新疆建設(shè)煤化工仿真實訓(xùn)工廠必要性探討

田　順，張國偉，李長海，張　偉

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆　克拉瑪依　833600)

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新疆建設(shè)煤化工仿真實訓(xùn)工廠必要性探討

田順，張國偉，李長海，張偉

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆克拉瑪依833600)

根據(jù)高職人才培養(yǎng)模式，依托于新疆煤化工的發(fā)展機(jī)遇，克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化學(xué)工程系在“十二五”期間，開設(shè)了煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)。結(jié)合新疆煤化工企業(yè)生產(chǎn)特點，建設(shè)大型煤化工仿真實訓(xùn)工廠，將煤化工技能大賽與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合，認(rèn)識實習(xí)與化工單元操作仿真實訓(xùn)相結(jié)合，生產(chǎn)實習(xí)與煤化工工藝仿真實訓(xùn)相結(jié)合，校內(nèi)實訓(xùn)與校外實訓(xùn)相結(jié)合，可以更好的培養(yǎng)符合新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)技能型人才。為了達(dá)到培養(yǎng)煤化工行業(yè)的技術(shù)技能型人才的要求建設(shè)煤化工仿真實訓(xùn)工廠迫在眉睫。

高職；仿真工廠；技術(shù)技能型；實訓(xùn)

2015年10月26日，第十八屆中央委員會第五次全體會議召開，能源“十三五”規(guī)劃是重中之重。據(jù)悉，“十三五”將加快建設(shè)安全、清潔、高效、低碳的現(xiàn)代能源體系，首要任務(wù)便是控制煤炭消費，并加強(qiáng)煤炭清潔利用，適度發(fā)展現(xiàn)代煤化工。

新疆地處中國西北邊陲，擁有豐富的煤炭資源，由于煤炭運輸成本，很難發(fā)揮資源優(yōu)勢發(fā)展經(jīng)濟(jì)。中央新疆工作座談會和對口援疆會議明確提出：要將新疆建設(shè)成全國大型油氣生產(chǎn)加工和儲備基地，大型煤炭加工基地，全國可再生能源規(guī)?；檬痉痘睾瓦M(jìn)口能源資源的陸上大通道。按照這個要求，新疆要大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)以煤炭為原料生產(chǎn)合成天然氣、甲醇、燃料油和精細(xì)化學(xué)品，實施煤炭轉(zhuǎn)化、疆電外送、疆煤東運和煤化工等一系列戰(zhàn)略部署[1]。

1　新疆現(xiàn)有煤化工企業(yè)和人才需求

新疆最新煤化工方面的項目見表1。

表1　新疆煤化工項目一覽表

續(xù)表1

國電平煤公司40億立方米煤制天然氣建設(shè)項目國投煤化工公司60萬噸煤制烯烴項目山東新汶伊犁能源公司慶華煤炭低溫?zé)峤舛嗦?lián)產(chǎn)項目中電投新疆能源公司伊南60億Nm3/a煤制天然氣項目一期20億Nm3/a工程瑞祥公司煤焦化及綜合利用項目(二期焦化)中電投新疆能源有限公司60億立方米煤制氣項目伊力特煤化工95萬噸煤焦化項目徐礦集團(tuán)賽爾能源有限公司新疆振興炭黑有限責(zé)任公司6×3萬噸炭黑和3×12kW尾氣發(fā)電項目新疆富蘊(yùn)廣匯新能源有限公司年產(chǎn)40億立方米煤制天然氣液化項目新疆新業(yè)化工股份有限公司60萬噸/年褐煤提質(zhì)項目伊寧市蘇拉宮工業(yè)園及慶華煤炭低溫?zé)峤舛嗦?lián)產(chǎn)項目新疆拜城峻新化工有限公司-3×3萬噸炭黑及9000KW尾氣發(fā)電

從表1可以看出，新疆的煤化工主要集中在煤制氣、煤制烯烴及煤制甲醇等方面，所以新型煤化工是新疆煤化工的發(fā)展主要方向。由于產(chǎn)品需求、環(huán)保、技術(shù)、資金等問題，多數(shù)規(guī)劃的項目沒有按期投產(chǎn)，如果以上企業(yè)能在“十三五”期間投產(chǎn)，以上企業(yè)人才缺口巨大；以神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)公司煤制烯烴公司40萬噸煤制烯烴為例，公司總配備人數(shù)2450人，以新天煤化工有限公司 20億立方煤制天然氣項目為例，人員配備大約在2000人，新疆現(xiàn)有煤化工項目計算，新疆人才缺口在五萬人以上，據(jù)英才網(wǎng)聯(lián)旗下化工英才網(wǎng)招聘數(shù)據(jù)顯示，截至10月末，化工行業(yè)的人才招聘需求較去年同期上漲15%，其中，清潔煤化工人才需求同比上漲10%，新疆新型煤化工人才增長10.6% 。新疆開設(shè)煤化工先關(guān)各科的高等院校很少，主要有新疆工程學(xué)院、新疆大學(xué)、新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院、克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院等少數(shù)院校，而這些院校針對培養(yǎng)技術(shù)技能型人才且貼近真實煤化工工廠的實訓(xùn)設(shè)備少之又少，所以建設(shè)功能齊備的大型煤化工仿真工廠勢在必行[2]。

2　從系部近兩年就業(yè)看煤化工

表2　克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院12級學(xué)生就業(yè)情況統(tǒng)計表

克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化學(xué)工程系現(xiàn)有專業(yè)四個，分別是石油化工生產(chǎn)技術(shù)、煤化工生產(chǎn)技術(shù)，工業(yè)分析與檢驗，精細(xì)化工，油田應(yīng)用化學(xué)五個專業(yè)，2015屆就業(yè)率為95%，就業(yè)情況見表2。

從表2中可以看出，雖然我系2015年煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)未有畢業(yè)生，但是其他非涉煤專業(yè)截止2015年3月就業(yè)統(tǒng)計時有46.9%的畢業(yè)生進(jìn)入煤化工相關(guān)企業(yè)就業(yè)截止2015年10月31號我系2016屆畢業(yè)生就業(yè)情況表見表3。

表3　克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院12級學(xué)生就業(yè)情況統(tǒng)計表

從表3可以看出，我系一共就業(yè)112名學(xué)生，煤化工相關(guān)企業(yè)就業(yè)學(xué)生為73人，煤化工就業(yè)占總?cè)藬?shù)的65.2%，特別煤化工1331班85%以上在煤化工相關(guān)企業(yè)就業(yè)，雖然受國際油價的影響，煤化工產(chǎn)業(yè)步入了寒冬，但是依舊有優(yōu)質(zhì)煤化企業(yè)吸納人才，伴隨著國家“十三五”計劃中能源板塊的部署以及發(fā)達(dá)地區(qū)對清潔能源的需求，煤化工企業(yè)會很快走出困境，成為化工類學(xué)生就業(yè)的優(yōu)先選擇。所以我系需要建設(shè)與現(xiàn)代煤化工企業(yè)工業(yè)相類似的仿真實訓(xùn)工廠，培養(yǎng)更多煤化工企業(yè)需要的動手能力強(qiáng)，煤化工專業(yè)知識扎實的學(xué)生[3]。

3　系部專業(yè)設(shè)置與實訓(xùn)工廠

克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化學(xué)工程系現(xiàn)有石油化工生產(chǎn)技術(shù)、煤化工生產(chǎn)技術(shù)，工業(yè)分析與檢驗，精細(xì)化工，油田應(yīng)用化學(xué)，煉油技術(shù)共計1464名學(xué)生，煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生共計400人，占總?cè)藬?shù)的27.3%，其中2015級新生共計567名學(xué)生，煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)共計166名學(xué)生，占總?cè)藬?shù)的29.3%，從以上數(shù)據(jù)可以看出，我校從人才需求角度出發(fā)，會逐步加大煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)的人才招生。另外滿足企業(yè)需求，我系非煤化專業(yè)也部分開設(shè)了煤化相關(guān)課程。

依據(jù)新疆煤化工企業(yè)需求，以及煤化工技術(shù)本身特點出發(fā)，我系煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)主要開設(shè)《煤化學(xué)》、《煤氣化》、《煤液化》、《煤化工生產(chǎn)技術(shù)》、《煤化工設(shè)備操作與維護(hù)》等專業(yè)課程，對于非煤化工專業(yè)的學(xué)生開設(shè)《煤化工生產(chǎn)技術(shù)》這門課程。建設(shè)煤化工仿真實訓(xùn)工廠可以為《煤化工生產(chǎn)技術(shù)》、《煤氣化》、《煤液化》、《煤化工設(shè)備操作與維護(hù)》等課程設(shè)置實踐教學(xué)單元，讓學(xué)生從實踐中更好的掌握知識技能，樹立安全操作知識，更好的滿足煤化工企業(yè)對學(xué)生技能素質(zhì)的要求。煤化工仿真實訓(xùn)工廠建成后可以成為煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)、認(rèn)識實習(xí)、技能考證實習(xí)的主要場所，其他專業(yè)課程的輔助教學(xué)場所，煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)和非涉煤專業(yè)煤化工方面主要課程設(shè)置及課時安排見表4。

表4　煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)和非涉煤專業(yè)煤化工方面主要課程設(shè)置及課時安排表

從表4中可以看出，不考慮班次數(shù)，煤化工大型仿真實訓(xùn)工廠每學(xué)期接受實踐課時為304課時，按照每學(xué)期19周，周學(xué)時26學(xué)時計算，每學(xué)期494課時，實訓(xùn)室利用率為61.5%，考慮到班次、學(xué)生分批操作實訓(xùn)以及為企業(yè)員工培訓(xùn)等實際情況，實訓(xùn)工廠利用率在90%以上。

4　煤化工仿真實訓(xùn)工廠企業(yè)培訓(xùn)功能

煤化工行業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中的地位尤為重要，其工藝設(shè)備逐漸大型化，自動控制水平也越來越高，因而對生產(chǎn)運行人員的操作能力與水平有了更高的要求。相反的是，為了提高生產(chǎn)效率，必須保證設(shè)備長周期、安全、穩(wěn)定、優(yōu)化地運行，因而在生產(chǎn)實際過程中不方便依靠實際生產(chǎn)裝置來提高和培訓(xùn)運行人員的操作技能[4]。

煤化工仿真實訓(xùn)工廠可以成為煤化工企業(yè)員工培訓(xùn)中心，從煤化工企業(yè)員工培訓(xùn)中心及培養(yǎng)高校、高職高專、技校、職業(yè)教育實訓(xùn)基地學(xué)員的實踐能力及職業(yè)培訓(xùn)需求出發(fā)，本著實用性與前瞻性相結(jié)合、職業(yè)技能培訓(xùn)與鑒定相結(jié)合、實訓(xùn)裝備的硬件與技能訓(xùn)練仿真軟件相結(jié)合的思想，對現(xiàn)代煤化工工藝過程、動態(tài)操作、煤化工使用的自動化檢測傳感執(zhí)行裝置及國內(nèi)先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，以培養(yǎng)能夠適應(yīng)當(dāng)前及未來煤化工企業(yè)所需要的各類技術(shù)人員，滿足煤化工工業(yè)建設(shè)與生產(chǎn)的需要。

5　煤化工仿真實訓(xùn)工廠所需實訓(xùn)單元

根據(jù)新疆煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點，煤化工仿真實訓(xùn)工廠所需的技術(shù)單元有：

(1) 煤化工仿真工廠包括十個實物仿真工段

水煤漿制備工段系統(tǒng)；氣化工段系統(tǒng)(魯奇爐工藝)；氣化工段系統(tǒng)(GSP爐工藝)；水煤漿德士古多噴嘴工藝；真空閃蒸及黑灰水處理工段；耐硫?qū)挏刈儞Q工段系統(tǒng)；低溫甲醇洗(凈化工段)；克勞斯三級硫回收工段；甲烷化工段系統(tǒng)；甲醇合成及精餾系統(tǒng)。

(2) 煤化工仿真軟件包括十四個仿真單元

碎煤制備系統(tǒng)仿真軟件；干煤粉制備輸送系統(tǒng)仿真軟件；水煤漿制備工段系統(tǒng)仿真軟件；氣化工段系統(tǒng)(魯奇爐工藝)仿真軟件；氣化工段系統(tǒng)(GSP爐工藝)仿真軟件；水煤漿德士古多噴嘴工藝仿真軟件；真空閃蒸及黑灰水處理工段仿真軟件；耐硫?qū)挏刈儞Q工段仿真軟件；低溫甲醇洗(凈化工段)仿真軟件；克勞斯三級硫回收工段仿真軟件；甲烷化工段系統(tǒng)仿真軟件；甲醇合成及精餾系統(tǒng)仿真軟件；空分工段仿真軟件；甲醇制丙烯工段仿真軟件。

(3)煤化工仿真教學(xué)軟件包括九個教育仿真軟件系統(tǒng)

煤粉制備輸送工段系統(tǒng)仿真軟件；氣化工段系統(tǒng)(GSP爐工藝)仿真軟件；真空閃蒸及黑灰水處理工段仿真軟件；耐硫?qū)挏刈儞Q工段仿真軟件；低溫甲醇洗(凈化工段)仿真軟件；克勞斯三級硫回收工段仿真軟件；合成氣烷基化反應(yīng)；甲醇合成及精餾系統(tǒng)仿真軟件；空分工段仿真軟件。

建成以后的煤化工仿真實訓(xùn)工廠包含了大多數(shù)煤化工工段 煤化工仿真實訓(xùn)工廠建成后可以兼顧實習(xí)教學(xué)和未來面向企業(yè)員工在崗培訓(xùn)，仿真實訓(xùn)工廠采用虛擬與仿真物料(水和空氣)相結(jié)合，仿真企業(yè)生產(chǎn)的狀態(tài)，OTS仿真與實訓(xùn)工廠相結(jié)合，使操作工熟悉DCS操作，將工藝培訓(xùn)和操作培訓(xùn)整合在一起；對于氣化、合成、變換等重點單元系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模擬既要貼近現(xiàn)場真實數(shù)據(jù)，又要考慮到學(xué)生的能力素質(zhì)；針對煤化工大型仿真工廠，引進(jìn)三維漫游巡檢界面與二維DCS仿真操作相結(jié)合，讓學(xué)生進(jìn)入到具體的工廠實景中進(jìn)行操作，提高操作技能；對于現(xiàn)場重要設(shè)備如：透平式壓縮機(jī)、多級離心泵、氣化爐、變換爐、合成反應(yīng)爐、凈化再生塔等設(shè)備制作結(jié)構(gòu)、組裝、拆裝三維動畫圖；保證事故和突發(fā)事件的模擬真實性及的處理方法的合理性；每個工段獨立操作，主要設(shè)備氣化爐、合成塔、變換爐、吸收塔、主要管件、閥門、流量計、液位計保證其真實性，其他設(shè)備高仿，管線、主體框架為不銹鋼；工程軟件與教學(xué)軟件相結(jié)合，工程軟件為主體，盡可能真實靠近真實煤化工生產(chǎn)工藝；教學(xué)軟件可以使復(fù)雜的工程設(shè)計簡單，更有利于教學(xué)。以新疆的煤化工實體工廠為參考，可以定向培養(yǎng)新疆的煤化工所需要的人才[5]。

綜上所述，建設(shè)大型煤化工仿真實訓(xùn)工廠是培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的迫切需求，是提升我校專業(yè)知名度的真實需要，是響應(yīng)“國家十三五”規(guī)劃，服務(wù)新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)布局人才需求的有力保障。

[1]張國偉.高職培養(yǎng)技術(shù)技能型煤化工專業(yè)人才的探討[J].廣州化工,2015(18):216-218.

[2]王健.國有化工企業(yè)人才流失原因及對策[J].銅陵學(xué)院學(xué)報,2013(04):60-62.

[3]侯肖霞,郭增欣.論高職實踐性教學(xué)中實訓(xùn)基地建設(shè)[J].石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2006(2):59-64.

[4]李培,尹兆明.新型實訓(xùn)技術(shù)-防真工廠[J].廣東化工,2010,37(11):92-95.

[5]司紅巖,侯旭鋒.化工仿真實訓(xùn)的利弊[J].河北化工,2010,33(2):67-68.

Discussion on the Necessity of Building Coal Chemical Engineering Simulation Training Plant in Xinjiang

TIAN Shun,ZHANG Guo-wei,LI Chang-hai,ZHANG Wei

(Karamay Vocational and Technical College,Xinjiang Karamay 833600,China)

According to the training mode of higher vocational talents,relying on the development opportunities of Xinjiang coal chemical industry,the Petroleum Chemical Engineering Department of Karamay Vocational and Technical College had set up the coal chemical production technology specialty during the "Twelfth Five Year Plan" period.Combined with the production characteristics of Xinjiang coal chemical industry,the construction of large coal chemical simulation training plant can produce technical skills meeting the economic development of Xinjiang.The coal chemical skills competition and theoretical study were combined,practice to chemical and operation simulation training were united,meantime production practice and coal chemical process simulation training were combined with the practice of internal and external training by the training plant.In order to meet the requirements of the technical skills of coal chemical industry,the construction of coal chemical engineering simulation training plant was imminent.

higher vocational education; simulation factory; technical and skilled; practical training

A

1001-9677(2016)011-0249-03