化工雙釜雙塔實訓教學模式的探討

劉秀軍 盧素敏 郭玉高 張慶印(天津工業(yè)大學環(huán)境化工學院，天津 300387)

化工雙釜雙塔實訓教學模式的探討

劉秀軍 盧素敏 郭玉高 張慶印(天津工業(yè)大學環(huán)境化工學院，天津 300387)

化工雙釜雙塔實訓是化工專業(yè)重要的綜合訓練項目，本文討論了實訓教學過程中的組織形式和教學過程中的不同的階段對設(shè)備和操作的具體教學方法，以期對相關(guān)同行在化工專業(yè)的實訓微觀教學指導(dǎo)上有所借鑒。

化工實訓;雙釜雙塔;教學模式

化工實訓最先在化學工程與工藝專業(yè)高職院校開設(shè)，是最貼近生產(chǎn)實際的實踐教學過程，現(xiàn)在越來越多的本科院校也相繼開設(shè)，目的是模擬與訓練化工廠實際操作的過程。在化工實訓過程中，存在許多問題，比如設(shè)備安全[1]、管理方法及師資水平[2]等，化工實訓教學方法、教學模式上也有許多探索[3，4]。前期對本科院校化工專業(yè)雙釜雙塔實訓教學中值得注意的方面進行了總結(jié)[5]，本文在此基礎(chǔ)上，進行了實訓教學模式的探討。

1 雙釜雙塔實訓教學

實訓過程包括了現(xiàn)場設(shè)備、管路管件、儀表型式的識別與操作，對雙釜雙塔化學工藝整體認知與操控關(guān)系到設(shè)備的安全、人員的安全，以及能否生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。而化工實訓裝置的配套資料只有設(shè)備的操作規(guī)程和DCS控制系統(tǒng)，屬于開放性實踐環(huán)節(jié)，沒有特定的模式。如何組織實訓教學，取決于學生的前期理論課程的設(shè)置與單元實驗、專業(yè)實驗的基礎(chǔ)，以及指導(dǎo)老師的工程實踐經(jīng)歷和理論水平。

實訓相對綜合實驗與化工單元操作實驗，更具有工程性，不同工段的綜合管控，相互協(xié)作顯得更為突出。根據(jù)這些特點，在教學環(huán)節(jié)上，包含了雙釜雙塔工藝流程的理解與現(xiàn)場裝置的熟悉過程、實訓操作階段的組織、實訓對理論的驗證及理論難題的求解、運行中出現(xiàn)的問題與處理幾個方面。

2 工藝流程的理解與現(xiàn)場裝置的熟悉

首先對流程圖解讀，冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、物料系統(tǒng)在流程圖中的路線與工作原理，然后按流程中的路線，熟悉現(xiàn)場裝置情況。

熟悉現(xiàn)場裝置時，要讓學生帶著問題思考：三傳一反中，反應(yīng)器是什么型式，連續(xù)還是間歇，反應(yīng)器的密封方式、加熱方式、進出料方式、控制方式是怎樣的，要每個同學都清楚；流體輸送使用了什么方式，是壓力、還是泵，裝置中的離心泵、往復(fù)泵、隔膜泵、齒輪泵在哪些位置，為什么在相應(yīng)位置安裝該類型泵；換熱方式有哪些，再沸器、列管換熱器、套管換熱器、盤管、導(dǎo)熱油、加熱棒，為什么在具體工藝上要優(yōu)先選用這些設(shè)備。精餾分離的流程、不同的塔進料位置、采出、冷卻水量、熱負荷、回流比等如何影響產(chǎn)品質(zhì)量，相應(yīng)的控制點在哪。學生熟悉完設(shè)備，還要對一些細節(jié)部分進行講解，比如在哪些位置要加管道過濾，球閥、閘閥、止回閥、電磁閥在哪些位置用，各種儀表的安裝位置、測量方式原理。

我?；I(yè)前期的化工專業(yè)實驗由于學時和實驗場地的不同，不同班級的專業(yè)實驗內(nèi)容和項目也不同，有些是精細化工的實驗，有些是熱力學參數(shù)的測定實驗，也有泵與管路的實驗。針對這些情況，在教學中要區(qū)別對待，重點講解與訓練前期沒有接觸到的內(nèi)容。

3 實訓操作過程

考核前期的工藝流程、三傳一反的操作過程要在頭腦中形成完整鏈條，不能照方抓藥，念一句操作一步，特別是講義中寫的閥門號，一定要知道是哪的閥門?，F(xiàn)場閥門的開關(guān)順序，設(shè)備的啟動與關(guān)停順序，溫度、流量的大小控制，現(xiàn)場與遠程的相互協(xié)調(diào)，出現(xiàn)事故后的處置預(yù)案，都要做到心中有數(shù)?？己送瑢W們的現(xiàn)場操作要領(lǐng)，合格后再開始操作。

為了保證操作的安全性與規(guī)范性，先對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行操控，中和釜、反應(yīng)釜、產(chǎn)品、釜液、塔頂回流液等每一路冷凝分別測試，以確保整個系統(tǒng)開車時的有效運轉(zhuǎn)；然后檢查各儀表參數(shù)，比如，溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器工作是否正常，遠程能否操控；三是檢查相關(guān)液位、氣壓、電壓。

上述過程完成后，進入系統(tǒng)開車，現(xiàn)場控制與遠程控制相互協(xié)作，溫度、流量等實時協(xié)調(diào)控制，完成實訓任務(wù)。

4 理論與實訓互動

在化工原理或反應(yīng)工程教學中，許多操作性的題都是難題，同學們分析時從不同角度考慮會得到不同的結(jié)果，也不知道哪是正確答案。比如，在進料熱狀況和回流比不變的情況下，增加再沸器蒸汽量，塔項、塔底產(chǎn)品的組成與流量如何變化。同學們可以帶著這樣的問題，在實訓時加大再沸器加熱電壓，觀察塔頂蒸汽溫度，通過平衡數(shù)據(jù)就可以獲得濃度的變化情況，然后根據(jù)物料衡算就能得到結(jié)果。

5 運行中出現(xiàn)的問題及處理

系統(tǒng)運行中會出現(xiàn)不正常操作現(xiàn)象，其中比較熟悉的是精餾塔的不正常操作，如液泛、再沸器壓力過大（蒸氣量過高）、返混等；反應(yīng)釜的不正常操作；儀表不正?，F(xiàn)象，如溫度、壓力、流量顯示不正常，通訊中斷；誤操作，開錯關(guān)錯閥門、泵、現(xiàn)場設(shè)備電源；預(yù)料之外的不正常現(xiàn)象，比如冷卻水過濾器堵塞導(dǎo)致的流量過小、冷卻水量不足。針對這些問題的輕重緩急，有些要引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)問題，找解決方案，也有些要迅速指導(dǎo)學生立即解決。

總之，通過近幾年的化工專業(yè)雙釜雙塔實訓實踐，找到了一套適用于本科院校的教學方法，教學效果良好，見識了接近化工廠礦現(xiàn)場實際的實際操作模式，彌補了缺少化工廠頂崗實習的缺陷。

[1]甘秋維.高職院校實驗實訓室安全管理探討[J].企業(yè)導(dǎo)報.2014,(16):151-152.

[2]劉翠翠.6S管理模式在環(huán)境與化工校內(nèi)實訓基地管理中的應(yīng)用[J].云南化工,2017，(4):75-78.

[3]盧琴芳,嚴平,湯明.地方高校化工專業(yè)“四位一體”實踐教學模式的探索[J].化學教育.2014，(02)：15-17.

[4]劉秀軍，盧素敏，郭玉高，等.本科院?；I(yè)雙釜雙塔實訓初探[J].新校園，2016,(10):89.

劉秀軍（1963-），男，漢族，河北保定市人，現(xiàn)為天津工業(yè)大學教授，博士，主要從事新型材料與分離技術(shù)教學與研究工作。