化工设备设计技术现状及发展趋势核心思路

秦怡晨

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

引 言

工业产业的发展为我国经济发展提供的重要动力，同时提高了人们的生活水平和生活质量。在工业发展中，化工设备是重要的基础工具，化工设备设计技术水平直接影响着工业的健康和可持续发展。因此，相关部门和工作人员要高度重视化工设备设计技术的发展，充分考虑其在应用过程中可能遇到的问题。

1 化工设备设计技术的现状

我国化工设备的发展经历了一个漫长的过程，在20世纪60年代是我国化工设备发展的重要时期，为了满足经济发展和建设的需求，化工设备出现了供不应求的现象［1］。化工设备设计部门工作人员不仅要提供大量的通用设计，而且要编制出规范的、科学的工艺程序。20世纪80年代，化工设备设计进入了一个全新的发展阶段，在制造技术、结构设计、材料选择等方面做出了很多设计工作，并且在安全监督方面取得了十分明显的成效。20世纪90年代计算机开始应用在化工设备的设计中。现今，计算机技术在化工设备设计中的应用日趋完善并且朝着更加高端的方向发展，逐渐向模拟设计和科学仿真方向过渡。

2 化工设备设计技术的发展

目前我国石化企业取得了较大的进步和发展，在设计技术和经营管理方式上逐渐朝着深加工、一体化和节能化的方向发展。同时我国计算机发展水平逐渐提升，在人工智能、科学仿真、三维实体测试方面取得了十分明显的进步。为了与此相适应，我国化工设备设计朝着应用先进计算机技术、综合管理和现代化的方向发展。我国现代科学的发展具有一定的多学科性和综合性，化工设备技术也已经成为综合性和多学科性的技术，其主要的内容包括计算机技术、化工技术、力学、管理技术等等，已经与现代化技术有效结合在一起。现阶段，化工设备设计技术的发展趋势分为以下几个方面。

2.1 化工设备设计技术朝着多方位的现代化设计技术方向发展

化工设备设计技术未来的综合设计特点将会更加明显，并且将会进一步朝着多方位现代化设计技术方向发展［2］。现代化化工设备设计技术主要包括石化工程数据、强度设计技术、三维实体设计技术、开放动态分析技术等等。在化工设备综合设计技术方面，逐渐由原有单纯的向包含诊断、设备报价等在内的全过程承包方向发展。现代化工设备设计技术朝着综合化设备设计方向发展是技术发展的必然趋势。从广义的角度来讲，化工设备设计应该以产品设计构思为出发点，其中主要包括整个设备的维修、安装、销售、制造、采购等过程，设计人员要全面考虑横向和纵向与化工设备相关的问题，需要注意的是其中还包括环保问题。目前，美国的软件开发公司已经在规范设计软件的基础上开发了在制造厂中应用的设备报价软件、容器上的管道有限分析软件，在化工设备综合设计方面取得了较大的进步。

2.2 化工设备朝着CAE／CAD方向发展

目前，传统的计算机辅助设计模式逐渐向计算机辅助工程CAE方向发展，并且计算机辅助绘图技术日趋成熟。相关学者认为在未来CAD技术将会更加智能化、集成化、开放化、标准化和虚拟现实等，其核心内容将会向CAE方向过渡和发展。与CAE相比，CAD的概念更加直接，同时CAE的主要内容是充分利用计算机技术全面、仔细地分析产品或者工程的安全性、可靠性和实际运行性能，科学地模拟未来的运行状态，进而及时、准确、有效地发现设计中存在的缺陷，增强产品或者工程的性能，提升其安全性和可靠性。相关学者预测PC机的图形处理能力将会有大幅度提升，硬盘容量将会升级，用户对于设计方案、计算机模型等的需求量将会增加，这将会推动CAE软件数据库的进一步发展。

2.3 分析设计技术将会被普遍采用并实现深入发展

随着我国市场经济的不断发展，化工设备的经济效益地位越来越突出，使用分析设计技术方法有利于延长化工设备的使用寿命，降低化工设备的综合成本。为了保证化工设备使用的可靠性和安全性，减轻设备的重量，大型化工设备往往会使用应力分析设计方法［3］。除此之外，延寿技术和失效分析是提高化工设备经济效益的重要组成部分。其中延寿技术可以通过仔细分析设备元件和材料的强度等对化工设备进行分析设计，进而延长化工设备的使用期限。失效分析可以有效预测加工生产中可以出现的缺陷，制定相应的解决措施，进而有效提升设备加工的质量。这些设计方法不仅可以应用在设备管理中，而且可以应用在产品的设计中。

3 化工设备设计中需要注意的几个问题

3.1 安全问题

在化工设备设计中要重点关注安全问题，目前我国工业化生产过程中存在着很多不安全因素，其中包括设备使用中出现的安全问题、有害气体释放问题等，设计人员在实际的设计中要充分考虑这些安全问题，进而保证化工生产的安全性和可靠性，最大程度降低化工生产过程中的危险系数。

在选择组装材料的化工设备时要全面掌握和了解材料的化学性能和空气中的稳定性，保证在应用的过程中不会产生一些不良反应，降低安全隐患出现的概率。同时设计人员要认真研究材质使用过程中散发出的气体，检查其是否对人体的健康产生威胁，了解具体的防范措施，真正做到防患于未然。

3.2 生态环境问题

目前我国正处于经济转型的关键时期，正在由传统的经济转向生态经济。在我国经济发展中，工业化发展是重要地力量。化工企业应该积极转变经营观念，实现生态效益和经济效益的协调发展［5］。为了更好地保护生态环境，工业发展要与环境发展同步，在化工设备设计中要充分考虑生态环境问题，了解如何将废旧物品循环利用，有效提升能源的利用质量和利用效率。从根本上降低废气的排放，这不仅可以提高企业的经济效益和社会效益，而且可以实现保护生态环境的目标。

3.3 防腐问题

防腐问题是化工设备设计中面临的重要问题，一旦化工设备受到腐蚀，那么将会严重影响产品的质量和其使用寿命，给企业带来严重的经济损失［6］。在化工设备设计中，设计人员要尽量选择一些抗腐蚀性较强的零件，将防腐问题放在设计过程的重要位置，选择抗腐蚀性强的材料，有效延长设备的使用寿命，为企业创造更高的经济效益。

4 结语

化工设备设计是化工投入生产中的重要组成部分，同时也是第一个环节，因此化工企业必须给予高度重视。化工企业要全面掌握和了解化工设备设计技术现状和发展趋势，从根本上解决化工设备设计技术中存在的问题，实现化工企业的健康可持续发展。