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随着国民经济的又好又快发展,我国产业结构不断调整升级,越来越多的行业急需能将科技成果迅速转化为效益的高级技术性和应用型人才,客观上要求职业教育向本科或更高层次教育接轨。“专转本”不仅是专科层次学生继续深造的重要途径,而且也是我国深化高等教育改革,推动高等职业教育发展的有益探索和具体实践。
与普通本科班学生相比,“专转本”班学生往往具有不同的专业背景、地域分布较广泛、学生专业知识程度相差大等特点。笔者承担了本校化学工程与工艺专业“专转本”班级化工设备机械基础课程的教学工作,在教学过程中发现按照传统教学方法对“专转本”学生进行教学,存在较多的问题和困难。为有效做到因材施教,切实提高课程教学质量,笔者在课程教学过程中,较为深入地了解了“专转本”学生的特点和学习状况,对其进行了总结分析,并结合化工设备机械基础课程的特点,有针对性地对课程教学进行了探索。
一、“专转本”学生学习和心理特点分析
“专转本”学生一般先由专科学习两到三年,再通过“专转本”考试转入本科院校学习,其与普通本科学生相比具有特殊的求学背景和经历,因而在专业背景、学习目的等方面有着比较鲜明的群体特征。
1.专业背景差异大,学习基础参差不齐
由于“专转本”考试专业方向的限制,“专转本”班学生在专科院校所学专业与转入本科院校后所学专业不尽相同,其受专业差异、课程差异、教材差异和学习水平差异等因素的影响,“专转本”班级学生的学习基础参差不齐。笔者所教2009级化学工程与工艺专业“专转本”班学生就呈现较大的专业跨度,比如从教育、管理类等专业到工科专业均有。相对而言,他们经过“专转本”选拔考试,提高了自己的学历层次,普遍更加珍惜转本后的学习机会,学习态度认真,但由于学习基础参差不齐,容易导致两极分化。此外,“专转本”学生进入本科阶段后,很容易延续专科时的学习思路,比较注重动手实践能力的培养和学习的短期效应,而忽视专业理论基础知识的学习积累。
2.学习过渡期短,社交封闭性与敏感性并存
“专转本”学生在高等教育阶段经历了专科和本科两种不同的教育模式,其与同级的专科学生相比,因转本成功而具有较强的心理优势,但与普通本科生相比又有着差距。转本学生直接参加本科三年级的课程学习,且需同时补学前两年的基础专业知识,学习环境陌生,学习任务重,使得部分适应能力欠缺的学生产生较强的危机感,心理波动较大,自我认同出现困难。学校考虑到“专转本”学生的特殊情况,对其采取了不同的方式、方法和制度,但这种正常的区别往往导致其对新学校缺乏归属感,加重了他们与新环境融合的障碍和敏感性。
3.学习功利性较强,注重短期效应
“专转本”学生在学习方面还表现出较强的功利性,主要原因有两方面:一方面是因为原高等专科教育培养目标是应用型人才,易使其在专科阶段学习过程中养成带有功利性色彩的学习动机,更多地重视学习的短期效应;另一方面,由于其经过“专转本”选拔考试,普遍更加珍惜转本后的学习机会,使得转本的学生学习目标明确,时间观念较强。学习的功利性是一把双刃剑,学生在进入本科院校后,深知低学历的苦楚,通过努力学习,实现自己的梦想;与此同时,由于专科阶段养成的学习动机使其易忽视基础理论学习,进而可能在学习基础、认知能力、智能结构等方面出现衔接困难。
二、化工设备机械基础课程的特点
化工设备机械基础是高等学校为化工类专业及相近非机械专业(如轻工)专业设置的技术基础课,我国绝大多数有关高校开设此课程。本课程涉及多门学科,但自上世纪80年代起,随着学分制的逐步实行、专业调整、信息技术对专业课程的渗透以及人才培养模式的改革,教学课时由初期的100学时以上被逐步压缩至32~48学时。其主要特点是内容涉及面广、实践性强、更新性快。本课程是一门工科综合基础课,包括了理论力学、材料力学、金属材料和容器分析与设计等课程的部分内容,总体内容涉及面广,知识点多。实践性强是指课程内容涉及化工生产过程中广泛使用的各种机械和设备,设备是实现化工工艺过程的基础,其与化学工程与工艺紧密相连。化工设备机械基础与实践应用密切结合,随着新材料、新工艺、新设备、新标准等的不断出现,本课程涉及的内容也在不断发展和完善,因此需要在教学过程中关注课程相关内容的更新和发展,及时更新和补充课程内容。
三、“专转本”班级化工设备机械基础课程教学探索
“专转本”学生专业背景差异大,学习基础参差不齐,其学习化工设备机械基础这样一门综合性强的专业基础课程已经存在较大困难;同时课程本身又存在课程学时少、内容涉及面广、实践性强等不利客观条件。本文依据“专转本”学生的特点,有针对性的对传统的教学方法、教学手段等方面进行改进探索,以期“专转本”学生能扬长补短,加强他们对基础理论知识的掌握,锻炼他们发现问题、解决问题的能力,增强他们的自信心,使其更好的适应本科学校的学习和生活,以利于其今后的进一步发展。
一互动性教学的内涵
所谓互动,是指教学过程中教师与学生之间相互联系的活动方式与途径。互动突出师生间的合作,强调教与学的统一,是为了达到具体教学目标而采取的共同活动。互动性一方面包括教师对教学过程的组织与信息的传递,对学生的启发、辅导及控制,另一方面包括学生获得信息、制定方法、实施计划、检验总结、创新想象、发展思维等内容。在教学过程中,应强调学生主动、独立的学习方式,合理安排教师活动、学生活动的比例,坚持以学生为主体,以教师为主导,实现课堂教学的优化组合,围绕教学目标以多种手段开展教学。
二开展互动性教学的必要性
互动性教学作为一种教学方法在教学中被很多教师广泛采用,取得了一定的成效。与其他教学方法一样,在中职机械专业理论教学中合理应用互动性手段显得非常重要。
学生认知的需要中职学生文化基础较为薄弱,有的还有厌学情绪。初中毕业后接受职业教育,学生在开始时往往比较活跃,好奇心强,对专业学习有一定的兴趣。此时教师应加以引导,对机械专业课的教学进行精心设计,根据学生的认知要求与自身发展方向,培养师生感情,增强师生间的合作,通过共同活动让学生积极参与,享受学习的快乐,激发学习机械专业的热情。如果仍旧实行“一言堂”,学生会对抽象、枯燥的机械专业理论产生厌倦,久而久之,对专业学习会失去信心甚至厌恶,导致教师厌教、学生厌学的“两厌”现象。
课程内容的需要机械专业课程很多内容是比较抽象枯燥的,学生很难接受。因此,教师要精心设计教学内容,组织、传递信息,鼓励学生捕捉生活、实习中的旁类信息,认真思考,及时反馈正确信息,教师对反馈信息再次加以组织、传递,最终使学生真正掌握教学内容,掌握专业知识,在合作、共同活动中完成教学任务。学生刚开始学习《机械制图》时,受平面几何的影响,对空间概念缺乏理解,即使教师采用直观性教学,通过模型展示,对点、线、面分析较为透彻,由于学生缺乏参与,效果仍然不理想。此时教师应鼓励学生细心观察,大胆提问,把教师的分析过程转化为学生主动发现、理解、解决问题的过程,学生对通过亲身体验得来的知识掌握得会更加牢固。
教学方法的需要对机械专业课的教学,教师应综合考虑,采用多种教学方法,注重手段间的联络,互相补充、促进,以达到最佳的教学效果。《机械原理》中关于“齿轮啮合特性”的内容,可采用教具模型或实物进行直观教学,增加学生的感性认识。对其中的四个知识点,如果教师自行分析讲解,学生只能被动接受,虽有感性认识,但对专业理论知识理解不够深刻。因此应鼓励学生主动参与,围绕教学目标,让学生主动探究其中的原理,与教师共同合作完成任务,体现学生的主体性,使学生不仅知道“是什么”,更清楚“为什么”,从中体验“做中学”的快乐。
课程改革的需要新课程改革要求更新教学理念,转变教学观念,采用先进的教学方法,注重以学生为本位,强调以能力培养为导向。中职生是一个基础薄弱的学生群体,但也有可塑性的一面,有可挖掘的潜能。教师要循序渐进,因势利导,营造良好的教学气氛,通过师生合作,共同解决问题、完成任务,使学生感受到学习的快乐,增强信心,消除初中学习失败的影响,从自卑中走出来,在教师的引导、帮助下,掌握更多、更好的学习专业课的方法,从而增强自主、独立的学习能力,运用所学知识,提高创新、创造能力。
自我发展的需要中职生经过三年的专业理论学习与技能培训后,面临上岗就业。但部分学生性格孤僻,不喜欢参与群体活动,这对他们将来的就业是一大障碍。互动教学可以让学生享受群体活动的快乐,懂得参与活动的意义,理解合作精神的内涵,培养解决问题的毅力和勇气。学会与他人合作,共同解决问题,既是一种能力,更是一种精神品质,学会合作,有利于学生将来的自我发展。
三互动性教学的应用误区
在机械专业课程教学改革中,很多教师对教学方法进行了深入思考,采用直观性、讨论式、实验法等教学方法,收到了一定的效果,但对互动性教学理解不够,认为有学生参与教学过程,课堂气氛活跃,教师有提问,学生有回答,就是实现了师生互动,因而在教学中应用互动性原则时陷入误区。
简单问答式互动的误区有部分教师为片面追求师生互动效果,把重点放在学生回答问题次数的设计上,以学生回答问题次数的多少体现互动效果,其实际后果是浪费了教学时间,降低了课堂效率,学生只是机械地对知识内容进行接受、反馈,没有机会对知识进行延伸性思考,虽然突出了学生的主体地位,但对学生潜能的挖掘与能力的培养未能产生预想效果。
问题讨论式互动的误区教师根据教学目标设计一些基本问题,对学生不加疏导,把教学时间完全留给学生,看似突出了学生的主体行为,让学生展开讨论、交流,但师生合作、共同活动的氛围并不浓,一节课自始至终教师活动偏少。
四实施互动性教学需注意的问题
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).
[2]于颖.制药工程制图[M].北京:化学工业出版社,2009.
The Course Reform of Basis of Pharmaceutical Engineering Equipment and Machinery
YU Ying,DAI Su-mei,ZhANG Li
随着社会的发展,传统的机械制造已经不能满足实际的生产需求,只有不断进行改革才能不被历史淘汰。经过机械制造人员的共同努力,机械工程逐渐摆脱原来的破旧模式,逐渐向自动化、专业化的方向发展。机械制造业的发展促使着与之配套的安装技术的革新,安装技术的好坏直接影响设备使用情况,所以实现安装技术的自动化对于机械工程的发展具有十分重要的作用。
1.机械工程自动化设备安装技术的现状分析
与传统的机械设备相比,自动化设备不需要依靠人力进行操作和控制,它主要利用计算机预先设定好的程序来进行实物的制造,而且可以进行不休息、重复性的操作,节省了人力,减少了人工费用的支出。同时,由于采用自动化操作,只要不出现故障,机器就可以一直工作,作业效率能够得到显著提高,而且相比人工操作,机械化更能提高操作的精度并避免对机器的伤害。随着设备的自动化发展,与之相应的安装技术也在不断革新,自动化安装技术也在不断完善。在吸收了其它国家的安装经验后,我国目前的自动化安装技术逐渐趋于成熟,与传统的安装技术有着很大的不同,具体表现在以下几点:首先是信息技术的应用,传统的安装技术虽然也能完成设备的安装,但是精度不高,且安装过程中经常会出现损坏机器的现象,现代信息技术的应用则能很大程度上提高安装精度,并且能够减少对机械的损害;其次是安装过程的不断优化,在安装过程中使用计算机技术对安装流程以及每一步的安装时间进行精确的计算,减少了安装过程中的时间浪费,提高了效率。另外,在安装的过程中可以运用计算机软件进行机器试运转,在确保没有任何问题时再进行正常的操作,这样可以避免因安装失误所带来的伤害。
2.机械工程自动化设备安装技术的要点
机械化设备的安装有着明确的要求,只有安装过程符合规定才能使设备发挥出最大优势。第一,需要从源头抓起。在设备安装之前要明确安装细则与安装时的注意事项,安装人员需要熟记安装流程并最好提前在脑海里模拟一遍,考虑安装过程中可能出现的问题并给出解决方案,从而避免在遇到突发事件时不知所措;第二,要注意轴承的安装和零部件之间的焊接。这两个技术是设备安装的关键部分,也是最容易出现失误的地方,在进行这两个步骤时可以根据自动化设备的特点进行科学的操作;第三,由于大多数的自动化设备都比较精密,内部的零部件的要求都比较高,在安装时一般都需要密封处理,安装交接面也需要特殊处理,所以,在安装的过程中要注意密封的处理技术。
3.机械工程自动化设备安装技术存在的问题及改进方法
①安装技术人员的质量问题
机器的安装人员是保证安装质量的关键,而安装质量的好坏又会直接影响机器的作业效率,所以要想使机器能够发挥出最大的性能,就必须重视安装人员的质量问题。目前我国安装人员的整体素质还不能满足要求,他们往往对安装质量的重视度不够,在安装的过程中不能进行专业的操作,从而给机械的使用带来很大的隐患。可以从以下两个方面来提高安装人员的专业素养,首先,要让他们意识到安装作业的重要性,了解自己工作的神圣使命,在日常加强对安装人员自动化安装知识的培训,使他们熟练掌握操作过程,避免出现大的失误;另外,要加强日常的监督管理制度,规范操作流程,建立相应的奖惩制度,从而提高他们认真工作的积极性。
②自动化设备安装方法和技术
虽然我国目前的自动化安装技术已取得了很大的进步,但是与实际的需求相比还有一定的差距,尤其是在焊接和密封面的处理方面,与国外相关技术的差别还很大,另外,计算机技术逐渐应用在机械设备的安装中,但是由于我国计算机技术起源比较晚,现在发展还不成熟,不能使计算机处理技术在安装过程中发挥最大优势。所以,我们应多向国外的先进技术吸取经验,多与他们进行沟通交流,学习他们先进的安装技术。但是我们不能满足于此,在借鉴先进经验的同时,更重要的是在此基础上进行创新,利用先进的计算机技术,创造出属于我们自己的安装技术,提升我国的设备安装水准。
③自动化设备安装技术科研和人才培养
虽然我国比较重视自动化设备的应用,但是对相应安装技术的关注度不够,国家在相应项目的经费投资也不能满足研究的需求,这会在很大程度上阻碍自动化设备安装技术的发展。另外,专业的安装人员不足,现有的安装人员专业素质一般较低,对安装要求不够了解,操作不够规范,从而给设备后续的使用带来了很多问题。因此,国家应加强对安装技术的重视度,增加关于安装技术研发的费用投入,同时加强对安装人员的技术培训,为自动化设备的正常使用提供保障。
4.结语
自动化机械设备的使用极大地促进了我国生产力的发展,为推动现代化经济建设做出了不可磨灭的贡献。因此,我国要着重提高自动化安装技术,加强对安装技术人员的培养,为自动化设备的使用提供安全保障。.
参考文献
[1]司为国.智能变电站若干关键技术研究与工程应用[D].上海大学,2010.
承压设备所带来的噪声。众所周知,化工及机械设备在运转过程中所带来的噪声污染是无可避免的,其中的噪声不仅损害化工人员的身体健康而且还对周围的环境造成污染。在这中间最为明显的是石油化工不仅带来机械的设备的噪声而且还有流体本身的噪声。承压设备带来的振动。运行中的化工机器,由于种种不同的原因所带来的的异常振动,一方面会使化工人员感到不安,身心疲惫,引起心血疾病的发生,重者会使人死亡。另一方面也会影响机器运转的稳定性以及可靠性,导致承压设备管道断裂,甚至会爆炸的重大安全事故。
1.设计好化工机械中的相关设备,保证其质量。在生产这些化工设备时,首先必须要弄清楚这些设备的使用时间,和相关使用的环境,来保证这些设备在运行过程中的强度以及稳定性。在计算这些强度时,必须要精准,理论得当,这就要求设计人员要有高度的责任心和很高的认真程度。在选用材料的时候要使用对人体没有害处的材料或者是危害小的,不要使用过高的化学浓度的材料,材料要耐的住高温和承受住高压的状态,而且有一定的延展性,达到既经济又实用的目的,还能保证其安全无害。2.要及时维修好化工设备,确保机械设备的正常运转。这就要求技术操作人员在检测这些设备时要认真仔细,不能放过任何一个地方,对机械设备有组织有计划的进行检修,在这之前要充分了解到设备的使用年限,严谨设备带病运行,应及时及早的对其维修,使故障发生的概率减少,延长设备的使用寿命。化工操作人员要时刻注意周围的环境,是否场地干净,那些废物或者是不用的废液有没有得到妥善的处理,避免泄露。像那些占地面积大的设备爱应放置在场地比较空旷的地方,能够施展开。检查是否通风设备好,来保证设备的正常的运行。最后在操作设备时要加一些安全设置,以防万一,这一点尤为重要。3.维修检测时要求管理人员有很高的科学理论知识。因为只有相关设备的管理人员掌握了很多的相关科学知识,现代检测诊断技术,才能及时的发现问题所在,避免这些故障的发生。达到一个标准的合格的管理人员就必须通过必要的学习理论和实践培训。因为经验都是在每一次的实践过程积累的,是一个慢活,有耐心以及恒心。还要实行好分工,不能一人管多处,培养专业技能的人,能对那一个设备达到熟练,才能很还好的检测维修这些设备,保证生产。4.落实安全管理制度。在化工行业中,要有严格的安全管理制度,每一个操作人员必须按照管理制度来安全操作,,使化工机械得到有效的保障。这就要求操作者提高安全意识,使其真正意识到生产安全的重要性,积极宣传安全知识,化工企业要定期的对这些人员经行考核以及培训,强化自我保护意识和每个人应有的责任。只有不断的提高操作者的素质,才能从根本上来避免事故。,ing却落实责任,具体的工作落实到每一个化工人员,选出一些精英来进行日常管理,对现场进行安全监管。对于那些出现违规操作的人员,应及时上报并给与相应的处罚。才能更好的提高机械事故控制的效果。
总而言之,化工机械行业是各种不同的设备箱组合的,它是化工产业发展的保障,究其根源还在于这些化工设备的质量,安装,以及使用上,还有操作人员的技术水平熟练程度。加强对事故的检查,提高对化工机械设备的控制,实行生产规划,争取最带大限度的保护人民生命安全,增强其安全性能。在一些生产企业中,在生产过程中也必须使用必要的手段和发法,以达到设备的使用寿命,从而保证其长期安全稳定的运行。落实科学发展观,树立安全生产的观念,推进我国化工产业的顺利发展,安全生产是促进社会主义经济和社会和谐的重大体现。
本文作者:彭鸽蒋希工作单位:湖南工业大学
中图分类号:U664 文献标识码: A
近几年来,随着城市化进程的进一步加强,城市人口急剧增加,城市用水量猛增,城市污水的处理,也就是通过一定的物理、化学、生物工艺使用过的水进行处理,去除水中的有害物质,达到不危害环境水域甚至可以重新使用的目的,这一点关系着城市的生态环境,影响人们的生活质量。另外,由于我国的淡水资源极其缺乏,污水处理后的二次应用对于解决城市供水量不足也具有重要的战略意义。将自动化系统引入污水处理过程极大地节省了人力资源,同时提高了污水处理效率。
1城市污水处理工艺流程
污水处理是将污染物与污水分离,将有害物质转化为可回收利用的物质,目的是充分利用水资源。对于城市污水的处理通常有三个步骤:预处理、一级处理及二级处理,对于具有特殊要求的用水还要进行深度处理。
1.1预处理
预处理过程主要是物理处理过程,污水需要依次经过格栅、泵房、沉砂池。在格栅过程中,通过设置过滤网将大块的物质拦截下来,防止大块物质对系统的破坏;在泵房中,主要是运用机器对污水进行抽升以便提高水头,保证污水在重力作用下顺利流过后续的处于较低地势的处理构筑物;沉砂处理应用重力学的常识,根据不同体积密度的杂质流速的区别将污水中携裹的砂石和颗粒物剔除。
1.2一级处理
一级处理应用物理处理法通过初级沉淀池对污水进行沉降,通过沉降将污水中50%左右的悬浮物除去。
1.3二级处理
二级处理包括曝气池及二次沉淀池,采用好氧技术,通过专用曝气装置对曝气池供氧,微生物将部分污染物通过自身的新陈代谢作用转变为CO2和H2O;二次沉淀池对微生物进行沉降,并通过管道和泵将微生物回送到曝气池,二次沉淀后的水基本可以使用。
所谓深度处理,是通过混凝沉淀、过滤、加氯等操作进一步提高水质,以满足高标准的受纳水体的要求。另外还要对污泥进行处理,通常状况下,需要对污泥进行浓缩、消化、脱水以及堆肥或家用填埋,即通过机械浓缩后进行厌氧中温消化,经过脱水缩小体积,有利为继续堆肥进行运输。
2机械设备自动化技术在污水处理中的应用原则与发展
2.1应用原则
计算机网络系统、PLC 站、仪表检测系统加组态软件是当前主流工业控制模式,其在污水处理机械自动化控制方面广泛应用。当进行污水处理设备自动化系统组成设计时要针对污水处理过程中各个工艺特点展开,一般首先考虑“现场无人值守,分站少人值班”原则,并且要满足以下要求。
(1)选择在严格的工业环境下能够安全、可靠性高以及稳定性好的污水处理控制系统。
(2)污水处理系统必须符合当前先进的控制模式,例如现场总线技术等。
(3)污水处理设备必须方便扩展,有较好的可操作性和维护性,通信方式灵活。
(4)自动控制系统具备较好的实时性,降低控制滞后带来的影响,对不同工作状况拥有较强的适应性。
2.2我国污水处理设备自动化发展
相对于国外进口污水处理设备,国产设备只能满足污水处理的基本功能,可靠性、安全性以及先进性的研究方面总体水平偏低。其中,先进性主要指设备自动化方面,该方面国内外差距最大。我国污水处理的自动化系统应用起步较晚,直至九十年代,污水处理的自动化水平才有了很大提高。我国污水处理自动系统有如下特点。
1)早期建设的污水处理厂污水处理设备自动化水平很低,大部分是靠手动调节;近几年,随着国外先进的污水处理控制模式的引入,国内污水处理设备参差不齐,依然是手动控制模式与自动控制模式并存;
2)国产在线检测设备的稳定性能较差,不能长期可靠运行;
3)污水处理厂各个站点间无信息交换,无法满足“资源共享”的原则;
4)无法对整个处理厂区内的设备实时监控,大部分数据需要人工记录;
5)国内污水处理设备的互换性、通用性较差。
3城市污水处理过程中的综合自动化系统
城市污水处理涉及到污水处理的达标率、处理成本以及污水处理量,本文针对这三项指标对城市污水处理设计了包含污水处理控制装置、污泥处理控制装置的控制网络服务系统以及包含生产计划与调度、成本控制、质量管理、过程性能分析等管理网络服务系统。
3.1控制网络服务系统
控制网络服务系统的设计系统包含了两个PLC工作站,以及若干与之相对应的I/O站点,两个PLC工作站分别设置在水区及污泥区,构成水区和污泥区两个子控制系统。在水区工作站中,在旋流沉砂池、终沉池内分别设置了I/O站点对污水进行采样和物理化学分析,工作站对整个装置的启动及停止进行控制,并对药剂的用量、微生物及污水的回流量进行实时操作,同时对污水的微生物含量、污泥的分解率、污水的PH值、悬浮物浓度、污水的温度进行实时的监控,计算下一步骤中药剂的投入量及污水的处理量等等。污泥控制工作站中,对污泥的浓缩以及加药进行控制,具体流程与水区相似。工作站负责污水处理的各种具体操作并得出污水处理的各项指标,将其及时反馈到管理网络服务系统。
3.2管理网络服务系统
管理网络服务系统中设计了一个中央工作室,中央工作室与工作站相连接,接收来自工作站的有关污水的各种信息,并对工作站的运行情况进行实时的监控。在中央工作室的计算机中安装了特定的监督控制和系统优化软件系统,通过这些软件,计算机对污水处理的状况进行分析,绘制出污泥微生物含量、污水PH值、微生物含量等图表,并对各种指标的走势进行预测,估算污水处理的进度及当前的水质状况,同时能够预计工作站的运行状况,检验工作站以及污水处理系统的运行是否正常,并对工作站及污水处理系统下发下一步的工作指示。同时,同样工作室对污水的处理量、机器的耗电量、折旧状况以及药剂的投放量进行统计,计算每吨污水的平均处理成本,并对成本进行控制。这一远程监管系统,在发生危险状况时,将在第一时间进行报警,并提供报警信息,提高了污水处理的安全性。
3.3机械自动化设备
污水处理设备主要分为通用、专用两种,其中专用处理设备占主导地位,投资比重约占 60%。通用机械设备主要包括:污水处理风机、污水处理阀门、污水处理水泵等;专用污水处理设备包括:机械拦污设备、刮泥设备、搅拌及曝气设备、离子交换设备、污泥处理设备等。按照污水处理流程和处理流程划分,城市污水处理可分为一级处理、二级处理和三级处理,其中一级处理也称为预处理。
4城市污水处理综合自动化系统的针对性分析
4.1城市污水处理综合自动化系统的优越性
城市污水处理厂分布范围极其广泛,现场情况又是极其的复杂,传统的依靠人工的方法对污水进行处理不但浪费了人力物力,处理效率极其缓慢,而且由于污水中含有的有害物质较多,可能对操作人员的身体产生很大的伤害,另外,由于人工操作偶然性较大,造成污水指标误差较大,处理后的水质不统一,合格率低。这些问题都能够通过城市污水处理过程综合自动化系统得到很好地解决。首先,这一系统能够在很大程度上节约污水处理成本。这一系统能够精确地进行药剂投放,对设备的维修、折旧、故障进行很好的处理,比如在某市污水处理综合自动化系统应用中,使每吨水的处理费用节省0.3元左右。另外,该自动化系统得出的信息还可以在财务系统中使用,节省了后续成本。其次,这一系统加强了集团公司对下属项目公司的监管。中央工作室的设置使集团公司掌握污水处理最真实的数据,方便对下属的绩效进行考核,有利于公司的管理,生成的各种数据信息方便保存,能够作为日后生产经营的重要参考。最后,这一自动化综合系统提高了污水处理的速率。随着经济的进一步发展,居民用水和工业用水势必会继续增长,这对污水的处理必然提出进一步的要求,该系统在系统升级和污水处理方面更能够满足人们的需求。
4.2城市污水处理综合自动化系统在我国运行中遇到的困难
然而,功能如此强大、优越性如此明显的污水处理系统在我国并未得到广泛的应用,我国污水的处理仍然面临着较大的困难,其原因是综合性的。首先,我国缺乏专业的技术人员。高端的技术必然需要与之相对应的高端人才,然而受我国目前特殊的人才结构影响,能够应用并妥善处理该项技术的人才还是略显不足,该系统在应用的过程中功能没有完全发挥出来。其次,购买设备的成本较高。虽然该项处理技术能够极大地节约污水处理的边际成本,但是,由于目前污水处理采用的系统仍是先前的,新系统的应用需要购置大量软硬件,前期成本较高,而污水处理中成本的回收期较长,这一系统在污水处理厂的普遍应用受到阻碍。最后,我国的污水处理体制不健全。城市污水不仅包括居民日常生活产生的污水,更大部分是工业污水,然而,由于环保意识不足,惩罚力度不够,很多工厂将污水偷偷排放到河流中,使得污水实际处理量远远小于该系统能够甚至应该的处理量。
5结语
城市污水处理过程综合自动化系统的应用是经济发展的必然要求,虽然目前该系统在我国的应用受到阻碍,但是随着法律法规的健全、人们环保意识的增强以及法律执行力度的加大,该系统必然会得到广泛的应用。在技术方面仍应该不断更新以适应下一步的需要,同时应该尽可能的培养相关方面的应用型人才以适应技术的需要。
参考文献
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[2]王芳,黄光.基于Profibus-DP总线的城市污水处理控制系统.[A]电气自动化2012(3).
中图分类号:F416.45 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)42-0387-01
1、引言
化工设备在化学工业企业生产中具有重要的地位,是广泛应用于生产的一种主要机械设备。化工设备不仅被应用于化工领域,还被广泛应用于生活中的多个生产部门,如交通、医药、食品等生产领域。因此,化工设备的广泛应用有助于促进我国经济的发展和社会的进步。
2、机械技术在化工设备中的重要地位
化工设备为化学工业企业的顺利生产和活动提供了一个保障。化学工业企业如果离开化工设备就难以发展进步。机械技术伴随着科技的发展而不断创新,并被广泛应用于各个领域。将机械技术应用于化工设备中,在很大程度上促进了化工业的发展。机械技术在化工设备应用中具有重要作用,其作用是其他技术无法相比的。
(1)机械技术是化工企业安全生产的基础
化工设备的安全运作是保证人民群众生命财产安全,同时也是保证社会大局稳定的重要前提,化工设备不是一个单一的体系,其结构组成复杂,它是由若干个大中型机械设备共同组成的系统,各部分协调运作共同完成化工生产从而满足企业生产需求。因此必须同时保证各个部分正常运转才能保证整个系统的有序工作,摒弃安全隐患的存在,现代机械技术利用计算机、信息处理系统。传感系统等控制手段,全方位监控化工设备保证其安全有序运行,一旦出现故障,设备中央集成系统就会接收到安全系统发送的故障信息,以便管理人员及时维修从而排除可能引发事故的安全隐患,所以说机械技术是化工企业安全生产的基础。
(2)机械技术满足了化工生产工艺的基本要求
现代社会人们对化工产品的需求量越来越大,要求也越来越高,这就要求现代化工企业大批量,高质量地生产化工产品,所以人们对化工设备的性能和精准度要求越来越严格,不但要能够满足化工生产工艺的基本要求,而且对于产品的外观和包装愈来愈重视。实现化工设备的各项性能都要依靠机械技术,机械技术能否符合化工生产工艺的基本要求直接会影响产品的产量和质量,现代机械技术是在对传统化工设备技术进行总结与深入探讨的基础上,结合现代化工生产工艺的实际需求,而逐步形成的科学。具体。客观的技术类型,足以满足化工生产工艺的基本要求,并对生产工艺的发展与创新具有一定的推动作用。
(3)机械技术实现了“降低消耗、增加产能”的技术要求
能源是世界经济发展的重要基础,现代化学工业企业生产过程中消耗的能源与矿产都比较多,化工设备陈旧,满足不了现代化的生产需求,因此,要通过革新机械技术降低能源的消耗量并增加产能技术,进而满足工业生产的需求。机械技术应用于化工设备中,不仅稳定了化工设备的各系统性能,并且对机械技术实现了科学创新,使化工设备性能更加优化,而且使生产实现低消耗、高产能。
3、机械技术在化工设备中的应用
化工设备是为化工企业生产服务的机器设备,也是实现化工企业生产现代化、科学化的重要工具和手段之一。机械技术在化工设备的应用过程中是至关重要的,是保障化工设备稳定运行的基础,也是全面实现化工设备性能的现代技术之一。不同的化工企业生产项目对于机械技术的要求也各不相同,机械技术不但满足了现代化工设备的安全操作与全面使用的系统要求,也客观促进了化工设备生产技术的发展,而且设计合理、质量优良的新型、高效化工设备,又可以有效促进化工产品质量和产量的提高,及能源消耗的大幅降低。机械技术在化工设备设计过程中应用,主要表现为以下两个阶段:
(1)技术设计阶段
在化工设备设计过程中,其技术设计阶段的主要任务是将化工设备各部分功能原理方案具体转化为机械技术,及其零部件的合理结构设计。化工设备技术设计阶段的机械技术应用,能更全面的反映化工设备设计规律合理性、科学性的具体要求,因此,通过机械技术可以对原理方案设计提出必要的修改意见,甚至否定原设计方案。化工设备的技术设计中,机械技术作用主要包括:①:确定系统的各部件的总体布置、运动的配合,计算运动与动力参数,选择原动机等,并应考虑人一机一环境的合理关系;②:结构设计,进行零部件的结构设计,选择材料,总装配图,确定几何尺寸,确定配合关系和性质等。
(2)整体计划阶段在化工设备的整体计划阶段,设计人员就要充分考虑到机械技术的问题
机械技术在化工设备设计整体计划阶段中的应用,所具有的作用和意义都是不容忽视的,其有效保障化工设备的稳定运行和安全生产。化工设备整体计划阶段,设计人员首先要确定化工设备的性质、用途与使用年限基础问题,并结合化工设备的造价控制、质量标准,决定化工设备的机械技术类型与应用范围。在化工设备设计阶段,设备各部分的机械性能都要尤为重视,一旦某一部分出现故障,都必将影响到化工生产,会带来巨大的经济损失。
4、通过机械技术促进化工设备应用技术的科学发展
机械技术是化工生产中最基础的一项技术,能够确保化工设备的有效、稳定运行。随着科技的发展,机械技术也在不断发展并完善,将机械技术应用于化工设备中能够有效地促进化工设备应用技术的发展。
(1)机械技术的完善促进了化工设备应用技术的全面发展
机械技术的完善不仅带动了设备性能的发展,而且促进了化工设备应用技术的发展。设备应用技术以多角度、科技化的方式满足了生产过程中各个功能的需求。机械技术的发展带动了化工设备应用技术的发展,将机械技术增加现代元素,那么它将更好地促进化工设备应用中的更深层技术的发展。从而使化工生产以低耗能、高产能促进企业的发展。
(2)机械技术的创新促进了化工设备应用技术的创新
现如今是一个科技与经济迅速发展的时代,无论何种技术都需要在不断的应用过程中,结合世界先进技术体系的创新,逐步实现各项具体技术的全面创新。机械技术的创新,对于现代机械设备的科学应用与管理都是具有重要作用的,同时化工设备应用技术的科学创新也是有一定促进作用的。机械技术与化工设备应用技术之间是相互影响、相互促进的关系,两者之间的科学创新是建立在现代科学技术应用的基础上,并结合和借鉴世界先进的技术理论,才能有效保证两者的共同科学创新发展。
综上所述,随着科学技术与经济的快速发展的同时,机械技术也越来越成熟和完善,机械技术将对于化工设备的安全稳定生产与运行提供更为可靠的保障,有效促进了化工领域生产技术的提高。同时,伴随着国家大力提倡的相关节能减排的这一理念,并在生产中不断深入贯彻与落实,机械技术将在化工企业生产中降低能源消耗、节约企业成本以及提高产能上发挥越来越大的促进作用。
参考文献
中图分类号: F407.4文献标识码:A
1、引言
在我国经济的快速发展的推动之下,化工设备所产生的经济效益占到的比重逐渐加大,化学设备的结构合理性以及安全性也逐渐接受专业人士的关注,但是机械技术在化工设备之中的作用是相当重要的,不仅仅是化工设备运行稳定的基础,可以最大程度的表现出化工设备的强大性能。
2、机械技术在化工设备中的核心地位
(1)机械技术是化工企业安全生产的基础
化工设备的安全运作是保证人民群众生命财产安全,同时也是保证社会大局稳定的重要前提,化工设备不是一个单一的体系,其结构组成复杂,它是由若干个大中型机械设备共同组成的系统,各部分协调运作共同完成化工生产从而满足企业生产需求。因此必须同时保证各个部分正常运转才能保证整个系统的有序工作,摒弃安全隐患的存在,现代机械技术利用计算机、信息处理系统。传感系统等控制手段,全方位监控化工设备保证其安全有序运行,一旦出现故障,设备中央集成系统就会接收到安全系统发送的故障信息,以便管理人员及时维修从而排除可能引发事故的安全隐患,所以说机械技术是化工企业安全生产的基础。
(2)机械技术满足了化工生产工艺的基本要求
现代社会人们对化工产品的需求量越来越大,要求也越来越高,这就要求现代化工企业大批量,高质量地生产化工产品,所以人们对化工设备的性能和精准度要求越来越严格,不但要能够满足化工生产工艺的基本要求,而且对于产品的外观和包装愈来愈重视。实现化工设备的各项性能都要依靠机械技术,机械技术能否符合化工生产工艺的基本要求直接会影响产品的产量和质量,现代机械技术是在对传统化工设备技术进行总结与深入探讨的基础上,结合现代化工生产工艺的实际需求,而逐步形成的科学。具体。客观的技术类型,足以满足化工生产工艺的基本要求,并对生产工艺的发展与创新具有一定的推动作用。
(3)机械技术实现了“降低消耗、增加产能”的技术要求
能源是世界经济发展的重要基础,现代化学工业企业生产过程中消耗的能源与矿产都比较多,占国内经济建设能源消耗的主要部分,在推行“节能减排”的国际大背景下,我们要求化工设备除了要满足化工生产的基本需求之外,还要通过不断对机械技术进行改进和完善,逐步实现“降低消耗、增加产能”的技术要求,近些年来,各个化工厂都在通过对设备的更新和改进以满足这些要求并已取得了显著成效,机械技术保证了各部分使用性能的完美协调,工业界的探索是无止境的,我们希望能够借助机械技术的科学创新,进一步优化设备,使其真正实现“降低能耗,增加产能”这一国际目标。
3、机械技术的发展
(1)发展机械技术注重经济性
企业引进机械技术应注重经济性,引进机械技术应该满足企业生产实际的需要来,不能一味追求机械自动化程度高,实际生产并不需要,脱离企业生产实际,反而无法利用机械自动化技术促进企业的快速发展。企业在购买机械自动化设备的时候,首先要考虑企业的经济承受能力,结合企业的实际生产需要,确保应用机械自动化技术为企业带来经济效益。
(2)发展机械技术注重实用性
发展机械技术,在确保企业经济效益的同时,要注重实用性。通过优先发展实用性强、适合我国企业实际需要的技术,发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术,为我国的技术打下坚实的基础。我国企业生产的特点是品种单一、结构稳定、产量很大,属于大批量生产,有利于连续流水作业和应用机械技术。
在对国外的技术进行引进时,要合理研究吸收技术的精髓之处,了解其理论基础,并从我国实际情况出发,创造出适合我国发展的机械理论,并将理论推向实际,在不断的学习和发展中,实现我国机械技术的全面应用,达到生产过程的目标。因此应该根据实际的情况,有效发展投资小、见效快的技术,以实用为主要的原则,通过技术能够有效的推动企业的发展,确保企业的经济效益。
(3)发展机械技术注重配套性
发展机械技术注重配套性,不能单纯发展机械技术,还应配套发展微电子技术和计算机与信息处理技术。为机械技术提供支持的可编程控制器、控制系统及系统软件等更要优先加快发展。性能优良、自动化水准高的机电产品成为推动机械技术发展的关键。发展计算机与信息处理技术,为机械技术提供信息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等提供技术保障。
4、机械技术在化工设备的应用
化工设备是为化工企业生产服务的机器设备,也是实现化工企业生产现代化、科学化的重要工具和手段之一。机械技术在化工设备的应用过程中是至关重要的,是保障化工设备稳定运行的基础,也是全面实现化工设备性能的现代技术之一。不同的化工企业生产项目对于机械技术的要求也各不相同,机械技术不但满足了现代化工设备的安全操作与全面使用的系统要求,也客观促进了化工设备生产技术的发展,而且设计合理、质量优良的新型、高效化工设备,又可以有效促进化工产品质量和产量的提高,及能源消耗的大幅降低。机械技术在化工设备设计过程中应用,主要表现为以下两个阶段:
(一)技术设计阶段
在化工设备设计过程中,其技术设计阶段的主要任务是将化工设备各部分功能原理方案具体转化为机械技术,及其零部件的合理结构设计。化工设备技术设计阶段的机械技术应用,能更全面的反映化工设备设计规律合理性、科学性的具体要求,因此,通过机械技术可以对原理方案设计提出必要的修改意见,甚至否定原设计方案。化工设备的技术设计中,机械技术作用主要包括:①:确定系统的各部件的总体布置、运动的配合,计算运动与动力参数,选择原动机等,并应考虑人一机一环境的合理关系;②:结构设计,进行零部件的结构设计,选择材料,总装配图,确定几何尺寸,确定配合关系和性质等。
(二)整体计划阶段在化工设备的整体计划阶段,设计人员就要充分考虑到机械技术的问题。
机械技术在化工设备设计整体计划阶段中的应用,所具有的作用和意义都是不容忽视的,其有效保障化工设备的稳定运行和安全生产。化工设备整体计划阶段,设计人员首先要确定化工设备的性质、用途与使用年限基础问题,并结合化工设备的造价控制、质量标准,决定化工设备的机械技术类型与应用范围。在化工设备设计阶段,设备各部分的机械性能都要尤为重视,一旦某一部分出现故障,都必将影响到化工生产,会带来巨大的经济损失。
5、机械技术促进化工设备发展
(1)完善的机械技术,能够加快化工设备现有技术的全面发展
随着化学工业中机械制造技术的不断完善,化工设备的性能得以全面展现,其现有设计和制造生产技术得以全面发展。为符合化学工业生产中各项性能指标的要求,化工设备应用技术表现出较强的立体化、多角度和全方位性。而机械技术则是化工设备现有技术的基点,只有不断增加和应用先进的科学技术元素,机械制造技术才能在化工设备应用中发挥出其更深层次的作用。
(2)不断发展和创新的机械技术,能够促使化工设备现有技术的创新与完善
化工设备应用技术与机械制造技术之间关系密切,两者相互影响和促进。机械制造技术的发展与创新,为化工机械设备的合理运用和科学管理提供了便利,对化学工业设备的科学创新有很大的促进作用。我们要不断引进国内外先进技术,充分利用现代科学技术的优势,不断促进两者的共同创新与发展。
6、结束语
随着现代科学技术的不断发展与进步,机械技术会越来越成熟和完善,其在化学工业设备中的应用也会越来越广泛和灵活,机械技术将对于化工设备的安全稳定生产与运行提供更为可靠的保障,有效促进了化工领域生产技术的提高。同时,伴随着节能减排这一理念的不断贯彻与落实,机械技术将在化工企业生产中降低能源消耗、节约企业成本以及提高产能上发挥越来越大的促进作用。
参考文献
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。
参考文献:
[1]董大勤.化工设备机械基础[M].北京:中央广播电视大学出版社,1997.
[2]刁玉玮,王立业.化工设备机械基础[M].第三版.大连:大连理工大学出版社,1997.
[3]丁玉兴,温守东.抓好六个环节提高化工原理课程设计质量[J].承德石油高等专科学校学报,2000,2(2):52-54.
[4]徐想娥.化工设备机械基础教学改革的探索[J].襄樊学院学报,2007,28(8):83-85.
(Jiangsu Food Science College School of Biological and Chemical Engineering,Huai'an 223003,China)
摘要: 《化工设备基础》课程是高职院校化工类专业开设的一门综合性很强的专业课。本人结合自己几年的教学感受和学院的实际情况,从内容设置、教学方法和考核方式上进行了一些探索和实践,取得了较好的教学效果。
Abstract: Equipment Basis of Chemical Engineering is a professional course with strong comprehensiveness for Chemical Engineering Specialty in Higher Vocational Colleges.We discuss the curriculum reform from three aspects, such as content setting, teaching method and assessment methods,combining with our teaching experience.
关键词: 高职 化工设备 课程改革
Key words: higher vocational college;equipment of chemical engineering;curriculum reform
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)26-0185-02
0引言
《化工设备基础》课程是高职院校化工类专业开设的一门专业课程,它综合了《化工容器与设备》、《材料力学》、《金属材料学》、《机械设计》等多门课程的内容,是一门理论与实用并重、工程性、综合性很强的专业课[1]。该课程的学习能使学生获得必要的机械基础知识,掌握从材料、设计、制造、检验等方面综合分析压力容器的性能和工艺,初步具备化工设备的设计能力,对培养学生综合素质和工程能力起着至关重要的作用。
目前很多高职院校的《化工设备基础》教学过多专注于书本上的理论知识,忽略了对学生动手能力、设计理念的培养和综合能力的提高,使得教学工作达不到应有的目标。我们从培养“应用技能型”人才目标出发,对《化工设备基础》从内容设置、教学方法和考核方式上进行了一些探索和实践,取得了较好的教学效果。
1合理设置教学内容
目前关于这门课的教材有很多(如《化工设备基础》,王绍良主编,化学工业出版社,2009年[2];《化工设备设计基础》,谭蔚主编,天津大学出版社,2007年[3];《化工设备机械设计基础》,潘永亮,刘玉良,科学出版社,1999年[4]。表1为以上三本教材的主要内容的异同。
上表显示了上述三本教材的主要内容,从相同点上看,这其实也是《化工设备基础》的主要内容,包括了化工设备常用材料、工程力学基础、压力容器设计、塔设备、管壳式换热器和搅拌反应釜。如果细化到每一节,其基本内容也差不多,这说明这三本教材在主要内容方面大同小异,这也为我们合理设置教学内容提供了依据。除此以外,三本教材还有些不同点,如《化工设备设计基础》中没有关于机械传动和连接方面的内容;只有《化工设备基础》中有化工管路和化工设备故障诊断知识。
通过以上分析,结合我院化工专业的实际情况,我们制定了《化工设备基础》课程的教学内容。主要内容包括化工设备常用材料、工程力学基础、压力容器设计、塔设备、管壳式换热器、搅拌反应釜,对机械传动与连接、化工管路、化工设备故障诊断等内容进行整合,在教学中设置了选修内容(机械传动与连接、化工管路与阀门基础知识),这样既保证了主要教学内容的教学质量,同时还扩充了学生的知识面,也为主要内容的学习提供了支撑。
2丰富教学手段和方法
2.1 板书与多媒体授课方式相结合传统的板书授课方式具有推理性强、互动性好,学生易于接受等优点,在《化工设备基础》的教学中广为使用,但在表现一些复杂的图形、企业的现场操作实景等,单纯依靠教师在黑板上画简单的图示和一些语言上的描述是远远不够的,这也为多媒体教学提供了广阔的空间。多媒体具有影音的真实性以及图文并茂、灵活多样的优势,可以把语言难以说清的问题,通过语音和图片相对轻松的解决,使学生轻松掌握[5]。但是多媒体教学中的情感互动性差、推理性差。这些也就决定了本门课程应采用板书与多媒体相结合的授课方式。对理论推理性强的采用板书教学,对需要展示复杂图片和操作视频的采用多媒体教学。我们现在采用的板书授课时间与多媒体授课时间比例约为1∶1,效果较好。
2.2 课堂教学与现场教学相结合《化工设备基础》的课堂教学主要讲授课本上的理论知识,解决一些理论问题,但仅仅是课堂教学是不能够满足这门课程的教学要求的,也无法保证教学效果。近些年来,学院分别建立了化工管路拆装实训室、化工仿真实训室,这也为《化工设备基础》的现场教学提供了场所。如在化工设备常用材料及化工管路的教学中,在实训室现场教学的效果明显好于纯粹的课堂教学,为此,我们采用课堂教学与现场教学相结合的方式,既保证了理论教学的完整性,又丰富了教学形式,提高了学生的学习兴趣。
2.3 课程设计课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节,是完成从理论知识到实际应用的飞跃的重要步骤,能巩固和加强课程的基本理论,获得较为全面的训练[1]。《化工设备基础》教学大纲要求了学生需要具有掌握初步的设计能力,因此我们在教学环节中设置了课程设计环节,主要为了激活学生的创造力。依据教学大纲,在选题类型、规格和设计深度上扩大自由度,学生根据自己的兴趣,制定出典型合理的设计课题。一方面改学生被动接受设计课题为学生依据自己的兴趣主动选题,另一方面在规范设计步骤,要求学生必须依据相关手册、规范、标准、图册等设计技术资料进行规范设计,同时能熟悉运用相关手册,规范等。这样既调动了学生的积极性,也使设计课题更加接近实际。我们大力提倡学生利用相关绘图软件绘出设备装配图,这样不仅图纸质量整洁、美观,而且能将设计与计算机应用知识紧密相连,有利于培养和提高学生利用现代科学技术解决工程问题的能力。
3多种形式结合的考核方式
考试作为对学习结果的全面检验,对学生学习起到导向的作用。《化工设备基础》总课时为80学时,其中理论课60学时,课程设计20学时。我们对本门课的考核采取了平时成绩、课程设计成绩和期末考试成绩相结合的方式,其中平时成绩、课程设计成绩各占20%,期末测试占60%。平时成绩反映学生了出勤、听课、课堂练习、作业等情况;课程设计主要反映的是学生在相关的规范、标准的范围内的设计理念,同时考查了学生阅读和绘制零件图、设备图的能力以及典型设备的设计计算能力;期末考试采用闭卷方式,我们不涉及到复杂公式的推导,重在基础知识,适当增加一些理论推导,这样不仅强化了学生的基础知识,也适当提高了命题范围,扩充了知识范围,使得考试成绩能基本上反映学生的知识和能力。
近几年来,《化工设备基础》的教学在教师和学生的努力下取得了一定的成绩,但是仍然需要师生继续努力。面对课程教学改革这项长期而系统的工程,我们将努力探索,不断创新,为社会培养出更多的高素质、高技能人才。
参考文献:
[1]张艳君.高职院校《化工设备基础》课程教学改革探究[J].中国科教创新导刊,2010,5:45.
[2]王绍良.化工设备基础(第二版)[M].化学工业出版社,2009.03.
关键词:化工机械设备;管理;检修方法
化工设备根据其工作形式可分为两大类:1)静设备,即主要工作部件为静止的或只做很少运动的机械部件或装置,静设备在化工生产中的作用最大,如压力容器、反应设备、换热器、塔类和储罐、废热锅炉、工业炉、干燥设备等;2)动设备,即主要工作部件为运动的转动设备,也可以说是有能源、动力消耗的设备,如风机、离心机、压缩机、汽轮机、泵、提升机等,其中,汽轮机、离心机、压缩机和泵,简称“三机一泵”,是化工企业生产过程中使用最多的设备。所谓化工设备安全检修就是结合化工设备的实际情况,采用适合的安全检修方法,有步骤的、有计划、有效的进行设备检修,提高设备性能,促使化工设备可以长期安全、高效使用。
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化工设备检修常用方法
从当前化工设备检修情况来看,化工设备检修常用方法有:循环检修、同步检修、日常维护检修。
1.1循环检修
目前,化工生产中化工设备之间是相互连接的,形成自动化生产模式,连续的、有序的进行产品生产。在化工生产中,排除停车中需要操作人员到设备现场进行操作之外,操作人员几乎不进入设备现场。对于化工设备的循环检修,则是由操作人员在岗位控制台,利用监控设施对化工设备进行实时监测,一旦发现设备存在缺陷或故障,及时对化工设备进行检修,提高化工设备质量。
1.2同步检修
化工生产中,每个操作单元都是由多个化工设备组成的,各个化工设备之间通过管道相连,而每个子系统都是有多个操作单元形成的,各个操作单元之间又相互连接,而总系统又是由所有子系统连接形成的。这充分说明,化工生产中,所有化工设备都是有序的连接在一起的,生产原料从一端设备进入,经过中间设备的加工、在加工,最后从另一端设备产出成品。所以,化工生产中所有化工设备都是同步运行的。为了延误化工生产,同步检修方法是比较适用的,可以在化工设备运行中,根据生产工艺对设备运行提出的要求,检查和分析设备的各个方面,一旦明确设备存在故障,将针对故障采用适合的维修方法来加以处理,提高化工设备的安全性。
1.3日常检修
日常检修是对化工设备进行安全检修的常见方法之一。这里所说的日常检修就是制定化工设备日常维护、检修周期、检修内容、验收编制、检修注意事项等方面的内容,促使日常检修工作有计划、有序的开展,及时发现化工设备存在的不足或弊端,并及时维修和维护化工设备,促使化工设备更加高效的运行。但是,日常检修工作的实施是存在一定缺陷的,主要是日常检修未能充分考虑各个设备自身质量、设备运行条件、设备操作方式、设备维护水平等方面的差异,使得化工设备维修过剩或维修不足的情况发生,降低日常维修效果。所以,充分考虑化工维修的各方面因素,正确、合理地进行日常维修至关重要。
2化工设备保养的重点工作管理
2.1管理常见问题
化工企业在设备管理方面常见问题主要有三个方面:缺乏完善的管理制度、在设备设计时不重视油和保养措施不规范,使用机械油代替油。在管理制度方面,我国的化工企业普遍存在不完善的问题,除了大型化工企业建立健全管理制度之外,大多数中小企业还仅重视设备的维修而忽视管理和保养,没有安排专职人员负责管理和保养;在设备设计时,设计人员仅仅根据经验来选择油,生产厂商仅仅重视选择批量产品油,没有综合考虑工作环境、设备材料等方面的情况,因此设计人员应重视对油、添加剂等知识的不断学习;保养拮施方面,还存在许多不规划、不合理的现象,不少企业因为机械油成本低廉而使用机械油代替油,这不仅是因为国产的油产品很少,价格较高,还因为设备设计手册在的章节也多是介绍机械油,但随着化工机械设备的质量、科技含量的不断提高,其对油的要求也不断提高,机械油不能满足设备、保养的要求。
2.2管理基本原则和任务
x择油应遵循以下原则:为降低能耗,应在确保设备安全运转的基础上选择黏度小的油;高速、低负荷状态下工作的零件应选择黏度小的油,而低速、重负荷状态下工作的零件应选择黏度大的油;低温环境下工作的零件,应选择黏度小、抗低温的油,而高温环境下工作的零件,应选择黏度大的油;受冲击负荷、往复运动损耗的零件,应选择黏度大的油。化工企业应建立专门的管理机构,安排专职的管理技术人员,并合理分工、明确权责,建立健全管理制度,使用科学、适合的技术。管理和保养的基本内容有:建立管理和保养组织,健全规章制度和岗位工作细则、职责条例;贯彻“五定”管理;编制图表、工艺流程等技术档案,指导操作人员和维修人员正确开展保养工作;做好材料的供应、存储和使用,尤其要加强油料的计划、检验、代用、回收和节约用油等环节的管理,落实定额用油的制度;编制设备月份、季度和年度的清洗换油计划;按时检查设备情况,及时解决已发现的问题;采取设备防漏的措施,总结设备泄露的治理经验;组织、开展技术培训,做好设备管理和保养的宣传工作;组织有关新产品、新技术的应用试验和学习,积极学习、推广先进的管理模式和管理经验。
2.3加强设备管理的建议