化工設備設計技術現狀及發展趨勢核心思路

秦怡晨

（山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

引 言

工業產業的發展為我國經濟發展提供的重要動力，同時提高了人們的生活水平和生活質量。在工業發展中，化工設備是重要的基礎工具，化工設備設計技術水平直接影響著工業的健康和可持續發展。因此，相關部門和工作人員要高度重視化工設備設計技術的發展，充分考慮其在應用過程中可能遇到的問題。

1 化工設備設計技術的現狀

我國化工設備的發展經歷了一個漫長的過程，在20世紀60年代是我國化工設備發展的重要時期，為了滿足經濟發展和建設的需求，化工設備出現了供不應求的現象［1］。化工設備設計部門工作人員不僅要提供大量的通用設計，而且要編制出規范的、科學的工藝程序。20世紀80年代，化工設備設計進入了一個全新的發展階段，在制造技術、結構設計、材料選擇等方面做出了很多設計工作，并且在安全監督方面取得了十分明顯的成效。20世紀90年代計算機開始應用在化工設備的設計中。現今，計算機技術在化工設備設計中的應用日趨完善并且朝著更加高端的方向發展，逐漸向模擬設計和科學仿真方向過渡。

2 化工設備設計技術的發展

目前我國石化企業取得了較大的進步和發展，在設計技術和經營管理方式上逐漸朝著深加工、一體化和節能化的方向發展。同時我國計算機發展水平逐漸提升，在人工智能、科學仿真、三維實體測試方面取得了十分明顯的進步。為了與此相適應，我國化工設備設計朝著應用先進計算機技術、綜合管理和現代化的方向發展。我國現代科學的發展具有一定的多學科性和綜合性，化工設備技術也已經成為綜合性和多學科性的技術，其主要的內容包括計算機技術、化工技術、力學、管理技術等等，已經與現代化技術有效結合在一起。現階段，化工設備設計技術的發展趨勢分為以下幾個方面。

2.1 化工設備設計技術朝著多方位的現代化設計技術方向發展

化工設備設計技術未來的綜合設計特點將會更加明顯，并且將會進一步朝著多方位現代化設計技術方向發展［2］。現代化化工設備設計技術主要包括石化工程數據、強度設計技術、三維實體設計技術、開放動態分析技術等等。在化工設備綜合設計技術方面，逐漸由原有單純的向包含診斷、設備報價等在內的全過程承包方向發展。現代化工設備設計技術朝著綜合化設備設計方向發展是技術發展的必然趨勢。從廣義的角度來講，化工設備設計應該以產品設計構思為出發點，其中主要包括整個設備的維修、安裝、銷售、制造、采購等過程，設計人員要全面考慮橫向和縱向與化工設備相關的問題，需要注意的是其中還包括環保問題。目前，美國的軟件開發公司已經在規范設計軟件的基礎上開發了在制造廠中應用的設備報價軟件、容器上的管道有限分析軟件，在化工設備綜合設計方面取得了較大的進步。

2.2 化工設備朝著CAE／CAD方向發展

目前，傳統的計算機輔助設計模式逐漸向計算機輔助工程CAE方向發展，并且計算機輔助繪圖技術日趨成熟。相關學者認為在未來CAD技術將會更加智能化、集成化、開放化、標準化和虛擬現實等，其核心內容將會向CAE方向過渡和發展。與CAE相比，CAD的概念更加直接，同時CAE的主要內容是充分利用計算機技術全面、仔細地分析產品或者工程的安全性、可靠性和實際運行性能，科學地模擬未來的運行狀態，進而及時、準確、有效地發現設計中存在的缺陷，增強產品或者工程的性能，提升其安全性和可靠性。相關學者預測PC機的圖形處理能力將會有大幅度提升，硬盤容量將會升級，用戶對于設計方案、計算機模型等的需求量將會增加，這將會推動CAE軟件數據庫的進一步發展。

2.3 分析設計技術將會被普遍采用并實現深入發展

隨著我國市場經濟的不斷發展，化工設備的經濟效益地位越來越突出，使用分析設計技術方法有利于延長化工設備的使用壽命，降低化工設備的綜合成本。為了保證化工設備使用的可靠性和安全性，減輕設備的重量，大型化工設備往往會使用應力分析設計方法［3］。除此之外，延壽技術和失效分析是提高化工設備經濟效益的重要組成部分。其中延壽技術可以通過仔細分析設備元件和材料的強度等對化工設備進行分析設計，進而延長化工設備的使用期限。失效分析可以有效預測加工生產中可以出現的缺陷，制定相應的解決措施，進而有效提升設備加工的質量。這些設計方法不僅可以應用在設備管理中，而且可以應用在產品的設計中。

3 化工設備設計中需要注意的幾個問題

3.1 安全問題

在化工設備設計中要重點關注安全問題，目前我國工業化生產過程中存在著很多不安全因素，其中包括設備使用中出現的安全問題、有害氣體釋放問題等，設計人員在實際的設計中要充分考慮這些安全問題，進而保證化工生產的安全性和可靠性，最大程度降低化工生產過程中的危險系數。

在選擇組裝材料的化工設備時要全面掌握和了解材料的化學性能和空氣中的穩定性，保證在應用的過程中不會產生一些不良反應，降低安全隱患出現的概率。同時設計人員要認真研究材質使用過程中散發出的氣體，檢查其是否對人體的健康產生威脅，了解具體的防范措施，真正做到防患于未然。

3.2 生態環境問題

目前我國正處于經濟轉型的關鍵時期，正在由傳統的經濟轉向生態經濟。在我國經濟發展中，工業化發展是重要地力量。化工企業應該積極轉變經營觀念，實現生態效益和經濟效益的協調發展［5］。為了更好地保護生態環境，工業發展要與環境發展同步，在化工設備設計中要充分考慮生態環境問題，了解如何將廢舊物品循環利用，有效提升能源的利用質量和利用效率。從根本上降低廢氣的排放，這不僅可以提高企業的經濟效益和社會效益，而且可以實現保護生態環境的目標。

3.3 防腐問題

防腐問題是化工設備設計中面臨的重要問題，一旦化工設備受到腐蝕，那么將會嚴重影響產品的質量和其使用壽命，給企業帶來嚴重的經濟損失［6］。在化工設備設計中，設計人員要盡量選擇一些抗腐蝕性較強的零件，將防腐問題放在設計過程的重要位置，選擇抗腐蝕性強的材料，有效延長設備的使用壽命，為企業創造更高的經濟效益。

4 結語

化工設備設計是化工投入生產中的重要組成部分，同時也是第一個環節，因此化工企業必須給予高度重視。化工企業要全面掌握和了解化工設備設計技術現狀和發展趨勢，從根本上解決化工設備設計技術中存在的問題，實現化工企業的健康可持續發展。