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根据化工企业生产特点可知,技术改造的实质就是进一步优化设备检测、维护方法。总结现阶段常见的设备检测、维护技术,无损检测方法是一种常见的故障检测技术,通过微型计算机清晰显示设备内部情况,为维修人员解决相关故障提供真实资料。对化工企业而言,应用无损检测技术具有以下几方面优势:①无损检测技术无需拆卸设备外壳,并且能在设备运行过程中完成检测,满足化工企业设备工作量大的特点;②无损检测技术适用于多种设备检测,满足化工企业设备种类繁多等特点,可为企业降低维修成本。因此,对于化工企业而言,应在技术改造过程中,可进一步扩大无损检测技术的应用范围。
2设备维修
设备维修的主要目的,是为保证设备能恢复良好的工作状态,与设备日常维护相比,设备维修属于一种消极的补救办法。但总体而言,设备维修在提升设备运行能力中发挥着重要作用,能提高设备品质,改善设备使用效率。(1)设备维修方法①预防性维修:预防性维修是指通过设备检修,发现潜在故障风险并进行维修,以防止更大的故障发生。常见的预防性维修方法主要为:设备内部擦拭、向设备内部添加油等。②修复性维修:修复性维修是指在设备发生故障后,为保证设备能恢复到最佳工作状态而进行的维修活动,常见的修复性维修方法主要为:更换设备零件与设备经济性改良等。(2)维修方法选择从设备运行角度来讲,设备的故障具有征兆,是可以预测的,因此,在选择维修方法之前,可通过预测、观察和记录,及时判断设备的状态维修。一般而言,具有规律性但无明显发展期的故障,可按照设备使用寿命,开展定期修理;或设备故障不明显,可采用事后维修。对于部分偶发性并具有发展期的故障,例如轴承故障等,由于轴承出现故障的概率的不确定的,但故障却具有相应的发展期,可通过日常检测发现故障,所以应当采用状态维修。对于部分易于修理的零部件,可选择事后维修方式,并将维修工作的重点转移到其他故障处理中。对于偶发性但无发展期的故障,因无从得知其将要发生故障,只有采用事后维修,但对于重点设备,突然停机损失较大,应设置备用机器,出现故障时可立即更换或代用,直到故障排除为止。
3结语
【关键词】文化景观 地域文化 城市建设 人文风俗
城市文化景观是城市发展中最具有活力的因素,它不仅是一个艺术问题、审美问题和文化问题,更是社会问题。它应在保持传统文化特色和实现城市功能的基础上,着力塑造城市整体形象和地域特色,重视自然景观与文化景观的协调统一。党的十报告提出了建设社会主义文化强国的战略任务,大力推动社会主义文化大发展大繁荣,增强国家文化整体实力和竞争力。随着城市化进程的加快,河北省的城市景观建设应从本地区中优秀的民族文化、历史民俗中去寻找设计的灵感,体现本地居民的风俗习惯和民族特色,将本地自然美感和人文风俗相结合,设计出具有地域文化特色的现代城市文化景观。
快速发展中的河北,有着值得骄傲的历史传统和极其厚重的文化积淀。例如,秦皇岛的山海关、张家口的大境门、唐山的皮影等都是人们耳熟能详的历史民俗文化。在城市公共艺术景观建设过程中,应紧紧抓住这些本地特色文化来做文章,将地域文化融入城市景观建设中去,将本地自然美感和人文风俗相结合,设计出具有地域文化特色的现代城市文化景观。在发掘和保护历史文化的基础上,探索和继承其中蕴含的自然观念和人文精神,加强景观建设中地域文化内涵。这对于推动城市文化景观艺术建设,提高城市文化内涵和人们的精神生活品质,保护与弘扬燕赵地方文化、实现建设文化大省战略目标等方面都有着重大意义。
那么,我们如何在进行现代化城市建设的同时,又不失掉原有城市的地域文化特色,对现代城市文化景观建设进行合理表达呢?
第一,要尊重地域自然风俗和文化。
对于任何一个景观设计,都应该尊重当地自然地貌的独有特性,了解当地人的生活方式。在景观作品创作之初应做好调研工作,找到作品与公众情感的切入口,充分尊重地域特色及大众需要。可以说河北地区的历史文化是各民族大融合的积淀,这在全国各区域中应该是最高的。但各个地区风俗民情还是有很大的区别,俗话说“十里不同风,百里不同俗”。民俗文化是我们祖先留下的宝贵遗产,它反映了我国各民族几千年来的传统习惯、文化风尚和道德观念。如沧州的“正月十六溜百病”,是沧州及附近地区特有的一种风俗,每年农历正月十六的晚上,沧州城内大人、孩子纷纷走出家门溜达,企盼一年的好身体、好运气。还有保定老调,它作为一个特有的戏曲剧种,有着强烈的地方色彩和浓郁的乡土气息。它的唱腔质朴健朗,高亢而又清婉,是当地群众经常哼唱的曲调,所以民间曾有“做饭离不开锅灶,听戏离不开老调”之说。因此,在这个多民族、多文化大融合背景条件下,设计者在建设过程中尽量多倾听当地居民的意见,注重公众的参与和沟通,注重当地的风土人情。因为这些景观是为这个城市、为他们而设计的,一件成功的设计应该同时也是当地人民满意的作品,只有这样才能创造出地域化和自然景观相和谐的创造性设计作品。
第二,对地域文化遗迹的修缮和保护。
优秀的历史遗迹是环境中宝贵的精神资源,要充分珍惜、保护,以实现地域文化特征的延续性。而对于文化古迹的保护,应有针对性地根据遗迹的类型采用不同的保护和修缮方式。特别是那些标志性景观建筑和文物古迹的古城墙、古桥、古寺庙等,它们都是城市的记忆,是城市历史的延续,有着丰富的历史文化内涵。例如石家庄的大佛寺、曲阳的北岳庙、承德的避暑山庄及外八庙等,这些历史文化景观都给人以良好的视觉享受和人文美感。
但是我们也看到,很多优秀的文化古迹并没有受到相关部门的高度重视,而缺乏相应的修缮和保护,在日新月异的城乡建设中沦为新陈代谢的牺牲品。如张家口的堡子里,可以说是张家口市区的“原点”与“根”,是全国大中城市中保存最为完整的明清建筑城堡之一,堪称北方民居博物馆。尽管如此,具有重要历史文化价值的堡子里却一直难为外人所知。而且,古城的许多建筑多陈旧甚至破败,建筑内部损坏严重,甚至已成为危险建筑。许多建筑中的居民也缺乏保护意识,使得周围环境嘈杂、无序,这都展示着这座古城的没落与衰败。这种情况在河北省还有很多,相关部门应加大力度对其修缮和保护,使优秀的历史文化遗迹得到更好传承与弘扬;并且,还要更广泛地进行宣传和教育,在全省形成保护优秀文化遗迹的文化自觉。
第三,实现文化元素在景观设计中的优化应用。
文化景观的建设必须以地域文化元素为载体,通过文化元素的所承载的信息使优秀传统文化得以延续,在物质和精神层次上美化城市生活。在景观设计中应用文化元素主要有直接、间接两种方式。
首先,文化元素的直接应用。作品本身就是以特有文化元素形式出现的,包括历史人物、民俗故事、神话传说等文化元素再现。如石家庄华北烈士陵园内的《冲锋陷阵》雕像和解放纪念碑广场内的《解放者》雕像等就是对历史文化人物的直接引用,非常直观地表现英雄人物不朽的功绩和可歌可泣的革命精神。还有邯郸的“邯郸学步”“胡服骑射”等景观雕塑采取传统与现代的艺术手法,直接再现了历史人物形象和场景。这种表现手法是当前文化景观建设中应用最为普遍的。在一些景观建筑上也同样有直接应用传统园林中的造型元素的例子,使空间具有一定的传统意象效果。例如把古代园林建筑中的亭,古建上的斗拱、柱式或者园林中的山石造型等元素应用在现代景观建设中。
其次,对文化元素的间接运用。并非所有的设计中的元素符号都是直观的,相反,许多设计也以含蓄的方式传达信息,而文化元素所蕴含的精神和内涵则沉淀在形式的背后。(转第页)
(接第页)如将传统的亭子、廊架结构等造型用现代技术材料重新演绎;在景观雕塑或者建筑构件中融入民间剪纸、皮影等文化符号。
第四,加强文化景观规划的可持续性。
发展城市文化、促进人与自然的和谐发展,这就需要在文化景观规划建设时,大力提倡可持续发展观。但是,目前河北省的部分城市文化景观规划缺乏发展的可持续性。经常会出现文化景观要么过于集中,要么又过于分散;文化景观建设多以雕塑形式出现,形式单一。如廊坊的“文化艺术园”,文化景观建设就过于密集,而在该城市的其他区域却很少看到具有地方特色的文化景观建设。景观设计多以雕塑形式出现,壁画、文化景观建筑稀少。因此,城市文化景观规划要带有地域特征,并且适合城市的可持续发展要求。因为,每个城市应该有自己的地域特色、时代特色、环境特色,经过整体合理规划的城市,本身就是一座独具匠心的艺术品。因此,将可持续发展的规划思想应用在文化景观规划领域,建立区域景观规划的可持续发展模式,对于创造有地方特色的城市风格,保护自然环境和传统文化延续有着长远的战略意义。
第五,文化景观建设应融入城市生活,体现以人为本。
城市地域文化景观与城市建筑相互依存、相互弥补,不仅体现在形式美和视觉构图方面,还需进一步考虑城市景观建设如何真正贴近、融入市民的日常生活和对环境的各种影响等许多方面。如赋予城市文化景观适当的使用功能,拓展景观与人的交流渠道,或对某些城市设施和建筑部件进行艺术化处理,突破景观只能被欣赏和瞻仰而不许接近的单一模式,尽可能满足市民接近艺术品的需求,体现以人为本的设计原则。
总而言之,以党的十精神为指引,推动城市文化建设繁荣发展。河北省的城市文化景观建设,只有植根于地域文化的沃土中,才可能具有“此区别于彼”的独特面貌;只有具有鲜明的地域审美特征,景观才有生命力,从而散发出公共艺术的独特魅力。只有顺应了人们的民族文化习俗,才能被人们所接受和喜爱,才能使得城市景观凝聚成城市历史文化的一部分,使它成为城市地域文化的结晶,供城市中的人们享用和欣赏。正如北京林业大学教授朱建宁所说:“充分了解本土的自然景观和历史文脉,营造既符合国际一体化潮流又具有本土特性的景观作品,才是现代城市景观设计的发展方向”。
(注:本文为河北省教育厅高等学校社科研究2013年度一般项目,项目编号:SZ135021)
参考文献:
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渗碳腐蚀
不锈钢是抗锈蚀材料,但如果与碳钢长时间接触,就会发生渗碳现象,使其理化性能发生改变,多数情况会进一步导致锈蚀[2]。例如,中石化洛阳分公司PTA装置的最大进口设备氧化反应器,塔本体为不锈钢,但其人孔却误用了碳钢螺栓,因此当其运达国内时人孔封盖和螺栓已发生了不同程度的锈蚀。溶剂脱水塔BT-403,也是人孔误用了碳钢螺栓发生了渗碳腐蚀。可见,实践中经常出现的失误是在不锈钢设备上误用碳钢制的垫片、螺栓、螺母等小部件而导致渗碳腐蚀造成的。
防硫蚀与防静电结合
硫蚀是一种普遍存在的现象。油品中的单质硫和化合态硫与钢铁类器壁发生反应后所产生的FeS膜虽然对金属有一定的保护作用,但由于一般情况下很难形成足够致密的FeS膜,且受到冲刷后会迅速减薄,因此需要采取必要的防腐措施[3]。对原油储罐来说,可在其内壁加防腐涂层。而防腐涂层一般都是高分子化合物,具有很高的电阻率,这就与储罐的防静电要求产生了冲突,目前多数企业生产的涂料都不能满足该要求。对此,日本最先研制出一种既耐腐蚀又具有导电性的新型涂料EV-70Rg。它是将具有导电性和耐腐蚀性的鳞片状无机物,分散在具有防腐性的不饱和聚酯物中而制成的防腐材料,通常采用喷雾施工方法在储罐内壁形成均匀的涂层,这种涂层能有效地抑制静电的产生和积聚。目前,EV-70Rg涂料已在石油产品及硫化氢、硫酸氢钠、甲醇等化学物质储罐防腐中得到了广泛的应用。我国武汉材料研究所与武汉石油化工厂也于1998年共同研制出名为PE8810的导电防腐涂料,其体积电导率与EV-70Rg相当,而且具有更好的耐冲击性、耐热性和涂层附着力。由于导电性防腐涂料的使用性能与涂层质量有极为密切的关系,因此,加敷导电性防腐涂料时,最好有厂家的专业技术人员做指导,以确保优良的施工质量,获得良好的防腐蚀、防静电效果。
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【关键词】石油化工;设计变更;工程施工;安全性;生产运行
石油化工建设与生产过程中常因工程变动及相关需要而进行设计变更,这种设计变更主要包括两类:一种是针对工程项目进行设计变更,如改、扩建变更等,另一种是对运行投产现状进行变更。设计变更对工程建设有多方面影响,包括对工程进度、成本、安全等都有直接关联作用。本文将针对石化设计变更展开分析。
一、石化设计变更的重要性
(一)工程建设变更
在工程施工过程中由于一些因素可能产生工程变更。为此,需要进行变更设计,以此完成对工程的有效开展。工程变更的内容包括多个方面,包括对合同、方案等的修缮与完成。工程建设的复杂程度造成了项目施工的诸多不可预见性,为此可能在建设过程中发生变更。
(二)生产运行变更
生产运行变更多发生在项目建设生产阶段,此过程中由于工艺与技术水平问题可能出现局部变更。机械设备等的变更或是设备与技术之间无法匹配等都需进行变更设计。总之生产运行变更会令生产阶段的相关工序技术与设备发生变化。
二、设计变更产生的主要原因
设计变更产生的主要原因有设计自身原因:设计漏项、错误和改进;非设计原因:业主或监理要求、业主采购订货、上级部门提出的要求或设计条件发生变化等。
(一)设计自身原因
设计漏项,如:某装置采样器新增循环水地管、气封冷却器循环水管修改。设计错误,如:某装置钢框架2.5m-33.4m斜梯位置调整;催化剂加料间屋面抬高。设计改进,如:某装置管道与楼梯间斜撑相碰;修改消防水阀门井。
(二)非设计原因
业主要求,如:某装置新增轻柴油回炼设施;设置增产汽油、航煤措施;板式换热器入口增加过滤器;加热炉风道增加人孔;分馏炉增设在线切出流程;新增隔离液充灌站等。业主负责的采购订货,如:某装置压缩机干气密封电加热器增加控制柜,修改电源和控制方式;某单元配电设备布置调整;到货压缩机水站与图纸开口不符;两相流空预器控制流程中部分仪表未带需增补等。专利商等提出新要求或设计条件变化,如:引进技术专利,外方在现场检查报告中要求设计完善内容等。
三、设计变更产生的影响分析
工程变更属于工程施工风险,变更管理从本质上看属于工程施工风险管理。风险问题在HSE目标的实现过程中产生十分重要的作用。风险形成会造成事故,进而引起人员伤亡与经济环境的破坏。为此,在工程施工阶段提升风险控制意识已成为当前社会各界的一种共识,石油化工厂建设及生产等方面的变更管理控制更加重要。
现结合实例进行分析,某项目进行人工挖孔桩施工,相关生产单位进行设计变更,预计K5孔要进一步挖深7m,过程中发生坍塌,造成孔下3人被埋,并在淤泥中窒息死亡。根据设计要求,该工程下部需采用逆作法施工,通过人工挖地下桩实现成孔,并采用混凝土护臂定型方式支护浇筑。基于明确的人工挖孔要求,在开挖深度达1m时效果最好,随后每多挖0.9~1m左右就需进行钢筋混凝土浇筑。为确保施工安全采用钢护筒进行保护。施工单位在施工时,对设计方案自行调整。将方案中应用混凝土护臂浇筑定型部分换做竹篾护臂,造成施工中坍塌事故出现。从发生事故的结果看,施工单位在施工过程中将施工内容进行变更,是造成事故发生的最主要也是最直接原因。从管理的角度看,施工单位进行工程变更,未得到设计单位及业主与监理部门的批准。施工单位单方面的设计变更,并未对变更部分进行危害评估,未形成有效的控制风险措施。与此同时,施工单位相关现场管理人员针对施工中存在问题也没有及时遏制;施工技术交底时,没有将现场情况进行明确,相关安全员及现场管理人员对作业人员工作当中不安全因素未能纠正与监理。属于制止违章不力,是此次事故的另一重要原因。当然,建设单位未对设计、施工、监理等单位提出建立、实施HSE管理体系要求,自身对该工程项目的变更没有及时进行监管,也负有不可推卸的管理责任。
需确保生产运行变更的安全性。1974年英国一家己内酰胺工厂发生因一台反应器设备腐蚀,改流程用一条500mm管道临时跨接。检维修人员未进行管系计算也没找到原设计所需的管材,焊接后直接投入生产,在多次出现环已烷泄漏后最终发生了重大爆炸。这次事件造成了28人死亡,造成了严重的经济损失和社会影响。
四、石化设计变更管理
在石化设计变更中,无论是工程项目设计变更还是生产运行设计变更,都要做好变更方案制定,在工艺方案中保证石化装置正常运行。提高石化项目设计质量,实现设计与投资经济效率提升,需加强设计变更管理。要依据设计变更相关管理程序,对设计变更提出相应要求;同时应阐明设计变更原因,例如工艺流程改变及产品质量方面的影响等。需要对设备选型与更改等方面进行阐述。项目变更要有归口负责管理部门,严格按设计变更管理程序和审批制度控制设计变更,严格按照一般设计变更或重大设计变更、设计原因变更或非设计原因变更进行分级审查确认,确保符合工程设计规范和工程设计统一规定、各阶段设计审查批复内容。
对设计过程中产生的漏项、错误等情况,需对原设计进行变更,以实现工程设计质量管理。通过设计单位质量体系的执行、设计自查和复查、业主组织审查、设计过程质量巡检和设计成品质量检查等手段,尽量减少设计原因变更。
业主与监理单位等都需要对施工质量负责,此过程中一旦发生变化或因施工条件等问题造成非设计原因的变更,也需根据实际进行技术变更。要严格按照相关制度和管理规定的审批程序执行,严格控制设计变更数量,防止投资浪费。
工程建设过程中发生一定数额且影响工期的变更应按照审批程序归口管理。重大设计变更造成工程费用大幅增减的、超出设计审批内容、涉及总图布置、建设规模、工程范围、工艺路线、关键设备及主要材料变化的设计变更,要严格按照相关制度及管理规定的审批程序,经由相关部门的联合会签审核后最终形成专门文件上报审批。
结束语:
综上所述,石油化工设计变更对工程造成的影响是多方面的,无论从工程进度、施工现状看,还是从工程安全、生产运行看,都有着直接关联性影响。在今后石化工程设计变更中,要加强对设计变更的管理和控制,各部门人员要统一研究和分析,在设计变更前要做好相关变更知识了解,以保证变更对工程发展影响的有效控制,促进石化产业长远发展。
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过程装备与控制工程专业在国民经济和社会发展中起着极其重要作用。首先,化工、石油化工、能源、动力是国家的支柱产业,这些行业的发展以工艺过程为先导,以先进的装备和控制技术为保障,而过程装备与控制工程正是这些产业的支柱。我国过程装备与控制工程专业的前身是化工机械专业,成立于二十世纪五十年代初期,基本上参照原苏联的模式。1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业,1952年天津大学、浙江大学、华东化工学院等先后成立“化学生产机器与设备”专业,简称为“化机”专业。在此后的几十年里,该专业在国民经济中发挥了无可替代的作用,尤其在化工、石油化工、轻工、制药等行业作用尤为明显。该专业主要特点是“化工”和“机械”的交叉与复合。既可以处理化工类的问题,又可以处理机械类的问题,还可以解决化工和机械的综合问题,而后一类问题在过程工业中非常普遍,实现了化工与机械的复合,曾被誉为“万金油”专业。这正是“化机”专业生存以及“化机”专业人才一直受到社会青睐的根本原因。近几年“化机”专业数量迅速扩大,目前我国已有140余所高校设置了该专业。然而,进入20世纪90年代,社会对“化机”专业人才的要求发生了改变。主要是由于过程装备越来越趋向大型化、精细化和自动化,流程参数(如压力、温度、流量等)与过程的进行必须实施精确的自动控制,将“过程”、“装备”与“控制”三个相关学科紧密有机地结合在一起,实现“化-机-电一体化”,这是“化机”专业改革的必然[1]。根据教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》,辽宁工业大学将“化工设备与机械”本科专业正式更名为“过程装备与控制工程”专业。本专业不是一个独立的学科,实际上是将机械工业和控制工程经发展和改造,使之能服务于过程工业。因此,过程装备与控制工程是一个融“过程”、“机械”和“控制”为一体,将“化工”、“机械”和“信息”学科紧密结合而形成的“化—机—电”一体化的多科型、交叉型专业[2]。
二、专业建设的指导思想
过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体,以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3],培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向:了解工艺过程,熟悉机械基础,突出过程装备及控制。研究内容包括:过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施
(一)专业培养目标的定位
参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架,专业的培养目标重新定位为:培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识;能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论,掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法,具备工程师的基本素质,能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架,实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。
(二)建设高素质专业师资队伍
建立一支高素质、结构合理的师资队伍,是专业建设的关键。目前,该专业已形成一支学历层次高(博士占25%,硕士占75%)、年龄结构和职称结构比较合理(45岁以下占65%、高级职称占75%)、专业素质水平较高的教师队伍[1]。为弥补原“化机”专业教师过程控制方面理论知识的欠缺,我们引进二位博士来做过程控制带头人。
(三)更新教学方法及手段
在教学方法上,采用互动式、启发式教学,讲课突出重点[1]。对容易理解掌握的内容要求学生以自学为主,教师只起督促、答疑质疑和考核作用,让学生自学和教师讲授、指导、解难答疑相结合。促进了学生学习的积极性,使学生获取知识的能力大大增强。在教学手段上,利用先进教学技术,采用多媒体(CAI)和教学模具教学。如过程装备制造、过程设备设计、过程机械和化工原理等课程,使用三维课件加图片资料讲解,增加动态演示效果,看到了只能下厂实习才能看到的设备结构、工作过程,形象生动真实。加深了学生对制造过程、设备结构和工作原理的理解,提高了教学效果。解决了黑板甚至挂图也难以表达的问题。激发了学生学习的兴趣。
(四)调整和优化课程体系
根据辽宁工业大学的实际情况,以培养目标为指导、以知识结构为框架、以培养规格为尺度,进行理论教学与实践教学内容的合理配置。在教育思想上由传授知识转变为能力培养;在课程内容上按照“加强基础、砍掉重复”的原则进行重组,并充分注意各课程的分工、衔接、协调与补充[2]。在教学计划和课程体系方面,以过程装备为主体,以化工过程和过程控制为两翼,具体地说:过程的主体是化工装置,包括化工单元设备及设备成套技术,且必须以工艺技术(化工过程)和过程控制为补充,从而使之成为培养工程型人才的摇篮。贯彻厚基础、宽专业、强能力、高素质的基本原则[2]。结合辽宁工业大学的实际情况,过程装备与控制工程专业课程体系如下:
1.精炼化工方面课程、加重机械方面课程、强化控制方面课程。由于过程装备与控制专业是复合专业,即化机电的集成,它不可能将三个专业方向的课程全部照搬,故根据我校情况,在教学计划中只设置了工业化学及化工原理两门化工方向的课程,将普通化学砍掉;又因为过程装备与控制工程专业是以机械为主体,故在课程设置上格外突出机械方向的课程。如:按传统设置了机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、工程材料、过程设备设计和过程机械等;在此基础上添加了过程工业必需的基础课程,我们设置了粉体力学、工程热力学、工程流体力学等课程。此外,为加强过程装备的自动控制,实现机电一体化,我们认为最核心部分是控制原理和控制方法的应用。为此,设置了电子技术基础、机械控制工程基础、PLC技术基础和过程装备控制技术应用等课程,从根本上实现了化机电的复合。
2.加强专业实验,强调工程实践,注重动手能力培养。实验教学是本科教学的重要组成部分,它与理论教学同样重要,对提高学生的综合素质,培养创新精神与实践能力具有重要作用。“过控”专业实验室主要承担“过控”的专业实验,过去大多是化工机械方向的实验,与“过控”专业要求很不相适应。为此对专业实验进行了全面整合,按照过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求,坚持“厚基础,重实践”的人才培养思想,补充了过程装备控制项目的实验。实验类型由单一的验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验。例如:新增了过程装备与控制多功能综合实验,多容液位控制系统综合实验等。搭建实践教学,科研平台。实验数据采集、测量、控制与数据处理系统大部分实现计算机控制,提高了学生的实践和创新能力。同时,将实验仿真和实际实验结合起来,提高学生学习兴趣、增加学生参与性、扩大学生知识面。目前可为本科生开设20余个实验,供学生自由选择。为学生实践能力、科研能力和综合素质能力的培养提供了实验教学基地,并对教师的科研工作提供了一定的实验支持,同时还可为社会承担科研与开发任务。
3.充实和丰富实习环节内容,实现实习模式的多样性。实习是工科学生完成工程师基本训练极其重要的实践性环节,也是目前高校整个教学过程中的薄弱环节[6]。其内容与实施方式安排的好坏直接影响学生素质与知识面。经多年教学经验,我们感到培养一支具有丰富实践经验的实习指导教师队伍是确保实习质量的关键。因此应该加强专业教师到校外实训的建设,聘任在生产一线工作的具有高级专业技术职称的专业人员来参与实习指导,从而提高实习指导教师的整体实践水平[6]。其次,还要强化实习基地的建设。实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校外实习使学生开阔眼界、增长见识,学到校内无法学到的先进生产技术与科学管理经验。建立校外实习基地必须是互惠互利,这就要求我们必须与企业建立良好的合作关系,为企业无偿或有偿地提供一些技术咨询和科研服务,从而使企业愿意与我们合作,为学生实习奠定基础[6]。即使这样,也不可能一遇到问题就到企业去实践,对于一些简单的或特别复杂的问题,可将过去去校外实习的单一模式改为在校内实习模式。通过仿真软件的训练,提高学生工程意识和动手能力,既经济、方便,又能达到实习目的。校内实习基于计算机、网络、多媒体课件和仿真软件,由人工建造的模拟工厂操作与控制或工业过程设备为工具,用实时运行的动态数字模型代替真实工厂的仿真实习,缓解由于实习经费紧张,造成实践教学质量滑坡的压力,并可以学到校外实习难以学到的知识;在仿真实习中,学生的主动性得到充分发挥,对化工过程,设备性能及控制参数有了更深理解。这种校内校外相结合的实习模式既缓解了实习压力,又丰富了实习内容,受到了学生的欢迎。
4.改革毕业设计(论文)的模式,从单体化工设备为主转向成套装置设计。毕业设计(论文)是学生在校期间的最后一个实践性教学环节,是培养学生综合运用所学知识解决工程技术问题,是完成工程师素质基本训练的一个关键性教学实践活动。根据企业的要求,修订了毕业设计(论文)大纲和毕业设计(论文)指导书,指导教师依据培养目标从工程实际或纵(横)向科研课题选好题目(不设虚拟题目)后,采用双向选择方式。毕业设计(论文)内容以工程设计为主线,计算机为结合点,把机械、化工及控制技术三个学科的知识交叉、渗透、集成,考察和训练学生的综合能力,有利于培养学生对过程装备系统性和大工程概念的理解,改变了原来传统的单体化工设备设计模式[2]。学生在确定自己毕业设计(论文)题目后,采用计算机软件(AUTOCAD、CAXA和Word)绘制工程图样并输入和输出毕业设计(论文)说明书,从中得到了真刀实枪的训练。掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力,使学生从过去单一的独立设计模式转变为部分独立项目与部分协作项目设计模式,培养了学生协同工作能力。扩大了学生的知识面,提高了学生毕业后的就业机会。
5.加强能力培养,以体验为手段,学研互动,让学生在参与中提高创新能力。教学计划有2个创新学分,其目的是帮助学生树立崇尚科学的思想,培养学生创新能力。具体的做法由科研能力较强的教师把自己的科研成果、科研工作体会、工程实践经验传授给学生,把工程案例带进课堂。这些知识的传授必然能够启发学生思维[5]。然后学生自己申报创新实验的题目或参与老师的科研项目,以实验室(实验装置或过程设备拆装)或工厂为平台,以教学模型或实物为道具,让他们在动眼、动脑、动手过程中认识基本结构,了解基本原理、让技术还原[5],从而激发学习兴趣和主动性,获得创新意识和创新能力,从中受到初步的科研训练。最后,学生将成果以专利、发表科技论文、参与教师科研项目和创新实验报告的形式申报,经评审合格获取1~2创新学分。
现场安装调整很不方便的缺点。本论文对蝶形弹簧支吊架进行设计说明,主要完成以下内容:介绍弹簧支吊架在国内的使用情况,本着节能环保的目的提出改进弹簧支吊架的必要性。说明自限式弹簧支吊架的主要部分以及工作原理,明确了设计改造自限式弹簧支吊架的重要性。
关键词:自限式弹簧支吊架设计 支吊架 集锁紧系统 限位系统。
根据国家可持续发展规划要求,在生产生活中都要努力降低能源消耗和降低废气物等对环境污染。
市场前景广阔。自限式弹簧支吊架主要用于锅炉本体、电厂的汽、水、烟、风四大管道,化工设备及管道以及燃烧器的悬吊部分,产品主要用于国内外各大石油化工产区、电厂,其中国内用于整个油田市场年建安生产产值总量在600亿左右,且年需求量正在以20%的速度递增。项目产品主要为中、外石油及石化产业相关装置配套,随着“中石油”、“中石化”在海外业务快速拓展,产品销售前景广阔。
1、行业经济运行情况
2003 年我国支吊架行业总产值为200亿元,2012年,中国支吊架产业继续速迅猛发展,支吊架行业总体经济效益均稳步上涨。全行业销售收入600亿元,同比增长90.4%;
单位:万元
中国的管道支吊架产业,它既不是“朝阳产业”,也不是“夕阳产业”,而是与人类共存的永恒产业,且在中国还是一个不断发展的产业。20世纪80年代以后,中国的经济发生了突飞猛进的变化,管件行业更加突出,全国管道支吊架制造厂家近千家,并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力,产品的技术性能已接近发达国家水平。管道支吊架是经济发展时代不可缺少的商品,未来将如何发展,是非常值得研究的。
中国管道支架制造业取得了长足的进步,目前已可以生产多种不同规格,品种的管道支吊架,已成为当今世界管道支吊架生产和使用最多的国家。同时,轻工纺织、能源化工、电力等支吊架相关产业的迅速发展给支吊架行业带来了广阔的发展空间和发展动力。
2、行业生产技术情况
国内生产普通支吊架的的企业很多,主要有大庆油田装备制造公司等企业。现有的弹簧支吊架是按GB10182-88及华东电力设计院,西北电力设计院的技术标准等设计制造。由于使用了圆柱螺旋弹簧支吊架体积大,重量重,特别是对于一些大载荷、小位移要求的场合,用传统的支吊架,不但材料难以组织、国内工艺加工水平很困难,而且成本很高、重量重,结构不尽合理,现场安装调整很不方便。而自限式弹簧支吊架架克服了上诉缺点,在应用范围、生产效率、生产成本上有绝对优势。
管道在工作状态下承受的应力分为一次应力和二次应力。一次应力是指管道在内压、自重和其它持续外载(包括支吊架反力等)作用下所产生的应力;二次应力是指管道在热胀、冷缩或其它位移受约束时产生的应力。
自限式弹簧支吊架克服了以往的不足,满足外部及内部的力或力矩的平衡法则。自限式弹簧支吊架集锁紧系统、限位系统及防护系统于一体,便于现场安装位、维护及调试。考虑了一次应力的特点是没有自限性的缺陷,使管道在使用过程中不会受压变形。同样,自限式弹簧支吊架也充分对管道使用时易受到二次应力的破坏进行了解决。采用绝热管托同时具有隔热、保冷和承重的双重作用,它采用保温垫层和保冷垫层,有效地解决了管道的热量损失和冷量损失的问题,从而保证了管道热介质和冷介质的安全运行,与非绝热管托相比可节能70%。
产品结构、制造工艺流程
2.1产品结构
自限式弹簧支吊架按其结构分为:管部、根部结构件、功能件及连接件。功能件主要包括恒力弹簧支吊架、可变弹簧支吊架、液压阻尼器等。
图1自限式弹簧支吊架结构件图
2.2 制造工艺流程
详见图2 制造工艺流程图
结论:
本文在自限式弹簧支吊架的设计上,采用蝶形弹簧 ,自限式弹簧支吊架集锁紧系统、限位系统及防护系统于一体,便于现场安装位、维护及调试;可在高温和恶劣工作条件下工作;在承受冲击作用时固有频率基本保持不变,且在大冲击负载作用产生共振时,具有限制系统响应振幅的功能;具有低频特性并可承受超载;结构紧凑。整个机构的厚度尺寸方面,其尺寸更小,减小了体积、减轻了重量,降低了成本并且可使用于很多空间的夹紧的装置。通过试验校核可知:设计结果能够以自限式弹簧支吊架为研究对象,设计的重点是自限式弹簧支吊架,将所学专业的理论知识与实际机械的设计相结合,通过对自限式弹簧支吊架的结构分析,设计自限式弹簧支吊架总体结构及各组成零件。该设计满足工作要求。
图2
参考文献:
[1]JB/T8130.1-1999 恒力弹簧支吊架 上海发电设备成套设计所 中国机械工业出版社
[2]HG/T20644-1998 变力弹簧支吊架
关键词:化工制图 教材 高职院校
中图分类号:G718.5
项目化课程教学法主张在学生的学习兴趣、学习动力、自觉性、主动性、自信心、主体性和专业能力、自学能力、创新能力、团队合作能力、与人交流能力、计划策划能力、信息获取与加工能力等方面的能力。
为此按照高职高专教育石油化工技术类专业培养目标和专业特点,结合石化总控工职业标准,结合近年来制图教学的一些改革成果和教学经验,笔者编写成了《化工图样的识读与绘制》这本特色教材。
在教材编写过程中,从以下几个方面体会颇深。
一、打乱以往所有《化工制图》教材的"正常"顺序,重新解构、重新编排教材
这本《化工图样的识读与绘制》教材编写过程中,在结构上对传统的教学体系做了大幅度的调整,采用了"由提出任务--任务的实施--学习相关概念、知识(知识链接)--技能训练"的任务驱动模式,将各个知识点分散到相应的任务之中,学生通过完成任务的方式来掌握相关知识。在内容上,所选的基础理论以应用为目的,因此,教材的结构和以往类似教材相比章节顺序进行了很大的调整。
这本教材分为两大情境,情境一是化工工艺图的识读与绘制;情境二是化工设备图的绘制与识读。
情境一中分三个子情境,子情境一是化工工艺流程图的识读与绘制,其中将制图的基本知识的部分内容作了介绍,同时介绍了化工工艺流程图的识读与绘制方法;子情境二是化工设备布置图的识读与绘制,其中将制图的投影理论作了介绍,同时学习了基本体和组合体的三视图的绘制与识读,并介绍了建筑图样的基本知识,同时还介绍了设备布置图的识读与绘制方法;子情境三是管道布置图的识读与绘制,为了配合管道布置图的识读,介绍了基本几何元素点和直线的投影知识,同时介绍了管道布置图的识读与绘制方法。
情境二中分两个子情境。子情境一是零件图的绘制与识读,重点介绍了化工设备中常用的基本体和组合体的相关内容,诸如三视图的绘制与识读、尺寸标注等;然后介绍了图样画法,简单的介绍了零件图的识读方法。
子情境二是典型化工设备的绘制与识读,介绍了装配图的基本知识及识读方法,重点介绍了化工设备装配图的绘制与识读方法。
二、突出工作任务,由任务引出相关的、必要的、够用的知识
项目化教学改革中课程内容是以职业活动导向、工作过程导向;课程教学突出能力目标;课程内容的载体主要是项目和任务,;能力训练的过程必须精心设计,反复训练。
因此作为涵盖教材内容的关键--任务的提出是一个很繁杂、很费力的过程。
任务中必须有以下层面的内容。首先它应该由职业活动和工作过程中提炼出来;其次它的内容应该是简洁的,而它的语言应该是精炼的;第三它涵盖的知识应该是足够多的,即通过一个任务可以尽可能掌握多的知识。
比如提出下面任务:如图所示形体是化工设备中常用的一种部件,名称是耳式支座。用A4图纸,绘图比例1 : 1,绘制它的三视图并进行尺寸标注。
这个任务是由实际化工生产装置中所
必需的部件--支座作支撑提出的,它涵
盖了制图中下面知识内容。首先要对国家
标准关于制图的基本规定必须掌握,诸如
图纸幅面、格式、标题栏、字体、比例、
图线、尺寸标注等;其次要能绘制组合体
的三视图并进行尺寸标注,其中包括了两种组合体三视图的绘制方法和尺寸标注方法,及形体分析法和线面分析法;第三要掌握化工设备中部件三视图的画法和尺寸标注方法,因为化工设备中部件三视图的画法和尺寸标注与一般机械图样中组合体三视图的画法和尺寸标注方法是有区别的;第四还要会查阅化工图样的相关标准,从中查出化工设备标准化零部件的有关内容。
可见短短两行字和一个图形的任务描述,就引出了这些关联的内容,使实际生产知识在此得到展示,同时很多化工制图知识也得到了链接。也就是教学中所说的理论联系实际的教学理论在此得以实施。
三、从教材内容和习题数量安排上凸显出学生自主学习时间的增加
项目化课程教学改革中学生始终是教学过程中的主体,课程的内容和教学过程应当"做、学、教"一体化,"实践、知识、理论"一体化。
比如有下面任务--阅读并绘制带控制点的工艺流程图,提前布置给学生,学生可以根据学习目标:1.详细了解带控制点的工艺流程图的内容;2.掌握带控制点的工艺流程图的阅读及绘制方法;3.能阅读并绘制带控制点的工艺流程图,查找相关资料。再按照任务中提出的要求完成任务。
这样在课下学生就开始准备工作,而在课堂上学生就动手开始绘制图样,教师上就是在巡视、答疑,解决学生在查找资料过程一些没有弄明白的问题,无论是课下还是课上基本就是学生在"做"、学生在"实践",这充分体现了项目化教学法中"学生以做为主"的教学理念。
四、按照"项目化教学"的要求:即"构思--调研--进行教学整体设计"的程序进行教材编写
整体设计教材内容,并不象传统的教材编写方法那样把每章、每节课的教学内容堆叠在一起就可以了。
首先对整体教学目标要明确,即要先进行课程标准的编写。
整体设计教材内容需要进行缜密的构思,带着构思的详尽内容,深入到生产车间去调研,与专业带头人和专业课教师进行沟通,了解专业课对这门课程的需求情况,学习相关工作岗位的生产职责,查阅相关工种的各等级技工的考核标准等。
明确每个情境的教学目标,还要把教材中所需的全部内容分门别类,明确每个任务要达到的教学目标,精炼出具有代表性的多个任务,让多个任务涵盖事先构思好的教材的全部内容。
整体设计考核方法。本课程是一门既有理论又注重实际的课程。由于采用任务驱动教学法,学习过程中按照任务描述--任务实施--知识链接--任务评价--技能训练的程序进行,因此要进行各个环节的设置。教学过程中的任务实施环节很重要,因此有课内任务完成情况评分表、有学生自我评价表(学生用表)、化工图样的识读与绘制课程总评分表等五种表格。
以上是在编写教材过程中的点滴体会,在项目化教学改革过程中,由于本人水平有限,不足之处还望大家提出宝贵意见!
关键词:石油化工;设计变更;工程施工;安全性;生产运行
石油化工建设与生产过程中常因工程变动及相关需要而进行设计变更,这种设计变更主要包括两类:一种是针对工程项目进行设计变更,如改、扩建变更等,另一种是对运行投产现状进行变更。设计变更对工程建设有多方面影响,包括对工程进度、成本、安全等都有直接关联作用。石油化工设计变更是该行业工程建设中的常见问题,设计变更对工程有着直接影响,包括影响工程进度、施工方案、成本预算等。若变更不合理还会造成严重的工程建设损失。本文对石油化工设计变更的影响展开分析,旨在通过对石油化工设计变更的重要性和影响程度进行论述,为今后石油化工设计变更提供参考。
1 石化设计变更的重要性
(一)工程建设变更
在工程施工过程中由于一些因素可能产生工程变更。为此,需要进行变更设计,以此完成对工程的有效开展。工程变更的内容包括多个方面,包括对合同、方案等的修缮与完成。工程建设的复杂程度造成了项目施工的诸多不可预见性,为此可能在建设过程中发生变更。
(二)生产运行变更
生产运行变更多发生在项目建设生产阶段,此过程中由于工艺与技术水平问题可能出现局部变更。机械设备等的变更或是设备与技术之间无法匹配等都需进行变更设计。总之生产运行变更会令生产阶段的相关工序技术与设备发生变化。
2 设计变更产生的主要原因
设计变更产生的主要原因有设计自身原因:设计漏项、错误和改进;非设计原因:业主或监理要求、业主采购订货、上级部门提出的要求或设计条件发生变化等。
(一)设计自身原因
设计漏项,如:某装置采样器新增循环水地管、气封冷却器循环水管修改。设计错误,如:某装置钢框架2。5m-33。4m斜梯位置调整;催化剂加料间屋面抬高。设计改进,如:某装置管道与楼梯间斜撑相碰;修改消防水阀门井。
(二)非设计原因
业主要求,如:某装置新增轻柴油回炼设施;设置增产汽油、航煤措施;板式换热器入口增加过滤器;加热炉风道增加人孔;分馏炉增设在线切出流程;新增隔离液充灌站等。业主负责的采购订货,如:某装置压缩机干气密封电加热器增加控制柜,修改电源和控制方式;某单元配电设备布置调整;到货压缩机水站与图纸开口不符;两相流空预器控制流程中部分仪表未带需增补等。专利商等提出新要求或设计条件变化,如:引进技术专利,外方在现场检查报告中要求设计完善内容等。
3 设计变更产生的影响分析
工程变更属于工程施工风险,变更管理从本质上看属于工程施工风险管理。风险问题在HSE目标的实现过程中产生十分重要的作用。风险形成会造成事故,进而引起人员伤亡与经济环境的破坏。为此,在工程施工阶段提升风险控制意识已成为当前社会各界的一种共识,石油化工厂建设及生产等方面的变更管理控制更加重要。
现结合实例进行分析,某项目进行人工挖孔桩施工,相关生产单位进行设计变更,预计K5孔要进一步挖深7m,过程中发生坍塌,造成孔下3人被埋,并在淤泥中窒息死亡。根据设计要求,该工程下部需采用逆作法施工,通过人工挖地下桩实现成孔,并采用混凝土护臂定型方式支护浇筑。基于明确的人工挖孔要求,在开挖深度达1m时效果最好,随后每多挖0。9~1m左右就需进行钢筋混凝土浇筑。为确保施工安全采用钢护筒进行保护。施工单位在施工时,对设计方案自行调整。将方案中应用混凝土护臂浇筑定型部分换做竹篾护臂,造成施工中坍塌事故出现。从发生事故的结果看,施工单位在施工过程中将施工内容进行变更,是造成事故发生的最主要也是最直接原因。从管理的角度看,施工单位进行工程变更,未得到设计单位及业主与监理部门的批准。施工单位单方面的设计变更,并未对变更部分进行危害评估,未形成有效的控制风险措施。与此同时,施工单位相关现场管理人员针对施工中存在问题也没有及时遏制;施工技术交底时,没有将现场情况进行明确,相关安全员及现场管理人员对作业人员工作当中不安全因素未能纠正与监理。属于制止违章不力,是此次事故的另一重要原因。当然,建设单位未对设计、施工、监理等单位提出建立、实施HSE管理体系要求,自身对该工程项目的变更没有及时进行监管,也负有不可推卸的管理责任。需确保生产运行变更的安全性。1974年英国一家己内酰胺工厂发生因一台反应器设备腐蚀,改流程用一条500mm管道临时跨接。检维修人员未进行管系计算也没找到原设计所需的管材,焊接后直接投入生产,在多次出现环已烷泄漏后最终发生了重大爆炸。这次事件造成了28人死亡,造成了严重的经济损失和社会影响。
4 石化设计变更管理
在石化设计变更中,无论是工程项目设计变更还是生产运行设计变更,都要做好变更方案制定,在工艺方案中保证石化装置正常运行。提高石化项目设计质量,实现设计与投资经济效率提升,需加强设计变更管理。要依据设计变更相关管理程序,对设计变更提出相应要求;同时应阐明设计变更原因,例如工艺流程改变及产品质量方面的影响等。需要对设备选型与更改等方面进行阐述。项目变更要有归口负责管理部门,严格按设计变更管理程序和审批制度控制设计变更,严格按照一般设计变更或重大设计变更、设计原因变更或非设计原因变更进行分级审查确认,确保符合工程设计规范和工程设计统一规定、各阶段设计审查批复内容。
对设计过程中产生的漏项、错误等情况,需对原设计进行变更,以实现工程设计质量管理。通过设计单位质量体系的执行、设计自查和复查、业主组织审查、设计过程质量巡检和设计成品质量检查等手段,尽量减少设计原因变更。
业主与监理单位等都需要对施工质量负责,此过程中一旦发生变化或因施工条件等问题造成非设计原因的变更,也需根据实际进行技术变更。要严格按照相关制度和管理规定的审批程序执行,严格控制设计变更数量,防止投资浪费。
工程建设过程中发生一定数额且影响工期的变更应按照审批程序归口管理。重大设计变更造成工程费用大幅增减的、超出设计审批内容、涉及总图布置、建设规模、工程范围、工艺路线、关键设备及主要材料变化的设计变更,要严格按照相关制度及管理规定的审批程序,经由相关部门的联合会签审核后最终形成专门文件上报审批。
5 结语
综上所述,石油化工设计变更对工程造成的影响是多方面的,无论从工程进度、施工现状看,还是从工程安全、生产运行看,都有着直接关联性影响。在今后石化工程设计变更中,要加强对设计变更的管理和控制,各部门人员要统一研究和分析,在设计变更前要做好相关变更知识了解,以保证变更对工程发展影响的有效控制,促进石化产业长远发展。
参考文献
[1]杨艳,于建宁,高慧,饶利波。国际大石油公司炼油化工技术创新管理[J]。石油科技论坛,2015,01:53-57。
[2]张璞,刘军。环保新形势下炼油化工项目设计管理的几点建议[J]。石油规划设计,2014,05:13-15+19。
关键词:全日制工程硕士;化学工程领域;学科交叉;人才培养模式
化学工程领域含基本无机与有机化工、石油化工与煤化工、精细化工、生物化工、材料化工、冶金化工、环境化工等工业行业。化工产业既是国民经济建设与社会发展的重要支柱,又与信息、生物、材料、机械、计算机、资源、能源、海洋、航天、国防等高新技术领域相互渗透[1-9]。同时,社会经济的快速发展对化工产业的产品需求也提出了新的挑战,迫使传统化工产业积极开展产品研发和工程技术创新。产业的交叉发展促进了产业结构的调整与升级,与此同时,也促进了高层次应用型工程硕士人才培养模式的改革与探索[6-8]。因此,以化工为基础的技术革命和技术创新大力发展中高端终端产品迫在眉睫。通过专业学位研究生的培养,以“多学科交叉工程领域”应用型高层次人才培养为目标,搭建高校、企业的桥梁,是实现理论促进生产力发展的重要途径。
1“多学科交叉”化学工程领域人才培养目标的定位
化学工程领域工程硕士研究生的培养,本着“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,以西南地区以及国家化工支柱产业发展和社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,依托交叉发展的行业需求,培养具有良好的工程职业道德和法规意识,丰富的人文科学素养,强烈的社会责任感,较强的组织管理能力和良好的合作意识,较强的工程技术创新意识和独立从事创新研发的能力,并能将“交叉学科”工程领域的基础理论有效应用于化工生产中的产品开发、工程设计、过程装备设计研发以及工艺技术改造的高层次应用型工程技术和工程管理的人才。
2重庆理工大学全日制化学工程领域工程硕士人才培养现状
经过多年的建设发展,我校化学工程学科在资源环境化工、精细化工、工业催化、化工装备与控制等领域已经形成了明显的优势和特色。在资源与环境化工领域,针对重庆及西南地区特色资源和社会经济发展重大需求,建有“重庆市化工废水与污染控制工程技术研究中心”,与企业联合建有“重庆市光气衍生物企业工程技术研究中心”。重点开展天然气资源精细化利用、化工产业废水污染控制与资源化、重金属污染土壤修复和固废处理等领域的研究。在精细化工与工业催化领域,重点开展催化材料、纳米材料、能源材料等化工新材料方面的研究,与企业联合建有“重庆市化工本质安全协同创新中心”。研究成果主要应用于电子工业、能源化工、天然气化工、石油化工、煤化工、氯碱化工等领域。在化工过程装备与控制领域,依托我校化学化工学院的“过程装备与控制工程”专业和学校“机械工程”一级学科硕士点建设发展。在新型环保设备、新型分离过程设备、化工设备腐蚀与控制技术研发方面形成了自己的特色和优势,与企业联合建有“重庆市防腐涂料工程技术研究中心”。在上述学科领域里,由于长期与重庆化工产业界合作,已经形成了基础研究与工程实际紧密结合的特色发展之路。因此,化学工程领域工程硕士培养已经实现了多学科交叉的人才培养格局,并开展了多学科交叉全日制工程硕士培养模式的改革与探索。通过化学工程与材料工程、机械工程、环境工程、车辆工程、生物工程、控制工程等工程领域的交叉融合,立足于企业的发展和需求,建立了较为完善的实践教学体系和多家校外实践教学基地,形成了多学科交叉的大综合工程性应用型高层次人才培养模式。
3“多学科交叉”全日制化学工程领域课程体系构建
化学工程领域专业学位硕士研究生的培养总体上分为校内与校企联合的两阶段培养模式。校内培养阶段主要完成课程学习,校企联合培养阶段采取实践、学习研究、论文相结合的培养模式。课程体系按照由基础向专业方向发展的分模块化设置,主要包括基础模块、基本技能模板与工程交叉融合模板、以及与地区化工产业特点相结合的工程实践模块,如图1所示。在公共基础模块,除了设置公共的工程英语,政治和工程数学外,还增设了工程经管课程,培养工程管理人才。在学位基础课程中,针对化工企业在反应和分离等基础知识方面,开设了高等反应工程和分离工程,并开设了化工过程设计,以期培养学生的工程设计能力。增设了知识产权和文献检索等课程,培养学生在科研成果方面的查询和写作能力。在工程交叉融合模板,立足于化工产业与机械工程、材料工程、车辆工程、控制工程、生物工程等方面的融合,每个模块都开设了3门课组课,比如化工与机械的结合,开设了过程原理与装备、压力容器的分析设计、高等化工流体力学等课组课。教学内容上突出化工理论与技术的先进性和实用性,通过精选教学内容,充分利用多媒体等现代化教学手段,采取理论结合实际的案例式教学、以问题为导向的启发式教学、课堂研讨式教学和课程结合课内实验等教学模式。根据工程硕士人才培养的要求,改革课程教学评价与考核方式,采取笔试、案例分析、小论文等灵活多样的考核方式,突出学生的问题分析与知识应用能力。实践教学与学位论文主要在实践基地完成,可采用集中实践与分段实践相结合的方式。通过在具体的生产岗位轮岗和企业主要管理岗位见习学习相结合的方式进行。企业学习培养采取以企业高级技术人员(管理人员)为主、学校指导教师为辅的校企联合指导的方式,学生在“双导师”指导下,通过在企业参加实践活动获得在实践中巩固和深化理论知识、培养学生发现并解决工程实践问题的能力,在企业完成论文选题和论文研究工作。论文选题应直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景和应用价值,论文选题应有一定的技术难度,并有一定的理论基础,具有创新性、先进性、实用性。
4总结
随着科技的发展,高附加值的中高端化工产品的发展成为了发展方向,这需要机械,材料,控制工程等为支撑。同样,科技的发展也引领了产业的深度交叉融合,因此,在高层次的应用型工程硕士培养过程中,需要重新定位多学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士的人才培养目标,充分发挥行业和专业组织在培养标准制定、教学改革等方面的指导作用,建立学校与行业企业相结合的专业化教师团队和联合培养基地,强化专业学位研究生的实践能力和创业能力培养,推动学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士人才培养改革与实践。
参考文献
[1]王干,薛怀国,刁国旺.“大工程领域”人才培养模式探索与实践—以扬州大学化学工程领域多学科交叉人才培养为例.研究生教育研究.2015(1):71-74.
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[8]刘殿华.加强实践教学,产学研联合培养全日制工程硕士研究生.化工高等教育,2012(29):11-14.
机泵在实际的生产中有着非常广泛的应用,然而由于机泵自身设计的不足,以及机泵组装运行过程中的不规范,导致机泵常在运行过程中,出现高温或负荷的状态,最终导致机泵的运转性能下降,机泵的生命周期缩短。为此本文以500LW-72D-9-99立式污水泵为研究对象,重点分析其设计中存在的不足之处,并提出了相应的改善措施。通过对机泵的设计改善,并通过相关的规范化过程,有效的改善其运转性能,延长其寿命周期。
【关键词】机泵 运转性能 生命周期
前言
在一些工农业过程中,机泵可以用作于灌溉等输送装置;在一些科研以及国防项目中,机泵可以用作提供试验中的流体运输。所谓机泵,就是一些用作提供流体运输的动力的机械装置。当机泵在工农业生产过程中运用时,其使用过程中常常会由于各个方面的故障,导致机泵的运转性能逐步发生改变,进而导致其运转周期逐渐降低,使得其生命周期不断下降。如何提升机泵的运转性能,并有效提高其使用的生命周期,对于一些生产活动而言,有着重要的意义。
本文通过500LW-72D-9-99立式污水泵为研究对象,这台立式污水泵主要用于石油化工的污水处理工作,然而由于其使用的不当以及设计方面所存在的缺陷,常常会导致该机泵的运转性能出现下降,最终对其生命周期造成较大的影响。本文重点研究改机泵设计过程中所存在的缺陷,通过分析设计不足导致的机泵运转问题,提出相应的维修措施,有效改进其运转性能。
事实上,通过对于机泵的一些简单的维修与改造,并有效提高机泵工作人员的素质,使得他们能够规范操作机泵设备,并对设备进行定期的保养工作,可以有效的提升机泵运转性能的同时,延长其生命周期,使得机泵能够为生产实践活动提供更多的价值。
1.机泵的可靠性设计与制造
对于机泵而言,其可靠性的设计与制造有着非常重要的意义,有的机泵由于其先天性的设计不足,导致云状过程中出现轴承问题过高,或者出现轴承受力断裂的情况,影响了其运转性能与生命周期。对于500LW-72D-9-99立式污水泵而言,由于立式的设计,使得光叶轮的重量完全作用于轴承之上,光叶轮的重量达到了一百多千克,在高速运转过程中,会给机泵的轴承造成一个巨大的轴向力。并且由于轴承与叶轮之间的磨损,常常会导致机泵运转时,产生摩擦力,在这一摩擦力的作用之下,高速云状的叶轮与轴承之间的温度会逐渐升高。
长期处于高温负荷作用下的轴承在运行一段时间之后,会导致轴承出现裂缝,这一裂缝的出现会加剧机泵运转时的机械振动,使得轴承运转处于一种恶性循环之中,最终导致轴承磨损愈加严重,直至生命周期的完结。由此可见,机泵的可靠性设计与制造,可以有效的杜绝机泵设计的先天性不足问题,使得机泵处于一种更加稳定的运转状态之下,使得机泵的价值在生产实践过程中得以充分的体现。
2.机泵的正确安装与专业化操作
开始机泵的安装与调试时,应首先对机泵的设计构造有着深入的了解,并对机泵的运转过程中的一些注意事项熟练掌握。切忌凭借个人的安装经验,随意的进行机泵的组装与试运行。因为不同的机泵设计有所不同,其设计的构造的不同,会导致其安装工艺有所差异。进行机泵的安装时,应注意一下的几个方面。
首先,选择合适的安装高度,防止机泵出现气蚀的现象,同时合理的安装高度,可以方便后期机泵的操作。其次,进行机泵的安装时,应首先清除其上面的杂物,防止机泵安装过程中,杂物对安装工艺造成干扰。最重要的一点是,进行接联轴的安装时,应保证接联轴的方向与机泵的运转方向保持一致。
安装好机泵之后,开始机泵的试运行,在机泵的试运行时,应注意以下的几个问题。
第一,试运行之前,首先检查机泵的安装是否符合要求。开始试运行时,检查机泵设备运转过程中是否存在着明显的撞击或者摩擦产生的异常噪音。
第二,检查机泵运转过程中,检查其工作的电流与电压峰值是否超过其额定值;检查其进出口压力值是否超出额定值;检查运转过程中,机泵的油压是否处于正常值范围之内。
第三,进行机泵振动的检测,机泵振动检测应严格依据相关的规范设置执行。
由此可见,机泵的正确安装与试运行对于机泵而言,有着重要的意义。对于500LW-72D-9-99立式污水泵而言,常常会出现由于轴承与转子之间的间隙过大,导致机泵运转时,造成转子上下振动严重,如此直接造成了轴承与转子之间的摩擦加大,加速了轴承与转子的磨损,影响该机泵的生命周期。
此外,规范的操作对于机泵的生命周期而言,也有着重要的意义。因此要定期对机泵操作人员进行操作方面的培训,以及理论方面的学习,使得他们能够熟练的掌握机泵的开关、切换以及冲洗保养的操作。机泵的养护对于机泵的性能提升以及机泵的生命周期延长有着非常重要的意义。由于机泵的压头与流量还处于一种动态的范围之中,因此机泵的运行时,应尽量避免机泵处于长期的抽空以及低流量的情况下,如此可以有效的控制机泵轴承出现疲劳断裂,影响机泵的效率。
3. 定期进行机泵的保养工作
任何的机械都有着自身的生命周期,机泵通过一些不同的零部件组装而成,因此机泵的故障发生是一种必然的现象。对其进行定期的保养工作,可以有效的提升其性能,同时延长其生命周期。对机泵的内部进行定期检查,及时的清除机泵内部所存在的潜在隐患,使得机泵处于一种安全稳定的运转环境之下。
相关的调查研究显示,我国近十年来,国内的很多大型企业都会组织对企业的机泵进行定期保养工作,并对机泵进行定期的预知性的维修。如此一来可以确定机泵的故障发生部位,并对其发生的原因进行分析,使得机泵的故障率得以有效控制,提升企业的经济效益。另一方面,通过对机泵的预先维修,可以有效延长机泵的生命周期,提升装置的利用率,创作更高的利用价值。
4.结束语
综上所述,可以知道,机泵虽然在运转过程中存在着很多的不定因素,导致机泵运转时处于一种不利的环境之下,最终导致了机泵故障的发生。为了有效的改善机泵的运转性能,提升其使用寿命,应从机泵的设计构造、机泵的运转方面有着深入的认识,通过改善机泵的设计,对机泵所存在的潜在威胁提前发现,及时改善并进行去除,如此可以有效促进机泵的运转性能,提升其使用周期。
参考文献:
[1] 石油化工设备设计选用手册---机泵选用[M]. 背景:化学工业出版社.2009.
关键词:饱和黄土;CFG桩复合地基;单桩复合地基静载荷试验
中图分类号:TU455文献标识码:A 文章编号:
1 工程背景
兰州原油末站位于兰州西固区,拟建场地所处地貌单元为黄河Ⅱ级阶地高饱和度黄土区,场地稳定性较差。因饱和黄土是低强度、高压缩性、高灵敏度黄土,工程性质较差;且大型储罐地基要考虑承载力、变形和不均匀沉降等,因此本工程的地基采用CFG桩复合地基进行处理。
2 CFG桩复合地基的加固机理
CFG桩复合地基是由桩、桩间土、褥垫层和足够刚度的基础构成,属地基范畴。CFG桩和基础之间设置了褥垫层,在垂直荷载作用下与桩基的受力状态明显不同。褥垫层通过适当的变形将上部基础传来的基底压力以一定的比例分配给桩及桩间土,使二者共同受力;同时土体受到桩的挤密作用使承载力得到提高,而桩又由于周围土的侧应力的增加而改善了受力性能,二者能够共同承担上部基础传来的荷载。
3 CFG桩复合地基承载力静载荷试验
根据工程地质勘察报告,地处兰州黄河Ⅱ级阶地的饱和黄土承载力特征值为60kPa,属于软弱地基,需对地基进行加固处理。据设计资料,油罐地基处理采用CFG桩复合地基,CFG桩采用正方形布置,桩径420mm,桩距1.2m,桩底进入卵石层不小于1.0m。
本文选取15x104m3浮顶油罐作为CFG桩复合地基现场试验区,现场检测设备有JYC桩基静载荷分析仪、油压千斤顶、位移传感器、压力传感器等。
图1 复合地基载荷试验示意图
3.1 CFG单桩静载试验
在罐区进行了5根CFG单桩载荷试验检测,现场试验采用慢速维持荷载法,用电动油泵千斤顶逐级加载,共分8级加载和4级卸载,每级加载量为100kN,卸载量为其2倍。由工字钢梁和钢管搭成堆载平台,堆载混凝土块提供反力,最大堆载重量为 1300kN。
荷载通过压力传感器测量,测试仪自动记录,试桩沉降则通过对称布置于刚性承压板的4个位移传感器测量,测试仪自动记录沉降,所有位移传感器均用磁性表座固定于基准梁上,基准梁安装在独立的基准桩上。
试验结果汇总如下,根据试验结果确定单桩承载力特征值。
表1 单桩静载试验结果汇总表
根据现场试验结果,试桩区CFG单桩承载力特征值可按1400kPa取值。
3.2 CFG单桩复合地基载荷检测试验
在罐区分四个区块共进行了54个CFG单桩复合地基载荷试验检现场试验,最大加载量的确定按复合地基承载力设计值的2倍即540kPa进行(按150000m3储油罐地基计算),分为8级,每级加载量为100kN,第一级加载量为100kN。
单桩复合地基静载荷试验承压板1.2m×1.2m,承载板底铺设50mm级配碎石及中粗砂,试坑开挖至桩顶设计标高。采用电动油泵及油压千斤顶加载、工字钢及钢管搭设堆载平台、堆载混凝土块提供反力,最大堆载重量1300kN。
数据采集方法同上。部分实验结果如下。
表2 单桩复合地基载荷试验结果汇总表
该试桩区共进行3组单桩复合地基载荷试验,试验场区单桩复合地基承载力特征值275kPa。
4 油罐地基沉降计算
利用分层总和法计算未加固前天然地基沿半径方向的最终沉降量。基础的最终沉降按式1、式2进行计算。
(式1)
(式2)
式中,——天然土的压缩模量;
——沿深度范围内天然土的平均附加应力;
——桩长范围内土的分层厚。
自重应力分布曲线由天然地面起算基地压力按式3由作用于基础上的荷载计算,设计荷载包括:储油罐自重、储油罐充水重、环梁重,基地压力。
(式3)
经计算:处理前,,,
而经CFG桩处理后,,,
根据计算结果未处理前地基沉降量相对较大。经CFG桩处理后,复合地基的压缩模量大大提高,沉降量只有未处理前地基沉降量的9%,可见经CFG桩处理后,地基的沉降量大幅度减小,CFG桩对饱和黄土状土的加固作用非常明显。
结论
CFG桩处理高饱和度黄土超大型油罐地基,经过试桩区试验和沉降计算,证明CFG桩复合地基能明显减少黄土地基的沉降;并能大幅度提高地基承载力,该方法应用于该地层是适宜的,今后在大、中型储油罐建设中值得推广应用。
参考文献:
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论文关键词:钛管焊接,气体保护罩装置,焊接工艺,参数
材质为(ASME-B861 Ti2)钛管,规格Φ57*5~Φ325*5共计10个规格尺寸。Ti2为工业纯钛,强度为σb 450~600 MPa,其具有良好的塑性、韧性和抗腐蚀性,尤其具有很好的低温性能,所以钛基材料广泛用于化工、电力项目中。在管道预制安装项目前我们制作了各种焊接试验,采用不同气体保护参数进行试验,最终获得了最佳保护效果的焊接工艺,并对钛管材料的焊接进行了焊接工艺评定,编制了详尽的焊接工艺卡,从而保证了焊接质量。
1 钛管的焊接工艺
1.1 焊接性分析
钛及其合金具有很强的化学活泼性,当温度超过400 ℃时即开始与氧、氮、氢及碳发生反应,高于600 ℃时反应剧烈。而氧、氮、氢及碳含量的增加会导致钛及其合金焊缝金属的脆化,所以TA2钛管焊接时的气体保护是关键问题,同时控制焊缝及热影响区的温度,避免因过热产生粗大晶粒、过热组织,导致金属的机械性能降低。
1.2 焊接易出现的焊接缺陷
(1)气孔问题。焊接钛及其合金时,经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔;由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低,焊接时熔合线附近的温度高,会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高,则熔融金属中的氢不容易析出,于是便聚集形成氢气孔。
(2)裂纹问题。焊接钛基材料时由于材质的硫、磷杂质含量很少,所以很少会出现热裂纹;但是焊接钛材时很有可能出现冷裂纹且具有延迟现象。主要是由于钛的导热性较差,热量散失慢,容易出现焊缝晶粒粗大;当气体杂质含量较高时,焊接接头的塑性降低,特别是当焊缝中溶解较多的氢时会形成氢脆。
1.3 气体保护
钛材焊接时由于对气体的纯度要求较高,所以我们选用 99.999%高纯度氩气;氩气所要保护的范围为熔池、热影响区域以及两侧熔合线以外各10 mm区域的母材。为此需要制定特殊的气体保护装置;管道内部使用氩气室装置进行保护。
1.4 焊前准备
1.4.1 坡口加工
钛管切割后,采用氧化铝砂轮机打磨出坡口,如图1所示,加工坡口不允许使母材产生过热变色。
1.4.2 坡口及焊丝清理
(1)坡口及其两侧各50 mm以内的内外表面进行清理,清理程序如下:光机打磨→砂纸轮抛光→丙酮清洗。企业经营管理论文清洗后不能直接进行焊接作业,待坡口端面晾干后方可以作业。如果放置时间超过2小时,须重新清理一遍或者采用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。
(2)操作人员在焊接过程中必须戴洁净的手套。
1.5 焊接材料的选用
依据母材的分组故选择匹配性较好的ERTi-2,规格为Φ2.0/2.4化学成分如表1所示。
1.6 主要的焊接参数
(1)氩气的流量大小直接影响在焊接过程焊缝的保护效果,根据验证的结果得出能够满足要求的气体流量参数。
(2) 焊接电流大小直接影响在焊接过程中的热输入量,所以根据验证的结果得出能够满足要求的焊接参数,如表2所示。
2 焊缝质量评定
焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏,焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系;具体根据表面颜色判定焊缝质量好坏如表3所示。
如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接,查找原因及时改进焊接措施;如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修,将暗灰色部分全部铲除,重新焊接。
3 结语
综上所述,在钛管焊接过程中,需要从焊接可能产生的问题即气孔问题、焊接裂纹问题以及气体保护问题等,对焊接的流程进行严格把控,做好焊接前的准备工作,保证坡口加工过程中的温度正常,确定坡口与焊丝的清理工作的有效完成,焊接材料选用的过程中,也需要严格按照具体要求参数执行。另外,从焊接结果来看,外观观察上所有的焊缝表面色为银白色时,其焊接工艺最佳。结合焊接流程而言,为了保证TA2钛管在焊接时的气体有效保护、控制焊缝和热影响区温度,尽可能避免因为温度过热产生较大的晶粒、过热组织等,需要在施工中注重各个环节流程,从焊接选材、材料清理、焊接过程中的温度选择、焊接各方面参数的设定角度入手,不断进行工作总结,以便钛管焊接工艺水平的有效提高。
参考文献
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论文摘要:目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛,其应用前景也将更加广阔。本文笔者结合工作实际,浅谈一下水泵的机械密封问题。
目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛,而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求,机械密封的应用前景将更加广泛。机械密封亦称端面密封,其有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对滑动,从而防止流体泄漏。大庆石油化工总厂万隆物业公司光明锅炉使用的循环泵,型号为200LGY75A,流量275m3/h,工作压力0.4MP,工作温度为95,介质为清水,密封为机械密封的水泵,本文笔者结合工作实际,浅谈一下水泵的密封问题。
1水泵机械密封的渗漏现象及原因
1.1由于压力产生的渗漏
1.1.1真空状态运行造成的机械密封渗漏
泵在起动、停机过程中,由于泵进口堵塞,抽送介质中含有气体等原因,有可能使密封腔出现负压,密封腔内若是负压,会引起密封端面干摩擦,内装式机械密封会产生漏气(水)现象,真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异,而且机械密封也有其某一方向的适应性。
对策:采用双端面机械密封,这样有助于改善条件,提高密封性能。
1.1.2高压和压力波造成的机械密封渗漏
由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa时,会使密封端面比压过大,液膜难以形成,密封端面磨损严重,发热量增多,造成密封面热变形。
对策:在装配机封时,弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理,尽量减小变形,可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料,并加强冷却的措施,选用可靠的传动方式,如键、销等。
1.2周期性渗漏
1.2.1转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡,汽蚀或轴承损坏(磨损),这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
对策:可根据维修标准来纠正上述问题。
1.2.2泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量大,动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转,动、静环磨损后,得不到补偿位移。
对策:在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应小于0.1mm,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的同时,动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。
1.2.3密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
对策:油室腔内油面高度应加到高于动、静环密封面。
1.3.因其他问题引起的机械密封渗漏
1.3.1安装动环密封圈的轴(或轴套)端面及安装静环密封圈的密封压盖(或壳体)的端面应倒角并修光,以免装配时碰伤动静环密封圈。
1.3.2弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,误差±2mm,压缩量过大增加端面比压,摩擦热量过多,造成密封面热变形和加速端面磨损,压缩量过小动静环端面比压不足,则不能密封。
2影响机械密封效果的因素
2.1影响密封效果的外部因素分析
2.1.1机械加工精度不够
机械加工精度不够,原因有很多,有的是机械密封本身的加工精度不够,这方面的原因容易引起人们的注意,也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够,这方面的原因,不容易引起人们的注意。例如:泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等原因。这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的。
2.1.2振动偏大
机械密封振动偏大,最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因,泵的其它零部件是产生振动的根源,如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
2.1.3泵轴的轴向窜量大
机械密封的密封面要有一定的比压,这样才能起到密封作用,这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量,给密封端面一个推力,旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压,机械密封要求泵轴不能有太大的窜量,一般要保证在0.5mm以内。
2.1.4轴向力偏大
机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的,若存在轴向力,对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因,造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力,运转时密封压盖温度将偏高,对于聚丙烯类的介质,在高温下会被熔融,因此泵启动后很快就失去密封效果,泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
2.1.5没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理
机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统,达不到密封效果;有时虽然设计人员设计了辅助系统,但由于冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等原因,也同样达不到密封效果。
2.2应采取的措施
2.2.1消除泵振动的措施
a.泵产品在设计过程中,要充分分析振动的来源,以消除振动源;b.泵产品的制造装配过程中,严格按标准和操作规程去执行,消除振动源;c.泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时,要严格把关,消除振动源;d.现场生产、操作、维修、调节时,严格把关,消除振动源。
2.2消除泵轴窜量大的措施
比较理想的设计方案有两个:一个是平衡盘加轴向止推轴承,由平衡盘平衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位;另一个是平衡鼓加轴向止推轴承,由平衡鼓平衡掉大部分轴向力,剩余的轴向力由止推轴承承担,同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
2.3消除泵轴挠度偏大的措施:减少两端轴承之间的距离;增加泵轴的直径;提高泵轴材料的等级;泵轴设计完成后,对泵轴的挠度要进行校核检验计算。
3结束语
在设计泵用机械密封时,不仅要考虑机械密封本身的影响因素,而且要考虑机械密封外部的各种影响因素。在实际工作中要注意以下几个问题:
3.1、分析机械密封的质量事故的原因时,要充分考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响,采取措施不断提高机械密封的效果。
3.2、对重要泵产品的机械密封,要增加保护措施,提高密封质量,减少密封质量事故。
3.3、在泵产品的设计过程中要充分考虑到泵其它零部件以及现场其它设备对机械密封的使用效果的影响,为机械密封创造一个良好的外部条件。
3.4、增加对机械密封辅助系统的重要作用的认识,尽可能配备完善的机械密封辅助系统,以提高密封效果。
参考文献
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[2]戴明俊严统迅《水泵机械密封常见渗漏现象及对策》
论文摘要:目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛,其应用前景也将更加广阔。本文笔者结合工作实际,浅谈一下水泵的机械密封问题。
目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛,而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求,机械密封的应用前景将更加广泛。机械密封亦称端面密封, 其有一对垂直于旋转轴线的端面, 该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下, 依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合, 并相对滑动, 从而防止流体泄漏。大庆石油化工总厂万隆物业公司光明锅炉使用的循环泵,型号为200LGY75A,流量275 m3/h,工作压力0.4MP,工作温度为95,介质为清水,密封为机械密封的水泵,本文笔者结合工作实际,浅谈一下水泵的密封问题。
1水泵机械密封的渗漏现象及原因
1.1 由于压力产生的渗漏
1.1.1 真空状态运行造成的机械密封渗漏
泵在起动、停机过程中, 由于泵进口堵塞, 抽送介质中含有气体等原因, 有可能使密封腔出现负压, 密封腔内若是负压, 会引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会产生漏气(水) 现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。
对策: 采用双端面机械密封, 这样有助于改善条件, 提高密封性能。
1.1.2 高压和压力波造成的机械密封渗漏
由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa 时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多, 造成密封面热变形。
对策: 在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的措施, 选用可靠的传动方式, 如键、销等。
1.2 周期性渗漏
1.2.1 转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡, 汽蚀或轴承损坏(磨损) ,这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
对策: 可根据维修标准来纠正上述问题。
1.2.2泵转子轴向窜动量大, 辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转, 动、静环磨损后, 得不到补偿位移。
对策: 在装配机械密封时, 轴的轴向窜动量应小于0.1mm , 辅助密封与轴的过盈量应适中, 在保证径向密封的同时, 动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。
1.2.3密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
对策: 油室腔内油面高度应加到高于动、静环密封面。
1.3.因其他问题引起的机械密封渗漏
1.3.1 安装动环密封圈的轴(或轴套) 端面及安装静环密封圈的密封压盖(或壳体) 的端面应倒角并修光,以免装配时碰伤动静环密封圈。
1.3.2 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 误差±2mm , 压缩量过大增加端面比压, 摩擦热量过多, 造成密封面热变形和加速端面磨损, 压缩量过小动静环端面比压不足, 则不能密封。
2影响机械密封效果的因素
2.1影响密封效果的外部因素分析
2.1.1机械加工精度不够
机械加工精度不够,原因有很多,有的是机械密封本身的加工精度不够,这方面的原因容易引起人们的注意,也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够,这方面的原因,不容易引起人们的注意。例如:泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等原因。这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的。
2.1.2振动偏大
机械密封振动偏大,最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因,泵的其它零部件是产生振动的根源,如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
2.1.3泵轴的轴向窜量大
机械密封的密封面要有一定的比压,这样才能起到密封作用,这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量,给密封端面一个推力,旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压,机械密封要求泵轴不能有太大的窜量,一般要保证在0.5 mm以内。
2.1.4轴向力偏大
机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的,若存在轴向力,对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因,造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力,运转时密封压盖温度将偏高,对于聚丙烯类的介质,在高温下会被熔融,因此泵启动后很快就失去密封效果,泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
2.1.5没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理
机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统,达不到密封效果; 有时虽然设计人员设计了辅助系统,但由于冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等原因,也同样达不到密封效果。
2.2应采取的措施
2.2.1消除泵振动的措施
a.泵产品在设计过程中,要充分分析振动的来源,以消除振动源;b.泵产品的制造装配过程中,严格按标准和操作规程去执行,消除振动源;c.泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时,要严格把关,消除振动源;d.现场生产、操作、维修、调节时,严格把关,消除振动源。
2.2消除泵轴窜量大的措施
比较理想的设计方案有两个:一个是平衡盘加轴向止推轴承,由平衡盘平衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位; 另一个是平衡鼓加轴向止推轴承,由平衡鼓平衡掉大部分轴向力,剩余的轴向力由止推轴承承担,同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
2.3消除泵轴挠度偏大的措施 :减少两端轴承之间的距离;增加泵轴的直径;提高泵轴材料的等级;泵轴设计完成后,对泵轴的挠度要进行校核检验计算。
3结束语
在设计泵用机械密封时,不仅要考虑机械密封本身的影响因素,而且要考虑机械密封外部的各种影响因素。在实际工作中要注意以下几个问题:
3.1、分析机械密封的质量事故的原因时,要充分考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响,采取措施不断提高机械密封的效果。
3.2、对重要泵产品的机械密封,要增加保护措施,提高密封质量,减少密封质量事故。
3.3、在泵产品的设计过程中要充分考虑到泵其它零部件以及现场其它设备对机械密封的使用效果的影响,为机械密封创造一个良好的外部条件。
3.4、增加对机械密封辅助系统的重要作用的认识,尽可能配备完善的机械密封辅助系统,以提高密封效果。
参考文献
[1]牟介刚《水泵的设计与研究》1999 ( 1) :9~131
[2]戴明俊严统迅《水泵机械密封常见渗漏现象及对策》