在2008年的刊期中，各领域的专家学者都曾对行业未来的发展作出展望，在此拮其精华，与您共享。

化工装备

煤气化新技术的开发

中国化工机械动力技术协会副秘书长 程治方

根据化学工业发展规划，“十一五”期间中国化肥工业面临的最大任务是适应国家建设资源节约型社会所带来的产业结构调整，原料结构进一步从石油和天然气转向煤。开发先进的煤化工生产技术，对于我国化肥工业的建设和改造将起到不可估量的积极作用。

“十一五”化工重大技术装备研制工作中，最为难啃的“骨头”就是掌握粉煤气化的关键设备设计制造技术。粉煤气化关键设备制造技术的主要内容是：以年产20~50万t合成氨工程为依托，完成日投煤量1000~2000吨粉煤气化装置工艺技术和成套设备的研制任务。完成以粉煤气化装置的核心设备煤气化炉、合成气冷却器、输气导管等关键设备的国产化。彻底改变目前煤气化炉、合成气冷却器、输气导管内件依靠国外制造，工期长不能满足国内建设及技术改造的需求的局面。同时将烧嘴、煤粉阀、渣阀、灰阀等关键零部件完全国产化，实现粉煤气化装置工艺技术和成套设备自主化率达到90%以上。

主要工作内容：一是结合外商提供的设计采用中期编制提出的计算方法进行校核计算，验证制订方法的可行性。由SEG提供全部内件基础设计，由国内公司和制造厂共同完成内件详细设计，设备全部国内制造。在设备内件制造过程中实施设备制造监检，深入了解内件制造程序，装备工装配备，制造检验等要求，提出确保设备制造和内件组装质量内容的有关文件。

二是根据工艺介质的组份、压力和温度以及操作环境调查落实设备的外壳和内件所涉及的8种材料国内供应的可能性；调查落实压力壳体板厚32、50和65mm的15CrMoR主体材料（相当于德国材料 BIN17175，材料号1.7335和美国材料SA387，GR12）国内供应的可能性； 调查落实设备内件(特别是传热面)用异型钢管(直翅片管、ΩΩ、双Ω型等)国内厂家目前生产状况，质量情况、产品品种规格等情况；以及确定气化炉外壳下部筒体和封头为满足腐蚀要求需采用复合板结构或CrMo钢内表面堆焊奥氏体不锈钢结构的制造工艺和热处理工艺等。

三是完成外壳和内件大部分构件设计计算，其中对某些部位由于结构要求和受温度场应力影响需进行应力分析，以确保设备的安全。包括输气管转折处拱顶封头与斜管的连接开孔直径超过常规设计规定，开孔边缘靠近球封头切线将承受由于气化炉，废热锅炉热膨胀可能出现的轴向位移不协调产生的附加弯矩研究情况；废热锅炉进气斜接管与壳体的连接开孔直径超过常规设计规定，或接管的倾斜角度达45°后将承受由于气化炉，废热锅炉、输气管热膨胀可能出现的轴向位移和上、下部径向位移不协调产生的附加弯矩情况；壳体接管开孔内件附加载荷；外部配管的附加载荷等情况；环形分布管密集开孔；温度场产生的温差应力情况；环形集箱密集开孔、温度场产生的温差应力情况；压力壳体至分布器之间的连接管系内压作用、内件载荷和/或膨胀位移引起的附加载荷情况；压力壳体至集箱之间的连接管系内压作用，膨胀位移产生的附加载荷情况；激冷管下端环形连接件上部和外，侧密集开孔；温度场产生的温差应力情况等。

四是抓好煤烧嘴、点火烧嘴、开工烧嘴的国产化，因煤烧嘴是直接用于提供煤气化炉反应所需反应物质和反应热量的重要部件。主要完成研究烧嘴燃烧模型及辐射段温度场的分布状况。研究烧嘴的最佳操作条件，以降低氮氧化物的排放量，满足环保要求；提高国产煤烧嘴的使用寿命，力争达到六个月到一年的使用寿命。同时完成设计制造点火烧嘴、开工烧嘴的导向推进、退出系统和火焰观测系统。五是研制制造重载恒力吊，单组载荷能力达到400KN，恒力精度达到5%的免维护产品。以及完成除灰振打装置国产化，设计、制造振打装置的机械执行机构，选择国内先进适用的仪表和自控系统。

目前国内煤化工和替代能源项目发展迅速，按照国家石油和化学工业发展规划，煤化工和替代能源项目是继石油化工项目之后成为新的发展热点，煤化工和替代能源项目主要包括：煤制油、煤制天然气、醇醚、醇制烯烃等等，其中仅国家发改委待批的甲醇项目就达3000亿元人民币的规模，对此国家主管部门的态度是谨慎对待，警惕并防止盲目大上带来新的问题。

以煤制油为例，高油价引发了人们对替代能源的关注，面对富煤、缺油、少气的资源现状，近年来的中国是世界上最积极发展煤制油的国家。目前煤制油技术分成直接液化和间接液化两种方法，世界第一套煤炭直接液化制油项目于2004年5月通过专家评估，在内蒙古鄂尔多斯的神华集团开工建设，项目总规模设计年产油品500万t，其中一期工程由3条生产线组成，规模为年产油品320万t。截止到2007年末，一期工程项目主体工程基本完工，建成投产后，年用煤量345万t，可生产各种油品108万t。神华集团到现在为止已经实现了多项具有里程碑意义的重大技术突破，例如：世界第一套商业化煤直接液化技术；世界第一套纳米级煤直接液化催化剂制备成套技术；世界最大最重的加氢反应器制造与吊装技术；国内第一套沸腾床加氢(T-STAR)应用技术等。但神华直接煤制油示范装置于原定于2008年初投产试车的时间确一再推迟。主要是为了确保开车成功而留下了时间余地，毕竟从万吨级中试装置到百万吨级示范装置，放大倍数超过百倍；此外煤直接制油装置内恶劣的操作环境对设备和仪表提出了很高的要求；即使开车成功，能否保证连续运行，实现商业化生产还要实践来证明。

国内第一套煤间接液化制油装置自2002年起开始在兖矿集团启动，目前已成功开发具有自主知识产权的低温费托合成煤间接液化制油技术，并且以该技术为基础，在榆林筹备100万吨/年煤间接液化制油工业示范项目，第一期工程总投资110亿元人民币，建设100万吨/年间接液化煤制油工业示范装置。产品方案为柴油76%、石脑油20%、液化石油气3.1%、特种蜡0.9%。第二期工程分别采用低温和高温费托合成技术各建设200万t间接液化煤制油装置，使年产油品达到500万t，2007年底《兖矿榆林100万吨／年煤间接液化制油工业示范项目申请报告》已经通过国家发改委、国家能源办等领导以及专家学者的评估。

按照国家石油和化学工业发展规划，“十二五”将是我国将进入煤化工发展高峰期，但从上述工作的进度看，还有许多技术问题需要通过较长周期的工作才能加以解决。

现场总线

FCS与DCS共存成相融

中国仪表学会自控委员会常务理事，中石化规划院高级工程师解怀仁

电子设备描述语言（EDDL）

电子设备描述语言（EDDL）被获准作为国际标准规格（IEC 61804-2），目前，EDDL的发展已进入到第二阶段，由FF基金会、HART基金会、OPC基金会和Profibus PNO组织正在完成后续开发：以达到增强用户层设备整合，OPC用户端可获得复杂设备的数据，可自动集成，独立于系统的联合诊断，单个应用程序可应用于多个系统，无需开发特定应用软件，成本优化、降低开发成本和创造开放的且互可操作环境。

FF中EDDL的相关规范有三种：FF-900设备描述语言规范；FF-901设备互操作性规范；FF-103普通文件格式规范。

现场总线安全仪表（SIS）

当前，FF基金会已开发新的FF安全仪表系统（SIS），由壳牌全球技术中心负责，在阿姆斯特丹进行试运行。研发SIS一些关键产品，制定了节约成本的各项策略包括CAPEX-减少硬件、节约能耗、减少占用空间、调试更快，OPEX-先进的诊断功能、缩短测试间隔、实现资产优化。

基金会现场总线SIF技术分别在美国，德国等地设五个试验地点。试验结果：Emerson、Siemens、Yokogawa、Smar and Endress+Hauser等7个公司13项SIF仪表设备进行温度探头故障（诊断）、低液位停车、低温停车、高压停车诊断报警等试验都成功。基金会SIF方案可集成完整的闭环紧急停车回路;安全系统集成将减少安装费和改进现场设备诊断信息直接到罗辑控制器的通信。加强的安全诊断将增家工厂的完整性，确保何时何地需要的维护完成。

据了解，PROFINET现已经完成了PROFIsafe功能、信息安全功能以及PA设备行规、设备描述和设备集成规范，已完成集成PROFIBUS PA、HART和FF网段的功能、介质冗余。到2008年底，全部系统功能将可供使用。为了推动我国过程自动化（PA）设备的开发，以使我国的设备制造企业能尽快适应过程自动化技术创新的要求，CPO已经完成了“PA设备行规”和“设备描述和设备集成规范（EDDL）”的中文本，它们都是IEC 61804（PROFIBUS、HART和FF共同支持）的组成部分。

高速工业以态网（HSE）

近期，现场总线基金会已将采用主频带宽为100M的高速工业以太网，用于高层网络通信和增加网络冗余功能等。 另外还推出可扩展功能的柔性功能块，用于非连续量控制（批量控制和开关量控制9）等，现场总线在工业控制领域得到了推广的应用。

HSE的结构是一个增强型的标准以太网模式。底层采用标准以太网IEEE802.3μ的最新技术和CS-MA/CD链路控制协议来进行介质的访问控制。TCP/IP协议是标准以太网的重要协议，它位于网络层和传输层，实现面向连接和无连接的数据传送，并为分布式主机控制协议（DHCP）、简单网络时间协议（SNTP）、简单网络管理协议（SNMP）和现场设备访问代理（FDAAgent）提供传输服务。HSE系统和网络管理代理、功能块、HSE管理代理和现场设备访问代理都位于用户层和应用层中，提供设备的描述和访问、功能块应需添加任何专用设备即可直接连入高速网络，同时也从另一方面增强了HSE设备的互操作性。

无线网络系统

无线技术具有节省成本、可靠性和功能多样性的特点。根据使用ISA sp100和未来的IEC标准，进一步发展无线网络技术，将推出无线通信技术解决方案，该解决方案必须包括所需设备的互操作性和网络配置；验证和发展主要规范；发展设备互操作性测试和注册程序。

现场总线与工业以太网

FIELDNET体系结构是现场总线＋以太网的方案。PROFINET是一种基于以太网的开放的工业以太网标准，它已经是国际标准IEC 61158/IEC 61784的重要组成部分，并已列为我国国家标准指导性文件。我们预测，现场总线和工业以太网将会并存多年。

当需要同时采用现场总线和工业以太网技术的时候，主要解决企业IT管理层与现场设备层不同的通信方式带来的问题，要使现有的PA设备协议要适应PROFINET。

PROFINET技术进展之一是PROFIBUS PA设备要连接PROFINET可用PA代理服务器的解决方案，这是一种无缝集成方案。

EPA实时以太网是我国制定的第一个拥有自主知识产权的工业自动化标准，日前，EPA被正式列入现场总线国际标准IEC61158（第四版）中的第十四类型，并列为与IEC61158相配套的实时以太网应用行规国际标准IEC61784-2中的第十四应用行规簇（CommonProfileFamily14，CPF14）。这标志着由浙大中控等单位共同起草制定EPA标准得到了国际电工委员会的正式承认，实现了我国在自动控制领域国际标准零的突破。

FCS与DCS共存或相融

FCS与DCS将共存，因为FCS尚无统一国际标准，而DCS以其成熟的发展，完备的功能和广泛的应用而占据不可替代的地位，故两者将相互兼容与共存。现场总线控制系统与DCS将相互兼容与互容。

预计今后很长一段时间，DCS与FCS将共存及互补。

制药装备

突破瓶颈 实现新一轮发展

国家药品评审中心评审专家 郭维图

中国制药装备在国内GMP认证中经历大发展的黄金时期，但目前遇到发展的瓶颈，主要表现在：

■发展资金不足、设施简陋、技术力量薄弱、员工素质较低、管理乏善、生产规模小的企业数量多，低档次低技术含量、低附加值并还在重复生产着市场逐渐萎缩的老产品。

■产品单调、自我配套能力不足、产量低规模小。

■零部件标准化程度低，高精度传感、程控元件，仪表等控制元件国内配套能力不足。

■自我创新能力不足，我们在引进消化吸收仿制能较快地推出产品，相对来说成本较低，但这牵涉到知识产权，同时，随着技术的不断进步，总不能老跟着人家屁股转。

■新产品开发资金不足，缺少一个新产品新工艺新装备的专门研发结构、缺乏新产品储备、缺乏自我开发市场的能力。

要突破瓶径实现中国制药装备新一轮发展，需要在以下几个方面作出努力：

■行业的兼并、整合势所难免，小而分散、粗而不精的小型企业在市场经济的浪潮中是难以生存的，以大型或中型骨干企业为龙头进行兼并或与同类产品（包括专用另部件）联合，重新进行组合，改变企业结构、需要注入资金，提高装备水平。充实技术力量，对较年轻、技术文化素质较低的员工进行培训，提高其素质。

■产品结构进行调整，产品质量进行整顿，行业协会对产品质量的标准化、规范化管理给予指导和引导。尤其需要抓紧产品标准的制定、加快标准化步伐，企业按专业化明确分工，企业间需要紧密合作，形成一个企业的共同体。

■实现产品的自动化、程序化、连续化及联动生产线离不开精密的传感、控制元件和精密仪表相配套，需要行业外相关部门密切配合协调方可提高装备的整体水平。

■现今已实现经济全球化，学习吸收国外的先进经验是必由之路。但洋为中用中注意知识产权的保护问题，在借鉴他人经验的同时，需要提高自主创新能力，推出具有中国特色的创新产品。

■新产品开发并非容易，需要信息、技术、经验的积累、分析和判断。需要一定的资金投入，需要信心与勇气，需要相关单位的密切配合，需要国家政策上的支持和财政上的扶持。尤其是具有知识产权自主创新的产品，涉及知识面广，例如植物有效成分微波多功能连续提取装置，它就函盖中药基础理论、化工过程、机械、电子、电工、自动化、仪表、传感、程序控制、药物分析等多门学科。一组参数的确定需要经过无数次的实验、分析，在经过正交试验数据分析的基础上方可确认其可靠性。此外，试验装置需要逐级放大进行摸索与筛选，现在，行业内部就缺泛这样一个综合性研究机构，尤其是原料药新设备开发，只能靠企业横向联合，因此，效率低、时间长、经费负担重是可想而知的。这非常需要行业内部有这样一个综合性研究机构来研发新产品。以加快中国药机行业的进一步发展。

控制阀

标准化与智能化

中石化仪征化纤股份有限公司仪表工程师 李宝华

控制阀技术在过程控制、信息技术和自动化技术推动下，以及智能化控制阀巨大市场需求的拉动下，必有更大进展，发展趋势体现在：标准化、模块化、网络化，高集成、高性能、高智能，低成本地全面满足控制需求。

标准化

寻求、完善和执行统一的控制阀标准，使不同厂商生产的控制阀能够实现互换性、互操作性。整合计算选型程序，采用标准化软件，从分散的不通用的各自计算到根据过程数据和指定功能、性能和成本就能够正确计算选型、确定所需流量系数、通径和管路配合、适合的阀体阀内件材质、针对性的密封型式等。建立标准化的软件平台，使用标准化的计算机辅助故障识别和专家诊断软件，使不同制造商的控制阀可进行性能监测和故障诊断。标准化也使得控制阀的低成本和可维修性达到目的。

模块化

从产品的集中设计到模块化分散设计是一种创新，模块化设计遵守从系统结构入手，将整个控制阀系列产品按照功能切分成有限多的通用模块（不变部分）和专用模块（变化部分），分散的相对独立的模块遵守共同的明确规则，以保证这些模块能够组合成一个完整的系统，并能够随时加入新的模块增加系统功能。各模块独立开发并要求具有更多更好的性能，优化设计并尽可能多地在不同口径的阀门中采用相同的零部件，基于大部分部件确定使用通用模块、少部分按用户技术条件选择专用模块，缩短了产品生产周期能够快速响应市场，组合成满足需求的控制阀产品。模块化设计的控制阀将以其开放式架构、全新的系统结构、优化的模块部件、简便的计算与选型、高安全性和可靠性，以及产品紧凑坚固、号型齐全多样、部件通用可换、易于维护检修，带来控制阀整体功能和性能的明显提升。

网络化

网络化支持控制阀技术，以信息化网络灵活而迅速地组织资源，建立虚拟制造和虚拟设备（仪表），形成快速反应和高效集成，产生整体经济效益。数字化应用的控制阀成为现场智能设备，支持总线协议并融入网络，在运作的网络化下更好地协同工作、有效控制、在线诊断和便捷维护。

高集成

高集成基于信息化，包括企业资源的集成化研发管理和产品制造、开放性技术和标准化的产品。利用先进制造技术进行控制阀产品集成化，运用制造执行系统MES和企业资源计划系统ERP。注重全息集成、有效利用与整合、提升制造智能、优化系统和控制阀产品，使控制阀生产商有效管理全生命周期和提供优质有效、低成本、绿色产品。控制阀本身的高集成也使产品功能多样化、复杂化，单台控制阀具有应对多种控制要求的能力。

高性能

开发控制阀的高性能处理能力，彻底摆脱产品仅有单一技术特征，在控制流体量的简单执行功能之上，同时具备本机显示、组态、检测、控制、运算、诊断、通信以及安全、绿色等功能和兼容性，实现按需求控制。在推进控制阀高性能过程中，要适时开展控制阀性能的标准化以及功能认证工作。

高智能

控制阀利用人工智能技术和计算机技术，嵌入式数字解决方案实现智能化，更多表现在控制阀自适应、自校准、自诊断和远程通信上，更好体现在实现强化性能和分散风险，提高可用性和可靠性上。综合神经网络、模糊逻辑、广义专家系统的计算机故障识别与性能诊断将是推动控制阀高智能化的主要因素，数字式阀门定位器普及应用到控制阀和电动执行机构智能一体化设计以及智能的预测性维护是未来主流。