过程装备与控制工程

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1、过程装备与控制工程发展历史：1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业。1952 年全国高校大调整，天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学 院、成都工学院、杭州化工学校（中专班）化工学院中一般都设有化工 机械系。例如，华东化工学院在1952年建校初期的三个系分别为无机 工业系、有机工业系和化工机械系。化工机械系中设有化工机械专业 在1957年增设了化学工程学专业。1958年又增设了化工机械制造和化 工自动控制两个专业。在恢复研究生招生后，华东化工学院和浙江大 学的化工机械专业成为全国首批硕士点和博士点，定名为化工过程机 械专业。早期的化工机械专业基本上是化工的底子再加上机械。6

2、0 年代以后化学工程专业兴起，促使不少老学校对化工机械专业淡化了 化工的基础。与此同时，西方压力容器技术的空前发展又为化工机械 专业展现了一个崭新的、广阔的空间。各校根据自身条件形成了各自 的特色。有些学校以研究压力容器为主，有些学校继续拓展过程设备 的研究或化工机器的研究。英美国家的化工系一般分成两个专门化方向：一部分搞工艺，一 部分搞设备。当时按照苏联的模式，化工与机械并重。既要读机械系 的机械课程，又要读化工系的化工课程。专业课要修化工设备课程， 但其中化工机械的内容较少。因为苏联有两个专业：化工机械和机械 设计制造。1954年，请来了苏联专家杜马什涅夫，在大连工学院讲学。杜马 什涅夫（

3、AOUEHT）是莫斯科化工机械学院副教授。全国各校选派 了12位教师和10位研究生去进修，重新修订教学计划。进修班人员认 为，不能盲目照抄苏联课程。他们考察了大连、吉林等地的苏联援建 项目。由大连工学院出面，召集了天津大学、浙江大学、华东化工学 院等校教师与杜马教授一起制定中国第一份化工机械专业的教学计 划。中国的化工机械专业并不是完全苏联模式的翻版，它还吸纳了欧 美国家化工和机械专业的特点：（1）从美国、英国回来的老一辈教授主持了学科建设。（2）美国麻省理工（MIT）单元操作和英国压力容器技术在课程 体系中有所反映。培养目标：本专业培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方 面的知识

4、，能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械 及劳动安全等部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以 及工程科学研究等方面的高级工程技术人才。培养的化工机械毕业生要做什么工作？当时的思路是化工厂需 要大量能够从事化护及零配件管理等方面的工作。主要是应该有 一定的设计能力。从教学角度，大学不宜教授运转、维修，应该教授 设计，教授原理和原则。设备与机器的关系是以设备为主，以机器为 辅。因为设备是非定型的，需要设计，而机器是定型的，只要会选用 就行。容器、塔器、换热器、反应器等属于设备，机器有干燥机 离心机、破碎机、过滤机等。后来把破碎机去除了，把它们归到了矿 山机械中去。学生的毕业设

5、计主要做蒸馏塔、吸收塔等的设计。杜马 认为这是符合中国实际的。化工机械专业的第一轮教学计划，从1954年到1955年酝酿，到 1956年形成，矛盾很多，化工的味道很重。大家认为化工原理一点不 能少，有人认为分量上还要超过化工类专业。从1952年专业调整以来，化工专业有两种类型:工艺类和机械类。 对于工艺类专业，化学课程很多，而机械课程不多。化工厂从中试到 投产，化工问题谁来管？很多人认为要由化工机械专业来管，包括从 管道设计到进料、出料等。1956年教育部与各部委联合成立了教材编审委员会，要编自己的 教材。同时，教育部在北京石壁院等院校又增加了一批化工机械专 业。这样，全国的化工机械专业增加到

6、十几所院校。教学内容80年代初重建化工机械专业教学指导委员会时，许多学校已开始 招收化工机械专业硕士生。当初懂化工的化学工程专业已经成为很大 的专业。化工机械专业要加强机械，教育内容要现代化。专业课内容 大膨胀。压力容器、化工设备、化工机器及化工机械制造这四门课独 立设课，又增加了断裂力学、有限元分析等课程，进一步削弱了化工、 加强了机械，内容趋于现代化。专业课程大膨胀，如压缩机从原来的18学时增加到80学时。学生的负担越来越重。后来增加了自动控制及 仪表。80年代以来，化工机械专业学生的出路一直很好。在教学内 容方面，乙烯车间是很典型的例子。重点还是车间机械师，维护日常 运行、备件管理。他们

7、的知识面要宽，但不一定要很深。既要面对当 前的化工厂继续运行，又要面对现代化的计算机智能化控制。以前曾 统计过化工厂，工艺师与机械师的比例为1： 4。工艺不会经常变，而 设备问题很多，每年要换零配件。化工厂的运行，机械师的任务比工 艺师多。专业调整90年代末期，中国经历了建国以来最大规模的专业调整。从1000 多个专业，合并成500多个专业，又从500多个专业，减少为249个专 业。在这次大规模的专业调整中，化工部化工机械教学指导委员会做 了大量的工作。在广泛调研的基础上，分析了国内外化工类和机械类 高等教育的现状、存在的问题和未来的发展，向教育部提出了把原 “化工设备与机械”本科专业改造建设

8、为“过程装备与控制工程” 本科专业的总体设想和专业发展规划建议书，于1998年3月获得教育 部的正式批准。在新的专业目录中，更名为“过程装备与控制工程” 专业，归入机械学科教学指导委员会。教育部在2001年第11号文件 “关于成立2001 -2005年教育部高等学校有关科类教学指导委员会 的通知”中，机械学科教学指导委员会下设五个教学指导分委员会：机械设计制造及其自动化专业指导分委员会;材料成型及控制工程教学指导分委员会;工业设计教学指导分委员会；过程装备与控制工程专业教学指导分委员会；机械基础课程教学指导分委员会。这样，化工机械专业得到保留，并把它拓宽为“过程装备与控制 工程”专业，为化工机

9、械专业开辟了更加美好的前程。此后，一批院 校利用原有相近专业（如真空技术及设备、粮食机械、轻工机械、食 品机械、造纸机械、制药机械等等）的办学条件，也纷纷成立了“过 程装备与控制专业内涵：本学科是机械大学科的一个分支，它自己是属于机械领域，同时 又服务于过程工业，自身的发展又需要机电控制。所谓过程工业，是 指通过化学和物理的方法以达到改变物料性能的加工业，它涵盖了化 学、化工、石油化工、食品、制药，甚至于冶金等众多行业部门。过 程工业所涉及的对象是流程性物料，从原料到产品需经过复杂的工艺 过程，因而整个过程需要由为数众多的单元构成，而每一个单元均需 要由能实现这一功能的设备来完成，将这些单元设

10、备连在一起便构成 过程装备。动力工程及工程热物理学科是研究能量以热、功及其他 相关的形式在转化、传递过程中的基本规律，以及按此规律有效地实 现这些过程的设备及系统的应用科学及应用基础科学。动力工程及工 程热物理学科在整个国民经济和工程技术领域内起着支持和促进的 作用，在工学门类中占有不可替代的地位。在长期发展的过程中，它 不断升华和扩展，容纳了物理学的多个分支及近代进展，应用了数学 力学、机械工程、仪器科学、材料科学、电子技术、控制科学及计算 机科学等学科的理论、方法和已有成果，形成自身独立的理论体系和 实践范畴，为国民经济的可持续发展提供了良好的基础和前提。它不 断在冶金、电子、交通运输、船

11、舶与海洋工程、航空宇航工程、土木 工程、水利工程、化学工程、矿业工程、农业工程、兵工科学、核科 学、环境科学和生物医学工程等各个学科获得越来越广泛的应用。化工过程机械学科主要研究化工、石油化工、炼油与天然气加工、 轻工、核电与火电、冶金、环境工程、食品及制药等过程工业中处理 气、液和粉体等流程性材料必需的设备与技术。例如，过程工业中的 传热设备及节能技术的研究；化工单元传质设备和相分离设备研究； 化工过程用泵、压缩机等流体机械的研究与监控；压力容器及管道的 设计、制造和安全保障的技术研究；过程设备的腐蚀、损伤与延寿技 术的研究；非金属材料成型加工技术与设备的研究，等等。本学科是 一个专业面广，

12、为国民经济多个行业服务的、涵盖多种学科的交叉型 二级学科。流体力学、热力学、粉体力学、燃烧学、传热学、传质学 等工程热物理和化工过程原理的科学基础为本学科的重要理论基础。二级学科过程装备与控制工程，是在化工机械专业基础上发 展起来的，后相继并入炼油机械、轻工与食品机械，又增加了生物化 工、精细化工和核电工业等方面的内容，使学科的内涵和深度有了很 大的发展。过程装备与控制工程专业主要以过程工业为专业背景。过程工业 是指以流程性物料(如气体、液体、粉体等)为主要对象，以改变物 料的状态和性质为主要目的的工业，它包括化工、石油化工、生物化 工、化学、炼油、制药、食品、冶金、环保、能源、动力等诸多行业

13、 与部门。过程工业所涉及的一些物理、化学过程，主要有传质过程、 传热过程、流动过程、反应过程、机械过程、热力学过程等。正是这 些物理、化学过程，构成了过程工业的生产过程。然而，要使这些过 程得到实现，达到工业生产的目的，必需要有相应的过程设备。过程装备与控制工程的主要研究内容包括：过程装备设计与制 造，高效节能装备的开发，成套装置的开发与设计，成套工程，设备 结构及强度理论，过程安全理论、技术与装备，流程参数控制理论与 技术，制冷技术与装备，粉体理论与技术等。过程装备与控制工程专业的应用领域非常广泛，例如化工、石油 化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械、 劳动安全，等等。

14、从传统的观点来看，过程装备可以包括以下几大类，这就是以前 的化工机械的定义：(1) 流体动力过程及设备(2) 传热过程及设备(3) 传质过程及设备(4) 热力过程及设备(5) 机械过程及设备(6) 化学过程及设备从上述内容可以看出，凡是涉及热量传递、能量传递及质量传递 过程的工业，均属于过程工业，而不仅仅是化学工业。过程工业，或 者说是流程工业中涉及的所有的机器和设备，均属于过程装备。相关行业现状：1）中国的经济进入了新的快速增长区间。2003年GDP已经突破11 万亿元，达到116694亿元。人均国内生产总值突破了 1000美元，达到 1090美元。经济的快速增长导致对人才的大量需求。2）“

15、十五”期间机械工业重点发展四大领域为：重大技术装备领 域，汽车产品领域，农业装备领域，基础产品领域。其中，重大技术 装备领域与农业装备领域均与“过程装备与控制工程”专业息息相 关。3）中国的化学工业（包括石化工业）经过50多年的建设，特别是 “七五”、“八五”、“九五”三个五年计划的快速发展，已经具备相当规模和基础，目前已形成具有20多个行业、能够生产4万多种产 品、门类比较齐全、品种大体配套的工业体系。4）近两年建设或拟建的化工项目共有68项，其中有报价的51个项 目的投资额包括：777.6亿元人民币，10.65亿美元，3.1亿欧元，300 亿日元。其中： 盐化工、氯化产品4项，投资11.3

16、56亿元。 有机原料14项，其中10项投资16.85亿元。 石油化工（含炼油）9项，其中7项投资606.78亿元，1.2亿美 元。 合成材料及其单体28项，其中20项投资116亿元，9.45亿美元， 3.1亿欧元，300亿日元。 煤化工2项，投资8.2亿元。无机物化工4项，其中2项投资7.96 亿元。化肥、农药项目7项，其中6项投资达10.4亿元。上述项目全部折合成人民币约为922亿元。如果按照每亿元投资 需要500名员工，则可安排46.1万人就业。其中机械工程师与工艺工 程师的比例为1:4。一般企业中，20%为工程技术人员。上述重大项目 需要工程技术人员92000人。其中，需要懂得过程装备的技术人员为 74000人。近两年中国家上马的化工行业重大项目所需的过程装备的 人才已经超过了全国过程装备专业所能培养的人才的总数。5) 2000年以