過程裝備及控制工程專業(yè)介紹-2015

過控專業(yè)教師張家凡教授熊烈強教授嚴清華副教授丁世云講師邢紅麗講師張開松講師楊軍勝講師第一頁，共36頁。第一頁，共36頁。主要內(nèi)容：過程裝備與控制工程的工業(yè)背景過程裝備與控制工程學(xué)科的發(fā)展簡史本專業(yè)特色與人才培養(yǎng)的目標本專業(yè)課程體系5.本專業(yè)的就業(yè)目標與就業(yè)前景第二頁，共36頁。第二頁，共36頁。過程裝備與控制工程工業(yè)背景第三頁，共36頁。第三頁，共36頁。人類不可缺失的…..

IndispensabletoHumanBeing在這個世界上，我們可以失去很多東西，但失去其中一些東西，將大大改變我們生存的方式和含義。我們不妨設(shè)想一下：如果沒有合成氨和尿素裝置….我們的糧食會大面積減產(chǎn)，世界上有大量的人群將因饑餓而死亡；如果沒有煉油裝置……我們的汽車將無法出行，飛機將無法起飛；如果沒有現(xiàn)代鍋爐和發(fā)電裝置……我們的空調(diào)、冰箱將無法使用，城市將處于昏暗之中；如果沒有藥物合成裝置……人類的平均壽命會大為縮短；如果沒有電子材料的制造裝置……先進計算機技術(shù)無法實現(xiàn)，人們不得不靠傳話通訊如果沒有先進的制氫裝置……過程裝備與控制工程是一門研究和實現(xiàn)上述裝置的重要學(xué)科。第四頁，共36頁。第四頁，共36頁?！斑^程裝備與控制工程”技術(shù)支撐現(xiàn)在和未來社會的發(fā)展，是人類不可缺失的技術(shù)！第五頁，共36頁。第五頁，共36頁。過程工業(yè)加工制造流程性材料產(chǎn)品

Processindustrymanufacturesproductsofprocessedmaterials社會經(jīng)濟過程中的全部產(chǎn)品通常又可分為四類，即硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品、流程性材料產(chǎn)品和服務(wù)型產(chǎn)品（國際標準化組織，ISO/DIS9000：2000）。所謂“流程性材料”是指以流體（氣、液、粉體等）形態(tài)存在的材料。過程工業(yè)是加工制造流程性材料產(chǎn)品的現(xiàn)代制造業(yè)。第六頁，共36頁。第六頁，共36頁。產(chǎn)業(yè)劃分

IndustrialDefinition

人類的全部經(jīng)濟活動可劃分為第一次產(chǎn)業(yè)、第二次產(chǎn)業(yè)和第三次產(chǎn)業(yè)。在我國第一產(chǎn)業(yè)指農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)等；第二產(chǎn)業(yè)指工業(yè)（含礦業(yè)、制造業(yè)、自來水、電力、建筑業(yè)等）；第三產(chǎn)業(yè)則指商業(yè)、服務(wù)業(yè)、郵電通訊業(yè)、金融保險業(yè)及科研、文教、衛(wèi)生等行業(yè)。過程工業(yè)與礦業(yè)、制造業(yè)、自來水、電力等國民經(jīng)濟行業(yè)直接相關(guān)第七頁，共36頁。第七頁，共36頁。制造業(yè)的劃分

Manufacturedefinition按照“技術(shù)特征”可將制造業(yè)分為兩類：一類是以物質(zhì)的化學(xué)、物理和生物轉(zhuǎn)化，生成新的物質(zhì)產(chǎn)品或轉(zhuǎn)化物質(zhì)的結(jié)構(gòu)形態(tài)，多為流程性材料產(chǎn)品，產(chǎn)品計量不計件，連續(xù)操作，生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有一定的不可分性，可統(tǒng)稱為過程工業(yè)（過程制造業(yè)），如涉及化學(xué)資源和礦產(chǎn)資源利用的產(chǎn)業(yè)（石油化工、冶金）等；另一類是以物件的加工和組裝為核心的產(chǎn)業(yè)，根據(jù)機械電子原理加工零件并裝配成產(chǎn)品，但不改變物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，僅改變大小和形狀，產(chǎn)品計件不計量，多為非連續(xù)操作，這類工業(yè)可統(tǒng)稱為裝備制造業(yè)。過程制造業(yè)為裝備制造業(yè)提供原材料，同時裝備制造業(yè)為過程制造業(yè)提供制造裝備第八頁，共36頁。第八頁，共36頁。

第九頁，共36頁。第九頁，共36頁。我國過程工業(yè)包含的范圍

ScopeofChineseprocessindustry按大行業(yè)分的過程工業(yè)包含在其他大行業(yè)中的過程工業(yè)食品加工業(yè)金屬表面處理及熱處理業(yè)食品制造業(yè)鑄件制造業(yè)造紙及紙制品業(yè)粉末冶金制品業(yè)印刷業(yè)絕緣制品業(yè)石油加工及煉焦業(yè)集成電路制造業(yè)(部分生產(chǎn)環(huán)節(jié))化學(xué)原料及化學(xué)制品業(yè)電子元件制造業(yè)(部分生產(chǎn)環(huán)節(jié))醫(yī)藥制造業(yè)煙葉復(fù)烤業(yè)化學(xué)纖維制造業(yè)纖維原料初步加工業(yè)橡膠制品業(yè)棉紡印染業(yè)塑料制品業(yè)毛染整業(yè)非金屬礦物制造業(yè)絲印染業(yè)黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)火力發(fā)電業(yè)有色金屬冶金及壓延加工業(yè)煤氣生產(chǎn)業(yè)自來水生產(chǎn)業(yè)第十頁，共36頁。第十頁，共36頁。過程裝置是流程性材料產(chǎn)品的工作母機

Processunitisthemachinetoolforproductsofprocessedmaterials成套過程裝置是流程性材料產(chǎn)品的工作母機，它通常由一系列的過程機器和過程設(shè)備，按一定的流程方式用管道、閥門等連接起來的連續(xù)系統(tǒng)，再配以控制儀表和電子電氣設(shè)備，即能平穩(wěn)連續(xù)地把以流體為主的各種材料，讓其在裝置中歷經(jīng)必要的物理化學(xué)過程，制造出人們需要的新的流程性產(chǎn)品。單元過程設(shè)備（如換熱器、反應(yīng)器、塔、儲罐等）與單元過程機器（如壓縮機、泵、離心機等）二者統(tǒng)稱為過程裝備。第十一頁，共36頁。第十一頁，共36頁。過程裝備與控制工程是……ProcessEquipmentandControlEngineeringis……Combiningmath,physics,chemistryandengineeringofmultidisciplinetosolveawiderangeofindustrialproblemsinasafeandeconomicalfashion.結(jié)合數(shù)、理、化和多領(lǐng)域的工程知識，以安全和經(jīng)濟的方式解決諸多的工業(yè)問題的學(xué)科relatedtobothprocessmanufactureindustryandequipmentmanufactureindustry與過程制造業(yè)和裝備制造業(yè)同時相關(guān)第十二頁，共36頁。第十二頁，共36頁。石油化工裝置PetrochemicalPlant石化產(chǎn)品充滿了社會生活的每一個角落?，F(xiàn)代運輸業(yè)、能源、化工、人造纖維、農(nóng)業(yè)肥料都以石油化工為基礎(chǔ)。石油化工的興起是20世紀化工流程制造業(yè)的杰出貢獻。由于物理學(xué)和有機化學(xué)的進步，工程師們制造出了人造絲（1903）、人造棉（1912），掌握了蒸餾和裂解石油技術(shù)（1913—1936），制造塑料（1909—1918）、化學(xué)纖維（1912）、尼龍（1940）和人造橡膠（1930）?，F(xiàn)在塑料和人造纖維成為人類衣、食、住、行須臾不能離開的材料。第十三頁，共36頁。第十三頁，共36頁。第十四頁，共36頁。第十四頁，共36頁。發(fā)電工藝－火電站類型

Types

po（MPa）

to（℃）*

h（％）

中壓

IntermediateParameter

3.43

435

23～27

高壓

HighParameter

8.83

535

30～33

超高壓

Superhighparameter

12.75

535/535

（

or550/550）

34～36

亞臨界

SubcriticalParameter

16.2～16.6

535/535

(or550/550）

36～38

超臨界

SupercriticalParameter

24～26

538/538

（or566/566）

40～42

超

/超臨界

Ultra/Supercritical

27～37.5

566/566/566～700

44～55

燃氣輪機發(fā)電：透平前溫已達1400℃，聯(lián)合循環(huán)的單機功率為390MW，凈效率達56％～58％第十五頁，共36頁。第十五頁，共36頁。發(fā)電工藝－核電站第十六頁，共36頁。第十六頁，共36頁。中國過程裝備技術(shù)發(fā)展簡表

BriefHistoryofChineseProcessEquipment

第十七頁，共36頁。第十七頁，共36頁。第十八頁，共36頁。第十八頁，共36頁。第十九頁，共36頁。第十九頁，共36頁。第二十頁，共36頁。第二十頁，共36頁。過程裝備與控制工程學(xué)科的發(fā)展簡史第二十一頁，共36頁。第二十一頁，共36頁。過程裝備與控制工程教育

EducationofProcessEquipmentandControlEngineering我國“過程裝備與控制工程”專業(yè)的前身為化工機械專業(yè)（包括化工、冶金、制藥、食品、真空機械等），成立于二十世紀五十年代初期。我國化工、機械、材料及控制等領(lǐng)域的教育工作者們經(jīng)五十余年艱苦奮斗，根據(jù)國情在學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)學(xué)科設(shè)置的同時，溶入美國提出的單元操作，并進一步強化了材料學(xué)科、控制工程的內(nèi)容，創(chuàng)建了富于中國特色“過程裝備與控制工程”的學(xué)科框架，歸入機械學(xué)科。

第二十二頁，共36頁。第二十二頁，共36頁。機械學(xué)科下設(shè)置五個教學(xué)指導(dǎo)委員會：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會

過程裝備與控制工程教學(xué)指導(dǎo)分委員會材料成型及控制工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會工業(yè)設(shè)計專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會機械基礎(chǔ)課程教學(xué)教學(xué)指導(dǎo)分委員會第二十三頁，共36頁。第二十三頁，共36頁。研究生教育歸入“動力工程與工程熱物理”學(xué)科，下設(shè)“化工過程機械”“過程裝備與控制工程”教育已有較廣的覆蓋面，人才培養(yǎng)規(guī)格包括學(xué)士、碩士和博士，以及中專、大專、成人繼續(xù)教育等，目前全國有80多所高校設(shè)置了“過程裝備與控制工程”本科專業(yè)。第二十四頁，共36頁。第二十四頁，共36頁。過程化學(xué)能源生物化學(xué)高分子環(huán)境化學(xué)物理化學(xué)單元操作集成化工制藥材料材料設(shè)計學(xué)材料失效力學(xué)金屬材料學(xué)冶金、焊接工藝學(xué)復(fù)合材料有機高分子材料：塑料、橡膠、助劑無機非金屬材料陶瓷、玻璃、水泥、人工晶體、半導(dǎo)體設(shè)計學(xué)機械機械電子自動控制傳動學(xué)摩擦學(xué)加工工藝學(xué)微機械振動學(xué)力學(xué)：熱、固體、流體動力機械+i第二十五頁，共36頁。第二十五頁，共36頁。武漢輕工大學(xué)過程裝備與控制工程2004年武漢輕工大學(xué)成立了過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)科，至今已有八屆畢業(yè)生。師資力量：博士3名研究生4名畢業(yè)院校大連理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等第二十六頁，共36頁。第二十六頁，共36頁。過程裝備與控制工程專業(yè)特色與人才培養(yǎng)的目標第二十七頁，共36頁。第二十七頁，共36頁。過程裝備與控制工程專業(yè)涉及的領(lǐng)域為流體動力過程裝備（泵、壓縮機、風(fēng)機、管道、閥門）、熱量傳遞過程裝備（換熱器、熱交換器等）、質(zhì)量傳遞過程裝備（精餾塔、萃取塔）、動量傳遞過程裝備（造粒機、粉碎機等）、熱力學(xué)過程裝備（冷凍機、空氣分離設(shè)備）、化學(xué)過程裝備（化學(xué)反應(yīng)器，如反應(yīng)釜）、化工設(shè)備的無損檢測等。過程裝備與控制工程專業(yè)是為過程工業(yè)培養(yǎng)

一線工程師和技術(shù)研發(fā)人員！第二十八頁，共36頁。第二十八頁，共36頁。過程裝備與控制工程專業(yè)課程體系第二十九頁，共36頁。第二十九頁，共36頁。本專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容橫跨機械工程、化學(xué)工程、過程控制三大工學(xué)學(xué)科門類。主干課程有：馬克思主義哲學(xué)原理、毛澤東思想概論、鄧小平理論概論、思想道德修養(yǎng)、大學(xué)英語、體育、高等數(shù)學(xué)、機械制圖及計算機繪圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、化工原理、設(shè)備管理、機械工程控制基礎(chǔ)、數(shù)控技術(shù)、測試技術(shù)、過程設(shè)備設(shè)計、過程流體機械、過程裝備控制技術(shù)。同時受到工程設(shè)計、測控技能和工程科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，掌握對過程單元設(shè)備及成套裝備的優(yōu)化設(shè)計、創(chuàng)新改造、過程控制和新型過程裝置技術(shù)開發(fā)研究的基本能力。

第三十頁，共36頁。第三十頁，共36頁。

建立了過程設(shè)備設(shè)計實驗室、機械工程控制基礎(chǔ)實驗室、流體機械實驗室、熱工實驗室、無損檢測實驗室等。其中的無損檢測應(yīng)用非常廣泛與熱門，如鋼管無損探傷——鋼管切成單根鋼管后，每批鋼管頭三根要進行嚴格的首檢制度，檢查焊縫的力學(xué)性能，化學(xué)成份，溶合狀況，鋼管表面質(zhì)量以及經(jīng)過無損探傷檢驗，確保制管工藝合格后，才能正式投入生產(chǎn)。實驗室建設(shè)情況：第三十一頁，共36頁。第三十一頁，共36頁。過程裝備與控制工程專業(yè)就業(yè)目標與就業(yè)前景第三十二頁，共36頁。第三十二頁，共36頁。

畢業(yè)生能夠在機械、能源、生物、動力、冶金、煉油、化工、石油、輕工、醫(yī)藥、食品、環(huán)保及勞動安全等部門從事過程裝備設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理以及工程科學(xué)研究，也可在工業(yè)生產(chǎn)中從事過程控制等方面的工作。第三十三頁，共36頁。第三十三頁，共36頁。社會需求：共性——設(shè)計制造、安裝建設(shè)、運行維護、開發(fā)研制

以工廠為例（1）過程設(shè)備專家工程師機動科處長

總師：

壓力容器管道工藝設(shè)備無損檢測時效分析安全評定腐蝕防護

（2）過程機械專家工程師機動科