【关键词】非标自动化设备；设计；素质
非标准设备是指国家并无大批量生产，而国民经济各部门又确实需要的专用非标准设备。非标准设备在设计制造方面不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造，而是依据自身用途需要自行设计、制造。在日趋激烈的市场竞争环境下，工业企业纷纷进行体制技术革新，用微机控制的自动化设备取代传统设备，用机械设备操作取代纯手工操作，对非标自动化设备的需求量也随之增大。如何做好非标自动化设备的设计工作，成为了相关单位和人员共同关心的一个问题。
一、非标自动化设备的设计流程
（1）确定开发项目，了解客户需求，包括产品品质要求、设备生产效率要求、设备工作环境。（2）分析产品，了解产品生产工艺，了解产品各方面尺寸要求及来料情况，与客户沟通产品生产过程中的注意事项，设备使用地点的技术参数。（3）拟定方案。由工程人员讨论、分析作出设备方案，方案包括：设备示意图、各部分机构简介、动作说明、设备技术参数。（4）方案审核。由工程人员组成审核组，对方案进行审核，审核内容包括：设备可行性评估、设备成本评估、设备生产效率的评估、各部分结构可行性评估。（5）方案整改。对方案审核中讨论出的问题进行整改。（6）客户确定设计方案。设计方案交由客户，客户根据需求，对方案进行最后确定。（7）设计开发。由工程部安排工程师进行机构设计，作出机器装配图、零件图，选出执行元器件、电控配件，并列出加工零件清单和标准件请购单，动作说明书。
二、如何做好非标自动化设备的设计
非标自动化设备虽然没有标准设备量大，但品种繁杂，五花八门，服务于各种各样的部门。当今社会科学迅猛发展，新技术革命对机械设计提出了更高的要求。由于非标准自动化设备的品种繁杂，设计工作的难度更大。这就要求非标准设计工程师必须具有良好的专业素质，有宽广的知识面，有良好的变通性和独创性，善于举一反三，能有较多的点子，有独出心裁的见解，能将别的机构移植并融汇贯通在自己的设计意图中。（1）非标设备的生产都是以单件进行小批量生产，对相关的设计人员，有着经验和技术上的要求。非标设备在设计方面，主要采用非标设备中国标准体系和标准体系，遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则，在安全系数上非标设备的设计主要考虑应力集中及其类型、应力评估方法的复杂程度、材料的不均匀性、几何因素、焊接接头中存在的缺陷等因素。（2）在非标设备的设计上，首先，在标准零部件的选择上，尽量采用成品件，以便有效降低非标产品在原材物料消耗、管理费用、成品率等方面的成本。采用成品件还能使设备在投入市场后有更好的可靠性能，延长设备的设计制造周期，提高设计效率。其次，非标设备的设计，还要在满足工艺设计条件的基础上，认真研究设备的技术方案，确定先进、合理且运行稳定的非标设备。最后，在非标设备的设计中，还应秉承人性化的设计理念，反复衡量设备的使用是否符合工人的使用习惯，多注意细节问题。（3）在进行非标设备的设计工作时，除了要考虑从设计是否满足客户和生产需求外，还要考虑非标设备的结构是否合理，是否安全稳定、易于加工制造和安装维护，为此，设计人员要严格执行有关标准规范，全面了解非标设各的工艺要求、物理参数以及功能等，还要进行多方案的比选，以确定最佳方案。另一方面，设计人员要重视非标设备零部件设计的合理性，在进行设计时，要校核零件是否满足刚度、强度等方面的要求，还要合理选择零件的材料、配合种类以及加工方法。（4）在设计工作中实现标准化，是促进设计工作顺利开展、利于引进和吸收国外先进技术的体制前提。设计工作的优良与否，直接关系到非标设备的水平和质量。标准化的设计工作要拟定严格的设计程序，有条理地进行论证技术方案、设计施工图纸、审查工艺性能和标准化程度等。在图样及设计文件的标准化上，要校核其是否符合国家相关规定。对名词、术语、符号、幅面、格式、名称、代号等方面仔细审查严格，贯彻设计工作的相关标准和规范。（5）做好非标设备的设计，不仅要考虑到工艺及技术问题，还应优先重视其效果和效益，将它们作为判断非标设备成功与否的主要标准。非标设备设计出的东西要方便维修，方便加工，设计时要考虑加工问题，比如尽量不要在圆弧面上钻孔，如果一定要钻，或是通过中心，或是先加工平台再钻孔。对非标设备设计出的产品分部件、零件在市场上询价，配件尽量采用通用件，方便检修互换。
参考文献
关键词：工程设计;化工设备;安装工程;研究探讨
1化工工艺不同类型的设计
按照工作流程，化工工艺不同的设计内容分为：概念设计、中试设计、基础设计、初步设计和施工图设计。（1）概念设计的内容。化工工艺设计中，概念设计的内容就是确定设计的数据参数，确定中试设计的大小规模以及小试内容。（2）中试设计的内容。中试设计内容就是对设备安装工艺的条件和工艺的可靠性以及合理性进行验证，检验设备的质量和实用性。。（3）基础设计的内容。开展基础设计就是确定设备安装工程的技术要点。（4）初步设计的内容。化工工艺的初步设计，就是设计说明书，设计总概和工艺介绍等。按照基础设计核定的成果和要求，根据经济和技术条件，通过研究和计算优化总体方案。（5）施工图设计的内容。施工图设计的内主要是细化初步设计的原则和方案根据设备、技术条件和相关要求，确定工艺流程以及施工措施，从而归纳系统的设计资料。
2具体的设备安装工艺设计
在化工工艺设计中，设备安装作为主要的重点设计，涉及面广，内容复杂。（1）车间设备的布置设计。化工设备的安装设计过程中，车间设备的科学布置很重要，设备放置要符合生产线的优化组合、能源的就近利用、安全生产、方便检修等，为车间营造整洁、宽敞、通畅的空间生产环境。（2）操作台以及设备支架的设计。机械设备和仪器装置等在安装过程中不同程度的需要设计相应的支架，确保设备运行的安全。设计时需要注意的重点就是操作台和支架的材料质量必须满足承载设备装置的能力，经久耐用，牢固可靠。另外，需要注意操作台的采光设计。（3）保温设计以及刷漆处理设计。化工生产装置中，保温设备占有一定的比例。该设备的安装设计要注意其工作性能发挥和受环境因素的影响。在生产过程中，保温设备由于设计不当，放置位置不科学，受外界降温的影响，可能造成设备功能速减，通道不畅，试剂凝固等，严重会造成安全事故；因此，对保温设备的放置设计和刷漆保护设计，必须重视。（4）设备的位置设计。设备的位置设计，要根据生产工艺流程的要求，合理安排；大型的工艺设备往往有多个部件的安装而完成，尤其是化工设备，往往需要高度的密封性要求，比如，分馏塔等。在设计中，要把安装位置处理得当。（5）设备安装技术说明设计。化工设备的安装过程，是人工和机械共同合作的运行系统，顺序性要求很高，固定和防治标准严格，因此，所有施工中需要注意的技术要点，都要相应地做好说明。说明设计要言简意赅，通俗易懂，可操作性强。
3化工设备安装的工艺设计
设备安装设计是化工设备工艺设计的重点，是有效整合各种资源，充分利用车间空间，实现能源就近利用、设备优化组合、生产运行安全顺畅、便于维修等工作目标的主要途径。3.1化工设备的吊装孔位置设计（1）设计技术要点。设计中，设备装置的吊装口必须设计相应的位置，设计技术要点有六：一是靠近设备装置的易损部件；二是水平向上路径尽量短；三是运输通道面积最小化处理；四是同一层设备的吊装口，必须在同一垂直面；五是最底层设备的吊装口四周周不可布置设备；六是方便进出。（2）位置设计。设备吊装口的位置设计，通常来说，车间长度36米以上，吊装口设计位于中间；车间空间小，吊装口可设计于一端。（3）尺寸设计。吊装口的设计要满足的技术要点是保证本层装置设备的顺利吊装和上面几层设备的同时吊装。口径尺寸为大于装置设备最大直径300mm—400mm。（4）构造形式设计。敞开式吊装：在孔的四周布置栏杆。闭式吊装：在吊装口上方布置砼盖板或者木板。在设计中，两种设备吊装口的方式可以组合运用，实现优势互补。具体情况要根据车间空间和设备装置的具体条件而定。既要方便上下联系，又要增加泄压面积。3.2安装检修设计（1）设备布置设计。对于直径较小的设备，可沿墙布置，对于大直径的设备，设计中需考虑沿运输设备主干道安排布置，这样设计，对设计安装和检修维护较为方便。（2）吊点位置设计。如果设备中有搅拌装置，或者就地拆卸不便的设备、设备造型属于三足式的、位置较高的、较重的各种设备等，要对吊点位置设计给予重视。
4结语
在化工设备安装工艺设计中，不同设备，需要不同的安置，吊点设置也不同，安装机械和操作规程也不尽相同，因此，要对车间或场地的情况分析透，勘测好，然后，根据工艺流程需要，才能完成优秀的设计。
参考文献：
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[2]刘迅升,姜澄.对化工工艺中设备安装设计的思考[J].化学工程与装备,2015,11:121-122+131.
[3]韦旭光.化工工艺中的设备安装设计问题分析[J].化工管理,2016,21:196+198.
关键词：化工设备；夹套管；配套设计措施；保温管；化工生产文献标识码：A
中图分类号：TQ055文章编号：1009-2374（2015）04-0024-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0295
在化工生产过程中，夹套管是一种比较常用的保温管，由于夹套管的构造比较特殊，在管道设计时，一直是设计的难点。其管路结构为双层套管结构，为了保持管中流动介质的温度，在套管的空隙之间有高温流动介质流动，非常适合输送对局部过热比较敏感或者质地粘稠的流体，在化工生产中发挥着举足轻重的作用。
1选择夹套管的原则以及夹套管的种类
1.1夹套管的种类
从热媒体的角度来说，夹套管主要有热水夹套、蒸汽夹套以及热油夹套等类型，不同类型的夹套管适用的化工物料不同，但是设计原则是一致的。根据套管和内管的连接方法可以将其分为外露型内管焊缝和隐蔽型内管焊缝。一般隐蔽型内管连接方式比较适用于法兰式夹套，外露型内涵焊缝适合在直管的管段上进行使用。在实际安装的过程中，要按照输送物质的工况、物理性质、蒸汽质量和安装环境选择连接方式。
1.2选择夹套管的基本原则
（1）当输送物质的凝固点超过100℃时，可以使用隐蔽型内管焊缝夹套管；（2）当输送物质的凝固点在50℃以上、100℃以下时，使用外露型内管焊缝夹套管；（3）当管道输送的物质为有毒物质时，要使用外露型内管焊缝的夹套管。
1.3外管和内管的连接方式
确定外管和内管的连接方式时，可以参考夹套管端部的结构类型进行选择。如果管道输送的物质为有毒物质，物质的凝固点在50℃以上、100℃以下，一般使用端板Ⅰ型和管帽式Ⅱ型。如果夹套管为输送凝固点超过100℃的内管焊缝隐蔽型套管，一般使用法兰式Ⅲ型，此外，法兰式Ⅲ型也适用于熔体管道夹套管或高凝固点介质夹套管，容易泄露的夹套管，使用联苯醚、联苯为伴热介质的夹套管。
2夹套管的设计
2.1配管设计
在设计夹套管配管时，尽可能避免出现死角或U型管，确保夹套管中伴热介质流动顺畅。如果出现了U型管或死角，要在低处设置液体排放口。所有夹套管冷媒体的进口和出口都要设置专门的切断阀门，安装水压试验、排液口和无阀排气口。停用冷媒体时，不能对管线的其他部分冷媒的正常运行造成影响。为了便于安装，禁止使用弯度为45°的弯头。对于容易固化，并需要使用机械对管线进行清理的部分，设计使用“十”字分支加法兰结构取代夹套管的弯头。除了泵的吸入口外，不允许使用偏心的异径管。在对内外管的异径管进行安装时，要保持异径管的大端处在相同位置。如果必须使用偏心异径管，要将内管和外管组装成顶平类型或底平类型。如果内管使用同心异径管，外管也必须使用同心异径管。在夹套管系统中的分支管直径发生变化时，要从管径比较小的地方使冷媒流入。当异径管处于水平管线上时，要从小管径处使夹套管中的媒体流入。使用对焊的方式进行工艺管线管件的焊接，对于一些比较特殊的情况，可以使用承插焊式半管接头。为了防止内管道和外管道因为热胀冷缩互相影响，在夹套管保温层以外的位置设置跨接管和冷热媒体进出料管的拆卸点。按照管道的支出情况设置内管管之间的定位板，不能对冷热媒体的排气排液口和进出口造成影响。
2.2蒸汽流体夹套管的设计重点
对于蒸汽流体的夹套管在设计时，出口位于水平套管和垂直夹套管较低位置的下方，进口位于水平夹套管和垂直夹套管较高端的上方，流向要和工艺流体保持反方向。对于水平管线上的跨接口要径无阀排液口安装好，并向下布置水平管线上的跨接口。如果跨接管有两根，其中的一根方向应向上，并增加一个排气口，另一根的方向应向下，并增加一个排液口。为了防止流体向一侧流动，和管线垂直的所有跨接管要布置在套管的两侧。对于内管蒸汽入口位置，要专门设置加强板。所有夹套管的冷凝排放管都要设置专门的疏水器，在更换和维修蒸汽流水器时，要单独进行更换、维修。不能对冷凝系统和蒸汽系统的操作造成不良影响。使用温度调节型和热动力学式疏水器。如果疏水器含有旁路和切断阀，要尽量接近回水集合管。集合管和冷凝管上游的疏水器要保持两米以上的距离，以免对复位和检修造成影响。使用垫板式法兰连接设备和套管管线的接口。当水平方向铺设的夹套管对坡度有要求时，坡度和管中介质的流向要保持一致。根据管道的布置情况，设计各个节点夹套管的长度，在套管和内管热涨量差的限制下，套管的长度要控制在6m以内。在允许的范围中，使用跨接管对所有套管之间的蒸汽管进行串联，并使用法兰连接跨接管。而凝结水排出口和夹套管蒸汽引入口之间的距离则可以根据蒸汽压力表进行确定。
2.3液态流体夹套管的设计重点
由于液体流体的冷热媒体的出口位于水平管的上方，并和夹套管比较高的位置垂直，进口位于水平管的下方，并和夹套管较低侧的位置垂直，工艺流体和冷热媒体的流向处于相反的流向，水平夹套管的跨接和管道上方环形段会向上完全，并且在环的上部安装了一个没有阀门的排气孔。每一个管道的进口都对应有一个单独的出口，为了防止热媒体流动时偏向一侧，所有和管段垂直的跨接都布置在管道的两侧，尽量在接近套管法兰的位置设置管口。为了防止出现死点，更加准确地分配冷媒体和热媒体，促进热液体的循环，将导流板安装在夹套管中。控制好夹套管排气液口的位置，在系统的最低点设置冷媒体和热媒体进料的分配管，在系统的最高点设置出料的集合管，从而将系统中的空气消除。此外还要保证平台上的操作空间和地面上操作空间的一致性。使用垫板式法兰连接设备管口和夹套管。将冷热媒体的进出口管之间的距离控制在30m以内。
3夹套管的具体安装
在安装夹套管时，要预制夹套管的主体部分，伴热介质的返回导管和伴热介质供给导管除外。组装预制的夹套管时，将需要调整的位置设置在配件内管周围的焊缝处或者法兰处。做好热伴介质返回导管和供给导管的支撑工作，允许的情况下，将其设置成统一的保温束。
在组焊夹套管的外管时，逐个进行内管试压。为了方便检查，在试压的过程中，焊缝应设置在露出的位置。检查合格后，在对应的位置焊接管外部分。对外管进行组焊后，根据施工要求，做好试压工作。
安装蒸汽夹套管时，在比较集中的位置分别设置冷凝水集合管和蒸汽分配管，将冷凝水导管和供汽导管分别连接到对应的夹套管上，每一个加入段设置一个含有切断阀的供汽导管，根据实际布置情况，设置疏水阀冷凝水导管和切断阀导管。在布置夹套管时，最好不要出现袋形管和死角。如果必须使用，需要将排放冷凝管设置在低点处。蒸汽管供汽点的高度要超出被加热的夹套管，冷凝水集合管不能过高，保证从夹套管中排出的冷凝水可以通过自重排出管外。在夹套管中设置折流板提升热的传递效率，在水平铺设夹套管时，如果对内管的坡度有要求，要保持外管中的水和内管的坡相相同。
4注意事项
第一，通常情况下，夹套管一般使用剖切的方法进行安装，而剖切又分为纵剖和横剖两种，可以根据具体情况进行选择。如图1所示：
图1纵剖与横剖图2异径管接头
第二，异径管。夹套管在变径时，一般使用标准化的异径管，外管的异径管和内管的异径管的接头段要错开50mm的距离，结构类型如图2所示。
第三，使用跨接管对各个夹套管蒸汽管进行跨接，为了便于拆卸，使用法兰连接跨接管。使用100%的射线对夹套管进行无损检测，角焊缝成型后，进行100%的渗透检测。
第四，弯头。当内管弯头的曲率半径在1.5DN以内时，弯头可以使用标准弯头，内管和外管的弯头曲率半径可以根据表1确定。
表1内管及套管曲率半径
5结语
综上所述，因为夹套管的结构非常特殊，管道的设计和施工难度比较大。如果在制作时再改动套管，会对施工的经济效益造成比较大的影响。这就要求设计人员在设计时严格按照设计原则进行设计，确保系统平稳、安全地运行下去，取得良好的伴热效果，达到要求的工艺质量。
参考文献
[1]石油化工管道伴热和夹套管设计规范（SH/T3040-2012）[S].2012.
[2]陈慧文，刘雨民.夹套管的配管设计及管件选用原则[J].炼油与化工，2007，（1）.
关键词：制药化工设备机械基础；教学内容；体系；改革
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）51-0085-02
一、前言
制药化工设备机械基础课程是为满足现代制药工业的需求，在原《化工设备机械基础》课程基础之上进行教W改革，应运而生的一门课程。制药设备行业相对于制药工业而言，发展相对滞后，我国制药设备的复合人才还比较缺乏。目前开设制药设备机械专业学科的大专学校陆续增多，医药院校制药设备机械设计方面的教学还存在普遍被忽视的情况。在这种情况下，对原《化工设备机械基础》课程体系进行改革，将教学内容与制药设备机械行业、制药工业、现代化的设计方法和手段紧密相连，科学合理地构建制药设备机械设计学课程体系的教学内容，势在必行。
二、合理构建制药设备机械（设计）学教学内容
原化工设备机械基础包含：工程力学、化工设备材料、机械传动、容器设计及课程设计五部分内容。该课程的主要落脚点是化工设备，而制药设备与机械与药品的质量密切相关，制药设备与机械的质量直接关系是否能生产出合格药品，是否能通过GMP规范的验证。制药设备机械在卫生、洁净、耐腐蚀、无污染方面比化工设备的要求更为严格，原化工设备机械基础课程教学内容中未涉及现代设计方法方面的知识，这些都使得原化工设备机械基础的教学内容相对陈旧，不能满足现代制药工业、制药设备机械行业对人才培养的需求，因此要在化工设备机械基础课程的基础上，构建科学合理的、与制药设备机械紧密联系的教学内容，以满足制药设备机械及制药工业发展的需要。
笔者根据多年的教学及科研经验，进行总结及归纳，构建制药设备机械（设计）学方向的教学内容如下。
1.简化工程力学部分，强化工程安全安装和维护理念。工程力学是整个工程界的基础，其指导设备安全安装和设备合理维护、工程安全设计、设备安全运转的基础，该部分内容应予以保留。但由于制药化工设备机械基础课程学时的限制，可在教学内容上适当简化。对于静力学部分，可只介绍常见典型制药设备与机械的受力特点、分析方法；材料力学部分，结合工程实例，简化各种载荷下的受力及变形分析，简化强度条件、刚度条件及稳定性条件的理论公式推导，结合强度理论及刚度条件的应用，强化制药工业工程在建厂初期的设备及设施的合理安全安装，及制药设备机械和设施在使用过程中的安全操作及使用等知识。
2.联系制药工业，讲解制药设备机械材料学。原化工设备机械基础课程中，材料学部分内容主要涉及化工行业设备与机械材料的种类、性质及化工设备材料选择原则，重点为碳钢、铸铁、合金钢等，这些知识点已不能满足制药设备机械材料的需求。大多数的制药设备与机械，无论是固体制剂设备，还是包装材料及设备等都要求满足GMP要求，GMP规范中涉及制药设备机械选材的条款如下。（1）GMP（2010版）第74条规定：“生产设备不得对药品质量产生任何不利影响。与药品直接接触的生产设备表面应当平整、光洁、易清洗或消毒、耐腐蚀，不得与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质。”第98条规定：“纯化水、注射用水储罐和输送管道所用材料应当无毒、耐腐蚀；储罐的通气口应当安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器；管道的设计和安装应当避免死角、盲管。”（2）GMP（98版）附录第二节3款认为：“与药液接触的设备、容器具、管路等应采用优质耐腐蚀材质……过滤器材不得吸附药液组份和释放异物。禁止使用含石棉的过滤器材”；GMP（2010版）第41条规定：过滤器应当尽可能不脱落纤维。严禁使用含石棉的过滤器。过滤器不得因与产品发生反应、释放物质或吸附作用而对产品质量造成不利影响。美国CGMP中211.65条（a）款规定：“设备表面与组份、中间物料或药品接触时应不起反应，无吸着、吸附作用，以不致改变药品的安全性、鉴别特征、含量（或效价）、质量或纯度而使之超出法定或其他既定要求”。因此涉及制药设备机械及包装材料的选择应以不锈钢及符合卫生条件的非金属材料为主，使用普通碳素钢及铸铁的场合则很少。故制药设备机械材料学部分内容应结合制药设备机械和制药工业行业的实际情况，以讲解制药设备机械设计行业中采用的合金钢、医用非金属材料为主，碳钢、铸铁及有色金属材料为辅。现代医药包装材料多以PET、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等为主，广泛应用医药塑料包装瓶的制造。聚氯乙烯片材和聚酯主要是片材材料，合成纸和无纺布主要用于医疗器械的包装袋。而在有些腐蚀严重的场合会采用搪瓷及钛材作为制药设备机械的材料。这些知识点紧密地与制药设备机械及药物包装材料相结合，实用而有的放矢。
3.以药剂机械为载体，讲解机械传动部分。原化工设备机械基础课程中有机械传动部分内容，包括V带传动、齿轮传动、轴与联轴器、轴承、轮系及减速机。这些内容对于医药院校的学生来讲，因为没有实践应用环节及课程设计等实习环节而显得枯燥。在学时允许的情况下，教学中，拟辅以实例剖析，将这些机械部件与制药机械相联系，将其作为机械中的一个部件进行剖析；如结合小型手动压片机讲解轮系与减速机、齿轮传动、V带传动；以大型反应器和发酵罐为例讲解轴与联轴器等，可将枯燥的内容生动活化，使学生易于理解。
4.结合制药设备机械工程实际，阐述内外压容器设计。制药设备机械内外压容器的设计及在用制药设备类容器的安全校核及安全评定、附件的选型及校核是本课程的重点。该部分采用新版的GB150-2011《钢制压力容器》的设计及安全校核方法，讲解制药工程用内压、外压容器的设计及在用设备的校核方法、设计参数的选择、容器附件的设计选型等内容。联系制药设备机械实例的设计，阐述设计及校核方法。如带夹套的反应器、提取罐、超临界萃取釜，这些设备为了满足使用过程中温度的要求，大多带有夹套。对于筒体部分，其往往承受内压，应按内压容器进行设计及校核；而超临界萃取釜频繁停车时，或内部压力小于夹套压力工作的反应器、提取罐及膜式蒸发器，筒体又承受外压，就必须按外压容器的设计方法进行设计和校核。结合制药设备机械及制药工业工程实际的教学内容，更为生动。
5.制药设备机械课程设计解析。为了紧密结合制药工业工程及制药设备机械专业方向的需求，增设制药设备机械设计学课程设计环节，选择典型制药设备与机械进行设计训练，可显著增强学生的知识为制药工业服务的理念。可结合药物化学方向的需求，设置化学制药工业中的化学反应器的工艺、结构及控制设计；也可用刮膜式蒸发器设计取代换热器设计，以及有选裥缘厥褂昧骰床干燥器；并将新型的制药设备与机械带入课程设计，介绍新型先进的制药设备及机械，使该课程设计内容真正与制药设备行业的需求紧密联系。通过训练，一方面，可将前期的工程力学、制药设备机械材料学、机械传动及设备机械设计部分的教学内容有机结合，使所学的知识得巩固；另一方面，可以根据现存制药设备中存在的问题、设备的研发方向，引导并鼓励学生进行创新设计，为制药设备机械行业向更高水平发展注入新的技术力量。
6.现代设计方法及技术。现代设计方法是随着科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科，其应用越来越广泛。因此，在制药设备机械设计学的教学中，增加现代设计及分析方法的内容，开阔学生视野，为后续的制药设备机械方向的科研及工程应用打下基础。现代设计方法包括：计算机辅助设计、优化设计、有限元法及CFD模拟设计等。在学时允许的情况下，在课程中，主要介绍计算机辅助设计、现代智能优化设计、或基于ANSYS的有限元法及CFD模拟方法，这些设计及分析方法可以为学生的毕业设计环节提供帮助，为制药设备机械的研发及解决工程中出现的问题提供先进的设计及分析手段。通过上述教学内容的调整，增强了紧密联系制药工业及制药设备机械行业的环节，达到教学内容服务于制药工业及制药设备机械行业的目的，课程的学时需要根据教学内容进行实时调整，以满足教学需要。
三、展望
制药化工设备机械基础课程的教学改革，旨在为制药设备机械及制药工业提供缺乏的人才，该课程改革和建设之路还任重道远。目前需编写满足要求的制药化工设备机械基础课程的教材，并强化制药设备机械设计学方向的教学改革、加强师资队伍建设，推动培养制药设备机械及制药工业行业培养复合型人才。
参考文献：
[1]田耀华.再议制药机械选材原则[J].中国制药设备，2007，（5）.
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TheCourseReformofBasisofPharmaceuticalEngineeringEquipmentandMachinery
YUYing，DAISu-mei，ZhANGLi
（SchoolofEngineering，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing，Jiangsu210009，China）
关键词：化学工艺设备安全安全生产
一、前言
随着经济的快速发展，化工产品的需要量与日俱增，化工行业得到迅速发展。然而作为一个高危行业，化工行业对安全的要求更高，发生事故的可能性和后果的严重性均远远高于其他行业。把握安全生产必须是我们时刻需要警惕的问题。前不久的山东鲁西化工厂发生爆炸更是给我们敲响了一记警钟。现阶段的化工事业发展，要求化工企业应当对化工工艺设计和化工的设备安全严格把关，做出安全检测的评估，保障安全生产。
二、化工工艺的安全设计的特点
1.化工工艺的安全设计的特点
化工工艺的设计是化工企业进行化工生产的基本前提，其设计的可靠性与否对企业安全稳定生产有着重要影响。在化工工艺设计过程，必须遵循国家相关的工艺设计法规与标准。同时，要对设计方案进行仔细分析与验证，一旦发现设计缺陷，需即刻进行修改，保证对安全问题的预防和控制。化工工艺的安全设计通常具有以下几个特点：
1.1设计相关基础资料多存在不完整性
化工工艺设计相关资料数据的完整性和真实性性多不如常规的生产装置，因其多由科研单位根据现有实验数据和资料编制而成，未经过工业化生产的验证和完善。
1.2化工生产工艺流程的独特性明显
化工工艺生产过程中涉及的设备往往数量大，种类多，差异性大，这给化工工艺的设计造成极大的困难。因此，在充分发挥化工设备的功能前，必须要针对具体的设备分析，并根据其各自的独特性，对化工工艺设备进行科学合理的设计。
1.3安全设计的周期较短
企业为尽快抢占市场，加强市场竞争力，不断缩短安全设计的周期。在这样的情形下，绝大部分化工工艺的设计并未按照正常的设计周期进行，生产开发甚至与安全设计同步。
2.化工工艺的安全设计的危险识别与控制
在化工生产过程中应尽量避免使用用危险物料和不安全的工艺技术路线。企业应当从工艺设计上增强安全性控制，保证设计的安全性，避免安全事故的发生。在安全设计时要着重注意以下几个方面：
2.1工艺物料
分析和辨识生产过程中涉及的物料的物理化学性质、稳定性、毒性、可燃性及爆炸特性等。
2.2工艺路线
鉴于每一种反应通常存在多种工艺选择，过合理选择工艺路线，尽量采用低排放和低毒材料等方法。
2.3管道及阀门
管道及阀门作为物料输送的通道和流量开关，需注意设计的合理性，预防危险性物料泄漏。
2.4电气
结合化工工艺的要求和所处特定工作环境的安全需要来设计电气设备和线路，预防危险事故。
三、化工装置安全性的现状
由于生产中涉及的绝大部分原材料、半成品、中间体和产品都具有易燃易爆、有毒有害的特性，化工行业属于高度危险行业。一旦发生事故，往往呈现出瞬间性、破坏性强和规模大的特点。当下发生的一些大型化工事故，已引起了社会的高度重视。国内外对这类化工装置的潜在危险性开展了诸多定量评研究工作。定量评价方法为化工装置的事故风险设定了明确的级别，易于掌握和实施，已在化学事故的预防中得到广泛的应用。
化工生产投产前，必须充分了解整个化学工艺的生产过程和生产设备危险性，掌握相关物料的物理化学性质后，进行安全评价。因为化工设备的安全隐患通常存在于这些生产流程和设备，一旦忽视，就会酿成安全事故。
四、化学工艺设备的安全评价
化工装置的生产工艺和设备的安全性应该从以下三个方面来进行评价：
1.反应过程设备的安全性
反映容器不仅是化学反应的场所，而且是传热、流体流动等物理过程发生的介质。这些物理化学过程间存在着较为复杂的相互影响。反应器作为化工装置的核心，具有生产能力大、操作性稳定良好和安全可靠性高的特点，直接影响着整个生产过程中化工装置的安全性。
2.反应路线的安全性
鉴于每一种反应通常存在多种工艺选择，通过合理选择工艺路线，尽量采用低排放、低毒材料等材料和使用新技术，以降低生产危险性，减少生产中的化学废料，减轻对自然环境的污染。
3.安全防护装置的安全性
超温、超压等设备的特殊状态常常不可避免地出现在化工生产中。而这类异常状态往往导致化工生产装置的非正常运行，造成安全事故。此外，在生产过程中，往往会排放较多的物料废弃物和泄漏物，除了对自然环境造成严重的污染外，而且多数还存在相当的危险性。
五、结束语
化工工艺的合理设计对生产安全至关重要。在设计过程中，必须严格遵循相关国家法规、标准的要求，做到科学设计和合理设计，为安全生产提供正确的指导和保障。化工设备装置作为企业生产的核心，其安全评价同样是企业安全生产的重中之重。评价人员必须要具备丰富的相关理论知识和经验、掌握科学合理的评价方法，同时还应有高度责任感。这是因为化工装置的定性安全评价往往是一项系统性强、综合性高的任务，所涉及的知识和领域比较广泛。化工设备装置评价结果的合理性和正确性对预防生产过程潜在风险、保证安全生产、促进化工企业的持续发展有着至关重要的作用。
参考文献
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化工原料具有毒性、腐蚀性等特点，很容易出现火灾等安全隐患，稍有不慎就会危害工艺设计人员，需要对工艺设计过程进行严格控制。具体工作中，化工工艺设计人员要对相关安全危险问题具备明确的认知，并加以防范，使化工工艺设计工作能够顺利进行。
关键词：
化工原料;工艺设计;危险问题
我国化工生产取得了较快发展，但其工艺本身存在局限性。设计过程中稍有不慎，就会出现安全问题，不仅损伤化工工艺，还会造成人员伤亡，使生产工作无法顺利进行，并影响化工企业信誉度。实际工作实践中，要严格控制设计过程，采用标准方法检查相关装置及工艺过程，提出具体应对方法。
1化工工艺设计中的安全危险问题
1.1工艺物料问题
化工工艺设计和生产中涉及到原材料、辅材料和半成品等诸多工艺物料，它们形态各异，物理化学性质也不同。如果设计操作中，化工工艺人员没有采用正确的方式，正确辨别和判定这些物料的特点和性质，很容易引发安全问题。需分别分析工艺物料的化学、物理性质，并参照技术规程或相关说明书，进行准确操作，从根本上规避化工工艺设计中的安全危险问题。
1.2工艺路线问题
各化工反应都有它各自的工艺路线，化工工艺设计中，没有对该问题进行充分考量，使工艺路线界定模糊，导致发生危险事故。工艺设计人员不注重依据具体设计要求，优选危害性小的材料，导致化工反应激烈。具体设计实践中，没有在化工反应过程中添加催化剂，导致反应过快，增加安全风险。化工生产中，为节约成本，仍然采用一些老旧或报废材料，以至于在生产实践中，限制了材料物质的功用，也对环境产生了一定的危害。
1.3设备选型问题
化工工艺设计中，未对化学反应问题进行充分考量，导致生产物料不达标。而化学反应过程中，也存在诸多安全性问题。相关负责人和工艺设计人员没有结合化工工艺设计背景，对化学装备进行合理选择，使反应过程中存在诸多安全问题。反应装置应用过程中，也未依据具体设计诉求，对搅拌器和操作过程进行充分考量，增加了危险事故发生频率。
2化工工艺设计中安全危险问题防范措施
2.1优化工艺生产
化工生产不仅仅是简单的化工工艺技术，与物理、化学变化也具有很大相关性。化工工艺设计过程中，严格控制施工技术，确保其先进性。依据具体化工工艺标准和规范，提高化工设计质量，并采用正确的方式对设计过程进行优化，保障生产过程中的安全性，推进化工工艺的全面、快速、稳定发展。与此同时，也要结合化工企业运营及发展背景，在日常生产及工作中，将先进的管理理念和安全生产与企业文化建设相融合，面向生产企业内部，加大安全生产宣传力度，使化工工艺设计人员具备明确的安全认知和较强的安全意识，为化工工艺生产奠定良好的基础。
2.2严格控制化工工艺生产过程
（1）工艺路线是化工生产中的重点内容，需依据具体生产设计背景，采用正确的方式，合理规划工艺生产路线，既要保障产品生产质量和效率，也要减少危险物品用量，使整个生产环节更加科学、合理、有效。生产设计人员如果仅将目光聚焦于化学反应控制层面，将会增加日常生产难度。其可尝试调整生产工艺条件，在化工工艺生产过程中，提高安全认知。与此同时，针对化工工艺反应，也要具备充足的反应环境和空间，使其能够满足化工工艺操作标准，符合工艺设计及生产要求。
（2）部分设备存在化学反应，需对其进行合理控制。工艺设计可将物质流动压力和流量作为阀门控制过程中的主要指标。化工工艺具体生产实践中，会应用到很多生产材料，它们具备很强的腐蚀性，而生产界面内的温度也比较高。故而，要对整体设计过程进行优化，着重选择具备耐腐蚀性和耐高温的生产材料，以营造一个良好、平稳的反应环境。使用和控制电器操作时，需对外部环境要素进行充分考量，确保设备无火灾和爆破危险，并依据检验结果，对该类问题进行解决和优化，使化工工艺生产更加安全。
2.3提高安全防护设备安全性能
安全性能和防护设备是化工工艺设计和操作过程中的基本要素。假定工艺操作中，防护设备的安全性能无法保障，会影响化工工艺生产人员的人身安全。故而，要依据各类生产环境中的具体工艺设计操作背景，选择正确的环境防护措施，对其实施保护，有效消除化工工艺设计中的安全问题。
3结语
综上所述，化工工艺设计过程比较复杂，难度较大，专业性强。工艺设计人员要依据具体设计要求，将安全设计工作落实到位，并对化工工艺设计及生产过程中存在的安全问题进行确定，采取针对性的安全防范和控制措施，满足化工工艺生产要求，保障人员安全，实现生产目标，推进化工工艺设计工作的顺利进行。
参考文献：
[1]陈文婷.探析化工工艺设计中安全危险问题和策略[J].科技展望,2016,（10）:168.
关键词：电气自动化；一次设备；智能化
Abstract:Thispaperwillmadeageneralanalysisonpoweradeviceintelligentapplicationsinelectricalengineering,andputforwardthedevelopmenttrendoftheapplicationofautomationtechnologyinelectricalengineeringinthefuture.
Keywords:electricalautomation;primaryequipment;intelligent
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
1、传统电气自动化设计的特点和思想基础
传统电气设备的制作形式在保护、控制和计量上都是由一些独立的配件来完成的，而且用户所需的配电产品以及每个配件彼此间的功能配合与连接也都是通过此种形式来完成的。在这个过程中，计算机便构成了相应的自动化控制系统，通过对软件和硬件进行组合，让系统管理管理与控制功能能够满足用户需求。此外，在传统电气设备里自动化和电气全都是独立存在的，并且这两个设备并非是出自同一个制造商，因此在进行施工之时，各设备专业的工作人员一定要到施工现场，然后按照规定的管理原则和标准信号划分清楚界面，并对其采取必要的协调连接举措。
（一）在对某工程进行电气设计之时，一定要对用电设备的实际用电负荷、分布情况以及负荷特点等具体状况加以考虑，同时与自身条件相结合来进行中低压配变电系统的相应设置。在此基础上，作为施工方一定要遵照供电方在设备、条件以及用电上的管理要求，对低电压变配电系统实行计量、控制和二次保护方面的设计，然后按照工艺控制和自动化系统要求来进行配电系统末端用电设备的设计，在完成这些设计之后，再实行电路的敷设、设计以及设备的调试与安装工作。
（二）在对某工程进行自动化设计之时，一定要按照控制要求先对工艺进行详细分析，以便对被控设备的分布状况有所了解和掌握，同时还要对设备自身可靠性、运行流程相关性等加以了解，然后再进行计算机全控制系统结构和内容的设计。在执行工程的时候，还需对变配电系统、高低压仪表系统与用电设备检测信号、系统检测控制之间的关系加以协调，接着再将一个位号清单编制出来，最后再对整个控制流程图加以设计；进行控制系统监控软件和硬件的组合；使控制系统输出和输入接口与整个系统现场设备电缆之间的有效连接设计得以实现，如此才能使整个系统设备以及电缆敷设的调试与安装得以顺利完成。
虽然自动化设计和电气设计的过程隶属不同专业，但经过分析便知，这两个专业在执行之时需平行进行，并且在进行中要彼此提出监控条件，换言之，在实施电气内容和条件之时，
一定要对自动化相应内容和条件加以确认和落实。
2、电力一次设备智能化应用的基础条件
目前，工程现场许多设备都能通过对现场总线加以连接而实现，并用同样的通讯协议使数据通讯得以实现。由于目前网络通讯的机电一体化、芯片嵌入和标准统一等发生了很大的变化，使得现场设备层中测量与控制的彻底分化得以实现。对整个控制系统而言，由它的拓扑结构便知，作为通讯媒介的重要组成成分，现场总线包含的内容只包括人机界面管理计算机和现场控制器这两方面，如今有了几个大型的现场总线组织可以对现场总线通讯协议加以制定，如此一来，假如现场嵌入式控制装置、控制器、仪表与通讯协议相符，那么便能很快捷的通过连接现场总线来实现完整控制系统的形成。
3、电力一次设备智能化设计方案特点和内容
由于目前的用电设备中有一个非常小型的PLC控制系统，并且嵌入式控制装置也会在高低压变配电设备中出现，因此在对相关电气加以设计之时，就无需把集中、计量的保护系统
设备和二次信号同自动控制系统间做预留互联条件，而只用按照需求进行系统电气的设计，此外还需进行必要仪表系统的设计。在传统设计方案里，电气设计和自动化设计是平行的，而新设计方案和传统设计方案之间差别非常多，具体而言就是新设计方案在设计程度上对传统设计方案进行了一定的简化，使得效率得到了极大提升，而自动化组态的进行也无需先进行硬件确定再实行，只需通过一个软件和通信协议便能让不同厂家的产品和设备实现整合，进而构建为一个正常系统。电气及其控制系统最主要的优点便在于其能实现电气设计与自动化设计的统一，站在电气方向的角度上来讲，便是系统的智能化得以实现了，站在网络自身角度上来讲就是使对用户数据的共享得以实现了。
4、电力一次设备智能化的发展趋势
事实上，上面所提到的新设计方案基本上全都在现场设备中得到了应用，现场总线装置与通讯协议标准完全相符，即网络通讯功能得以完全实现，并且在现场总线的所有节点设备
上都采用分布式实时数据库形式。与此同时，系统中另外一个非常重要的构成成分便是设备控制系统，它的特点包括数据共享快、成本低、高效可靠等。上面所提的功能希望能在设计中得以实现，如此便需要设备设计人员不仅能进行电气系统的设计，同时还能机型嵌入式控制装置的编程组态，并且还能完成相应控制软件的组态以及网络架构。作为企业管理者以及设备供货商和互联网设计人员都需对设备技术和生产流程加以调整和支持，并进行不断的协调和沟通。
5、一次设备智能化在10KV配电系统的应用
我国配电网包括农村电网和城市电网，农村电网最主要采取架空线的方式，城市电网则主要采取电缆网的形式。所采用的电力一次设备主要包括：配电开关、配电变压器等。这些开关及变压器大多数没有自我控制测量、控制、通讯功能。目前采用的二次设备主要包括：TTU、FTU、DTU等设备。
通过在一次设备上融合二次测量、控制、通讯功能，是配电终端与配电一次设备无缝融合。实现包括：就地手动、远方控制、环网控制、保护动作等方面的应用。设备同时具有现场总线通讯、网络通讯或光纤通讯功能。实现现场单元间、子站之间、子站对现场单元、主站对现场单元、主站对子站的通信等广义范围。并与电力主站系统通讯，实现包括：电网经济运行的分析、GIS的在线管理、SCADA的实时监控等功能，突破传统单一调度的自动化系统模式。采用一体化架构形式，使分布式网络的综合集成系统能实现管控一体，软件平台技术和计算机网络技术要充分体现开放与功能，同时进行异构系统跨平台接口的供应，并与CIS、MIS、负控、调度等自动化系统共同实现无缝集成。
结束语:
文中就传统自动化与电力一次设备智能化的技术发展趋势作了大致的介绍。并就同一工程汇总自动化设计与电气设计之间的关系作了大致的论述，此外还表示假如这两者能进行有
机融合，将对工程自身发展有利，在文章最后，笔者对这两个专业的融合趋势、原则和发展方向进行了大致的分析。在电气工程中，电气自动化技术的应用，能够促进工程建设的顺利进行，还能够保证工程施工的质量，促进我国工程建设事业的发展。
参考文献：
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关键词：《化工设备基础》；多媒体；课程设计；实践教学；课堂教学
中图分类号：G642.0一、《化工设备基础》课程发展的历史沿革
《化工设备基础》课程是为化学工程与工艺专业本科生及应用化工技术专科生开设的一门专业基础课。该课程的目的是强化化工类专业学生的机械知识和设计能力。
早在上世纪70年代末，有院校就开设了《化工设备基础》课程。当时化工部教育司曾组织大专院校、设计与产业部门进行讨论，认定化工工程与工艺专业学生应具有化工制图基础、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计及典型化工机械介绍等基础理论知识。因此《化工设备基础》课程包含了化工制图基础、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计及典型化工机械介绍等诸多内容。
到了80年代中期，随着我国高等教育的发展，以及各专业分类步入正规，有些院校将《化工设备基础》课程中的部分内容，如化工制图基础、材料力学、机械传动归纳到基础课中，并单独设课，因此原来《化工设备基础》课程的内容、教学体系已经不能适应教学需要。为此对原教学大纲进行了修改，《化工设备基础》课程重点讲授化工材料与设备设计内容，并可配合相应的课程设计。同时，组织编写了与修改后教学大纲相适应的教材，为化学工程与工艺专业人才的培养奠定了基础。
到90年代后期，随着科学技术的发展及专业的调整以及教学体系的改革，化学工程与工艺专业修订了教学计划，将以往的《工程力学》和《化工设备基础》的内容进行了整合，删除了重叠的部分，增加了化工用非金属材料和化工设备防腐的内容，并加强了容器设计基础部分。落实了加强基础知识教育，扩大了学生知识面的教学方案。但此时，多数学校一直将此课程作为选修课。
到本世纪初，面对21世纪的社会发展，各个专业领域不断拓宽，学科间相互渗透，对本科生及专科生的要求越来越高。根据原国家教委《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》中的《化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践》项目成果，在“厚基础，宽专业”的教学指导方针下，明确了《化工设备基础》课程作为化工类本科生和专科生必修课的地位。《化工设备基础》为了适应培养跨世纪高级化工专业人才的需要，以“面向21世纪的教学内容和课程体系改革”为主导思想，以“面向21世纪对化工类专门人才的知识、能力、综合素质培养目标”为宗旨，贯彻“加强基础，拓宽专业知识，联系实际，提高能力，便于自学”的原则，将授课内容定位于以传授基础理论和基本分析方法为重点。课程内容既要注重体现化工设备基础的理论性和系统性，又要结合本科生和专科生的实际水平和应达到的知识层次。基础理论要限定在工程力学和容器设计的主干上，即对工程力学和容器设计要做全面细致地介绍，具有代表性的容器设计过程可选取设备。该课程的目的是使学生具备基本工程力学的知识，了解化工设备的选材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及典型设备的结构设计与计算，强化化工类专业本科生和专科生对化工设备的机械知识和设计能力。
二、高职院校《化工设备基础》的教学现状及存在的问题
很多高职化工专业开设了《化工设备基础》一课，由于高职教育要求培养技术型人才，所以学校加大了实训课程的力度，而理论课程的学时数逐步被压缩，从而多次修订教学大纲，虽然在实践教学效果方面取得了较大进步，但是仍存在一些问题。
1.理论课时少，与关联课程脱节。近几年，在《化工设备基础》一课上给予的理论课时数为30～40课时，选择的是由高安全主编的高职高专“十二五”规划教材。由于已经考虑到高职学生重在应用的培养，所以教材已经在很大程度上删减了力学方面的众多知识点。基本上包括三大部分：化工材料、容器设计、化工设备。但是因为理论课时数较少，一般情况只能停留在前两部分的介绍，对于化工设备一块往往就是基础认识，而与原本的设备设计有所违背。与先开设的《化工原理》、《化学反应过程》等课程完全脱节，没有形成一个完整的课程群。
2.学生的感性认识少，工程概念难建立。学生对化工产品的认知较容易，而对化工厂的认知就比较难了。一般化工厂都会远离市中心，远离普通人的视野。所以对于学习化工的学生来说，提起化工厂中的种种危险，大家只能从化学品本身的理论危害性去理解，因为他们很少见过工厂里面化学品是如何运用的，因此对于一台设备的认识就更困难了，单纯在理论知识中对于设备的形容，很难在学生脑子中形成完整的概念。
3.高职院校中《化工设备基础》缺乏课程设计的要求。在很多的本科院校，一般在学期末或者毕业时都会加入课程设计一块内容，目的是给学生搭起“学”与“用”之间的桥梁。虽然学生在课堂上系统学习了有关化工设备的理论知识，但是在工程设计时却不知如何应用。而课程设计是一个复杂的学用结合的过程，他可以让学生体会到通过多门课程的学习，然后去解决一个工程问题的乐趣，而且也会让部分同学对书本知识无用的看法有所改观，反而认为自己学得太少、太肤浅。但在大多高职院校中对于《化工设备基础》的课程设计还是很少的。
三、《化工设备基础》的教学改革措施
1.精心组织课堂教学，采用多媒体教学手段，提高教学效果。目前使用的教材中包括的三部分内容彼此相对独立，内容较多，因此在组织课堂教学时应该注重知识的横向联系，以化工工程实例为背景，提出工程概念。比如在讲解“化工材料”时，可以结合实际应用中化工厂材料的选择讲解。在讲解“化工设备设计”的时候，应该从容器筒体、封头讲到法兰、支座、人孔、手孔等零部件的选择及设计，突出化工设备整体的设计。由于《化工设备基础》课程有大量的数据图表和结构示意图，利用多媒体教学可以直观的为学生分析讲授，节约时间，提高教学效率。例如在讲解“化工设备”时，由于学生没有见过工厂中的设备，为了可以使学生形成基本的设备概念，我们可以通过工厂实际设备的照片以及形象的三维动画多方面展示化工设备，并且通过设备素材库的应用，让学生很好地掌握化工设备基本工作原理和作用。
2.明确认识实习和生产实习的作用，将理论教学和实践教学紧密联系起来。《化工设备基础》课程中涉及的很多设备，由于学生没有实践经验，所以对于设备的结构情况很难理解。而学生的认识实习和生产实习是有机会接触工厂中设备的一个重要环节。传统的教学模式是将教学和实习分别独立进行的，理论教学之后很长时间才会进行实习，所以使得学生所学的理论知识在短时间内没有被应用，当再接触时或许早已忘记理论教学中的内容，还得花时间和精力重新学习。这种时间上的错位，导致理论教学和实践教学的效果都下降。因此，我们应该将认识实习安排在学期初，在学习《化工设备基础》一课之前，由教师将课程中的典型化工设备结构、性质进行讲解，使得学生对于典型的化工设备有个基本的认识，做好上课前的准备。生产实习应该穿插于课程理论教学当中，安排在学期中，将理论教学和实践教学真正联系起来，加深学生对于化工设备的理解，培养他们的学习兴趣，提高教学效率。
3.尝试开设《化工设备基础》的课程设计，加强课课间的联系。课程设计是工科教学中的重要部分，它可以使学生将所学知识融会贯通，培养学生综合分析问题和解决问题的能力。《化工原理》、《化工制图》都是在学习《化工设备基础》之前单独开出的课程，所以有必要在学习完《化工设备基础》课程之后，留出一周的时间做一个课程设计，运用以上三门课程所学内容，先根据实际生产需要，设计生产工艺参数，包括温度、压力、时间等。然后再进一步确定生产设备的材料、容积大小、内部结构及相关零部件。最后通过化工制图完成一个设备的设计。这样既可以提高学生主动解决问题的积极性，而且也让他们体会到所学知识的连贯性，还培养了他们的工程概念，为以后走入工作岗位奠定基础，树立自信。
四、结语
综上所述，《化工设备基础》是一门化工专业学生必学的专业课。在有限的理论教学过程中，加强多媒体教学可以形象生动的为学生展示没有见过的化工设备，使课堂教学效率提高；推进实践教学的开展，彻底剔除传统的理论教学与实践教学的时间错位现象，将理论与实践紧密结合起来；通过课程设计可以培养学生的独立运用所学知识解决生产实际问题的能力，培养学生的工程素质。
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关键词：基于工作过程化工设备机械基础学习情境设计
一、问题的提出
化工设备机械基础课程是化工类专业的核心技术课程之一，也是一门与生产密切相关的工学结合课程。但在课程的教学实践中，存在着诸多的问题，如学科体系编排的课程内容、课堂教学脱离生产实践的教学模式，重视知识记忆而忽视过程的评价方式，这些问题的存在偏离了本门课程的学习目标，也偏离了职业教育的培养目标。因此，必须对课程进行工作过程导向的重新构建，而工作过程导向的学习领域课程开发的重点就是学习情境设计，以设计出用于教学的职业活动情境。通过创设基于工作过程的学习情境，有效设计该课程的教学内容、教学载体、教学方式，从而提高学生职业能力，为学生的就业奠定坚实基础。
二、基于学科导向与基于工作导向的学习情境的比较
基于学科导向的课程，以学科逻辑为主线构架知识体系，以掌握学科知识为目的，其内容以学科知识点为主线，情境是传授式的课堂教学，教学方式以陈述说理为主，多以知识点的记忆或理解程度的书面考核作为评价。
基于工作过程的课程，以工作要求为主线构建学习情境，目的是掌握工作过程中必需的理论知识与实践技能，其内容以工作流程为框架，情境是理实一体的实践教学，评价主要考核必需知识与实践技能的掌握程度。
三、化工设备机械基础课程的学习情境设计
1.调研工作岗位，定位课程培养目标
化工设备机械基础课程主要培养学生具备基本的化工设备操作、维护和管理的专业能力，同时养成“科学操作、安全管理”的职业素养，为今后工作打下扎实的专业基础。
通过与合作企业共同探讨，以及对往届生就业的跟踪调查，学校医药化工类专业的主要就业岗位群定位为从事化学品生产领域的生产操作和化学分析岗位，生产操作岗位主要工种为化工总控工、有机合成工等。在化工生产岗位职责中，任何一项典型工作任务的完成都离不开化工设备和机械的操作、维护和管理。通过对本课程的学习，应达到以下课程目标。
（1）专业能力目标――能够正确认识工艺流程中常用设备的结构和功能，能够掌握化工设备的操作步骤和维护常识，能够具备化工设备管理的相关知识，能够查阅和应用相关技术资料，能够运用所学知识解决一些实际问题，以适应将来的工作岗位。
（2）方法能力目标――使学生具有一定的工程分析能力、运用知识的能力、分析解决问题的能力、信息处理能力、自我管理与发展能力。
（3）社会能力目标――使学生初步形成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成良好的职业素养。
2.分析职业能力，明确学习情境目标
课程必须与职业建立紧密的关系，才能满足企业对人才的要求。因此，课程要依据所面向的职业标准和能力要求进行开发和设计，把职业标准和能力要求转化成课程目标。学习领域是经职业工作过程分析，由职业行动体系中的职业“行动领域”导出的，致力于开发学生的职业行动能力。学习情境作为学习领域的具体化，应紧密围绕学习领域课程的学习目标、内容及总学时，进行具体化的分解和设计，进而形成每一个学习情境的明确的能力目标、内容要求和学时限制。学习情境的目标要以职业行动能力来描述，以职业能力分析为基础，面向整个工作过程，把职业需要的技能、知识、素质有机地整合到一起。
化工设备机械基础课程的功能是培养学生能够正确地使用化工设备进行操作，并且能进行安全维护、管理以及质量监控等，适应化工行业的发展的能力。根据职业岗位能力分析所确定的学习情境目标内容如下。
职业岗位：有机合成工、无机反应工、化工总控工。
职业能力：能认识常用化工设备的结构和功能，对设备进行操作和日常维护，能进行生产自动控制操作，对设备进行简单的故障分析及管理，具有一定的机械设备操作安全常识。
学习情境目标：能识读化工工艺流程图，能操作典型化工设备和机器，能根据工艺条件合理选用设备，能对常用化工设备进行日常维护，能进行简单故障分析和管理，能进行设备运行质量监控，能严格执行相关标准、工作程序与规范以及安全操作规程，有环保、安全、质量意识。
3.遵循认知顺序，重构课程学习内容
（1）基于学科导向的课程内容是以知识传授为目标，按照学科知识本身的内部逻辑结构展开的，体现的是以“教”为中心的平行体系。在内容排序上，虽然在一定程度上考虑了学习者认知的心理顺序，但是知识排序的方式与学习者知识习得的方式是分割的、不一致的。基于工作过程的课程内容是以培养能力为目标，按工作过程的不同任务的相关性来实现知识和实践技能的整合的“串行”体系，体现的是以学生的“学”为中心。在内容排序上，依据行动顺序的每一个工作过程环节来传授相关的课程内容，使学生把循序渐进学习课程的过程，变成符合或接近企业工作过程的过程。
（2）基于工作导向重构课程学习内容，需要对教学内容进行选择和序化。我们使用任务调查法，通过对学生、一线工人、技术专家、行业专家几个层面的调查，结合相关的国家标准及学校的教学条件，在确定典型工作任务的基础上，确定工作任务中涉及的实践知识和理论知识，以及工作过程的排序，见表1。
表1课程教学内容和排序的比较表
原有的课程内容和排序基于工作过程的重构
第一章化工设备基础知识学习情境1：识读化工工艺流程图
第二章化工设备结构（换热器、塔设备、反应釜、加热炉等）学习情境2：化工设备操作
（换热器操作、精馏塔操作、反应釜操作等）
第三章机械传动基础及运转设备学习情境3：化工机器操作
（干燥器、离心机、泵等操作）
第四章化工设备维护、维修与管理学习情境4：流体输送
第五章化工设备材料学习情境5：化工设备安全
4.选择任务载体，创设工作学习情境
每个专业面向的是不同的岗位，每个学习领域内容又比较复杂，就需要承载学习领域的物质形体，也就是创设学习情境的载体。化工设备机械基础课程依据企业典型工艺流程及其工作过程，对教学内容进行整合序化，并转化为与职业岗位相适应的课程学习情境。学习情境既涵盖传统课程体系的知识点，又使学生在“工作情境”下进行学习，以完成典型工作任务全过程为目标，以具体实际工艺为载体，教、学、做相结合，理论与实践一体化，实现由工作过程向教学过程的转化。本课程学习情境划分见表2。
表2学习情境划分表
工作过程学习情境子情境教学载体
认识设备识读化工工艺
流程图工艺识图阿司匹林工艺流程
规范操作
简单维护
质量监控化工设备操作换热器
操作乙苯气-反应混合气换热工艺
精馏塔
操作酒精回收蒸馏工艺
反应釜
操作合成氨工艺
蒸发设备浓缩果汁工艺
结晶设备
操作制盐工艺
化工机器操作干燥器
操作奶粉干燥工艺
离心机
操作结晶砂糖分离工艺
泵、阀门操作流体输送过程
事故预防化工设备安全化工设备防护化工事故案例
5.理实一体教学，突出学生学习主体
基于工作过程的学习情境设计，目的就是培养学生的综合职业能力。传统的课堂教学很难将理论和实践紧密结合，理实一体的教学才能突出学生学习主体，有效地落实“做中学”，“学中做”的教学理念。为了使教学活动能够逐步有序展开并推进，化工设备机械基础课程的实施过程是理实一体的。教学实施主要是在模拟企业真实职业场景的校内化工仿真实训室和实训车间中进行。在教学活动中，首先通过视频、实物、仿真软件让学生获得与教学相关的工作环境感性认识，激发学生的学习兴趣，进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。各学习情境的教学过程，真正体现学生作为学习主体的地位。学生带着任务和问题有目的地去学习，查阅相关资料，听取教师的理论讲解，与教师在进行交流的过程中获取资讯，在教师的帮助下进行决策。在计划、实施的过程中，教师给予学生适当的辅导，最后教师参与学生工作成果的检查与评估。学生在教学过程中，始终处于主体地位，通过真实的工作成果激发学生的学习积极性，改善教学效果。
下面以精馏塔操作学习情境为例。
学习子情境：精馏塔操作，学时：10课时。
学习目标：熟悉塔设备的结构、功能和使用原理；理解各类塔设备的工作特点和适用场合；掌握塔设备操作规程及DCS质量监控；初步进行简单故障分析和安全事故
分析。
教学任务：通过教师引导、学生自学、讨论等方式理解塔设备的结构和工作原理；理解各类塔设备的结构特点和使用特点；能根据工艺条件，合理选用塔设备；利用仿真软件，掌握塔设备操作规程及DCS质量监控。
步骤：
（1）资讯――了解酒精回收蒸馏工艺，熟悉精馏塔结构，掌握工作原理。
（2）决策――分析精馏塔工作时的工艺条件，理解精馏塔的操作规程，并对相关故障和安全案例进行分析。
（3）计划――讨论操作规程，事故案例分析。
（4）实施――每组设置不同工艺参数，进行仿真操作，实训操作，并对工作过程进行质量监控。
（5）检查――实训过程反馈和控制。
（6）评价――根据学生的实训情况、学习态度、参与程度，对学生进行评价，教师进行总结和指导。
在职业教育过程中，只有严格按照基于工作导向学习情境创设的标准，才能更好地实施基于工作导向的课程改革，使学生在学习情境下，能够对工作过程有一个完整而深刻的体验，从而培养学生的职业技能，形成终身受益的职业素养，完成知识能力的建构与迁移。
参考文献：
[1]严中华.职业教育课程开发与实施[M].北京：清华大学出版社，2009.
关键词：化工设备检修计划问题必要性对策
现如今，随着世界经济的迅速崛起，化工企业受到了社会各界广泛的关注，它不仅关乎着化工产品的质量安全，而且与每个人的生产生活息息相关，已经成为了衡量一个国家综合国力的重要指标。因此，近年来各化工企业不断加大资金投入，引进先进设备设施，扩大市场占有率。但是随着企业规模的不断扩大，其问题也逐渐凸显了出来，很多企业只注重设备的引进却忽略了对其的维修，使得设备的使用年限逐步降低，生产出的产品质量也得不到保证，因设备故障引起的安全问题层出不穷，检修难度越来越大。对此，各化工企业也在不断探索思考，发现了制定设备检修计划的重要性，在一定程度上为设备的顺利运行铺设了道路，但是还有很多化工单位只重视短期的经济效益，忽略了设备的检测维修，给企业的进一步发展埋下了隐患。
一、化工企业制定设备检修计划的必要性
前，化工产业已经成为了我国党和国家政府关注的主要产业之一，是新时期的主要发展项目。化工工业一直以来都要求工作者具有良好的技术水平和能力，对设备使用者和维修者的要求严格，再加上化工设备与岗位布局的方式，就决定了对设施进行检修计划的重要意义。化工设施往往不是一台机器在运转，一个设施的运行情况会影响整条流水线，其关联程度大，影响作用高，设备的安全生产还关系到产品的质量，人员的安全，工作的效率等诸多因素，下面就来简单阐述一下对化工设备制定检修计划的必要性。
第一，对化工企业制定设备检修计划有利于保证检修的质量和水平，完善化工设备检修人员的工作。众所周知，化工设备的检修工作复杂、细致，对工作人员的技术水平有较高的要求，制定一系列设备检修计划，就可以完善维修人员的工作内容、工作流程和工作规范，保证工作者在维修中有据可依，有规可守，从而提高检修的速度，保障检修的质量，优化工作流程。
第二，对化工企业制定设备检修计划有利于保证检修人员的安全。据调查了解到，很多化工企业的安全事故大多是在检修时发生的，维修者没有严格的检修章程进行遵守，导致了在维修过程中出现设备事故，造成人员伤亡，给化工企业带来了很大的经济损失。完善制定检修计划，能够在很大程度上避免事故的发生，保证工作人员的安全。
第三，对化工企业制定设备检修计划有利于检修工作的顺利进行。俗话说“没有规矩不能成方圆”，想要做好任何事情都要有严格的规章制度作基础，化工设备的检修工作亦是如此，没有一整套详细的检修计划，就好比无本之木，没有了依托。加强建立检修计划，能够定时定点的规范工作进度，从而保证检修工作顺利进行。
第四，对化工企业制定设备检修计划有利于设备的使用和产品的生产。化工设备大多需要高强度的使用运转，如不加注意很容易造成设备损坏，给企业带来不必要的经济损失。做好检修计划，加强检测工作，能够保证设备维修的及时性，立即发现问题立即予以解决，从而提高设施的使用时间，减少浪费。另外，一旦设备在运转中突然发生故障停止运作，会造成产品生产的停工，只有完善设备检修计划，才能尽可能的避免这种现象发生，从而提高产品的生产质量，减少企业的经济损失。
二、化工设备缺乏检修计划带来的问题
从上述文章中我们可以清晰的看到，对化工企业实施设备检修计划的必要性，在实际化工企业的生产运行中，会出现各种各样由于缺乏检修计划带来的问题，具体包括以下几点。
首先，缺乏计划的检修会导致不安全性。大规模、自动化是石油化工生产设备的特点，一旦设施出现故障，检修人员就会面临高任务、高危险的局面。例如化工设备由于物理化学特点造成的设备动火；化工设施内部问题引起的氧含量不达标，致使作业人员窒息；设备内部电源不符合规范，造成触电事故等等；其次，缺乏计划的检修会导致维修进度变慢。化工设备的检修作业量大，任何一处细微点都可能引发故障，没有对设备进行计划性检修，一旦设施出现问题，就会使工作人员找不到故障发生点，无法及时解决问题，需要对施工机械、工作面、内部电源等多点进行检测。这样会大大浪费时间，导致工作变慢，影响企业经济利益的取得；最后，缺乏计划的检修会导致设备使用率下降。设备的定期定时维修能够做到及时发现问题，及时进行维护。缺乏对设施的维修计划，就不会发现隐蔽的细小问题，也不能及时对设施进行保养，一旦出现故障，就会导致设备无法正常运转，减少设备的使用年限，给企业带来经济损失。除此之外，缺乏设备的检修计划，还会导致化工产品的质量下降、工作无序化、设备故障频发等等，为企业带来不可估量的后果。
三、完善化工检修设备计划的对策
1.制定健全的设备检修计划
想要保证化工企业设备的高效安全运行，就一定要制定出合理的设备检修计划，制度是保证工作顺利进行的基础。因此，制定出的检修计划要规范完善，细化内部的每一个细节，既包括检修内容、检修时间，也包括检修流程，检测人员，落实责任制，避免互相推诿的情况发生，并严格按照规章制度进行操作，定期进行维修保养，从而实现设备的高效安全运行。
2.树立起化工人员的检修意识
想要从根本上保证设备的安全生产，实现检修计划的全面落实，就要转变化工人员的意识，其中不仅包括维修意识，还包括安全意识。树立起人人有责的观念，在检修中能够把工作落实到实处，做到为人民服务。另外，还要加强安全意识，在检修前做好安全防范，避免突发事故造成的人员伤亡，从而保证检修计划的顺利进行。
3.提高检修人员的技术水平
从根本上来说，化工设备的检修实际上是以人为主导的，检修人员的技术水平和能力素养对计划的实施起到了至关重要的作用。因此，技术维修人员要不断提高自身的能力水平，树立起良好的道德修养，化工企业也要加强人才的培养，定期组织培训，坚持“引进来与走出去”并存的发展战略，从而提高检测者的技术，为更好的实施计划奠定基础。
4.加强监督力度
监督工作是保证设备维修计划顺利实施的最后一道防线，因此，各化工企业应建立单独的检测部门，对检修人员的工作进行监督。这样做不仅能够使工作者树立忧患意识，还能够保证工作的顺利进行，从而为企业的未来发展作贡献。
参考文献
[1]任刚.浅谈化工设备的维护与检修[J].化学工程与装备，2009，（4）：63-41.
[2]陈上杰.浅析化工设备维护检修[A].全国石油化工行业设备管理研讨会会议资料[C].2006：805-72.
[3]杨忠升.化工装置设备检修过程中的影响因素分析[J].产业与科技论坛，2011，10（2）：49-18.
摘要：化工原理课程设计是与化工原理课程相配套的一个必修的实践性教学环节。文章从理论学习、实验设计、设备选型、工程设计、创新能力的培养等4个方面总结了化工原理课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。
化工原理主要介绍化工生产过程中的动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本结构及设计计算等知识ti.-i，教学内容中包含大量理论公式的推导和经验公式的运用。化工原理课程设计是学生在学完化工原理课程的相应教学内容后所安排的教学环节，不仅与化工原理课程的内容紧密相连，还要运用计算机编程.autocad机械制图、化工仪表自动化及操作控制、化_l设备机械基础、化工制图等先修课程的知识，是一项综合性实践训练阴。该教学环节主要培养和锻炼学生以下3个方面的能力和素质:(1)系统训练学生的基本计算技能和文献资料利用能力，逐步培养其工程意识;(2)培养学生综合运用所学知识解决二(.程实际问题的能力;(3)塑造学生良好的设计理念。
在完成课程设计的过程中，学生需掌握厂程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质，比如工具书、国家标准和规范的使用，经验公式和经验数据的选择，专业文献资料的查阅、设计成果的分析判断等等，因此课程设计可培养学生对综合知识的运用能力和对_l程问题的解决能力，是对学生的一次综合训练，也是对所学专业基础知识的一次总结，更是对化工原理和化工设备课程教学效果的一次检验。本文主要通过以下4个方面总结了课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。
1加深学生对“三传理论”和单元操作的理解
动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作是化工原理的主要教学内容，虽然在平时的课堂教学中可通过多媒体教学、动画演示、课堂实验、课后练习、练习辅导等方面增强学生对化工原理基本理论和基本操作的感性认识和理解，但由于课堂教学的内容多，理论知识比较抽象，学习任务较繁重，学生自觉完成课程学习的动力明显不足，教学效果差强人意。课程设计要求学生在指定的时间内完成一个单元操作的设计，愁一个设计任务一般均涉及物料衡算、热.衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等典型单元操作的基本内容，经历流程设计到!几艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程，因此学生在具体设计中必须全而理解和应用“三传理论”，并选用合适的单元操作过程。过程必然影响结果，课程设计作为一个教学环节在实践中有效地督导学生加强对理论学习内容的消化，从而加深学生对理论知识的理解。
2培养实验设计和设备选型能力
实验设计能力和设备选型能力的培养是化工原理课程教学的基本目标之一。学习化工原理课程时，通过讲解、动画演示和参观等教学手段，学生熟悉了常用设备的基本操作规程，但大部分同学的实验设计能力和设备选型能力较差。为解决这一问题，在确定课程设计内容时，有针对性地选用部分化工原理中常用的单元操作，给学生下达一个明确的任务，让学生围绕任务所确定的主题在指定时间内完成具体的设计_l作。如，为加强学生对干燥单元操作的理解，可要求学生设计一套离心喷雾干燥塔或设计气流干燥器。课程设计的内容要求涵盖一个完整的工段，为此学生需完成不同艺的方一案选择、设备选型论证、工艺计算，并根据计算与生产经验进行主体设备结构设计，然后确定设备总体尺寸、管口尺寸与方位，还要求进行辅助设备选型与计算，最后绘制主体设备图及带控制点的工艺流程图。过程训练效果表明，学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。
3提高工程设计能力
化工原理课程设计是为培养学生设计能力设置的一个教学实践环节，也是使学生完成从理论知识到实际应用的重要一环。每一个设计任务均涉及相应单元操作的基本理论，并经历流程设计到艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程。由于安排课程设计中只有任务而没有参数和条件限制，学生在设计过程中可根据自己的兴趣和知识背景选择设计线路，设定和收集操作参数，完成具体的设计工作:
经济效益是判断设计质量的重要指标，其中设备建设费和使用操作费是其中的关键，而设备费和操作费的综合考虑也是贯穿于化原理课堂教学中的一个重要问题。比如，精馏操作是化_工生产中常用的单元操作，其中物料的回流比是一个非常关键的操作参数c合理的物料回流比应使操作费用和设备折旧费用之和最低在该单元操作中，操作费用主要取决干再沸器中加热蒸汽消耗量及冷凝器中冷却水的消耗量，随着回流比的增大而增大。设备折旧费主要取决于精馏塔中再沸器、冷凝器等设备的投资费，一般随着回流比的增大而降低。为此，在设计过程中必须综合考虑设备折旧费和操作费的关系。通过课程设计的训练，学生不仅进一步提高了公式应用和数据运算能力，同时学会了主动寻求解决实际问题的方法，缩短了理论与实践的距离，也体会到理论在解决实际问题中的重要作用，提高了理论课程的教学质量。
4培养创新能力
在完成化工原理理论课和实验课的同时，为了满足部分学有余力，且对化工原理问题确有兴趣的学生的学习需要，教学小组创造条件为其提供进一步学习的平台，即结合科研任务的需要设计一定数量的课程设计题目，鼓励学生以小组的形式参与。在设计过程中严格坚持“以课题研究为平台，以创新为目标”的原则，有效地将课程设计、课程教学与科研有机地结合起来。在完成工艺设计计算之后、整理设计说明书之前，要求全体课题组进行交流和总结，即每个设计课题组里选派1-2名学生代表，将本组设计情况在交流会_[向全体同学和指导老师进行汇报。交流时要求主讲人用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计，并在规定时间内着重讲解自己设计的特点，对设计结果进行技术经济分析，突出自己的创造性。交流过程中，指导老师也主动指点设计要领，并对进行设计进行合理评价。这样的师生互动使学生的收获不仅局限于自己所做的课题，对其它设计课题也有一定程度的了解，更有效地开拓了学生的设计思路。
关键词：煤化工；设计图纸；压力容器化工
压力容器主要根据工艺专业提供的设备附图和工艺设备参数开展设计，依据设备图纸、规范和合同附件投入制造。压力容器设计在设计前期审查工艺条件是非常重要的一环，工艺条件表及附图根据已知的工艺包确定，设计人员应熟悉压力容器标准规范和标准释义，取得压力容器培训合格证后进行压力容器设计，审核人员应取得设计审批员证。作为静设备设计人员要提高自已水平，除了掌握常用基本标准规范外，还应对最新标准和旧标准进行对照，通读相应标准的释义；了解压力容器采购、制造、安装及吊装的整个过程，以及项目各阶段设备专业的设计内容及深度。知道常规设计和应力分析（包括疲劳分析）设计和制造的区别和联系；熟悉材料的选择及制造标准；对于特殊材料应编制相关材料采购规定及制造技术规定，并充分了解材料制造厂家和压力容器制造厂家的资质和能力；对于专利设备，应组织专利厂商进行技术交流，了解工艺参数、内部结构、选材、壳体计算等数据。设计图纸应符合化工机械制图要求，准确、完整、无漏项，满足强度刚度稳定性、经济性和进度等。
1各设计阶段图纸的内容
近年由于大型煤化工项目的兴起，装置设备向大型化发展，设备体积、直径和高度越来越大，材料及制造厂的机械设备也趋于大型化，材料及制造标准发生相应变化，因此设备图纸的设计内容增加了新内容。国内大型工程公司在开展设计的同时越来越多地承担项目的总体设计和工程总承包，设计内容深入到材料的采购、设备的制造、安装及吊装等，设计较之前考虑的因素更多。建设项目设计周期中设备专业涉及的阶段包括可研报告、基础设计和详细设计阶段，各阶段工作内容应包括：（1）可研报告阶段：设备部分说明，部分重点设备的工程图，图中重点填写设计数据表、设备装配图、节点图、主要受压元件的材料和材料标准、设备总重等。（2）基础设计阶段：所有长周期设备招投标的设备工程图，列出国产和国外、关键设备和大件吊装设备的分交表。（3）详细设计阶段：设备设计图纸应满足可制造、安装和检维修要求，设计应进行强度、刚度和稳定性计算，包括壳体一次薄膜应力计算、开孔补强计算、主要受压元件等计算外，作为需应力分析或疲劳分析容器，还应建模进行应力分析或疲劳分析，立式容器和塔器还应考虑壁厚满足吊装时局部应力不大于相应的材料许用应力；塔设备的安装应考虑设计基础模板设计等；设计图纸时还应考虑涂漆、保温防火问题；大型球罐的设计中，作为总承包单位（负责设计）应确定球罐分瓣的规格和尺寸；在大型储罐的设计中，应确定顶板采用结构型式（如带筋拱顶或网壳）和罐体安装方案，应确定采用变点法还是定点法设计罐体，并进行罐底的局部应力分析，对于可维修性主要审查换热器是否考虑管束可拆装型式；设备的人孔的布置和数量是否满足相关规范要求。对于安全性审查主要是设备检维修安装平台的设置及保护圈等内容[1]。
2具体设计问题案例
2.1疲劳设备设计问题
煤化工装置变压吸附器，在工作时压力处于脉动变化，除了按照应力分析进行设计外，还需进行疲劳分析。对主要受压元件，以及引起设备壳体应力分布发生突变的非受压元件，应建模进行应力分析[2]。由于吸附器在工作时压力处于脉动变化，设计理论和规则设计不同，除在材料、制造和检验都有严格的规定外，其设计结构应尽量避免在筒体上焊接造成应力集中的零部件（如保温圈、补强圈、接管等），在接管和筒体角焊缝处应圆滑过渡，以避免造成局部应力集中。国内某煤化工装置的吸附器投入使用3年后，在筒体的保温圈间隙附近产生了裂纹，经对照JB4732—2005标准，反复仔细分析发现：计算书没有考虑因焊接保温圈在筒体引起的局部薄膜应力、弯曲应力和峰值应力。即应力分析报告模型中没有保温圈，忽略了筒体保温圈处峰值应力的影响，认为保温圈为非受压元件，没有进行建模分析局部应力。原图中保温圈与筒体上部为连续焊，下部为间断焊，且为角焊结构，保温圈与筒体角焊且图纸没有要求圆滑过渡，也没有注圆角半径。从裂纹情况分析，裂纹从保温圈的间隙发生，裂纹位于筒体而不是在焊缝上，根据JB4732标准4.2节，从应力分析的角度，在筒体上焊接保温圈，和在筒体上焊接法兰一样，在筒体保温圈处发生了截面变化，会产生非常大的峰值应力，在压力恒定的工况下，对整体应力作用不明显，但是在周期性的交变应力作用下，在一定的疲劳循环下，结构材料会发生疲劳失效。根据JB4732—2005，重新对保温圈筒体进行建模分析，从应力分析图可知：保温圈间隙处其应力性质应是高应力低循环疲劳，在保温圈间隙处的实际的应力循环数（3882次）小于设计要求的应力循环数（450000次），原设计吸附器使用寿命15年，每年30000次，而实际开车时间到裂纹产生设备已运行3年，故裂纹产生的原因是因为保温圈处应力幅较大，在交变载荷作用下而产生的疲劳裂纹，是设计结构不合理造成的[3]。
2.2细高塔塔顶挠度问题
根据NB/T47041—2014，当塔设备H/D＞15、H＞30m时，应考虑横风向风振、垂直地震力和高振型的影响，除了在塔顶应设计防扰流装置外，还应在设计技术要求中对塔和裙座连接处的焊缝进行100%超声检测和100%磁粉检测。这是设计时容易忽视的地方。某煤制烯烃施工现场突发大风，烯烃分离装置内异丁烯脱除塔塔身发生较大的摇摆，塔顶部摆动幅度粗略目测在1000mm，另外检查发现塔筒体和裙座的连接焊缝局部有裂纹，为壁免出现设备倾倒事故，和此设备有关的装置停车，对此台设备进行检测维修。异丁烯脱除塔主要技术参数如下：设计压力1.0MPa，设计温度100℃，主体材料Q345R，设备直径为2000mm，切线/总高71970/78770mm，壁厚12/16/24/34mm，裙座锥型，基本风压580N/m2，高径比39.39。异丁烯脱除塔高径比为39.39，H＞30m，露天放置的直立设备，受到许多机械载荷的作用。如自重、内压、介质重量、风载荷（尤其为横向风载）、地震载荷（包括垂直地震载荷）等，设计时应考虑这些载荷的共同作用对设备的强度、刚度和稳定性的影响。根据塔晃动情况分析，利用现场经纬仪复测该塔的挠度不满足NB/T47041—2014规范要求，另外，塔的筒体与裙座的连接焊缝局部有裂纹，这应是设计时忽视了细高塔容易产生卡门涡街原理诱发的横向振动现象。经分析，并查阅相关资料，当设备直径为2000mm，设备塔顶的最大允许挠度为78000/200=360mm，而实际运行塔顶挠度为1000mm，很明显塔顶挠度超标，但NB/T47041—2014标准中没有塔顶最大挠度的数值。经审图发现设计图纸没有要求塔的筒体与裙座的连接焊缝进行超声和磁粉检测，设备顶部也没有设置防扰流装置[4]。为避免塔体筒体与裙座连接焊缝处局部应力过大而产生裂纹，工厂领导、原设计单位和项目部讨论决定：对筒体和裙座的连接焊缝进行100%磁粉检测和100%超声检测，检测结果I级合格，对局部已产生裂纹刨掉并重新焊接与检测；对设备塔顶新增加螺旋扰流装置。梯子、平台和外部扰流件都能起到扰乱卡门涡街的作用。在塔器设备上部占塔高1/3的范围内螺旋条破涡器，目前该设备已开车两年多，没有再发生塔顶大幅度晃动。
2.3设计装配图上主材的材料标准和供货状态
在大型煤化工装置中，接触到很多高温、高压设备，设备材料特殊（如15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R等），处于氢腐蚀和硫化氢腐蚀工况。这些材料如超过标准GB713相应材料的化学成份和力学性能等要求，应单独写材料采购技术要求，如没有特殊要求，应注明材料标准GB713—2014，写明材料为抗氢钢。因为非抗氢钢化学成份、J和X系数不一样，其价格也不一样。还应写明材料供货状态（正火+回火），因GB150表2的强度指标是在热处理后获得的[5]。某大型煤直接液化装置的煤直接液化反应器设备的主要参数如下：设计压力21MPa，设计温度460℃，设备直径4.7m，工艺介质为煤和氢气。根据耐尔逊曲线，设备基层壳体材料采用SA336F22V，考虑设备氢气和硫化氢腐蚀，设备内壁堆焊309+347复合层。煤液化反应器为AXEN公司的专利设备，由于其工艺对设备要求较严，对SA336F22V材料的化学成份、冲击功、X、J系数等比ASME相关规范要严，AXEN公司单独编写了材料的技术要求和制造技术要求。某煤制氢装置变换炉设备，设计压力3.9MPa，设计温度485℃，工艺介质为氢气和二氧化碳等，设备尺寸3600mm×9700mm，主材筒体是SA387GR11cl2+321。考虑变换炉处于高温及中压，设备处于氢腐蚀和硫化氢腐蚀工况，材料从欧洲进口，设计单位编写了板材SA387GR11cl2的采购技术要求，相比材料标准由于增加了制造中高温拉伸试验等要求，并要求设备制造完成后设备进行整体热处理，设计单位又编写了设备制造技术规格书，保证了材料和设备制造的质量。
2.4塔设备的一次灌浆、基础模板和防火涂料问题
在设计直立裙式支座设备时，除了考虑强度、刚度和稳定性要求外，还应考虑现场安装。直立设备的地脚螺栓应一次灌浆预埋，为保证塔能顺利安装到位，施工基础时应提前预埋基础模板，故设计塔时应考虑设计塔基础模板图，此模板在制造厂和塔基础环同时加工螺栓孔，以保证现场安装对中定位。某天然气制氢项目施工现场，在检查变换炉设备基础尺寸时，发现此设备土建基础预埋螺栓中心圆和设备螺孔中心圆对不上，土建预埋螺栓中心圆直径比设备裙座螺孔中心圆直径大100mm。调查原因为设计院设备专业没有出基础地脚螺栓模板图，施工单位土建专业测量设备螺孔不准造成。解决方案：此设备为立式裙座设备，设备重35.610t，直径为3642mm，总高不超过10m，即属于矮胖型设备。根据计算风载弯矩小于设备重量产生力矩，现场为六级震区，计算可不考虑地震载荷。由于预埋螺栓中心圆比设备螺栓中心圆略大些，在每一个土建预埋螺栓处重新作一个螺栓座，螺栓座上面支承板略宽些，底部筋板为梯形筋，板厚跟以前一样厚，焊脚高度为0.75倍板厚，焊条为J422（查图裙座为一般结构碳钢），且为连续焊接。根据建筑防火规范，塔设备设计应考虑防火问题，这也是目前有的设计单位设计塔时容易忽视的地方。塔设备设计裙座时应根据直径的大小，选择内外防火涂料，设计时应在裙座内外壁设计固定件，固定防火层材料，防火层材料的耐火极限（1.5~2h），防火层材料施工在设备安装合格后进行。
3图纸设计
主要考虑要素设计时首先应满足工艺提供的附图和工艺参数，进行必要的主要受压元件计算，满足强度、刚度及稳定性要求，填写装配图设计数据表，画上必须的节点图，满足设计相应的规范外，其他在设计过程中容易忽视、错误、漏项，需引起注意的方面总结如下：
（1）大型塔设备大型塔设备（设备直径≥4.4m，设备长度≥70m，重量≥200t）设计应考虑设备分段、现场组对吊装、一次灌浆，塔设备图纸中是否有模板图。大型塔设备是否考虑了设备防火问题（耐火时间1.5~2h）。
（2）疲劳设备疲劳设备应建模并进行应力分析和疲劳分析，A、B类焊缝磨平，建议进行热处理。疲劳设备壳体上是否有产生应力突变的部位（如筒体上焊接保温圈、接管和平台垫板等），应力突变的部位是否建模进行应力分析。
（3）换热设备换热器设备应考虑拆装管束（主要是U型管束及浮头换热器）。U型换热器抽芯是否考虑在管板上设置吊环，管束是否设置轨道便于吊车抽芯。
（4）大件吊装设备对于需大件吊装设备（重量大于100t），是否进行了吊耳计算（包括主吊耳和溜尾吊耳）。是否计算吊耳处筒体的局部应力。
（5）超大型设备对于在现场组焊厂房制造的超大型设备（只能成片运输），应考虑设置设备整体吊装、分段吊装、空中组对焊接等问题，设备基础需考虑盛水工况。如在基础附近进行现场组对，现场地面是否硬化，是否有筒节组对空间。
（6）其他应考虑的问题①选择设备管法兰时，应考虑较高设计温度下材料强度降低，法兰压力等级不够问题。②设备装配图上，应标明主材（锻件、板材和焊材）的材料标准和供货状态。③对于重要材料和设备有高于规范等的特殊要求，设计单位应编制材料采购要求和制造技术规定等。④注意椭圆形封头加工减薄量及最小厚度问题。⑤对于由专业厂家提供的大型储罐网壳及内浮盘外购件的设备图纸，应重点审查。
参考文献
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