1、1化工技术经济学（论文）姓 名： 张正宇学 号： 1108110094班 级： 过控 112 专 业： 过程装备与控制工程学 院： 化工学院指导老师： 田 蒙 奎 老 师2013 年 12 月贵州大学2贵州大学化工装备管理现代化摘要：就化工装备的现代化,可归纳出以下 6 个特征:单机参数先进性，装置原料及能源利用经济性、生产运行及环境安全性、材料使用合理性、产品的标准化、通用化和系列化、制造及控制、管理自动化、，在指出现阶段中国化工装备技术进步特殊方式及存在问题的同时，提出了加快实现化工装备先到化的建议。 关键词：化工技术经济；管理现代化；技术密集性行业 ABSTRACT：Modern che
2、mical industry equipment, can be summed up the following 8 characteristics: advanced single parameter, equipment, production raw material and economic operation and environmental safety, professionalproduction and supply of complete rationality, material, product standardization,generalization and s
3、eriation, manufacturing and control, automation,management software utilization of energy, in the China chemical equipment technology progress in special ways and the problems existing at the same time,put forward to accelerate the implementation of chemical equipment firstsuggestion. Keywords: Chem
4、ical technical economy；Modernization of management；Technology intensive industry3绪论回顾半个世纪来国内外化工装备技术进展的历程。可以清楚地看到，化工装备的发展是与化工生产的发展、化学工艺及诸如材料、电子计算机和制造工艺等众多相关领域的技术进步息息相关、相辅相成的。当前，世界化工装备工业已经达到与各种化学工业相适应的水平和规模，可为化学工业提供大型成套装备和技术软件，对许多化工产品来说，能源及原材料得到最大限度的利用，环境污染得到了有效的控制。以电子计算机为代表的高科技在化工装备研究、设计、制造、操作及故障诊断等领
5、域内的广泛应用，使人们摆脱了传统观念，把化工装备技术提高到了高效、节能、自动化、安全和经济的现代化。在国内，近 10 年来通过重大技术装备的科研攻关和对引进技术消化吸收基础上的创新，是我国化工装备行业的技术水平和制造能力提高到了一个新阶段，掌握了部分化工成套装备关键设备的设计制造技术，但我国目前化工程涛装备的技术水平仍落后与国外 10-20 年。一、化工装备现代化的一般特征1.1 单机参数先进性现代化装置的一个显著特点是大型化，随着 30-45 万 t/a 氨和 30-75 万t/a 乙烯装置为代表的化工装置的建设，离心式压缩机、工业汽轮机、泵、反应器和高压、超高压容器等在大型化的基础上，得到
6、进一步完善、单机参数稳贵州大学4定先进，化工单元设备趋于高效化，结构更加合理。至今，许多化工装备不仅单机或单台设备参数先进，能满足生产工艺需要，而且能适应负荷的变化，运行范围宽，综合效率高，在精细化工生产装置中，有的设备还实现了将几个连续的单元操作放在一台设备中来完成，一台设备有多项功能。1.2 装置原料及能源利用经济性1973 年以来，由于受到两次石油危机的冲击和世界能源日趋紧张，世界主要工业国家纷纷制定了新的能源政策，作为耗能大户的化学工业，对大型装置的需求大幅度减少，转向提高经济性。技术发展的重点之一是节能。于是企业和开发机构投巨资，竞相开发节能新流程赫高效、节能机械装备。有的企业对原设
7、备和工艺技术进行完善改进，强化节能措施。有的国家改变原料路线，充分利用本国或市场现有资源。由于采用了工艺技术优化、操作条件优化、过程用能组合优化、能量供需匹配优化、机械设备各性能优化、废弃余能回收利用、物料回收利用、采用新型催化剂和溶剂、强化循环冷却水和锅炉给水的处理、控制管理系统优化等多种措施，目前以天然气为原料的大型氨厂吨氨能耗最低位 28.5GJ。比 70 年代初下降了 35%；以乙烷为原料的大型乙烯装置吨乙烯能耗为 13.0GJ，以石脑油为原料的大型乙烯装置吨乙烯能耗为 19.7GJ，比 70 年代初降低 50%。1.3 生产运行及环境安全性减少机器设备失效，延长使用寿命，防止环境污染
8、，是经 20 年来化工装备现代化的重要目标。5设备诊断及在线监测技术是保证机器设备安全运行的重要手段，夜视设备管理现代化的重要指标。随着微处理器和专用集成电路技术的发展以及表面安装技术的大量采用，性能优异、多功能的机电一体化的设备诊断仪器不断问世；监测范围逐渐扩大，除对旋转机械已推出多种实用的监测仪器和成套系统外，对往复机械的在线检测诊断也取得了重大突破；采用计算机信息理论、网络技术以及人工智能-专家系统，构成分布式综合控制的新一代在线监测系统正在逐步推广。1.4材料使用合理性随着化工装备高效、大型化，化工生产过程中出现高温、高压、低温、强腐蚀和大结构尺寸等苛刻条件，迫使人们寻求与之相适应的材
9、料，相继开发了各种新型高强、韧性好、耐高温、耐低温及耐蚀结构材料，保证了机械设备的周期安全运转。各种用途新金属材料、结构陶瓷材料、聚合物和电子材料的发展，为化工装备制造业提供了新的竞争优势。在开发新材料的同时，国外更注重材料使用的合理性。一是在设计上采用各部件等寿命原则；二是选材上遵从选材 6 大判据，即强度、韧性、成型性、连接性、耐蚀性和购买能力，从而既保证材料使用性能的最优化，又兼顾到设备的价格比较低廉。1.5 产品的标准化、通用化和系列化标准化是组织现代化生产的重要手段，是科学管理内的组成部分。在化工装备新产品开发中标准化是现行的。由于按国际标准组织设计、生产和检验，大大提高了产品的通用
10、性，推动贵州大学6了国际贸易。为满足不同规模企业的需要，国外化工装备制造厂积极发展系列产品。国外生产工业汽轮机和造粒挤出机的主要厂家在实现通用化、标准化和系列化的基础上还根据“积木化”设计原理，进一步提高了产品的三化程度，用少量基本积木块和其他专用积木块构造出型号、品种、规格繁多的机组，以满足不同用户的各种需要。这样对用户来说，购得的是符合特定用途的新产品，而对于制造厂来说，则是用成熟技术和标准零部件生产的成熟产品。采用积木化系统后，大大缩短了交货期，减少了金属用量，降低了制造成本。实现“三化”，大大加快了机械产品现代化的步伐。1.6 制造及控制、管理自动化国外一般机械设备制造厂均有适度的装备
11、水平，重要工序及关键零部件加工配备有数控机床或多功能机床。大型制造厂出具有先进的铸造及热处理设备、自动焊接切割设备、大量数控机床、检测设备和实验装置外，计算机辅助设计(CAI)系统由检索型向人机对话的交互式、图形化、智能化发展，并且与计算机辅助制造(CAM)系统相结合，发展成 CAD/CAM 一体化系统；以数控车床为基础的柔性制造系统也得到发展和应用。少数现代化制造企业正在开发计算机集成化制造系统(CIMS)，这种系统把原来分散的 CAD、CAM 及其它计算机应用项目集合起来组成一个完整的系统，计算机在设计、制造和工厂管理等方面的应用，大大提高了产品的制造质量、可靠性和机电仪一体化水平，大大缩
12、短了交货期，把化工装备制造提高到了一个新的水平。在实现单机高性能、高参数及化工单元设备小成套、化工装备大成套的同时，仪表及自动化技术也是保障化工装置安稳长期运行的基本手段。在激烈的市场竞争中，以节约资源、改善环境为目标，化工企业纷纷追求先进的控制及计算机技术来提高效率，降低能耗，控制三废。近 10 多年来，采用高可靠、智能化的仪表、微处理机控制技术和分散控制系统(DCS)，开发先进控制策略，在各个层次上实施离线或在线优化，推行管理信息系统(MIS)进行辅助管理，进而组织计算机集成的管理与控制一体化优化系统(CIPS)，已成为发达国家化工企业自动化和计算机应用的标准发展模式。7二、现阶段中国化工
13、装备现代化的特殊性2.1 要大力推进化工装备国产化进程我国化工行业是随着化学工业的发展而逐步成长壮大起来的。70 年代以来引进大量成套化工装备，对促进化工装备发展起到了重要作用。化工装备行业为保证这些装置的正常运行，从提供大量配件和关键备件开始，逐步扩大到提供单机和成套机组。“七五”和“八五”期间，通过对合成氨及尿素、复合肥料、离子膜烧碱、聚氯乙烯、纯碱、硫酸、电石、钛白粉、子午胎、炭黑等项目的消化吸收和科技攻关，使我国化工装备行业的生产能力和技术水平都有了明显提高。但是，各类化工装备大量重复引进耗费了大量外汇，据统计，“八五”前 3 年用于购买国外化工设备的资金占这 3 年化工总投资的 40
14、%-50%，在国家和企业资金短缺的情况下，用于化工装备国产化的资金明显不足。加之国家缺乏对引进化工装置进行消化吸收、创新国产化的强制性政策、规划和宏观管理促使，尚未形成有利于化工装备国产化的机制。因此，至今化工装备消化吸收创新国产化的广度和深度都不够。2.2 装备要与工艺并重，协调发展我国化学工业的发展 60 年代以来一直实行“工艺与装备并重”的方针，但是 70 年代以来，大规模成套引进的化工装备所采用的工艺技术五花八门，打破了工艺与装备的平衡关系，也给化工装备国产化增加了难度。以化肥为例，合成氨装置先后引进了凯洛格工艺技术、凯洛格节能工艺技术、伍德-TCT 工艺技术、布朗工艺技术；尿素装置引
15、进了二氧化碳汽提工艺技术和氨汽提工艺技术，贵州大学8还引进了日本东洋工艺技术。这些工艺技术虽各有千秋，但都是目前世界上一流的工艺技术、其技术经济指标差异不大。我国人口众多，化肥将长期是我国化学工业重点之一。为了使合成氨及尿素生产立足于国内技术，产品进入国际市场，其装备必须国产化，这就要求在现有众多工艺中择优发展，形成自己的工艺特点，并配套开发适应这一工艺的装备，是工艺和装备在更高水平达到平衡，获得协调发展。2.3 用先进技术和机制改造传统产业以实现管理现代化采用和发展高科技化学工业采用和发展高新技术主要是指发展新型化工材料、生物技术和自动化技术，特别是计算机在化工中的应用。从化工装备角度来说，
16、在新型化工材料方面，要逐步形成新型高分子材料、新金属材料、无机非金属材料和复合材料为主的新型化工材料体系，开发及推广的重点是耐高温、耐磨、耐局部腐蚀的结构材料以及膜分离材料。在生物技术方面，开发及推广的重点应是高效生化反应器、膜超滤器和生物传感器。在计算机应用方面，开发及推广的重点应是分散控制系统(DCS)、计算机集成管控一体化系统(CIPS)、机械在线监测和故障诊断智能专家系统、产品质量和生产率管理系统(OPIS)、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助操作(CAO)、计算机辅助过程设计(CAPD)及计算机辅助化学工程系统(CAPD)及计算机辅助化学工程系统(CACE
17、)等。2.4 大力提高各类人员技术素质和企业管理水平9在化工装备发展方面，可以列出许多条与国外的距离，各类人员技术素质和企业管理水平低便是明显而重要的一条。化工装备行业是技术密集性行业。重视职工队伍的建设，提高劳动者的技术素质，以适应以智力为基础的劳动；加强企业管理，实现企业组织制度和管理制度的科学化、规范化，是企业形成激励和约束相结合的经营机制，是提高企业劳动生产率和经济效益的两个重要方面。特别是企业决策人物，要对市场竞争和科技进步的伟大力量有充分地认识。只要掌握利用信息，依靠科技进步，加大科技投入，发挥各类人员的智慧和工作积极性，用科学的态度和办法来管理，企业必须能在市场竞争中立于不败之地
18、。参考文献1 化工机械 1996.23.2 邓忠.陈志兴.化工装备现代化之我见.化工部化工机械学院，1996 年3 宋航，付超.化工技术经济.成都：成都科技大学出版社，1997 年4 M.S.Peters,K.D.Timmerhaus,Plant Design and Economics for chemical Engnieers,3rd.McGraw-hill Book Company,1980贵州大学10致谢本课程是在田蒙奎老师的认真教学下完成的。在此，向他表示衷心的感谢。在我撰写论文的过程中，倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构想和资料的收集方面，老师曾经细致的教诲和无私的教学都给了我很大的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养和严谨的治学精神使我终身受益。在此还要感谢大学三年来所有老师，是你们教导我过控方面的知识，让我能完成这个设计。感谢化工学院给予我们的关心和帮助，感谢其他同学在设计中提供大量的支持和帮助。即将跨入大四之际，再一次向三年中在学习和生活中所有关心、支持、帮助过我的良师益友致谢。
