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城市文化景觀是城市發展中最具有活力的因素,它不僅是一個藝術問題、審美問題和文化問題,更是社會問題。它應在保持傳統文化特色和實現城市功能的基礎上,著力塑造城市整體形象和地域特色,重視自然景觀與文化景觀的協調統一。黨的十報告提出了建設社會主義文化強國的戰略任務,大力推動社會主義文化大發展大繁榮,增強國家文化整體實力和競爭力。隨著城市化進程的加快,河北省的城市景觀建設應從本地區中優秀的民族文化、歷史民俗中去尋找設計的靈感,體現本地居民的風俗習慣和民族特色,將本地自然美感和人文風俗相結合,設計出具有地域文化特色的現代城市文化景觀。
快速發展中的河北,有著值得驕傲的歷史傳統和極其厚重的文化積淀。例如,秦皇島的山海關、張家口的大境門、唐山的皮影等都是人們耳熟能詳的歷史民俗文化。在城市公共藝術景觀建設過程中,應緊緊抓住這些本地特色文化來做文章,將地域文化融入城市景觀建設中去,將本地自然美感和人文風俗相結合,設計出具有地域文化特色的現代城市文化景觀。在發掘和保護歷史文化的基礎上,探索和繼承其中蘊含的自然觀念和人文精神,加強景觀建設中地域文化內涵。這對于推動城市文化景觀藝術建設,提高城市文化內涵和人們的精神生活品質,保護與弘揚燕趙地方文化、實現建設文化大省戰略目標等方面都有著重大意義。
那么,我們如何在進行現代化城市建設的同時,又不失掉原有城市的地域文化特色,對現代城市文化景觀建設進行合理表達呢?
第一,要尊重地域自然風俗和文化。
對于任何一個景觀設計,都應該尊重當地自然地貌的獨有特性,了解當地人的生活方式。在景觀作品創作之初應做好調研工作,找到作品與公眾情感的切入口,充分尊重地域特色及大眾需要。可以說河北地區的歷史文化是各民族大融合的積淀,這在全國各區域中應該是最高的。但各個地區風俗民情還是有很大的區別,俗話說“十里不同風,百里不同俗”。民俗文化是我們祖先留下的寶貴遺產,它反映了我國各民族幾千年來的傳統習慣、文化風尚和道德觀念。如滄州的“正月十六溜百病”,是滄州及附近地區特有的一種風俗,每年農歷正月十六的晚上,滄州城內大人、孩子紛紛走出家門溜達,企盼一年的好身體、好運氣。還有保定老調,它作為一個特有的戲曲劇種,有著強烈的地方色彩和濃郁的鄉土氣息。它的唱腔質樸健朗,高亢而又清婉,是當地群眾經常哼唱的曲調,所以民間曾有“做飯離不開鍋灶,聽戲離不開老調”之說。因此,在這個多民族、多文化大融合背景條件下,設計者在建設過程中盡量多傾聽當地居民的意見,注重公眾的參與和溝通,注重當地的風土人情。因為這些景觀是為這個城市、為他們而設計的,一件成功的設計應該同時也是當地人民滿意的作品,只有這樣才能創造出地域化和自然景觀相和諧的創造性設計作品。
第二,對地域文化遺跡的修繕和保護。
優秀的歷史遺跡是環境中寶貴的精神資源,要充分珍惜、保護,以實現地域文化特征的延續性。而對于文化古跡的保護,應有針對性地根據遺跡的類型采用不同的保護和修繕方式。特別是那些標志性景觀建筑和文物古跡的古城墻、古橋、古寺廟等,它們都是城市的記憶,是城市歷史的延續,有著豐富的歷史文化內涵。例如石家莊的大佛寺、曲陽的北岳廟、承德的避暑山莊及外八廟等,這些歷史文化景觀都給人以良好的視覺享受和人文美感。
但是我們也看到,很多優秀的文化古跡并沒有受到相關部門的高度重視,而缺乏相應的修繕和保護,在日新月異的城鄉建設中淪為新陳代謝的犧牲品。如張家口的堡子里,可以說是張家口市區的“原點”與“根”,是全國大中城市中保存最為完整的明清建筑城堡之一,堪稱北方民居博物館。盡管如此,具有重要歷史文化價值的堡子里卻一直難為外人所知。而且,古城的許多建筑多陳舊甚至破敗,建筑內部損壞嚴重,甚至已成為危險建筑。許多建筑中的居民也缺乏保護意識,使得周圍環境嘈雜、無序,這都展示著這座古城的沒落與衰敗。這種情況在河北省還有很多,相關部門應加大力度對其修繕和保護,使優秀的歷史文化遺跡得到更好傳承與弘揚;并且,還要更廣泛地進行宣傳和教育,在全省形成保護優秀文化遺跡的文化自覺。
第三,實現文化元素在景觀設計中的優化應用。
文化景觀的建設必須以地域文化元素為載體,通過文化元素的所承載的信息使優秀傳統文化得以延續,在物質和精神層次上美化城市生活。在景觀設計中應用文化元素主要有直接、間接兩種方式。
首先,文化元素的直接應用。作品本身就是以特有文化元素形式出現的,包括歷史人物、民俗故事、神話傳說等文化元素再現。如石家莊華北烈士陵園內的《沖鋒陷陣》雕像和解放紀念碑廣場內的《解放者》雕像等就是對歷史文化人物的直接引用,非常直觀地表現英雄人物不朽的功績和可歌可泣的革命精神。還有邯鄲的“邯鄲學步”“胡服騎射”等景觀雕塑采取傳統與現代的藝術手法,直接再現了歷史人物形象和場景。這種表現手法是當前文化景觀建設中應用最為普遍的。在一些景觀建筑上也同樣有直接應用傳統園林中的造型元素的例子,使空間具有一定的傳統意象效果。例如把古代園林建筑中的亭,古建上的斗拱、柱式或者園林中的山石造型等元素應用在現代景觀建設中。
其次,對文化元素的間接運用。并非所有的設計中的元素符號都是直觀的,相反,許多設計也以含蓄的方式傳達信息,而文化元素所蘊含的精神和內涵則沉淀在形式的背后。(轉第頁)
(接第頁)如將傳統的亭子、廊架結構等造型用現代技術材料重新演繹;在景觀雕塑或者建筑構件中融入民間剪紙、皮影等文化符號。
第四,加強文化景觀規劃的可持續性。
發展城市文化、促進人與自然的和諧發展,這就需要在文化景觀規劃建設時,大力提倡可持續發展觀。但是,目前河北省的部分城市文化景觀規劃缺乏發展的可持續性。經常會出現文化景觀要么過于集中,要么又過于分散;文化景觀建設多以雕塑形式出現,形式單一。如廊坊的“文化藝術園”,文化景觀建設就過于密集,而在該城市的其他區域卻很少看到具有地方特色的文化景觀建設。景觀設計多以雕塑形式出現,壁畫、文化景觀建筑稀少。因此,城市文化景觀規劃要帶有地域特征,并且適合城市的可持續發展要求。因為,每個城市應該有自己的地域特色、時代特色、環境特色,經過整體合理規劃的城市,本身就是一座獨具匠心的藝術品。因此,將可持續發展的規劃思想應用在文化景觀規劃領域,建立區域景觀規劃的可持續發展模式,對于創造有地方特色的城市風格,保護自然環境和傳統文化延續有著長遠的戰略意義。
第五,文化景觀建設應融入城市生活,體現以人為本。
城市地域文化景觀與城市建筑相互依存、相互彌補,不僅體現在形式美和視覺構圖方面,還需進一步考慮城市景觀建設如何真正貼近、融入市民的日常生活和對環境的各種影響等許多方面。如賦予城市文化景觀適當的使用功能,拓展景觀與人的交流渠道,或對某些城市設施和建筑部件進行藝術化處理,突破景觀只能被欣賞和瞻仰而不許接近的單一模式,盡可能滿足市民接近藝術品的需求,體現以人為本的設計原則。
總而言之,以黨的十精神為指引,推動城市文化建設繁榮發展。河北省的城市文化景觀建設,只有植根于地域文化的沃土中,才可能具有“此區別于彼”的獨特面貌;只有具有鮮明的地域審美特征,景觀才有生命力,從而散發出公共藝術的獨特魅力。只有順應了人們的民族文化習俗,才能被人們所接受和喜愛,才能使得城市景觀凝聚成城市歷史文化的一部分,使它成為城市地域文化的結晶,供城市中的人們享用和欣賞。正如北京林業大學教授朱建寧所說:“充分了解本土的自然景觀和歷史文脈,營造既符合國際一體化潮流又具有本土特性的景觀作品,才是現代城市景觀設計的發展方向”。
(注:本文為河北省教育廳高等學校社科研究2013年度一般項目,項目編號:SZ135021)
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主管單位:中國石油化工集團公司
主辦單位:北京石油化工學院
出版周期:季刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1008-2565
國內刊號:11-3981/TE
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發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1993
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0 前言
在石油化工行業,設備的腐蝕一直是影響生產裝置正常運行的重要問題。由于石油化工工藝形成的特殊工況條件,設備承受著高溫、高壓下腐蝕性介質的侵蝕,尤其是近年來原油含硫高、酸值高的趨勢,原油性質的劣化更加重了石油化工裝置設備的腐蝕。因此,采取有效的防護措施來解決石油化工生產中的設備腐蝕問題,石油工業生產中原油內含硫物質的增多,氫損傷對石油化工設備的破壞越來越嚴重,實現生產安全與設備長周期運行,防止濕硫化氫應力腐蝕的是設備防腐的重中之重。人們為提高鋼材防腐品質進行了大量研究和開發. 但迄今為止,在世界范圍內,還沒有一種鋼在硫化氫環境中對硫化氫應力腐蝕是完全免疫的. 應力腐蝕不同于一般性腐蝕而引起的機械破損,也不是使設備大面積減薄,而是在設備的某一局部區域產生,其破壞過程遵循下述規律:潛伏期――裂紋出現期――裂紋擴展期――直至斷裂,這種破壞帶有較大的突然性,較難預測。應力腐蝕的產生,必須具備以下條件:
(1)存在腐蝕環境:介質中含有液相水和H2S,且H2S濃度越高,應力腐蝕引起的破裂傾向越大;H2S應力腐蝕破裂一般只發生在酸性溶液中,pH
(2)結構材料中(管壁及其焊縫、接頭等)必須存在應力。
(3)材料同腐蝕環境的相互搭配,如濕H2S對高強度鋼的應力腐蝕。
1 H2S對設備的應力腐蝕
我國油氣資源多數具有高硫、高H2S 的特征,一些油氣的H2S 含量在1.2-7.8g/m3,還含有CO2在1.25-4.57g/m3,設備運行中主要的破壞是氫致開裂和H2S應力腐蝕斷裂,這是兩種最基本的“氫脆”形式 在酸性環境中,腐蝕的產生往往伴隨有原子氫,當陰極反應是析氫反應時,可以用這個現象來測量腐蝕速度。此外,陰極反應產生的氫本身能引起生產設備的破壞,析氫產生的問題包括氫脆、應力破裂和氫鼓泡,在集輸管線以及某些化工過程裝置會發生這類問題。
1.1 關于氫致開裂(HIC)
管線用鋼在含有H2S、CO2及水份的油氣環境中,因H2S 解離和H2CO3腐蝕而產生的氫,侵入鋼內并在非金屬夾雜物和偏析帶聚集,從而形成氫致鼓泡,以致開裂。這種氫脆形式通常出現在中低等級強度的管線中,開裂方向平行于管面。大量的研究表明,影響因素包括環境因素和材料因素,在環境因素中,H2S分壓是最為重要的,并受碳酸根和氯離子等介質的pH 值制約。在材料因素中,主要是碳含量,硫、磷的偏析以及非金屬夾雜物、組織類型。將鋼中Mn 含量控制在最低水平上,降低鋼中形成夾雜物的硫、氧含量,并有效控制夾雜物的形狀。
1.2 H2S應力腐蝕斷裂(SSCC)
H2S在水溶液中離解為S2-和H+,陽極反應放出的電子被陰極反應的H+所吸收,析出氫在鋼的夾雜物、偏析帶、位錯及其它預先存在的缺陷處富集、形成氫分子,在外應力的作用下發生開裂,這種斷裂的形式與氫致開裂有共同點,也有不同的地方,需要具備三個基本條件,足夠的氫分壓,一定的應力狀態、以及敏感的金相組織(微觀精細結構),因此SSCC 破壞還具有開裂方向垂直于管面并有遲延的特征。
2 預防措施
2.1 合理選材
H2S應力腐蝕破裂與材料的強度、硬度、化學成分及金相組織有密切關系。
2.1.1 強度與硬度
隨著材料的強度提高,應力腐蝕破裂的敏感性也在提高,材料強度級別越高越容易發生破裂,除了強度外,硬度也是重要因素,并且存在著不發生破裂的極限硬度值。實踐證明,當材料的HB≤235(HRC≤22,HV10≤247),采用含Mn量在1.65%以下碳素結構鋼及低合金高強度鋼制管線,經焊后消除應力熱處理后,一般不易發生H2S應力腐蝕破壞。
2.1.2 化學成分
對應力腐蝕裂紋的產生而言, Ni、Mn、Si、S、P等屬于有害元素,在管道選材時要限制其含量。元素Ni容易同H2S水溶液生成一種特殊的硫化物,該硫化物組織疏松,極易使氫滲透而出現裂紋,一般控制在0.5%以下使用;Mn、Si元素含量偏高時,焊縫及熱影響區的硬度偏高,同時Si元素易偏析于晶粒邊界,會助長晶間裂紋的形成。元素S、P易形成非金屬夾雜物,容易引起層狀撕裂裂紋和焊道尾部裂紋,上述裂紋同應力腐蝕裂紋相重合后能加速裂紋擴展。
Cr、Mo、Ti、B等是防止H2S應力腐蝕有益的元素,鋼中加入少量的Cr、Mo元素能起到細化晶粒的作用,Mo元素在調質或正火鋼板的熱處理中能生成碳化物,防止有害元素Si、P的晶間偏析,元素V、Ti、B可以提高鋼材的相變點溫度,提高鋼板的淬透性,易于形成晶粒細化的回火馬氏體組織。HGJ15-89中規定:在濕H2S應力腐蝕環境中使用的油氣管道用碳鋼及低合金鋼(包括焊接接頭)的化學成分應符合下列要求:(1)母材;Mn≤1.65%,Ni≤1%(盡可能不含),Si≤1.0%;(2)焊縫金屬:C≤0.15%,Mn≤1.6%,Si≤1.0%,Ni≤1.0%(盡可能不含)。
2.2 降低焊縫及熱影響區的硬度,減少殼體及焊縫區的殘余應力,能有效防止應力腐蝕裂紋
降低焊縫區的硬度首先要從焊接開始,除了焊前預熱外,應適當加大管道上上環焊縫的焊接線能量,因為線能量增大,降低焊縫區冷卻速度和硬度,穩定金相組織。近幾年來對許多在H2S應力腐蝕管道檢查中發現環焊縫附近(氣相區)出現的裂紋,多數是由于輸入線能量小,冷卻速度快而引起硬度增加所至,同時,由于該處殼壁吸附的水蒸汽凝聚成水珠,同H2S氣體進行電化學反應,大量的氫存在,又加速了該部位裂紋的擴展。
2.3 降低介質的腐蝕性
為控制油氣中的H2S含量,生產企業應按照有關質量標準的規定,研制并制定新的脫硫、脫水工藝,最大限度的減少硫化氫含量。使硫化氫分壓小于0.00035 Mp,提高介質的堿度以減少吸氫量和減緩腐蝕速率,或加緩蝕劑也可延緩其腐蝕速率。
【參考文獻】
石油化工建設與生產過程中常因工程變動及相關需要而進行設計變更,這種設計變更主要包括兩類:一種是針對工程項目進行設計變更,如改、擴建變更等,另一種是對運行投產現狀進行變更。設計變更對工程建設有多方面影響,包括對工程進度、成本、安全等都有直接關聯作用。本文將針對石化設計變更展開分析。
一、石化設計變更的重要性
(一)工程建設變更
在工程施工過程中由于一些因素可能產生工程變更。為此,需要進行變更設計,以此完成對工程的有效開展。工程變更的內容包括多個方面,包括對合同、方案等的修繕與完成。工程建設的復雜程度造成了項目施工的諸多不可預見性,為此可能在建設過程中發生變更。
(二)生產運行變更
生產運行變更多發生在項目建設生產階段,此過程中由于工藝與技術水平問題可能出現局部變更。機械設備等的變更或是設備與技術之間無法匹配等都需進行變更設計。總之生產運行變更會令生產階段的相關工序技術與設備發生變化。
二、設計變更產生的主要原因
設計變更產生的主要原因有設計自身原因:設計漏項、錯誤和改進;非設計原因:業主或監理要求、業主采購訂貨、上級部門提出的要求或設計條件發生變化等。
(一)設計自身原因
設計漏項,如:某裝置采樣器新增循環水地管、氣封冷卻器循環水管修改。設計錯誤,如:某裝置鋼框架2.5m-33.4m斜梯位置調整;催化劑加料間屋面抬高。設計改進,如:某裝置管道與樓梯間斜撐相碰;修改消防水閥門井。
(二)非設計原因
業主要求,如:某裝置新增輕柴油回煉設施;設置增產汽油、航煤措施;板式換熱器入口增加過濾器;加熱爐風道增加人孔;分餾爐增設在線切出流程;新增隔離液充灌站等。業主負責的采購訂貨,如:某裝置壓縮機干氣密封電加熱器增加控制柜,修改電源和控制方式;某單元配電設備布置調整;到貨壓縮機水站與圖紙開口不符;兩相流空預器控制流程中部分儀表未帶需增補等。專利商等提出新要求或設計條件變化,如:引進技術專利,外方在現場檢查報告中要求設計完善內容等。
三、設計變更產生的影響分析
工程變更屬于工程施工風險,變更管理從本質上看屬于工程施工風險管理。風險問題在HSE目標的實現過程中產生十分重要的作用。風險形成會造成事故,進而引起人員傷亡與經濟環境的破壞。為此,在工程施工階段提升風險控制意識已成為當前社會各界的一種共識,石油化工廠建設及生產等方面的變更管理控制更加重要。
現結合實例進行分析,某項目進行人工挖孔樁施工,相關生產單位進行設計變更,預計K5孔要進一步挖深7m,過程中發生坍塌,造成孔下3人被埋,并在淤泥中窒息死亡。根據設計要求,該工程下部需采用逆作法施工,通過人工挖地下樁實現成孔,并采用混凝土護臂定型方式支護澆筑。基于明確的人工挖孔要求,在開挖深度達1m時效果最好,隨后每多挖0.9~1m左右就需進行鋼筋混凝土澆筑。為確保施工安全采用鋼護筒進行保護。施工單位在施工時,對設計方案自行調整。將方案中應用混凝土護臂澆筑定型部分換做竹篾護臂,造成施工中坍塌事故出現。從發生事故的結果看,施工單位在施工過程中將施工內容進行變更,是造成事故發生的最主要也是最直接原因。從管理的角度看,施工單位進行工程變更,未得到設計單位及業主與監理部門的批準。施工單位單方面的設計變更,并未對變更部分進行危害評估,未形成有效的控制風險措施。與此同時,施工單位相關現場管理人員針對施工中存在問題也沒有及時遏制;施工技術交底時,沒有將現場情況進行明確,相關安全員及現場管理人員對作業人員工作當中不安全因素未能糾正與監理。屬于制止違章不力,是此次事故的另一重要原因。當然,建設單位未對設計、施工、監理等單位提出建立、實施HSE管理體系要求,自身對該工程項目的變更沒有及時進行監管,也負有不可推卸的管理責任。
需確保生產運行變更的安全性。1974年英國一家己內酰胺工廠發生因一臺反應器設備腐蝕,改流程用一條500mm管道臨時跨接。檢維修人員未進行管系計算也沒找到原設計所需的管材,焊接后直接投入生產,在多次出現環已烷泄漏后最終發生了重大爆炸。這次事件造成了28人死亡,造成了嚴重的經濟損失和社會影響。
四、石化設計變更管理
在石化設計變更中,無論是工程項目設計變更還是生產運行設計變更,都要做好變更方案制定,在工藝方案中保證石化裝置正常運行。提高石化項目設計質量,實現設計與投資經濟效率提升,需加強設計變更管理。要依據設計變更相關管理程序,對設計變更提出相應要求;同時應闡明設計變更原因,例如工藝流程改變及產品質量方面的影響等。需要對設備選型與更改等方面進行闡述。項目變更要有歸口負責管理部門,嚴格按設計變更管理程序和審批制度控制設計變更,嚴格按照一般設計變更或重大設計變更、設計原因變更或非設計原因變更進行分級審查確認,確保符合工程設計規范和工程設計統一規定、各階段設計審查批復內容。
對設計過程中產生的漏項、錯誤等情況,需對原設計進行變更,以實現工程設計質量管理。通過設計單位質量體系的執行、設計自查和復查、業主組織審查、設計過程質量巡檢和設計成品質量檢查等手段,盡量減少設計原因變更。
業主與監理單位等都需要對施工質量負責,此過程中一旦發生變化或因施工條件等問題造成非設計原因的變更,也需根據實際進行技術變更。要嚴格按照相關制度和管理規定的審批程序執行,嚴格控制設計變更數量,防止投資浪費。
工程建設過程中發生一定數額且影響工期的變更應按照審批程序歸口管理。重大設計變更造成工程費用大幅增減的、超出設計審批內容、涉及總圖布置、建設規模、工程范圍、工藝路線、關鍵設備及主要材料變化的設計變更,要嚴格按照相關制度及管理規定的審批程序,經由相關部門的聯合會簽審核后最終形成專門文件上報審批。
結束語:
綜上所述,石油化工設計變更對工程造成的影響是多方面的,無論從工程進度、施工現狀看,還是從工程安全、生產運行看,都有著直接關聯性影響。在今后石化工程設計變更中,要加強對設計變更的管理和控制,各部門人員要統一研究和分析,在設計變更前要做好相關變更知識了解,以保證變更對工程發展影響的有效控制,促進石化產業長遠發展。
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中國石油大學(北京)化學工程與工藝專業(化工專業)以石油、天然氣、煤炭等化石能源的加工利用為背景進行人才培養,滿足國家能源化工發展重大戰略對專業人才的需求,是教育部特色專業和綜合改革試點專業。經過多年的建設和發展,我校化工專業具有鮮明的石油石化特色,主要體現在以下幾個方面:1.石油加工類專業課程的開設,包括“石油加工工程I”、“石油加工工程II”與“有機化工工藝”3門專業限選課,“近代煉油技術”專業選修課,以及40學時的“石油加工工程實驗”必修課;2.在國有大型石化企業設立了實習實踐基地,以此為依托開展專業認識實習與生產實習;3.絕大多數專業教師有著良好的石油實踐背景,不僅講課案例多與石油有關,而且為學生提供的畢業論文(設計)題目以及大學生課外科研訓練題目也多與石油相關;4.學生就業去向主要是石油石化企業以及與此相關的單位。
學生工程實踐能力的培養是工科專業人才培養的核心。我校化工專業學生的工程實踐能力主要通過實驗、實習、設計、科研訓練、畢業論文(設計)等環節進行培養,其中在專業實驗與實習方面進行了培養模式的探索與嘗試,取得了良好的效果。
一、項目導向的研究式專業綜合實驗模式
實驗是培養學生動手操作能力的重要途徑。石油加工工程實驗是我校化工專業的重要專業實驗課程,為了更好地培養學生的工程研究與實踐能力,創新了實驗教學模式,優化了實驗教學內容。石油加工工程實驗的開設以項目研究為導向,主要內容包括30學時的油品綜合評價實驗和10學時的中試演示試驗,在培養學生動手操作能力的同時,注重培養學生的科研能力、協作意識與表達交流能力。
油品綜合評價實驗以原油評價為核心,先通過對原油的實沸點蒸餾切割得到汽油、煤油、柴油、減壓餾分和減壓渣油等不同餾分油,然后讓學生分組完成各個餾分油的性質測試,最后小組內部匯總各位同學的測試數據,撰寫綜合實驗報告,提出原油的可行加工方案,并答辯匯報。[1]通過這一研究式綜合實驗,使學生掌握了原油蒸餾和餾分油性質測試的基本方法,模擬了石化企業對原油評價的整個研究過程,體會了石油煉制工業過程的內涵,學會了針對原油性質確定合適的加工方案,不僅學習鞏固了基本知識和操作技能,同時培養了學生團隊協作的精神,并通過最后的答辯環節培養學生的表達交流能力。
中試演示試驗依托重質油國家重點實驗室強大的科研平臺和化學工程學院中試科研基地而開設,主要內容涉及原油的二次加工過程,包括渣油溶劑脫瀝青、多功能提升管催化裂化、固定床催化加氫、碳四烷基化以及冷模流態化。學生分組參加中試演示試驗,指導教師結合課堂所學理論知識講解各中試裝置的用途、原理、特點、工藝流程以及相應技術的工業應用狀況等,并進行現場提問與討論。通過中試試驗的訓練,引導學生了解了石油化工工藝發展的最新動態,培養了學生的工程放大意識以及將理論應用于實踐的能力,并激發了學生的科研和實踐熱情。
二、“校內―校外―校內”的三段式實習模式
實習是工科專業工程實踐教學的重要環節,是將學生所學的基礎理論知識、專業知識和實際應用相結合的實踐過程,是深化課堂教學效果的關鍵途徑。我校化工專業的實習環節包括金工實習、認識實習和生產實習三部分。其中認識實習和生產實習分別在大二暑假和大三暑假進行,主要依托校外實習實踐基地來開展。但是目前大型石化企業的自動化和技術集成程度越來越高,在企業“安全第一”的要求下,學生幾乎失去了動手操作的機會,在企業現場的實習“只能看,不能動”,致使實習效果不佳。
為解決上述問題,提高認識實習和生產實習的教學質量,學校在校內建設了學生可以動手操作的實踐基地,包括設備拆裝實驗室和煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,并在此基礎上提出并實踐了“校內―校外―校內”的三段式實習模式。學生首先在校內實習相關的理論知識,然后到校外實習基地(煉油企業)進行現場實習,最后回到校內實踐基地進行操作訓練。
(一)認識實習
認識實習的主要目的是讓學生初步了解煉油企業,對企業、生產車間、生產裝置有個初步的印象和概念,簡單了解主要的煉油工藝過程、原油及石油產品,掌握加熱爐、換熱器、蒸餾塔、反應器、泵、風機、壓縮機、管道、閥門等常見單元設備的工作原理、結構特點、主要用途等,并為《化工原理》、《化學反應工程》等后續課程的學習奠定良好的基礎。
認識實共2周時間,首先在校內花約2天時間學習加熱爐、換熱器、蒸餾塔、反應器、機泵等常見單元設備的工作原理、結構特點及主要用途。然后到校外實習基地進行一周的現場實習,主要是在煉油廠參觀典型化工設備,如泵、風機、換熱器、過濾機、精餾塔、反應器等,請企業技術人員講解設備的操作、維護與保養。另外,簡單了解石化企業對原油的加工流程、典型加工過程,如常減壓、催化裂化、加氫、重整裝置等。通過現場學習,使學生對石化企業單元過程設備以及由其組成的工藝過程有初步的感性認識,為專業課程的學習奠定基礎。最后回到校內的設備拆裝實驗室,結合所學理論知識和現場的參觀實習,對照圖紙進行設備拆裝實習,了解化工設備內部的實際結構及特點,如蒸餾塔的塔盤及裝填方式,壓縮機活塞、進氣閥和排氣閥、離心泵的軸承座等的機械密封結構,安全閥和控制閥的執行機構的特點等。通過拆裝實習,學生對設備的內部結構及工作原理有了直觀和深入的理解。
(二)生產實習
我校化工專業生產實習的主要目的是讓學生進一步了解煉油企業的生產過程,熟悉原油特點、實際加工方案及主要加工過程的工藝流程,了解或掌握某一生產車間的原料與產品、工藝流程與原理、產品質量控制指標與控制方法,加深理解主要工藝設備的結構、原理和操作,培養學生的安全與環保意識和工程實踐能力,并為《石油加工工程》、《有機化工工藝》和《近代煉油技術》等后續課程的學習奠定基礎。
生產實共4周時間,具體實施步驟如圖1所示。首先結合煉油企業的具體實習車間,在校內用兩三天時間學習原油加工方案與主要工藝過程的原料、產品、工藝流程、操作參數等理論知識。然后到校外實習基地進行兩周的現場實習,并采用“集中-分散-考核-集中”的現場學習模式。[2]第一個“集中”是指學生進入企業后,請企業培訓人員向學生集中介紹企業概況、車間概況、安全與環保規范及案例等,并到石油化工安全實訓基地接受與企業員工類似的安全培訓。“分散”指的是將學生分配到具體的車間進行崗位實習,熟悉學習車間的生產原理、工藝流程、原料處理、產品精制及用途、裝置特點及作用、工藝操控、事故處理方案等。“考核”是指崗位實習一段時間后,由指導教師逐一對學生的掌握情況進行現場考核。最后一個“集中”是指現場實習結束前一兩天,由指導教師分組帶領學生對企業進行參觀學習,讓學生對各車間以及其之間的聯系有一個宏觀的了解。通過現場實習,培養學生的生產安全與環保意識,了解石化企業的實際生產過程、生產車間與崗位的工作環境與規范要求,熟悉工藝過程與生產原理。最后回到校內的煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,進一步學習主要煉油工藝過程的原理、流程,特別是產品收率與質量調控方法,并進行操作模擬,了解裝置的開停工操作,掌握工藝參數調整對產品收率與質量的影響規律、生產事故的排查與處理方法。通過仿真實踐環節,解決了現場實習“能看不能動”的缺陷,培養了學生的工程運行能力。與此同時,學生要完成生產實習報告和仿真培訓報告,按照標準繪制現場實習車間與仿真單元的詳細工藝流程圖。
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圖1 生產實習實施步驟示意圖
三、校內外實踐基地的建設
實踐基地是開展工程實踐教學的載體,在一定程度上決定了實習質量與效果,因此需要加強實驗室與校內外實踐基地的建設。[3]為更好地實踐三段式實習模式,我校在校內建設了設備拆裝實驗室和煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,并在燕山石化、華北石化、石家莊煉油廠等建立了穩定的實習基地,與燕山石化共同建設了國家級石油化工安全實訓基地。
(一)設備拆裝實驗室
設備是拆裝實驗室的主體。為此,從石化企業引入了一批典型設備,如換熱器、壓縮機、熱油泵(單級與多級)、計量泵、螺桿泵、控制閥、安全閥等設備;專業教師提供了不同類型的蒸餾塔盤;設計建造了加熱爐、往復泵、軸流泵、蒸餾塔、反應器等有機玻璃動態演示模型。
(二)煉油化工與自動化仿真實踐教學基地
在廣泛調研的基礎上,學校于2010年建成了煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,包括煉油化工過程的仿真培訓系統和催化裂化半實物工藝流程仿真系統兩部分。
煉油化工過程的仿真培訓系統基于霍尼韋爾先進的ePKS(即Experion過程知識系統)DCS控制系統及Unisim模擬平臺。該系統與目前石油石化企業仿真培訓系統一致,與企業保持技術零距離。該系統由兩部分構成:第一部分包括一套ePKS DCS控制系統;第二部分包括5套Unisim仿真模擬系統和5個標準工藝模型(常減壓CDU、連續重整CCR、柴油加氫DHDS、加氫裂化HCU、催化裂化FCCU),其中催化裂化FCCU模型為定制開發,與所建設的半實物工藝流程仿真裝置匹配。
催化裂化半實物工藝流程仿真系統按照真實煉油廠催化裂化裝置進行8:1比例縮小建設,包括反應再生設備、塔、壓縮機、機泵、換熱器、空冷器等設備構件,體現提升管反應、兩段再生、外取熱、原料摻渣油、小回煉、催化裂化產物分離、液化氣生產、汽油處理和穩定等過程的特點。裝置內不運行實際物料,部分重要輸入輸出數據與真實DCS相連接,以DCS控制系統為中心,獲取操作員仿真培訓系統中催化裂化五套標準工藝模型的數據,反應―再生和分餾系統的重要數據在實物裝置上顯示,重要閥位數據可現場顯示和調節雙向傳送。
(三)石油化工安全實訓基地
石油化工安全實訓基地是我校與燕山石化按照“優勢互補、互利共贏”的原則共同建立的。在基地的規劃與建設過程中,充分利用了燕山石化公司的設備、人力、場地、師資條件,并融入學校在安全方面的研究成果,提高了實訓基地的技術水平。該實訓基地是北京市校外人才培養基地和國家工程實踐教育中心的重要組成部分。
安全實訓基地位于燕山石化教育培訓中心,包括基本安全技能實訓室、現場安全操作和安全管理技能實訓室、提高型安全實訓室三部分。基本安全技能實訓室包括個人防護基本技能實訓室、搶險救護基本技能實訓室、安全監測技能實訓室、公用工程現場模擬實訓室、危險品標識實訓室五部分。現場安全操作和安全管理技能實訓室包括電氣安全實訓室、危險化學品物性測試實訓室、現場直接作業環節安全管理技能實訓室、應急救援能力實訓室、事故模式預測實訓室。提高型安全實訓室包括人機工程安全實訓室、設備危險性預測實訓室、綜合現場管理實訓室。
四、結束語
實踐教學是培養工科專業大學生的重要教學環節,伴隨我國高等教育對工程教育的重視,近年來各高校紛紛強化工科專業大學生工程實踐能力的培養。工程實踐教育的實施需要依托有良好的實驗室和實踐基地,更要有可行的實踐教學模式。中國石油大學(北京)化工專業創建了良好的專業實驗教學條件與穩定的大型國企實習基地,并擁有中試研究基地、設備拆裝實驗室、煉油化工與自動化仿真實踐教學基地等特色校內實踐基地,以及石油化工安全校外實訓基地,為學生工程實踐能力的培養奠定了良好的基礎。另一方面,專業教師多年來致力于工程實踐人才培養模式的探索與實踐,形成了較為成熟的具有石油特色的工程實踐人才培養模式,如項目導向的研究式專業綜合實驗教學模式、“校內―校外―校內”三段式實習模式。良好的工程實踐硬件設施與可行的實踐模式相結合,必將培養出具有較強工程實踐能力的專業人才。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 李瑞麗, 徐春明. 石油加工工程綜合實驗的教學與實踐 [J]. 實驗技術與管理, 2007, 24,(4): 108-109.
[2] 孟祥海, 孫學文, 周亞松. 提高化學工程與工藝專業生產實習質量的措施 [J]. 中國石油大學學報(社會科學版), 2010, (S2): 124-126.
中國經濟的快速發展,能源消耗量越來越大,能源瓶頸問題越來越明顯。按照石油化工部出臺的關于《石油化工裝置防雷設計規范》,其中提出了安裝防雷實施的規定以及防雷檢測規定。在技術層面為中國石油化工企業的防雷安全管理提供了詳細的規范。
一、石油化工企業運行中存在的危險性
科技的發展,各種化工產品已經占據了人們大部分的生活。從這些化工產品的生產工藝和制造技術來看,過程中所使用的原料以及所生產的多數化工產品都帶有一定的毒害性,而且在高熱的環境中容易燃燒,甚至會發生爆炸等等重大災害[1]。對這些危險系數較高的化學物質進行運輸和存儲,如果沒有妥善處理,就會引發安全事故,而是對工作人員和化工企業周圍的環境都造成嚴重危害。
在化工生產企業的工作內容中,化學類產品的生產環節和運輸環節是重要的部分。化學產品的理化性質都是在存儲罐中完成的,所以,化工生產企業的存儲罐區需要高度關注。對于化工生產企業而言,裝置區對整個企業的運行產生了支撐作用。化學用品在提煉和制備的過程中,需要使用適當的化學裝置。化學產品的生產流程不同,所選用的裝置也會不同。通常化學裝置的設計規模與其運行風險存在著正比關系,即大型的化學裝置運行風險是比較大的;而小型的化學裝置,運行風險是比較小的。
二、石油化工企業的防雷檢測要點
(一)對油罐工藝裝置和氣罐工藝裝置都要做好防雷設計
石油化工企業的一些油罐工藝裝置和氣罐工藝裝置多數都會露天放置。目前國家針對相關問題出臺了詳細規定,要求石油化工企業的油罐和氣罐都要注重防雷設計,且設計標準上要工業二類建筑物標準。但是在具體工作中,在采取防雷措施的同時,還要考慮到油的存儲問題,以及油自身所具備的化學性質。如果油罐和氣罐具有一定的規模,就要對油罐和氣罐的防雷效果進行充分考慮。特別是罐群整體,需要注重防雷檢測工作,并具有針對性地采取防雷措施。目前對油罐工藝裝置和氣罐工藝裝置的防雷設計上,技術領先的技術是在罐群中安裝消雷器,根據需要設置一個消雷器或者設置多個消雷器,以確保獲得良好的防雷效果[2]。此外,對油罐工藝裝置和氣罐工藝裝置的防雷設計不能夠局限于對直擊雷采取防范措施,還要考慮到雷電天氣的時候,會由于雷擊作用在油罐和氣罐的周圍產生電磁脈沖,這就意味著需要采取措施對油罐和氣罐實施防電磁脈沖的保護,特別是裝有有毒有害物質的油罐和氣罐,由于其屬于是易燃易爆裝置,因此需要根據實際采取必要的防雷措施。在對油罐和氣罐啊,實施防雷保護的同時,除了要注重實用性和可操作性,還要注重經濟性,以確保油罐工藝裝置和氣罐工藝裝置的防雷設計成本低而效果好。
(二)在石油化工企業的防雷措施中還要注重防靜電設計
針對石油化工企業的生產裝置采取防雷措施,還要注重防靜電技術措施。針對化工設備進行防雷處理,通常會采用接地技術,特別是儲存有有毒有害物質的儲罐,都要采用接地線發揮雷點導流的作用。石油化工企業的工作人員要對生產裝置以及儲存裝置的接地線進行實時檢查,一旦發現沒有安裝接地線,或者接地線已經破損,就要及時采取措施以避免雷電天氣沒有產生接地效應而引發災害。如果發現接地線有斷開的現象,就要及時采取技術措施解決。特別是石油化工企業的各種電機設備,僅僅是單向接地是不夠的,還要采取重復保護接地,以確保一個接地線遭到損壞之后,另一條接地線可以發揮倒流的作用。除了采用接地線進行防靜電處理之外,灰塵也是石油化工企業引發爆炸事故的重要原因。一些石油化工企業的倉庫沒有及時清理灰塵,導致粉塵粘壁厚度超過了規定,設置灰塵的厚度已經超過了2mm[3]。出現這種現象是非常危險的,需要采取有效的控制措施加以解決,以避免由于灰塵而導致靜電反應而引發危害性事故。
三、石油化工企業防雷防檢側的強化措施
(一)對避雷針以及接地引線進行監測
在檢測油罐和氣罐的連接狀況的時候,要嚴格按照有關規定執行,要求引下線絕對不可以在地面上暴露,一旦發現類似的現象,就要立即做出技術處理。對斷接卡進行檢測,要將油罐接地線的電阻值控制在規定值范圍內。對避雷針的檢測,要基于對儲氣罐和儲油罐的保護而確保檢測結果控制在允許的范圍內。也可以在儲油罐的入口處安裝靜電泄放儀器,工作人員可以對儲油罐進行有效檢測,特別是在儲油罐呼吸閥上安裝的阻火器,在進行檢測的時候,要確保儲油罐的各項指標合格。
(二)石油化工企業防直擊雷裝置的檢測技術
如果檢測工作是在一些危險環境中進行的,各個檢測環節都要按照國家規定的接地設計規范以及電力設計技術規范執行。處于檢測工作狀態下,要注意做好防雷保護作用。特別要注意對爆炸過程中所排放的氣體進行檢測,包括擴散到空氣中的粉塵以及各種含有化學物質的蒸汽等等,都要做好監測工作的同時,在距離排風管超過5米的距離,要做好防雷保護工作[4]。在對防雷裝置進行檢測的時候,要重視防雷地網的檢測,主要是對其是否處于獨立運行狀態進行分析,更要檢測防雷裝置與周圍環境中金屬物的距離,以及這些金屬物之間的距離。
中圖分類號:G718.5
項目化課程教學法主張在學生的學習興趣、學習動力、自覺性、主動性、自信心、主體性和專業能力、自學能力、創新能力、團隊合作能力、與人交流能力、計劃策劃能力、信息獲取與加工能力等方面的能力。
為此按照高職高專教育石油化工技術類專業培養目標和專業特點,結合石化總控工職業標準,結合近年來制圖教學的一些改革成果和教學經驗,筆者編寫成了《化工圖樣的識讀與繪制》這本特色教材。
在教材編寫過程中,從以下幾個方面體會頗深。
一、打亂以往所有《化工制圖》教材的"正常"順序,重新解構、重新編排教材
這本《化工圖樣的識讀與繪制》教材編寫過程中,在結構上對傳統的教學體系做了大幅度的調整,采用了"由提出任務--任務的實施--學習相關概念、知識(知識鏈接)--技能訓練"的任務驅動模式,將各個知識點分散到相應的任務之中,學生通過完成任務的方式來掌握相關知識。在內容上,所選的基礎理論以應用為目的,因此,教材的結構和以往類似教材相比章節順序進行了很大的調整。
這本教材分為兩大情境,情境一是化工工藝圖的識讀與繪制;情境二是化工設備圖的繪制與識讀。
情境一中分三個子情境,子情境一是化工工藝流程圖的識讀與繪制,其中將制圖的基本知識的部分內容作了介紹,同時介紹了化工工藝流程圖的識讀與繪制方法;子情境二是化工設備布置圖的識讀與繪制,其中將制圖的投影理論作了介紹,同時學習了基本體和組合體的三視圖的繪制與識讀,并介紹了建筑圖樣的基本知識,同時還介紹了設備布置圖的識讀與繪制方法;子情境三是管道布置圖的識讀與繪制,為了配合管道布置圖的識讀,介紹了基本幾何元素點和直線的投影知識,同時介紹了管道布置圖的識讀與繪制方法。
情境二中分兩個子情境。子情境一是零件圖的繪制與識讀,重點介紹了化工設備中常用的基本體和組合體的相關內容,諸如三視圖的繪制與識讀、尺寸標注等;然后介紹了圖樣畫法,簡單的介紹了零件圖的識讀方法。
子情境二是典型化工設備的繪制與識讀,介紹了裝配圖的基本知識及識讀方法,重點介紹了化工設備裝配圖的繪制與識讀方法。
二、突出工作任務,由任務引出相關的、必要的、夠用的知識
項目化教學改革中課程內容是以職業活動導向、工作過程導向;課程教學突出能力目標;課程內容的載體主要是項目和任務,;能力訓練的過程必須精心設計,反復訓練。
因此作為涵蓋教材內容的關鍵--任務的提出是一個很繁雜、很費力的過程。
任務中必須有以下層面的內容。首先它應該由職業活動和工作過程中提煉出來;其次它的內容應該是簡潔的,而它的語言應該是精煉的;第三它涵蓋的知識應該是足夠多的,即通過一個任務可以盡可能掌握多的知識。
比如提出下面任務:如圖所示形體是化工設備中常用的一種部件,名稱是耳式支座。用A4圖紙,繪圖比例1 : 1,繪制它的三視圖并進行尺寸標注。
這個任務是由實際化工生產裝置中所
必需的部件--支座作支撐提出的,它涵
蓋了制圖中下面知識內容。首先要對國家
標準關于制圖的基本規定必須掌握,諸如
圖紙幅面、格式、標題欄、字體、比例、
圖線、尺寸標注等;其次要能繪制組合體
的三視圖并進行尺寸標注,其中包括了兩種組合體三視圖的繪制方法和尺寸標注方法,及形體分析法和線面分析法;第三要掌握化工設備中部件三視圖的畫法和尺寸標注方法,因為化工設備中部件三視圖的畫法和尺寸標注與一般機械圖樣中組合體三視圖的畫法和尺寸標注方法是有區別的;第四還要會查閱化工圖樣的相關標準,從中查出化工設備標準化零部件的有關內容。
可見短短兩行字和一個圖形的任務描述,就引出了這些關聯的內容,使實際生產知識在此得到展示,同時很多化工制圖知識也得到了鏈接。也就是教學中所說的理論聯系實際的教學理論在此得以實施。
三、從教材內容和習題數量安排上凸顯出學生自主學習時間的增加
項目化課程教學改革中學生始終是教學過程中的主體,課程的內容和教學過程應當"做、學、教"一體化,"實踐、知識、理論"一體化。
比如有下面任務--閱讀并繪制帶控制點的工藝流程圖,提前布置給學生,學生可以根據學習目標:1.詳細了解帶控制點的工藝流程圖的內容;2.掌握帶控制點的工藝流程圖的閱讀及繪制方法;3.能閱讀并繪制帶控制點的工藝流程圖,查找相關資料。再按照任務中提出的要求完成任務。
這樣在課下學生就開始準備工作,而在課堂上學生就動手開始繪制圖樣,教師上就是在巡視、答疑,解決學生在查找資料過程一些沒有弄明白的問題,無論是課下還是課上基本就是學生在"做"、學生在"實踐",這充分體現了項目化教學法中"學生以做為主"的教學理念。
四、按照"項目化教學"的要求:即"構思--調研--進行教學整體設計"的程序進行教材編寫
整體設計教材內容,并不象傳統的教材編寫方法那樣把每章、每節課的教學內容堆疊在一起就可以了。
首先對整體教學目標要明確,即要先進行課程標準的編寫。
整體設計教材內容需要進行縝密的構思,帶著構思的詳盡內容,深入到生產車間去調研,與專業帶頭人和專業課教師進行溝通,了解專業課對這門課程的需求情況,學習相關工作崗位的生產職責,查閱相關工種的各等級技工的考核標準等。
明確每個情境的教學目標,還要把教材中所需的全部內容分門別類,明確每個任務要達到的教學目標,精煉出具有代表性的多個任務,讓多個任務涵蓋事先構思好的教材的全部內容。
整體設計考核方法。本課程是一門既有理論又注重實際的課程。由于采用任務驅動教學法,學習過程中按照任務描述--任務實施--知識鏈接--任務評價--技能訓練的程序進行,因此要進行各個環節的設置。教學過程中的任務實施環節很重要,因此有課內任務完成情況評分表、有學生自我評價表(學生用表)、化工圖樣的識讀與繪制課程總評分表等五種表格。
中圖分類號:TE988.2 文獻標識碼:A
一、高溫硫腐蝕
高溫硫腐蝕通常就是指高溫硫化物對裝置的全面腐蝕。延遲焦化的工藝由于本身的生產線比較長,而且工藝的反應的溫度也達到了500攝氏度左右這也正為高溫硫的腐蝕提供了條件。在裝置當中焦炭塔壁、焦炭塔頂的大油氣線、爐出口到焦炭塔管線和部分轉動裝備等等都頻繁的發生了這種腐蝕,也由于介質中的含硫量的程度不同,它們的腐蝕程度也有很大的差距。在裝置之中腐蝕最為嚴重的就是加熱爐的表皮,這種腐蝕嚴重的影響了加熱爐的正常作業。此外,在被腐蝕的配置之中,焦炭塔的外壁也算是腐蝕程度比較大的,它焊有立柱有加強或者是不太保溫的部分使得由于冷凝作用產生了一種H2S-HCl-NH3-H2O型低溫腐蝕介質。有些腐蝕介質的來源,來自工藝工程中的高溫水解,生成大量的氯化物。對于整個焦炭塔來說它的塔頂腐蝕最為嚴重,其腐蝕形態大多是塔壁減薄,在焊接處一般不會有腐蝕現象的發生。高溫硫的腐蝕影響著整個工藝的持續進行。它主要包括的因素有原有介質當中的活性硫的含量,在工藝中活性硫的含量越高,則介質對配置腐蝕程度越大。工藝進行中的溫度會持續上升,溫度的上升為介質中的硫化物與金屬的反應提供了條件,同時它的升高會將部分的非活性的硫化物進行分解,伴隨著溫度上升,腐蝕的速度和程度加大。介質流速的加大也影響著腐蝕程度,流速的加大使得金屬表面本身存在的保護膜的快速脫落,讓金屬完全的暴露在介質上,進一步的加大了腐蝕。在油氣管線的彎頭和設備的進出口處的接管等部位上已形成湍流,使得沖刷金屬表面,大大提高了腐蝕率。
二、沖蝕
在延遲焦化工藝運行過程中,有多相向流動的介質對裝置的設備進行著沖刷,但是加上介質本身的腐蝕作用就會對裝置進行沖蝕。沖蝕具有突發性和局部性,多數會影響發生部位的減薄速度加快,這種情況給防護工作人員造成了許多困難和不便之處,使得安全事故頻頻發生。正是因為沖蝕是介質與機械的沖刷下發生的,所以要解決這個問題,首先就應該對整個裝置在運行的過程中被減薄的地方進行研究。通過研究和數據的分析,并用科學的理論指導,更要根據實際情況來對腐蝕減薄的問題進行深入探究并采取相應的防護措施,提出相應的改進辦法。與此同時,特別要對塔頂的油氣管線的出口部分進行研究,研究出如此嚴重程度以及造成穿孔的主要原因是在工藝運行中水蒸氣在改變為浮渣水之后,使得冷焦階段中攜帶的大量的顆粒高速流體加強了對裝置壁面的沖刷。此外,在延遲焦化的裝置中,正加熱爐是此裝置的主要設備。其中的輻射爐管是腐蝕程度最大的設備之一。而且爐管的狀況有關系到了加熱爐以及整個裝置的運行。在延遲焦化的爐管內注入干氣來代替注水,這樣可以大大減少注水時產生的含有硫的污水的腐蝕。這種方法還可以在一定狀況下減少能量的消耗。我們也必須注重的階段還包括摻煉浮渣水在冷焦的那個階段,采用先前的防護經驗和現代科技進行沖蝕仿真模擬。然后再對結果和實際情況進行分析比較,制定出解決方案,并提出優化的方針來達到通過減弱沖蝕的行為來有效地解決油氣線管明顯的減薄問題。科學的運用數值模擬的方法可靠地并具有可行性進行分析與研究。
三、控制與防護
工藝裝置設計控制和防護過程中,要盡量減少設備結構中的死區,讓介質均勻的流動不出現滯留。工藝運行中要避免溫度過高。同時控制好硫的含量,在每段工作線上都必須定時測量硫含量,以免硫含量過高。油氣管線的分配也要合理,改變一些結構,使得較少的出現流速巨變的情況,來減少湍流沖蝕。焦化裝置的腐蝕預防也是十分關鍵的,時常的檢測會避免一些毫無必要的損失。在裝置中高級別材料的使用也相當重要,把存在裝置當中的易被高溫硫腐蝕的碳鋼材料統一換為不銹鋼或者是高合金鋼的材料。同時可以采用一些技術來改變材料的表面性質。在運行過程中,積累一些防腐效果明顯的設備,制定防腐檔案,建立起一定的防腐機制與體系,防止大面積腐蝕現象的發生。有必要的話,規定期限進行檢測。工藝的進行除了有良好的設備的支持還需要平穩的有序的操作,一定杜絕在超溫超壓的情行下運行設備,完善操作。
結語
對于延遲焦化工藝的過程中,高溫硫的腐蝕與沖蝕是不能避免的。但是減少降低裝備在運行過程的腐蝕是可行的。在注重裝備的升級和改進的進程中同時,要注重對設備的監控工作,制定好一定的體系與機制,讓裝置受到一定的防護,來減少油氣管線的腐蝕。運用一些現代的科技和高級別的材料,科學的的布置裝置結構,做好在生產線上的控制和防護工作,會取得更多更大的效益。
參考文獻
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[2]林玉珍,劉景軍,雍興躍,李煥文,曹楚南.數值計算法在流體腐蝕研究中的應用─(Ⅰ)層流條件下金屬的腐蝕[J].中國腐蝕與防護學報,1999.
隨著改革開放的深入和國家“十一五”計劃的實施,壓力容器向大型化發展的速度越來越快。化工、化肥設備中高壓多層包扎設備從60年代的DN500、DN600等系列發展到DN1200~DN2000等系列,產品重量和直徑都翻了幾倍。目前,國內企業使用的捆扎式包扎工藝制作壓容器制造中,深厚環焊縫焊接困難、檢測困難,需經多次熱處理,制造周期長、成本高等缺點已不能滿足設備大型化發展的需要。“卡鉗式多層包扎容器工藝裝備設計”正是為適應制作大型化高壓設備而設計的。整體多層包扎式高壓容器工藝是繼多層包扎、多層繞板、多層熱套、多層繞帶和多層螺旋繞板后的一種新型多層容器的結構工藝,是適合我國國情的一種新型多層高壓容器結構。HG3129-1998《整體多層夾緊式高壓容器》制造工藝特點是:各層層板的縱環焊縫相互錯開,避免了大厚度的焊接、探傷和熱處理;材料利用率高,選材面廣;機械化程度高,層板夾緊裝置操作靈活,夾緊力可控;④制造周期短,成本低。它綜合了現有多層容器的優點,具有結構設計合理、制造工藝先進、成本低以及安全可靠等特點。該包扎式工藝可廣泛適用于化工、化肥、能源及冶金的高壓容器領域。它在制造技術以及安全和經濟效益的提高上都具有十分明顯的優勢。
一、工藝組成組成:
本設備由單臂架、夾緊機械手、浮動裝置、三組預拉緊裝置、行走機構、頂升裝置、YZ-326液壓系統、電器控制、操作臺及軌道等組成,其工作原理見下圖。
二、設備用途特點:
1、單臂架采用單臂鋼架結構,是其它組成部分支承和連接不可缺少的結構,可不受機架剛度和產品重量的影響,同時產品吊裝不受機架自身影響。本設備可夾緊φ800~φ2400mm的多層高壓容器,層板厚度為δ6~16mm,層板寬度為600~2400mm。通過行走機構在軌道上的運動,容器包扎長度可不受限制,夾緊后的質量完全能達到HG3129-1998的行業標準。
2、夾緊機械手的動作采用液壓控制和電器控制,其油缸可以同步往返也可單獨往返移動,缸徑為φ140,行程為250mm,最高工作壓力達到15Mpa。且增設了遠程和近程電控裝置。
3、預緊裝置的上、下拉緊采用液壓控制和電器控制,其油缸上、下可以同步往返也可單獨往返移動,單個行程700mm,油缸最高工作壓力為15Mpa,缸徑φ63中國學術期刊網。采用豎向液壓預緊用多種長度的鋼絲繩來滿足不同直徑規格產品的包扎,運行動作快且預緊力大,工作效率高;
4、夾緊機械通過浮動裝置來滿足機械手在夾緊過程中所產生的位移高度,同時方便機械手手指更好的對位于層板工藝孔;在夾緊機械手設置電器控制,機械手的上、下移動(微調)操作方便;能確保機械手升降靈活,快速,并增設有一道安全保障措施。
5、頂升裝置有利于層板輕松套入整體內筒;在相關結構上增加遠程控制壓力容器,從而減輕勞動強度和提高工作效率。
7、液壓站設計在單臂架下部,油壓調節和維修更為方便。
四、安全性及其環保:
1、 設備起吊安全性較好。該包扎機的整體結構為單臂架,自身結構穩定性較好;設備在吊裝時不會影響單臂架。
2、 浮動裝置上的配重采用鋼絲繩連接,為防止鋼絲繩在使用中產生疲勞斷裂,特增設2根鋼絲繩以保證其安全性。
3、此設備運行采用液壓控制,整個過程安全可靠,無噪音。
4、設備的使用和維護方便。
綜上所述,本裝置屬是一種新型多層高壓包扎工藝裝置。它是資源節約型裝備(如:層板下精料、筒節不再車兩端面焊接坡口、深槽焊等),從而提高了產品的安全性和經濟性;也是環境友好型(如:人性化操作,減輕勞動強度,操作方便且安全可靠),從而提高了生產率。整體包扎式高壓容器的研制、實驗操作過程分析:各部分機構運行正常;操作簡單、方便;包扎層板層間間隙≤0.3mm、松動面積符合HG3129-1998標準要求;包扎效率較高。這種新型容器通過拉緊層板并產生微量伸長產生一定預應力消除層間間隙,利用層間摩擦力的特性,能保證容器安全使用。利用液壓機械手制作,操作靈活、方便,自動化程度高,生產周期短,制造成本低。包扎筒體縱、環縫相互錯開,無深環焊縫,同時減少了焊接,探傷、返片時間。筒體選材范圍增大(壁厚6~16mm,板寬600~2400mm),從而減少了包扎層數,好降低了材料單價。對大型容器可現場組焊制作,避免了運輸困難,因此,設備選用整體多層夾緊式容器結構有非常明顯的優越性,它為我國大型高壓容器國產化開辟了一條新途徑;同時它具有很好的經濟和社會效益,值得大力推廣。
參考文獻:
1、HG3129-1998 整體多層夾緊式高壓容器
2、朱孝欽,吳京生,陳國理;整體多層夾緊式高壓容器研制及應用[J];石油化工設備;1999年04期
【關鍵詞】機泵 運轉性能 生命周期
前言
在一些工農業過程中,機泵可以用作于灌溉等輸送裝置;在一些科研以及國防項目中,機泵可以用作提供試驗中的流體運輸。所謂機泵,就是一些用作提供流體運輸的動力的機械裝置。當機泵在工農業生產過程中運用時,其使用過程中常常會由于各個方面的故障,導致機泵的運轉性能逐步發生改變,進而導致其運轉周期逐漸降低,使得其生命周期不斷下降。如何提升機泵的運轉性能,并有效提高其使用的生命周期,對于一些生產活動而言,有著重要的意義。
本文通過500LW-72D-9-99立式污水泵為研究對象,這臺立式污水泵主要用于石油化工的污水處理工作,然而由于其使用的不當以及設計方面所存在的缺陷,常常會導致該機泵的運轉性能出現下降,最終對其生命周期造成較大的影響。本文重點研究改機泵設計過程中所存在的缺陷,通過分析設計不足導致的機泵運轉問題,提出相應的維修措施,有效改進其運轉性能。
事實上,通過對于機泵的一些簡單的維修與改造,并有效提高機泵工作人員的素質,使得他們能夠規范操作機泵設備,并對設備進行定期的保養工作,可以有效的提升機泵運轉性能的同時,延長其生命周期,使得機泵能夠為生產實踐活動提供更多的價值。
1.機泵的可靠性設計與制造
對于機泵而言,其可靠性的設計與制造有著非常重要的意義,有的機泵由于其先天性的設計不足,導致云狀過程中出現軸承問題過高,或者出現軸承受力斷裂的情況,影響了其運轉性能與生命周期。對于500LW-72D-9-99立式污水泵而言,由于立式的設計,使得光葉輪的重量完全作用于軸承之上,光葉輪的重量達到了一百多千克,在高速運轉過程中,會給機泵的軸承造成一個巨大的軸向力。并且由于軸承與葉輪之間的磨損,常常會導致機泵運轉時,產生摩擦力,在這一摩擦力的作用之下,高速云狀的葉輪與軸承之間的溫度會逐漸升高。
長期處于高溫負荷作用下的軸承在運行一段時間之后,會導致軸承出現裂縫,這一裂縫的出現會加劇機泵運轉時的機械振動,使得軸承運轉處于一種惡性循環之中,最終導致軸承磨損愈加嚴重,直至生命周期的完結。由此可見,機泵的可靠性設計與制造,可以有效的杜絕機泵設計的先天性不足問題,使得機泵處于一種更加穩定的運轉狀態之下,使得機泵的價值在生產實踐過程中得以充分的體現。
2.機泵的正確安裝與專業化操作
開始機泵的安裝與調試時,應首先對機泵的設計構造有著深入的了解,并對機泵的運轉過程中的一些注意事項熟練掌握。切忌憑借個人的安裝經驗,隨意的進行機泵的組裝與試運行。因為不同的機泵設計有所不同,其設計的構造的不同,會導致其安裝工藝有所差異。進行機泵的安裝時,應注意一下的幾個方面。
首先,選擇合適的安裝高度,防止機泵出現氣蝕的現象,同時合理的安裝高度,可以方便后期機泵的操作。其次,進行機泵的安裝時,應首先清除其上面的雜物,防止機泵安裝過程中,雜物對安裝工藝造成干擾。最重要的一點是,進行接聯軸的安裝時,應保證接聯軸的方向與機泵的運轉方向保持一致。
安裝好機泵之后,開始機泵的試運行,在機泵的試運行時,應注意以下的幾個問題。
第一,試運行之前,首先檢查機泵的安裝是否符合要求。開始試運行時,檢查機泵設備運轉過程中是否存在著明顯的撞擊或者摩擦產生的異常噪音。
第二,檢查機泵運轉過程中,檢查其工作的電流與電壓峰值是否超過其額定值;檢查其進出口壓力值是否超出額定值;檢查運轉過程中,機泵的油壓是否處于正常值范圍之內。
第三,進行機泵振動的檢測,機泵振動檢測應嚴格依據相關的規范設置執行。
由此可見,機泵的正確安裝與試運行對于機泵而言,有著重要的意義。對于500LW-72D-9-99立式污水泵而言,常常會出現由于軸承與轉子之間的間隙過大,導致機泵運轉時,造成轉子上下振動嚴重,如此直接造成了軸承與轉子之間的摩擦加大,加速了軸承與轉子的磨損,影響該機泵的生命周期。
此外,規范的操作對于機泵的生命周期而言,也有著重要的意義。因此要定期對機泵操作人員進行操作方面的培訓,以及理論方面的學習,使得他們能夠熟練的掌握機泵的開關、切換以及沖洗保養的操作。機泵的養護對于機泵的性能提升以及機泵的生命周期延長有著非常重要的意義。由于機泵的壓頭與流量還處于一種動態的范圍之中,因此機泵的運行時,應盡量避免機泵處于長期的抽空以及低流量的情況下,如此可以有效的控制機泵軸承出現疲勞斷裂,影響機泵的效率。
3. 定期進行機泵的保養工作
任何的機械都有著自身的生命周期,機泵通過一些不同的零部件組裝而成,因此機泵的故障發生是一種必然的現象。對其進行定期的保養工作,可以有效的提升其性能,同時延長其生命周期。對機泵的內部進行定期檢查,及時的清除機泵內部所存在的潛在隱患,使得機泵處于一種安全穩定的運轉環境之下。
相關的調查研究顯示,我國近十年來,國內的很多大型企業都會組織對企業的機泵進行定期保養工作,并對機泵進行定期的預知性的維修。如此一來可以確定機泵的故障發生部位,并對其發生的原因進行分析,使得機泵的故障率得以有效控制,提升企業的經濟效益。另一方面,通過對機泵的預先維修,可以有效延長機泵的生命周期,提升裝置的利用率,創作更高的利用價值。
4.結束語
綜上所述,可以知道,機泵雖然在運轉過程中存在著很多的不定因素,導致機泵運轉時處于一種不利的環境之下,最終導致了機泵故障的發生。為了有效的改善機泵的運轉性能,提升其使用壽命,應從機泵的設計構造、機泵的運轉方面有著深入的認識,通過改善機泵的設計,對機泵所存在的潛在威脅提前發現,及時改善并進行去除,如此可以有效促進機泵的運轉性能,提升其使用周期。
參考文獻: