文化不了解,且在翻译形式上过分讲究对等。“不上天台等于白来”,其真正的内涵意义是什么,到过张家界旅游的人都知道,张家界景区天子山上最高景观平台就是“天台”,天台上景观优美,视野开阔。然而,天台上标牌的设立的目的是告诉旅游者天台上的风景无限好,千万不要错过。如果将例(2)的译文改为“Who climbs the highest will enjoys the best”便会简洁明了,符合功能目的翻译原则,外国游人一看就懂。我们知道,由于中西文化差异,适合中国读者的语言,译者把它翻译成英语时,不一定适合英语读者。所以译者在翻译之前必须懂得中西文化上的差异,才能更好地达到翻译目的。。
例(3),“相传麻姑仙人从南岳深山采来灵芝,用这里的泉水酿出琼浆为王母祝寿。”译为“Legend says that Ma Gu used to collect funguses from the mountains out of them and the spring water here,which was then sent as a present to the Mother of the Western Skies to her Health.”例(3)是南岳衡山上的一则景点的介绍。从例(3)的译文中可以发现,译者对景点文化误解,导致翻译出现问题。根据原文,泉水和灵芝酿成琼浆,用琼浆为王母祝寿,而上述译文中的关系代词“which”既可以指代泉水,又可以指代琼浆,所修饰的内容使得句子意思十分含糊,且语义重心不准,逻辑关系混乱。建议改为“Legend says that Ma Gu,a fairy women,used to collect funguses from the mountains and to make good wine(out of the fungus local spring water),which serves as apresent to be sent to the Mother of the Western Skies for her Health.”根据目的论,例(3)改后的译文,句法结构合理,指代明确,外国旅游者一看就在大脑里形成了一幅画像,且明白其中文化含义。
(三)译文表达方式汉化
汉化英语是一种畸形的、混合的语言,是直接把汉语的思维方式搬到英语中来,因此翻译出来的句子不合英语的表达习惯。
例(4),“湘西位于湖南西北部,人口260多万人,是国内外旅游胜地之一”译为“Xiangxi is located in northwest of Hunan province,and apopulation of more than 2.6 million people.It is one of the tourist attractions both at home and abroad.”例(4)的译文虽然传达了正确的信息文本内容,但译文是按照文本信息内容的顺序排列,句式过于汉化(中国化),不符合英语的逻辑思维,读者读过译为后仍不能理解其含义。建议译成“
一、我国贫富差距的现状
一个国家的经济健康发展除了有快速健康的经济增长还应有合理的贫富差距。贫富差距所导致的两极化在一定程度上会给社会进步带来诸多负面因素。2010年统计局公布的基尼系数为0.61,2012年的基尼系数为0.474。相比较日本和韩国的0.26,美国的0.4,目前,我国的基尼系数已经接近0.5,并且以每年0.01的速度增长。我国的贫富差距主要有以下几个方面:
1.城乡居民可支配收入差距大。
根据2006年—2012年《中国统计年鉴》和中华人民共和国统计局相关网站资料整理可以了解,2008年到2012年五年间,我国城镇和农村的人均收入比值一致保持在3.1倍以上。在1995年国际劳工标准处理有关劳工问题的联合国专门机构的统计的城乡收入比值中超过2的三个国家中就有中国。然而,2007年这个比值已经到了3.33。经济条件相同会增大农村居民生活压力。
2.区域经济发展的不平衡
纵观2008到2012年的数据,东部和中部城镇居民的可以支配收入比值在1.46左右,东部和西部的城镇可支配收入在1.47上下波动;东部与中部农村可支配收入比值在1.48左右,东部与西部的农村可支配收入比值偏高在1.85左右;2012年中部,西部地区的城镇居民收入个人可支配收入的平均值分别是东部地区的69%,67%,而中部和西部地区的农村居民个人可支配收入分别是东部地区的63%,51.4%;从对比数据可以看出中部西部与东部区域人均可支配收入存在差距,并且区域间的差距没有下降的趋势。
二、个人所得税的现状
个人能所得税作为我国主要的财政收入,通过无偿支出功能起到调节和安全控制的作用,调节贫富不均和缓解收入差距。我国现行的征税模式是分类征收制,分类征收制是将纳税人不同来源,性质所得项目分别规定不同的征收率。但是我国个人所得税的现行的缴纳模式,无法全面衡量纳税者的综合纳税能力,同国外相对比,我国的个人所得税纳税模式还比较欠缺人性化,不能较好的而实现公平税负,调节贫富差距的作用因此也非常的而有限,而且还容易造成税收的流失。不能起到调节贫富差距,没能当好调节器与安全阀。根据统计数据可以知道,税收实际征收额是征收流失额的1/5到1/2,进一步的拉大了贫富差距。面对对贫富分配不均的社会现状,个人所得税作为我国的主体税种也需要进行改革更好的起到调节器与安全阀的作用。
三、优化个人所得税以缩小贫富差距的研究
(一)针对起征点应该详细的分别征订
从2011年9月1日起,起征点调整后由原来的2000调整到3500,尽管起征点调整了,但是贫富差距的问题没能得到缓和。不同地区的起征点一致提高反而会扩大居民人居收入的差距。相关数据分析,2014年的数据得知北京、上海、浙江城镇居民人均可支配收入已超过了4万,但是甘肃,西藏,新疆,青海这些城市还未达到平均值。因此应该适当的根据不同的地区设置不同的纳税起征点,具体的根据不同地区的人均可支配收入确定该地区的起征点。对于上海,北京,广东,福建等这些东部高收入城市来试试,应该适当的调低他们的个税征税的起征点;相对于甘肃、新疆、西藏,湖北,河南,湖南等中部与西部收入偏低的城市来说应该根据自身的经济收入情况适当的调高个税起征点,提高城镇人均可支配收入。缓解区域发展不平衡的,对缩小区域间的贫富差距起到可观的效果。
城镇与农村的人均可支配收入的差距较大,为减少农村人民的负担,缩减农村与城镇间的贫富差距,应调节城镇与农村个人所得税的起征点。不同地区的个人所得税的征税起征点应根据当地经济发展情况各有不同,根据表一来看农村的纯收入明显低于城镇的个人可支配收入,起征点相同并不能够缩减农村与城镇居民的贫富差距。因此我认为针对农村和城镇的个人所得税征税的起征点应该根据实际的情况不同的地方在各地区起征点不同的前提下,农村的起征点应该低于城镇的个税起征点。
(二)针对个人所得税的纳税模式的有关建议
二、目录1、目录:二号黑体加粗居中。2、章节条目:五号宋体。3、行距:单倍行距。
三、论文题目:小一号黑体加粗居中。
四、中文摘要1、摘要:小二号黑体加粗居中。2、摘要内容字体:小四号宋体。
3、字数:300字左右。4、行距:28磅5、关键词:四号宋体,加粗。词3-5个,每个词间空一格。
五、英文摘要1、ABSTRACT:小二号TimesNewRoman.2、内容字体:小四号TimesNewRoman.3、单倍行距。4、Keywords:四号加粗。词3-5个,小四号TimesNewRoman.词间空一格。
六、绪论小二号黑体加粗居中。内容500字左右,小四号宋体,行距:28磅
七、章、节、一.二.三.四、五级标题序号字体格式
章:标题小二号黑体加粗居中。
节:标题小三号黑体加粗居中。
一、一级标题序号标题四号黑体加粗,顶格。
(一)二级标题序号标题小四号宋体,不加粗顶格。
1.三级标题序号标题小四号宋体,不加粗,缩进二个字。
(1)四级标题序号标题小四号宋体,不加粗,缩进二个字。
①五级标题序号标题小四号宋体,不加粗,缩进二个字。
八、结束语小二号黑体加粗居中。内容300字左右,小四号宋体,行距:28磅。
九、致谢小二号黑体加粗居中。内容小四号宋体,行距:28磅
十、参考文献小二号黑体加粗居中。内容8—10篇,五号宋体,行距:28磅。
十一、附录小二号黑体加粗居中。英文内容小四号TimesNewRoman.单倍行距。
翻译成中文字数不少于800字内容五号宋体,行距:28磅。
十二、提示
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石油化工论文范例欣赏:石油化工企业自动化仪表现况分析
摘要:现代化智能仪表由于具有稳定性高、精确度高等优良性能,在石油化工行业中起到了非常重要的作用,同时对于石油化工行业的现代化建设也起到了决定性的作用。本文在此基础上,根据自动化仪表的的现象进行简单分析,随后针对自动化仪表在石油化工企业的运用价值和现状进行介绍,目的是为石油化工企业推广自动化仪表提供一定的理论基础。
关键词:石油化工;自动化;仪表;应用
一、检测执行仪表
1.1温度仪表。在石化企业日常加工声场中,需要对现场设备和管道进行严格的温度控制,通常情况下,石油化工企业的温度范围为-200℃到180℃,温度的测试主要采用的是接触式测试,其中最为常见的温度仪表多为双金属温度计和热电子[1]。对于现代的设备而言,需要对油罐平均温度进行测量,因此常常会石油价位特殊的热电阻,主要包括耐磨热电偶、表面热电偶以及防爆热电偶。1.2压力仪表。在石油化工生产的过程中,为了保证安全,其生产过程中压力需要控制在300Mpa以内,对于设备中压力传感器以及变送器的选择可以采用多种原理,目前在生产过程中主要采用的是高温介质、脉动介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量等,其测量的精确度较高。目前,压力仪表分为液柱式、弹性式、活塞式三类[2]。1.3 液位仪表。在石油化工行业中,往往会采用的是液位测量的方法,在测量的过程中,其准确度往往和被测物料特性有直接的关系,实际生产中往往会采用浮力式的仪表,根据其原理不用,可以分为静电式、电接触式,电容式、超声波式、雷达式、重锤式、辐射式、激光式,磁致伸缩式、矩阵涡流式等,但目前在实际生产中均采用的是可读式仪表,如果在生产过程中为了追求更高的精度,则可以采用雷达式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等,这些仪表在测量液位过程中,更多被石油化工企业采用。1.4流量仪表。上述温度、压力以及液位是常见的仪表,内容最为丰富的仪表为流量仪表,流量仪表的精确度在石油化工行业的加工生产中占有非常重要的地位,在流量考核方面占据有重要地位,流量考核一直是秉承着稳定以及优化的原则。流量测量的原理是单位界面流体有效面截的流体的体积和温度及压力补偿的大小。流量的大小和管道的性质有直接关系。1.5分析仪器和在线过程分析仪。对于现代石油化工生产而言,分析仪器和在线分析仪是近些年自动化仪表的发展趋势,也是现代新科技的产物,其大量的科研投入做出了新的研究,从工艺原理角度分析,对温度、压力、液位、力量等工艺原理进行把握,从而实现了产品质量的保证。因此在整个加工环节中,对最初的原材料以及最终的质量进行控制至关重要。
二、关于对石油化工企业自动化仪表的现状分析
2.1常规控制。从目前组合仪表以及电动单元等仪表的变化来看,在石油化工恒压自动化仪表中主要存在连续控制、批量控制以及顺序控制等基本操作,其基本控制的策略没有随着自动化仪表的变化而变化,在设计中使用了单回路调节、比率调节和分程调节等基础调节设备,这样的模块能够保证功能和算法的把握,从而对组态能力和控制方案进行合理掌握。2.2先进控制和优化。基于现代计算机理论技术的发展,在自动化控制中实现了多种智能化的算法,并且以独立的DCS为基础,同时也可以配合多种软件包以及变量的动态模型识别技术,从而对软测量技术和测控与PID串级控制相结合方式等进行智能化计算。2.3人机界面。现代自动化仪表中,主要是以LED屏幕为主要显示,辅助采用的是显示仪表,人机界面已经成为了石油化工企业现代化的标志之一,采用摄像头界面,在DCS操作站的控制下,对工艺流程进行控制,能够发挥DCS和HMI的潜力,从而为企业生产现代化的发展提供了较大的帮助。2.4安全仪表系统。在石油化工企业中,存在大量的易燃易爆装置,因而在安全和环保方面有非常严格的要求,为了保证生产过程中的安全和符合环保要求,采用DCS的设备进行全连锁保护,或者是在紧急状态下实现设置相分离,同时对火灾和可燃气体进行检测,对转动设备可压缩机组进行严格的实时监控。
三、结束语
在石油化工行业中,使用自动化仪表在一定程度上体现了现代科技的理想,但是如何有效的对自动化仪表进行控制依然是人们非常关注问题,因此对自动化仪表的掌握需要做到精益求精,对故障及时进行排除,才能够为石油化工企业的现代化建设贡献一份力量。
目前我国石油的生产是越来越大,可是石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油,以及是以化工原料为主体的生产装置的,装置内存在着各种工艺介质很多都是有毒性的物质,易燃、易爆的物质和。也就是说,在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。工艺管线安装过程中,为检验焊缝的质量及法兰连接处的密闭性,管线的试压工作是十分重要和必不可少的一道关键工序。
实际上,从标本兼治的理念来看,设计成品的质量对安全生产有着不可忽视的影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故发生,实现安全生产的一项重要工作。那么要如何保证装置设计安全呢,当然就要严格、正确地执行相关法规、标准规范,特别是强制性标准。
一.石油化工装置管线试压工艺技术研究
1.技术准备。大型石油化工装置工艺管线系统多,走向错综复杂,为了使试压工作正常进行,必须预先做好充分的技术准备。试压前,应根据工艺流程图编制试压方案,理清试压流程,按要求确定试压介质、方法、步骤及试压各项安全技术措施等。
2.管线的完整性检查。管线的完整性检查是管线试压前的必要工作,没有经过完整性检查确认合格的系统一律不得进行试压试验。完整性检查的依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道简易试压系统图等技术文件。完整性检查的方法一是施工班组对自己施工的管线按设计图纸自行检查,二是施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检,三是试压系统中所有管线按设计图纸均检查合格后,申报质监、业主进行审检、质检。完整性检查的内容分硬件和软件两部分。
3.物资准备。管线试压介质一般分为两类:一类是气体,一类是液体。气体一般采用空气、干燥无油空气和氮气等。液体一般采用水、洁净水和纯水等。因此,如果管线没有特殊的要求,试压介质一般多采用水。试压工作是一种比较危险的工作。因此,在此项工作开始前应进行充分的物资准备工作。主要包括试压设备的维护保养、安全检查和进场布设;各种试压用仪器、仪表的校验、检查和安装;试压临时管线及配件的安装布置;试压用盲板、螺栓、螺母、垫片等材料的准备;设备、仪表、阀门、管件、安全阀、流量计等隔离措施的实施;试压中各种安全技术措施所需物资的供应及现场的布置等工作。
4.压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的1.5倍;当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应符合下式Ps=1.5δ1/δ2δ1/δ2>6.5时,取6.5值;当Ps在试验温度下,产生超过屈服强度应力时,应应将试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线,当强度试验合格后,直接将试验压力降至气密性试验的压力,稳压30分钟,以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。
5.试压安全技术规定。管线试压是非常危险的,应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过1000米,试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠,并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内,精度不低于1.5级,量程是被测压力的1.5~2倍,试压系统中的压力表不得少于2块。液压试验系统注水时,应将空气排尽,宜在环境温度5℃以上进行,否则须有防冻措施。合金钢管道系统,液体温度不得低于5℃。试验过程中,如遇泄漏,不得带压修理,缺陷消除后,应重新试压。试压合格后应及时卸压,液体试压时应及时将管内液体排尽。系统试验完毕后,应及时拆除所有临时盲板,填写试压记录。试压过程中,试压区域要设置警戒线,无关人员不得入内,操作人员必须听从指挥,不得随意开关阀门。
二.石油化工装置管道工艺技术
1.塔和容器的管线设计
依据工艺原理合理布置。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组,调节阀组应靠近汽提塔安装,以保证调节阀前有足够离的液柱。分馏塔与回馏罐之间的管线布置。当分馏塔的塔顶压力用热旁路控制时,热旁路应尽量短且不得出现袋形,调节阀应设在回流罐的上部。汽液两相流的管道布置时,管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置,减少管道压降,避免管道震动。如图3所示。由此可见,管线不可随意布放。
2.泵的管线设计
泵入口偏心异径管的使用。泵吸人管道设计是确保泵经常处于正常工作状态的关键。当泵人口管系统有变径时,要采用偏心大小头以防变径处气体积聚,偏心异径管的安装方式如下:一般采用项平安装,当异径管与向上弯的弯头直连的情况下可以采用底平安装。这种安装方式可以省去低点排液。
布置泵的人口管线时要考虑到几个方面的因素:
①泵的人口管支架的设置。如泵的进口在一侧,则泵的入口管支架应是可调式,且人口管及阀门位置在泵的侧前方。
②气阻。进泵管线不得有气阻,这一点很容易被忽视,某些布置虽符合工艺流程图,但在局部会产生气阻现象,从而严重影响泵的运行。
③管道柔性。泵是同转机械,管道推力作用在管嘴上会使转轴的定位偏移,因此管道设计要保证泵嘴受力在允许数值内。塔底进泵的高温管线尤其需要考虑热补偿。
3.冷换设备的管线设计逆流换热
①冷换设备冷水走管程由下部进入,上部排出。这样供水发生故障时,换热器内有存水,不致排空。如作为加热器时用蒸汽加热,蒸汽从上部引入,凝结水由下部排出。
②安装净距。为了方便检修,换热器进出口管线及阀门法兰。均应与设备封头盖法兰保持一定距离,为方便拆卸螺栓净距一般为300mm。
③热应力。换热器的固定点一般是在管箱端,凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。
三.总结
设计方法和手段的不断进步能有效地提高设计质量。作为设计者,会受生理和心理等因素的影响,容易出现偏差,技术的进步,极大地补偿了人的缺陷。当前,计算机辅助设计CAD正在广泛应用,它使设计工作更高效、更优质,使一些易出差错的环节不复存在。掌握CAD设计手段是现阶段设计者的基本要求,也是设计者知识水平不断更新提高的体现。
参 考 文 献
[1]怀义.石油化工管道安装设计[M].北京:中国石化出版社.
中图分类号:TQ056;TE967 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)46-0105-01
1 石油化工工业
石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。
2 石油化工自动化
石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。
3 自动化仪表及系统
3.1 自动化仪表
自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。
①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。
②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。
③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。
④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。
3.2 其他仪表
3.2.1 分析仪和在线过程分析仪
从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。
目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。
3.2.2 执行器
由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。
3.3 控制和安全系统
①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。
②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。
③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。
④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。
结语
近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。
参考文献
[1] 期刊论文李桢.Li Zhen 自动化仪表系统供电方案的改进-石油化工自动化2008,44(6).
[2] 陆德民.石油化工自动控制设计手册(第三版).化学工业出版社,2000,2.
0.引言
毕业设计是学生即将完成学业的最后一个教学环节, 也是学生独立运用所学基本知识、基本技能、理论与实际充分结合,进行分析问题、解决问题的一次综合训练,同时,也是大学生衔接学校和社会的一个重要阶段。其毕业设计质量的高低,直接反映了高校毕业生的综合素质。因此,毕业设计教学环节,对培养学生的综合素质、工程实践能力和创新意识具有十分重要的意义和作用[1-3]。
新疆大学的《化学工程与工艺(石油化工)》专业是首批进入教育部第二类特色专业建设的新办专业。该专业的建设目标,是为了适应新疆石油化工产业的快速发展,培养具有自主研究能力和创新精神,熟悉工程技术和工程原理的应用型高级专门人才。因此,遵循特色专业的建设目标、建设思路和建设任务,依据《石油化工》特色专业培养要求, 课题组加强了特色专业在毕业设计实践环节教学方法的改革与创新。
1.工科毕业设计实践环节存在问题分析
1.1 选题面窄且缺乏新意。
部分指导老师缺乏对题目深度、难度的把握,给出的题目创新性不强,普遍存在选题简单化、形式化现象,不少选题过于陈旧,缺乏前沿性;有的题目范围
很窄,工作量严重不足,相当于课程设计;或者有的题目非常大,在规定的时间内不可能完成,同时也无实用价值。
1.2 与专业实际结合不紧密。
毕业设计没有达到利用毕业设计环节对学生进行综合工程训练的目的,毕业生缺乏阅读、整理、归纳技术资料的能力。这些问题体现在,指导老师对学生责任心不强,设计题目安排不合理,学生没有得到综合能力的训练,还有部分老师自身工程实践能力就不强,所以设计题目只是给出设计条件,学生按照工程手册进行常规设计,甚至有的设计类题目仍然采用传统的手工计算办法,没有利用计算机进行设计的要求。此外结合用人单位实际需要的选题不多,使毕业设计失去了让学生进行岗前能力培养和锻炼的功能。
1.3 指导方式单一化。
目前大部分院系均存在着指导教师数量不足和专业结构不合理的问题,往往是一名老师指导多名学生,老师本身还承担着其他教学任务,根本没有足够的精力去指导每一位学生和辅导并解决每一位学生在毕业设计过程中所遇到的问题,最终结果必然导致毕业设计质量下滑,学生的能力也得不到锻炼和提高。因此,如果仍然采用传统单一的毕业设计指导模式仍将无法满足毕业设计指导的要求。
1.4 老师或学生对该环节的重要性认识不够。
大多数学生因找工作而无心认真对待毕业设计,教师也忙于科研和其它教学任务而无法顾及毕业设计的指导。此外,还有部分老师多年来一直是几个相同的毕业设计题目,分别在不同的几届学生中沿用,导致学生利用借阅毕业论文的机会,借用论文中解决问题和处理问题的方法和思路,以完成任务为目的。因此,在最终论文撰写阶段,部分学生对收集的相关资料不进行分析、整理和消化,出现论文中心不突出,设计计算缺乏依据等现象。
1.5 毕业答辩不够严谨
毕业答辩是以教研室为答辩小组或学生随指导教师所在教研室参加答辩。学校已经制定了严格评分标准和细则,但在执行中考核不够严格,存在顾及面子、同情怜悯,不管质量如何一概顺利通过的现象。在内容评定方面,不能重点考察学生毕业设计的原创性、实效性和真实性。比如:有的题目是“什么什么的研究”,其结果就是一些资料的拼凑,根本没有学生自己独立解决一个问题或新思想的内容或者是典型案例分析,作为工科毕业生这样的论文能够通过答辩,使答辩失去了意义,对后继学生也带来不良影响。
2.毕业设计实践教学的改革与实践
结合我院《化学工程与工艺(石油化工)》特色专业,就毕业设计实践教学环节提出以下改革与实践。
2.1 优化选题结构,实行双向选择。
为培养学生科研能力和协作精神,尤其注重培养创新意识和能力,鼓励新思想、新改进和新发现,毕业设计或论文着重于选题的前沿性和工程性,真正将理论与实际结合,克服传统毕业设计与现场实际脱节的问题。在立题方面可鼓励教师结合科研课题、工程实践、实验室建设等实际工作进行立题,拓宽题目类型。要充分认识到学生在毕业设计工作中的主体地位,通过毕业设计题目的遴选后,在全院范围内进行师生双向选择。加大具有工程背景的设计类题目的比例。
2.2 充分利用开放式专业实验室。
利用专业实验室作为毕业设计的一个良好平台。学生根据实验室现有的实验装置,结合自己的理论知识和兴趣,查阅大量的资料,自主进行产品的开发,包括工艺路线及工艺条件的确定,直到得到基本满意的产品的全过程。在整个过程中,学生先后遇到许多困难和问题,通过指导老师的指点和提示,学生们能够以极大的热情,积极想办法去解决。比如:在设计工艺路线和测定方法时,要用到交直流稳压电源和滑动变阻器两个关键仪器,本专业实验室无法解决,学生通过和其他院系专业老师沟通、协商,最终借到了这两个关键仪器等等类似情况。通过这个环节的训练,使学生查阅、整理、归纳、消化吸收资料的能力得到了锻炼,动手能力得到极大提高,同时,还培养了学生与学生、老师之间的沟通能力,增强了相互间合作意识和责任感。
2.3邀请企业专家参加毕业设计出题和指导
毕业设计或论文除严格执行程序化过程外,着重于选题的前沿性和难度,培养学生科研能力和协作精神,尤其注重培养创新意识和能力,鼓励新思想、新改进和新发现。。邀请企业专家参与毕业设计题目的遴选,采取专家和课题组老师共同指导学生或学生到企业现场完成毕业设计的两种方式,每届有4名以上学生在企业现场完成毕业设计。加大具有工程背景的设计类题目的比例,石油化工063班设计类题目占48%,石油化工073班达到60%。通过聘请企业专家或工程技术人员参与指导毕业设计,一方面解决了指导教师数量不足的问题,同时利用兼职教师来弥补毕业设计教学环节的不足,另一方面,学生的实战能力也得到加强。
2.4邀请企业专家参加毕业论文答辩
在答辩环节,采取聘请相关企业技术与管理人员、兼职教授和本院教师共同组成答辩委员会的方式,分别对石油化工2006级、2007级学生实行毕业设计(论文)公开答辩考核。企业专家结合学生设计,有针对性的进行提问,如:专家提问到,在合成氨工艺流程中合成工段,“为什么将合成塔分三个,而不用一个合成塔”等实际问题。在成绩评定方面,严格按照学校制定的评分标准,有答辩委员会成员独立、逐项打分,最后取每项的平均分求和得出每位同学的答辩成绩。通过这种企业专家参与学生毕业答辩方式,学生成绩真实、客观,真真体现学生毕业设计的水平和能力。这样对毕业生、指导教师都有警策作用,使之不能掉以轻心,严格杜绝蒙混过关。同时,使学生对毕业设计环节的重要性及专业课的系统性有了深层次的了解,对后继班级学生的学习和对专业的认识起到了一定的推动作用。
3.结束语
此次毕业设计实践教学的改革与实践,具备了三大特色,一是实践教学改革的系统性,以石油化工专业的06-3、07-3、08-3三届学生为实践主体;二是实践教学改革的针对性,按照化工企业用人实际要求,聘请化工企业的专家参加了毕业设计教学活动的全过程;三是实践教学改革的示范性,做到了改革过程的实用、效果的直观,使改革结果对后续班级和其它专业具有示范作用和可推广性。本科毕业设计是作为培养大学生实践能力和创新能力,提升本科教学质量的一个重要环节。结合科研和生产实际的题目、校企共同指导等方式在保证了毕业设计质量的同时,也提高了学生走向社会的竞争能力。实践结果表明:学生就业率明显提高,就业人员中进入化工行业的比例,由2010届的52%上升到2011届的69%。
[参考文献]
[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)11-0084-03
中国石油大学(北京)化学工程与工艺专业(化工专业)以石油、天然气、煤炭等化石能源的加工利用为背景进行人才培养,满足国家能源化工发展重大战略对专业人才的需求,是教育部特色专业和综合改革试点专业。经过多年的建设和发展,我校化工专业具有鲜明的石油石化特色,主要体现在以下几个方面:1.石油加工类专业课程的开设,包括“石油加工工程I”、“石油加工工程II”与“有机化工工艺”3门专业限选课,“近代炼油技术”专业选修课,以及40学时的“石油加工工程实验”必修课;2.在国有大型石化企业设立了实习实践基地,以此为依托开展专业认识实习与生产实习;3.绝大多数专业教师有着良好的石油实践背景,不仅讲课案例多与石油有关,而且为学生提供的毕业论文(设计)题目以及大学生课外科研训练题目也多与石油相关;4.学生就业去向主要是石油石化企业以及与此相关的单位。
学生工程实践能力的培养是工科专业人才培养的核心。我校化工专业学生的工程实践能力主要通过实验、实习、设计、科研训练、毕业论文(设计)等环节进行培养,其中在专业实验与实习方面进行了培养模式的探索与尝试,取得了良好的效果。
一、项目导向的研究式专业综合实验模式
实验是培养学生动手操作能力的重要途径。石油加工工程实验是我校化工专业的重要专业实验课程,为了更好地培养学生的工程研究与实践能力,创新了实验教学模式,优化了实验教学内容。石油加工工程实验的开设以项目研究为导向,主要内容包括30学时的油品综合评价实验和10学时的中试演示试验,在培养学生动手操作能力的同时,注重培养学生的科研能力、协作意识与表达交流能力。
油品综合评价实验以原油评价为核心,先通过对原油的实沸点蒸馏切割得到汽油、煤油、柴油、减压馏分和减压渣油等不同馏分油,然后让学生分组完成各个馏分油的性质测试,最后小组内部汇总各位同学的测试数据,撰写综合实验报告,提出原油的可行加工方案,并答辩汇报。[1]通过这一研究式综合实验,使学生掌握了原油蒸馏和馏分油性质测试的基本方法,模拟了石化企业对原油评价的整个研究过程,体会了石油炼制工业过程的内涵,学会了针对原油性质确定合适的加工方案,不仅学习巩固了基本知识和操作技能,同时培养了学生团队协作的精神,并通过最后的答辩环节培养学生的表达交流能力。
中试演示试验依托重质油国家重点实验室强大的科研平台和化学工程学院中试科研基地而开设,主要内容涉及原油的二次加工过程,包括渣油溶剂脱沥青、多功能提升管催化裂化、固定床催化加氢、碳四烷基化以及冷模流态化。学生分组参加中试演示试验,指导教师结合课堂所学理论知识讲解各中试装置的用途、原理、特点、工艺流程以及相应技术的工业应用状况等,并进行现场提问与讨论。通过中试试验的训练,引导学生了解了石油化工工艺发展的最新动态,培养了学生的工程放大意识以及将理论应用于实践的能力,并激发了学生的科研和实践热情。
二、“校内―校外―校内”的三段式实习模式
实习是工科专业工程实践教学的重要环节,是将学生所学的基础理论知识、专业知识和实际应用相结合的实践过程,是深化课堂教学效果的关键途径。我校化工专业的实习环节包括金工实习、认识实习和生产实习三部分。其中认识实习和生产实习分别在大二暑假和大三暑假进行,主要依托校外实习实践基地来开展。但是目前大型石化企业的自动化和技术集成程度越来越高,在企业“安全第一”的要求下,学生几乎失去了动手操作的机会,在企业现场的实习“只能看,不能动”,致使实习效果不佳。
为解决上述问题,提高认识实习和生产实习的教学质量,学校在校内建设了学生可以动手操作的实践基地,包括设备拆装实验室和炼油化工与自动化仿真实践教学基地,并在此基础上提出并实践了“校内―校外―校内”的三段式实习模式。学生首先在校内实习相关的理论知识,然后到校外实习基地(炼油企业)进行现场实习,最后回到校内实践基地进行操作训练。
(一)认识实习
认识实习的主要目的是让学生初步了解炼油企业,对企业、生产车间、生产装置有个初步的印象和概念,简单了解主要的炼油工艺过程、原油及石油产品,掌握加热炉、换热器、蒸馏塔、反应器、泵、风机、压缩机、管道、阀门等常见单元设备的工作原理、结构特点、主要用途等,并为《化工原理》、《化学反应工程》等后续课程的学习奠定良好的基础。
认识实共2周时间,首先在校内花约2天时间学习加热炉、换热器、蒸馏塔、反应器、机泵等常见单元设备的工作原理、结构特点及主要用途。然后到校外实习基地进行一周的现场实习,主要是在炼油厂参观典型化工设备,如泵、风机、换热器、过滤机、精馏塔、反应器等,请企业技术人员讲解设备的操作、维护与保养。另外,简单了解石化企业对原油的加工流程、典型加工过程,如常减压、催化裂化、加氢、重整装置等。通过现场学习,使学生对石化企业单元过程设备以及由其组成的工艺过程有初步的感性认识,为专业课程的学习奠定基础。最后回到校内的设备拆装实验室,结合所学理论知识和现场的参观实习,对照图纸进行设备拆装实习,了解化工设备内部的实际结构及特点,如蒸馏塔的塔盘及装填方式,压缩机活塞、进气阀和排气阀、离心泵的轴承座等的机械密封结构,安全阀和控制阀的执行机构的特点等。通过拆装实习,学生对设备的内部结构及工作原理有了直观和深入的理解。
(二)生产实习
我校化工专业生产实习的主要目的是让学生进一步了解炼油企业的生产过程,熟悉原油特点、实际加工方案及主要加工过程的工艺流程,了解或掌握某一生产车间的原料与产品、工艺流程与原理、产品质量控制指标与控制方法,加深理解主要工艺设备的结构、原理和操作,培养学生的安全与环保意识和工程实践能力,并为《石油加工工程》、《有机化工工艺》和《近代炼油技术》等后续课程的学习奠定基础。
生产实共4周时间,具体实施步骤如图1所示。首先结合炼油企业的具体实习车间,在校内用两三天时间学习原油加工方案与主要工艺过程的原料、产品、工艺流程、操作参数等理论知识。然后到校外实习基地进行两周的现场实习,并采用“集中-分散-考核-集中”的现场学习模式。[2]第一个“集中”是指学生进入企业后,请企业培训人员向学生集中介绍企业概况、车间概况、安全与环保规范及案例等,并到石油化工安全实训基地接受与企业员工类似的安全培训。“分散”指的是将学生分配到具体的车间进行岗位实习,熟悉学习车间的生产原理、工艺流程、原料处理、产品精制及用途、装置特点及作用、工艺操控、事故处理方案等。“考核”是指岗位实习一段时间后,由指导教师逐一对学生的掌握情况进行现场考核。最后一个“集中”是指现场实习结束前一两天,由指导教师分组带领学生对企业进行参观学习,让学生对各车间以及其之间的联系有一个宏观的了解。通过现场实习,培养学生的生产安全与环保意识,了解石化企业的实际生产过程、生产车间与岗位的工作环境与规范要求,熟悉工艺过程与生产原理。最后回到校内的炼油化工与自动化仿真实践教学基地,进一步学习主要炼油工艺过程的原理、流程,特别是产品收率与质量调控方法,并进行操作模拟,了解装置的开停工操作,掌握工艺参数调整对产品收率与质量的影响规律、生产事故的排查与处理方法。通过仿真实践环节,解决了现场实习“能看不能动”的缺陷,培养了学生的工程运行能力。与此同时,学生要完成生产实习报告和仿真培训报告,按照标准绘制现场实习车间与仿真单元的详细工艺流程图。
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图1 生产实习实施步骤示意图
三、校内外实践基地的建设
实践基地是开展工程实践教学的载体,在一定程度上决定了实习质量与效果,因此需要加强实验室与校内外实践基地的建设。[3]为更好地实践三段式实习模式,我校在校内建设了设备拆装实验室和炼油化工与自动化仿真实践教学基地,并在燕山石化、华北石化、石家庄炼油厂等建立了稳定的实习基地,与燕山石化共同建设了国家级石油化工安全实训基地。
(一)设备拆装实验室
设备是拆装实验室的主体。为此,从石化企业引入了一批典型设备,如换热器、压缩机、热油泵(单级与多级)、计量泵、螺杆泵、控制阀、安全阀等设备;专业教师提供了不同类型的蒸馏塔盘;设计建造了加热炉、往复泵、轴流泵、蒸馏塔、反应器等有机玻璃动态演示模型。
(二)炼油化工与自动化仿真实践教学基地
在广泛调研的基础上,学校于2010年建成了炼油化工与自动化仿真实践教学基地,包括炼油化工过程的仿真培训系统和催化裂化半实物工艺流程仿真系统两部分。
炼油化工过程的仿真培训系统基于霍尼韦尔先进的ePKS(即Experion过程知识系统)DCS控制系统及Unisim模拟平台。该系统与目前石油石化企业仿真培训系统一致,与企业保持技术零距离。该系统由两部分构成:第一部分包括一套ePKS DCS控制系统;第二部分包括5套Unisim仿真模拟系统和5个标准工艺模型(常减压CDU、连续重整CCR、柴油加氢DHDS、加氢裂化HCU、催化裂化FCCU),其中催化裂化FCCU模型为定制开发,与所建设的半实物工艺流程仿真装置匹配。
催化裂化半实物工艺流程仿真系统按照真实炼油厂催化裂化装置进行8:1比例缩小建设,包括反应再生设备、塔、压缩机、机泵、换热器、空冷器等设备构件,体现提升管反应、两段再生、外取热、原料掺渣油、小回炼、催化裂化产物分离、液化气生产、汽油处理和稳定等过程的特点。装置内不运行实际物料,部分重要输入输出数据与真实DCS相连接,以DCS控制系统为中心,获取操作员仿真培训系统中催化裂化五套标准工艺模型的数据,反应―再生和分馏系统的重要数据在实物装置上显示,重要阀位数据可现场显示和调节双向传送。
(三)石油化工安全实训基地
石油化工安全实训基地是我校与燕山石化按照“优势互补、互利共赢”的原则共同建立的。在基地的规划与建设过程中,充分利用了燕山石化公司的设备、人力、场地、师资条件,并融入学校在安全方面的研究成果,提高了实训基地的技术水平。该实训基地是北京市校外人才培养基地和国家工程实践教育中心的重要组成部分。
安全实训基地位于燕山石化教育培训中心,包括基本安全技能实训室、现场安全操作和安全管理技能实训室、提高型安全实训室三部分。基本安全技能实训室包括个人防护基本技能实训室、抢险救护基本技能实训室、安全监测技能实训室、公用工程现场模拟实训室、危险品标识实训室五部分。现场安全操作和安全管理技能实训室包括电气安全实训室、危险化学品物性测试实训室、现场直接作业环节安全管理技能实训室、应急救援能力实训室、事故模式预测实训室。提高型安全实训室包括人机工程安全实训室、设备危险性预测实训室、综合现场管理实训室。
四、结束语
实践教学是培养工科专业大学生的重要教学环节,伴随我国高等教育对工程教育的重视,近年来各高校纷纷强化工科专业大学生工程实践能力的培养。工程实践教育的实施需要依托有良好的实验室和实践基地,更要有可行的实践教学模式。中国石油大学(北京)化工专业创建了良好的专业实验教学条件与稳定的大型国企实习基地,并拥有中试研究基地、设备拆装实验室、炼油化工与自动化仿真实践教学基地等特色校内实践基地,以及石油化工安全校外实训基地,为学生工程实践能力的培养奠定了良好的基础。另一方面,专业教师多年来致力于工程实践人才培养模式的探索与实践,形成了较为成熟的具有石油特色的工程实践人才培养模式,如项目导向的研究式专业综合实验教学模式、“校内―校外―校内”三段式实习模式。良好的工程实践硬件设施与可行的实践模式相结合,必将培养出具有较强工程实践能力的专业人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 李瑞丽, 徐春明. 石油加工工程综合实验的教学与实践 [J]. 实验技术与管理, 2007, 24,(4): 108-109.
[2] 孟祥海, 孙学文, 周亚松. 提高化学工程与工艺专业生产实习质量的措施 [J]. 中国石油大学学报(社会科学版), 2010, (S2): 124-126.