本科院校化工专业双釜双塔实训初探

刘秀军+卢素敏+郭玉高+张庆印

摘 要：笔者利用双釜双塔实训平台对化工专业学生进行实训，经过技能训练，总结出顺利组织实训教学的五个方面：发挥实训指导教师的主导作用，实训岗位的合理分配，装置流程的分析讲解，实训装置各设备及管路的识别与操作要点，DCS远程控制与现场操作共同协作。希望通过本文，对其他相同层次高校的实训过程有所帮助。

关键词：本科院校；化工实训；双釜双塔

实训环节是近年来本科院校讨论的热点之一，或将成为实践教育的主线。化学工程与工艺专业实训基地的功能定位、建设目标、管理模式存在不少争论。化工实训装置复杂系统庞大，一直面临着重重困难，导致学生的实践能力、动手能力和实际工作能力难以得到应有的培养和训练。

本科院校化学工程与工艺专业教学计划中的实践环节，通常包括化工专业实验、化工综合实验、毕业认识实习和毕业实习。我校的化工专业开设了化工热力学相平衡实验、精细合成实验和泵与管路实验等；化工综合实验目前包括停留时间分布实验、乙苯脱氢实验和絮凝剂（或胶粘剂）制备实验。但化工企业由于生产任务及安全等方面的原因，接待实习学生的难度越来越大，本科学校化工专业对现代化工装置的认识与操作能力的训练也变得越来越困难。因此，天津市各大学相继到实训条件比较好的职业院校进行认识实习。但认识实习的时间短，无法直接操作，操作技能无法得到很好的训练。针对这种情况，双釜双塔实训平台的建立，让化工专业本科生可以更好地进行实训。

双釜双塔实训装置是将反应及分离联用的一个完整的实训实习平台。通过实训，可以增加学生对反应过程、精馏过程、反应设备、精馏设备及过程控制的感性认识，并掌握反应原料、制备化工产品的原理及工业生产的基本方法，使学生直接了解多种原料以及不同反应条件下的操作特性；实现将产品进行分离的系统操作，将化工原理、反应工程、分离工程、化工热力学课堂所学知识与实际相结合，弥补在基础实验过程中的欠缺。本文根据学生的实训实践环节，总结了实训过程中要注意的几个方面。

一、发挥教师的实训主导作用

實训的主导工作关键在于实训指导教师。实验技术队伍中的指导教师都是博士学位，理论水平没问题，但指导实训教学，需要操控企业生产设备和装置的能力。为了开设实训课程，我校选择了有现场工作基础的教师，举办了两轮双釜双塔装置的培训，并对装置进行全方位的调试，解决了加热速度慢、仪表不灵敏、泄漏等设备硬件问题；对学生的实训内容、方式、学生的组织形式、出现问题后的解决方案等方面进行充分讨论，围绕实训过程的装置功能和实训内容进行合理规划，避免盲目性，并在第一次开设时，聘请具有实训经验的校外专家进行辅助指导，传授实验操作指导技能，以应对设备异常及因现场经验不足而出现的问题。

二、实训岗位的合理分配

合理安排学生的实训岗位，做到每人有自己负责的内容，各负其责。本实训有四个单元，即中和釜操作、反应釜操作、板式精馏塔操作和填料塔精馏操作。在每个单元实训中，设有加热冷却岗、料液操作岗、过程控制岗、远程仪表与现场仪表控制岗。实训时要使每个学生有事情做，防止某些岗位的学生空闲时间玩手机或者做其他无关的事情。同时，不同工序、工段，现场或远程控制的学生，要密切配合，发扬团队精神，完成既定任务。比如，再沸器加热电压的控制，影响着塔顶冷凝液量。全回流时，从冷凝器储罐泵送回精馏塔的流量控制要兼顾液位，泵流量控制与再沸器电压要协调一致；部分回流时，还要同时考虑控制塔顶产品流量。

三、装置流程的分析讲解

在双釜实训系统中，以反应器为核心，教师应使学生熟悉哪些管路和设备属于加热系统，要控制哪些阀门和储罐；冷却系统中介质的行走路线，需要如何控制和检查；料液系统包括哪些罐体、管路和控制。让学生在复杂的流程图中，分析不同功能区块的线路及设备。

在精馏操作系统中，以塔体为核心，同样要熟悉加热、冷却、料液系统，回流比该如何调整，出现不正常操作现象时如何处理。要提出不正常操作时的处理预案，比如，精馏液泛如何处理，塔顶冷凝罐太满怎么办，膜压强过高怎么调整，等等。

四、实训装置各设备及管路的识别与操作要点

教师要对学生进行安全常识教育，进入现场后要戴安全帽、穿工服，引导学生自己根据流程图，对照识别现场的管件、罐体、塔体、管线，让学生了解用了哪种阀门管件，为什么这样用，不同位置的设备特点及操作特征。要求学生不仅能识别，还要能进行操作，实际感受力度、角度和方向。

学生应注意和解释的部分有：哪里用了球阀、闸阀、过滤阀、单向阀、针阀；哪里用了离心泵、齿轮泵、计量泵、隔膜泵；哪里用了连通器、磁翻转等液位仪表；原料罐、产品罐有哪些，大小、卧式还是立式，为何如此设计；中和釜、反应釜、板式塔、填料塔的结构特征，釜体的耐压与耐温性能、塔体的压降和使用范围；各种冷凝装置的冷却介质和料液的走向，等等。

五、DCS远程控制与现场操作共同协作

1.开车前的准备。总控仪表与通信、现场设备配电控制、DCS系统软件的启动，应严格按照操作规程进行，检查各显示仪表初值是否正常。实验结束后，按操作规程关闭现场设备、仪表。

2.操作过程中。指导教师要时刻检查有关安全操作的相关内容，并及时迅速地纠正操作过程中的错误，解决学生操作过程中提出的问题。要求学生按预先分配的工段、小组，在不同岗位进行操作；根据需要，开启现场配电控制相应电源，在DCS控制系统调节加热温度、搅拌速度及电机频率，观察现场仪表显示与DCS控制是否一致，防止误操作。

3.出现异常现象时。根据实训异常预案进行处理，调整参数；DCS机位操作人员要及时与现场操作人员沟通、反馈，及时调节各控制参数，如电压、PID参数等，控制系统稳定运行。

总之，通过本次的双釜双塔实训技能训练，学生了解了现代工业化生产过程，熟悉了常见的化工管路管件、釜和塔设备的结构及操作特性，培养了团队协作精神及系统控制操作技能，指导教师也从中积累了在本科院校进行实训的教学经验。

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作者简介：刘秀军（1964— ），男，天津人，博士，教授，研究方向：化学工程与工艺。