化工工程設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的應(yīng)用

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我國針對(duì)化工工程設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的結(jié)合研究起源于上世紀(jì)60年代，近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及軟件技術(shù)的不斷革新，在現(xiàn)代化工工程設(shè)計(jì)中所占的比重也越來越大；從局部輔助到全面輔助，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)可以模擬、計(jì)算和繪圖，將化工工程整個(gè)體系從分子結(jié)構(gòu)到物理性質(zhì)的整體工藝給予表現(xiàn)，對(duì)我國的化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。

1化工工程設(shè)計(jì)概述

一般來說，化工工程設(shè)計(jì)與化工企業(yè)發(fā)展存在相輔相成的關(guān)系。通過化工設(shè)計(jì)手段，來模擬一種化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)工藝流程，并進(jìn)一步檢驗(yàn)其實(shí)現(xiàn)的可行性，最終根據(jù)化工工程的實(shí)現(xiàn)情況設(shè)計(jì)廠區(qū)、構(gòu)建設(shè)備、投資生產(chǎn)；因此也可以說，化工工程設(shè)計(jì)是化工企業(yè)建設(shè)的先決條件，其核心包括兩個(gè)方面，第一是工藝設(shè)計(jì)，第二是工程設(shè)計(jì)。第一，工藝設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)全新的化工項(xiàng)目而言，設(shè)計(jì)者可以從理論角度了解化學(xué)反應(yīng)的必然性，但無法保證化學(xué)工藝的有效性。如煤制乙醇的工藝設(shè)計(jì)，要根據(jù)煤炭資源的品種、煉制爐的規(guī)模、當(dāng)?shù)貧夂驐l件等綜合評(píng)定。而且，現(xiàn)實(shí)中的化工工程環(huán)境與實(shí)驗(yàn)室存在很大差別，化工工程設(shè)計(jì)也要解決這些不利因素；因此，工藝設(shè)計(jì)本質(zhì)上是一種創(chuàng)造性活動(dòng)，它遵循一定的化學(xué)原理，但要根據(jù)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)條件和生產(chǎn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。第二，工程設(shè)計(jì)。在針對(duì)化工工藝進(jìn)行考證后，就要以現(xiàn)實(shí)資源為基礎(chǔ)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，即化工企業(yè)廠區(qū)的實(shí)現(xiàn)。這一過程包括的內(nèi)容主要有工藝路線設(shè)計(jì)、化工設(shè)備分布設(shè)計(jì)、土建工程設(shè)計(jì)、儀表儀器控制設(shè)計(jì)、自動(dòng)化設(shè)備體系設(shè)計(jì)等等，很大一部分工程設(shè)計(jì)內(nèi)容是新建項(xiàng)目。

2計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在化工工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

就目前來說，在化工工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的計(jì)算機(jī)軟件類型主要有4種，分別是：辦公軟件（office或WPS系列）、繪圖軟件（PS系列）、建筑工程作圖軟件（CAD）以及3D功能軟件。

2.1計(jì)算機(jī)軟件的功能分析

計(jì)算機(jī)設(shè)備的廣泛應(yīng)用為化工企業(yè)提供了便利條件，設(shè)計(jì)人員可以通過繪圖軟件表達(dá)出化工工藝的拓?fù)鋱D，辦公軟件則實(shí)現(xiàn)備選設(shè)備和方案的記錄分析，而對(duì)于工程作圖軟件而言，劃分的種類更加詳細(xì)，包括自動(dòng)化設(shè)計(jì)輔助軟件、CAD施工繪圖軟件、車間管道輔助設(shè)計(jì)軟件等，從不同的需求上進(jìn)行選擇。3D技術(shù)是化工工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)應(yīng)用亮點(diǎn)，利用CAD軟件實(shí)現(xiàn)平面建模，軟件可以提供精確的比例尺輔助，減少不同模塊在空間中的物理交叉，提高科學(xué)性和合理性，也便于3D軟件對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)的模擬，提高工藝流程的直觀性；3D軟件可以實(shí)現(xiàn)不同模塊的內(nèi)部、剖面結(jié)構(gòu)，在精確數(shù)據(jù)的前提下，對(duì)化工工藝進(jìn)行預(yù)測，提高現(xiàn)實(shí)可行性。

2.2計(jì)算機(jī)軟件的具體應(yīng)用

第一，數(shù)據(jù)處理。一直以來，化工工程設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)處理都是主要的制約因素，這是由于化學(xué)反應(yīng)本身具有較大的不穩(wěn)定性，受到外界環(huán)境的影響因素較大，如原料成分、環(huán)境溫度、壓力、催化劑等，只能得到一個(gè)大致的數(shù)據(jù)范圍；如何盡可能地縮小這一范圍就成了人們計(jì)算的重點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)軟件功能，可以在模擬的同時(shí)得到準(zhǔn)確的計(jì)算區(qū)間，減少誤差，也可以利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行對(duì)比，從而為工藝設(shè)計(jì)提供較大的便利。第二，繪圖協(xié)助。在早期針對(duì)化工工程設(shè)計(jì)的人員來說，手工繪圖存在很大的誤差率，尤其是在現(xiàn)實(shí)距離測量中，無法進(jìn)行良好的掌控。通過CAD軟件可以很好地解決這一問題，軟件內(nèi)的比例尺、等比放大等功能，既可以掌控整體設(shè)計(jì)，也可以針對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)快速編輯、修改。第三，化學(xué)反應(yīng)條件預(yù)測?；瘜W(xué)工藝設(shè)計(jì)的核心是掌握現(xiàn)實(shí)環(huán)境中化學(xué)反應(yīng)的程度，以及在化工設(shè)備中的有效轉(zhuǎn)化率，因此實(shí)驗(yàn)工作是必不可少的。很明顯，實(shí)驗(yàn)本身是一種預(yù)測性行為，除了需要一定的投資之外，還要對(duì)全部流程條件進(jìn)行預(yù)測，可操作性并不完善；通過計(jì)算機(jī)軟件的模擬功能，能夠更好地實(shí)現(xiàn)化學(xué)條件預(yù)測，如針對(duì)不同元素的性質(zhì)調(diào)整反應(yīng)系數(shù)。總地來說，計(jì)算機(jī)軟件所能發(fā)揮的功能十分強(qiáng)大，并不局限于單純地設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也可以應(yīng)用到生產(chǎn)安全預(yù)測、設(shè)備維修檢測等方面，對(duì)我國的化工工程設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3結(jié)語

根據(jù)以上論述不難看出，利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)可以促使化工工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果，但在具體的應(yīng)用中還存在一些問題，如專業(yè)性軟件的匹配問題、環(huán)境因素的添加、化工工藝改進(jìn)模擬系統(tǒng)開發(fā)等。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，化工工程設(shè)計(jì)應(yīng)用方面必然會(huì)形成細(xì)分化格局，兩者相互影響、相互依賴的程度也越來越高。

作者：趙葉 單位：中國昆侖工程公司