化工设备的设计篇1
关键词：化工工艺化工设备适应性参数安全环保结构
一、前言
化工工业生产离不开“软”、“硬”两个系统，即化工工艺和化工设备，二者密不可分、相辅相成，共同为化工工业生产提供稳定的支持。当前环保、节能成为时代的主题，化工工业也应该践行这一思想，应该通过化工工艺的改造和化工设备的更新达到对趋势的适应，满足社会的需要，达到在长远的角度上为化工工业发展服务的目标。当前，我们应该将化工工艺的重要参数、设备结构以及安全措施进行综合考量，同时，要对化工设备展开适应性的再设计，达到化工设备在安全、环保、低能耗的状态下稳定地发挥出设计的功能，完成化工工业在新时期发展的目标，促进整个生产和行业实现再次腾飞。
二、新时期化工工艺设计的要求
化工工艺是一种“软实力”，是实现化工生产高效、安全的技术和工艺基础。根据国际化工产业经验，化工工艺设计水平的高低直接反应着一个国家化工产业的水平，也直接决定着这个国家化工产业的发展潜力，当前我国化工工艺还存在相当大的差距，特别在设计方面，还存在着很多问题和不足，应该从化工工艺的实际出发，在关键步骤和内容取得突破，形成对化工产业发展的促进作用。
1.化工工艺关键参数的控制
工艺参数是化工工艺的关键数据，在整个化工生产中具有重要的价值，化工工艺参数一般由原材料配比比值，化工加工温度，化工加工压力，工序时间等主要数据组成，如果对参数控制得力，参数始终在正常范围内浮动，这就能够确保化工生产高质量、高速度和安全，而对参数控制出现问题，则会造成危险、破坏、事故，造成经济上、环境上、生命上的损失。
2.设备结构的设计
化工生产中设备处于高压、高温、高腐蚀的运行状况，必须做好设备的防护，在一些特殊化工工艺中要考虑到设备的结构和防腐蚀的问题，这样才能确保化工工艺的正常进行，也才能实现化工工业生产的目标。例如：很多化工生产中会用到烧碱，烧碱的使用一般会带来巨大的放热效应和剧烈地反应，因此，必须将烧碱的器材设计成反流降膜，利用这样的方法可以有效利用重力的作用对所要加热的材料向下进行加速。碱液在管内流动的过程中会向下涌动，经过的液体会随着管内壁的温度而发生变化，从而可以保证其传热的效果。在进行烧碱的过程中化工设备的防腐性对整个化工生产具有重要的把关作用。由于镍和镍合金的强度高，韧度较强，因此在强碱性的液体中会形成一个坚硬的防护层。即使在高温的条件下，化工设备也不容易发生变形和损坏。
3.化工工艺的安全
安全是化工生产的第一要素，在化工工艺中必须强化安全生产目标的实现，在化工生产中可靠的化工工艺和化工设备可以满足安全生产的需要，在确保化工生产中设备和生产安全的基础上，维护操作者生命的安全。在化工生产中压力容器是常见的设备，在压力容器中进行着不同种类和不同程度的化学变化，化学反应中压力、温度、腐蚀程度的变化会让压力容器产生形变、裂缝、移动、泄露等一系列问题，不仅会造成对化工工艺和化工生产的影响，甚至能够引发爆炸和严重的污染事件。从确保化工工艺和化工生产安全的角度上看，在设计时应该结合实际情况，从化工设备的结构、特点和性能方面入手，合理规划出化工工艺的重点，调整化工工艺的环节，达到充分利用化工设备，提升工作效率，降低安全事故概率，减轻污染和能耗等综合目标。
三、新时期化工设备适应性的设计要求
如果说化工工艺是“软”条件，那么化工设备就是“硬”实力，决定着一个国家整体化工产业的发展潜力，当前应该加强对化工设备适应性设计的研究，在拓宽化工设备的功能的基础上，加速化工生产在时期取得新成果。
1.保证设备结构的安全性
化工设备在运行的过程中要做到耐高温和高压以及防止爆炸等性能的要求，必须用椭圆形的垫子等特殊的结构设备对接口进行良好的密封，化工设备才能够更好地为化工工艺服务。
2.设备结构设计尽量环保
管束在振动的过程中会产生噪音。因此，为了将工业噪音控制在80分贝以下，可以采用U型管束以及通过对尺寸大小进行调整和加固零部件来控制管束的振动噪音，合理地改进每一个设备的结构。
3.化工设备的耐用性设计
在进行化工设备的设计时候要对其结构的耐用性进行适当地考虑。在进行零部件的更换和维修的时候，操作人员要对零部件的周期性进行考量，尤其是个别零部件的寿命。
4.化工设备的低耗能设计
操作人员和工程技术人员在进行化工工艺和设备的适用性设计的时候，要采用科学合理的方案减少每个设备的能源消耗，做到清洁生产和低消耗生产。这不仅仅是科学生产技术水平的要求，同时也是遵守生产职业道德的体现。“在化学工艺的生产过程中，如果可以利用高效率的传热设备，就能够提高其在传热过程中的参考系数以及传热能力，同时还可以尽量地减少热量的损失和节约更多的能源”。只有这样，化工生产的各项设备操作才能够取得最佳的使用效果。
四、结语
综上所述，化工工业随着社会经济的快速发展表现出更多的节能化和环保化进步趋向，各种新的要求和规定要求化工设备必须加快改造和升级的进程，从效率和性能上满足社会和化工工业进步的需要。当前应该加强化工工艺的优化与设备适应性的设计出发，通过对工艺和设备的优化达到节能、环保、安全、耐用等效果，形成对化工工业迅速成长的保障。
参考文献
[1]王硕，欧阳洋，马晶，孙威.化工工艺与设备适应性设计[J].辽宁化工.2012（02）
[2]沈红.化工工艺中的设备安装设计问题研究[J].化学工程与装备.2012（02）
[3]朱葛中.关于化工工艺设计的几点看法及建议[J].中国新技术新产品.2012（09）
化工设备的设计篇2
鉴于化工设备内部的腐蚀问题是人们在进行化工设备的设计时最难解决的问题，因此腐蚀便成了化工设备设计时必须要注意的细节。对腐蚀的类型进行了简单的介绍，对腐蚀将给化工设备带来的危害展开了详细的分析，并提出了一系列对策，以更好地延长化工设备的使用寿命，促进化学企业的良性发展。
关键词：
化工设备；腐蚀；问题；危害；对策
中图分类号：
tB
文献标识码：a
文章编号：16723198（2014）22018901
1化工设备腐蚀的分类
化工设备腐蚀种类繁多，如果我们所选择的分类标准不同，那么其种类也就不一样：
如果以腐蚀表面形貌为依据，那么化工设备的腐蚀通常可分为如下两种：其一，全面腐蚀；其二，局部腐蚀，同时局部腐蚀又可以分为若干小类，比方说小孔腐蚀、缝隙腐蚀及磨损腐蚀等等；
如果以腐蚀材料种类分类，那么化工设备腐蚀一般可分为如下两种：其一，金属腐蚀；其二，非金属腐蚀；其中金属腐蚀又可分成如下小类：其一，物理腐蚀；其二，化学腐蚀；其三，电化学腐蚀等等。物理腐蚀系由单纯的物理作用造成的设备损害，通常因溶解及渗透造成；化学腐蚀系由金属和非电解质直接进行化学反应而造成的设备损坏；而电化学腐蚀则是因金属和电解质溶液进行电化学反应而造成的设备损坏。
2腐蚀对化工设备的危害分析
通常情况下，化工设备均具有易腐蚀的特性，对化工设备的分析理应自其设计阶段开始便给予其防腐问题充分的重视，否则化工设备以后的正常运转势必将受到严重的影响。此外，化工设备在工作的过程中也特别容易因受化学物品腐蚀的影响而造成设备某些性能及功能受损的情况出现。
如果化工设备在设计的过程中便存在不足，那么此种不足在后续的环节中是很难得到解决的。一般情况下，如果设计单位工作方面存在失误，进而导致设计方案存在缺陷，那么以此设计方案为标准生产的设备便存在巨大的安全隐患。此外，设计人员为了让设备尽早地投入使用，他们甚至会做出降低对化工设备设计要求的事情，最终造成化工设备防腐性能低下的局面出现。诸如此类因素的存在对于化工设备的正常运转是特别不利的，它不但会加大化工企业的生产成本，同时还会对其可持续发展造成巨大的负面影响。
3提高化工设备防腐能力的对策
3.1采用恰当的材料，改善设计方法
化工设备腐蚀几率的高低与其材料选用的恰当与否有着密不可分的联系，相关人员在进行化工材料的挑选时理应结合腐蚀出现的情况，对所选材料的性质及运行压力等诸方面进行全面的考虑。设计人员理应以化工材料的要求为依据展开设备结构及类型的设计，设备结构的设计理应充分考虑其运转时的生产要求及应力特性，在设计时我们理应注意如下几方面：其一，设备的结构要求必须和进行化工生产的耐腐蚀要求一致；其二，给予设备运转稳定性及流畅性充分的重视，避免出现负荷分配不均及腐蚀产物堆积等情况；其三，重视对外力的保护，避免由于交应变力而造成的疲劳腐蚀出现。
3.2表面涂层防腐方法
涂漆系化工设备最直观的防腐对策，而油料涂漆则是化工设备使用频率特别高的防腐漆，例如环氧树脂等。为了更好地提高化工设备的防腐能力，人们在给化工设备涂漆时不但应对漆膜的防锈水平及老化性质等展开严格的要求，同时还应对涂漆化工设备的性质及使用环境等方面进行充分的了解。除了涂漆防腐外，借助金属覆盖层达到防腐的目的也是设计人员经常用到的一种化工设备防腐方法。一般情况下，金属覆盖层可分为如下两种：其一，于覆盖层材料里采用塞焊及金属复合法，此种措施由于覆盖层防腐性特别强且非常厚，所以其使用寿命相对较长，不过其工艺要求却特别严格；其二，借助牺牲阳极实现设备的防腐，这种方法通常由如下三种方法构成：（1）均匀镀铅法；（2）热浸镀法；（3）喷镀法。鉴于此类方法加工效率特别低，覆盖层非常薄，使用时局部防腐时间短，因此此法在现实生活中使用频率也比较小。
3.3环境防腐处理措施
环境防腐处理措施通常有如下几种：其一，消除操作范围内的腐蚀性物质。比方说空气中的水分、氧气及别的有害成分。例如氧气，便可借助脱氧剂去除。其二，加入具有防腐作用的添加剂。当操作人员在化工设备表面加入防腐剂后，设备表面便会形成一层具有一定保护作用的膜，该膜会阻止设备表面金属与空气中的化学物质发生化学反应，进而起到防腐的作用。日常生活中，人们见得比较多的防腐剂有亚硝酸盐及硫基苯等。在选用此类添加剂时，有一点大家必须注意，即添加的深度必须严格按照规定执行。
3.4正确操作，降低腐蚀几率
除了材料的挑选及防腐手段的选择外，正确的设备操作方法也能起到防腐的作用。在日常的工作中，各化工企业理应定期组织操作人员参加操作培训，以促进其安全生产意识及正确操作能力的提升。此外，化工企业还必须给予日常的维护及修理应有的重视，将那些腐蚀性能不高及压力容器列为重点研究对象，并创建设备使用及维护档案，实现化工设备的动态管理，促进设备防腐性能的提升。
4结束语
总而言之，设备的防腐问题是化工设备设计过程中必须考虑的细节，同时它也是一个特别难解决的问题。为了更好地提高化工设备的使用性能，各化工设备设计企业理应采取一系列行之有效的措施，以促进化工设备防腐程度的提高，最终实现自身的可持续发展。
参考文献
[1]王宏康.浅析化工设备设计如何实现防腐蚀[J].科技资讯，2013，（13）.
化工设备的设计篇3
关键词：搅拌器，设备，化工
一、搅拌器装置的分类、构成和功能
（一）分类
1．立式容器中心搅拌。将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接或与减速机直接联接。
2．偏心式搅拌。搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。
3．倾斜式搅拌。为了防止涡流的产生，对简单的圆筒形或方形敞开的立式容器，可将搅拌装置用夹板安装在设备筒体的上边缘，搅拌轴直接插到筒体内。，设备。
4．卧式容器搅拌。搅拌装置安装在卧式容器上，可以降低安装高度，提高搅拌设备的抗震性，改进悬浮液的状态等。
5．卧式双轴搅拌。这种搅拌装置主要应用在高黏液体。采用卧式双轴搅拌设备的目的是要获得自清洁效果。
6．底搅拌。搅拌装置在设备底部，称为底搅拌设备。
7．组合式搅拌。有时为了提高混合效率，需要将两种或两种以上形式不同、转速不同的搅拌装置组合起来使用，称为组合式搅拌设备。
8．旁入式搅拌。旁入式搅拌装置是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上。对于旁入式搅拌利用推进式搅拌器，在消耗同等功率情况下，能得到最高的搅拌效果。
（二）构成
搅拌器装置一般是由传动装置、联轴器、机架、搅拌轴、轴封、搅拌器等部分构成的。如图1：
（三）功能及其影响因素
搅拌器的功能简单的说就是提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动状以达到搅拌过程的目的。，设备。这一作用由运动着的叶轮所产生，因此，叶轮的外形、尺寸、数量还有转速对搅拌器的功能形成了直接的影响。同时搅拌器的功能发挥还与搅拌介质的物性和工作环境有关。另外，搅拌罐的形状、尺寸、挡板的设置情况、物料在罐中的进出方式都属于工作环境的范畴，以及搅拌器在罐内的安装位置，种种因素都能对搅拌器的功能形成不同程度的影响。
搅拌功率是搅拌过程进行时需要的动力，包含搅拌器功率和搅拌作业功率，内涵不同却又有联系的。能够使搅拌器连续运转所需要的功率就是搅拌器功率。而把搅拌器使搅拌罐中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率就是搅拌作业功率。最理想的状况是搅拌器的功率等于搅拌作业功率。
二、搅拌器在化工设备中的设计
（一）设计工序
搅拌器的设计造型要与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌器运行来实现，在设计造型时首先要根据对搅拌作业的目的和要求，确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度，然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。一般而言，化工设备中的搅拌器的设计工序为：设定和确认搅拌的条件→选定搅拌叶轮型式及内构件→确定叶轮尺寸及转速→计算搅拌功率→搅拌装置机械设计。具体设计工序如下：
1.按照工艺条件、搅拌要求和目的，选择搅拌器样式，并充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态，以及各种与搅拌目的的影响因素和关系。
2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态，工艺对搅拌混合时间、分散度、沉降速度的控制要求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。
3.按照电动机功率、搅拌速度及工艺条件，从减速机选型表中选择确定减速机型号。如果按照实际工作扭矩来选择减速机，则实际工作扭矩必须小于减速机许用扭矩。
4.按照减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器。
5.按照机架搅拌轴头尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式。
6.按照安装形式和结构要求，设计选择搅拌轴结构型式，并校检其强度、刚度；如按刚性轴设计，在满足强度条件下n/nk≤0.7；如按柔性轴设计，在满足强度条件下n/nk>=1.3
7.按照机架的公称心寸、搅拌器轴的搁轴型式及压力的等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰。
根据SH/t3150-2007《石油化工搅拌器工程技术规定》中要求搅拌器应按照使用寿命至少为20年，预期不间断连续操作2年以上进行设计和制造。，设备。
（二）搅拌器灌结构的设计
1.罐体的长径比。，设备。，设备。罐体长径比对搅拌功率的影响，需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些；罐体长径比对传热的影响，积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热；并且此时传热面距罐体中心近，物料的温度梯度就越大，有利于传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑，一般希望长径比大一些。物料特性对罐体长径比的要求，需要足够液料高度的，希望长径比大些。
2．搅拌罐装料量。已知长径比H/Di、
称容积Vg：操作时盛装物料的容积
1）装料系数η
Vg＝V·η
一般取0.6～0.85。物料在反应过程中要起泡沫或呈沸腾状态，装料系数取低值，约为0.6～0.7；物料反应平稳，可取0.8～0.85，物料粘度较大可取大值。
3.顶盖的结构。传动装置包括电动机、减速装置、联轴节及搅拌轴。而轴的计算，其强度指的是：承受扭转和弯曲作用，以扭转为主，工程上只考虑扭矩，然后用增加安全系数以降低材料的许用应力来弥补由于忽略受弯曲作用所引起的误差。，设备。在静载荷作用下，[τ]=(0.5~0.6)[σ]。而轴的刚性计算往往为了防止转轴产生过大的扭转变形，以免在运转中产生震动，造成轴封失败，应该将轴的扭转变形限制在一个允许的范围内。工程上以单位长度的扭转角φo不得超过许用扭转角[φo]作为扭转刚度条件。
参考文献：
【1】王凯编，搅拌设备[m].化学工业出版社，2003
【2】顾芳珍，陈国桓编，化工设备设计基础[m].天津大学出版社，1994
【3】王洪群虞培清，搅拌设计研究[m].机械工程师，2009（9）
【4】张平亮，搅拌器的选择和设计[J].石油化工设备技术，1996（1）
化工设备的设计篇4
[关键词]化工工艺；设备安装；设计问题；
中图分类号：tQ050.7文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）18-0033-01
引言
化工设备安装是化工工艺中重要的环节，由于化工生产的特殊性，对化工设备安装设计提出了更高的要求。当前化工生产实现了自动化和智能化，化工设备的安装设计也应当符合化工生产的需求，以保证企业化工生产的安全性，提高产品的质量和产量，实现化工生产的安全环保。
1.化工工艺中的设备安装设计的重要性
化工行业涉及众多易燃、易爆等化学物品，因此为了保证化工生产的安全性，必须对化工设备的安装工艺进行科学全面的设计，避免在实际生产过程中出现化工设备原因，从而导致生产事故。当前，我国的化工行业发展较快，传统的粗放型的生产方式已经被时代淘汰，人们越重视化工生产的安全环保，就需要对化工工艺中的设备安装进行针对性的设计，避免化工原料的泄漏。再者化工设备的合理安装提高了生产效率，通过研究显示化工工艺的设备安装是影响化工产品质量的关键因素，例如反应釜的安装，科学合理地安装反应釜可以减少在发生化学反应过程中的热量散发，同时也可以缩减物料的运输路径，避免造成物料的浪费，极大提升了化工生产的反应速率。另外，工艺设备安装设计可以优化生产原料、萃取剂、溶剂的管道分布，提高管理设计的合理性。最后是化工设备的安装设计优化可以有效地提高化公司设备的使用性能和使用寿命，由于化工产品具有腐蚀性，在设备的使用过程中会出现不同程度的腐蚀现象，设备安装设计工作的优化可以提高设备的焊接质量、密封性、抗腐蚀性等性能，实现化工设备长时间无故障的运转，在一定程度上提升生产效率和安全性。
2.化工工艺设备安装设计的内容
2.1车间的设备分布
车间设备安装设计原则是满足化工生产需求，同时合理利用车间空间，避免不同生产设备之间出现妨害现象。车间设备是化工生产的核心因素，因此在设计安装中，要为设备的检修和维护预留出相应的空间，并保证设备分布的合理性。首先，化工工艺设备支架的安装，支架是主要的支撑体，在安装设计时要把承载力的要求纳入到设计考虑中，保证支架承载的操作平台的稳定性和安全性；其次，设备的保温和刷漆，化工设备中反应釜是最常用的设备，因此设备安装和设计中要重点考虑设备的保温，例如当化工产品在生产线管路中流动时，由于热量的散发，不可避免地出现温度降低的现象，从而影响了物料性质，因此要在管理上敷设保温材料，避免物料温度的降低。设备的刷漆可以有效避免设备表面的腐蚀，提高设备的使用年限；最后，化工设备的空间布置合理性，由于车间的空间有限，为了保证化工生产，就需要对不同的化工设备进行空间布置，提高设备分布的合理性，同时减少不必要的管路线路，此外要为设备的安装和后续的维护提供足够的空间。
2.2设备安装吊装孔的设计
化工生产需要大容量的设备，因此设备的吊装和安装工作成为工作的重中之重，通常而言，在安装中要保证设备在水平方向的运输距离较短，同时，为了节省空间，要减少运输通道的实际占地面积。设备安装调孔的作用是为承重连锁提供受力支撑点，在设备安装吊装孔的设计时，要科学选择其开设位置，通常要选择检修次数较多的设备附近进行吊装孔的开设，同时吊装孔的开设要选择各层基础建筑的底部垂直位置，在吊装口的边缘部位安装相应吊装设备，同时进行标识安全标语。吊装口要和大门保持较近的距离，方便设备直接进入到吊装区域。
2.3设备穿楼板的开孔
为了满足化工生产的需求，部分设备具有较高的高度，这就需要考虑穿过楼层的楼板，因此，在穿楼板的开孔设计中，要根据设备选择开孔的形状和尺寸。通常而言，当设备从下层进行传楼层吊装时，要结合其图纸的放置位置进行设备的旋转调整，保证其安装位置的准确性，同时在车间上层楼板开口处进行围护处理，避免材料和流体渗漏到下层中。当下层也需要设备安装时，要综合分析下层设备占有的空间，防止出现上下层设备安装位置的冲突，同时要合理设置设备和楼面的高度，例如在塔筒体设备的安装时，其法兰盘距离楼面的距离要大于1m，给设备的法兰连接提供充足的施工空间，同时也不会造成设备管路的浪费。
3.化工工艺中设备安装的改进措施
3.1强化设备安装中的安全性
化工设备安装对于安全生产至关重要，化工材料都具有一定得毒性、腐蚀性和危险性，一旦由于设备原因发生泄漏，极易引发较大的安全事故。因此，在设备安装时要把生产安全性纳入到考虑范围之中，增强化工工艺设备安装的安全性。此外车间设备安装要遵守规定的安全规则，保证设备安装维持健康、环保、安全的的工业生产，在车间空间规划时，要根据设备材质和设备功能进行工艺路线的优化和调整，提高设备安装科学性。
3.2注重设备安装顺序
设备安装要以满足实际生产为主要原则，就需要对设备的安装顺序进行优化，并根据化工工艺的生产线来调配设备的位置，保证设备之间的衔接性良好。通常设备的安装顺序是：先大型后小型、先上层在下层，先对安装较为困难的大型设备进行安装，并安装好上层的设备，再进行下层设备的位置调整，保证设备安装质量合格。
3.3化工设备焊接施工控制
化工工艺设备的衔接主要是通过两种方式：法兰连接和焊接，在焊接施工中，要矫正焊接工作中的不良影响因素，设计合理的焊接顺序，同时对焊接处的坡口位置进行处理，选择高质量的焊接材料，对焊接管道进行无缝检测，及时发现焊接质量缺陷，从而提高设备的焊接质量，保证设备的衔接处不出现泄漏现象。
4.总结
综上所述，化工生产的特殊性对化工工艺设备安装和设计提出了更高的要求，因此在设备安装设计中要充分考虑车间设备分布以及安装注意事项，提高化工设备安装的安全性和可靠性。
参考文献
[1]张雪艳.化学工艺及设备安全性的评价体系[J].中国石油与化工标准，2012（10）.
[2]王长河.浅谈化工设备安装中的工艺设计[J].中国新技术新产品，2012（09）.
[3]孟明.化工工艺中的设备安装设计问题与对策的探索[J].化学工程与设备，2014（10）.
[4]沈红.化工工艺中的设备安装设计问题研究[J].化学工程与装备，2012（02）.
化工设备的设计篇5
关键词：非标设备设计工艺特征三维模块化
中图分类号：tH122文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0101-01
非标准设备是指国家尚未定型标准，各设备生产厂不能在加工工艺过程中采取批量生产，只能按一次订货，并根据具体的设计图纸制造的设备[1]。非标准设备种类繁多，非标设计及其工艺具备单件、小批量的特点。为适应市场的发展，满足客户的不同需求，非标设计工艺人员必须有良好的技术沉淀，掌握扎实的专业知识。针对非标设计及其工艺实施的特征，本文尝试采用三维模块化方案来解决。
1非标设计及其工艺特征
非标设计及工艺一般为单件小批量生产，不存在样件试制加工，要求设计人员有丰富的经验，尽量做到一次成功，与普通设备相比，非标设备设计及其工艺具有以下特征。
（1）要求设计人员知识面广泛，专业知识扎实。
（2）通用机床加工，使用效率低，成本高。
（3）工艺人员工作量大，工艺通用性差。
（4）工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具[2]。
（5）对工人技术要求高。
2三维模块化流程
非标设计的实质是通过已有资源、知识及现有产品创造新产品的过程[3]。随着时代的发展，传统的使用平面软件设计的方法已难以满足市场对产品的品种、规格、质量及交货周期等方面提出的更高要求，而模块化设计解决了产品品种、规格多样化与成本之间的矛盾，迅速在各个领域得到广泛应用与发展[4]。使用现有的软件如UG、Solidworks、Catia等建立非标设备设计及工艺的三维模块，通过个性化需求分析，其流程如图1所示。
针对非标件的工艺设计，对工艺流程中所包含的尺寸信息、特征信息进行自动拾取，并替换卡片和数据库中的数据。工艺模型和流程的驱动完成后，每道流程的尺寸信息、特性信息必定发生变化，再从三维模型中提取新的参数和流程更新到对应的卡片和数据库中，以实现数据的统一性和二维卡片的同步更新。
3应用实例
以摇柄设计为例，探研三维模块化在非标设计中的应用。
3.1技术要求输入
某绕线车需手动绕线，需设计一套摇柄，摇柄部分高度为250mm，摇柄需操作便捷、拆装方便、加工简单。
3.2产品部件分析
摇柄由摇杆、转轴、套筒、螺母等零件组装而成，摇杆、转轴、套筒为非标件。
3.3三维模块调用
根据已积累的产品设计经验，对非标件调用后，检查/更新关键参数。在三维软件中以提供了螺母的标准件库，可直接调用。
3.4产品装配
绝大多数的机械设计中包含多个零件、组件，都需要通过装配达到设计的最终目的，同时，可以通过装配过程和装配分析发现零件设计或造型的不足，以便进行修改。
3.5工艺设计
摇柄、转轴、套筒为一般机械加工类零件，调用已有工艺知识库进行更改即可。对于标准件螺母，可使用已编制定型的工艺卡片。
4结语
非标设计及其工艺的三维模块化是一个繁杂、技术沉淀的过程，其模块化的探研为减轻设计及工艺人员的工作量起到了非常重要的作用，为非标企业的知识构建打好了基础。在三维软件中，实现非标产品从设计、分析、制造、装配、成本控制等整个过程，从构建设计发展为仿真模型设计，从重复编制工艺发展为工艺批处理模式。
参考文献
[1]吴玉庆，隋维东.合理审定非标设备造价有效控制企业资金流失[J].齐鲁石油化工，2005，33（3）.
[2]华宏强.非标设备设计制造中应注意的问题[J].机械设计师，2005（4）：104-105.
化工设备的设计篇6
【关键词】导电氧化；控制系统；自动化
0.引言
随着现代化工业的发展，对于铝材质内部循环腔体的处理方法没有受到社会的高度关注，目前还是采用手工处理的方法，不能很好的起到内部腔体的表面处理要求，而且能够自动处理内部腔体导电氧化的的自动化设备几乎没有。
1.设备的整体情况及处理工艺
该设备用于处理铝合金材质冷却板内部循环通道，能够完成产品通道的除油清洗、碱洗、酸洗、导电氧化液洗等处理过程，整个设备分四个工位，每个工位之间人工更换工件，设备在单个工位内的每个动作运行时间可设定并可以在显示器上显示，单个动作定时结束后自动切换启动下一动作各动作可自动操作完成。
该设备主要由设备底座、除油系统总成、碱洗系统总成、酸洗系统总成、导电氧化液处理系统总成、上部护罩总成、气动装置、溶液移动车总成。
工作站底座：采用铝型材框架，下部安装脚轮，便于小距离平整地面移动；台面板采用碳钢板表面镀镍，且中间面板上表面安装有不锈钢护板，整个中间面板倾斜安装，可引导误操作外溢的各种液体向下流动，流入下端的积液盒，积液盒下端安装有排污阀，对外泄的废液集中处理；四周安装喷塑的对开门和挡板；设置有工件摆放台，小部件摆放平台等。
除油系统总成：将待除油的工件装卡在限位托盘内，人工操作夹紧工件，确认各夹钳压紧无误后，点击触摸屏选定所需加工过程，设定好各项加工时间，若不设定系统默认初次设定时间。按下启动按钮，导向气缸推动连接触头；到位后电磁阀开启气动隔膜除油液泵启动，循环除油液，循环时间5分钟；满足设定时间后泵停止工作，电磁阀切换系统管路走向，接入压缩空气，对整个管路进行高压空气吹洗5秒；时间满足后电磁阀换向，水泵启动进行水清洗15秒；电磁阀换向高压空气吹洗5秒，电磁阀换向，连接触头缩回；系统鸣笛提示，除油工序加工完成。
碱（氢氧化钠25g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠30g/L、op乳化剂1ml/L）洗系统总成：将待碱洗的工件装卡在限位托盘内，人工操作夹紧工件，确认各夹钳压紧无误后，点击触摸屏选定所需加工过程，设定好各项加工时间，若不设定系统默认初次设定时间。点击运行，导向气缸推动连接触头，到位后系统通过温度传感器自动检测碱液箱内温度是否在到60至70℃之间，若未达到目标温度，系统对碱液进行加热，碱液箱加热方式采用水浴加热；达到所需温度后耐碱气动隔膜泵启动，循环热的碱液，循环时间55秒；满足设定时间后泵停止工作，电磁阀切换系统管路走向，接入压缩空气，对整个管路进行高压空气吹洗5秒；时间满足后电磁阀换向，水泵启动进行水清洗15秒，电磁阀换向高压空气吹洗5秒，电磁阀换向，连接触头缩回；系统鸣笛提示，碱洗工序加工完成。
酸（硝酸500ml/L）洗系统总成：将待酸洗的工件装卡在限位托盘内，人工操作夹紧工件，确认各夹钳压紧无误后，点击触摸屏选定所需加工过程，设定好各项加工时间，若不设定系统默认初次设定时间。点击运行，导向气缸推动连接触头，到位后耐酸气动隔膜泵启动，循环酸液，循环时间30秒；满足设定时间后泵停止工作，电磁阀切换系统管路走向，接入压缩空气，对整个管路进行高压空气吹洗5秒，时间满足后电磁阀换向，水泵启动进行水清洗30秒，电磁阀换向高压空气吹洗5秒，电磁阀换向，连接触头缩回；系统鸣笛提示，酸洗工序加工完成。
电解液处理系统总成：将待导电氧化处理的工件装卡在限位托盘内，确认各夹钳压紧无误后，点击触摸屏选定所需加工过程，设定好各项加工时间，不设定时间系统默认为初次设定时间。点击运行，导向气缸推动连接触头，到位后系统自动检测导电氧化液箱内温度是否在15至35℃之间，若未达到目标温度，系统对导电氧化液进行加热，导电氧化液箱加热方式采用水浴加热；达到所需温度后导电氧化液泵启动，循环导电氧化液，循环时间6分55秒，满足设定时间后泵停止工作，电磁阀切换系统管路走向，接入压缩空气，对整个管路进行高压空气吹洗5秒；时间满足后电磁阀换向，去离子洗液泵启动进行清洗30秒，电磁阀换向高压空气吹洗5秒，电磁阀换向，连接触头缩回；系统鸣笛提示，酸洗工序加工完成。
上部护罩总成：采用铝型材为框架，安装有机玻璃为护板，前部有两组对开门，防止工作时各种液体溅到人体，并且设置工艺看板、照明灯、触摸屏安装架及提示灯塔等。
气动装置：考虑到设备的工作环境及设备自身需要，系统需配备外部气源或者对设备配备压缩机，气源处理装置、电磁换向阀、调速阀、压力继电器等零部件。
溶液移动车总成：整车以铝型材为框架主体，下端安装有脚轮，方便配合设备整体移动，车身承载8个溶液箱体，每个箱体容积不小于90L；酸液及碱液箱体配备水浴加热系统，对箱内液体进行加热与保温；所有箱体材质选用316不锈钢，且内壁涂有聚四氟乙烯涂层，防止腐蚀性液体直接对箱体腐蚀。
2.设备的控制系统
控制核心采用可编程控制器（简称pLC）控制，采用LaD语言编程并有详尽准确的符号说明，并配备触摸屏，方便操作与显示，温度传感器通过模拟量通道与pLC连接，pLC与触摸屏的连接采用pRoFiBUSDp总线的连接方式。
触摸屏界面包括自动操作画面、手动选择画面、报警画面、系统画面和i/o状态监视画面，设备人机界面操作风格可与工厂原有设备保持一致。（需甲方提供清晰的要求）。
系统有手动、自动两种操作模式，处于手动模式时，操作人员可以启停单个执行机构；处于自动模式时，可以设定各项加工时间（若不设定系统默认初次设定时间），并按设定时间进行自动运行；两种操作模式可以通过选择开关或触摸屏操作来互相转换。
设备具有安全保护、报警和自动停机功能，在系统总进气口装有压力传感器实时监控系统压力，如果气体压力小于设备正常工作需要的气体压力值，控制系统停止设备工作并报警，安全继电器构成安全回路，并配备手动急停按钮，紧急情况下设备切断输出执行电源、气源，确保设备人员安全。
3.结语
该机集成了现代自动化的新技术，实现了板材内部腔体的导电氧化的繁琐作业，替代了原来的手工操作，减小人工操作的失误，在提高内部腔体处理质量的同时极大的提高了这类处理的安全可靠性和劳动生产率，并降低了工人的劳动强度。[科]
【参考文献】
[1]李绍炎.自动机与自动线[m].北京：清华大学出版社，2007.2.
[2]宋子玉.铝及其合金的阳极氧化[J].化学世界，1981（06）.
化工设备的设计篇7
【关键词】项目设计石油化工过程及装备卓越工程师
【中图分类号】G【文献标识码】a
【文章编号】0450-9889（2016）10C-0060-02
2010年6月23日，教育部在天津大学召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合有关部门和行业协（学）会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）。东北石油大学的过程装备与控制工程专业是部级和省级“卓越计划”试点专业，石油化工过程及装备是过程装备与控制工程系根据“卓越工程师”培养要求，对该专业课程进行调整和整合出的一门专业主干课程。本文试以东北石油大学为例，对石油化工过程及装备课程进行项目设计教学研究和探讨，以培养学生解决实际问题能力，并促进构建具有鲜明工程教育特色的卓越工程师培养体系，为进行专业认证奠定良好基础。
一、项目设计教学环节的意义
石油化工过程及装备是一门综合性、实践性较强、涉及知识面较广的课程。该课程既具有较强的理论性又紧贴工程实际，对学生毕业后从事设备专业及相关工作具有举足轻重的作用。为了提高课程教学质量，有必要引进项目设计教学环节。
项目设计教学环节是在学生掌握了有关基本知识和分析的基础上，在教师精心策划和指导下，根据教学目的和教学内容要求，运用实际案例设计，通过学生的独立思考和集体协作，提高学生自主学习的能力，培养其解决实际问题的能力。
石油化工过程及装备是过程装备与控制工程专业的核心课程，该专业培养模式以专业核心课程的学习为专业能力培养的基础。在石油化工过程及装备课程的教学过程中，通过项目设计的训练，可以使学生加深对课程主要知识点的理解和掌握，加深对核心知识点与典型设备设计之间的对应关系的掌握，从而以一个未来工程师的角色定位面对本专业课程知识的学习。
二、项目设计教学环节的实施措施
针对学生设计能力差、对课程中学习到的典型设备设计不会应用、理论联系实际能力差、绘图能力差等问题，为了解决问题，实现卓越工程师的培养目标，从2013年开始，东北石油大学过程装备与控制工程专业在石油化工过程及装备课程中增设了项目设计环节，注重培养学生对典型设备的设计思路与方法，它通过实际案例的设计，使学生深入理解典型设备设计的过程，更重要的是让学生掌握如何利用所学理论知识去解决工程实际问题。
（一）项目设计教学环节培训目标。石油化工过程及装备课程项目设计教学环节是配合学生在学习了有关设备类课程的基础理论和基本知识后，对基本技能的训练，培养学生设计能力和解决实际问题能力。通过本项目设计教学环节，使过程装备与控制工程卓越工程师教育培养试点专业的学生掌握过程装备中典型设备的工艺计算、结构设计和强度计算，以及工艺流程类图的阅读和绘制等。
（二）培训对象。石油化工过程及装备课程项目设计教学环节的典型过程设备包括换热器、塔设备和反应器。过程装备与控制工程专业3个班，90人，采用小组合作学习的方式，分成30组，每组3个人。30组对应30个设计题目，其中10个换热器题目，10个塔设备题目，10个反应器题目，每组3个人的部分设计参数不同。学生通过课下以完成大作业的形式进行项目设计，课上配比4个学时供教师与学生研讨，制订了详细的实施计划，规定每一个环节必须达到标准后才能进入下一个环节，更好地保障设计任务的完成。
（三）项目设计教学环节的内容。具体如下：
1.化工工艺图。为了促使学生熟练阅读工艺流程图、掌握工艺流程图的绘制原则，在这部分实训内容，需要每名学生绘制1张带控制点的工艺流程图并撰写工艺流程；绘制1张辅助管道系统图。
2.典型过程设备设计。完成一种典型过程设备的设计计算。以苯-甲苯连续精馏塔设计为例。
设计条件如下：在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含苯41%的苯、甲苯混合液，要求塔顶馏出液中含甲苯不大于4%，塔底釜液中含甲苯量不低于96%（以上均为质量分数）。苯、甲苯混合液处理量6t/h；泡点进料；操作回流比取为最小回流比的1.8倍；塔顶压强，4kpa（表压）；热源，低压饱和水蒸气；单板压降，不大于0.7Kpa。
设计步骤如下：（1）工艺计算。运用给定的工艺参数进行工艺计算，采用图解法求得理论塔板数，如图1所示，图解得nt=12-1=11（不含塔釜）。其中精馏段nt1=5块，提馏段nt2=6块块，第6块为加料板位置。并得到部分塔的操作工艺条件及相关数据。根据工艺计算数据，然后进行结构设计。（2）设备的结构设计。根据塔设备的常用结构，参考有关资料和规范确定塔的各零部件的结构类型和尺寸，并进行塔板上的流体力学验算，得到塔板负荷性能图。（3）设备的强度计算。根据规范和相关标准对设备进行强度、刚度、稳定性进行设计和校核计算。（4）撰写设计计算说明书及绘制设备的总装配图。通过前面的工艺计算、结构设计及强度校核，每名学生撰写一份设计计算说明书，并绘制相应设备的装配图。
图1苯-甲苯气液相平衡曲线及图解理论板层数
3.化工过程模拟软件的应用。利用化工流程模拟系统ChemCaD对塔的工艺参数和结构参数进行辅助设计和操作性能的验证。首先选择精馏单元的Shortcut模块，算出最小理论塔板数及相关数据，然后用SCDS模块依据此塔板数，计算出塔顶、塔底组分是否满足给定的工艺条件，得到相关数据，模拟得到塔顶苯的摩尔分率95.999998%满足要求，模拟得到塔板数为15块，进料板位置为第8块。最后采用了最优化方法中的灵敏度分析，以进料板位置为自变量，以再沸器负荷与回流质量流率为因变量，分别得到再沸器热负荷、回流质量流率随进料板位置变化的曲线，如图2、图3所示。由图2可看出，第10块塔板进料时，再沸器热负荷最小，第8块塔板到底11块塔板进料，热负荷变化较小。由图3可看出，第10块塔板进料时，回流量最小，第8块塔板到底11块塔板进料，回流量变化较小。通过对比，软件模拟和计算稍有差别，软件模拟对过程进行了优化，找到最优的进料板。
图2再沸器热负荷随进料板位置变化的曲线
图3回流质量流率随进料板位置变化的曲线
4.成绩组成。项目设计环节占石油化工过程及装备课程成绩的30%，这30%组成包括4个部分，化工制图部分占30%，工艺设计计算部分30%以及设备设计与制图部分占40%。
经过以上项目设计环节的训练，可以培养学生以下方面的能力：设计化工过程设备能力；绘制工艺流程图、设备装配图等化工制图的能力；应用化工流程模拟软件进行设备设计模拟与分析，学习优化设计，从而降低成本的能力。同时，由于采用小组学习的形式，每组学生的设计条件相近，经常在一起研究设计，因而也可以提升团队意识，培养吃苦耐劳的精神。
总之，项目设计教学环节使得学生从实际工程问题出发进行本专业课程知识的学习，激发学生对实际工程问题的兴趣，引导他们探索并掌握解决实际工程问题的途径与方法，也为学生从事石油石化设计工作打下基础，是高等工程教育的有利途径。
【参考文献】
[1]马云阔，杨文强.高校推进协同创新的问题与对策研究[J].国家教育行政学院学报，2015（7）
[2]庄哲民，沈民奋.基于CDio理念的1级项目设计与实践[J].高等工程教育研究学报，2008（6）
[3]颜志勇.基于项目设计与制作的《机械设计基础》教学设计[J].当代教育实践与教学研究，2016（6）
【基金项目】黑龙江省教育科学“十二五”规划2014年度课题“‘卓越计划’背景下石油化工过程及装备（卓）课程建设研究”（GBC1214004）；黑龙江省高等教育教学改革项目“基于‘卓越计划’的过程装备专业工程认证体系建设”（JG2014010652）；东北石油大学研究生教育教学改革研究项目“基于职业资格认证的全日制专业学位研究生培养模式改革”（JGXm_nepU_201401）
化工设备的设计篇8
关键词：非标自动化设备；创新设计
0绪言
自动化设备的应用帮助企业提高了生产效率和产品质量，也节约了企业的人力劳动人本，促进了企业从粗旷型向技术集约型的转变。然而，一些生产部门由于各种原因无法使用标准化自动化设备，为满足这些生产部门的需求，非标自动化设备开始得到应用。所谓非标自动化设备是指国家对设备没有明确的标准，设备按照实际的生产用途设计并制造。目前，非标自动化设备应用广泛，已经成为工业自动化发展中的重要助力。
1pLC控制器的特点介绍
pLC及相关设备的设计原则应满足“与工业控制系统为一个整体、方便功能扩展”，所有的电气控制系统的实现都是根据工艺要求，最终提高生产效率及产品质量。因此，在设计pLC控制系统时，应满足被控对象的基本要求，并对实际工作现场进行研究、收集资料，并实现设计人员与操作人员的密切配合，共同拟定可操作方案，对可能潜在的问题进行共同分析、共同解决。并在满足各方控制要求的前提下，考虑控制系统的简单性与经济性，方便后期的使用及维修，并确保电气控制的安全性、稳定性。
2非标自动化设备特点介绍
非标自动化设备设计和生产的主要目的是满足不能使用标准自动化设备的生产部门的生产需求，提高这些生产部门的生产效率和产品质量，更提高这些生产部门的生产安全性。与普通的机械自动化设备相比而言，在实际生产应用中，非标自动化设备有零件毛坯精度低且加工余量大的特点。当非标自动化设备应用到机床加工中时，还有生产效率较低的特点。非标自动化设备一般使用万能量具、通用的刀具、夹具以及一些方法技巧来达到一些产品要求的精度。
非标自动化设备十分注重设计的标准化、模块化以及简约化，在一定程度上来说，非标自动化设备属于定制型产品设备。通常，非标自动化设备均使用autoCaD、Solidworks、pro/e等三维设计软件来完成产品设计，可对零部件的体积、重量、重心位置等物理量进行量化生成，为后续的设计和加工提供可靠的数据支持。非标自动化设备根据三维的数字模型通过计算机自动生成二维结构图，一方面保证绘图的质量和效率，另一方面也保证二维结构图的尺寸准确。
3非标自动化设备创新设计探究
机械行业的发展无法像电子行业那么迅速，其中一个原因是，电子行业可以通过信息技术的提升而快速发展，机械行业的发展离不开机械原理的应用以及机械材料的提升。机械行业想要得到发展需要依靠工业电气化的辅助，将机械与电气、液压、气动进行有效地结合，加上新型材料的开发与应用，能给机械行业带来新的发展。
3.1提高非标自动化设备设计人员的业务水平
非标自动化设备是根据企业的生产需求来设计制造的，属于一种定制型生产设备；就是说在机械设备市场上，现有的设备无法达到企业生产使用时，就需要定制生产相应的设备。非标自动化设备没有标准的模版，需要依据生产场所和产品特性来进行独立设计。因此，设计非标自动化设备时，设计人员的业务水平非常关键。提升设计人员的业务水平，既能提高企业的满意度，也能提升设备的质量。设计人员根据自身的工作经验，结合专业知识，对非标自动化设备进行设计和细节优化，，并在设计过程中全场跟进，避免出现设计环节的疏忽，进而影响非标自动化设备的使用效率。
3.2使用Solidworks进行非标自动化设备的模块化设计
通过使用积木式设计方法，可以减少非标自动化设备的设计工作量，提高设备可靠性并降低设备生产制造成本。使用Solidworks对非标自动化设备进行设计，可以缩短设计的周期，降低设计工作的难度。如果企业对设备设计不满意或者出现设计失误，Solidworks技术也容易进行修图、改图。在设计非标自动化设备时，常常会反复使用诸如螺丝、轴等元件，通过使用Solidworks建立零部件库可以直接取用这些零部件，提高了设计工作的效率。而Solidworks的使用还能方便对设计图纸的存储以及完成各种视觉角度、效果的图纸输出。
3.3提升和优化非标自动化设备设计使用的材料
为保障设备的功能使用，在非标自动化设备设计中要重视提升设备使用的平衡性和协调性，选择优质材料，避免在设计中出现木桶效应。此外，非标自动化设备设计中也要考虑到材料成本问题。首先要选择能够保证设备在预定使用寿命内可以正常运作的重要零件，部分零件在允许范围内要能够保障设备的日常生产应用，其次要尽可能地降低零件的成本，多采用市场上常见的标准化零件，提升非标自动化设备的通用性。选择零部件时，要考虑零件的抗震动、冲击、耐高温、低温、高速、高负荷性能。在条件允许的情况下，要努力提高零件的生产工艺，节约零件加工成本，使实际使用的非标自动化设备能够更经济实用，节约企业的生产成本，进而提高企业的生产经济效益。
3.4提高设计的耐用性和易操作性
非标自动化设备的设计要紧贴生产需求，考虑到企业工人的使用、操作习惯，提升非标自动化设备的接受度、耐用性与易操作性。好的设计需要延续到后续的使用和维护上。因此，非标自动化设备设计时要重视设备在实际使用时的效果和一些可能出现的操作问题，开阔设计思路，设计易懂、易操作的操作洁面，提升使用工人和设备之间的交互性，避免出现设备设计完就被企业淘汰的尴尬情况，企业员工能够快速接受、使用非标自动化设备才能够提升企业的生产效率。此外，设计人员要编写详细的设备使用手册，帮助企业工人根据设备使用手册快速地熟悉设备的操作流程。
3.5整合设备的设计思路
当设计人员完成企业定制的非标自动化设备设计的初稿时，需要对设计稿进行优化，优化现有设计中设备所具有的功能以及其他的附加功能，综合考虑设备的应用需求，使设计的非标自动化设备具备更多的设备应用优势，进而提升设备在机械行业中实际生产应用的广泛性、可靠性、安全性，充分满足企业对非标自动化设备的要求。
4总结
基于非标自动化设备精度低、加工余量大、生产效率低的特点，要满足企业的生产需求，就必须对非标自动化设备进行创新设计。非标自动化设备的创新设计需要提升设计人员的业务水平，重视设备材料的选择和优化，利用Solidworks技术，整合设计思路，设计出能够提升企业经济效益的非标自动化设备。
参考文献
[1]赵建.非标自动化设备的特点与创新设计[J].河南科技，2012（18）：78-78.
化工设备的设计篇9
1.1各课程设计单独开展，之间缺乏必要的联系
以往课程设计的开展，分别在各课程结束时，作为一个总结性和综合性的教学环节来进行，不同学期、不同设计内容、不同课程间独立开展，导致相互之间缺乏必要的联系，学生进行的只是局部的训练，缺乏一个整体的概念。比如在化工原理课程设计时，学生对化工制图、材料、设备的强度计算、各设备元件的选择与设计及标准不是特别清晰，最后所得的工艺及工艺尺寸计算数据甚至被弃之一旁;而在化工设备课程设计时，则需要对化工工艺问题有一个整体把握，依据计算所得工艺参数及工艺尺寸来指导设备设计与选型，这些都要用到化工原理和化工工艺学的知识。
1.2各课程设计的时间安排较短，学生仓促而就
这四门课程作为化工类课程的重要组成，其教学内容繁重，在课程结束时留给课程设计的时间就显得极为有限。而每门课程设计对学生来说其工作量都是极大的，且对于化工类学生来说又都是极其重要的，是学以致用、理论结合工程实际的重要一环。在短短的1～2周的课程设计期间，教师首先要下达设计任务书(布置设计任务)，而后进行设计课程的专题指导和答疑工作。接着学生要查阅、搜集相关文献资料及实际工程信息，准备相关化工标准、手册以备随时查阅。设计期间学生要完成的工艺流程图和主设备图各一张、复杂设备的不同视图、若干零件图及一份详细的设计说明书(包括设计工艺核算、设备设计及各零件计算)。学生要在短期内完成这一系列任务，时间仓促，难以对设计内容整体把握和系统思考，对于设计细节考虑不周，导致略微改动已有图样的情况有之，原图照抄照搬情况亦有之，完全没有达到课程设计与实际结合的训练目的。
1.3独立课程设计内容单薄，系统综合性差
由于要考虑时间安排的限制，以往的课程设计会选取化工单元操作的一小部分作为设计任务，以达到任务量与时间安排的匹配。这往往影响了学生对于化工生产过程整体性与系统性的掌握，在设计过程中难免会“一叶障目不见泰山”，难以加强学生在化工生产基本原理、工艺流程设计、单元操作设备及核算方法等方面的综合素质。以上问题影响了实际教学效果的强化提高，难以达到化工课程设计学以致用、由理论入实际化工生产过程、培养创新型化工人才的目的。
2整合四门课程设计，设立化工专业综合课程设计的可行性
2.1设立化工专业综合课程的必要性
化工原理、化工设备、化工制图和化工工艺学作为化工专业的重要专业基础课程，其侧重点不同，但在实际设计中紧密联系。化工工艺学主要研究原料化学反应的过程和方法［4］，从化工热力学、动力学的角度分析反应原理、反应影响因素，据此确定其工艺条件;并据反应特点设计工艺流程。化工原理则是以单元操作为对象，讲述其能量传递、动量传递、物质传递的基本原理，以及其操作过程对管道、容器设备等的条件要求，为设计部门提供参考依据。这两门课讲述的是化工工艺方面的知识。化工设备课程的主要内容是介绍单元操作中所用设备及其设计过程［5］、设计方法，这些设备的结构、形式、尺寸直接决定了它们是否能达到工艺设计中所要求的条件参数。也就是说工艺设计以及工艺核算是化工设备设计的前提，化工设备设计又是保障工艺条件实现的基础，而化工制图是化工设备设计的直接手段。首先根据化工工艺学确定生产工艺，再由化工原理的知识进行选型论证后，经过工艺核算确定设备的型号，最后依据化工设备的知识并借助化工制图的手段拿出设备图。由此可看出，四门课程的紧密联系及其不可分割性，完成任何一个独立的课程设计都要交叉运用这四门课程所学知识，这就为整合四门课程设计提供了基础。
2.2时间安排集中，各科教师联合指导，避免短板，可极大提高教学实践效果
本校惯例，课程设计一般安排在每门课程结束之时，结课考试之前，时间短而分散，各科任课老师“各自为战”，如此仓促的开展课程设计其教学效果大打折扣。整合四门课程，设置化工综合课程设计后，时间可由原来的2周改为6周。课程设计时间大大延长，学生有充足的时间和精力来认真、从容、细致地对所学四门课程用课程设计的方式做一次有系统、有目的的大总结，避免了学生因时间紧而仓促开始草草收场的应付现象。整合开展化工类专业综合课程设计还便于四门课程教师开展协同教学、互补教学，弥补了化工原理、化工工艺老师对设备、制图方面的不足，化工设备、制图老师对工艺设计的生疏。在学生遇到问题时可及时有效地给予更专业、更全面的解答，极大的提高课程设计的效率和教学效果，真正地实现在课程设计实践中提高学生能力的目的。
2.3课程设计选题的针对性更强，学生课程设计训练的系统性更强
整合后，课程设计任务书的编写与下达可由四科教师共同讨论，综合考虑来完成。可以有目的的选取设计对象，对学生进行侧重训练;也可根据实际应用，灵活设置课题。在设计中引导学生深入思考，综合考量自己所做设计的可靠性、经济性和实际可行性。指导学生正确使用设计行业的规范和标准，准确查阅设计手册和资料。这可有效的避免以前课程设计选题的随意性与设计过程的不完整性，使学生在了解生产工艺流程的基础上，进行塔设备的设计和换热器(泵)选型，然后立即对该塔设备和换热器(泵)进行强度校核及图纸绘制，同时引入计算机编程、autoCaD等软件锻炼学生利用计算机解决问题的能力，使学生经历一次完整的化工单元操作设计的全过程，有机会将所学知识得以实际综合应用，为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实的实践基础，并使学生深刻理解化工原理课程的工程性、实践性和应用价值。
2.4可协调四门课程与其它课程的开设时间及授课内容的关联性
考虑到学生对课程知识的遗忘性，有必要协调四门课程的开设时间，将四门课程调整到同一个学期来开设，在该学期结束时统一时间开展课程设计，这对于化工专业的课程设置来说是完全可行的。在授课内容上，平时的授课中可有意强化课程间的联系，增强学生的综合思考意识。
3结语
化工设备的设计篇10
关键词：化学工艺；设计现状；对策
0引言
化工行业是劳动密集型的产业，工艺流程复杂，需要的技术含量高，保证化工生产的顺利完成，离不开以高水准的化工工艺为基础。化工工艺设计的核心环节，是以化学反应设计完成的，在进行化工工艺生产过程中，提高和完善化工工艺可以有效的减少生产实际过程中的安全事故，确保生产在安全、有序的环境下进行作业，同时为化工企业创造更多的经济效益，确保企业稳定持续的发展。
1化工工艺设计概述
化工生产的工作模式是在生产技术含量高、工作流程复杂、环境多变中进行的。生产的基础工作模式在有序中进行也是优秀的工艺设计中完成的，设计者根据资料和相关的科研成果进行编制，从而形成生产工作的一种模式，目前的化工工艺设计，数据获得的准确性要进行全面的研究总结来完成，确保编制的内容要满足预计的工作模式，一般的生产工艺模式，具有的普遍的特点：特殊性、复杂性、多样性。化工企业的工作量大，需要的设备多，同时管道复杂，作为构成化工生产的每一个环节都会对生产质量与生产安全起到很大的影响，因此重视每一个环节的生产，对于生产工艺中可能会出现的问题提前要进行研究分析，同时对生产的过程进行监督管理，也就是生产的过程中要有专门的质量监督人员在场，监督管理要根据化工工艺设计内容进行质量的评估和检测，形成一种系统化、完善化的管理模式，不过由于化工生产原料需要经过化学实验产生，产生的过程中会有很多的不稳定因素存在，管道的布局需要精细的操作，需要较高的技术水准才能确保化工工艺质量，不过有很多小型企业为了企业的自身利益和节约投资，可能会在设计环节不会完全按照相关的国家标准进行设计，这就极容易引起一些不必要的问题。
2化工工艺设计中的常见问题以措施
2.1安全危险问题
安全问题是每一个行业都要注意的问题，对于化工行业更是如此，由于行业本身要和各样的化学物质打交道，会出现各种不稳定的现象，因此，化工行业的安全性要求更高。在进行化工工艺设计中，高度的重视安全性，主要对化工工艺物料、工艺路线、化学反应装置、安全阀、管道等物理性质，要重视物料自身的稳定性，与其他物质反应的活性，物料本身是否具有燃烧和爆炸的特征，是否有毒等。对于工艺路线，就是要选择一条可以最大程度避免和减少危险物质含量的管道，化学反应装置时化学产物产生的仪器，在进行化学反应的过程中，会有很多危险的因素存在，因此，进行化工工艺设计的时候，一定要严格按照国家相关的法规以及规范进行设计，设计要全面的考虑到化工生产的每一个方面。强化化工工艺生产的安全控制工作，注意识别安全标志，一旦发现问题要及时的解决，将安全事故降至最低，实现质量与安全的统一。
2.2设备安装设计问题
在一些化工设备安装设计中发现存在的普遍现象就是对于设备安装设计的工作不够重视，还有设备安装设计人员经验不足，工作不认证，设备常常会返厂维修，这样不仅影响施工的进度，也对施工的质量造成影响。通过不断的累积经验提示我们，设备安装设计是作为化工工艺设计中的一部分存在的，而且设备的安装设计工作很重要，只是在实际中，很多设计人员都忽视了这个部分。设备的安装设计包括车间设备布置、设备支架和操作台设计、设备保温和刷漆、设备安装检修和吊装位置的设计、设备安装施工说明五个方面。在设备安装设计中，我们必须充分考虑设备安装检修的问题，例如，在设备布置时，应当充分考虑起吊的吊点位置，在设备布置中应当充分考虑水平运输主干线的净距，以保证所有设备都能运送至主干线。
3对未来化工工艺设计的展望
3.1化工工艺设计要体现低能耗
很多企业或是个人都会将能源的成本看做整体生产总体成本的重要部分，通过实践发现并不是在化工生产中，大部分人将能源成本看成是生产总成本中的一个重要组成部分，其实在实际化工生产过程中并非如此，将基础建设投资以及能量消耗这样两个方面的问题解决，就可以降低生产成本的同时还能提高生产效率，很多化工企业也在不断的去研究能量消耗和生产投资的控制之间如何平衡的关系，这也是化工工艺设计的关键。例如，将超临界流体应用于一些大型的分离装置上，在此之前已经通过对相关的资料进行了仔细的研究，对相关的数据也有了掌握，就会发现一些系统的能源费用比一些常用的技术要低，例如蒸馏、恒温共沸等。在化工工艺设计过程中降低能耗，是一个降低生产成本、提高生产效率的有效措施。
3.2化工工业设计要体现低的基建投资
一般来说，化工工艺改革更新需要很长时间才进行一次，作为密集型产业，改革一定是在化学研究上面有了很大的突破，会给生产带来更多的效益，工艺会得到很大的提高才会进行改革，如果不是这样的情况，那么就对现有的设备装置以及提高生产能力来进行提升。例如一些化工企业降低基础建设的投资通过优化工艺、较少设备尺寸等等。例如，Higee化工工艺设计，可以应用于蒸馏塔的改造，从而有效的提高了蒸馏效果，使得化工生产取得了良好的经济效益。
3.3化工工艺设计要体现环保意识
化工行业是一个高能耗的行业，对于环境会造成污染，近几年随着经济的不断发展，节能环保的概念开始成为人们关注的焦点，化工企业想要长久稳定的发展，必须要与时俱进，顺应时代的发展，在生产过程中，注意对原材料的回收利用，再生产过程中投入降低能耗的设备等一些列措施解决环境污染的问题，进行化工工艺的设计，优化设计内容，为的就是解决环境污染，还能保证生产效率，想要做到这两个方面，就要解决当前的生产装置，如何进行扩大和升级。优化化工工艺设计，同时要完善和改进设备生产装置。例如。为了减少废料的排放并且保护环境，在进行产品分离过程中要提高分离效果，化工工艺设计中提高环保意识，将原料的利用率最大化，同时提高反应速率和产品的转化率。
4结语
通过文章的分析可以看出，化工工艺设计是确保生产以及安全生产很重要的环节，因此，重视化工设计，完善设备安装设计，确保设计工艺，提高生产效率，从而创造更多的经济效益。
参考文献：