淺談《化工單元操作》教學(xué)中節(jié)能降耗意識(shí)的培養(yǎng)

周艷玲（上海石化工業(yè)學(xué)校,上?！?01512）

淺談《化工單元操作》教學(xué)中節(jié)能降耗意識(shí)的培養(yǎng)

周艷玲
（上海石化工業(yè)學(xué)校,上海201512）

能源是戰(zhàn)略資源，是化工企業(yè)生存和發(fā)展的重要物資基礎(chǔ)。本文針對(duì)職業(yè)學(xué)?；I(yè)學(xué)生的從業(yè)特點(diǎn)，分析教學(xué)過程滲透節(jié)能降耗理念，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能降耗意識(shí)的重要性，并以《化工單元操作》課程為切入點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能降耗意識(shí)進(jìn)行了探究。

節(jié)能降耗；意識(shí)培養(yǎng)；化工單元操作；精餾

1　引言

1.1化工企業(yè)節(jié)能降耗的重要性

能源是戰(zhàn)略資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是化學(xué)工業(yè)原料、燃料和動(dòng)力的源泉?；瘜W(xué)工業(yè)是采用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)換的過程，同時(shí)也伴隨著能量的變化，面臨著目前世界上能源短缺、環(huán)境惡化、競(jìng)爭(zhēng)激烈的現(xiàn)狀和形勢(shì)，作為高耗能行業(yè)之一的化工行業(yè)實(shí)施節(jié)能降耗就顯得尤為重要。節(jié)能降耗，簡(jiǎn)言之就是節(jié)約能源、降低消耗，用最少的投入去獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能降耗，提高資源的利用效率，是企業(yè)的生存之本，是緩解化工企業(yè)能源約束矛盾的根本措施，是增強(qiáng)化工企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，也是保護(hù)環(huán)境的最佳手段。化工企業(yè)應(yīng)樹立一種“點(diǎn)點(diǎn)滴滴降成本，分分秒秒增效益”的節(jié)能意識(shí)，以最好的管理，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的最大化?！吨腥A人民共和國(guó)節(jié)約能源法》規(guī)定節(jié)約能源是指加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費(fèi)，有效、合理地利用能源。因此，化工企業(yè)的節(jié)能降耗勢(shì)在必行。

1.2職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能降耗意識(shí)的必要性

職業(yè)學(xué)校為化工企業(yè)培養(yǎng)第一線的操作工，將來他們是能源最直接的使用者和操作者，對(duì)企業(yè)節(jié)能降耗工作的具體落實(shí)具有舉足輕重的作用。不可否認(rèn)的是，目前不少中職學(xué)生的能源危機(jī)感和節(jié)能環(huán)保意識(shí)都是比較薄弱的，職業(yè)教育不應(yīng)僅限于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作技能，更應(yīng)承擔(dān)起培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感的節(jié)能型人才的責(zé)任。

課堂教學(xué)作為學(xué)校教育教學(xué)的主陣地，在教學(xué)中對(duì)其進(jìn)行節(jié)能降耗意識(shí)的培養(yǎng)尤其重要?！痘卧僮鳌肥腔ゎ惣跋嚓P(guān)專業(yè)的一門重要的工程技術(shù)課程，課程所涉及的知識(shí)和技能在實(shí)際生產(chǎn)中具備很高的應(yīng)用價(jià)值，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)職業(yè)能力的一門必不可少的課程?！痘卧僮鳌氛n程的教學(xué)正在實(shí)施以真實(shí)的生產(chǎn)問題為學(xué)習(xí)任務(wù)的工作場(chǎng)景教學(xué)模式，注重做到理實(shí)一體，做學(xué)結(jié)合，努力培養(yǎng)和提高學(xué)生的職業(yè)能力。正因?yàn)槿绱?，?shí)訓(xùn)裝置的利用率非常高?；卧僮鲗?shí)訓(xùn)裝置不僅承擔(dān)了校內(nèi)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)，還承擔(dān)了校外一些機(jī)構(gòu)的培訓(xùn)，除了基本的設(shè)備檢修和節(jié)假日之外，設(shè)備基本上都是處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，能源消耗量較大。另外，多數(shù)操作者操作實(shí)訓(xùn)裝置僅僅是為了完成操作任務(wù)，很少或沒有認(rèn)真考慮過能源的使用情況及能耗成本。鑒于為企業(yè)培養(yǎng)具有節(jié)能降耗理念的一線操作工和為我校創(chuàng)建節(jié)約型校園增磚添瓦的雙重目的，筆者認(rèn)為，作為從事《化工單元操作》課程教學(xué)的一線教師，在教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行節(jié)能降耗意識(shí)的培養(yǎng)不僅義不容辭，而且刻不容緩。

2　教學(xué)中節(jié)能降耗意識(shí)的培養(yǎng)措施

節(jié)能降耗意識(shí)的培養(yǎng)并非一朝一夕就能完成的，需要長(zhǎng)期不斷灌輸。除了在教學(xué)中滲透日常生活中的節(jié)能意識(shí)之外，也需要老師的言傳身教。結(jié)合本課程的性質(zhì)特點(diǎn)，筆者探索出以下節(jié)能降耗意識(shí)培養(yǎng)的措施。

2.1結(jié)合課程內(nèi)容，滲透節(jié)能降耗理念

化工單元操作的種類很多，但是無論哪一類單元操作，從原料種類到涉及的公用工程都是能源，節(jié)能降耗理念必須在培養(yǎng)學(xué)生建立能源概念的前提下，尋找相應(yīng)的載體進(jìn)行滲透。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，筆者和同仁們精心梳理教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中尋找切入點(diǎn)，力求適時(shí)適機(jī)適當(dāng)?shù)貙⒐?jié)能降耗意識(shí)有機(jī)滲透于教學(xué)中，提高滲透與教育實(shí)效。該課程中流體的黏性、管子規(guī)格的選擇、流體阻力、回流比的選擇、吸收劑用量的選擇等等均涉及能量或物料消耗，在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)體現(xiàn)降低能耗的重要性，灌輸節(jié)能降耗的理念。如吸收劑用量的選擇，雖然吸收劑用量增大會(huì)提高吸收效果，但吸收劑消耗量大，輸送過程的能耗也大，所以吸收劑用量不是越大越好，而是根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。再如我校精餾裝置的原料在進(jìn)入精餾塔之前先與塔頂蒸氣在列管式換熱器內(nèi)交換熱量，此處的亮點(diǎn)在于不僅可以利用塔頂蒸氣放出的熱量預(yù)熱原料，同時(shí)也用原料冷凝冷卻了塔頂蒸氣，從而達(dá)到節(jié)能的目的?？傊?，在教學(xué)中，適當(dāng)穿插節(jié)能降耗的環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的能源憂患意識(shí)和節(jié)約意識(shí)，使其深刻認(rèn)識(shí)到節(jié)能降耗是化工企業(yè)的生存之本，立足之基，作為將來從事化工企業(yè)的一線操作工，有責(zé)任和義務(wù)為化工企業(yè)的節(jié)能降耗做出自己的貢獻(xiàn)。

2.2結(jié)合操作裝置，踐行節(jié)能降耗措施

節(jié)能降耗的真正落實(shí)必須是建立在對(duì)裝置的實(shí)際操作上。為了將節(jié)能降耗理念最大限度地融入裝置操作上，筆者和同仁們共同開發(fā)出能夠通過提高操作水平進(jìn)行節(jié)能降耗的裝置，并將這些改造成果和意義潛移默化地“移植”到教學(xué)過程中。下面以精餾裝置為例介紹。

精餾是化工、石化、醫(yī)藥等過程的重要單元操作，其能耗約化工生產(chǎn)的60%，精餾裝置能耗主要包括水耗、電耗、原料消耗等。筆者在工作場(chǎng)景教學(xué)模式下進(jìn)行精餾理論和裝置操作教學(xué)的同時(shí)，也會(huì)有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生思考和感受：如何降低單位產(chǎn)品的能耗，優(yōu)化操作控制，合理控制產(chǎn)能、質(zhì)量、消耗等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。

2.2.1采用最佳進(jìn)料熱狀況

當(dāng)進(jìn)料流量和組成、產(chǎn)品流量、塔板數(shù)和板效率、回流比等參數(shù)不變的情況下，進(jìn)料熱狀況的不同將造成精餾塔中精餾段和提餾段氣液兩相流量的變化，從而影響塔的分離能力以及再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷，即影響精餾塔能量的消耗。冷液進(jìn)料時(shí)，塔的分離能力較高，但是能耗較大，隨著進(jìn)料熱狀況參數(shù)q的數(shù)值減小，塔的分離能力下降，但是能耗也隨著減小。在能夠滿足分離要求的前提下，使進(jìn)料處在較小q值的熱狀況，可以達(dá)到節(jié)能的目的。

在明確進(jìn)料熱狀況對(duì)分離能力和能耗的影響之后，要求學(xué)生探究最佳進(jìn)料熱狀況，從而達(dá)到滿足分離要求和節(jié)能的雙重目的。目前，我校的精餾裝置可以通過調(diào)節(jié)預(yù)熱器的加熱電壓控制進(jìn)料熱狀況，故實(shí)訓(xùn)過程中讓學(xué)生通過分析得出最佳進(jìn)料熱狀況后實(shí)施調(diào)節(jié)操作，從而在精餾操作的第一環(huán)節(jié)就達(dá)到節(jié)能降耗的滲透。當(dāng)然，悄然滲透與教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成是不矛盾的，我們的目的不僅僅是使精餾過程得以節(jié)能，而且同時(shí)也應(yīng)提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，提升操作者的操作水平。

2.2.2選擇適宜回流比

回流比的大小,對(duì)精餾過程的分離效果和經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。增大回流比，在精餾裝置一定的情況下，可提高產(chǎn)品純度；但回流比的增大，加大了塔釜塔頂?shù)臏夭?，?shì)必要求再沸器產(chǎn)生的蒸氣量相應(yīng)增加，即精餾塔的能耗也相應(yīng)增加。減小回流比，在精餾裝置一定的情況下，勢(shì)必會(huì)降低產(chǎn)品純度；但回流比的減小，也要求再沸器產(chǎn)生的蒸氣量相應(yīng)減小，即精餾塔的能耗也相應(yīng)減小?？梢?，回流比直接影響再沸器的熱負(fù)荷，決定精餾分離的能耗。在能夠滿足分離要求的前提下，盡量減小回流比，可以達(dá)到節(jié)能的目的。

筆者在帶領(lǐng)學(xué)生理解回流比對(duì)產(chǎn)品純度和能耗均有影響的同時(shí)，注重引導(dǎo)學(xué)生分析和討論怎樣選擇回流比，做到既可以提高產(chǎn)品純度又可以減小能量消耗。在此基礎(chǔ)上，啟發(fā)學(xué)生實(shí)戰(zhàn)操作，通過改變回流量和采出量進(jìn)行回流比的調(diào)節(jié)，在適宜回流比的前提下進(jìn)行物料分離，不僅保證了產(chǎn)品純度，提高了操作水平，也達(dá)到了節(jié)能的目的。當(dāng)然，回流比不是一成不變的，而是根據(jù)精餾分離的具體情況的改變而改變的，其目的就是在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡可能做到提高產(chǎn)量和節(jié)約能耗，這是對(duì)操作者操作水平的考驗(yàn)。

2.2.3其他

精餾是個(gè)復(fù)雜的單元操作過程，影響裝置產(chǎn)能、質(zhì)量、消耗指標(biāo)的因素還有再沸器的加熱量、冷凝器的水用量、原料液的進(jìn)料量等等，它們之間相互聯(lián)系又相互制約，操作過程中要合理調(diào)節(jié)，才能滿足指標(biāo)要求，這也體現(xiàn)了裝置節(jié)能降耗的復(fù)雜性。因此，筆者在教學(xué)過程中，有的放之地帶領(lǐng)學(xué)生綜合考慮問題，通過對(duì)裝置的實(shí)際操作探究最佳操作條件，不僅提高了操作水平，而且也進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生的節(jié)能降耗意識(shí)。

另外，筆者和同仁們還通過教學(xué)軟件對(duì)學(xué)校缺乏的熱泵精餾、采用中間冷凝器和中間再沸器的精餾、多效精餾等虛擬裝置對(duì)學(xué)生進(jìn)行節(jié)能方面的分析與討論，了解更多精餾過程的節(jié)能技術(shù)，開拓學(xué)生知識(shí)面。

2.3結(jié)合評(píng)價(jià)考核，增加節(jié)能降耗要素

學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生的知識(shí)和能力水平進(jìn)行價(jià)值判斷的過程。學(xué)校對(duì)學(xué)生的要求也應(yīng)與企業(yè)對(duì)員工的要求一致，為了與企業(yè)要求接軌，《化工單元操作》課程的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)在原來課堂紀(jì)律、作業(yè)筆記、活動(dòng)參與、安全紀(jì)律、崗位技能、工作態(tài)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等要素的基礎(chǔ)上增加了節(jié)能評(píng)價(jià)要素。例如，將學(xué)生在裝置操作過程中有無及時(shí)關(guān)閉裝置的相應(yīng)電源及閥門納入評(píng)價(jià)內(nèi)容等。這樣，教學(xué)就不僅僅注重職業(yè)技能培養(yǎng)，還兼顧職業(yè)態(tài)度、職業(yè)意識(shí)、安全環(huán)保、溝通表達(dá)、團(tuán)隊(duì)合作等多種職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

裝置操作的好與壞不僅取決于操作的規(guī)范性，更取決于對(duì)質(zhì)量指標(biāo)的控制，因此對(duì)學(xué)生裝置操作的考核方面增加了能耗考核環(huán)節(jié)。化工單元操作裝置的考核兼顧規(guī)范操作、安全操作、技術(shù)指標(biāo)三個(gè)方面，其中技術(shù)指標(biāo)包括工藝指標(biāo)的合理性、裝置穩(wěn)定時(shí)間、產(chǎn)品濃度、產(chǎn)品質(zhì)量、原材料消耗、水電能耗等內(nèi)容，且技術(shù)指標(biāo)所占比例較大。這樣，讓學(xué)生在裝置運(yùn)行過程中融入了化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)理念，讓低耗、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)銘刻于每個(gè)學(xué)生內(nèi)心深處，與生產(chǎn)實(shí)際吻合度較高。

另外，筆者不僅注意將節(jié)能降耗的意識(shí)培養(yǎng)用心滲于課內(nèi)，還將其寓于課外，做到了課內(nèi)外的有機(jī)結(jié)合，如鼓勵(lì)學(xué)生積極參與以節(jié)能降耗為主題的網(wǎng)上競(jìng)答、踴躍參加學(xué)校組織的以“廢品”為原材料的小制作競(jìng)賽等等，這不僅為學(xué)生關(guān)注節(jié)能降耗，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)提供平臺(tái)，促進(jìn)了節(jié)能降耗意識(shí)的傳播，而且還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新火花，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)去思考探索，積極追求更高的目標(biāo)。

3　結(jié)語

職業(yè)學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行節(jié)能降耗意識(shí)培養(yǎng)的最終目的是將節(jié)能降耗意識(shí)有效地內(nèi)化于心，并貫徹到日常生活和即將從事的工作中，成為具有社會(huì)責(zé)任感的高素質(zhì)技術(shù)操作人才。筆者經(jīng)過一定時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐，任教班級(jí)學(xué)生的節(jié)能降耗意識(shí)均有了一定程度的提高，不僅僅體現(xiàn)在裝置操作過程中節(jié)能降耗的優(yōu)化控制上，而且融進(jìn)了日常生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。節(jié)能降耗是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)，在這條綠色之路上，需要我們秉持“全員節(jié)能、人人降耗”的精神，從細(xì)節(jié)做起，從自身做起，將節(jié)能降耗有機(jī)滲透在專業(yè)教學(xué)之中，言傳身教，在教學(xué)崗位上為此努力做出自己的貢獻(xiàn)。

[1]王衛(wèi)紅.高職化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生“節(jié)能減排”意識(shí)探析[J].襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)員學(xué)報(bào)，2008(11).

[2]于彩云.職業(yè)教育，應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識(shí)開始[J].科教文匯，2008(09).