化工设计概论.ppt

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化工设计概论,绪论,一、化工设计的意义和作用,化工设计是将一个系统（如一个工厂、一个车间或一套装置等）全部用工程制图的方法，描绘成图纸、表格及必要的文字说明。

也就是把工艺流程、技术装备转化为工程语言的过程。

绪论,化工设计的任务,在化工生产中，通过运用化工设计方面的知识和方法，对设备进行评价或者各种指标的评定在科学研究中，从小型试验到中试放大，以至投入工业生产，都离不开设计在基本建设中，设计是基本建设的首要环节，是现场施工的依据,绪论,二、化工设计的特点,政策性强：

从我国国情出发，充分利用人力和物力资源；确保安全生产；保护环境不被污染；保障良好的操作条件，减轻工人的劳动强度。

技术性强：

生产多在高温、高压或低温、真空下进行，处理的物料多具有腐蚀性；且化学反应中副产物较多，这些对于设备材料的选用、设备防腐和分离方法上都提出了更高的技术要求。

绪论,经济性强：

化工生产过程大都较为复杂，所需原材料种类多，能量消耗大，因而基建费用高。

对此，化工设计人员要有经济观点，在确定生产方法、设备选型、车间布置、管路布置时都要认真进行技术经济分析，重视经济效果，达到技术上先进，经济上合理。

综合性强：

化工设计内容涉及面广，尤其对大型化工企业的生产过程更显化工设计综合,绪论,三、化工设计的发展趋势,化工设计的发展趋势与石油化学工业技术的发展有直接关系。

石油化学工业实现了装置大型化、工厂整体化、系统最优化、控制自动化，所以，也要有相应的提高幅度。

化工设计的知识和技能，不仅对专门从事化工设计的人员需要学习和掌握，而且，对从事化工生产、科学实验和技术管理方面的人员，也同样需要具备。

第一章化工厂设计的内容与程序,第一节化工设计的种类,化工设计可根据项目性质分类，也可按设计性质分类。

根据项目性质分类,第一章化工厂设计的内容与程序,根据设计性质分类,第一章化工厂设计的内容与程序,第二节化工厂设计的工作程序,一般的化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书，经上级主管部门认可后写出可行性研究报告，上级批准后，编写设计任务书，进行扩大初步设计，后者经上级主管部门认可后进行施工图设计。

第一章化工厂设计的内容与程序,一、项目建议书,项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据，应包括下列内容。

项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义；产品需求初步预测；产品方案和拟建规模；工艺技术方案（原料路线、生产方法和技术来源）；,第一章化工厂设计的内容与程序,资源、主要原材料、燃料和动力的供应；建厂条件和厂址初步方案；环境保护；工厂组织和劳动定员估算；项目实施规划设想；投资估算和资金筹措设想；经济效益和社会效益的初步估算。

第一章化工厂设计的内容与程序,二、可行性研究,可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。

根据原化工部对“可行性研究报告”的有关规定，可行性研究报告的内容如下：

第一章化工厂设计的内容与程序,总论：

包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等，并附上主要技术经济指标表。

需求预测：

包括国内外需求情况预测和产品的价格分析。

产品的生产方案及生产规模。

第一章化工厂设计的内容与程序,工艺技术方案：

包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。

原材料、燃料及水电汽的来源与供应。

建厂条件和厂址选择布局方案。

公用工程和辅助设施方案环境保护及安全卫生。

第一章化工厂设计的内容与程序,工厂组织、劳动定员和人员培训。

项目实施规划。

投资估算和资金筹措。

经济效益评价及社会效益评价。

结论包括综合评价和研究报告的结论等内容。

第一章化工厂设计的内容与程序,三、编制设计任务书,可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可编写设计任务书以作为设计项目的依据。

设计任务书的内容主要包括：

项目设计的目的和依据；生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；,资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；厂址与占地面积和城市规划的关系；防空、防震等的要求；建设工期与进度计划；投资控制数；劳动定员及组织管理制度；经济效益、资金来源、投资回收年限。

第一章化工厂设计的内容与程序,第一章化工厂设计的内容与程序,四、施工图设计,施工图设计的任务是根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。

第一章化工厂设计的内容与程序,施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。

其中工艺专业方面的主要内容包括：

工艺图纸目录、工艺流程图、设备布置图、设备一览表、非定型设备制造图、设备安装图、管道布置图、管架管件图、设备管口方位图、设备和管路保温及防腐设计等；非工艺专业方面有土建施工图、供水、供电、给排水、自控仪表线路安装图等。

第一章化工厂设计的内容与程序,五、设计代表工作,在扩大初步设计与施工图设计两个阶段，有大量的各专业人才参加，到设计文件编制完毕，工作转入了基本建设和试车阶段的时候，就只需少量的各专业设计代表参加了。

各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），建成化工装置后要参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。

第一章化工厂设计的内容与程序,当设计工作全面结束，且试车成功后，应做工程总结，积累经验，以利于设计质量的不断提高。

第一章化工厂设计的内容与程序,第三节化工车间（装置）工艺设计的程序及设计内容,化工车间（装置）设计是化工厂设计的最基本的内容，也是初学者必须首先掌握的。

因此，本节着重介绍化工车间（装置）工艺设计内容和程序。

下面按工作程序介绍车间工艺设计的内容。

第一章化工厂设计的内容与程序,一、设计准备工作,熟悉设计任务书。

全面深入地正确领会设计任务书提出什么要求，又提供了什么情况，这都是设计的依据，必须熟记、贯彻实施。

了解化工设计以及工艺设计包括哪些内容，其方法步骤如何。

参照设计进度订出个人工作计划,第一章化工厂设计的内容与程序,查阅文献资料。

按照设计要求，主要查阅与工艺路线、工艺流程和重点设备有关的文献资料，并摘录笔记。

此外，还应对资料数据加工处理，对文献资料数据的适用范围和精确程度应有足够的估计。

收集第一手资料。

深入生产与试验现场调查研究，尽可能广泛地收集齐全可靠的原始数据并进行整理，这对搞好整个设计来说是一项很重要的基础工作。

第一章化工厂设计的内容与程序,二、方案设计,这个阶段的任务是确定生产方法和生产流程，它们是整个工艺设计的基础。

要求运用所掌握的各种资料，根据有关的基本理论进行不同生产方法和生产流程的对比分析。

这个阶段的工作可以培养分析、归纳和理论联系实际的能力。

第一章化工厂设计的内容与程序,三、化工计算,化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。

要完成的任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。

经验表明，在化工计算阶段会用到大量的基本理论、基本概念和基本技能（数据处理、计算技能、绘图能力等）。

第一章化工厂设计的内容与程序,四、车间布置设计,这是工艺人员的主要设计任务之一，它也是决定车间面貌的又一个重要设计项目。

布置设计的主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。

第一章化工厂设计的内容与程序,当化工计算结束，绘出工艺流程图之后就可以进行车间布置设计，完成之后要绘制平面与立面的车间布置图。

设计方法除了常用的摆纸块法之外。

现在广泛采用模型设计的方法。

第一章化工厂设计的内容与程序,五、化工管路设计,管路配置设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足工艺生产的要求。

应注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，而且做到整齐美观。

第一章化工厂设计的内容与程序,六、提供设计条件,设计条件内容包括总图、土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水、工业炉等非工艺专业的设计条件。

设计条件是各专业据以进行具体设计工作的依据，因此提好设计条件是确保设计质量的重要一环。

第一章化工厂设计的内容与程序,七、编制概算书及编制设计文件,概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算，作为银行对基本建设单位贷款的依据。

概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。

经济是否合理是衡量一项工程设计质量的重要标志。

编制概算可以帮助判断和促进设计的经济合理性。

第一章化工厂设计的内容与程序,初步设计阶段与施工图设计阶段的设计工作完成后都要编制设计文件。

概算书是设计成果的汇总，是进行下一步工作的依据，内容包括设计说明书、附图（流程图、布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。

以上仅是车间工艺设计的大体内容，叙述的顺序就是一般的设计工作程序，实际设计过程中，这些工作内容往往是交错进行的。

第一章化工厂设计的内容与程序,第四节国家和行业的基本设计政策和规范,化工企业总图运输设计规范HG/T206491998工矿企业总平面设计规范GB501871993石油化工工艺装置布置设计通则SH3011-2000石油化工给水排水管道设计图例SH3089-1998石油化工管道器材标准（合订本1996年）SH3401-3410石油化工管道布置设计通则SH3012-2000石油化工企业给水排水系统设计规范SH3015-2003,第一章化工厂设计的内容与程序,第五节设计文件,工艺专业人员在扩大初步设计阶段和施工图设计阶段应编制说明书和说明书的附图、附表等设计文件。

其中车间工艺设计文件是最基本的和最常碰到的，因此，本课程着重介绍车间工艺专业设计文件的内容和格式。

第一章化工厂设计的内容与程序,一、扩大初步设计文件,扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：

设计说明书和说明书的附图、附表。

化工厂（车间）初步设计说明书内容和编写要求，根据设计的范围（整个工厂，一个车间或一套装置）、规模的大小和主管部门的要求而不同，对炼油、化工厂的初步设计的内容和编写要求，化学工业部曾有文件规定。

对于一个装置或一个车间，其初步设计说明书的内容如下。

第一章化工厂设计的内容与程序,设计依据文件，如计划任务书以及其他批文等。

技术资料，如中试试验报告、调查报告等。

设计指导思想和设计原则设计所遵循的具体方针政策和指导思想。

总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自控水平等原则。

第一章化工厂设计的内容与程序,产品方案包括：

产品名称和性质；产品质量规格；产品规模（吨年）；副产品数量（吨年）；产品包装方式。

生产方法和工艺流程生产方法：

扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线。

化学反应方程式：

写出方程式，注明化学反应名称、主要操作条件。

工艺流程：

第一章化工厂设计的内容与程序,工艺划分简图，用方块图表示,第一章化工厂设计的内容与程序,控制点工艺流程图和流程简述,第一章化工厂设计的内容与程序,车间（装置）组成和生产制度车间（装置）组成。

生产制度，年工作日、操作班制，间歇或连续生产。

原料、中间产品的主要技术规格原料、辅助原料的主要技术规格。

中间产品及成品的主要技术规格。

第一章化工厂设计的内容与程序,工艺计算,物料计算物料计算的基础数据。

物料计算结果以物料平衡图表示，计量单位用小时（h）（连续操作）或每批投料量Kg或M3（分批操作），采用的计量单位在一个项目内要统一。

第一章化工厂设计的内容与程序,主要工艺设备的选型、化工计算和材料选择基础数据来源包括物料及热量计算数据、主要化工数据等。

主要工艺设备