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中圖分類號:TQ02 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)18-0387-01
1引言
近年來,隨著社會經濟的快速發(fā)展,人們對石化產品的需求量正在逐步增加,這為我國石油化工行業(yè)的發(fā)展帶來了前所未有的巨大挑戰(zhàn)。石油化工企業(yè)生產中使用的材料都具有易燃易爆的特性,為了保證這些材料的安全,企業(yè)通常采取管線運輸的方式來實現這些材料的運輸和存儲。在材料的運輸和存儲過程中,一旦管線中出現了某些故障,就會影響整個材料運輸過程,導致石油化工生產工作無法順利進行,降低生產工作效率,嚴重的還會引發(fā)生產過程中的安全事故,造成巨大的經濟損失。管線試壓技術則能夠對管線的質量進行檢測,保證管線的正常運行,提高企業(yè)生產活動的安全性。因此,我們必須在石油化工工藝設計中重視管線試壓技術,保證企業(yè)安全生產。
2 管線試壓技術的概念
管線試壓技術是石油化工企業(yè)生產過程中最常用的一種檢驗技術,其檢驗的對象是石化企業(yè)生產系統中的材料運輸管線,目的是為了檢驗這些運輸管線的完整性、密封性、管道強度以及管線支架穩(wěn)固性等指標,進而掌握運輸管線的實際質量狀態(tài),發(fā)現其中存在的問題,并針對問題產生的原因對其進行妥善的處理。在石油化工工藝設計中應用管線試壓技術,能夠將此項技術貫徹落實到石化工藝中的所有環(huán)節(jié)中,并在這些環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用,提高石油化工工藝設計水平,有效的控制石油化工工藝的實施質量,保證石化企業(yè)運輸管線的安全性和穩(wěn)定性,減少安全事故的發(fā)生概率,確保企業(yè)生產過程的順利進行。
3 管線試壓技術的應用的前期準備工作
在應用管線試壓技術的前期準備階段,需要做好相應的前期準備工作。在這一階段,科學合理的準備工作是管線試壓技術能夠發(fā)揮作用的前提條件,只有做好了這些工作,才能保證管線試壓技術應用中各環(huán)節(jié)的有效性,確保管線試壓技術的應用效果。前期準備工作主要有以下幾點內容:
3.1 做好技術準備工作
在石油化工工藝設計中,管線試壓技術是一項技術水平較高的檢驗技術,需要技術人員具有較強的專業(yè)能力以及綜合素質,能夠根據石化運輸管線的實際情況對其進行深入的分析,探討并制定針對性的管線試壓技術實施計劃,這些具體的計劃完成后,要提交給上級部門審核計劃的可行性和規(guī)范性,在通過審核后,才能正式的形成相關文件,用于指導管線試壓技術的實施。此外,技術準備工作中還需要制定完善的安裝計劃,安裝計劃的制定要以管線試壓技術實施計劃為依據。只有這些技術準備工作都按時完成,才能夠為管線試壓技術的實施提強有力的供技術支持。
3.2 做好試壓材料的準備工作
試壓材料是管線試壓技術的關鍵因素,是保證管線試壓技術能夠順利實施的前提條件。為了能夠保證管線施壓技術的合理性,必須選擇符合管線實際情況的試壓方法,通常情況下,試壓方法主要分為液體試壓與氣體試壓,其中氣體試壓的材料為具有較低成本的氣體,一般使用氮氣作為試壓材料。而液體試壓的成本投入則相對高些,需要使用純凈的水作為試壓材料。因此,要根據不同的試壓方法準備相應的試壓材料,保證這些材料的質量符合技術實施要求,并確保材料數量充足,不會出現試壓過程中材料短缺的現象。
3.3 做好試壓管線安全性的檢測
在管線試壓技術的實施過程中,必須保證試壓操作與管線的安全性,這就需要在試壓技術應用前對整個管線的狀態(tài)以及附屬的安全附件做好安全檢測工作,對于不符合安全規(guī)范要求的環(huán)節(jié)采取相應的維護措施,保證試壓管線的安全性,為管線試壓技術的實施提供一個安全的應用環(huán)境,降低管線試壓過程中安全事故發(fā)生的概率。
3.4 做好管線的完整行檢查工作
運輸管線的完整性是保證管線功能性以及安全性的關鍵,只有完整的管線系統才能夠完成其在生產系統中的運輸和存儲功能。在管線試壓技術實施前,我們有必要對管線的完整性進行全面的檢查,確保管線具備完整的運輸與存儲功能。
4 管線試壓技術在石化生產系統中的應用
4.1 在塔裝置與容器系統中的應用
在石油化工工藝設計中,塔裝置是非常重要的組成部分。塔裝置的類型主要為分餾塔和氣體塔,塔在進行石化生產時還要有與其配套使用的各種容器。在工藝設計中,塔與容器之間的運輸管線需要進行科學的設計和鋪設。在設計過程中,要盡量杜絕管線中存在位置不穩(wěn)定或產生振動的現象。為了保證這些裝置能夠穩(wěn)定的運行,必須要采用管線試壓技術對塔與容器之間的管線進行管線實施試壓檢驗,工藝設計人員則需要對試驗結果進行分析,并根據分析結論確定汽液兩相流的布置,保證石油化工工藝設計的安全性和穩(wěn)定性。
4.2 在泵裝置管線中的應用
在石油化工企業(yè)的生產過程中,泵裝置是為石化材料運輸與存儲提供動力的主要裝置。想要確保材料運輸與存儲系統的正常運轉,必須確保所有泵裝置能夠安全穩(wěn)定的運行,需要根據實際情況對泵裝置入口處的支架、管道柔性以及汽阻等進行檢查。利用管線試壓技術檢查并控制管線中的汽阻狀態(tài),獲取并分析與泵裝置連接管線的內部所受壓力的裝填,確保泵管線的穩(wěn)定性,提高石化材料的運輸和存儲效率,減少因管線質量原因對生產造成影響。
4.3 在管線支架裝置中的應用
在管線試壓技術中,對于管線支架穩(wěn)固性的檢測也是重要的組成部分。在對管線支架進行工藝設計時,必須保證彈簧支架設計的合理性,為管線的穩(wěn)定性提供基礎支持。但是,彈簧支架的成本相對較高,在應用中需要對結構進行適當的優(yōu)化,減少支架的使用數量,控制成本投入。管線試壓技術能夠完成對管線支架穩(wěn)固性的檢驗,設計人員需要根據檢驗結果優(yōu)化管架設計。
5 結束語
總而言之,為了保證石油化工生產過程的安全性,我們需要在工藝設計中合理的應用管線試壓技術。通過試驗技術的檢驗提高管線的穩(wěn)定性,保證管線在石化生產中做好材料的運輸與存儲工作,提高生產效率。
參考文獻:
[1] 翁建斌.成品油管道帶壓封堵施工的注意事項[J].石油庫與加油站.2015(06)
【關鍵詞】管線 石油化工 工藝設計
石油化工生產過程中,往往采用大量管線,特別是石油的加工中,管線常常裝載多種易燃物、易爆物,并需要進行試壓實驗。因此,管線試壓技術在石油化工工藝設計中十分重要,本文就圍繞著管線試壓技術談談個人的看法。
1 管線的總體設計分析
石化生產用泵吸入管道設計是為了保證泵體能夠長時間處于正常的和良好的工作狀態(tài)。一旦泵的入口管系統發(fā)生了變徑狀況,可以通過應用偏心大小頭來達到防止變徑位置出現氣體積聚的現象。一般來講,偏心異徑管的安裝方式要注意以下問題:通常要多采用項平安裝,如果異徑管和向上彎的彎頭出現了直連的現象,要采用底平安裝。此種安裝方式的好處是能夠省去低點的排液。在布置泵的入口管線時,特別要考慮如下個方面的因素:
注意氣阻。常常被工作人員忽視的是進泵管線處存在氣阻現象,進泵管線處不可以存在氣阻現象,主要是因為一些設計或布局雖符合化工工藝的流程圖,可是在局部卻會產生氣阻現象,以致于嚴重影響泵的運行。
管道柔性。泵是同轉機械,管道推力作用在管嘴上會使轉軸的定位偏移,所以,在管道的設計上要確保泵嘴的承受力在一定數值范圍中。在塔底進泵處的高溫管線要特別注意熱補償問題。因此,要特別注意冷設備的管線更換問題。
設計逆流換熱。冷換設備中的冷水,其管程是這樣的,下進上出。當供水出現問題時,換熱器因為有水,可以不用排空因而不會出現什么問題。如果將冷換設備當成加熱器時用蒸汽加熱,蒸汽從上部引入,凝結水由下部排出。
熱應力。換熱器的固定點一般是在管箱端,凡連接封頭端管嘴的管道必須考慮因換熱器熱脹而位移的影響。重沸器返回線各段管線長度的分配要恰當,可以防止設備管嘴受力過大?;鼐€各段管線長度的分配要恰當,可以防止設備管嘴受力過大。分餾塔與汽提塔之間的管線布置。通常分餾塔到汽提塔有調節(jié)閥組,調節(jié)閥組應靠近汽提塔安裝,以保證調節(jié)閥前有足夠離的液柱。避免管道震動。
2 裝置管線的試壓工藝技術
(1)試壓工藝技術準備。大型的石油化工裝置一般來講,其工藝管線繁雜,盤根錯節(jié),走向錯綜復雜,要想讓試壓工作得以順利進行,就一定要預先做好必要準備,尤其是在技術問題上。具體來講,試壓前,要圍繞試壓的工藝流程圖來設計試壓的方案,要做到具體細致謹慎,試壓的理清流程中,一定要圍繞試壓工藝確定所用介質、采用的方法、步驟和試壓中各項安全技術措施等。
(2)管線的完整性檢查。管線試壓之前,有一項必須進行的工作就是檢查管線是否完整,通過本項檢查才可以進行試壓實驗,否則決對不允許進行試壓。試壓的完整性檢查要嚴謹,一定要圍繞著石油化工的管道系統圖、管道簡易試壓系統圖、管道剖面圖、管道平面圖、管道支架圖等方面的技術文件。另外,管線試壓完整性檢查有嚴格的方法規(guī)程。一般要經過自查,復查和審核三個流程。所謂自查指的是施工班組按設計圖紙對自己施工的管線自行檢查,這是完整性檢查的第一步。所謂復查,是指施工技術人員對試壓的系統每根管線逐條復檢,這是第二步。第三步,就是經過自查和復查后,試壓系統中所有管線按設計圖紙都達到了合格。再申報質監(jiān)、單位進行審檢、質檢,進行最后的檢查。
(3)前期的物資儲備情況。試壓工作比較危險,所以在工作開始前要進行充分的物資準備,做到防患于未燃。管線試壓的介質主要有兩種:氣體介質與液體介質。氣體介質主要有空氣、干燥無油空氣和氨氣等介質充當。液體介質主要由水、潔凈水和純水等介質充當。所以,在試壓階段,如果管線沒有特殊的要求,通常就采用水作為試壓介質。在試壓時,一定要對試壓設備進行嚴格檢查和檢驗。包括維護保養(yǎng)、安全檢查和進場的布置。特別是進場布置上要注意各種安全技術措施以及物資的供應和現場的布置等工作。
(4)安全技術規(guī)范。管線試壓是非常危險的,應做好各項安全技術措施。液壓試驗管段長度一般不應超過一千米,試驗用的臨時加固措施應經檢查確認安全可靠,并做好標識。試驗用壓力表應在檢定合格期內,精度不低于一點五級,量程是被測壓力的一點五至二倍,試壓系統中的壓力表不得少于兩塊。液壓試驗系統注水時,應將空氣排盡,宜在環(huán)境溫度攝氏5度以上進行,否則須有防凍措施。系統試驗完畢后,應及時拆除所有臨時盲板,填寫試壓記錄。試壓過程中,試壓區(qū)域要設置警戒線,無關人員不得入內,操作人員必須聽從指揮,不得隨意開關閥門。
(5)壓力試驗。承受內壓管線的試驗壓力為管線設計壓力的一點五倍;當管道的設計溫度高于試驗溫度時,試驗壓力應符合下式Ps大于六點五時,取值為六點五;如果在試驗溫度下,Ps產生超過屈服強度應力時,要把試驗壓力降至管道壓力不超過屈服強度時的最高試驗壓力。氣壓試驗管道的試驗壓力為設計。對于氣壓作強度試驗的管線,當強度試驗合格后,直接將試驗壓力降至氣密性試驗的壓力,穩(wěn)壓30分鐘,以無泄漏、無壓降為合格。檢驗采用在焊口、發(fā)蘭、密封處刷檢漏液的方法。
試壓現場(升壓、保壓期間)五米范圍內設置為危險區(qū)域,并掛警示標志。試壓過程中,無關人員不得進入警示區(qū)內進行與試壓無關的工作。拆下的螺栓按規(guī)格擺好,并涂二硫化鉬,用防雨布蓋上,法蘭面應仔細清理,并防止損壞。墊片應保護好,盲板、試壓備件與設備法蘭接觸處,應處理干凈,不得有雜物。緊固螺栓前,應先用均勻的緊固力將螺母初步擰緊。緊固螺栓時,沿直徑方向對稱均勻地緊固,重復此步驟,螺栓緊固不應少于三次。
試壓過程中,如果發(fā)現有異常響聲壓力下降、油漆剝落或加壓裝置發(fā)生故障等不正?,F象時,應立即停止試壓,并查明原因。檢查中,有泄漏的焊接接頭出現時,應將壓力降至零兆帕,進行焊接接頭返修。再按試壓過程,重新試壓。保壓過程中,所有焊接接頭和連接部位檢查完畢并合格后,方可卸壓。壓力試驗完成后,所有應拆除的輔助部件應立即全部拆除,或者作上明顯的標記,以免運行時誤用。壓力試驗完成后,應核對記錄。
(6)氣體泄漏性試驗。工藝管道連同設備系統做氣密試驗,選擇氣密試驗的壓力為零點六兆帕,介質采用潔凈空氣。氣體的泄漏性試驗,檢點包括閥門填料處、法蘭式螺紋接頭連接處、過濾器與視鏡、放空閥、排氣閥等。氣體泄漏性試驗當達到試驗壓力時停壓10min再開始檢查,每一個檢查處液體涂刷不得少于兩次,巡回檢查所有密封點無滲漏為合格。氣體滲漏合格應及時緩慢降壓,并填寫試驗記錄。
3 結束語
筆者從管線的布置以及管線試壓技術等方面談了管線試壓技術在石油化工工藝設計中的應用問題。希望本文所談的幾點,能夠使石油化工工藝的安全生產再上一個臺階。
參考文獻
[1] 商慶偉,張輝.石油化工裝置工藝的技術研究[J].黑龍江科技信息,2011,(15)
[2] 陳尤冷.石油化工裝置工藝探討[J].中國石油和化工標準與質量,2012,(01)
1.1確保儀表功能健全穩(wěn)定
在化工生產的過程中,儀表數據的檢測以及儀表數據的分析都要滿足實際的生產要求,以確?;ぱb置能夠安全和穩(wěn)健運行,是石油化工裝置安全儀表系統設計的重要原則之一。在進行相關儀表使用的設計中,設計人員要研究系統的基本情況,并且要熟悉生產的實際過程,這樣能夠準確對工作現場進行把握,確保設計儀表功能能夠適應實際的需求,提高設計效率。
1.2確保儀表易于維護與擴展
由于石油化工行業(yè)本身具有一定的特殊性,儀表的日常保養(yǎng)和維護也是日常工作中非常重要的環(huán)節(jié),因此所選用的儀表要便于維護,且在使用中要較為方便,保證安全運行時間較長,盡量減少儀表的安裝數量,從而降低儀表在安裝過程中的成本,提高企業(yè)的經濟效益。同時,在未來的發(fā)展過程中,要給儀表預留適于的空間,以滿足未來生產工藝的改進。
1.3確保儀表系統絕對安全
由于化工行業(yè)在生產過程中本身存在一定的危險,所選用的材料一般為危險的化學品,其產品也多為易燃易爆的物品,再加上生產操作溫度較高,因此安全事故發(fā)生的概率較大。隨著我國石油化工生產設備的自動化和信息化的水平越來越高,產品的精細化作業(yè)也越來越廣泛,因此生產往往處于臨界點,這樣導致危險發(fā)生的風險會越來越大。在這樣的情境下,化工儀表的使用對于系統安全的要求也越來越高,因此在儀表系統進行設計的過程中,要確保儀表的絕對安全,將整個儀表作業(yè)的風險降到最低。
2提高石油化工大型裝置工藝儀表系統設計的措施
2.1可靠性設計的分析
只有確保安全儀表功能的順利實現,確保其穩(wěn)定性,才能有效促進日常石油化工生產環(huán)節(jié)的可持續(xù)發(fā)展。一般來說,安全儀表功能分為五大要素,分別是系統響應時間、執(zhí)行元件、安全穩(wěn)定性等級、傳感器以及邏輯運算器等,在此過程中,任何一個環(huán)節(jié)出毛病,都可能導致整體系統的癱瘓。一直以來,人們更多地關注邏輯運算器的可靠性,但是對檢測元件、執(zhí)行元件等可靠性卻忽略,造成整個安全儀表系統的可靠性能低,與降低設備風險的要求不相符。對于邏輯運算器的可靠性問題,必須優(yōu)先符合安全儀表系統控制的安全等級。
2.2為了保證石油化工的工序正常進行
對于儀表選型,一般會針對不同的功能進行分類,一般而言,在安全儀表的系統設計中,我們可以采用編程技術,電子技術等各個環(huán)節(jié)對于儀表進行應用。對于安全儀表的運行過程中,可以采用電氣技術模式,其設計的原理主要是按照媒介繼電器的原理,通過各個環(huán)節(jié)直接的合作,在復雜的生產工藝中,保證其安全性。隨著我國在生產的過程中對于安全的重視,PES技術已經逐漸得到了發(fā)展和運用,利用PES技術已經完成了系統安全的連鎖功能,因此相關的設計人員可以參考PES技術對儀表設計進行針對性的設計。
3儀表系統的發(fā)展遠景
隨著我國經濟的發(fā)展,石油化工企業(yè)的儀表也在不斷的進行創(chuàng)新和更新,在發(fā)展方向上主要為以下幾個方面:安全生產模塊的發(fā)展、BPCS的集成以及自動化的控制。這些無疑都是未來石油化工企業(yè)重點的發(fā)展方向,這些方面的實現,有利于我國石油化工行業(yè)各個環(huán)節(jié)安全的運行,對于企業(yè)的綜合效益有非常大的幫助。儀表采用計算機進行操作,有利于在日常工作中各種數據的收集,以及對安全和非安全區(qū)域的劃分進行明確,目前已經在石油化工行業(yè)中嘗試使用集成SIS和BPCS系統時,并且取得了一定的效果。
4結語
【關鍵詞】石油化工管道設計;影響因素;注意事項
管道是石油化工裝置的重要組成部分,管道在正常工作時,會受到各種因素的影響,從而降低了管道的安全性,所以在進行管道設計時,要把安全性放在第一位,嚴格按照規(guī)范標準進行設計,從而有效地避免機械破壞、腐蝕損壞、密封失效等現象。以下就石油化工管道設計應注意事項進行探討分析。
一、石油化工管道設計的影響因素
1、腐蝕影響.腐蝕是管道周圍環(huán)境介質通過化學反應對管道材料的破壞,在很大程度上影響到管道的安全。腐蝕破壞管道的表現形式有應力腐蝕、均勻腐蝕、局部腐蝕和大氣腐蝕等。由于不同管道材料所處環(huán)境的不同,其自身的耐腐蝕程度也不同。管道所處的環(huán)境一般比較復雜且易于變化,加上材料本身也存在一定缺陷,使腐蝕更難以預料和控制。
2、密封效果.目前石油化工管道密封主要采用管法蘭密封和閥門密封兩種方式,以防止管道腐蝕和泄漏,保證管道安全。法蘭密封由法蘭、螺栓、墊片(圈)三部分共同作用,法蘭的剛度及密封面型式、墊片性法蘭對密封效果都有直接影響,如果管道產生位移也會影響法蘭密封效果,進而影響管道安全。閥門泄露分內漏和外漏兩種,據統計閥門和法蘭泄露的釋放量約為2/3,發(fā)生泄露直接影響到管道安全,甚至產生更嚴重的后果。因此,采取有效措施防止閥門和法蘭泄露對石油化工裝置的安全具有重要意義。
3、進出裝置的設置.進出裝置的管道均應在界區(qū)邊界處設置切斷閥,并在裝置側設“8”字盲板。現在在很多管道設計中存在了一定的誤區(qū),只是把“8”字盲板應用在運輸有毒或可燃氣體的管道中,導致一些進出裝置的管道缺乏相應的保護,但是如果缺乏,“8”字盲板,一旦工作人員的操作發(fā)生失誤或者違規(guī)的現象,同樣會對人的安全造成威脅,例如窒息等等。所以在設計過程中,一定要注意對裝置“8”字盲板設計規(guī)劃,這樣能減少在實際操作中的誤操,盡量不給設計帶來損失。
4、物理損傷.石油管道的物理損傷主要表現在低溫脆性斷裂和高溫破壞兩個方面。在低溫條件下,當管道材料的溫度低于其脆性轉變溫度時,易導致其沖擊韌性下降進而發(fā)生脆性斷裂。在高溫下管道材料的性能會發(fā)生惡性變化,例如蠕變失效、碳鋼和碳相鋼的石墨化和回火脆化等,都容易導致管道材料的弱化和脆化。同時管道金屬材料處于交變荷載或溫度周期變化的環(huán)境下容易出現疲勞,導致金屬變形損傷甚至斷裂,嚴重影響石油化工管道的安全性。
二、石油化工管道設計的注意事項
1、應注意管道的布置.在石油化工管道設計過程中應注意合理的安排管道的不僅,因為在很大的程度上管道的布置將會影響到管道裝置的施工和管道今后的正常工作,因此在安排管道的布置時一定要充分考慮到各方面因素的影響。在管道布置過程中應注意管廊附加余量,管廊上的設計余量一般為10%-20%,但隨著科技的發(fā)展和管道設計的不斷進步,根據裝置運行的不斷改造,可能會有更高的數值,但在熱應力管道規(guī)劃時一般布置在兩邊,有利于n形補償器的設置。在管道布置過程中對安全閥的管道布置,在安全閥出口接往泄壓總管時,要注意從管道上部順著流向以45°角來進人總管,以免總管內的介質倒人支管,導致一些不必要的麻煩,并可以減少安全閥的背壓。若安全閥出口低于泄壓總管,應在低處易于接近的地方設手動放液閥,并定期排放至密閉系統以免袋形管積液。為避免總管內的凝液倒入支管,也為了減少安全閥的背壓,安全閥出口應從上部順著流向以四十五度角插入泄壓總管。夾套管應使用無縫或無縫對焊的管件,內管對接焊縫間距大于2米,且應經過檢測合格后才能裝配外管。泵入口管道應盡量短而直,采用偏心大小頭防止氣體積聚,保證沒有氣袋或液袋。
2、管架設計穩(wěn)定.不當的管架設計會導致管道運行受損或轉動設備損壞,管架設計和管道設計是密不可分的,管架設計應保持穩(wěn)定。管架設計時盡量減少彈簧架,彈簧架安裝起來比較麻煩且在長時間的工作狀態(tài)下容易失效,在安裝彈簧架的過程中不能隨意拔掉定位銷。沿著塔的管線一般只設一個承重支架,如果第一個支架承受的荷載過大,再設第二個稱重彈簧吊架,每隔一段距離設置一個導向支架。吊架一般有一定的轉向角,在一個較長的管道中設計過多的吊架,會影響管道的穩(wěn)定性。
3、材料選擇恰當以及采購.石油化工管道材料特別是金屬材料的選擇,影響到管道安全、檢修和技術改造等各個方面,不當的管道材料很可能裝置導致爆炸或者引發(fā)其他安全事故,因此選擇恰當的管道材料的選擇十分必要。材料采購對于管道設計也非常重要,材料采購的數量、進度、需要提供的技術文件以及技術要求等對工程建設來說也非常關鍵,材料采購應注意以下幾個方面環(huán)節(jié):(1)必要的文件,忽略要求廠家提供向廠家訂購材料時,必要的較全面的文件往往會忽略,致使缺乏對現場材料的全面認識,也給將來對材料的復查核查以及文件的存檔帶來了困難,對管道系統材料而言,一般情況下,應該要求廠家提供各種相關文件。(2)要減少采購附加量。材料采購多數是按照附加量2―20%來采購的,材料不同,百分比也不同?,F如今,施工技術與制造技術已經大大提高了,施工損壞量與材料次品量也較早前大大減少,因此,沒必要按照以前的附加量標準采購,要減少采購附加量。(3)現場材料驗收。材料到達現場開箱驗收時,不僅要關注材料的規(guī)格數量,對于廠家文件以及產品內外觀也應該查驗,要查看文件是否齊全,采購要求的相關事項說明書中是否含有,如沒有相關數據,應盡快讓生產廠家補測,以免材料不合格引起安全事故。
4、注重材料檢測及低溫損害的處理.管道材料送到現場后應該先對材料進行檢驗,確保材料的數量和質量。金屬管道材料都要進行水壓和氣密試驗,按安全級別的不同對閥門進行水壓測試和調試抽檢。當石油管道的工作環(huán)境溫度過低時,由于低溫導致管道所能承受的壓力和沖擊力限度極大的降低,很容易就出現破損的現象。所以,在實際操作過程中,當操作溫度等于或低于零下20℃時,就必須要根據實際要求選用低溫材料。但在設計過程中應注意當地環(huán)境溫度的影響,或如液化氣體急劇氣化時,應考慮到管道金屬溫度值,并按相關規(guī)定設計最低溫度做沖擊試驗。
結束語
石油化工管道設計過程中受到很多因素影響。作為一種輸送物料的特種設備,石油化工管道在石油化工裝置中作用不容小覷,根據使用和工況情況的不同和差異,所設計的管道種類也是名目繁多、各式各樣。好的管道設計不僅包括管道布置、應力分析,支吊架選擇、材料選用等方面,還會涉及到現場施工支持以及材料采購等多個方面。因此,石油化工的管道設計需要全方位的考慮其影響因素與注意事項。
參考文獻
[1]王巍.石油化工裝置管道工藝設計探討[J].黑龍江科技信息,2011,(13)
關鍵詞:增產原理;工藝現狀;設計
中圖分類號:TE866
1壓裂改造工藝
壓裂工藝主要是采用位于地面的高壓泵組,向油井內注入排量超出地層吸收能力的高
粘液體,使之在油井底部產生高壓,當所產生的高壓超過地層本身的破裂壓力時,就會使油
井油井底部形成一條或多條裂縫,當壓裂液進入這些裂縫后,在其所帶的支撐劑的作用下,
可在井底形成具有足夠長、寬、高度且停泵后不再閉合的穩(wěn)定裂縫。這種裂縫具有極佳的導
流能力,可以大大改善油井的滲流條件,從而達到增產增注的目的。
2壓裂增產原理
由于地球的地質結構復雜,存在非均質性,因此油井無法實現溝通地層中所有各石油儲集區(qū),因此也就使油井無法達到最大產能。而通過壓裂工藝,可以在油井的底部制造出很長的人工裂縫,這些裂隙可以聯通地層中的各個油氣儲集區(qū)域,因而使油井的供油面積得到擴大,不但達到了減少打井的數量,節(jié)約成本,還實現增量的目的。此外,壓裂工藝形成的裂縫還可以有效避免因在鉆井及生產的各個環(huán)節(jié)中給石油儲層帶來污染而造成的產量下降,既保證了質量,也提升了產量。
3工藝方法及分析
3.1發(fā)展歷程及趨勢
壓裂技術于1947年誕生于美國的堪薩斯州。初期時壓裂過程中所使用的壓裂液主要為
原油,現在該工藝所用的設備、壓裂液及支撐劑等都已有了較大改進,工藝技術也呈現出多
樣性。如今常用的壓裂液有水基、油基、泡沫及乳狀壓裂液等。壓裂技術于上世紀70年代開始被我國采用,目前我國的壓裂改造工藝已走在世界前列。該技術仍將朝著提高和優(yōu)化壓裂液及支撐劑的使用效率、多重技術結合的大型化、綜合化方向發(fā)展。
3.2主要工藝方法
目前,國內常用的主要壓裂工藝技術有:重復壓裂技術、泡沫壓裂技術、大型水力壓裂技術、高能氣體壓裂技術、控制縫高度壓裂技術、高砂比壓裂技術等。重復壓裂技術:主要是指經過初次壓裂的井層,其所獲得的增產能力具有時效性,即:經過一定年限,其增產能力將會喪失。為了使油井恢復增產能力,則需采用重復壓裂技術。該技術的理論研究及實踐在20世紀80年代中后期取得了重大突破,從而克服了日期技術成功率低、增產幅度小及有效期短等諸多缺點。隨著理論的完善及人們的大量實踐,總結出了需進行重復壓裂的油井所具有的特點。泡沫壓裂技術:該技術誕生于美國,通常所使用的氣體是氮氣。該技術適用于低滲透壓、水敏性儲層,具有低濾失性和對儲層傷害小等特點,其產量是常規(guī)壓裂的2~4倍。如采用交聯技術,還可以進一步降低濾失量。控制縫高度壓裂技術:對裂縫高度延伸
的控制一直是水力壓裂操作中較為棘手的難題,裂縫高度的過度延伸,會影響壓裂液的使
用效率,同時也影響裂縫導流的能力,甚至有時,因為裂縫高度延伸過度,油井不但無法起
到增產的作用,還會對油井本身帶來危害。高砂比壓裂技術:該技術是一種新型的壓裂工藝技術,誕生于上世紀90年代,被應用于重復壓裂及高滲透油氣層壓裂。該壓裂所產生的縫隙內,鋪砂濃度大于10kg/m2。分層壓裂技術:在實際生產中操作中,所需要壓裂的目的層往往是有很多層。為了解決這一問題,可以采用分層壓裂技術。該技術根據在實際應用中又可以分為投球封堵逐層壓裂法、封隔器封堵逐層壓裂法和限流分層壓裂法等。其中,投球分層壓裂法具有適用范圍廣、省時、省錢等優(yōu)點,同時也具有無法準確判斷各層被壓開的順序及投球數量無法確定,具有一定的盲目性等缺點。而封隔器分層壓裂技術又可以分為單封隔器分層、雙封隔器分層和橋塞+封隔器分層三種形式。單封隔器分層壓裂結構簡單,適用范圍廣,但只能對最底層進行壓;雙封隔器分層壓裂可以對任意層位進行壓裂且準確可靠,但使用范圍上有時會受到限制,尤其不能適用于深井及破裂壓力高的地層;橋塞+封隔器分層壓裂法具有安全、事故率低的特點,可以對任意一層進行壓裂,且壓裂層段易于控制,可用于深井,但該工藝的缺點是操作較前兩種復雜。限流分層壓裂法可應用于多層且各層間破裂壓力不等的油井。
4工藝的設計與選擇
(1)選井和選層的原則。壓裂工藝在選井及選層時,首先要對油層的物性、巖性、供油面積、水飽和度及油井周邊情況等資料進行研究,通過理論上的研究為接下來的實踐提供依據。(2)參數設計。收集和計算出油氣井、油氣層及壓裂工藝所使用的各種材料的相關參數。
(3)壓裂工藝的選用.通過上述相應參數,可用計算機進行計算和模擬,并對壓裂工藝的結果和可產生的經濟效益進行核查與分析,努力使方案的最終結果達到最優(yōu)化。(4)壓裂工藝的現場施工。根據確定好的工藝準備好相應的設備和材料,并充分做好可能出現的故障及問題的預備方案,根據工藝的要求做好分工。
5 壓裂操作中的注意事項
雖然壓裂工藝是油井增產的有效措施之一,但是并不能因此說明油井經壓裂工藝處理
后必然可以提高產量,因為在壓裂的實際操作中,當壓裂液進入油層后會對油層原有的平
衡條件造成干擾。表現有:壓裂液滯留在儲層中,形成的液堵損害;壓裂液中的不溶物等殘
渣阻塞了裂縫對儲層造成損害;砂巖油氣層中含有的水敏性粘土、礦物顆粒等遇水基壓裂液
產生的膨脹對儲層造成的損害;壓裂液遇原油后發(fā)生乳化對儲層造成的損害;因支撐劑選擇
不當所造成的儲層損害及施工過程中因操作不當或操作質量不高所帶來的儲層損害等。為了最大程度的發(fā)揮壓裂工藝提升石油產能的功效,并盡可能降低其對油井的負面影響,就必須要對壓裂工藝的各個環(huán)節(jié)加以重視。特別是要注重對支撐劑的選擇以及選用高效的穩(wěn)定劑、防乳劑和破乳劑。此外,壓裂施工工藝屬于大型高壓施工工藝,具有一定風險性,所以施工時一定要做好防范工作,施工中所用的壓裂液、洗井液以及施工產生的污水等要進行妥善的處理。
6 結束語
壓裂改造工藝是使油井實現增產的重要手段,不但具有成熟的理論,具體的操作手段也在不斷的實踐中日臻完善,根據各油井自身的特點,選用恰當的壓裂工藝,并恰當加以改進,在增大產能的同時,也提高了工作效率,還可以對油井起到良好的保護作用。鑒于地質條件的千變萬化,對壓裂工藝及其設備的創(chuàng)新和探索仍然還有很長的路要走。
參考文獻:
【關鍵詞】 仰斜式;水工擋土墻;優(yōu)化設計
擋土墻是用來支撐填土或坡地土體,防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構造物,在水利水電工程建設、道路及交通建設中應用廣泛。但是在一般的水電站水工設計中,由于考慮作為浸水擋土墻的土壓力分析必須考慮水對填土的影響,其模型構造及計算較為復雜,較難進行設計優(yōu)化。本文在分析了擋土墻在水工建筑物中的應用基礎上,嘗試對仰斜式水工擋土墻的構造布置進行穩(wěn)定性分析,希望可以對優(yōu)化仰斜式水工擋土墻設計起到一定指導作用。
一、擋土墻的分類及優(yōu)選存在問題
擋土墻作為一般的攔土結構物,在水工結構設計中,常用在閘壩的翼墻和渡槽、倒虹吸的進出口邊墻及其他路堤擋土部位等。根據擋土墻的結構形式,一般分為減壓式擋土墻、重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻等四種結構,而仰斜式擋土墻則是重力式擋土墻的其中一種。大量的工程實踐表明,各類擋土墻的技術經濟效益存在著很大差別。在水工設計中,如何在眾多形式的擋土墻中選擇一種適合現場條件的擋土墻結構是必須研究確定以及優(yōu)化的問題。
二、仰斜式擋土墻的優(yōu)勢及問題
在水利水電工程建設中,諸如引水渠及河道邊坡的治理等,大量使用了仰斜式擋土墻。相對于其他幾種擋土墻結構而言,仰斜式擋土墻有著較為突出的應用優(yōu)勢:①從工程應用角度來說,仰斜式擋土墻墻背盡可能為原始土,因此可以最大程度的減少填土,可以適用于引水渠及河岸開挖邊坡一般較陡的區(qū)域。②相對于其他幾種擋土墻結構類型,仰斜式擋土墻少占用土地面積,整體構型美觀簡潔實用,更適用于一些城市內的河段水利建設。③仰斜式擋土墻的設計斷面一般比俯斜式或直立式擋土墻斷面要小,在大規(guī)模的河道護砌工程中其經濟優(yōu)勢非常明顯。
但是在河道護岸及引水渠工程中,常常遇到軟土地基,其基底摩擦系數較小、地耐力不夠。但是仰斜式擋土墻基礎對地基的偏心矩較大,地基偏心應力較大。這兩者形成一對矛盾,成為制約軟基上的仰斜式擋土墻建設的關鍵難題。如何在結構模式上優(yōu)化和解決這一難題,則成為仰斜式水工擋土墻設計優(yōu)化的重點。
三、仰斜式水工擋土墻的構造特點及應用
仰斜式擋土墻在水庫樞紐、引水樞紐、水電站及各種水利建筑物工程中有著極為廣泛的應用。作為水工擋土墻,應用廣泛和應用條件復雜是其兩個最為顯著的特點。水工擋土墻不但具有一般擋土墻的擋土作用,還具有與邊坡連接、擋水、導水和側向防滲等多種功能。因此仰斜式水工擋土墻在運用和構造上有以下特點:
1、仰斜式水工擋土墻必須適應在多種水位條件下工作。仰斜式水工擋土墻在建成及運用期的墻前、墻后特征水位條件下工作時,其作用于墻身的靜水壓力、土壓力、作用于基底揚壓力、地基應力等都不相同,這就要求仰斜式水工擋土墻在設計、校核、建設與建成后正常運用等各種情況下都能夠滿足整體穩(wěn)定和各部結構的強度要求。
2、仰斜式水工擋土墻要求其具備導水和擋水要求,其平面布置必須滿足對進出口水流條件的要求。
3、要充分考慮浸水擋土墻及水對擋土墻的作用,以及水位升降的情況下,擋土墻收到的靜水壓力、填土摩擦力、水浮力、主動土壓力等各種作用力的結合效果。
4、在仰斜式擋土墻的側向有防滲要求。水閘等水工建筑物在上下游水頭差作用下,水將沿建筑物基礎底部和側向向下游滲透。為了滿足底板和側向抗?jié)B穩(wěn)定要求,要求擋土墻的底部和側向有足夠的防滲長度。
四、仰斜式水工擋土墻的構造穩(wěn)定性分析
仰斜式水工擋土墻是擋土墻設計中的一項重要內容,通常在河道縱斷面和橫斷面上進行。在其結構設計及布置之前,應在現場對收集到的縱橫斷面數據進行再次核對,對于不滿足要求時應立即進行補測,并收集預設點位處的地質和水文資料。擋土墻的構造設計必須滿足工程建設需要的強度和穩(wěn)定性的要求,同時應結合材料的就地取用、經濟指標的合理性以及施工的便利性的因素進行綜合考慮,最終對仰斜式水工擋土墻的結構設計參數進行優(yōu)化設置,作出最優(yōu)化方案配置。
1、擋土墻的位置設定
在所有的基礎資料收集完畢之后,可以對擋土墻的設計及布置進行建模計算,并確認其設計參數,得出初步的位置設定方案,其參數一般包括平面布置設計和橫向斷面布置設計兩部分內容。在一般設計中,這一方案設定是由設計師通過假設初擬、建模計算確定以后,進而進行穩(wěn)定分析,最后找出一個設計師自認為相對較為合理的設計方案的工作過程。由于其設計優(yōu)化存在著細部參數調整和驗核,一般需要重復進行多次穩(wěn)定性分析才能得出結論。
特別是對于與擋土墻有干擾的其他建筑物的平面連接情況等,必須進行特別標識,而對于需要進行特殊設計的個別連接段,需要設計額外的想吐,進行個別具體設計。平面布置是對擋土墻進行斷面擬定和穩(wěn)定驗算的前提。
在平面布置確認及斷面擬定后,根據擋土墻的墻型、墻高、地基及填土的物理力學指標等設計資料,進行擋土墻墻身斷面、基礎形式和埋置深度、排水設施等進行初擬和確定,進而根據演算結果對設計參數進行相應的調整,為設計的穩(wěn)定分析提供數據。
2、仰斜式水工擋土墻的構造設計
仰斜式水工擋土墻一般采用漿砌石砌筑,墻頂加蓋混凝土沿石,以求對墻頂的保護和保證形態(tài)的美觀。為了使工程經濟更趨于合理,在確定擋土墻的斷面構造指標時,應當與施工位置的地面坡度一起綜合考慮,最終確定仰斜式擋土墻的墻背和墻面坡度。仰斜式擋土墻的墻背坡度一般采用1:0.05~1:0.25,仰斜墻背坡度不宜低于1:0.3。水工擋土墻的墻面設計一般為直線形,其坡度應與墻背面相互協調,采用平行于墻背或略緩于墻背的坡度設計。
為了避免由于地基的不均勻沉降而引起的擋土墻墻身開裂,在進行擋土墻結構設計時,應當根據當地的地基地質條件變化以及墻高、墻身斷面的變化設置相應的沉陷縫。為防止砌體因收縮硬化和溫度變化而且產生裂縫,還應設置伸縮縫。在結構設計中一般將沉陷縫和伸縮縫合并設置,沿擋土墻軸線方向每隔15m~25m設置一道,最長不超過30m。伸縮縫可采用瀝青麻絲或瀝青木板做填縫,有時候也可以不設置填縫而采用砂漿直接填塞的方式。
3、仰斜式水工擋土墻的排水設施布置
水工擋土墻排水設施作用在于快速疏干墻后土體的水分,防止地表水下滲后或墻前水位快速下降后墻后土體積水。擋土墻的排水設施一般由地面排水和墻身排水兩部分組成,地面的排水結構設計一般有設置地面排水溝、截引地表水、夯實回填土頂面和地表松土、防止雨水和地面水下滲等措施。而墻身排水則是為了排除墻后積水,通常在墻身的適當高度布置一排或數排泄水孔。泄水孔的尺寸可視泄水量的大小分別采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的方孔或直徑5cm~10cm的圓孔。孔眼間距一般為2m~3m,在不同水平層的排水孔眼應相互交錯設置。墻后泄水孔的進口部分應設置粗粒料反濾層,以防止孔道淤塞。
4、擋土墻基礎埋置深度
水工擋土墻的基礎埋置深度必須按地基的性質、承載力的要求、凍脹影響、地形和水文地質等條件來進行演算確認。特別是水文資料中水對地基的沖刷深度確定,其沖刷深度既可以根據水力學公式進行計算,也可按經驗取定。一般的小型水利渠道,小河道粘、壤土地基水流對地基的沖刷深度為1.5m~2.0m,一般河道護岸擋土墻的基礎埋深應不少于這一數值。而對于硬質巖石地基上的擋土墻,墻身基礎應置于風化層以下。當仰斜式水工擋土墻的基礎置于軟質巖石上時,其埋置深度不應小于0.8m。而在大型的水電站引水渠等擋土墻施工中,由于其整個施工階段中水位變化明顯,水流及水文數據無法進行建模計算,因此必須加大穩(wěn)定系數,其埋置深度應以超出安全系數的1.2~1.5倍進行優(yōu)化加固。
五、結束語
仰斜式擋土墻是工程界應用最為廣泛的結構型式,被廣泛應用于交通、建筑、水利等各行各業(yè)。隨著目前施工技術的進一步發(fā)展和優(yōu)化,出現了一些較為新穎的擋土墻形式,其用途和作用也在不斷的發(fā)生變化。但是作為應用最為廣泛的仰斜式擋土墻,其在水工構筑物中的應用短期內仍無法被取代,因此針對項目的特性及特征對這種擋土墻形式進行參數優(yōu)化,使之不僅具有適用的普遍性,也更具有工程經濟性,進而節(jié)省大量的投資。
參考文獻
[1] 唐志強.淺談河道軟基上的水工仰斜式擋土墻結構優(yōu)化設計[J]. 科學之友, 2012年第07期
[2] 李永剛.垂直墻背擋土墻土壓力分布研究[J]. 水利學報, 2003年第02期.
[3] 母利.淺析水工仰斜式擋土墻的穩(wěn)定性[J]. 陜西水利, 2010年第04期
作者簡介:
關鍵詞委內瑞拉水利工程設計優(yōu)化施工
中圖分類號:TV5文獻標識碼: A
1建設背景
巴里納斯水廠溢流壩工程位于委內瑞拉巴里納斯州巴里納斯市西北的圣多明戈河上,緊鄰巴里納斯水廠,其主要作用是抬高上游水位,滿足水廠提水、供水和周邊地區(qū)農業(yè)灌溉取水的需要。原工程由國家農業(yè)部投資建于上世紀60年代,建成后交由地方政府管理,在使用過程中歷經多次翻修加固。2011年6月5日受洪水影響,右岸約62m壩段潰壩,中斷了水廠取水;應急取水采用臨時架設移動式取水泵站的方式,但受河床水位擺動影響,供水能力有限。
緊急情況下,委內瑞拉農業(yè)部下屬的國家農業(yè)發(fā)展署(INDER)決定對舊壩進行拆除重建,并委托中國水電(SINOHYDRO)作為工程總承包方,負責該項目的設計、采購、施工、試運行并驗收移交等工作,按EPC工程承包方式完成整個項目。該工程關乎國計民生,時間緊、任務重、社會影響大。
2設計公司選擇
鑒于該工程的緊迫性和當地國建設習慣,建設單位直接指定并委托與其有過多項農業(yè)工程合作的當地某建筑與工程公司進行工程設計。由于該公司缺少壩工設計經驗和專業(yè)技術人員,因此,該公司通過和秘魯專業(yè)設計公司聯營合作的方式,在秘魯進行主要的設計工作;在工程現場派駐設計代表負責和設計后方進行聯系溝通,并處理現場與建設單位和施工單位的日常事務等。
3壩型結構和導流方式
新溢流壩的設計采用“金包銀”結構,壩殼混凝土護面,壩心填筑砂礫石。壩長160m(自左至右1#~11#溢流壩段、新增魚道并改建沖砂渠道),由上游鋪蓋(含防滲墻)、溢流面、下游護坦和海漫等組成。壩頂高程EL207.62m,壩高7.22m、頂寬1.2m、底寬18.45m;新增魚道和原有沖沙渠道改建沿右岸布置。
附圖1:壩體典型橫斷面圖
工程所在地區(qū)的全年氣候分為旱季和雨季,在每年11月~次年4月為旱季,雨量相對小, 5月~10月為全年主要降水時段。
根據工程布置和氣候特點,本工程采用二期導流。
一期工程:2011月11月~2012年4月,施工左岸1#~6#壩段,利用右岸潰壩段導流,修筑一期圍堰,逐步穿行上游鋪蓋、下游護坦、溢流壩和海漫等的施工。
二期工程:2012月05月~2012年08月,通過左岸一期已建成的壩體過流,修筑二期圍堰,施工右岸剩余的7#~11#壩段、魚道和沖砂渠道等。該期施工按照業(yè)主要求安排在汛期有違常規(guī),勢必會增加工程難度,增加工程成本,但委內瑞拉政府將于10月舉行大選,政治需要是業(yè)主的首要考慮。
4設計優(yōu)化及施工
4.1一期圍堰結構的設計優(yōu)化及施工
(1)設計標準與結構
根據施工規(guī)劃,設計公司確定一期圍堰選用12月~次年3月時段10年一遇的洪水504m3/s為導流流量,對應洪水位為207.1m,圍堰頂高程設計為208.0m。上下游圍堰采用土石結構和土工膜防滲,內外側邊坡為1:2,外側采用厚50cm鉛絲籠填石護坡??v向圍堰段則采用Terramesh結構(內外側鉛絲籠,中間填筑加筋土)。
附圖2:縱向圍堰典型橫斷面圖(Terramesh)
一期縱向圍堰在潰壩形成的過流河槽內施工,上下游橫向圍堰基本在灘地施工。
(2)設計優(yōu)化及施工
1) 縱向圍堰結構調整
由于原設計的縱向圍堰結構,基礎處理難度大,加之鉛絲籠填裝石料人工工作量大,加筋土施工工序復雜,施工成本高、機械化程度低,為加快施工進度,施工單位結合多年的水利水電工程施工經驗,建議將縱向圍堰結構調整實施為與上下游圍堰相同的結構,在迎水面壓茬碼放3.2m×1.2m×0.5m規(guī)格的土工袋裝填砂礫石料加強防護,這樣可快速圍護基坑,展開一期基坑內施工,坡面防護稍有難度,可在枯水期按均衡強度進行施工。但與設計單位歷經多次討論,未得到設計單位同意。最終,施工單位仍按建議方案進行施工,業(yè)主單位本來就沒有主意,根據實施效果,也就采取了默認態(tài)度。
2012年4月12日,本地區(qū)出現了罕見的嚴重降雨,在4小時內記錄到的降雨量達到163.5mm,此等規(guī)模的降雨是1954年以來所記錄的第一次,由于河流水位上漲過快,最高洪水位達209.5m,超過堰頂約1.5m,以致洪水漫過上游圍堰,淹沒了基坑。洪水過后,縱向圍堰沒有受到大的結構性沖淘破壞,證明該段圍堰的結構調整是安全的。
2) 防洪標準的調整
一期圍堰遭遇特大洪水,致使圍堰過水并淹沒基坑,有其發(fā)生的偶然性,也有其必然性,該特大洪水發(fā)生前,也經歷了幾次洪水過程,并都超過了設計流量對應的洪水位。究其原因,主要表現為:① 設計單位一味迎合業(yè)主(政治)要求壓縮工期,不尊重科學,不聽從施工單位意見,確定的圍堰導流時段偏短未能覆蓋施工時段,且選取的導流時段為枯水期偏枯時段,沒有代表性,勢必導致最終確定的導流流量偏?。虎?當地缺少必要的基礎資料,河流水文站年久失修報廢,僅有13年的水文觀測資料(1969-1981),水文計算結果偏差較大。
受當地市場水泥供應短缺的嚴重影響,以及圍堰過水影響,施工單位最終調整施工進度計劃,將一期工程施工計劃延長至6月底。修復圍堰提高了防洪標準:按上游橫向段圍堰頂高程確定為209.5m考慮,其后縱向段以12%縱坡下降至209.0m,直至圍堰尾端,迎水面采用4T規(guī)格的袋裝砂礫石加強護坡。
4.2二期導截流設計優(yōu)化及施工
(1)圍堰設計及施工規(guī)劃
受一期工程進度滯后的影響,為保證施工安全,降低投資成本,右岸二期工程施工計劃經調整推遲到2012年12月~2013年6月,導流標準為枯水期(12月~次年4月)十年一遇洪水,設計洪水流量為963m3/s。二期采用右岸河床上下游土石圍堰和左岸一期已建混凝土導墻做為縱向圍堰進行擋水,已建一期溢流壩過水的導流方式。
施工規(guī)劃為:首先,以魚道及沖砂渠道進水塔、出口段和主壩段(及右導墻)施工為主,力爭在汛前完成施工具備分流條件并驗收移交;其次,在前述建筑物所形成的自然屏障保護下,汛期內繼續(xù)施工剩余工程。
(2)截流方案的設計優(yōu)化及施工
二期截流難點:上游圍堰主河槽段的截流施工,其導流建筑物為左岸已建溢流壩段,截流過程中,上游水位需壅高到一定高程后才能分流,不同于常規(guī)情況下的明渠導流,截流戧堤頂高程較高,戧堤和合龍工程量較大。
設計公司沒有工程截流經歷,也根本沒有導截流理論的概念,詳細設計所列工程量都是一般性材料,也不單列截流專項費用。在施工單位反復引導、講解、編制方案建議的情況下,最終設計公司只將詳細設計作了部分調整:使用10m長、1.5m高、單體48.8m3的高強土工袋裝砂礫料做為截流拋投料,施工方法為使用采砂船泵送砂礫料裝袋,至于在水下高流速情況下如何充袋就位、施工時間長短等不予考慮和解釋。無奈情況下,我施工單位自主設計優(yōu)化,并經過截流水力計算將拋投料調整為拋投卵石和混凝土預制塊,由于準備充分,35m龍口在12h內順利完成截流,再次證明了施工單位的自身實力,施工期內圍堰運行安全穩(wěn)定,得到了建設單位和設計公司的首肯。
4.3主體結構的設計優(yōu)化及施工
(1)一、二期壩體結合部位齒墻
設計在一期壩體右側基礎增設了齒墻,利于二期基礎開挖時已建結構的穩(wěn)定。原設計基礎齒墻均為底寬0.8 m的倒梯形結構,基礎為沙礫石層,對齒墻沒有任何約束力,在分層施工中,施工周期長,結構極易失穩(wěn)導致發(fā)生安全事故。施工單位根據施工分層高度進行結構穩(wěn)定驗算,對結構型體提出設計優(yōu)化,在齒墻下部一定高度內調整為矩形斷面,以上部分按原設計體型進行施工。
(2)溢流壩壩頂結構
溢流壩面“金包銀”結構中,壩體內部回填砂礫石的頂部寬僅為1.07m,無法滿足機械設備在回填、攤鋪及碾壓施工時所需的正常工作寬度,難以保證施工質量并容易引起沉陷和塌空,直接影響到工程的使用壽命。施工單位提出設計優(yōu)化:將砂礫石回填頂面降低,使其頂寬增大;由此,壩體頂部混凝土結構隨回填高程的降低而加厚,也提高了溢流面結構的抗沖能力。
(3)魚道取水口胸墻
魚道取水口金屬結構包含攔污柵和檢修閘門,兩道結構的混凝土胸墻間隔僅0.25m,按此設計在模板安裝和拆除時,不僅難度大,不利于結構尺寸的控制而影響后期閘門的安裝,同時也不能很好的控制混凝土的外觀質量。施工單位提出設計優(yōu)化:將攔污柵的高度加高,對應的胸墻改為0.6m高的支撐梁,同時也提高了結構的使用功能。
(4)海漫結構材料
海漫結構設計為鋪擺粒徑0.35m~1.20m塊石,由于在工程所在地附近缺少該材料開采的料場,如在外地采購,運距遠,耗費時間長,同時也會大大增加工程成本。施工單位提出設計優(yōu)化,采用就地取材的河卵石填裝鉛絲籠代替原結構,投入運行后,效果良好。
5體會及建議
(1)設計分包管理
多年來,委內瑞拉被塑造成了一個帶有很強“查韋斯特色”的國家,對工程技術人員和知識分子的排斥和不尊重,造成大量人才流失;水電工程建設方面幾乎停滯不前,幾乎沒有水電專業(yè)的設計公司,加之,當地政府部門受長期形成的建設管理模式影響,不尊重科學,行政干預嚴重。
結合本項目實踐,建設單位強行指定設計分包商,設計公司本身不具備實力,其聯營公司主要專業(yè)設計人員遠在他國,不了解現場,不結合實際,信息溝通不便,大量設計細節(jié)得不到及時解決,給工程實施帶來異常的艱難。
(2)設計理論的前沿性和科學性
受設計公司選擇方面的限制,加之本項目關乎國計民生,準備時間倉促,因此,在實際合作過程中發(fā)現:詳細設計文件的大部分不是前沿理論,計算方法均參考較老的書籍;在缺少某些相關數據時,沒有應對方法,設計標準隨意性大。如在該工程的設計中,由于該河流的水文資料的不足,發(fā)生了一次罕見特大洪水,就將其做為設計標準來加固圍堰,難免帶有片面性,造成工程投資的極大浪費;對工程截流缺乏基本的認知,導致設計方案不具備可操作性。隨著工程的逐步進展,建設單位對施工單位逐步了解和信服,工程后期施工單位對設計優(yōu)化的建議基本都被采納。
在項目實施過程中,部分設計優(yōu)化建議在未能說服設計單位、施工單位確認無誤的情況下,自行按建議方案實施并最終驗證正確,確屬不得已而為之。隨著該國建筑市場的不斷完善和正規(guī),施工單位應積極與設計單位進行溝通并達成一致,以避免可能產生的技術風險和施工風險。
(3)設計文件審批
工程建設單位和下屬監(jiān)理公司,均缺乏相關水工專業(yè)的工程師,缺乏基本的專業(yè)理論知識,加之各部門工作效率不高,因此,對設計文件的審批僅為例行程序,缺乏科學性、合理性的論證。
綜上所述,建議在委承攬水電工程等專業(yè)性強的EPC項目時,首先應和建設單位達到充分的協商溝通,積極引進中國的專業(yè)設計公司,以便于配合協作。
(4)施工過程驗收
對于工程的過程驗收,按建設單位管理習慣,有了設計圖紙,只會簽工程完工證書、臨時接收證書和最終接收證書即可,不進行中間環(huán)節(jié)比如單元(工序)工程和隱蔽工程等的驗收。針對該重要工程,施工單位結合實際情況,自行編制了便于操作的單元(工序)工程和隱蔽工程等驗收單,并取得了駐地工程師、監(jiān)理等的認可和簽認,從而為工程保存了有據可查的原始資料,為將來可能產生的質量責任劃分提供強有力的證據,以達到保護企業(yè)利益的目的。
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鞠君周(1966-),男,工程碩士,高級工程師,主要從事水利水電工程技術與施工管理等工作。
【摘要】 目的采用正交設計與星點設計效應面法兩種實驗設計方法,優(yōu)選羊藿提取工藝,并對設計方法進行比較。方法以羊藿苷提取量為因變量,乙醇濃度、回流時間和溶劑(倍)量為自變量,優(yōu)選提取工藝。結果正交實驗設計確定最佳工藝是12倍量60%乙醇回流提取兩次,3 h/次;星點設計效應面優(yōu)化法確定最佳工藝是12倍量50%乙醇回流提取兩次,160 min/次。結論星點設計-效應面法在該提取工藝研究中優(yōu)于正交實驗設計法,為其應用于中藥提取工藝優(yōu)化的可行性提供了依據。
【關鍵詞】 正交設計; 星點設計-效應面法; 羊藿苷; 提取工藝
Abstract:ObjectiveTo optimize the process of extacting effective constituents from Epimedii Herba by orthogonal experimental design and central composite design-response surface method.MethodsIndependent variables were concentration of ethanol ,extraction time,times of reflux and solvent fold.Dependent variable was extraction rate of icariin in Epimedii Herba.Linear or nonlinear mathematic models were used to estimate the relationship between independent and dependent variables.ResultsThe result of the orthogonal experimental design was 60% ethanol,180 minutes for reflux,12 fold of solvent and 2 times for extraction.The other was 50% ethanol,160 minutes for reflux,12 fold of solvent and 2 times for extration.ConclusionThe Central Composite Design -Response Surface Method is highly predictive in experimental design.
Key words: Orthogonal experimental design; Central Composite Design-Response Surface Method; Icariin; Extraction process
目前國內中藥的提取工藝多采取正交設計,線性數學模型進行優(yōu)化,星點設計是國外常用的實驗設計方法,近年國內也有用于優(yōu)化處方或成型工藝的報道。該方法采用非線性數學模型擬合,在中心點進行重復性實驗以提高實驗精度,預測值更接近真實值。本實驗采用正交實驗設計和星點實驗設計兩種方法,優(yōu)化羊藿的提取工藝,并比較兩種實驗設計方法的優(yōu)缺點,為探討不同實驗設計方法應用于優(yōu)化中藥提取工藝的可行性提供依據。
1 儀器與試藥
1.1 儀器紫外分光光度計(756型Spectrum,上海光譜儀器有限公司),電子分析天平(FA1004N,上海精密科學儀器有限公司),超聲波清洗器(天津奧特賽恩斯儀器有限公司,A S20500AT)。
1.2 試藥羊藿苷對照品(中國藥品生物制品檢定所,批號110737-200414),羊藿藥材(天津達仁堂藥店,天津中醫(yī)藥大學馬琳教授鑒定);甲醇(天津市康科德科技有限公司,分析純),無水乙醇(天津市北方天醫(yī)化學試劑廠,分析純)、純凈水。
2 方法與結果
2.1 羊藿苷含量測定方法
2.1.1 對照品溶液的制備精密稱取羊藿苷對照品1.5 mg,置25 ml容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,得60 mg·L-1的標準貯備液。
2.1.2 供試品溶液的制備每次取羊藿粗粉5 g,按各實驗設計條件進行提取,合并兩次提取液并定容至150 ml,精密量取2 ml于蒸發(fā)皿中蒸干,加入乙醇復溶轉移置25 ml容量瓶中,定容,再精密吸取供試液1 ml,置10 ml 量瓶中,乙醇稀釋至刻度,搖勻。用微孔濾膜(0.45 μm)過濾,取續(xù)濾液作為樣品溶液備用。
2.1.3 測定方法以甲醇為空白,于270 nm 處測定吸收度,通過標準曲線計算即得。
2.1.4 線性關系考察分別精密吸取1.0,1.5,2.0,3.0,4.0 ml置10 ml量瓶中,加入95%乙醇稀釋至刻度,搖勻,按測定方法同法處理,測定吸收值并回歸。以吸收度為縱坐標,羊藿苷濃度為橫坐標,繪制標準曲線,得回歸方程為:Y=0.031 9X+0.006 3,R2=0.999 9,線性范圍為6~24 mg·L-1。
2.1.5 精密度實驗同一對照品溶液重復測定6次,吸收度RSD=0.38%。
2.1.6 重復性實驗按照供試品溶液制備項下方法平行6份制備,分別測定各樣品吸收度RSD=1.17%。
2.1.7 加樣回收率實驗稱取羊藿藥材粗粉5.0 g,共3份,分別精密加入羊藿苷對照品溶液適量,照供試品溶液制備項下方法制備,分別測定并計算回收率,結果平均回收率為100.79%,RSD=2.7%。
2.2 羊藿回流提取工藝優(yōu)化
2.2.1 正交實驗設計及結果羊藿總黃酮類成分可溶于水、甲醇,易溶于乙醇,本實驗采用乙醇回流法進行提取,選用乙醇的濃度、乙醇用量、提取時間、提取次數為4個因素,每個因素選3個水平,用L9(34)正交實驗設計表安排實驗,以總黃酮(羊藿苷)的含量為評價指標。在進行正交實驗設計時,根據生產實際,周期一般不宜過長,將提取次數這一考察因素確定為提取2次,實驗因素水平設計及試驗結果見表1~2。表1 實驗因素水平表L9表2 正交實驗表表3 方差分析表驗證實驗:在確定優(yōu)化工藝后,進行3次驗證實驗。結果如表4。表4 驗證實驗
2.2.2 星點實驗設計及結果以乙醇濃度、提取時間及溶劑用量為影響因素,提取次數暫定為2次,根據星點設計的原理,各因素的水平設計見表5,實驗安排與結果見表6。表5 因素水平表表6 星點實驗設計與結果
2.2.3 模型擬合 以羊藿苷含量為因變量使用SPSS軟件對各因素進行多元線性回歸和二項式擬合。擬合模型如下。
多元線性回歸:Y=b0+b1X1+b2X2 +b3X3二項式擬合:Y=b0+b1 X1+b2 X2+b3 X3+b4 X12+b5 X22+b6 X32+b7 X1 X2+b8 X1 X3+b9 X2 X3根據結果分析,多元線性回歸:Y=4.948-0.021X1+0.011X2+0.026X3,r=0.867,*P
2.2.4 工藝參數優(yōu)化和預測把因變量與另兩因素擬合為三維曲面圖,因只能表達含兩個因素變量的函數,故固定3個變量中的一個為中值,再以擬合的目標函數為數學模型,繪制因變量曲面圖(見圖1~3),在圖上選取較佳工藝范圍X1:50%~60%,X2:12~14倍,X3:160~200 min,綜合考慮工業(yè)生產中的實際情況,故選取提取羊藿中羊藿苷的最佳工藝為:12倍量50%乙醇回流提取2次,160 min/次。
根據優(yōu)選出的提取工藝(12倍量50%乙醇提取兩次,160 min/次)進行3次驗證實驗,比較預測值與真實值,結果如下:預測值為6.30%,平均測得值為(6.15%+0.05)%,RSD=0.8%,預測值與真實值之間的偏差為-2.32%。圖1 溶劑倍量和提取時間對羊藿苷含量影響三維曲線圖2 乙醇濃度和溶劑倍量對羊藿苷含量影響三維曲線圖3 乙醇濃度和提取時間對羊藿苷含量影響三維曲線
3 討論
實驗設計是指對試驗事先作出周密的設想與合理安排,以便達到預期的目的。正交實驗設計是用正交表來安排試驗,正交表的構造具有“均勻分散,整齊可比”的特點,正交實驗為了達到整齊可比,在同樣多的因素水平條件下,試驗次數與星點設計相比較往往比較多,一般很難實現。
而星點設計是多因素5水平的實驗設計,是在2水平析因設計的基礎上加上極值點和中心點構成的。設計中還有一定數量的中心點重復試驗,中心點的個數與星點設計的特殊性質如正交或均一精密有關。在均一精密的星點設計中,y的原點方差與離原點單位距離時的方差相等,與正交設計相比,能更好地避免回歸系數發(fā)生偏差,使回歸操作更可靠。
本實驗兩種實驗設計方法所優(yōu)化工藝條件基本相近,星點設計效應面優(yōu)化法精度更高。因為,一般效應值在最佳實驗條件區(qū)域附近變化比較靈敏,實驗條件的微小變化均可造成效應值的大幅變化,適合于用非線性模型擬合,并且隨著實驗條件遠離較優(yōu)區(qū),效應面彎曲度逐漸減小,愈遠離,線性愈好。該現象的啟示是,正交設計法在模型擬合時,線性相關系數愈大,表明因素水平的選擇離最優(yōu)區(qū)愈遠(效應與因素之間關系呈線性的除外,但完全線性關系較少,這與優(yōu)化的目的背道而馳)。相反,如果相關性不好,排除獲得實驗數據的誤差外,可能是因為所選因素水平范圍正好在較優(yōu)區(qū)附近,面彎曲度較大,但正交設計優(yōu)化法所得分析結果一般認為優(yōu)化失敗。如果改用適用于非線性模型的實驗設計優(yōu)化法,相關系數可能會有很大的提高;另外正交設計受所選線性模型的限制,只能指出某一因素的取值方向,無法求得極值,往往選擇的條件均接近自變量的極大或極小值。而星點設計效應面優(yōu)化法在最佳條件下效應的預測值和實測值偏差較小。
綜上所述,星點設計效應面優(yōu)化法在實驗設計精度上優(yōu)于正交試驗設計,為其應用于中藥提取工藝優(yōu)化的可行性提供了依據,而正交實驗設計憑借其處理結果簡便的優(yōu)點也有不可替代的優(yōu)勢,可為星點設計效應面優(yōu)化法提供一定的參考。
參考文獻
[1] 狄凱軍,章靜波.國內外羊藿苷藥理作用研究要覽[J].自然雜志,2003,25(4):191.
[2] 張峻穎,黃羅生,陳 健,等.羊藿醇提工藝研究[J].海峽藥學,2004,16(1):61.
[3] 吳 偉,崔光華.星點設計-效應面優(yōu)化法及其在藥學中的應用[J].國外醫(yī)學·藥學分冊,2000,27 ( 5 ) :292.
[4] 吳 偉,崔光華,陸 彬.實驗設計中多指標的優(yōu)化星點設計和總評“歸一值”的應用[J].中國藥學雜志,2000,35 ( 8 ) :530.
Abstract: The paper studies the advantages of chemical engineering of environmental engineering specialty in Qingdao University of Science & Technology relying on the environmental engineering and other fields to discuss the possibility of chemical pollution prevention and control. Through the necessity of chemical characteristics, the construction of teaching staff, Improvement of quality of personnel training, scientific research results into teaching, enhancement of practical ability and so on, this specialty will be built in to the engineering specialty with distinctive and outstanding features.
關鍵詞: 環(huán)境工程;專業(yè)建設;化工;污染防治
Key words: environmental engineering;specialty construction;chemical industry;pollution prevention
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)24-0231-02
0 引言
環(huán)境工程專業(yè)本身就與化學工程有著千絲萬縷的關系。我國本科環(huán)境工程專業(yè)的發(fā)展始于上世紀70年代初,當時個別學校在給排水工程、化學工程、冶金工程等本科專業(yè)中開設了與環(huán)保相關的廢水、廢氣治理等專業(yè)方向。在化工生產過程中,污染物的來源不同,一般可以分為廢水、廢氣、廢渣等。在“三廢”的治理過程中,許多環(huán)境工程單元是化工過程,如多效蒸餾、分餾、吸附、離子交換、高級氧化等大多涉及“三傳一反”化工原理[1]。在工業(yè)各部門中,化工排放廢水占第一位、廢氣第三位、廢渣第四位。隨著我國工業(yè)化和城市化進程的加快,化工行業(yè)快速發(fā)展與污染加重之間的矛盾日益嚴重。山東省是我國的工業(yè)強省和化工大省,僅淄博市就有5000余家化工企業(yè),化工行業(yè)環(huán)境污染形勢非常嚴峻。企業(yè)對既具有環(huán)境工程專業(yè)技術,又具有化工污染防治知識的人才需求極為迫切。
目前,許多環(huán)境工程專業(yè)開設了化工原理等課程,但是由于師資力量,培養(yǎng)過程等不系統,導致學生在環(huán)境工程方面擁有大量技術,但缺乏在化工過程中的基礎知識。青島科技大學在我國化工領域有著近60年的歷史積淀,學科優(yōu)勢明顯,特別在山東省及周邊地區(qū)影響很大。如何結合本校化工特長,提高環(huán)境工程專業(yè)的教育水平和教學質量,培養(yǎng)適應社會需求、具備專業(yè)素養(yǎng)和循環(huán)經濟意識的環(huán)境工程技術人員是環(huán)境工程專業(yè)在人才培養(yǎng)應給予關注和考慮的問題[2,3]。本文從化工特色必要性、師資隊伍建設、人才培養(yǎng)、成果轉化、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等方面,研究建設化工污染防治為特色的環(huán)境工程專業(yè)的可行性。
1 化工污染防治為特色的必要性
多年來,社會培養(yǎng)的環(huán)境人才大多是通用型人才,具有化工環(huán)境特色的人才很少。隨著我國化學工業(yè)的迅速發(fā)展,治理污染的任務在加重,化工環(huán)境保護面臨的形勢依然很嚴峻。這既為環(huán)境工程專業(yè)的發(fā)展提供契機,也為環(huán)境工程專業(yè)的相關人員提出挑戰(zhàn)?;ば袠I(yè)的環(huán)境問題具有許多不同于其他工業(yè)部門的特點,生產裝置危險性包括燃燒性、爆炸性、腐蝕性、高溫高壓、毒性等,一旦發(fā)生環(huán)境、安全事故,后果危害往往更嚴重。為此,國家安全監(jiān)管總局、教育部2012年聯合召開高等學?;ぐ踩珡秃闲腿瞬排囵B(yǎng)工作座談會。會議提出要進一步優(yōu)化課程設置體系、強化理論與實踐相結合的培養(yǎng)體系,加快化工安全復合型人才培養(yǎng)。因此,為化工行業(yè)培養(yǎng)大量的與當代乃至未來發(fā)展相適應的環(huán)境工程工程專業(yè)人才,顯得十分迫切。當前培養(yǎng)化工環(huán)境復合型人才需要解決的問題很多,其中強化學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是其中需要解決的突出問題之一。
青島科技大學環(huán)境工程專業(yè)成立于2002年,起步相對較晚,但其在化工污染治理方面具有得天獨厚的優(yōu)勢,依托化學工程等專業(yè)的優(yōu)勢,可以將環(huán)境工程專業(yè)建設成一個以化工污染防治為重心的特色鮮明、優(yōu)勢突出的工科專業(yè)。將環(huán)境工程專業(yè)建成國內化工特色鮮明的環(huán)境工程學科,為區(qū)域經濟發(fā)展培養(yǎng)實用型、創(chuàng)新型的工程技術和管理人才,迫在眉睫。
2 建設化工污染防治環(huán)境工程特色專業(yè)研究思路
結合環(huán)境與化工專業(yè)領域綜合性、交叉性及邊緣性的特點,依托青島科技大學化學化工等學科優(yōu)勢,著力發(fā)展多學科橫向交叉,突顯區(qū)域經濟服務功能,逐步形成化工環(huán)境控制為特色。從師資隊伍建設、提高人才培養(yǎng)質量、科研成果融于教學、增強實踐能力等方面進行建設,將環(huán)境工程專業(yè)建設成為在化工領域具有優(yōu)勢、交叉學科特色鮮明的專業(yè)。
2.1 師資隊伍建設
通過本項目的研究,擬建設一支高水平的師資隊伍。環(huán)境工程專業(yè)依托山東省海洋環(huán)境腐蝕與安全防腐工程研究中心、青島市海洋環(huán)境腐蝕與安全防腐工程研究中心、安全與環(huán)境功能材料二級學科博士點、環(huán)境科學與工程一級學科碩士點開展建設,學科平臺較高,為高水平專業(yè)人才培養(yǎng)奠定了較高的專業(yè)平臺基礎。同時,通過內引外聯機制,建設一支高水平的師資隊伍。近年來,環(huán)境工程專業(yè)聘期多名青島科技大學化工學院的教師作為兼職教師,擔任化工原理及相關實驗的任課教師,同時建設化工實習基地。返聘化工學院退休教師,指導學生環(huán)境工程相關設計。
與此同時,從山東大學、南京大學等引進具有化工實踐背景的教師,增強本專業(yè)在化工污染防治方面的能力,為進一步加快環(huán)境工程學科平臺和師資隊伍建設打下良好基礎。
2.2 提高人才培養(yǎng)質量
通過人才培養(yǎng)方案的改革與實踐,建立新的模塊化環(huán)境工程培養(yǎng)體系,將化工相關教學環(huán)節(jié)設置一個模塊,加強課程建設、改革教學方式,使教學水平逐年提升。同時增加化工相關實踐環(huán)節(jié),環(huán)境工程專業(yè)積極響應并安排每位經驗豐富的老師作為本科生的良師益友,取得明顯成效。本專業(yè)組織“環(huán)保宣傳進學?!薄ⅰ碍h(huán)保演講比賽”、“科大環(huán)保周”、“李村河生態(tài)調研”、“關于青島市公交系統安全現狀的調研”等活動,鼓勵學生參加下企業(yè)、進工廠等活動,充分理解化工生產工程,為更好地服務社會奠定基礎。實踐證明,近幾年環(huán)境工程專業(yè)本科生經過科學系統培養(yǎng),大多數成為具有良好道德修養(yǎng)、專業(yè)水平高、化工污染防治特色鮮明的高素質人才。
2.3 科研成果融于教學,凸顯化工環(huán)境污染控制的專業(yè)優(yōu)勢
組織10位年輕教師到齊魯石化等工廠學習調研,強化其化工環(huán)境概念;“科研進課堂”,充分利用科研成果,以科研促進課堂教學。實驗教學方面,提高綜合性、設計性實驗所占比例;“科研進實驗”,注重將科研所取得的成果納入實驗課的教學中;將科研成果中設計制造出的實驗儀器等應用于實驗教學中。清潔生產審核是環(huán)境工程專業(yè)的一大特色,在進行清潔生產審核的同時,積累了豐富與化工環(huán)境污染控制相關的知識,可通過開設《清潔生產》課程和《環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展》課程,課堂上傳授給學生生動案例分析,同時作為導師,經常帶學生進企業(yè),使學生掌握課本上不能獲取的專業(yè)知識。學生在實踐中得到鍛煉,學習積極性也得到提高,為其更好地了解本專業(yè)和社會需求有重要意義。
2.4 增強學生創(chuàng)新與實踐能力
環(huán)境工程專業(yè)教學過程中注重與化工企業(yè)實際的結合。由于環(huán)境工程專業(yè)屬于綜合性專業(yè),沒有特別針對性強的行業(yè)支撐,此外新專業(yè)歷史很短,與企業(yè)聯系較少,這些問題對工科專業(yè)的發(fā)展非常不利。首先環(huán)境工程專業(yè)的青年教師可以赴齊魯石化公司、瑯琊臺集團、核工業(yè)煙臺同興實業(yè)有限公司、中國鋁業(yè)山東分公司等大中型企業(yè)學習實踐和調研。或通過邀請上述公司的管理技術人員開設研討班,豐富專業(yè)教師的實踐經驗,也促進教學與實際的結合,從而提高教學質量[4,5]。
3 效果分析
在以上研究思路的指引下,通過內引外聯的方式擴大環(huán)境工程師資隊伍,尤其是在化工污染方面大力引進相關高級人才,近兩年,環(huán)境工程從山東大學、南京大學等引進高級人才3名,增強了師資力量;擇優(yōu)選用最新化工污染治理相關教材,豐富了課堂教學內容,所有教材均采用國內最新最權威教材,在教材的選用上重視化工背景的篇章;通過建立實習基地、實驗室建設等手段,實現環(huán)境工程專業(yè)高級人才的動手實踐能力。最近與污水處理廠、海水淡化場、電廠、垃圾填埋場、市政設計院等十多家企業(yè)、設計單位簽訂學生實習協作協議;鼓勵環(huán)境工程專業(yè)從事化工污染治理相關領域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動,近幾年環(huán)境工程專業(yè)學生在“國創(chuàng)”、“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)青春”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動取得了優(yōu)異成績,在全校專業(yè)排名中名列前茅。
值得一提的是,環(huán)境工程專業(yè)在2015年底獲得“工程教育認證”申請資格,目前專業(yè)全體師生為了通過認證,開展了大量有意義的工作,中國工程教育專業(yè)認證協會已經同意于2016年6月進??疾欤@對環(huán)境工程專業(yè)的快速健康發(fā)展提供了契機。
4 結論
本文首先總結了環(huán)境工程專業(yè)與化學工程的淵源、相互關系,指出在當前形式下,環(huán)境工程專業(yè)應具有化工污染防治特色的必要性。結合學校優(yōu)勢學科,從師資隊伍建設、提高人才培養(yǎng)質量、科研成果融于教學、增強實踐能力論述本研究的可行性。從近期取得的成果來看,青島科技大學環(huán)境工程專業(yè)用短短的十年時間,從一個邊緣化專業(yè)成長為一個獲得“工程教育認證”申請資格的專業(yè),與該專業(yè)的準確定位與建設思路密不可分。
參考文獻:
[1]劉堯.大學內涵發(fā)展的背景與前景[J].青島科技大學學報(社會科學版),2014,30(3):86-89,108.
[2]肖谷清,王姣亮,謝丹.面向“化工污染控制”方向的環(huán)境工程專業(yè)辦學特色的研究與實踐[J].廣東化工,2012,39(5):244.
[3]陳士明,徐頌,江學頂.面向環(huán)保產業(yè)的環(huán)境工程專業(yè)建設[J].佛山科學技術學院學報(社會科學版),2013,31(6):58-61.