文江波，罗海军，龙志勤

(1.广东石油化工学院 石油工程学院，广东 茂名 525000；2.广东石油化工学院 实验室与设备管理处，广东 茂名 525000)

工程教育是我国高等教育的重要组成部分，我国要建立门类齐全、独立完整的工业体系，离不开大量的工科毕业生。特别是在当前贸易保护主义盛行、中美贸易战持续升温的情况下，提高工程教育的培养质量，培养高素质工科人才，更成为了我国工科院校的历史使命。2016年，我国正式成为国际工程教育《华盛顿协议》的成员国，标志着我国工程教育质量认证体系实现了国际实质等效，工程专业质量标准达到国际认可。在国家高等教育政策导向以及国家经济、社会发展需求的引领下，全国工科类院校纷纷大力开展工程教育专业认证工作，以期提高毕业生的培养质量[1-3]。

工程教育专业认证的一项核心任务是进行课程教学改革，以学生为中心、产出为导向，致力于培养学生解决复杂工程问题的能力[4-5]。广东石油化工学院油气储运工程专业作为华南地区的特色优势专业之一，也在积极开展工程教育专业认证工作。输油管道设计与管理是油气储运工程专业的一门核心主干专业课，通过本课程的学习，致力于使学生了解长距离输油管道的设计、施工、投产及生产运行的基本过程，掌握长距离输油管道设计和运行管理的原理和方法，为从事长距离输油管道系统设计和运行管理奠定技术理论基础。与该门课程配套的课程设计，是检验学生掌握理论专业知识的关键教学环节，也是培养学生解决油气储运工程领域复杂工程问题的有效途径，是课程教学改革的重点。

本文分析了输油管道设计与管理课程设计教学环节的现状，针对目前该教学环节存在的问题，阐述了输油管道综合课程设计改革的思路及具体建设方案。致力于检验学生的知识体系，锻炼学生的实践技能，培养学生的创新思维，使学生能够对油气储运工程领域的复杂工程问题进行分析，并通过设计合理的解决方案，有效地解决复杂工程问题。

1 综合课程设计改革思路

1.1 存在的问题分析

(1)输油管道设计与管理课程设计的课时是1周时间，教学进程安排在理论教学完成之后。现在的做法是理论教学完成后，再布置课程设计任务，二者之间没有充分融合，存在割裂的问题。此外，一周的规定课时，几乎无法让大部分学生高质量地完成课程设计，许多学生敷衍了事，达不到课程设计的培养目标。

(2)工程教育认证的一项重要指标是检验学生解决复杂工程问题的能力，目前该课程设计的任务设置比较单一，综合性不够，专业知识的涵盖面不够广泛。换言之，“复杂性”不够，这也导致无法有效培养学生解决复杂工程问题的能力。

(3)课程设计题目没有紧扣实际工程项目，不同学生的题目区分度不高，雷同率较高。这一方面，使得学生没法接触实际工程项目，缺乏实际工程项目的锻炼；另一方面，题目区分度不高，会造成一部分学生不思进取，不认真开展课程设计工作，等着一部分优秀学生完成报告后，直接抄袭，坐享其成。

(4)目前课程设计的考核方式，主要是对课程设计报告及图纸进行评阅给分，考核方式单一。另外，缺乏对课程设计开展过程的考核。在课程设计过程中，态度认真、学习积极、勇于发问的同学，应得到鼓励，列入考核指标。

1.2 改革思路

针对目前输油管道设计与管理课程设计教学环节存在的问题，基于培养学生解决复杂工程问题能力的基本理念，提出以下教学改革思路：

(1)改变课程设计教学进程安排，在输油管道设计与管理课程理论教学之初，就向学生发布课程设计任务。这样，理论教学的周期，同时也变成课程设计的周期，学生能够及时地学以致用，达到事半功倍的效果。教师在理论教学过程中，在适当的教学节点上，安排学时对课程设计的相关内容进行讲解，解答学生反馈的问题，这样可以有效掌握学生开展课程设计的进度和效果。这样安排的另一个优势是，理论授课期间，师生见面次数多，有利于学生进行答疑。

(2)增加课程设计任务专业知识的覆盖面，增强工程问题的综合性、复杂性。在将长输管道的工艺设计作为核心设计内容的同时，适当将输油管道的上游(油田集输地面工程)和下游(油库建设)结合起来，形成一个贯穿原油生产、处理、输油、存储等全方位过程的复杂工程问题，全面考察学生多门专业课知识的掌握情况，培养学生解决复杂工程问题的能力。

(3)课程设计的题目要源于实际工程项目，这样可以让学生对于油气储运工程领域的实际工程项目有直接清晰的认识，达到工程实践能力培养的目的。题目在设计的时候，要注重形式多样化，不同学生之间，题目的基础条件要具有较高的区分度。这样，可以有效避免一部分学生抄袭课程设计报告的问题。

(4)对于课程设计的考核方式，除了对课程设计报告及图纸进行评阅给分以外，还要将学生的平时表现以及答辩纳入考核范围，增强考核力度。平时表现主要考核学生做课程设计的积极性、答疑次数、课程设计进度等指标。课程设计报告提交以后，组织学生对报告进行限时答辩，并对答辩过程进行考核。如果学生数量过多，无法组织全部答辩时，可以采用自愿报名和随机抽取的方式进行答辩。

2 综合课程设计改革建设方案

2.1 教学目标

总体规划是通过对实际长距离输油管道进行工艺设计(辅以管道上下游环节的工艺设计)，达成以下教学目标：使学生能够运用数学知识对输油管道设计所涉及的公式进行推导；能够运用热力学、流体力学知识进行输油管道设计所需的热力计算、水力计算；能够根据给定的条件，综合考虑法规、安全、经济、环保等因素，进行输油管道工艺计算和初步设计；能够进行输油管道系统工况分析，熟知输油管道运行的动态过程，初步具备对长距离输油管道的运行进行日常管理的能力；能够对长距离输油管道的上游油田地面工程、下游油库建设进行初步设计，掌握输油管道与其上下游工程之间的衔接关系；能够就油品管道输送技术问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野。

2.2 具体内容环节

输油管道综合课程设计的任务内容主要包括以下环节：

2.2.1 输油管道上游的油田集输工艺初步设计

根据给定油田区块的油井坐标，以经济费用最少为原则，对集输管网进行拓扑布局；对油田集输管网进行工艺计算，并对集输流程进行初步设计；根据区块油井采出液量，对联合站进行初步设计，并对站内设备进行配置。

2.2.2 选线、基础设计参数收集

根据管道起、终点位置，依据相关选线标准，综合考虑投资、安全、环保等问题，对管道进行选线。查询收集管道的相关基础设计参数，包括沿线纵断面数据、气温、地温等信息。管道的设计输量为给定油田区块的产油量。

2.2.3 工艺计算

①根据任务输量、设计压力等已知条件，确定合适的管径、壁厚、管材等设计参数；结合油品性质及温度选择应考虑的各种因素，确定进、出站油温。鼓励大家根据初选管径、壁厚、管材等，形成若干不同的方案，供优选。

②采用轴向温降公式对管道进行热力计算，确定加热站数和加热站间距，计算加热站热负荷，对加热炉进行选型。

③在油品物性计算的基础上，采用平均油温法对管道进行水力计算，得到全线所需总压头。根据泵机组的选择原则，选择合适的泵机组型号、数量及组合方式，确定泵站数。

④对加热站、泵站进行初步布站。然后，综合考虑管道线路走向及其它方面的要求，调整泵站和加热站的位置，尽量使加热站和泵站合并建设。

⑤校核计算。对进出站温度、进出站压力、动静水压力、允许最小输量等进行校核，确保各项参数满足设计要求。

⑥综合考虑动力费用、热力费用、建站费用等，对不同设计方案进行经济必选，确定最优方案。

2.2.4 工艺流程设计

工艺流程的设计应遵照相关的原则进行，要满足各个输油生产环节的需要。中间热、泵站工艺流程应与输油方式相适应，便于事故的处理和检修等。

2.2.5 配套设施设计

对保障管道安全运行的配套工艺设施进行选择和配置，主要包括供配电系统、消防系统、通信系统等。

2.2.6 安全、节能、环保等措施配置

考虑安全、节能、环保等相关要求，对管道完整性管理、HSE风险管理等方面进行规划设计。

2.2.7 输油管道下游的油库初步设计

根据管道输量，对油库进行初步设计，主要包括库容计算、装卸油设施计算、管路水力热力计算、油库平面布置等。

3 结束语

根据工程教育专业认证标准，对专业课程进行教学改革，是提高毕业生培养质量的有效途径。输油管道设计与管理是油气储运工程专业的一门核心主干专业课，与之配套的课程设计对于学生解决问题能力的培养至关重要。对输油管道综合课程设计进行教学改革，提出了合理的改革建设方案，有利于全方位检验学生的知识体系，培养学生解决复杂工程问题的能力，为学生能够胜任油气储运工程领域的工作岗位打下坚实基础。