郭仁华
衢州市清源生物科技有限公司 浙江衢州 324000
摘要：随着经济的快速发展，在我国化工行业快速发展的过程中，装备技术一直都占据十分重要的地位，过程装备技术作为化工行业中的一项核心技术，其发展情况影响着化工业的发展。因此，应深入挖掘过程装备技术的潜在应用价值，改善我国化工行业生产存在的问题。本文重点阐述过程装备技术在化工行业的应用，并对过程装备技术未来应用前景进行探索。
关键词：过程装备技术；化工行业；应用现状
一、过程装备技术在化工行业的应用
1.新型结构设计
随着科技水平的不断提高，制造工艺更新换代，对过程装备使用功能、性能质量提出了全新的要求。传统过程装备结构设计体系往往存在欠设计或过度设计等问题，过程装备结构方案的余量较大，导致设备制造成本与原材料消耗量较大。同时，装备造型结构与生产现场情况、制造工艺不匹配，导致装备使用功能无法最大发挥，设备运行稳定性有待提升。归根结底，问题在于过程装备结构设计理念落后，装备结构设计方案存在诸多缺陷。所以，设计人员要更新过程装备结构设计理念，积极借鉴国内外成熟、先进的设计理念与经验，持续对现行过程装备结构设计体系进行优化完善。同时，严格遵循实际出发、经济适用、安全可靠等设计原则。其中，实际出发原则指，企业综合分析制造工艺、设备实际使用用途、工作环境，确保所设计过程装备结构适应工作环境、具备完善的使用功能。经济适用原则指，在保证装备造型结构符合使用要求、设计标准的基础上，尽可量简化结构、减少原材料使用量与设备制造成本。
2.精确设计
现阶段，各类化工过程装备逐渐呈现出大型化、结构复杂化、一体化的发展趋势，在设备性能质量大幅提升的同时，也对装备设计水平提出了更高的要求，并加大了设计量。在传统人工设计模式下，需要由人工完成大量繁琐的设计工作，受到人为因素影响，常出现重复计算、计算错误、设计碰撞等问题，装备设计质量、使用寿命与故障出现率存在不确定性。此外，企业需要投入大量人力资源。因此，应将过程装备技术与计算机技术进行有效融合，凭借计算机技术高超的数据计算、采集分析能力，替代人工完成各项基础性设计工作，如数据采集、参数统计、数据分类储存等等。同时，还需要开发配套的设计软件，如仿真软件，可以基于过程装备设计方案，构建三维可视化装备模型，直观化呈现方案设计效果，便于设计人员掌握设计动态、梳理设计思路。
3.过程装备腐蚀保护
现阶段，化工企业生产现场环境较为复杂，大多数为强腐蚀环境，过程装备在实际使用过程持续受到腐蚀影响，装备老化速度加快，易出现结构破裂、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、磨损腐蚀等故障问题。根据相关调查报告显示，在装备失效故障统计数据中，受环境腐蚀而失效的装备占据总数的30%以上。同时，由于过程装备老化速度加快，企业将投入大量资源用于频繁开展设备维护保养与检修工作，装备使用成本较为高昂。
为此，企业加强对装备抗腐蚀性能的研发力度，综合分析各类装备腐蚀形式的表征信息、出现机理、腐蚀特征、损失程度等因素，在其基础上采取各项有效处理措施，做好装备腐蚀定性、定量分析工作。具体方向包括，开发耐腐蚀材料、在装备表面涂刷耐蚀涂层、深入研发表面防蚀技术、采取化学热处理或是电化学保护措施。例如，将高纯铁素体不锈钢、钛合金等具有良好抗腐蚀性能的材料作为装备制作原材料。
4.过程装备密封技术
化工企业生产现场环境复杂，部分装备在工作状态下将持续受到高压、强腐蚀等因素影响，如装备密封性能不足，不但无法充分发挥装备使用性能，还将存在安全隐患。例如，在化工储罐出现结合面泄露等故障问题内，内部所存储的化学介质持续向外泄露。因此，企业需要重点加强对过程装备密封技术的研发力度，确保装备在复杂工况下仍可保持稳定运行状态，且装备使用寿命及性能达标。而这项技术的未来应用方向为两种，一方面是对装备密封形式的转变，如采取真空密封、磁流体密封等全新形式。另一方面，加强对新型密封材料的研发力度，如聚四氟乙烯等高分子材料。例如，我国茂名石化企业研发出全新的干气密封技术，与传统装备密封技术相比，可以将成本缩减50%，取得了极为显著的经济效益。同时，著名学者顾永泉在过程装备流体动密封、平行面机械密封结构等领域取得了多项技术成果。
5.过程装备安全可靠性与RBI研究
由于化工过程装备的工作环境较为复杂，加之受到人为操作因素影响，偶尔出现各类装备故障问题，因此，对过程装备安全可靠性能的提升，是过程装备技术的核心环节与未来发展趋势。根据相关调查统计显示，在全球范围内，由化工过程装备故障而造成的损失，占据各类大型装备所造成损失的50%以上。针对这一问题，企业需要运用数字化技术，加强对过程装备安全可靠系统的评估力度。例如，基于模糊理论与数理统计方式，针对性构建过程装备安全数字模型，直观描述装备存在的安全风险、准确估算风险系数与故障出现率。随后，合理设定过程装备与零部件的最优检修次数、采取状态检修方式。
此外，RBT作为一种装备风险等级评价方式，可以直观评价过程装备所存在的各处风险源、合理划分风险等级、为后续装备检测维护计划的制定提供参考。RBT技术在早期发展阶段中主要被用于检测石油化工管道，随着技术体系的不断完善，当前已被广泛用于大型过程装备检测领域中。而在化工过程装备使用过程中，还将构建起配套的RBT数据资料库，持续对各类装备的运行数据进行采集备份，结合制造工艺与现场环境，对过程装备在后续一定时间阶段内的运行工况进行准确预测，提前发现所存在的问题隐患。
6.过程装备自行修复调控系统
在化工装备运行过程中出现各类故障问题时，将对设备运行效率造成影响，有可能导致设备运行瘫痪。因此，为保证化工装备的稳定运行状态，预防各类故障问题的出现，需要加强对过程装备自我保护技术的研发力度，配置装备自行修复调控系统。当化工装备出现故障问题或处于异常运行状态时，系统将基于程序运行准则采取各项保护措施，修复故障问题、恢复化工装备的正常工作状态。现阶段，常用化工装备保护技术包括自适应技术、免疫技术、自行修复技术等等。同时，企业还可选择融合装备保护技术与智能化技术，确保自行修复调控系统具有故障诊断等使用功能。
结语：
综上所述，在化工行业、装备制造业高速发展的时代背景下，给石化行业过程机械专业和大型装备制造业带来前所未有的发展机遇。企业必须加强对过程装备技术的应用力度，严格遵循技术内在发展规律，重视有关化学工程与装备的基础性研究，重视用高新技术来改造传统单元过程的开拓性工作。同时，加大技术研发力度，及早实现化工过程装备技术的国产化、集约化发展目标。
参考文献：
[1]温小光,黄磊,吴强,徐广通,王美霞.石化行业过程装备技术研究[J].化工设计通讯,2020,46(05).
[2]黄军辉.石化行业过程装备技术研究和发展简述[J].科技创新导报,2012(19).
[3]黄伟,王涛.石化行业过程装备技术研究和发展简述[J].化工管理,2016(14).