化工工程設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的實(shí)踐思考

雷巧娟

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，化工運(yùn)營(yíng)企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行之前需要通過一些相關(guān)的技術(shù)手段來模擬化工設(shè)備運(yùn)行、化學(xué)工藝以及化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過精確模擬來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的規(guī)范和合理，總而言之這些模擬實(shí)驗(yàn)即是化工工程設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用不斷深入，這為化工工程設(shè)計(jì)的精細(xì)化提供了保證，實(shí)現(xiàn)了工藝流程模擬的簡(jiǎn)化。文章根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在化工工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)際，展開深入研究，提出合理化意見。

關(guān)鍵詞：化工工程;計(jì)算機(jī)軟件技術(shù);實(shí)踐思考

中圖分類號(hào)：TQ050.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2019）10-0178-03

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行化工設(shè)計(jì)的過程中，需要計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來輔助他們進(jìn)行繪圖、物質(zhì)性質(zhì)分析和工藝流程設(shè)計(jì)。因此，化工設(shè)計(jì)人員需要具備一定的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)應(yīng)用的能力，特別是化工工程不斷發(fā)展的今天，更加需要計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來輔助化工工程設(shè)計(jì)，這樣一方面可以將設(shè)計(jì)的質(zhì)量進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)效率的提升，另一方面還能夠有效的降低設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的費(fèi)用。因此，作者就此展開幾點(diǎn)探究性的分析。

1計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)融入到化工工程設(shè)計(jì)的主要方面

1.1化工工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)

為了有效提高化工生產(chǎn)的效率，設(shè)計(jì)人員將計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)引人到了化工設(shè)計(jì)中來。化工設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行化工設(shè)計(jì)的過程中，需要繪制化工工藝流程圖，這樣一來，為了確保繪圖的質(zhì)量和速度，將制圖軟件應(yīng)用到了繪圖工作中來，滿足了設(shè)備與工藝方案成型的精細(xì)化。目前，化工領(lǐng)域中使用的繪圖軟件有許多種，而且根據(jù)功能細(xì)分出很多種類，這樣一來，化工設(shè)計(jì)者可以根據(jù)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的需要選擇合適的制圖軟件，例如，在進(jìn)行化工工藝自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程匯總運(yùn)用相關(guān)軟件，對(duì)化工生產(chǎn)車間中是我管路進(jìn)行精準(zhǔn)定位和分布設(shè)計(jì)，在管路施工設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用CAD繪圖軟件。除了應(yīng)用CAD繪圖軟件之外，在當(dāng)代的科學(xué)領(lǐng)域中，三維立體空間技術(shù)也不斷的運(yùn)用在了各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，因此，目前許多化工設(shè)計(jì)中都能看到3D技術(shù)的身影，化工工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用3D技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了化工工程設(shè)計(jì)的立體化，能夠在設(shè)計(jì)過程中使設(shè)計(jì)的比例尺更加準(zhǔn)確，在建模的每一部分的空間里，經(jīng)過初步設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)物理上的交叉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了化工工程設(shè)計(jì)的合理化，流程更加規(guī)范，通過運(yùn)用3D技術(shù)真實(shí)的展現(xiàn)了化工工程設(shè)計(jì)中所有細(xì)節(jié)的再現(xiàn)，能夠使設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和生產(chǎn)流程的不合理之處，同時(shí)針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行有效解決。與此同時(shí)運(yùn)用3D還能夠?qū)υO(shè)計(jì)的工藝流程進(jìn)行安全演練，將各種風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性降到最低。由此可見，計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用能夠使化工工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到再一次提升。

1.2化工工程設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容

隨著供給側(cè)改革的不斷深化，化工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的節(jié)奏也在加快。而化工工程設(shè)計(jì)能夠有效推動(dòng)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，能夠?qū)⑸a(chǎn)流程中所涉及到的化學(xué)反應(yīng)和生產(chǎn)工藝進(jìn)行再現(xiàn)。化工設(shè)計(jì)主要有以下2個(gè)方面：①化工工藝的設(shè)計(jì)，②化工工程設(shè)計(jì)。化工工藝設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員需要分析生產(chǎn)過程中所涉及到的化學(xué)反應(yīng)的時(shí)效性，根據(jù)現(xiàn)有的化工技術(shù)理論知識(shí)進(jìn)行深入分析。

例如在煤化工企業(yè)中，需要對(duì)煤制乙醇的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之初需要對(duì)煤化工企業(yè)的所在地的煤炭資源分布情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)還要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约跋嚓P(guān)生產(chǎn)設(shè)備的性能，經(jīng)過綜合考評(píng)后，著力解決影響煤化工企業(yè)生產(chǎn)過程中所存在的問題。與此同時(shí)還要嚴(yán)格遵循所涉及到的化學(xué)反應(yīng)的原理，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際、生產(chǎn)設(shè)備和反應(yīng)條件來進(jìn)行規(guī)劃生產(chǎn)工藝流程。工程設(shè)計(jì)是在工藝設(shè)計(jì)之后才開始進(jìn)行的，主要有廠房建設(shè)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、工藝流程走向以及生產(chǎn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

2化工設(shè)計(jì)中運(yùn)用的軟件

2.1辦公軟件以及制圖軟件

隨著電腦的普及，設(shè)計(jì)單位中日常工作越來越離不開電腦，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)能夠適應(yīng)使用Auto CAD、Excel和Word等軟件來完成繪制圖紙的工作，同時(shí)能夠熟練的運(yùn)用辦公軟件來進(jìn)行文件設(shè)計(jì)。在化工工程設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常運(yùn)用到的軟件有熱工專業(yè)設(shè)計(jì)軟件、化工機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)計(jì)軟件、石油化工自控設(shè)計(jì)軟件、建筑工程設(shè)計(jì)軟件等等。經(jīng)過多年的發(fā)展，CAD制圖軟件已經(jīng)能夠和打印機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)合作，打印出的圖紙更加清晰，這是該項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)突破，具體情況如圖1所示。

2.2化工生產(chǎn)企業(yè)管道分布設(shè)計(jì)軟件

在大型化工生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)車間里，擁有著大量的生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)輸送管道的數(shù)量是設(shè)備的幾十倍。這些輸送管道的材料購(gòu)進(jìn)、車間布置、安裝和管道設(shè)計(jì)都需要相關(guān)輔助軟件進(jìn)行繪制管路圖和齊全的管道材料表。

2.3立體CAD技術(shù)

改革開放以后，我國(guó)引進(jìn)了國(guó)外公司的CAD系統(tǒng)，同時(shí)還有數(shù)臺(tái)A PO LLO工作基站。在設(shè)計(jì)安裝的過程中，在工作基站的構(gòu)造過程中使用了三維模型，確保設(shè)備的正確安裝和管道的精準(zhǔn)鋪架。CAD技術(shù)的引進(jìn)能夠使修改和建模工作簡(jiǎn)潔化，坐標(biāo)尺寸也比較精準(zhǔn)。基站的的整體模型建立結(jié)束后，便得到了立體模型，然后在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行剖面和截取三維之下的圖形。當(dāng)前，主要使用的軟件有三維CAD制圖軟件和PDM軟件，這兩種軟件是工程領(lǐng)域使用最頻繁的輔助軟件，研發(fā)時(shí)間較早、功能較為齊全，同時(shí)還能持續(xù)提供相應(yīng)服務(wù)。較先進(jìn)的CAD制圖軟件還擁有碰撞檢測(cè)功能。完成三維建模之后，通過運(yùn)行REVIEW模塊來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械呐鲎残Ч瑢?duì)模型中通道維護(hù)工作進(jìn)行檢驗(yàn)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行深入分析，然后對(duì)模型進(jìn)行修改。這樣一來可以避免在建造施工過程中出現(xiàn)問題，降低建筑成本。

3化工工程設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)軟件融合的相關(guān)內(nèi)容

3.1處理生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)

影響化工工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的因素有很多，數(shù)據(jù)是化工工程設(shè)計(jì)中最不可避免的影響因素。化學(xué)反應(yīng)本身就不穩(wěn)定，反應(yīng)中任何一個(gè)細(xì)小的變化都將會(huì)使反應(yīng)發(fā)生變化，進(jìn)而對(duì)結(jié)果產(chǎn)生不可逆的影響。例如，在進(jìn)行反應(yīng)的過程中，催化劑類型、溫度、原料組成和壓力等，都會(huì)對(duì)化工工程設(shè)計(jì)的各種指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。因此，相關(guān)人員需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，通過使用合理的方法，對(duì)工藝流程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)處理，減小設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際的誤差。在進(jìn)行化工工程設(shè)計(jì)的過程中，為了保證模擬的真實(shí)性和對(duì)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的提取，通常會(huì)采用ASPEN等軟件來完成，這樣可以有效提高各種設(shè)計(jì)內(nèi)容的精準(zhǔn)性，將設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的誤差控制在合理的范圍內(nèi)，與此同時(shí)與生產(chǎn)實(shí)際的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較，及時(shí)解決發(fā)現(xiàn)的問題，這樣能夠從根本上提升化工工程設(shè)計(jì)的效率。

3.2制圖輔助

在過去，由于制圖方式較為落后，在成圖的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較大的設(shè)計(jì)誤差，特別是現(xiàn)場(chǎng)距離的測(cè)量，誤差的控制更是難以把握，嚴(yán)重影響了化工工程設(shè)計(jì)的效率。運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)之后，可以使用制圖軟件來完成相關(guān)的設(shè)計(jì)，通過軟件中已設(shè)置好的功能和現(xiàn)場(chǎng)還原功能，能夠真實(shí)反應(yīng)化工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，而且最大限度的保證了完整性，根據(jù)要求調(diào)整設(shè)計(jì)的微小環(huán)節(jié)，進(jìn)而使化工設(shè)計(jì)更加科學(xué)。當(dāng)前設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的是CAD制圖軟件，特別是在化工工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它體現(xiàn)了學(xué)習(xí)門檻低、功能齊全和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過命令菜單下達(dá)指令進(jìn)行精準(zhǔn)操作，同時(shí)該軟件可以適應(yīng)在各種操作系統(tǒng)中，兼容性較其他軟件更先進(jìn)，能夠完全滿足各種設(shè)計(jì)的繪圖要求，減少了設(shè)計(jì)者的工作量，將誤差控制在了合理范圍內(nèi)，提高了設(shè)計(jì)的效率。如圖2所示。

3.3反應(yīng)預(yù)判

在化工工程設(shè)計(jì)的過程中，所有設(shè)計(jì)都圍繞著生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行的，切實(shí)提高化工生產(chǎn)工藝流程的生產(chǎn)效率，從而實(shí)現(xiàn)化工實(shí)驗(yàn)的高度可靠性。實(shí)際上，化工實(shí)驗(yàn)屬于化工生產(chǎn)的一種縮小版，只是進(jìn)行預(yù)測(cè)，除了需要進(jìn)行投資之外，還要根據(jù)整個(gè)反應(yīng)的流程，提高其操作的便捷性，同時(shí)根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件輔助技術(shù)將化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行模擬，完成對(duì)一系列反應(yīng)的預(yù)判，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)取得的結(jié)果對(duì)各個(gè)反應(yīng)的條件進(jìn)行調(diào)整，從而使化工設(shè)計(jì)能夠?yàn)樯a(chǎn)提供支撐。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著化工工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)應(yīng)用越來越成熟，能夠?yàn)榛どa(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)提供相應(yīng)的指導(dǎo)，化工工程設(shè)計(jì)人員利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)中的各項(xiàng)功能，真實(shí)模擬設(shè)計(jì)中的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，通過模擬預(yù)測(cè)找出設(shè)計(jì)中存在的問題并及時(shí)進(jìn)行解決，這樣一來化工工程設(shè)計(jì)的效率將得到提升，切實(shí)保證了化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。