本實用新型涉及化工教學用實訓裝置，主要用于對化工及相關專業(yè)學員和化工行業(yè)操作人員崗位職業(yè)能力的教學培訓和考核。

背景技術：

“公用工程”是化工裝置各公用輔助設施的總稱，雖然其不直接處理化工物料，但其運行狀況對化工裝置的安全穩(wěn)定運行、產品質量、產品成本(物耗能耗水平)、企業(yè)經濟效益等均至關重要。企業(yè)對公用工程操作人員有著極高的能力、素質要求。所謂化工公用工程操作綜合實訓裝置是將化工企業(yè)廣泛裝備的各種水生產裝置、蒸汽生產裝置、蒸汽管網、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、低溫水生產系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等巧妙整合成供水單元、供熱單元、常溫供冷單元、低溫供冷單元和真空單元，再將它們有機結合建成綜合實訓裝置，用于對化工及相關專業(yè)學員和化工行業(yè)操作人員崗位職業(yè)能力的教學培訓和考核。

化工公用工程裝置操作是化工生產中普遍存在而又十分重要的操作。目前對學員進行公用工程裝置操作培訓是在流體流動、流體輸送、傳熱等相似單元操作實訓裝置上進行的，培訓過程只能讓學員進行簡單裝置的開停車操作，驗證書本上個別知識點，枯燥、乏味，訓練項目簡單呆板，無法發(fā)揮學員的主觀能動性；裝置無設置故障由學員根據(jù)裝置溫度、壓力、流量、閥位、組成等信息查找故障原因，采用正確、有效方法排除故障功能；另外上述單元操作過程與公用工程裝置內進行的過程的本質有一定差別，裝置單一、相互割裂，不能真正代表復雜多變的化工生產實際，無法進行各公用工程裝置之間工藝指標相互影響、系統(tǒng)調節(jié)各裝置的聯(lián)動操作訓練，培訓效果差，難以滿足企業(yè)對人才培養(yǎng)的要求。

因此，人們迫切需要一種貼近復雜多變的化工生產實際、功能完善的化工公用工程操作綜合實訓裝置。使學員通過培訓不僅能掌握各公用工程裝置的開停車和負荷調節(jié)；對公用工程裝置運行過程中的指標偏離，能預見其對裝置的影響，及時采取有針對性的措施，消除偏離，實現(xiàn)裝置的正常運行；對公用工程裝置運行過程中可能發(fā)生的故障，能根據(jù)裝置溫度、壓力、流量、閥位、組成等信息查找故障原因，采用正確、有效方法排除故障；掌握整個公用工程裝置聯(lián)動運行的綜合技能。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種化工公用工程操作綜合實訓裝置。

本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

一種化工公用工程操作綜合實訓裝置，包括供水單元、供熱單元、常溫供冷單元、低溫供冷單元和真空單元；所述的供水單元向裝置供應工業(yè)水、工藝水，處理裝置產生的蒸汽冷凝水；所述的供熱單元向裝置供應中壓、低壓蒸汽，加熱裝置產生的冷卻水；所述的常溫供冷單元向裝置供應冷卻水；所述的低溫供冷單元向裝置供應低溫水；所述的真空單元用于產生真空負壓；在實訓裝置的各單元內分別設有故障設置裝置。

供水單元包括過濾器、吸附器、陽離子交換器、陰離子交換器、除氧器、泵；來自裝置外的水進入過濾器，來自供熱單元冷凝器的蒸汽冷凝水進入吸附器，來自供熱單元的低壓蒸汽進入除氧器；工業(yè)水去常溫供冷單元的冷卻水池，工藝水去供熱單元的減溫器和真空單元的工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置；

供熱單元包括減溫器、減壓器、冷凝器、疏水器、阻止蒸汽冷凝水及時排出的裝置；來自裝置外的中壓蒸汽進入減壓器和真空單元的一級、二級蒸汽噴射泵，來自供水單元泵的工藝水進入減溫器，來自常溫供冷單元冷卻水泵的冷卻水進入冷凝器；受熱升溫后的冷卻水去常溫供冷單元的冷卻塔塔頂，蒸汽冷凝水去供水單元的吸附器，部分低壓蒸汽去供水單元的除氧器；

常溫供冷單元包括冷卻塔、冷卻水池、冷卻水泵、旁濾器、加藥裝置；來自供水單元的工業(yè)水進入冷卻水池，來自供熱單元冷凝器的冷卻水與來自供低溫供冷單元氨冷凝器的冷卻水合并從冷卻塔頂部淋下；冷卻水一路去低溫供冷單元的氨冷凝器，一路去供熱單元的冷凝器，部分冷卻水通過排污裝置離開裝置；

低溫供冷單元包括壓縮機、氨冷凝器、節(jié)流閥、液氨蒸發(fā)器；來自常溫供冷單元冷卻水泵的冷卻水進入氨冷凝器，受熱升溫后的冷卻水去常溫供冷單元的冷卻塔塔頂；低溫水去真空單元的二級真空冷凝器，受熱升溫后的低溫水從真空單元的一級真空冷凝器進入液氨蒸發(fā)器；

真空單元包括一級蒸汽噴射泵、一級真空冷凝器、二級蒸汽噴射泵、二級真空冷凝器、一級真空冷凝器大氣腿、二級真空冷凝器大氣腿、水封槽；來自供水單元的工藝水進入工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置，來供熱單元的中壓蒸汽進入一級、二級蒸汽噴射泵，來自低溫供冷單元的低溫水進入二級真空冷凝器，受熱升溫后的低溫水去低溫供冷單元的液氨蒸發(fā)器；

在所述的供水單元設置了離子交換器短路裝置，所述的離子交換器短路裝置的結構是在陰離子交換器進出口連接一根管子，管子上安裝一閥門。

在所述的供熱單元設置了空氣進入蒸汽系統(tǒng)裝置，所述的空氣進入蒸汽系統(tǒng)裝置的結構是在低壓蒸汽進入冷凝器前加裝一文丘里管，文丘里管喉部接一通大氣的支管，支管上安裝一閥門；在所述的供熱單元設置了阻止蒸汽冷凝水及時排出以改變換熱面積的裝置，所述的阻止蒸汽冷凝水及時排出以改變換熱面積的裝置結構是在蒸汽冷凝水排出管上安裝一閥門。

在所述的常溫供冷單元設置了排污系統(tǒng)堵塞裝置，所述的排污系統(tǒng)堵塞裝置的結構是在排污管線上安裝一閥門；在所述的常溫供冷單元設置了減少旁濾流量裝置，所述的減少旁濾流量裝置的結構是在冷卻水泵到旁濾器的管線上安裝一閥門。

在所述的低溫供冷單元設置了潤滑油進入液氨蒸發(fā)器的裝置，所述的潤滑油進入液氨蒸發(fā)器的裝置的結構是在氨蒸發(fā)器加裝一加油支管，支管上安裝一閥門。

在所述的真空單元設置了工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置，所述的工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置的結構是在中壓蒸汽進入二級蒸汽噴射泵前加裝一加水支管，支管上安裝一閥門；還設置了空氣漏入大氣腿的裝置，所述的空氣漏入大氣腿的裝置的結構是在一級真空冷凝器大氣腿加裝一支管，支管上安裝一閥門。

在所述的實訓裝置內設置了氣動調節(jié)閥卡死裝置，所述的氣動調節(jié)閥卡死裝置的結構是在儀表風進入氣動調節(jié)閥的膜頭的管線上加裝閥門；在所述的實訓裝置內設置了測量儀表引壓管堵塞等故障設置裝置，所述的測量儀表引壓管堵塞等故障設置裝置的結構是在引壓管上加裝閥門。

本實用新型在供水單元設置了離子交換器短路裝置，用于設置故障；在供熱單元設置了空氣進入蒸汽系統(tǒng)裝置和阻止蒸汽冷凝水及時排出以改變換熱面積的裝置，用于設置故障；在常溫供冷單元設置了排污系統(tǒng)堵塞裝置和減少旁濾流量裝置，用于設置故障；在低溫供冷單元設置了潤滑油進入液氨蒸發(fā)器的裝置，用于設置故障；在真空單元設置了工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置和空氣漏入大氣腿的裝置，用于設置故障。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型將實訓訓練時各單元操作相對獨立、驗證性實驗轉變成了各公用工程裝置有機結合的整體聯(lián)動運行，既能進行各裝置的單項操作技能訓練，也能進行各個單元聯(lián)動運行的綜合操作技能訓練。

本實用新型不僅可以進行各單元和整個實訓裝置的開停車、調整負荷操作，而且還能對裝置設置許多工藝、設備、儀表、閥門等故障，訓練學員根據(jù)裝置溫度、壓力、流量、閥位、組成等信息查找故障原因，采用正確、有效方法排除故障，具有真實化工生產情景。

在供水單元設置了離子交換器短路裝置；在供熱單元設置了空氣進入蒸汽系統(tǒng)裝置和阻止蒸汽冷凝水及時排出以改變換熱面積的裝置；在常溫供冷單元設置了排污系統(tǒng)堵塞裝置和減少旁濾流量裝置；在低溫供冷單元設置了潤滑油進入液氨蒸發(fā)器的裝置；在真空單元設置了工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置和空氣漏入大氣腿的裝置；還設置了許多氣動調節(jié)閥儀表風管線堵塞、測量儀表引壓管堵塞等故障設置裝置，能夠讓學員訓練排除故障。

本實用新型還可以讓學員根據(jù)需要自主思考、設計訓練方案，能有效幫助學員理解相關操作過程，樹立諸多重要的工程觀點。

附圖說明

圖1化工公用工程操作綜合實訓裝置流程示意圖；

圖2自動調節(jié)閥儀表風管線堵塞裝置示意圖；

圖3測量儀表引壓管堵塞裝置示意圖。

附圖標記含義為：

1：供水單元；2：供熱單元；3：常溫供冷單元；4：低溫供冷單元；5：真空單元；6：水；7：過濾器；8：吸附器；9：陽離子交換器；10：陰離子交換器；11：除氧器；12：泵；13：離子交換器短路裝置；14：中壓蒸汽；15：減溫器；16：減壓器；17：冷凝器；18：空氣進入蒸汽系統(tǒng)裝置；19：疏水器；20：阻止蒸汽冷凝水及時排出的裝置；21：冷卻塔；22：冷卻水池；23：冷卻水泵；24旁濾器；25：排污系統(tǒng)堵塞裝置；26：加藥裝置；27：減少旁濾流量裝置；28：壓縮機；29：氨冷凝器；30：節(jié)流閥；31：液氨蒸發(fā)器；32：潤滑油進入液氨蒸發(fā)器31的裝置；33：一級蒸汽噴射泵；34：一級真空冷凝器；35：二級蒸汽噴射泵；36：二級真空冷凝器；37：一級真空冷凝器大氣腿；38：二級真空冷凝器大氣腿；39：水封槽；40：工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置；41：空氣漏入大氣腿的裝置；42：氣動調節(jié)閥；43：氣動調節(jié)閥膜頭；44：氣動調節(jié)閥故障設置裝置；45：儀表風；46：測量儀表；47：引壓管；48：差壓變送器；49：引壓管堵塞裝置。

具體實施方式

下面將結合附圖，詳細說明本實用新型的具體實施方式：

本實用新型為化工公用工程操作綜合實訓裝置，包括供水單元1、供熱單元2、常溫供冷單元3、低溫供冷單元4和真空單元5。所述的供水單元向裝置供應工業(yè)水、工藝水，處理裝置產生的蒸汽冷凝水；所述的供熱單元向裝置供應中壓、低壓蒸汽，加熱低溫供冷單元送來的低溫水；所述的常溫供冷單元向裝置供應循環(huán)冷卻水；所述的低溫供冷單元向裝置供應低溫水；所述的真空單元用于產生真空負壓。

供水單元1的工作過程是：來自界外的水6經過濾器7過濾后部分作為工業(yè)水去常溫供冷單元3中的冷卻水池22，其余與來自供熱單元2中的冷凝器17的蒸汽冷凝水合并經活性炭吸附器8吸附、陽離子交換器9、陰離子交換器10后進入除氧器11除氧，后由泵12打出供供熱單元2中的減溫器15和真空單元5中的工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置40使用。這里設置了離子交換器短路裝置13，模擬離子交換器10再生床層斷裂不充分導致再生效果差，運行時離子交換器10很快被擊穿的故障。正常運行時閥門處于關閉狀態(tài)。閥門打開時部分水通過旁路未經離子交換器，導致出水電導超標。提示離子交換器工作效率下降：確認是離子交換器到達再生周期、離子交換樹脂到達末期還是再生環(huán)節(jié)有問題使再生效果變差。

供熱單元2的工作過程是：來自界外的中壓蒸汽14部分供真空單元5使用，部分經減壓器16變?yōu)榈蛪赫羝瑯嫵烧羝芫W。冷凝器17用于加熱常溫供冷單元3中的冷卻水泵23送來的冷卻水，蒸汽冷凝水通過疏水器19排至供水單元1中與從過濾器7出來的水合并進入活性炭吸附器8吸附。這里設置了空氣進入蒸汽系統(tǒng)裝置18，模擬冷凝器17經較長時間運行后不凝氣體在其中積聚，導致傳熱速率下降換熱效果差的故障。在低壓蒸汽進入冷凝器前加裝一文丘里管，文丘里管喉部接一通大氣的支管，支管上安裝一閥門。正常運行時閥門處于關閉狀態(tài)。閥門打開一段時間少量空氣通過支管進入低壓蒸汽后進入冷凝器，導致冷凝器傳熱速率減慢，模擬冷凝器運行一段時間后傳熱效果變差：確認是除氧器工作不正常、冷凝器蒸汽供應不足、冷凝器結垢等。在冷凝器17設置了阻止蒸汽冷凝水及時排出的裝置20：在蒸汽冷凝液排出管上安裝一閥門。正常運行時閥門處于打開狀態(tài)，而閥門關小導致蒸汽冷凝液排出速率減小，蒸汽冷凝水不能及時排出，在冷凝器17內積聚，液面上升，暴露在蒸汽中的列管面積減小，冷凝器17傳熱速率減慢，模擬疏水器19疏水能力不足使冷凝器傳熱效果變差的故障：確認是除氧器工作不正常導致蒸汽中夾帶不凝氣體、冷凝器蒸汽供應不足、冷凝器結垢等。

常溫供冷單元3的工作過程是：來自供熱單元2中的冷凝器17的冷卻水與來自供低溫供冷單元4中的氨冷凝器29的冷卻水合并從冷卻塔21頂部淋下，與空氣接觸降溫，進入冷卻水池22后用冷卻水泵23打出，一路供低溫供冷單元4中的氨冷凝器29使用，一路經旁濾器24過濾后回冷卻水池22控制冷卻水的含固量。通過排污裝置排污控制冷卻水的濃縮倍數(shù)。這里設置了排污系統(tǒng)堵塞裝置25：在排污管線上安裝一閥門。正常運行時閥門處于某一開度，閥門關小，系統(tǒng)排污量偏低，冷卻水濃縮倍數(shù)偏高。確認是系統(tǒng)旁濾量太小、排污量偏低等。設置了減少旁濾流量裝置27：在冷卻水泵23到旁濾器24的管線上安裝一閥門27。正常運行時閥門處于某一開度，閥門關小，旁濾流量偏低，系統(tǒng)含固量偏高。確認是系統(tǒng)旁濾量太小、排污量偏低等。

低溫供冷單元4的工作過程是：工質氨經壓縮機28壓縮后在氨冷凝器29內冷凝再經節(jié)流閥30減壓，最終在液氨蒸發(fā)器31內蒸發(fā)成氣氨后再進28壓縮實現(xiàn)循環(huán)。在氨冷凝器29內氣氨冷凝放出的熱量由常溫供冷單元3中的冷卻水泵23供來的冷卻水帶走，冷卻水吸收熱量后與來自供熱單元2中的冷凝器17的冷卻水合并從冷卻塔21頂部淋下。在液氨蒸發(fā)器31內液氨蒸發(fā)吸熱將水冷卻制得低溫水供真空單元5中的二級真空冷凝器36和一級真空冷凝器34使用。這里設置了潤滑油進入液氨蒸發(fā)器31的裝置32：在氨蒸發(fā)器31加裝一加油支管，支管上安裝一閥門。正常運行時閥門處于關閉狀態(tài)。閥門打開一段時間少量潤滑油進入氨蒸發(fā)器，模擬氨蒸發(fā)器運行一段時間后潤滑油積聚，導致傳熱速率下降換熱效果差，低溫水出口溫度升高的故障。確認是低溫水流量太大、進口溫度太高、液氨蒸發(fā)壓力偏高、氨蒸發(fā)器結垢還是氨蒸發(fā)器中有潤滑油積聚等。

真空單元5的工作過程是：中壓蒸汽14進入一級蒸汽噴射泵33，抽吸不凝氣體，進入一級真空冷凝器34，未凝氣體再由二級蒸汽噴射泵35抽吸，再進入二級真空冷凝器36，制得真空。一級真空冷凝器34、二級真空冷凝器36的冷凝水分別通過大氣腿37、38進入水封槽39。這里設置了工藝水進入蒸汽系統(tǒng)裝置40：在中壓蒸汽進入二級蒸汽噴射泵35前加裝一加水支管，支管上安裝一閥門。正常運行時閥門處于關閉狀態(tài)。閥門打開時少量水通過支管進入中壓蒸汽后進入蒸汽噴射泵，過熱的中壓蒸汽將變?yōu)轱柡驼羝?，甚至帶水為濕蒸汽，導致真空系統(tǒng)壓力上升：確認是真空系統(tǒng)漏氣、蒸汽噴射泵工作效率下降還是二級真空冷凝器36傳熱速率減慢等。模擬蒸汽溫度降低變?yōu)闈裾羝麑е露壵羝麌娚浔?5抽真空效果差的故障。設置了空氣漏入大氣腿的裝置41：一級真空冷凝器大氣腿37加裝一支管，支管上安裝一閥門。正常運行時閥門處于關閉狀態(tài)。閥門打開時少量空氣進入一級真空冷凝器大氣腿，大氣腿失效，一級真空冷凝器壓力上升，抽真空效果變差。模擬抽真空過程中大氣腿失效的故障。

在化工公用工程操作綜合實訓裝置還設置了許多氣動調節(jié)閥卡死裝置：在儀表風45進入氣動調節(jié)閥42的膜頭43的管線上加裝閥門44。正常運行時閥門44打開。閥門44關死，儀表風45被切斷，氣動調節(jié)閥42無法動作。模擬裝置運行時儀表風干燥不充分，冷凝水在儀表風管線凝結、雜物堵塞儀表風管線、儀表風管線泄露等故障。還設置了測量儀表46引壓管47堵塞裝置：在引壓管47上加裝閥門49。正常運行時閥門49打開，壓力信號送至差壓變送器48轉變?yōu)殡娦盘栞敵?。閥門49關死，引壓管47壓力信號被切斷，測量儀表46不能準確測量流量、壓力數(shù)據(jù)。模擬裝置運行時測量儀表誤顯示等故障。

以上已以較佳實施例公開了本實用新型，然其并非用以限制本實用新型，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。