浅谈《化工单元操作》教学中节能降耗意识的培养.docx

浅谈化工单元操作教学中节能降耗意识的培养 浅谈化工单元操作教学中节能降耗意识的培养 1 引言 1.1 化工企业节能降耗的重要性 能源是战略资源，是国民经济发展的基础，是化学工业原料、燃料和动力的源泉。化学工业是采用化学方法实现物质转换的过程，同时也伴随着能量的变化，面临着目前世界上能源短缺、环境恶化、竞争激烈的现状和形势，作为高耗能行业之一的化工行业实施节能降耗就显得尤为重要。节能降耗，简言之就是节约能源、降低消耗，用最少的投入去获取最大的经济效益。节能降耗，提高资源的利用效率，是企业的生存之本，是缓解化工企业能源约束矛盾的根本措施，是增强化工企业竞争力和实现化工企业可持续发展的必然要求，也是保护环境的最佳手段。化工企业应树立一种点点滴滴降成本，分分秒秒增效益的节能意识，以最好的管理，来实现节能效益的最大化。中华人民共和国节约能源法规定节约能源是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。因此，化工企业的节能降耗势在必行。 1.2 职业学校培养学生节能降耗意识的必要性 职业学校为化工企业培养第一线的操作工，将来他们是能源最直接的使用者和操作者，对企业节能降耗工作的具体落实具有举足轻重的作用。不可否认的是，目前不少中职学生的能源危机感和节能环保意识都是比较薄弱的，职业教育不应仅限于培养学生的动手操作技能，更应承担起培养具有社会责任感的节能型人才的责任。 课堂教学作为学校教育教学的主阵地，在教学中对其进行节能降耗意识的培养尤其重要。化工单元操作是化工类及相关专业的一门重要的工程技术课程，课程所涉及的知识和技能在实际生产中具备很高的应用价值，是培养学生专业职业能力的一门必不可少的课程。化工单元操作课程的教学正在实施以真实的生产问题为学习任务的工作场景教学模式，注重做到理实一体，做学结合，努力培养和提高学生的职业能力本文由收集整理。正因为如此，实训装置的利用率非常高。化工单元操作实训装置不仅承担了校内学生的实训，还承担了校外一些机构的培训，除了基本的设备检修和节假日之外，设备基本上都是处于运转状态，能源消耗量较大。另外，多数操作者操作实训装置仅仅是为了完成操作任务，很少或没有认真考虑过能源的使用情况及能耗成本。鉴于为企业培养具有节能降耗理念的一线操作工和为我校创建节约型校园增砖添瓦的双重目的，笔者认为，作为从事化工单元操作课程教学的一线教师，在教学中对学生进行节能降耗意识的培养不仅义不容辞，而且刻不容缓。 2 教学中节能降耗意识的培养措施 节能降耗意识的培养并非一朝一夕就能完成的，需要长期不断灌输。除了在教学中渗透日常生活中的节能意识之外，也需要老师的言传身教。结合本课程的性质特点，笔者探索出以下节能降耗意识培养的措施。 2.1 结合课程内容，渗透节能降耗理念 化工单元操作的种类很多，但是无论哪一类单元操作，从原料种类到涉及的公用工程都是能源，节能降耗理念必须在培养学生建立能源概念的前提下，寻找相应的载体进行渗透。根据课程标准，笔者和同仁们精心梳理教学内容，在教学中寻找切入点，力求适时适机适当地将节能降耗意识有机渗透于教学中，提高渗透与教育实效。该课程中流体的黏性、管子规格的选择、流体阻力、回流比的选择、吸收剂用量的选择等等均涉及能量或物料消耗，在学习过程中应体现降低能耗的重要性，灌输节能降耗的理念。如吸收剂用量的选择，虽然吸收剂用量增大会提高吸收效果，但吸收剂消耗量大，输送过程的能耗也大，所以吸收剂用量不是越大越好，而是根据实际情况合理选择。再如我校精馏装置的原料在进入精馏塔之前先与塔顶蒸气在列管式换热器内交换热量，此处的亮点在于不仅可以利用塔顶蒸气放出的热量预热原料，同时也用原料冷凝冷却了塔顶蒸气，从而达到节能的目的。总之，在教学中，适当穿插节能降耗的环节，提高学生的能源忧患意识和节约意识，使其深刻认识到节能降耗是化工企业的生存之本，立足之基，作为将来从事化工企业的一线操作工，有责任和义务为化工企业的节能降耗做出自己的贡献。 2.2 结合操作装置，践行节能降耗措施 节能降耗的真正落实必须是建立在对装置的实际操作上。为了将节能降耗理念最大限度地融入装置操作上，笔者和同仁们共同开发出能够通过提高操作水平进行节能降耗的装置，并将这些改造成果和意义潜移默化地移植到教学过程中。下面以精馏装置为例介绍。 精馏是化工、石化、医药等过程的重要单元操作，其能耗约化工生产的60%，精馏装置能耗主要包括水耗、电耗、原料消耗等。笔者在工作场景教学模式下进行精馏理论和装置操作教学的同时，也会有针对性地引导学生思考和感受：如何降低单位产品的能耗，优化操作控制，合理控制产能、质量、消耗等技术和经济指标等。 2.2.1 采用最佳进料热状况 当进料流量和组成、产品流量、塔板数和板效率、回流比等参数不变的情况下，进料热状况的不同将造成精馏塔中精馏段和提馏段气液两相流量的变化，从而影响塔的分离能力以及再沸器和冷凝器的热负荷，即影响精馏塔能量的消耗。冷液进料时，塔的分离能力较高，但是能耗较大，随着进料热状况参数q的数值减小，塔的分离能力下降，但是能耗也随着减小。在能够满足分离要求的前提下，使进料处在较小q值的热状况，可以达到节能的目的。 在明确进料热状况对分离能力和能耗的影响之后，要求学生探究最佳进料热状况，从而达到满足分离要求和节能的双重目的。目前，我校的精馏装置可以通过调节预热器的加热电压控制进料热状况，故实训过程中让学生通过分析得出最佳进料热状况后实施调节操作，从而在精馏操作的第一环节就达到节能降耗的渗透。当然，悄然渗透与教学目标的达成是不矛盾的，我们的目的不仅仅是使精馏过程得以节能，而且同时也应提高产品的产量和质量，提升操作者的操作水平。 2.2.2 选择适宜回流比 回流比的大小，对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响。增大回流比，在精馏装置一定的情况下，可提高产品纯度；但回流比的增大，加大了塔釜塔顶的温差，势必要求再沸器产生的蒸气量相应增加，即精馏塔的能耗也相应增加。减小回流比，在精馏装置一定的情况下，势必会降低产品纯度；但回流比的减小，也要求再沸器产生的蒸气量相应减小，即精馏塔的能耗也相应减小。可见，回流比直接影响再沸器的热负荷，决定精馏分离的能耗。在能够满足分离要求的前提下，尽量减小回流比，可以达到节能的目的。 笔者在带领学生理解回流比对产品纯度和能耗均有影响的同时，注重引导学生分析和讨论怎样选择回流比，做到既可以提高产品纯度又可以减小能量消耗。在此基础上，启发学生实战操作，通过改变回流量和采出量进行回流比的调节，在适宜回流比的前提下进行物料分离，不仅保证了产品纯度，提高了操作水平，也达到了节能的目的。当然，回流比不是一成不变的，而是根据精馏分离的具体情况的改变而改变的，其目的就是在满足产品质量的前提下尽可能做到提高产量和节约能耗，这是对操作者操作水平的考验。 2.2.3 其他 精馏是个复杂的单元操作过程，影响装置产能、质量、消耗指标的因素还有再沸器的加热量、冷凝器的水用量、原料液的进料量等等，它们之间相互联系又相互制约，操作过程中要合理调节，才能满足指标要求，这也体现了装置节能降耗的复杂性。因此，笔者在教学过程中，有的放之地带领学生综合考虑问题，通过对装置的实际操作探究最佳操作条件，不仅提高了操作水平，而且也进一步强化了学生的节能降耗意识。 另外，笔者和同仁们还通过教学软件对学校缺乏的热泵精馏、采用中间冷凝器和中间再沸器的精馏、多效精馏等虚拟装置对学生进行节能方面的分析与讨论，了解更多精馏过程的节能技术，开拓学生知识面。 2.3 结合评价考核，增加节能降耗要素 学业评价是对学生的知识和能力水平进行价值判断的过程。学校对学生的要求也应与企业对员工的要求一致，为了与企业要求接轨，化工单元操作课程的学业评价在原来课堂纪律、作业笔记、活动参与、安全纪律、岗位技能、工作态度、团队协作等要素的基础上增加了节能评价要素。例如，将学生在装置操作过程中有无及时关闭装置的相应电源及阀门纳入评价内容等。这样，教学就不仅仅注重职业技能培养，还兼顾职业态度、职业意识、安全环保、沟通表达、团队合作等多种职业素养的培养。 装置操作的好与坏不仅取决于操作的规范性，更取决于对质量指标的控制，因此对学生装置操作的考核方面增加了能耗考核环节。化工单元操作装置的考核兼顾规范操作、安全操作、技术指标三个方面，其中技术指标包括工艺指标的合理性、装置稳定时间、产品浓度、产品质量、原材料消耗、水电能耗等内容，且技术指标所占比例较大。这样，让学生在装置运行过程中融入了化工企业的生产经营理念，让低耗、优质、高产铭刻于每个学生内心深处，与生产实际吻合度较高。 另外，笔者不仅注意将节能降耗的意识培养用心渗于课内，还将其寓于课外，做到了课内外的有机结合，如鼓励学生积极参与以节能降耗为主题的网上竞答、踊跃参加学校组织的以废品为原材料的小制作竞赛等等，这不仅为学生关注节能降耗，增强环保意识提供平台，促进了节能降耗意识的传播，而且还能激发学生的创新火花，鼓励学生主动去思考探索，积极追求更高的目标。 3 结语 职业学校对学生进行节能降耗意识培养的最终目的是将节能降耗意识有效地内化于心，并贯彻到日常生活和即