本科院校化工專業雙釜雙塔實訓初探

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學生進行實訓，經過技能訓練，總結出順利組織實訓教學的五個方面：發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，實訓裝置各設備及管路的識別與操作要點，DCS遠程控制與現場操作共同協作。希望通過本文，對其他相同層次高校的實訓過程有所幫助。

關鍵詞：本科院校；化工實訓；雙釜雙塔

實訓環節是近年來本科院校討論的熱點之一，或將成為實踐教育的主線。化學工程與工藝專業實訓基地的功能定位、建設目標、管理模式存在不少爭論。化工實訓裝置復雜系統龐大，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和訓練。

本科院校化學工程與工藝專業教學計劃中的實踐環節，通常包括化工專業實驗、化工綜合實驗、畢業認識實習和畢業實習。我校的化工專業開設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。但化工企業由于生產任務及安全等方面的原因，接待實習學生的難度越來越大，本科學校化工專業對現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、反應設備、精餾設備及過程控制的感性認識，并掌握反應原料、制備化工產品的原理及工業生產的基本方法，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；實現將產品進行分離的系統操作，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合，彌補在基礎實驗過程中的欠缺。本文根據學生的實訓實踐環節，總結了實訓過程中要注意的幾個方面。

一、發揮教師的實訓主導作用

實訓的主導工作關鍵在于實訓指導教師。實驗技術隊伍中的指導教師都是博士學位，理論水平沒問題，但指導實訓教學，需要操控企業生產設備和裝置的能力。為了開設實訓課程，我校選擇了有現場工作基礎的教師，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試，解決了加熱速度慢、儀表不靈敏、泄漏等設備硬件問題；對學生的實訓內容、方式、學生的組織形式、出現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容進行合理規劃，避免盲目性，并在第一次開設時，聘請具有實訓經驗的校外專家進行輔助指導，傳授實驗操作指導技能，以應對設備異常及因現場經驗不足而出現的問題。

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，設有加熱冷卻崗、料液操作崗、過程控制崗、遠程儀表與現場儀表控制崗。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的事情。同時，不同工序、工段，現場或遠程控制的學生，要密切配合，發揚團隊精神，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調一致；部分回流時，還要同時考慮控制塔頂產品流量。

三、裝置流程的分析講解

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

在精餾操作系統中，以塔體為核心，同樣要熟悉加熱、冷卻、料液系統，回流比該如何調整，出現不正常操作現象時如何處理。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，膜壓強過高怎么調整，等等。

四、實訓裝置各設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，進入現場后要戴安全帽、穿工服，引導學生自己根據流程圖，對照識別現場的管件、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、磁翻轉等液位儀表；原料罐、產品罐有哪些，大小、臥式還是立式，為何如此設計；中和釜、反應釜、板式塔、填料塔的結構特征，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和料液的走向，等等。

五、DCS遠程控制與現場操作共同協作

1.開車前的準備。總控儀表與通信、現場設備配電控制、DCS系統軟件的啟動，應嚴格按照操作規程進行，檢查各顯示儀表初值是否正常。實驗結束后，按操作規程關閉現場設備、儀表。

2.操作過程中。指導教師要時刻檢查有關安全操作的相關內容，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；根據需要，開啟現場配電控制相應電源，在DCS控制系統調節加熱溫度、攪拌速度及電機頻率，觀察現場儀表顯示與DCS控制是否一致，防止誤操作。

3.出現異常現象時。根據實訓異常預案進行處理，調整參數；DCS機位操作人員要及時與現場操作人員溝通、反饋，及時調節各控制參數，如電壓、PID參數等，控制系統穩定運行。

總之，通過本次的雙釜雙塔實訓技能訓練，學生了解了現代工業化生產過程，熟悉了常見的化工管路管件、釜和塔設備的結構及操作特性，培養了團隊協作精神及系統控制操作技能，指導教師也從中積累了在本科院校進行實訓的教學經驗。

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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。