本科院?；I(yè)雙釜雙塔實訓初探

劉秀軍+盧素敏+郭玉高+張慶印

摘 要：筆者利用雙釜雙塔實訓平臺對化工專業(yè)學生進行實訓，經(jīng)過技能訓練，總結(jié)出順利組織實訓教學的五個方面：發(fā)揮實訓指導教師的主導作用，實訓崗位的合理分配，裝置流程的分析講解，實訓裝置各設(shè)備及管路的識別與操作要點，DCS遠程控制與現(xiàn)場操作共同協(xié)作。希望通過本文，對其他相同層次高校的實訓過程有所幫助。

關(guān)鍵詞：本科院校；化工實訓；雙釜雙塔

實訓環(huán)節(jié)是近年來本科院校討論的熱點之一，或?qū)⒊蔀閷嵺`教育的主線。化學工程與工藝專業(yè)實訓基地的功能定位、建設(shè)目標、管理模式存在不少爭論?；嵱栄b置復雜系統(tǒng)龐大，一直面臨著重重困難，導致學生的實踐能力、動手能力和實際工作能力難以得到應有的培養(yǎng)和訓練。

本科院?；瘜W工程與工藝專業(yè)教學計劃中的實踐環(huán)節(jié)，通常包括化工專業(yè)實驗、化工綜合實驗、畢業(yè)認識實習和畢業(yè)實習。我校的化工專業(yè)開設(shè)了化工熱力學相平衡實驗、精細合成實驗和泵與管路實驗等；化工綜合實驗目前包括停留時間分布實驗、乙苯脫氫實驗和絮凝劑（或膠粘劑）制備實驗。但化工企業(yè)由于生產(chǎn)任務及安全等方面的原因，接待實習學生的難度越來越大，本科學?；I(yè)對現(xiàn)代化工裝置的認識與操作能力的訓練也變得越來越困難。因此，天津市各大學相繼到實訓條件比較好的職業(yè)院校進行認識實習。但認識實習的時間短，無法直接操作，操作技能無法得到很好的訓練。針對這種情況，雙釜雙塔實訓平臺的建立，讓化工專業(yè)本科生可以更好地進行實訓。

雙釜雙塔實訓裝置是將反應及分離聯(lián)用的一個完整的實訓實習平臺。通過實訓，可以增加學生對反應過程、精餾過程、反應設(shè)備、精餾設(shè)備及過程控制的感性認識，并掌握反應原料、制備化工產(chǎn)品的原理及工業(yè)生產(chǎn)的基本方法，使學生直接了解多種原料以及不同反應條件下的操作特性；實現(xiàn)將產(chǎn)品進行分離的系統(tǒng)操作，將化工原理、反應工程、分離工程、化工熱力學課堂所學知識與實際相結(jié)合，彌補在基礎(chǔ)實驗過程中的欠缺。本文根據(jù)學生的實訓實踐環(huán)節(jié)，總結(jié)了實訓過程中要注意的幾個方面。

一、發(fā)揮教師的實訓主導作用

實訓的主導工作關(guān)鍵在于實訓指導教師。實驗技術(shù)隊伍中的指導教師都是博士學位，理論水平?jīng)]問題，但指導實訓教學，需要操控企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和裝置的能力。為了開設(shè)實訓課程，我校選擇了有現(xiàn)場工作基礎(chǔ)的教師，舉辦了兩輪雙釜雙塔裝置的培訓，并對裝置進行全方位的調(diào)試，解決了加熱速度慢、儀表不靈敏、泄漏等設(shè)備硬件問題；對學生的實訓內(nèi)容、方式、學生的組織形式、出現(xiàn)問題后的解決方案等方面進行充分討論，圍繞實訓過程的裝置功能和實訓內(nèi)容進行合理規(guī)劃，避免盲目性，并在第一次開設(shè)時，聘請具有實訓經(jīng)驗的校外專家進行輔助指導，傳授實驗操作指導技能，以應對設(shè)備異常及因現(xiàn)場經(jīng)驗不足而出現(xiàn)的問題。

二、實訓崗位的合理分配

合理安排學生的實訓崗位，做到每人有自己負責的內(nèi)容，各負其責。本實訓有四個單元，即中和釜操作、反應釜操作、板式精餾塔操作和填料塔精餾操作。在每個單元實訓中，設(shè)有加熱冷卻崗、料液操作崗、過程控制崗、遠程儀表與現(xiàn)場儀表控制崗。實訓時要使每個學生有事情做，防止某些崗位的學生空閑時間玩手機或者做其他無關(guān)的事情。同時，不同工序、工段，現(xiàn)場或遠程控制的學生，要密切配合，發(fā)揚團隊精神，完成既定任務。比如，再沸器加熱電壓的控制，影響著塔頂冷凝液量。全回流時，從冷凝器儲罐泵送回精餾塔的流量控制要兼顧液位，泵流量控制與再沸器電壓要協(xié)調(diào)一致；部分回流時，還要同時考慮控制塔頂產(chǎn)品流量。

三、裝置流程的分析講解

在雙釜實訓系統(tǒng)中，以反應器為核心，教師應使學生熟悉哪些管路和設(shè)備屬于加熱系統(tǒng)，要控制哪些閥門和儲罐；冷卻系統(tǒng)中介質(zhì)的行走路線，需要如何控制和檢查；料液系統(tǒng)包括哪些罐體、管路和控制。讓學生在復雜的流程圖中，分析不同功能區(qū)塊的線路及設(shè)備。

在精餾操作系統(tǒng)中，以塔體為核心，同樣要熟悉加熱、冷卻、料液系統(tǒng)，回流比該如何調(diào)整，出現(xiàn)不正常操作現(xiàn)象時如何處理。要提出不正常操作時的處理預案，比如，精餾液泛如何處理，塔頂冷凝罐太滿怎么辦，膜壓強過高怎么調(diào)整，等等。

四、實訓裝置各設(shè)備及管路的識別與操作要點

教師要對學生進行安全常識教育，進入現(xiàn)場后要戴安全帽、穿工服，引導學生自己根據(jù)流程圖，對照識別現(xiàn)場的管件、罐體、塔體、管線，讓學生了解用了哪種閥門管件，為什么這樣用，不同位置的設(shè)備特點及操作特征。要求學生不僅能識別，還要能進行操作，實際感受力度、角度和方向。

學生應注意和解釋的部分有：哪里用了球閥、閘閥、過濾閥、單向閥、針閥；哪里用了離心泵、齒輪泵、計量泵、隔膜泵；哪里用了連通器、磁翻轉(zhuǎn)等液位儀表；原料罐、產(chǎn)品罐有哪些，大小、臥式還是立式，為何如此設(shè)計；中和釜、反應釜、板式塔、填料塔的結(jié)構(gòu)特征，釜體的耐壓與耐溫性能、塔體的壓降和使用范圍；各種冷凝裝置的冷卻介質(zhì)和料液的走向，等等。

五、DCS遠程控制與現(xiàn)場操作共同協(xié)作

1.開車前的準備。總控儀表與通信、現(xiàn)場設(shè)備配電控制、DCS系統(tǒng)軟件的啟動，應嚴格按照操作規(guī)程進行，檢查各顯示儀表初值是否正常。實驗結(jié)束后，按操作規(guī)程關(guān)閉現(xiàn)場設(shè)備、儀表。

2.操作過程中。指導教師要時刻檢查有關(guān)安全操作的相關(guān)內(nèi)容，并及時迅速地糾正操作過程中的錯誤，解決學生操作過程中提出的問題。要求學生按預先分配的工段、小組，在不同崗位進行操作；根據(jù)需要，開啟現(xiàn)場配電控制相應電源，在DCS控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)加熱溫度、攪拌速度及電機頻率，觀察現(xiàn)場儀表顯示與DCS控制是否一致，防止誤操作。

3.出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時。根據(jù)實訓異常預案進行處理，調(diào)整參數(shù)；DCS機位操作人員要及時與現(xiàn)場操作人員溝通、反饋，及時調(diào)節(jié)各控制參數(shù)，如電壓、PID參數(shù)等，控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

總之，通過本次的雙釜雙塔實訓技能訓練，學生了解了現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)過程，熟悉了常見的化工管路管件、釜和塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)及操作特性，培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神及系統(tǒng)控制操作技能，指導教師也從中積累了在本科院校進行實訓的教學經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]王道紅.高等教育大眾化與地方本科院校的定位[J].教育與現(xiàn)代化，2006（4）：18-24.

[2]童清，劉紅，陳冰.以實驗實訓室內(nèi)涵建設(shè)作為實踐教育的主線[J].實驗室研究與探索，2012，31（1）：211-213.

[3]侯珂珂，孫國富，司紅巖，等.普通本科院校化工實訓教學模式探討與實踐[J].廣州化工，2015，43（9）：218-219.

[4]彭娜，李紅山，王開峰，等.淺談地方本科院校化學化工專業(yè)實訓基地建設(shè)[J].廣州化工，2015，43（3）：206-207.

[5]盧琴芳，嚴平，湯明.地方高?；I(yè)”四位一體”實踐教學模式的探索[J].化學教育，2014（2）：15-17.

[6]丁忠偉，魏杰，劉麗英.新型多功能化工仿真實訓系統(tǒng)的開發(fā)和應用[J].實驗室技術(shù)與管理，2012，29（1）：71-74.

作者簡介：劉秀軍（1964— ），男，天津人，博士，教授，研究方向：化學工程與工藝。