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關(guān)鍵詞: 醫(yī)院建筑 醫(yī)療工藝流程 設(shè)計(jì)優(yōu)化
Abstract: During the building or expansion process of many hospitals , there is a widespread phenomenon of neglecting or paying no attention to the medical hospital building process design, resulting in that they had to re-adjust to the layout of departments and affect the overall hospital's health care and operations after Some hospitals built。This paper analyzes the process design of medical problems and the causes and remedies, and explained the importance of medical procedures through case from the Characteristics of the hospital buildings.
Keywords: Medical building Medical Process Design Optimization
doi:10.3969/j.issn.1671-9174.2011.10.002
一、醫(yī)院建筑的特點(diǎn)
(一)醫(yī)院建筑的特征
現(xiàn)代醫(yī)院建筑是跨專業(yè)的綜合建筑,對(duì)醫(yī)院建筑學(xué)的認(rèn)識(shí)來自于對(duì)醫(yī)學(xué)、醫(yī)療設(shè)備工程學(xué)、建筑學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與信息科技等領(lǐng)域的多方面的應(yīng)用與整合,是龐大而復(fù)雜的工程藝術(shù),也是一種“令人敬畏的建筑類型”。
(二)醫(yī)院建筑的特點(diǎn)
1.綜合性
醫(yī)療建筑具有綜合性,一般大型醫(yī)院除了門診和住院治療外,還承擔(dān)著科學(xué)研究和教學(xué)培訓(xùn)的任務(wù)。醫(yī)療建筑又是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,它融合著醫(yī)學(xué)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、衛(wèi)生工程、醫(yī)院管理工程等多種學(xué)科??茖W(xué)的進(jìn)步,對(duì)醫(yī)院建筑也不斷地提出新的要求。
2.工程建設(shè)復(fù)雜、專業(yè)要求強(qiáng)
由于醫(yī)院建筑涉及的科室多、專業(yè)多,并且醫(yī)療服務(wù)的技術(shù)性強(qiáng),醫(yī)院建筑涉及的知識(shí)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了建筑師所能掌握的范圍,因此醫(yī)院工程建設(shè)非常復(fù)雜,專業(yè)要求亦非常高。
二、醫(yī)療工藝流程概念的引入
(一)醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)的歸類
根據(jù)建筑學(xué)理論,建筑從房屋使用功能上分為工業(yè)建筑和民用建筑。工業(yè)建筑指供人從事各類生產(chǎn)活動(dòng)的建筑物和構(gòu)筑物;民用建筑指供人們居住、生活、工作和學(xué)習(xí)的房屋和場(chǎng)所,一般可分為居住建筑和公共建筑。醫(yī)院建筑在建筑學(xué)理論上屬于民用建筑中的公共建筑。
根據(jù)《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》的有關(guān)要求,工業(yè)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)是由總平面設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)三部分組成。其中工藝設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)核心,工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的核心。
民用建筑工程一般可分為方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。其主要側(cè)重于總平面布置設(shè)計(jì)、功能布置、內(nèi)部交通車流、人流組織設(shè)計(jì)等。
所以,針對(duì)醫(yī)院建筑的特點(diǎn),筆者根據(jù)多年醫(yī)院建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為醫(yī)院建筑具有工業(yè)建筑的特點(diǎn),這是由醫(yī)療服務(wù)的特點(diǎn)決定的。醫(yī)療服務(wù)的特點(diǎn)如下:
1.醫(yī)療服務(wù)是一個(gè)過程服務(wù)
我們都有在醫(yī)院門診看病的經(jīng)歷,到醫(yī)院先去掛號(hào),再找醫(yī)生看病,醫(yī)生詢問我們的病情和病史以后,就開始開檢驗(yàn)單或者開藥或者打針,然后去檢驗(yàn)、打針、買藥。這一系列的活動(dòng)就構(gòu)成了醫(yī)療服務(wù)過程。
2.參與性
醫(yī)療服務(wù)過程中始終有患者的參與,應(yīng)體現(xiàn)以病人為本的服務(wù)理念,所以,醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)處處體現(xiàn)方便病人的理念。
3.醫(yī)療服務(wù)是一種精細(xì)化的服務(wù)
醫(yī)療服務(wù)是一種精細(xì)化的服務(wù),受環(huán)境影響較多,因此醫(yī)院建筑也應(yīng)該體現(xiàn)復(fù)雜的醫(yī)療服務(wù)環(huán)境要求,避免交叉感染。
由此可見,若將醫(yī)院建筑歸類到工業(yè)建筑中,注重醫(yī)院工藝流程設(shè)計(jì),會(huì)給醫(yī)療服務(wù)提供有力的技術(shù)保障,并且在醫(yī)院建設(shè)過程中,可以避免重復(fù)投資,確保工程投資的有效性。
(二)醫(yī)療工藝流程的概念
醫(yī)療工藝流程是醫(yī)院實(shí)現(xiàn)其基本醫(yī)療服務(wù)功能的過程。醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì),在《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中,定義為:“是指對(duì)醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)療服務(wù)過程及程序的策劃”。醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)包括:醫(yī)療系統(tǒng)構(gòu)成、功能、醫(yī)療工藝流程及相關(guān)工藝條件、技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)等。在醫(yī)療工藝流程的具體設(shè)計(jì)中,主要包括兩個(gè)方面:醫(yī)療工藝方案設(shè)計(jì)和醫(yī)療工藝條件。
(三)醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)該解決的問題
醫(yī)院的醫(yī)療工藝流程是否通暢直接關(guān)系到醫(yī)療行為和就醫(yī)流線的便捷與效率。醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮如下兩個(gè)方面:
1.醫(yī)院各醫(yī)療功能單元間流程
在規(guī)劃設(shè)計(jì)初期,要以一個(gè)全面的角度來審視內(nèi)部空間設(shè)置,結(jié)合醫(yī)療功能單元間流程,綜合考慮公共空間、候診空間、交通空間、醫(yī)療空間和服務(wù)空間。這是應(yīng)該在方案設(shè)計(jì)解決的問題。
2.各醫(yī)療功能單元內(nèi)部流程
在單元內(nèi)部,患者路徑和醫(yī)護(hù)人員的服務(wù)路徑?jīng)Q定了醫(yī)療設(shè)備布局和其他功能設(shè)施規(guī)劃,這些是在擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段需要解決的問題。
三、目前醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)中存在的問題及原因分析
由于醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)不到位,往往在醫(yī)院的建設(shè)過程中,造成各醫(yī)療功能單元間和各醫(yī)療功能單元內(nèi)部流程混亂,臨時(shí)改變?cè)瓉淼慕ㄖO(shè)計(jì),造成建設(shè)投資額的巨大浪費(fèi);或者在醫(yī)院建設(shè)完成之后再來改變醫(yī)院的單元流程,重新去布置調(diào)整科室,影響醫(yī)院整體醫(yī)療活動(dòng)。
針對(duì)已建成的醫(yī)院建筑存在醫(yī)療工藝流程不甚合理的問題,經(jīng)筆者分析研究,認(rèn)為造成此問題的原因可歸納為以下幾點(diǎn):
(一)建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)醫(yī)院的醫(yī)療療程不甚熟悉,與醫(yī)院使用方缺乏溝通
在醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)中,醫(yī)療工藝流程是設(shè)計(jì)的重要參考要素,只有對(duì)醫(yī)療系統(tǒng)功能有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)和理解,才能夠設(shè)計(jì)出滿意的、有特色的醫(yī)院建筑。醫(yī)院建筑的設(shè)計(jì)人員的專業(yè)背景以建筑專業(yè)為主,其專業(yè)背景缺乏醫(yī)療的專業(yè)知識(shí),而醫(yī)院的管理人員雖然有豐富的醫(yī)療專業(yè)知識(shí),但其又缺乏建筑設(shè)計(jì)的背景及知識(shí)。在目前國(guó)內(nèi)醫(yī)院的建筑設(shè)計(jì)中,通常是設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)方案中標(biāo)后,大多是按照中標(biāo)的方案做局部調(diào)整并結(jié)合一般醫(yī)院的設(shè)計(jì)習(xí)慣便開始進(jìn)一步的深化設(shè)計(jì),其在設(shè)計(jì)過程中并沒有結(jié)合個(gè)體醫(yī)院的具體特色及特性需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(二)設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促
醫(yī)院建筑一般均屬于大型公共建筑,根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的有關(guān)制度,其設(shè)計(jì)任務(wù)基本都是通過公開招投標(biāo)進(jìn)行委托的,而目前的設(shè)計(jì)招標(biāo)的時(shí)間相對(duì)較短,從購(gòu)買招標(biāo)文件至投標(biāo)截止日期一般僅有30~40天,在具體實(shí)踐中,為了使醫(yī)院盡快投入使用,給設(shè)計(jì)單位進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)的時(shí)間也相對(duì)有限,而目前專業(yè)的醫(yī)院設(shè)計(jì)單位由于任務(wù)多、時(shí)間緊,因此也沒有足夠的時(shí)間和精力對(duì)醫(yī)院各科室的具體醫(yī)療流程進(jìn)行研究。
(三)忽視工藝流程設(shè)計(jì)
由于目前醫(yī)院建筑歸類于民用建筑,在設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)過程中一般均按照民用設(shè)計(jì)的要求及深度進(jìn)行,并沒有強(qiáng)調(diào)一定要進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì),故設(shè)計(jì)單位也未能給予足夠的重視。
四、醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)的優(yōu)化
針對(duì)上述導(dǎo)致醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)不合理的問題,并結(jié)合多年來從事醫(yī)療工程建設(shè)管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為可通過以下三個(gè)方面來較好地解決目前醫(yī)院建筑工藝流程設(shè)計(jì)不合理的問題。
(一)交給項(xiàng)目管理公司或?qū)I(yè)的醫(yī)院設(shè)計(jì)咨詢公司
現(xiàn)代醫(yī)療建筑功能復(fù)雜,技術(shù)多樣,專業(yè)要求更新頻繁,其設(shè)計(jì)以高技術(shù)、高效率為目標(biāo),涉及醫(yī)療、建筑工程、管理等多學(xué)科,如此復(fù)雜困難的建筑類型設(shè)計(jì)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出建筑師個(gè)人或感性的控制能力,項(xiàng)目的成功必須依賴團(tuán)隊(duì)的整體協(xié)作。醫(yī)療流程工藝設(shè)計(jì)在國(guó)外新建醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)之前,是一項(xiàng)必須進(jìn)行的與建筑設(shè)計(jì)同樣重要的一項(xiàng)工作。
醫(yī)院建筑的項(xiàng)目管理公司或?qū)I(yè)的醫(yī)院設(shè)計(jì)咨詢公司,作為有著豐富的醫(yī)院建設(shè)及管理經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)管理團(tuán)隊(duì),一般從醫(yī)院項(xiàng)目的項(xiàng)建書批復(fù)后即介入工程。相對(duì)于設(shè)計(jì)單位而言他們有更多的時(shí)間來了解醫(yī)院的特色,有更多的時(shí)間與醫(yī)院的各位管理者甚至于一線的醫(yī)務(wù)工作者進(jìn)行溝通,熟悉醫(yī)院的使用要求及其醫(yī)療流程。相對(duì)于醫(yī)院管理者而言,他們具有一定的設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí),由其作為使用方與設(shè)計(jì)方的紐帶,能起到較好的溝通效果,同時(shí)也能確保工藝流程設(shè)計(jì)的合理性。
隨著我國(guó)醫(yī)療制體的改革和發(fā)展,一些合資或外資醫(yī)院,在醫(yī)院建設(shè)之初,都開始聘請(qǐng)國(guó)外的一些醫(yī)院管理公司為其進(jìn)行系統(tǒng)的醫(yī)療流程工藝設(shè)計(jì),從而使醫(yī)院的建筑符合醫(yī)院的定位、戰(zhàn)略和功能的實(shí)施。
(二)在初步設(shè)計(jì)階段充分與醫(yī)院各層次人員進(jìn)行溝通
醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域相當(dāng)復(fù)雜、專業(yè)性極強(qiáng)的項(xiàng)目。它既要滿足醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)療技術(shù)功能各部分合理管理、操作的體系;又要為患者、醫(yī)護(hù)人員從心理學(xué)角度提供一個(gè)舒適、溫馨、優(yōu)美的就醫(yī)、診療環(huán)境;同時(shí),要有一個(gè)具有醫(yī)院本身內(nèi)涵與地方特色的造型。
以上三者相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案是不可能通過一個(gè)或一個(gè)半月的“閉門造車”所能完成的。因此,在醫(yī)院建筑的初步設(shè)計(jì)階段,醫(yī)療功能單元的規(guī)模和布局已基本確定,各科室的需求分配也就被決定下來,接著就是設(shè)計(jì)好工藝流程,嚴(yán)防感染以及讓流程順暢高效。醫(yī)院的布局、空間組合、單元以及內(nèi)部流程等設(shè)計(jì),是要對(duì)醫(yī)院功能徹底的理解,掌握其內(nèi)在的規(guī)律,并經(jīng)過與醫(yī)院各層次人員進(jìn)行反復(fù)的論證、溝通后,才能夠完成的。
(三)針對(duì)各科室的特點(diǎn),對(duì)各醫(yī)療功能單元內(nèi)部流程進(jìn)行優(yōu)化
如手術(shù)部采用外周回收型布局方式,在潔凈區(qū)外側(cè)設(shè)污物走廊,流線清晰,同時(shí)將潔凈區(qū)、感染區(qū)、辦公區(qū)、準(zhǔn)備區(qū)明確分區(qū);使?jié)?、污完全分開,醫(yī)生、患者通道分開,杜絕交叉感染。在病房樓的設(shè)計(jì)中,應(yīng)注重護(hù)理單元布局方式,使護(hù)理路線短,視線可達(dá)性好,減輕護(hù)理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
五、案例分析
醫(yī)院手術(shù)室是醫(yī)院的重要醫(yī)療資源,也是醫(yī)院收入的重要來源,醫(yī)院管理日益重視手術(shù)室流程的優(yōu)化。由于手術(shù)室的配置和運(yùn)營(yíng)非常昂貴,各類手術(shù)越來越專業(yè)化和復(fù)雜化,臨床科室對(duì)手術(shù)空間和時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)也變得激烈;手術(shù)需求的增長(zhǎng)速度已經(jīng)超出常規(guī)手術(shù)室基礎(chǔ)設(shè)施、麻醉設(shè)備和護(hù)理相匹配的承受能力。近年來,越來越多的醫(yī)院管理者采取一系列措施加強(qiáng)手術(shù)室資源分配和流程優(yōu)化,充分利用有限的醫(yī)療資源為社會(huì)提供更多的醫(yī)療服務(wù)。在此,我結(jié)合某醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)方案,探討與研究手術(shù)室流程優(yōu)化的問題。
1.手術(shù)室醫(yī)療工藝流程(圖1)
2.某醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)中人流手術(shù)室的設(shè)計(jì)方案見圖2,經(jīng)過研究與分析,我們認(rèn)為在該設(shè)計(jì)中存在以下幾個(gè)問題:
(1)宮腔鏡、陰道鏡流程不合理,詳見圈1、圈2;
(2)污物流程不合理,詳見圈3;
(3)醫(yī)護(hù)人員洗手池位置可以進(jìn)行優(yōu)化,詳見圈4;
(4)缺少醫(yī)護(hù)人員的休息場(chǎng)所。
3.針對(duì)上述問題,我們依據(jù)上述手術(shù)室的醫(yī)療流程,并結(jié)合從事醫(yī)療建筑建設(shè)管理的經(jīng)驗(yàn),對(duì)該人流手術(shù)室的醫(yī)療工藝流程進(jìn)行優(yōu)化,具體優(yōu)化方案如圖3所示。
六、結(jié)束語
醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)在國(guó)外新建醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)之前,是一項(xiàng)必須進(jìn)行的相當(dāng)于建筑設(shè)計(jì)同樣重要的一項(xiàng)工作。我們認(rèn)為醫(yī)院的醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常系統(tǒng)的、復(fù)雜的和具體的工作。
首先,工藝流程設(shè)計(jì)人員要對(duì)醫(yī)療的整體管理系統(tǒng)非常的熟悉,綜合考慮醫(yī)院整體的醫(yī)療活動(dòng)的結(jié)構(gòu)、步驟和各功能單元之間的關(guān)系以及各醫(yī)療功能單元內(nèi)部的流程。
其次,要了解和熟悉醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)趨勢(shì)的發(fā)展方向,特別是我國(guó)醫(yī)院現(xiàn)在正處于巨變時(shí)期,了解服務(wù)趨勢(shì),才能設(shè)計(jì)出更符合醫(yī)院發(fā)展方向的醫(yī)療工藝。
最后,要有創(chuàng)新意識(shí)。醫(yī)療活動(dòng)是隨著人們的經(jīng)營(yíng)、服務(wù)觀念的變化而變化,是醫(yī)院競(jìng)爭(zhēng)的重要要素之一,有創(chuàng)新,才有突破,不要人云亦云,只有對(duì)醫(yī)院的整體戰(zhàn)略、經(jīng)營(yíng)理念、醫(yī)院文化等有深刻的理解和思索,才不會(huì)人云亦云,創(chuàng)造出符合自己醫(yī)院的特色的創(chuàng)新建筑設(shè)計(jì)。
綜上所述,醫(yī)療工藝流程設(shè)計(jì)是新擴(kuò)建醫(yī)院建設(shè)環(huán)節(jié)中不可缺少的環(huán)節(jié),從某種意義上說,醫(yī)療流程工藝設(shè)計(jì)的好壞,直接決定醫(yī)院服務(wù)的好壞。不合理的醫(yī)療工藝流程,可以造成巨大的資源浪費(fèi),好的醫(yī)療流程工藝設(shè)計(jì),可以起到事半功倍的作用。
關(guān)鍵詞:城市龍崗河河道治理生態(tài)景觀 護(hù)岸植物
Abstract: urban river improvement in the construction of the cities is very important, in flood control, water supply to meet the function such as premise river landscape design is an important aspect of it not only can greatly improve the city appearance, also bring ecological and environmental, economic and other benefits. This article mainly with the mainstream a period of long comprehensive control engineering practice, this paper introduces the composition of the river city landscape, this paper expounds the present situation of the river management, and puts forward some improvement measures, the main rivers form, revetment processing, waterfront space construction, plant configuration and so on, were analyzed.
Key words: the city longgang river course governance ecology landscape revetment plants
中圖分類號(hào): TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 城市河道景觀的組成
原始的水域及周邊景觀是自然生成的,水域景觀由水域、過渡域和周邊陸域3部分景觀組成。城市河流的景觀構(gòu)成與自然河流有共同之處,然而,城市河流并非自然河流的不合理模擬,在景觀上,帶有城市河流特點(diǎn)的沿河景物起著重要作用。概括起來,城市河流景觀可以包含3個(gè)方面內(nèi)容。自然景物:如水面的波紋、岸旁的蘆葦、河岸的樹木、浮動(dòng)的漁舟、閑適的小鳥、和煦的陽光等,在景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)專業(yè)上稱為軟質(zhì)景觀。人造景物:如堤防、 護(hù)岸、沿河的建筑、橋梁等景觀構(gòu)筑,專業(yè)上稱為硬質(zhì)景觀。目前我國(guó)大多數(shù)的河流景觀設(shè)計(jì)往往側(cè)重于構(gòu)成景觀的“硬質(zhì)景觀”,而忽略了綠地林蔭一類的“軟質(zhì)景觀”的規(guī)劃設(shè)計(jì)。人與文化:通常就是指河流空間中活動(dòng)的開展及與之相關(guān)的人文活動(dòng)、節(jié)慶活動(dòng)的開展,此外,還包括與河流有關(guān)的歷史文化等。
2 工程概況
龍崗河位于深圳市東北部,是東江二級(jí)支流淡水河上游段,屬于東江水系,發(fā)源于梧桐山北麓,流經(jīng)龍崗中心區(qū),在嚇陂村附近進(jìn)入惠陽市境內(nèi)。田坑水河口以上流域面積364.4km2,河長(zhǎng)35.53km(含主源梧桐山河),平均比降2.7%。龍崗河干流綜合治理一期工程由深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院承當(dāng)設(shè)計(jì),范圍為梧桐山河與大康河交匯處到南約河口全長(zhǎng)11km,該工程包含防洪、水質(zhì)改善、生態(tài)、園林景觀、建筑等工程,旨在達(dá)到水清岸綠的目標(biāo),提升市民的生活環(huán)境質(zhì)量,改善人居環(huán)境。
3 河流治理前概況
3.1河道整體形態(tài)缺乏自然型的多樣化,河道兩岸空間變小
本工程在深圳市的發(fā)展過程中,由于規(guī)劃的滯后,以及開發(fā)成本相對(duì)較低,在建成區(qū)河道兩岸受到嚴(yán)重侵占,大部分河岸天然灘涂地地形地貌因城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)耕作受到不同程度的破壞,河流一步步地被蠶食,原來蜿蜒多姿、或開或合的河流形態(tài),最后變成一條排洪渠,幾乎失去了自然河流的形態(tài)。
3.2河道橫截面形式過于單一,缺乏自然柔美的起伏感
這一現(xiàn)象出現(xiàn)在本河流中,傳統(tǒng)的水利工程以水工工學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念,在河道設(shè)計(jì)中注重體現(xiàn)河道實(shí)用性,淡化了河道的生態(tài)作用,在實(shí)踐中造成了一定的負(fù)面影響。
3.3 在多變水位下,護(hù)岸,景觀效果缺失
龍崗河屬于雨洪性河流,水位多變,低水位時(shí)護(hù)岸,河底淤泥出露,親水性差。特別是采用現(xiàn)澆混凝土、混凝土板、漿砌石等材料,這樣的護(hù)岸不但阻斷水體和土壤的自然交換,水下植物無法生存,水、土、植物、生物之間形成的物質(zhì)和能量良性自然循環(huán)系統(tǒng)被徹底破壞,水體失去自凈能力,容易導(dǎo)致河道黑臭。
3.4河流水質(zhì)問題
該工程對(duì)河流的景觀效應(yīng)提出了極大的考驗(yàn)。由于河流兩岸截污、治污系統(tǒng)極不完善,特別是在上游工業(yè)、居民稠密地區(qū),工業(yè)污水、生活污水直排河道,沿岸居民亂倒垃圾;部分河道水體流動(dòng)性差,富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,導(dǎo)致水體發(fā)黑、發(fā)臭為劣Ⅴ類水質(zhì);河道保潔管理不到位,河流的水生植物得不到有效養(yǎng)護(hù),枯死腐爛后反而成為新的污染源。
3.5 河流兩岸交通問題,可達(dá)性差
本河流的交通問題大致可以分為兩大類,一類是河流緊挨市政路,要到達(dá)河岸人們必須通過馬路或人行橋,而河岸又無人行步道,人們難以在河邊停留。一類是河流被兩岸的建筑物包圍起來,根本無路可進(jìn)。交通問題嚴(yán)重影響了濱水空間的合理利用,也給河道管理帶來了不便。
圖1河流治理前(中心區(qū)河段)
4 改善河道景觀設(shè)計(jì)的措施
為達(dá)到河流水清岸綠、回歸生態(tài)大自然的目標(biāo),按照龍崗區(qū)法定圖則及流域規(guī)劃文件,沿岸新增綠地50多ha。以“流動(dòng)的城市綠道”為主題,以“一軸”(河流)、“兩帶”(兩岸綠廊)、“九點(diǎn)”(九個(gè)景觀生態(tài)節(jié)點(diǎn))為結(jié)構(gòu)進(jìn)行景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)(見圖2)。
圖2 龍崗河干流綜合治理一期工程景觀規(guī)劃總平面圖
4.1保留河道形態(tài)的自然特征,合理打造濱水空間
對(duì)河流周邊未開發(fā)的河段(上游及下游河段),盡量保留河流的自然走向,新增綠地保證充裕的濱水空間,并規(guī)劃布置7處景觀節(jié)點(diǎn)如生態(tài)綠嶼、悠悠河岸、曲波盈趣、運(yùn)動(dòng)廣場(chǎng)等;對(duì)于建成區(qū)的河段(中游),緊密結(jié)合周邊情況,讓其形態(tài)盡量與自然接近,注重人文景觀的提取與塑造,或自由奔放、氣勢(shì)雄渾,或安閑恬適、悠然柔順。合理利用的有限的空間,把握好護(hù)岸的高度、坡度和長(zhǎng)度,使河道空間多樣化。在龍崗河中心區(qū)布置有紀(jì)念龍崗大運(yùn)的“U夢(mèng)廣場(chǎng)”,在龍園公園布置群眾性龍舟賽事的的“競(jìng)渡園”等景觀節(jié)點(diǎn)。有條件的地段(如龍園公園位置)設(shè)置濕地,既可在汛期起到滯洪的作用,又可以在平時(shí)增加綠化及水體面積。 由于河道形態(tài)保持的較好,現(xiàn)狀有8處較大的河彎段,并有多處形成河漫灘或河心沙洲。本工程在水質(zhì)改善和河道疏浚施工中,充分考慮河道現(xiàn)狀及彎道的水流特性,在確保防洪安全的前提下,適當(dāng)保留河漫灘地9處(面積3.8ha),并對(duì)現(xiàn)有漫灘地實(shí)施改造,建造成蜿蜒曲折適合生物棲息的淺灘;保留河心沙洲4個(gè)(面積0.5ha),并對(duì)現(xiàn)有河心沙洲的植被進(jìn)行豐富,建造水塘、沙礫區(qū)域?yàn)樯锷嫣峁┉h(huán)境,通過深潭淺灘的營(yíng)造為各種生物創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境。
圖3治理后的河流(龍園公園段)
4.2 護(hù)岸設(shè)計(jì)要緊密結(jié)合場(chǎng)所精神
在河流的景觀設(shè)計(jì)中,應(yīng)該根據(jù)河流所處位置的特性(場(chǎng)所性)來構(gòu)思方案。在河道斷面形式、比降的選擇上,充分體現(xiàn)河道的生態(tài)性。充分利用淺灘、 緩坡等自然條件,增加水面, 為水生植物生存創(chuàng)造有利條件,河道綠化體現(xiàn)植物多樣性。
龍崗河屬季節(jié)性河道,汛期和非汛期流量差別較大,對(duì)河道斷面需求也差別較大。因此,河道斷面采用復(fù)式斷面,有條件在河中(主要在上游段)修建主槽,平時(shí)保證少量水體在主槽內(nèi)流動(dòng);子槽與灘地相結(jié)合,結(jié)合截污箱涵等水工構(gòu)筑物設(shè)置不同高程的親水步道、平臺(tái),充分滿足人們親水的要求,增加人同自然溝通的空間。
4.3水質(zhì)改善及水景塑造
(1)在河道兩岸布置完善的截污箱涵系統(tǒng),將河道兩岸所有污水截至上游的橫崗污水處理廠及下游的橫嶺污水處理廠一期、二期,污水處理廠一級(jí)A的尾水通過跌水、瀑布等景觀手段回補(bǔ)河道。這樣實(shí)施了污水分流,達(dá)到河道水清的目的。
利用污水廠回補(bǔ)的尾水,結(jié)合龍崗河干流的地理特性和周邊的城市休閑需求,根據(jù)河道的坡降適當(dāng)設(shè)置跌水,這樣,既能在河道中形成深潭、淺灘等不同形態(tài)的變化,利于水生動(dòng)植物的生長(zhǎng),也能利用跌水形成多級(jí)曝氣,對(duì)凈化水體大有好處?,F(xiàn)代景觀生態(tài)學(xué)證實(shí),當(dāng)在河流里構(gòu)筑淺灘和深潭,讓河岸忽寬忽窄地不規(guī)律變化,岸坡也或陡峭或舒緩,呈現(xiàn)構(gòu)造上的多樣性時(shí),便會(huì)創(chuàng)造出富有多樣性的環(huán)境條件,形成豐富穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),在水質(zhì)凈化方面,也都處于最佳狀態(tài)。通過設(shè)置壅水、跌水等設(shè)施形成多層次的水面效果。除龍園公園段(盛平橋~福寧橋河段)按照本工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的群眾性賽龍舟賽事相關(guān)要求進(jìn)行橡膠壩壅水外(水深1.5~2.33m,水面面積5ha),其余河段重點(diǎn)塑造淺水的水面形態(tài),局部位置可結(jié)合實(shí)際的河道縱坡,沿河設(shè)置5處生態(tài)跌水壩(汀步)形成低堰跌水的水面形態(tài)。結(jié)合河道縱坡形式,在河道坡度較大河段拋石,形成急流,水花飛濺,營(yíng)造動(dòng)感水流,同時(shí)滿足人們親水的需求。如圖4
圖4汀步跌水
(2)種植水生植物。在河道淺灘及水流較緩位置種植水生植物。水生植物本身就具有凈水功能,其根系部分不僅能吸附有機(jī)污染,凈化水體功能,還可以向水體中輸送氧氣。
圖5河流治理后(中心區(qū)河段)
5 結(jié)束語
龍崗河干流綜合治理一期工程完工的,完成了最初規(guī)劃設(shè)計(jì)確定的目標(biāo)達(dá)到“水清岸綠,回歸生態(tài)大自然”的目標(biāo),得到市民、媒體的一致好評(píng)。龍崗河流歷來是龍崗賴以生存的基礎(chǔ),蘊(yùn)涵著城市豐富的歷史和文化,也是龍崗體現(xiàn)其獨(dú)特風(fēng)貌和優(yōu)美景觀的重要載體。龍崗河景觀設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及水力學(xué)、 水生態(tài)學(xué)、 景觀設(shè)計(jì)、美學(xué)、環(huán)境心理學(xué)等諸多學(xué)科的綜合性問題,我們自然和生態(tài)原則為基本依據(jù),通過精心規(guī)劃設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)龍崗河景觀不僅在視覺上愉悅,而且在生態(tài)上是可持續(xù)的。
參考文獻(xiàn)
[1]李霄, 都基眾等. 沈陽鐵西新區(qū)淺層地下水有機(jī)污染物化學(xué)遷移規(guī)律[J].節(jié)水灌溉, 2010,(11):14-19.
關(guān)鍵詞:化工工藝 設(shè)計(jì) 危險(xiǎn)識(shí)別和控制
一、前言
近年來,化工工藝設(shè)計(jì)引起了人們的關(guān)注。工藝設(shè)計(jì)中危險(xiǎn)識(shí)別和控制對(duì)化工工藝過程起著非常重要的作用。在新時(shí)期下,我們要加大對(duì)化工工藝安全設(shè)計(jì)中危險(xiǎn)識(shí)別和控制的思考與探索,確?;すに嚨捻樌M(jìn)行。
二、關(guān)于化工工藝設(shè)計(jì)
在整個(gè)化工設(shè)計(jì)過程中,我們必須熟悉它的原則和精神,從而貫徹到其中去。把化工工藝設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)進(jìn)行靈活運(yùn)用,既符合規(guī)范,又不造成對(duì)生產(chǎn)的違背。實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)的安全高效運(yùn)行。因?yàn)樵诨どa(chǎn)中,安全是第一性的,所以我們必須對(duì)生產(chǎn)中的安全性進(jìn)行剖析。
熟悉我們的原材料和產(chǎn)品性質(zhì),以便我們對(duì)號(hào)入座。化工規(guī)范把物品的危險(xiǎn)程度分為五個(gè)等級(jí)。它的劃分主要是綜合生產(chǎn)過程中所使用、產(chǎn)生及存儲(chǔ)的原料、中間品和成品的物理化學(xué)性質(zhì)、數(shù)量及其火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)程度和生產(chǎn)過程的性質(zhì)等情況來決定的。根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)的不同我們才能確定防火間距、防爆等級(jí)。它對(duì)我們選用設(shè)備儀表、操作方式、消防器材的選用起到?jīng)Q定性的作用。
三、化工工藝設(shè)計(jì)的分類
1、概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是假象設(shè)計(jì),它是按擬建規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)行的,概念設(shè)計(jì)一般在中試前進(jìn)行,主要目的是為了檢查工藝條件和生產(chǎn)路線是否合理,確定數(shù)據(jù)和小試補(bǔ)充的內(nèi)容以及必要時(shí)中試規(guī)模和中試目的。
2、中試設(shè)計(jì)。中試內(nèi)容和任務(wù)主要是檢驗(yàn)小試確定的工藝路線和條件;試制產(chǎn)品考核的使用性能;考驗(yàn)工藝系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性;獲取設(shè)計(jì)工藝必需的工藝和工程數(shù)據(jù);考察放大致應(yīng)和檢驗(yàn)校正放大模型;考核雜質(zhì)積累對(duì)工藝過程及最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響;以上內(nèi)容和業(yè)務(wù)在檢驗(yàn)時(shí)可以是全部也可以是部分,視具體情況而定。
3、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)技術(shù)開發(fā)階段的最終研究成果,目的是提供建設(shè)生產(chǎn)裝置的一切技術(shù)要點(diǎn)。
4、初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)是精細(xì)化工工程設(shè)計(jì)的第一階段,它的成果是初步設(shè)汁說明書和總概算書。根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書、廠址選擇報(bào)告,對(duì)工程在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行總體研究與計(jì)算的具體建設(shè)方案。初步設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)能滿足項(xiàng)目審查和施工推備,材料與設(shè)備訂貨,項(xiàng)目招標(biāo)等要求,能提供建廠投資依據(jù)。
5、施工圖設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)是依據(jù)上級(jí)對(duì)初步設(shè)計(jì)的審批意見,將初步設(shè)計(jì)中確定的設(shè)計(jì)原則和方案,根據(jù)建筑與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作的要求,以圖樣和文字方式招工藝和設(shè)備各個(gè)組成部分的尺寸,布置和主要施工方法具體化,明確化,并解決初步設(shè)計(jì)階段待定的各項(xiàng)問題。
四、化工工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料不完整。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料一般由科研單位根據(jù)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)及有關(guān)資料編制而成。由于沒有經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)的檢驗(yàn)和完善,其數(shù)據(jù)的可靠性和完整性都不如常規(guī)裝置。
由于化工裝置工藝流程一般較獨(dú)特,包括的設(shè)備種類繁多,規(guī)格特殊,設(shè)備的功能化無論是對(duì)非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì),還是對(duì)定型設(shè)備的選用都提出了特殊要求。
工作量大。具有總體投資大、設(shè)備多、管道多,且處理的物料都較特殊,其管道設(shè)計(jì)也要作特殊考慮。設(shè)計(jì)周期短。為了盡快占領(lǐng)市場(chǎng),縮短建設(shè)周期,化工工藝設(shè)計(jì)往往要打破正常的設(shè)計(jì)周期,邊開發(fā)邊設(shè)計(jì),邊建設(shè)邊更改設(shè)計(jì)的現(xiàn)象較普遍。
規(guī)模大小不一,一般情況裝置的規(guī)模有大有小,為節(jié)約投資,某些設(shè)計(jì)不可能完全按照規(guī)范、規(guī)定去做。但有時(shí)為了測(cè)得所需的工程數(shù)據(jù)或獲得一定的產(chǎn)量,往往也需要較大的規(guī)模。
五、化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別和控制
1、化工工藝設(shè)計(jì)的安全危險(xiǎn)識(shí)別
所謂的化工工藝設(shè)計(jì)中的安全危險(xiǎn)識(shí)別、就是指對(duì)化學(xué)工藝流程中引發(fā)安全事故的危險(xiǎn)因素的發(fā)現(xiàn)和識(shí)別、也就是說在化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)中會(huì)因?yàn)楦鞣N不安全因素到引起的安全事故、安全危險(xiǎn)識(shí)別就是研究并分析其活動(dòng)中的不安全因素和隱患問題。由于化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)因素的不確定性和潛在性、我們?cè)诩訌?qiáng)規(guī)范化、科學(xué)化操作的基礎(chǔ)上、也要加強(qiáng)對(duì)其潛在危險(xiǎn)因素的分析能力和識(shí)別能力的提高。
要想加強(qiáng)化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)識(shí)別能力、我們就要加強(qiáng)對(duì)化工產(chǎn)品特別是危險(xiǎn)化學(xué)品原材料、中間產(chǎn)品和產(chǎn)品副產(chǎn)品的固有危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí)、認(rèn)真對(duì)生產(chǎn)工序和生產(chǎn)工藝的進(jìn)行研究、通過考察整個(gè)工藝流程的生產(chǎn)過程、對(duì)一些有可能出現(xiàn)的安全事故作出相應(yīng)的安全防護(hù)措施、盡量消除所有隱患、從而提高化工工藝設(shè)計(jì)的安全性。
2、化工工藝設(shè)計(jì)危險(xiǎn)因素的控制
對(duì)于化工工藝設(shè)計(jì)安全危險(xiǎn)因素的控制、我們可以根據(jù)其工藝流程特性的不同、分別采取相應(yīng)的措施。我們分別從化工產(chǎn)品的原材料、工藝流程、設(shè)備材質(zhì)、物理化學(xué)反應(yīng)條件以及管道運(yùn)輸?shù)葞讉€(gè)方面來研究。
(1)我們可以對(duì)化工產(chǎn)品的原材料的挑選和質(zhì)量方面進(jìn)行控制、在不影響產(chǎn)品的性能的基礎(chǔ)上、盡量選擇危險(xiǎn)性地、危害性小的原材料。
(2)對(duì)于相應(yīng)的工藝流程、我們可以努力研究、爭(zhēng)取設(shè)計(jì)一種工藝流程較為簡(jiǎn)潔、工藝路線較為規(guī)律和統(tǒng)一的生產(chǎn)流程、合理的分析并考量產(chǎn)品的制作流程、盡量降低危險(xiǎn)物質(zhì)的生產(chǎn)、并減低其產(chǎn)品的危險(xiǎn)性和危害性。
(3)對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)備來說、我們也要充分考慮其材質(zhì)對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)流程的影響、包括其濕度、溫度、物理化學(xué)反應(yīng)等等這些因素、要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況選擇質(zhì)量高、耐高溫以及耐腐蝕的合理設(shè)備。
(4)在化工產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中、出現(xiàn)的各種物理化學(xué)反應(yīng)有很多、因此我們對(duì)這一環(huán)節(jié)的控制比較困難、對(duì)于這些我們就要設(shè)置一些容易控制的反應(yīng)器來控制其化學(xué)反應(yīng)過程、從而控制其危險(xiǎn)因素、可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所需條件的不同、來調(diào)節(jié)其反應(yīng)溫度和反應(yīng)速度等一些可控條件和因素、從而避免危險(xiǎn)的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生。
(5)在管道運(yùn)輸中的材料一般都是一些腐蝕性強(qiáng)、危險(xiǎn)性高以及對(duì)人體毒害大的物料、因此我們一定要嚴(yán)格控制其運(yùn)輸過程中的密封性、對(duì)于管道的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行合理的選用、避免泄漏、爆炸等危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
六、結(jié)束語
通過對(duì)化工工藝安全設(shè)計(jì)中危險(xiǎn)識(shí)別和控制問題分析,進(jìn)一步明確了危險(xiǎn)識(shí)別和控制在化工工藝中的重要性。因此,我們要加強(qiáng)對(duì)該工藝設(shè)計(jì)的重視。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:石油化工裝置;工藝管道;設(shè)計(jì)
1工藝管道安全設(shè)計(jì)
在整個(gè)石油化工管道設(shè)計(jì)中,管道的布置問題非常重要,合理的管道布置不僅方便以后的檢查和維修工作,而且還方便工作人員進(jìn)行操作,側(cè)面上提高了石油化工廠的生產(chǎn)效率,可以給工廠帶來更高的經(jīng)濟(jì)利益。此外,管道的布置還會(huì)影響化工廠其他各種設(shè)備之間的運(yùn)轉(zhuǎn)配合,所以在管道布置方面一定要體現(xiàn)科學(xué)性。在管道布置的時(shí)候需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:1)管廊布置。在管廊布置的時(shí)候需要注意管廊的附加余量,一般來講管廊的設(shè)計(jì)余量會(huì)在10%~20%浮動(dòng),但是根據(jù)多方面的調(diào)查以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,這個(gè)設(shè)計(jì)余量往往不利于化工廠的長(zhǎng)期運(yùn)行,所以建議將設(shè)計(jì)余量控制在20%~30%左右。2)安全閥的管道布置。在進(jìn)行安全閥管道布置的時(shí)候,要特別注意其與總管連接時(shí)的角度,這個(gè)角度一般設(shè)定為順著流向的45°。3)泵入口的管道布置。在管道筒體的設(shè)計(jì)方面,應(yīng)該盡可能的縮短筒體的長(zhǎng)度,若是出現(xiàn)變徑情況,盡量采用偏心大小頭,這樣有利于防止氣體在管道內(nèi)積聚,從而避免安全問題的出現(xiàn)。
2完善的工藝流程
對(duì)于化工產(chǎn)品的制備來說,完善的工藝流程是必不可少的,它直接影響到了工藝管道的設(shè)計(jì),以及決定是否可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的石油化工產(chǎn)品。石油化工企業(yè)在運(yùn)營(yíng)的過程中必須要根據(jù)自身的實(shí)際條件,參照相關(guān)行業(yè)的其他企業(yè)的運(yùn)行機(jī)制,綜合考慮每個(gè)工藝流程的建設(shè)成本以及運(yùn)行安全性能等各個(gè)方面的因素,選擇出一條適合自身企業(yè)發(fā)展并且質(zhì)量較高的工藝流程,為企業(yè)運(yùn)行在生產(chǎn)安全以及生產(chǎn)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面提供較有力的保障。此外需要特別強(qiáng)調(diào)的是,在工藝流程設(shè)計(jì)和選擇的時(shí)候,一定要遵守相關(guān)的法律法規(guī)以及行業(yè)規(guī)范,只有這樣才能促進(jìn)企業(yè)更加順利的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。
3工藝管道設(shè)計(jì)的組織
目前,我國(guó)在工藝管道設(shè)計(jì)方面已經(jīng)有了較為完善的制度,包括法律法規(guī)以及行業(yè)規(guī)范等,企業(yè)在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)只要嚴(yán)格遵守相關(guān)的國(guó)家規(guī)定,就可以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是在管道實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中卻是很容易出現(xiàn)問題,這是由于石油化工管道的設(shè)計(jì)一般工作周期比較短、任務(wù)量大,并且在這個(gè)過程中需要工作人員之間的緊密配合,工作人員在工作的過程中稍微的不注意,就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。這就要求設(shè)計(jì)人員在工作的過程中一定要做好組織協(xié)調(diào)工作,將任務(wù)分配到個(gè)人,提高工作人員的責(zé)任心,使他們?cè)诰o張工作的同時(shí),也能夠保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
4做好管架設(shè)計(jì)
管架對(duì)管道來說也是非常重要的,管架若是出現(xiàn)問題,就會(huì)導(dǎo)致管道在運(yùn)作的過程中出現(xiàn)斷裂或者損壞的現(xiàn)象,對(duì)管道的正常運(yùn)行造成很大的影響。因此,一定要重視管架的設(shè)計(jì)。在管架的實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)盡量使用彈簧支架。彈簧支架在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛,它可以根據(jù)實(shí)際情況有效地改變支架的高度,使管道在鋪設(shè)的過程中能夠更好地適應(yīng)地理環(huán)境。但是彈簧支架本身還具有一定的缺陷,首先彈簧支架具有非剛性的特點(diǎn),制造的成本比一般支架要高,所以相對(duì)其他支架來說,其價(jià)格要高出很多,這樣在無形中增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。此外,彈簧支架若是使用時(shí)間過長(zhǎng)的話,會(huì)造成彈簧的彈力失效,使原本管道的位置發(fā)生變化,影響管道運(yùn)輸?shù)陌踩?。因此,在支架的運(yùn)用時(shí),應(yīng)盡可能的減少?gòu)椈芍Ъ艿氖褂谩?/p>
5工藝管道合理性設(shè)計(jì)
在進(jìn)行工藝管道設(shè)計(jì)時(shí)主要要注意以下兩點(diǎn):1)工藝管道材料等級(jí)連接點(diǎn)設(shè)計(jì)。由于石油化工工藝管道所處的環(huán)境以及其材料等級(jí)的不同,因此,在進(jìn)行連接的時(shí)候,要根據(jù)管道的材質(zhì)以及其工作環(huán)境的壓力,來選擇相應(yīng)的連接設(shè)備。2)塔與容器的工藝管道設(shè)計(jì)。在進(jìn)行該方面的設(shè)計(jì)時(shí),不能只追求其工藝要求,還要方便后期的操作和檢查維修工作。
6結(jié)束語
石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)化工企業(yè)來說意義重大,它的好壞會(huì)直接影響到化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及企業(yè)員工的生命安全,高質(zhì)量的管道設(shè)計(jì)可以有效防止安全事故的發(fā)生。因此,在進(jìn)行是由護(hù)工裝置工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要做到根據(jù)企業(yè)自身情況,統(tǒng)籌考慮各方面的因素,保證設(shè)計(jì)出來的成果更加具有合理性以及科學(xué)性。
參考文獻(xiàn)
[1]田卉.石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)探討[J].化學(xué)工程與裝備,2008,(3):78-82.
[2]穆柯,張博.石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013,23:31-32.
【關(guān)鍵詞】甲醇 氣化 合成 空分
1.煤氣化制甲醇的重要意義
作為一種傳統(tǒng)的化工原料,甲醇在化工行業(yè)中一直扮演著極其重要的角色。隨著油價(jià)的日益上漲和甲醇應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,甲醇及其衍生品的應(yīng)用也越來越受到人們的重視。在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下,甲醇及其衍生物的生產(chǎn)迎來了發(fā)展的黃金時(shí)期。甲醇作為極其重要的一種化工原料,其下游衍生品也很豐富,這也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。傳統(tǒng)工藝上甲醇可以用來生產(chǎn)甲醛、合成橡膠、甲基叔丁基醚、對(duì)苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有機(jī)化工產(chǎn)品。除了傳統(tǒng)應(yīng)用,甲醇化工應(yīng)用技術(shù)近期還取得了不少新的突破。
此外,甲醇制汽油(MTG)也是甲醇燃料應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。除了??松梨诠镜亩椒∕TG技術(shù),中科院山西煤化所與化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院共同開發(fā)的一步法甲醇轉(zhuǎn)化制備汽油技術(shù),已在其能源化工中試基地完成中試。與埃克森美孚公司的技術(shù)相比,國(guó)產(chǎn)技術(shù)具有汽油選擇性高,工藝流程短,單程壽命長(zhǎng)和催化劑穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)。
2.煤制甲醇基本的工藝及設(shè)備介紹
2.1 煤炭的氣化
煤氣化技術(shù)是煤制甲醇工藝中的關(guān)鍵性。目前,國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的煤氣化技術(shù)主要包括:荷蘭Shell公司的SCGP粉煤加壓氣化工藝、德國(guó)未來能源公司的GSP粉煤加壓氣化技術(shù)、美國(guó)Texaco公司德士古氣化工藝、德國(guó)Lurgi公司的Lurgi塊煤加壓氣化工藝等,本文以德士古氣化工藝為例進(jìn)行氣化工藝的介紹。
2.2 煤漿制備
由輸送系統(tǒng)送來的原料煤干基(
2.3 氣化
在本工段,水煤漿與氧進(jìn)行部分氧化反應(yīng)制得粗合成氣。
煤漿由煤漿槽經(jīng)煤漿加壓泵加壓后連同空分送來的高壓氧通過燒嘴進(jìn)入氣化爐,在氣化爐中煤漿與氧氣發(fā)生主要反應(yīng)如下:
CmHnSr+m/2O2mCO+(n/2-r)H2+rH2S
CO+H2OH2+CO2
氣化反應(yīng)在氣化爐反應(yīng)段瞬間完成,生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣體。離開氣化爐反應(yīng)段的熱氣體和熔渣進(jìn)入激冷室水浴,被水淬冷后溫度降低并被水蒸汽飽和后出氣化爐;氣體經(jīng)文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻后送至變換工段。
氣化爐反應(yīng)中生成的熔渣進(jìn)入激冷室水浴后被分離出來,排入鎖斗,定時(shí)排入渣池,由扒渣機(jī)撈出后裝車外運(yùn)。
2.4 合成氣的凈化
本工段采用低溫甲醇洗工藝脫除變換氣中CO2、全部硫化物、其它雜質(zhì)和H2O。低溫甲醇洗工藝是使用物理吸收法的酸性氣體凈化技術(shù),使用冷甲醇作為酸性氣體的吸收液,利用甲醇在零下60℃左右的低溫下對(duì)酸性氣體溶解度特別大的性質(zhì),分段選擇性地吸收原料氣中的CO2、H2S及各種有機(jī)硫等雜質(zhì),低溫甲醇洗工藝一般有林德和魯奇兩種,二者基本原理相同,并且技術(shù)都很成熟,只是在工程實(shí)施、工藝流程設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)上各有特點(diǎn)。
2.5 甲醇的合成
國(guó)內(nèi)外使用的甲醇合成塔主要有冷管式、冷激式、固定管板列管式水管式和多床內(nèi)換熱式合成塔。冷激式合成塔碳轉(zhuǎn)化率太低,能耗高,已基本淘汰:冷管式合成塔碳轉(zhuǎn)化率較高但副產(chǎn)的蒸汽僅為0.4MPa,大型裝置中很少采用;水管式合成塔傳熱系數(shù)較高,能更好地移走反應(yīng)熱,縮小傳熱面積,并能多裝催化劑,同時(shí)可副產(chǎn)中壓蒸汽,是大型化較理想的塔型,在60萬t以上大型裝置應(yīng)用較為廣泛;固定管板由于列管需用特種的不銹鋼,因而造價(jià)最高;多床內(nèi)換熱式合成塔由大型氨合成塔發(fā)展而來,目前氨合成塔均采用三床(四床)內(nèi)換熱式合成塔。
2.6 甲醇的精餾
甲醇的精餾工藝,主要有ICI的兩塔流程和Lurgi三塔流程兩種。ICI兩塔工藝雖然工藝流程簡(jiǎn)單、裝置投資省,但是能耗相對(duì)較高;而Lurgi三塔精餾工藝流程雖然相對(duì)較長(zhǎng),但操作能耗較ICI兩塔工藝流程低。從投資和能耗等方面來綜合考慮,對(duì)大、中型甲醇精餾裝置,三塔精餾工藝優(yōu)點(diǎn)更加明顯。主要原因在于三塔型工藝流程設(shè)置有一個(gè)加壓操作(壓力為0.6~0.7 MPa)的主精餾塔,加壓塔塔頂甲醇蒸汽冷凝熱可以用作常壓精餾塔塔底再沸器熱源,減少了水蒸汽和冷卻水消耗,從而使得精餾過程總的能耗可比二塔流程低20%~30%。從清潔環(huán)保角度來講,也應(yīng)該采取三塔精餾工藝。
3.甲醇生產(chǎn)工藝的選擇
甲醇的生產(chǎn)現(xiàn)已大規(guī)模連續(xù)化,生產(chǎn)過程中要求合成氣中(H2+CO)含量高,要求煤氣化工藝更成熟可靠,效率更高。結(jié)合產(chǎn)品的質(zhì)量要求、環(huán)境友好以及不同工藝設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn),煤制甲醇工藝的選擇應(yīng)依據(jù)以下原則:
3.1 適用性
不同的煤氣化技術(shù)適用于不同的煤種,硬根據(jù)所用煤的質(zhì)量、性質(zhì)、品種等選擇合適的煤氣化工藝及后續(xù)工藝。
3.2 可靠性
技術(shù)必須成熟可靠,在保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力的前提下,設(shè)備裝置應(yīng)能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.3 先進(jìn)性
先進(jìn)性體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量性能、設(shè)備水平和工藝水平等方面,先進(jìn)性決定項(xiàng)目的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,應(yīng)全面研究工藝技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),深入探討是否可以采用更為先進(jìn)的工藝技術(shù)。安全環(huán)保性,煤化工生產(chǎn)過程容易產(chǎn)生大量煤粉、"三廢"等污染物,應(yīng)選用安全環(huán)保的工藝進(jìn)行安全、清潔生產(chǎn)。
甲醇用作燃料,排放氣中的一氧化碳,氮氧化物等含量降低,是一種環(huán)境友好的燃料,尤為重要的是,對(duì)于我國(guó)來說,能夠降低對(duì)石油的依賴程度,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。但是在甲醇生產(chǎn)工藝選擇上,一定要根據(jù)實(shí)際情況,遵循適用、安全可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)的原則。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞] CDIO;化工實(shí)踐教學(xué);項(xiàng)目設(shè)計(jì);實(shí)訓(xùn)改革
[中圖分類號(hào)]G642.4[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]10054634(2016)060097040引言
隨著社會(huì)科技的飛速發(fā)展,化工行業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的要求越來越高?;瘜W(xué)工程專業(yè)作為理工科專業(yè)之一,實(shí)施 CDIO 教育模式成為化工專業(yè)教學(xué)改革的重要方向之一[1]?;?shí)踐教學(xué)是化工專業(yè)課程體系中的重要組成部分,其內(nèi)容包含化工實(shí)訓(xùn)、化工仿真、化工認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)、本科生科研立項(xiàng)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)、化工原理實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。進(jìn)行化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的CDIO 模式改革,不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí),提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
1基于CDIO教育理念構(gòu)建化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系按照 CDIO 工程教育模式要求,教學(xué)過程要以學(xué)生為主體,教學(xué)內(nèi)容安排設(shè)計(jì)型及綜合型內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),提供更多的實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)[2]。基于燕山大學(xué)省級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的化工實(shí)踐教學(xué)體系,是按照CDIO的工程理念對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容重新整合設(shè)計(jì),構(gòu)建了課程教學(xué)演示、化工仿真操作、實(shí)訓(xùn)綜合、化工設(shè)計(jì)、科研創(chuàng)新5個(gè)層次的化工實(shí)踐教學(xué)體系平臺(tái),兼顧基礎(chǔ)性、綜合性、研究性,如圖1所示。1.1基礎(chǔ)型
基礎(chǔ)型包括教學(xué)演示和仿真操作。教學(xué)演示是使用化工設(shè)備多媒體素材庫(kù)及化工原理實(shí)驗(yàn)仿真軟件, 以真實(shí)直觀的仿真界面和豐富的資料展示實(shí)際過程;仿真操作內(nèi)容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系統(tǒng)”和“苯胺生產(chǎn)3D虛擬仿真系統(tǒng)”等仿真系統(tǒng)[3],可以在計(jì)算機(jī)上真實(shí)地再現(xiàn)化工生產(chǎn)過程。仿真操作是學(xué)生在掌握化工產(chǎn)品的工藝流程及操作步驟的基礎(chǔ)上,用計(jì)算機(jī)模擬化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的開車、停車、正常運(yùn)行及事故處理,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)習(xí)學(xué)生無法親自動(dòng)手操作的不足。通過局域網(wǎng)互聯(lián)的教師站,教師可以實(shí)時(shí)修改培訓(xùn)內(nèi)容,匯總并分析學(xué)生成績(jī)等。
1.2綜合型
綜合型內(nèi)容由化工實(shí)訓(xùn)基地的多套化工實(shí)驗(yàn)裝置組成,如圖 1所示,這些實(shí)驗(yàn)裝置的操作幫助學(xué)生樹立工程實(shí)踐概念,使其在完成化工產(chǎn)品的生產(chǎn)操作的同時(shí)在化工過程基本原理和化工實(shí)踐之間建立起緊密聯(lián)系。例如,在“化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置”的實(shí)訓(xùn)過程中,要求學(xué)生通過仿真DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)操作,由原料乙烯、氧氣及冰醋酸經(jīng)過換熱器預(yù)熱,在氣固相管式反應(yīng)器中反應(yīng)生成產(chǎn)品醋酸乙烯酯,粗產(chǎn)品經(jīng)過水洗釜、氣液分離器分離后進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾,得到的純醋酸乙烯酯在聚合反應(yīng)釜中發(fā)生聚合反應(yīng)得到聚醋酸乙烯酯。該項(xiàng)目要求學(xué)生在掌握“三傳一反”基本原理基礎(chǔ)上,學(xué)會(huì)熟練操作并完成各項(xiàng)工藝參數(shù)的控制。該項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)操作不僅使學(xué)生理解了氣固相催化反應(yīng)器、氣液分離器、醋酸乙烯酯精餾塔及聚合釜等化工單元設(shè)備的基本原理,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,實(shí)現(xiàn)基本理論與工程實(shí)踐的結(jié)合。
科研創(chuàng)新型主要是在化工設(shè)計(jì)和科研方面?;ぴO(shè)計(jì)型按照CDIO的工程理念及教育模式要求,將本科生第6學(xué)期的化工原理課程設(shè)計(jì)、第7學(xué)期的專業(yè)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)整合到一起,由點(diǎn)到面,從局部到整體,對(duì)學(xué)生的分析和解決問題能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)進(jìn)一步訓(xùn)練。例如“丙烯腈合成工段設(shè)計(jì)”題目中,在化工原理課程設(shè)計(jì)中,要求學(xué)生在掌握化工過程基本原理后,根據(jù)老師給定的設(shè)計(jì)任務(wù)完成氨中和塔、空氣飽和塔或反應(yīng)器等某一化工單元的設(shè)計(jì)計(jì)算,而在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中,要求學(xué)生在完成某一化工單元的設(shè)計(jì)任務(wù)基礎(chǔ)上完成丙烯腈合成工段的初步設(shè)計(jì)與計(jì)算及工藝流程圖的繪制,在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)候,則要求學(xué)生在專業(yè)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行完整的工藝設(shè)計(jì),包括主要設(shè)備的工藝計(jì)算、工藝設(shè)備、原料消耗、能耗表、排出物表及帶控制點(diǎn)的工藝流程圖等。
科研型是鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新,積極參加創(chuàng)新與設(shè)計(jì)競(jìng)賽等。例如,學(xué)生在教師的指導(dǎo)與帶領(lǐng)下,完成了“基于Aspen plus的聚醋酸乙烯酯生產(chǎn)工藝流程仿真及優(yōu)化”和“平推流與全混流反應(yīng)器系統(tǒng)仿真”等創(chuàng)新項(xiàng)目,并在由中國(guó)化工學(xué)會(huì)、中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)、教育部高等學(xué)?;ゎ悓I(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的第九屆全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽中榮獲全國(guó)二等獎(jiǎng)、華北賽區(qū)一等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績(jī)。
2基于CDIO模式的化工實(shí)踐教學(xué)體系改革與實(shí)踐2.1改革實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力
1)課堂教學(xué)引入討論環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生工程分析能力。 按照CDIO的教育理念,課程的教學(xué)過程應(yīng)圍繞著設(shè)計(jì)項(xiàng)目展開。在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐過程中,分別針對(duì)課程重點(diǎn)內(nèi)容“均相反應(yīng)過程”和“氣固催化反應(yīng)工程”燒擄才帕肆醬翁致劭危由教師指定兩章的討論選題內(nèi)容。例如,針對(duì)“氣固催化反應(yīng)工程”中的難點(diǎn)“固定床反應(yīng)器計(jì)算”,要求學(xué)生在擬均相模型求解算法和Aspen Plus反應(yīng)器計(jì)算中選題,學(xué)生在討論課前需進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)資料的查閱整理,討論完后由小組派出代表進(jìn)行主題發(fā)言,其他同學(xué)討論主題發(fā)言同學(xué)的意見,最后由教師進(jìn)行總結(jié)。討論課使學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力都得到了加強(qiáng)和鍛煉。
2)采用3D虛擬現(xiàn)實(shí)仿真,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。CDIO的教育理念倡導(dǎo)“做中學(xué)”的教學(xué)方法,讓學(xué)生在知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用之間形成良性互動(dòng)。3D虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)[4]營(yíng)造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境,學(xué)習(xí)者可以通過自身與信息環(huán)境的相互作用獲得知識(shí)與技能。在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐中[5],使用了“苯胺生產(chǎn)3D虛擬仿真軟件”等仿真系統(tǒng)。如圖2所示,學(xué)生在掌握了苯胺生產(chǎn)的工藝流程及流化床反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,在3D虛擬生產(chǎn)環(huán)境中貼近真實(shí)地體驗(yàn)實(shí)際操作的感受,在激發(fā)了濃厚學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)更深刻理解了所學(xué)的專業(yè)知識(shí),提高了學(xué)生分析和解決生產(chǎn)操作中各種問題的能力。
2.2采用項(xiàng)目式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力CDIO倡導(dǎo)“基于項(xiàng)目的教育與學(xué)習(xí)”。在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐過程中引入了Aspen Plus工藝軟件進(jìn)行三級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)[5]。項(xiàng)目要求學(xué)生結(jié)合實(shí)際問題從Aspen Plus反應(yīng)器模塊中進(jìn)行選題,學(xué)生要采用類似討論課的方式分組完成反應(yīng)器的選型及計(jì)算模塊選擇、物性方法及參數(shù)的設(shè)定、計(jì)算過程和結(jié)果輸出、項(xiàng)目報(bào)告及答辯等工作,以答辯的形式進(jìn)行驗(yàn)收。
三級(jí)項(xiàng)目的實(shí)施為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)打下了良好的基礎(chǔ),學(xué)生通過對(duì)反應(yīng)器模塊設(shè)計(jì)的熟練運(yùn)用,掌握了分析和設(shè)計(jì)化工過程的基本技能,同時(shí)也加深了對(duì)反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。例如,在“乙烯法生產(chǎn)聚醋酸乙烯酯工藝設(shè)計(jì)”畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中,學(xué)生按設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)氣固相催化反應(yīng)器、油水分離器、醋酸乙烯酯產(chǎn)品精餾塔、水洗釜及聚合釜等化工生產(chǎn)單元進(jìn)行分析,在完成設(shè)計(jì)計(jì)算后通過操作“化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置”來驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。此類項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施是對(duì)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的進(jìn)一步提高。
2.3利用化工實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力CDIO的含義為構(gòu)思―設(shè)計(jì)―實(shí)現(xiàn)―運(yùn)作[6]。將這一理論應(yīng)用到化工實(shí)踐過程上,就是化工過程的合成、設(shè)計(jì)、分析、評(píng)估和實(shí)現(xiàn)。利用圖 1所示的綜合型化工實(shí)訓(xùn)裝置,選擇具有實(shí)際應(yīng)用背景的產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目,企業(yè)工程技術(shù)人員和校內(nèi)教師作為指導(dǎo)教師相互協(xié)作,指導(dǎo)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)合作完成設(shè)計(jì)案例。例如,在“聚乙烯醇合成工段工藝”設(shè)計(jì)題目案例中,以“化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置”為基礎(chǔ)進(jìn)行二次開發(fā),利用Aspen Plus工藝軟件設(shè)計(jì)了以聚醋酸乙烯酯為原料合成聚乙烯醇的工藝方案,初步完成了聚乙烯醇合成工段工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、主要設(shè)備計(jì)算選型及工藝流程優(yōu)化等工作。
2.4成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系的改革
在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐中,按照CDIO的教育理念,建立了一套完整實(shí)踐考核體系[5],依據(jù)全程監(jiān)控的理念從7個(gè)方面進(jìn)行考核,見表 1。其中,討論課、仿真操作及項(xiàng)目設(shè)計(jì)是考核的主要內(nèi)容,學(xué)生在鞏固反應(yīng)器基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,又熟悉了應(yīng)用Aspen Plus軟件進(jìn)行反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容,并通過平推流和全混流反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)操作做到了理論和實(shí)踐的結(jié)合,真正實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)”。期末的閉卷考試只占總成績(jī)的50%,閉卷考試分值的弱化也避免了以往學(xué)生考試突擊及作弊的現(xiàn)象。
2.5加強(qiáng)校企合作,突出教師工程素質(zhì)培養(yǎng)
校企合作及企業(yè)的參與是真正實(shí)現(xiàn)CDIO 工程教育模式的關(guān)鍵途徑。全方位的校企合作不僅可以實(shí)現(xiàn)化工專業(yè)實(shí)踐與科學(xué)研究、工程實(shí)際及社會(huì)應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合,而且對(duì)教師的工程素質(zhì)的提高有很大幫助。學(xué)校和秦皇島華瀛磷酸有限公司及中國(guó)阿拉伯化肥有限公司建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系,積極推進(jìn)校企共建平臺(tái)建設(shè),利用學(xué)?,F(xiàn)有的科研平臺(tái)及信息資源等主動(dòng)服務(wù)于企業(yè),幫助企業(yè)解決實(shí)際問題,加大企業(yè)參c高校人才培養(yǎng)的步伐,并由企業(yè)工程技術(shù)人員和校內(nèi)教師共同指導(dǎo)學(xué)生來完成項(xiàng)目案例,保障實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施。
表1化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)
序號(hào)內(nèi)容比例%考核方式1出勤5簽到2作業(yè)5作業(yè)內(nèi)容及完成情況3討論10分組答辯、報(bào)告及PPT4仿真操作10仿真在線測(cè)試5項(xiàng)目設(shè)計(jì)10分組答辯、報(bào)告及PPT6實(shí)驗(yàn)10分組操作表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告7期末考試50閉卷考試3結(jié)束語
基于CDIO教育理念的化工實(shí)踐教學(xué)體系,在實(shí)踐教學(xué)的過程中效果明顯,提高了化工專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的工程創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。結(jié)合學(xué)校的人才培養(yǎng)和教學(xué)理念,在化工實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐過程中,不斷深化CDIO工程教育改革,繼續(xù)構(gòu)思與設(shè)計(jì)以構(gòu)建實(shí)施新的人才培養(yǎng)方案。
參考文獻(xiàn)
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Construction and exploration of chemical engineering practice system
teaching based on the concept of CDIO education
Li Jianjun,Zhang Yongqiang
(College of Environmental and Chemical Engineering,Yanshan University, Qinhuangdao 066004,China)
1教學(xué)形式改革—先實(shí)踐后課堂
課程的教學(xué)不再是單純的課堂內(nèi)容灌輸,而是先進(jìn)行工廠實(shí)踐,實(shí)地考察化工企業(yè),對(duì)于工藝流程有簡(jiǎn)單清晰的具體認(rèn)識(shí),將大大提高課堂講解的效率,有利于提高學(xué)生的興趣。
2教學(xué)順序改革—先設(shè)計(jì)再講解
將典型的工藝流程放手交給學(xué)生設(shè)計(jì),考察學(xué)生的實(shí)踐效果以及基本化工原理的掌握情況,然后再進(jìn)行有的放矢的指導(dǎo)和講解,使得課堂教學(xué)深深植根于實(shí)際生產(chǎn)。
3教學(xué)手段改革—借鑒MOOCs的優(yōu)點(diǎn)
大力提倡網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué),拓展教學(xué)的思路和深度,使得學(xué)生學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂,而是結(jié)合平日的資料搜索和自我學(xué)習(xí),尤其是借鑒和引入國(guó)外優(yōu)秀的教學(xué)課程和教學(xué)資源,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。
4教學(xué)內(nèi)容的改革—增加典型工藝的歷史教學(xué)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)軟件技術(shù);化工設(shè)計(jì);具體應(yīng)用
1化工設(shè)計(jì)對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要性
1.1是化工產(chǎn)品生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)
化工設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就包括對(duì)化工生產(chǎn)中的各類化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),以此為基礎(chǔ)對(duì)相應(yīng)的化工生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程進(jìn)行架構(gòu)和重組,分析化工生產(chǎn)中有可能出現(xiàn)的問題和變量,結(jié)合實(shí)際的化工工程項(xiàng)目來指導(dǎo)后續(xù)的化工生產(chǎn)布局調(diào)整、原料資金投入、化工設(shè)備采購(gòu)等工作。由此不難看出,在化工工程項(xiàng)目中化工設(shè)計(jì)是化工企業(yè)需要生產(chǎn)發(fā)展的最為重要的基礎(chǔ),只有完善化工設(shè)計(jì)方案,提高化工設(shè)計(jì)質(zhì)量,增強(qiáng)化工設(shè)計(jì)的有效性才能真正的發(fā)揮化工設(shè)計(jì)的規(guī)劃和指導(dǎo)作用。
1.2是完善化工企業(yè)生產(chǎn)流程的重要保障
化工企業(yè)在安排相關(guān)設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員進(jìn)行化工設(shè)計(jì)時(shí),主要就是圍繞優(yōu)化化工生產(chǎn)流程這個(gè)中心來展開的,要想提高化工生產(chǎn)效率和質(zhì)量,減少化工生產(chǎn)過程中不必要的損耗,降低化工安全事故的發(fā)生幾率,就必須要從工藝流程和生產(chǎn)控制流程這兩個(gè)方面入手,不斷地完善化工設(shè)計(jì)方案。首先從生產(chǎn)工藝流程上來講,設(shè)計(jì)人員要根據(jù)一定的模擬和分析結(jié)果對(duì)所運(yùn)用到的化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)原理有基本的了解,以此為基礎(chǔ)對(duì)化工原料的基本用量和品種、化工生產(chǎn)中的環(huán)境因素、大致需要的生產(chǎn)規(guī)模等生產(chǎn)項(xiàng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),從而最大限度的控制生產(chǎn)工藝流程中的變量因素,提升生產(chǎn)工藝水平。其次從生產(chǎn)控制流程方面來講,通過科學(xué)合理的化工設(shè)計(jì),可以對(duì)生產(chǎn)中所需要使用到的相關(guān)設(shè)備和自動(dòng)化控制平臺(tái)進(jìn)行基礎(chǔ)架構(gòu),進(jìn)一步提升化工生產(chǎn)的信息化水平。
2基于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的化工設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1便利性
將計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)應(yīng)用于化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),最大的優(yōu)點(diǎn)就在于提升了化工企業(yè)生產(chǎn)的便利性?;ぴO(shè)計(jì)作為化工生產(chǎn)的基礎(chǔ),在化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要到有關(guān)化學(xué)反應(yīng)和工藝流程設(shè)計(jì)等的相關(guān)問題,通過利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)可以為上述工作提供很好的輔助工具,比如在進(jìn)行公益流程設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員就可以借助相應(yīng)的計(jì)算機(jī)繪圖軟件對(duì)生產(chǎn)流程圖進(jìn)行及時(shí)地修改,改變了過去傳統(tǒng)的手繪制圖的方法,這就給化工設(shè)計(jì)人員提供了極大的便利,簡(jiǎn)化了其工作流程。
2.2精準(zhǔn)性
在化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)還能夠極大的提升化工設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性。在進(jìn)行化工設(shè)計(jì)時(shí)往往需要涉及到一些化工生產(chǎn)信息數(shù)據(jù),主要就包括化學(xué)反應(yīng)的頻率和次數(shù)、化學(xué)原料的用量,甚至是包括生產(chǎn)車間各設(shè)備的尺寸和比例,這些都需要在化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行了精確的展示。借助于計(jì)算機(jī)軟件的高效數(shù)據(jù)處理功能,可以盡可能地減少化學(xué)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)誤差,同時(shí)利用計(jì)算機(jī)軟件中的3D模擬技術(shù),可以直接對(duì)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)廠房、設(shè)備、工藝線路等進(jìn)行更為正確的設(shè)計(jì),可以參考化工工程師的意見對(duì)相應(yīng)的比例和尺寸等進(jìn)行及時(shí)的修改和調(diào)整,也就大大減少了生產(chǎn)流程中有可能存在的失誤,提高了化工生產(chǎn)的質(zhì)量和水平。
3計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用分析
3.1在數(shù)據(jù)處理與計(jì)算中的應(yīng)用
在化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,最基礎(chǔ)的一步就是要對(duì)加工生產(chǎn)中的各項(xiàng)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理。在化工生產(chǎn)中,由于所使用的各類化學(xué)原料都具有極強(qiáng)的不穩(wěn)定性,無論是在模擬反應(yīng)環(huán)節(jié)還是實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有可能會(huì)受到不同因素或變量的影響,這就導(dǎo)致了每一次的化學(xué)生產(chǎn)分析與模擬數(shù)據(jù)不可能完全一致,而在進(jìn)行化工設(shè)計(jì)時(shí),必須要依賴于這些模擬數(shù)據(jù)來盡可能的減少設(shè)計(jì)誤差。這就需要利用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù),對(duì)每一次化學(xué)反應(yīng)中使用到的原料、反應(yīng)環(huán)境、反應(yīng)溫度、容器、壓力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),這樣可以將化工生產(chǎn)中涉及到的各類因素控制在一個(gè)大致的數(shù)據(jù)范圍內(nèi),提取重要的信息參數(shù),結(jié)合模擬歷史數(shù)據(jù)給出最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果,從而有效的提升化工設(shè)計(jì)的質(zhì)量水平。
3.2在設(shè)計(jì)構(gòu)圖中的應(yīng)用
化工設(shè)計(jì)的方案最終是以設(shè)計(jì)圖的形式展現(xiàn)出來的,隨著我國(guó)化工生產(chǎn)水平的提高,化工設(shè)計(jì)圖不再只針對(duì)化工生產(chǎn)流程工藝這一方面,同時(shí)也增加了生產(chǎn)車間管道設(shè)計(jì)圖、自動(dòng)化控制系統(tǒng)圖等,這在體現(xiàn)化工設(shè)計(jì)完整性的同時(shí),也對(duì)化工設(shè)計(jì)繪圖方式提出了更高的要求。傳統(tǒng)的二維線條式繪圖設(shè)計(jì)顯然已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的化工生產(chǎn)需求,這就需要借助于計(jì)算機(jī)繪圖軟件,一般在化工設(shè)計(jì)中常用CAD制圖軟件來進(jìn)行輔助繪圖。通過對(duì)這一軟件的應(yīng)用,可以將設(shè)計(jì)圖以三維立體的模式呈現(xiàn),給人更加清晰直觀的視覺體驗(yàn),同時(shí)CAD制圖軟件還具備強(qiáng)大的工具箱,可以做到在不影響全局比例的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化調(diào)整,并且這一軟件操作方便,也不局限使用權(quán)限和終端,設(shè)計(jì)人員就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的繪圖調(diào)整,從而提高化工設(shè)計(jì)制圖的準(zhǔn)確性和有效性。
3.3在模擬試驗(yàn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用
模擬試驗(yàn)同樣是化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重中之重,通過對(duì)化工生產(chǎn)仿真環(huán)境的模擬,對(duì)生產(chǎn)過程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行有效的控制是進(jìn)行化工生產(chǎn)的重要前提。以往的化工模擬試驗(yàn)工作都是在模擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,需要耗費(fèi)大量的人力和物力投入到前期實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),而通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)虛擬化的實(shí)驗(yàn)流程模擬,有利于降低化工生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)成本。同時(shí)通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化分析,可以進(jìn)一步強(qiáng)化模擬實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和真實(shí)性,通過不斷地調(diào)整整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中各反映元素的具體參數(shù)和化工生產(chǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)化率,可以為后續(xù)正式投入化工生產(chǎn)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)參考。
關(guān)鍵詞:液化天然氣;LNG瓶組站;瓶組供氣;半自動(dòng)化工藝
Abstract: The vaporizing station with liquefied natural gas cylinder group is mainly supply gas pipelines can involve the medium and small user, residential area, industry and commerce, users are users such as gasification capacity of 50-800 Nm3 / h, This paper mainly introduces the LNG station processes and process characteristics, from the non-automation to half automation technology of the development and upgrade process automation advantages.
Keywords: Liquefied natural gas; Vaporizing station with LNG cylinder group; gas supply of cylinder group; Half automation technology
中圖分類號(hào):P744.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1引言LNG城市衛(wèi)星站自1999年在我國(guó)首次設(shè)計(jì)和投入運(yùn)行以來,得到了較為廣泛的應(yīng)用,目前這些衛(wèi)星站主要分布在廣東、山東、河南、江蘇、江西、浙江等地。LNG衛(wèi)星站的應(yīng)用加快了城市燃?xì)獾慕ㄔO(shè)進(jìn)程,尤其為天然氣資源相對(duì)匱乏的中小城市實(shí)現(xiàn)城市燃?xì)饣峁┝藱C(jī)會(huì)。
城市燃?xì)夤?yīng)的管道化是城市發(fā)展的必然趨勢(shì),但因城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)得不到上游氣源單位充分供應(yīng),尤其是城區(qū)急需燃?xì)夤?yīng)的工業(yè)區(qū)在建設(shè)大型氣化站尚不具備相應(yīng)條件的情況下,采用LNG瓶組氣化站供氣無疑是一種有效的供氣模式;但隨著LNG瓶組氣化站的增加,若按常規(guī)的工藝運(yùn)行將大幅增加燃?xì)夤镜倪\(yùn)行管理費(fèi)用,為了改變此狀況,采用新型半自動(dòng)化工藝代替常規(guī)的非半自動(dòng)化工藝模式將是一種行之有效的路徑。
2半自動(dòng)化工藝研究的目的
1、運(yùn)用自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),精簡(jiǎn)瓶組站站的員工,使瓶組氣化站不必配備固定的運(yùn)行員,只需派人在各瓶組站之間進(jìn)行巡檢即可。這樣,既提高了工作效率,又做到了減員增效,也提高了企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。2、根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控采集各種數(shù)據(jù),一旦有異常情況,即向調(diào)度中心發(fā)出報(bào)警信號(hào),能在極短的時(shí)間內(nèi),讓調(diào)度中心了解瓶組站究竟出了什么事,同時(shí)立即組織維修人員進(jìn)行搶修,做到了處理事故的及時(shí)性,以確保安全穩(wěn)定供氣。
3工藝流程
液化天然氣瓶組氣化站,接收氣源一般是從鄰近的液化天然氣儲(chǔ)配站或氣化站,將液化天然氣充裝進(jìn)LNG專用鋼瓶,通過汽車運(yùn)送到液化天然氣瓶組氣化站。瓶組氣化站一般具有接收氣源后進(jìn)行儲(chǔ)存、氣化,將氣化后的天然氣調(diào)壓至中壓或按所需的壓力輸往管道,通過加臭到住宅小區(qū)或用戶處進(jìn)行調(diào)壓至用戶所需要的壓力并送至用戶燃?xì)饩咔埃部蓮钠拷M氣化站直接降壓至用戶所需壓力而輸往用戶燃?xì)饩咔?。主要設(shè)備包括:LNG瓶組、空溫式氣化器、低溫和常溫閥門、調(diào)壓加臭裝置和流量計(jì)等。工藝流程框圖如圖1. 1所示。
圖1.1液化天然氣瓶組氣化站工藝流程框圖
3.11非自動(dòng)化工藝流程圖如下:
3.12半自動(dòng)化工藝流程如下:
3.2常規(guī)工藝(非自動(dòng)化工藝)與半自動(dòng)化工藝的特點(diǎn):
1、兩種LNG瓶組工藝均分2組(一主一副),前者是通過不定時(shí)的巡查、目測(cè)及參照壓力表讀數(shù)實(shí)現(xiàn)換瓶的目的;后者是通過自動(dòng)切換方式進(jìn)行主副路切換,也即是利用調(diào)壓主路和備用路的壓力設(shè)置來完成,達(dá)到自動(dòng)切換的功能。
詳細(xì)如下:
開啟閥門1、4,關(guān)閉閥門2、3,瓶組一的天然氣走調(diào)至0.2MPa壓力的通道;
當(dāng)瓶組一液相用完時(shí),瓶組二會(huì)自動(dòng)切換到調(diào)至0.18MPa壓力的臨時(shí)通道;當(dāng)人工換瓶組一的瓶時(shí),開啟閥門2、3,關(guān)閉閥門1、4,這時(shí)系統(tǒng)會(huì)使用瓶組二的瓶,氣流重新走調(diào)至0.2MPa的通道。當(dāng)瓶組二的液相用完時(shí),瓶組一的天然氣會(huì)走壓力調(diào)至0.18MPa的臨時(shí)通道。換瓶組二時(shí),重復(fù)說明1步驟,工藝循環(huán)開始。
2、瓶組匯管每路液相管均設(shè)置緊急切斷閥門、管道安全閥及手動(dòng)放散閥,但后者若達(dá)到無人職守站緊急切斷閥則應(yīng)具有遙控切斷功能;
3、氣瓶組匯管均設(shè)置壓力表及壓力變送器,前者有值班人員的場(chǎng)所設(shè)置高壓報(bào)警顯示器;后者瓶組氣化站內(nèi)設(shè)置有事故切斷自動(dòng)、手動(dòng)或遙控的啟動(dòng)性能系統(tǒng),同時(shí)帶有監(jiān)控的安全防護(hù)系統(tǒng)(紅外、CCTV),以防止未授權(quán)人員進(jìn)入,保障系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定;
4、后者利用遠(yuǎn)程監(jiān)控中心調(diào)度功能,用較小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)氣化站的無人值守,極大地減少了人員成本。
4、半自動(dòng)化工藝的應(yīng)用
2008年順德五沙科技工業(yè)園采用常規(guī)工藝的瓶組氣化站供氣,實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)站的安全運(yùn)行;目前順德港華燃?xì)庖阎饾u推行半自動(dòng)化工藝的瓶組站及瓶組撬設(shè)備,實(shí)現(xiàn)順德區(qū)一些工、商及民用客戶的安全、穩(wěn)定供氣,現(xiàn)已推行到廣東及華南片區(qū)應(yīng)用。
5、今后的發(fā)展
1、LNG瓶組氣化站半自動(dòng)化模式最重要的一點(diǎn)是達(dá)到無人值守的工藝,保障了穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行。2、該半自動(dòng)化工藝的發(fā)展已得到港華集團(tuán)工程部的大力支持,同時(shí)編制了《液化天然氣瓶組氣化站及應(yīng)急搶險(xiǎn)撬設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行維護(hù)指引》指引各燃?xì)夤镜钠拷M站及應(yīng)急LNG瓶組撬建設(shè)及運(yùn)行管理的規(guī)范化,向半自動(dòng)化無人值守工藝逐漸發(fā)展;該工藝的應(yīng)用大大提高了燃?xì)夤緦?duì)氣化站異常情況的反應(yīng)能力,同時(shí)也使企業(yè)減員增效。3、半自動(dòng)化工藝的發(fā)展,是科技在企業(yè)生產(chǎn)管理領(lǐng)域的成功應(yīng)用和創(chuàng)新,在燃?xì)馔兄杏幸欢ǖ慕梃b意義。
參考文獻(xiàn):
1、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50028-2006