化工厂设计概论(第三章续)(1).ppt

1、化工厂设计概论第三章 (续)第五节第五节 设备工艺设计计算设备工艺设计计算主要任务：主要任务：对采用的定型定型 (标准标准) 设备设备要选好规格和型号；对非定型非定型 (非标准非标准) 设备设备要通过计算，确定其主要尺寸，给设备设计人员提供设计条件，进行施工设计。其次，编写好设备一览表。 一、一、 选择设备的基本要求选择设备的基本要求 1. 技术经济指标 单位生产能力 指设备单位体积、单位重量或单位面程在单位时间内能完成的任务。 消耗系数 指生产单位重量或单位体积产品消耗的原料和能量。(包括原材料、燃料、蒸汽、水和电等) 设备价格 直接影响建设工程投资。选择价格便宜，制造容易，结构简单，用材不

2、多的设备。注意质量和生产效率。 管理费用 包括劳动工资，维护和检修费用等。 产品总成本 是化工企业经济效益的综合反应。 2. 设备结构上的要求 强度 在外力作用下不被破坏的能力。 无论是主体部件还是零部件都要有合理的强度。 刚度 指设备及其构件在外力作用下能保持原状的能力。 使用寿命 指设备能使用的年限。主要影响因素：材料的疲劳、腐蚀、磨损。 密封性 尤其对易燃、易爆、有毒介质特别重要。 操作和检修 运输方便 二、二、 设备设计的基本内容设备设计的基本内容 1. 定型定型 (或标准或标准) 设备的选择设备的选择 除上述基本条件外，还应注意： 应根据设计项目规定的生产能力和生产周期考虑使用设备的

3、台数。同时还应考虑有关工艺指标选择。 要考虑备件供应，以免影响生产。 要考虑工厂近期发展选择。 考虑保险系数选大一号。 2. 非定型设备的选型和设计非定型设备的选型和设计 非定型设备需专门设计和制造。 三、设备材料的选择三、设备材料的选择 应注意以下几点： 1. 介质的性质、温度和压力 2. 设备的类型和结构 3. 产品质量的要求 4. 材料价格和来源 5.5. 制造加工方便 四、 编制设备一览表编制设备一览表序 号流程号设备 名称设备 规格材 料单 位数 量重量，公斤型号 或图号来 源 备 注 单 重总重 第六节第六节 车间厂房布置车间厂房布置主要任分：主要任分：对厂房的平立面结构、内部组成

4、、生产设备、仪表电气设置等一切有关设施进行妥善安排，设计出既符合生产工艺要求，又经济适用，整齐美观的合理布局。一、厂房布置设计的条件和依据一、厂房布置设计的条件和依据 1. 设计的基本条件设计的基本条件 要有厂区总平面面，己明确规定了本车间在总平面中的位置。 掌握本车间与其它各生产车间、辅助车间和生活设施的相互关系。 本厂房与厂外道路、铁路、码头、输电、运输和消防等的关系。 熟悉生产工艺流程、有关物料的物化数据、原料和产品的贮存、运输方式和要求，合理划分工段，生产和生活等辅助设施，以便通盘考虑。 要了解厂房内各种设备和设施的特点种要求，要顾及日后安装、拆卸、维修、操作位置、巡回路线和地段。 熟

5、悉有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生标准，以便确定车间厂房的有关等级。 要了解土建、设备、仪表、电气、给排水、通风采暖等专业和机修、安装、操作和管理等方面的需要。 2. 设计的基本依据设计的基本依据 厂区的总图布置 生产工艺流程图及其设计资料 车间设备一览表 物料贮存运输等要求 有关试验、配电、仪表控制等其它专业和办公等生活行政方面的要求 有关布置方面的一些规范资料 车间定员一览表二、车间厂房的布置设计 1. 厂房的平面布置 厂房的平面组成 a. 生产设施：生产工段、原料和产品仓库、控制室、贮罐等。 b. 生产辅助设施：通风空、配电室、机修间、车间化验室等。 c. 生活行政设施：车间办公室、更衣

6、室、浴室、休息室及厕所等。 d. 车间通道：人行通道、物流通道、安全通道 e. 其它特殊用室：劳动保护室、保健室等 f. 近期发展余地 厂房的平面型式 长方形、L型、T型、山型和吕字型。 选择原则：在满足生产工艺要求的前题下尽量间单，有利于采光、通风和散热。 厂房的跨度和柱网布置 单层厂房跨度最好不超过18米，可以简化结构要求、节省投资。 单层原料成品仓库有火车直接进入时，厂房跨度2430米 多层厂房跨度一般12米和15米 化工厂厂房一般跨度有：6、12、15、18、24米 2. 厂房的空间布置 层高不宜低于3.2米，净空高度不得低于2.6米，最常用的层高为46米。走道、操作台通行部分的最小净

7、空高度不应当小于2米。 一般：a. 尽量将高大的设备改在室外布置；b. 将高大的设备尽量集中布置；c. 如果只有个别较高设备，则尽量单独处理，如利用天窗的空间，或将设备穿过屋顶，采用部分露天化等处理措施。 3. 生产辅助设施的布置 生产辅助用房 (如配电房、机修室、车间化验室等) 车间化验室一般要设在生产厂房内 (防爆车间需就近设置) ；机修室、通风室既可设在厂房内，也可以同生活办公用房一起安排；配电室一般就近单独设置。 生活办公用房 (如车间办公室、更衣室等) 要求不严，可就近考虑。 厂房形式如图所示 4. 厂房布置设计时须注意的问题 要遵照生产工艺流程自然顺序的原则，做到前后、上下和左右协

8、调，确保工艺流程无论从水平方向和垂直方向的连续性来看，原料变成产品的路线都是最短，投资最低。 对于重型设备或易振动的设备要尽量布置在厂房的地面层，设备基础的重量应等于机组毛重的三倍。 设备穿过楼面应避开主梁。 操作台尽量统一安排。 厂房进出口、通行过道、楼梯位置要安排恰当。 布置设备要保证管理方便和安全。安全距离如表。要尽量安排良好的采光和通风条件。 三、车间厂房布置的步骤 1. 厂房布置草图布置之前布置之前：工艺设计人员一方面要对工艺流程、所有设备的尺寸、结构及其要求和其它有关资料，厂房内各个组成要了解得很透彻，同时要有清晰的立体概念。另一方面可先与非工艺设计人员，特别是土建设计人员交换意见

9、，完善布置设计构想。然后开始布置草图设计。 一般应作两个以上方案，以便征求意见，进行比较，选择经济合理方案。 2. 厂房布置图(车间厂房平面布置图、剖面图) 厂房平面布置图 a. 厂房建筑平面图。要求标出厂房边墙轮廓线、门窗位置、楼梯位置、各层标高等。 b. 设备外形俯视图和流程号。 c. 设备的定位尺寸及其管口方位。 d. 操作平台等辅助设施的示意图，主要尺寸及标高。 e. 地坑、地沟的位置、尺寸、标高。 f. 辅助用房和生活用房的位置和尺寸。 厂房剖面图 a. 厂房建筑剖面图，其中除平面图中己列出的外，还要标出梁的高度。 b. 设备的高度定位尺寸及其支撑形式。 c. 操作平台等的剖面图和尺

10、寸。 d. 地坑、地沟的位置及深度。 应用实例如图。 空压站生产工艺流程图第七节第七节 工艺设计与非工艺设计的条件及相互关系工艺设计与非工艺设计的条件及相互关系 工艺设计人员的任务：工艺设计人员的任务：一要全面出色地完成工艺设计任务；二要组织和协调设计工作的进行；三要为其他专业设计提供比较完整而确切的设计依据和条件。 其它专业：其它专业：建筑、设备、仪表控制、采暖通风、热工、供排水等专业。一般分三次提供设计条件：第一次提供的条件是使其他各专业对工程项目有个总体了解，明确自己在工程设计中所承担的设计任务，并能开始本专业的方案设计以及进行必要的计算；第二次提供的条件要使其他专业能确定设计方案，开始

11、全面设计工作，直到全面完成设计任务；第三次提供的条件只是一些较小的补充和完善条件。 一、一、 土建设计条件土建设计条件 生产工艺流程图。 厂房布置图。主要是平、剖面布置图。 设备一览表。 劳动保护条件。注明厂房的防火、防爆、防毒、防尘和防腐条件，以及其它特殊条件。 楼面、墙面的预留孔和预埋条件，地面的地沟，落地设备的基础条件。 安装运输条件。如考虑安装门、安装孔、安装吊点、安装荷重、安装场地等等。 人员一览表。包括人员总数、最大班人数、男女工人比例。 二、设备设计条件二、设备设计条件 生产工艺流程图。 设备一览表。其中一般定型设备由工艺人员根据工艺条件按国家标准图集或产品目录选用。要提供的设计

12、条件只是一些非定型设备。 设备草图，管口方位图等。 非定型设备的设计条件。 三、电气设计条件电气设计条件 分：设备用电部分、照明避雷部分、弱电部分。 设备用电部分 a. 生产特点、用电要求。 b. 按设备平面布置图标明用电设备名称和位置。 c. 提供用电设备一览表。 d. 特殊要求。如连锁、切断等等。 e. 其他用电量。如机修、化验室以及检修电源等。 照明避雷部分 a. 按照设备平面布置图标明照明位置、照明度。 b. 照明地段、照明亮高。 c. 避雷要求、防爆要求。 d. 各种特殊要求，如事故灯、机修灯、接地设备和管路。 弱电部分 a. 按照设备平面布置标明弱电位置和要求。 b. 火警、警卫讯

13、号要求。 c. 电话种类和数目。 四、四、 仪表控制设计条件仪表控制设计条件 控制方式：集中控制、分散控制、混合控制。 按照工艺流程图标明控制点、控制对象。 提供设备平面布置图。 提出压力、温度、流量、液面等控制要求。 标出调节仪表。 提出控制信号数、要求和安装位置等。 提出控制条件表。 五、采暖通风设计条件五、采暖通风设计条件 在化工设计中不一定存在，取决于化工设计项目要求。 六、热工设计条件六、热工设计条件 供汽方式：间断供汽还是连续供汽。 工艺流程图，标明供汽工段和设备。 设备平面布置图，标明接管点、管材、和管径等。 供气的工艺条件：压力、温度、流量、废蒸汽或冷凝液的回收利用要求等。 七

14、、七、 供排水设计条件供排水设计条件 1. 供水设计条件供水设计条件 生产用水条件 a. 提供设备平面布置图，逐一标明用水设备名称和其它用水点和用水点的标高。 b. 详细说明用水条件。最大、最小和平均用水量、水温、压力和水质等参数。 c. 提出用水方式：连续或间断用水。 生活消防用水条件。 化验分析用水条件。 2. 排水设计条件排水设计条件 生产排水条件 a. 按设备平面布置图标明排水设备名称和排水点。 b. 排水条件：排水量、水温、成分等。 c. 排水方式。采用的处理方式、连续还是间断排水等。 d. 排水口位置及标高。 生活排水条件。 同上。 第八节第八节 化工管路设计化工管路设计管路管路是

15、化工生产中不可缺少的组成部分，其作用主要是输送各种流体。管路设计：管路设计：是化工工程施工图设计的主要任务：管路设计工作量约占化工工艺设计工作总量的40%，管路安装工作量占工程安装工作总量的35%左右，管路的费用约占工程总投资20%。管路设计的内容：管路设计的内容：完成管路布置图(或称管路安装图或配管图)、管路安装材料一览表和管路施工说明书。综合考虑因素：用材、费用、安装、检修、操作、安全、整齐美观和应遵守的技术规范等。 一、一、 化工管路概述化工管路概述 1. 化工用管化工用管 铸铁管：铸铁管：用于地下给水管、煤气总管和下水道。 有缝碳钢管 (水煤气管)：分普通水煤气管 (耐压610atm)

16、 和加 厚煤气管 (耐压1015atm) 两种。镀锌水煤气管称白铁 管或镀锌管，不镀锌的黑铁管。 无缝钢管：无缝钢管：分热轧无缝钢管和冷拔无缝钢管两种，其材质有碳钢、 优质碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热铬钢。 铜管：铜管：大部分用于换热设备和深冷装置的管路、仪表的测压管或 传送有压力的流体。 铝管：铝管：常用于输送浓硝酸、醋酸、硫化氢及二氧化碳等介质，也 常用于换热器，但不耐碱。机械强度较低，一般使用铝合 金。 铅管：铅管：常用作输送酸性介质，机械强度较差。 塑料管：塑料管：抗腐蚀性能好，重量轻，成型方便，加工容易。强度低， 耐热性差。 玻璃管、陶瓷管玻璃管、陶瓷管。 2. 阀件阀件 化工用阀

17、球心阀、闸阀、旋塞阀、蝶形阀、针形阀、止逆阀、安全阀、减压阀、疏水器。 管路连接方式 (1) 螺纹连接 小直径或低压的管路一般采用螺纹连接。 阳螺纹、阴螺纹。 (2) 法兰连接 大直径管路、高压管路和需要经常拆卸清理的管路常用法兰连接。 (3) 焊接连接 一般高压管路常用焊接连接，确保安全。 3. 其它管件其它管件 管节(内牙管) 、外牙管、活管节、法兰，管帽、堵头，大小头、内外牙，弯头、三通、四通等。 4. 管路附件管路附件 垫片材料等。 5. 管路参数管路参数 公称直径Dg、公称压力Pg、工作温度等。 二、管路设计二、管路设计 1. 管路设计的依据管路设计的依据 生产工艺流程图。 设备平、

18、剖面布置图和管口方位图等。 设备施工图。 物料衡算和热量衡算资料。 厂房建筑平、剖面图和有关配管规范。 厂区地质情况(地下水位和冰冻层) 。 当地气象资料。 2. 管路设计的内容管路设计的内容 管路布置图，其中包括管路平面布置图、剖面布置图和管段图。 管架、特殊管件等制造图。 管路安装材料明细表，其中包括油漆、保温材料等。 管路施工说明书。 3. 管路设计的步骤管路设计的步骤 选择管材 确定管径和管壁厚度 选用阀件和管件 进行管路布置 完成管路设计的其它工作，如管路支架、补偿器和保温防腐等设计 绘制管路布置图 编制管路安装材料明细表 编写管路施工说明书。 4. 管路的布置管路的布置 全面考虑，

19、综合分析，尽可能使管路布置满足适用、合理、经济、安全、省料和整齐美观的要求。布置类型布置类型：操地敷设管路；管沟敷设管路；沿地敷设管路；架空敷设管路。 5. 管路的支架设计管路的支架设计 独立式、丁字架、十字架、悬臂式、梁架式、桁架式、悬杆式和悬索式等。 6. 管路补偿器设计管路补偿器设计 有型、型、波型和填函式等。 7. 管路的保温和防腐设计。管路的保温和防腐设计。 8. 绘制管路布置图绘制管路布置图 9. 编制管路材料明细表编制管路材料明细表 10. 编写管路施工说明编写管路施工说明第九节第九节 设计说明书的编制设计说明书的编制 分初步设计说明书、技术设计说明书和施工图设计说明书。 初步设

20、计说明书初步设计说明书内容如下： 一、总论 1. 设计依据 2. 设计原则 3. 生产方法简介 4. 生产规模 5. 原材料、动力消耗定额和消耗量 6. 全厂定员和劳动生产率 7. 生产成本估算 8. 投资估算 二、总图、运输设计说明 1. 概况 2. 总平面设计 3. 运输 4. 管线综合 5. 竖向设计 6. 围墙等 三、工艺设计说明 1. 生产工艺流程说明 2. 生产设备的选型说明 3. 设备布置说明 4. 三废治理说明 四、生产控制设计说明 1. 控制水平的确定 2. 控制系统的选择 3. 分析仪表 4. 检测仪表 5. 气源 五、供排水设计说明 1. 设计任务 2. 设计基础资料 3

21、. 设备的选择 六、供电设计说明 1. 供电电源 2. 变电所和配电间 3. 动力和照明 4. 室外线路 5. 防雷和接地 6. 电修 七、供汽设计说明 1. 供汽部分 2. 软水处理部分 八、土建设计说明 1. 设计内容 2. 建筑物结构形式的处理意见 3. 其它有关问题 九、机电仪表维修设计说明 1. 修理任务 2. 修理设备的配备 3. 修理人员的确定和人员的素质要求 十、其它有关设计说明 如中心化验室、外部工艺、空压站、仓库、汽车库等，对此应作出有关设计说明。 第十节第十节 概算书的编制概算书的编制 一、一、 概述概述 三算：初步设计 (或扩初设计) 的概算、施工图预算和工程竣工决算。

22、工程概算：估算整个工程的投资。 概算值与预算值相差5%以内，可以认为编制基本正确；如超过10%则认为不确切。 概算是由承担设计的单位进行编制，施工预算是由施工单位编制，竣工决算是由工程项目建设单位承担。 二、二、 工程项目设计概算在基本建设中的作用工程项目设计概算在基本建设中的作用 1. 批准的概算是国家控制基本建设项目投资，编制基本建设年度计划的依据。 2. 可以作为建设单位与施工单位签定施工协议的依据。 3. 是控制施工预算造价的标准。 4. 是银行控制投资，拔付工程贷款的重要依据。 5. 是建设单位申请贷款的依据。 6. 是衡量设计方案是否先进的依据。 7. 是建筑安装单位组织和推行经济

23、核算制度的依据。 三、三、 工程项目设计概算文件的划分工程项目设计概算文件的划分 1. 单位工程概算 具有单独设计，可以独立组织施工的工程。是工程概算的基础。 2. 综合概算 在单位工程概算的基础上以单项工程为单位进行编制的。是总概算的基础。 3. 其它工程和费用概算 指未包括在单项工程概算内，但又与整个建设工程有关的工程和费用的概算。 4. 总概算 是建设项目全部建设费用的总文件，它包括从筹建起到建筑安装完成，以及试车投产的全部建设费用。 四、四、 工程项目设计概算的内容工程项目设计概算的内容 1. 工程费用 主要生产项目 辅助生产项目 公用工程 服务性工程 生活福利工程 厂外工程 2. 其

24、它费用 施工单位管理费和独立费用：包括施工管理费；劳保支出；施工企业法定利润；技术装备费；调整系数；临时设施费；施工机构迁移费；远征工程增加费；冬雨季施工费；夜间施工费；其他等。 建设单位费用：包括建设单位管理费；生产工人进厂和培训费；基本建设试车费；生产工具、器具及家具购置费；办公和生活用具购置费；征用土地和迁移补偿费；建设场地完工清理费；厂区、场地绿化费；设备及建筑和安装差价费；不可预见工程费等。 勘察、设计和试验研究等费用：包括勘察费；设计前期工作费；设计费；其它费用。 五、五、 工程项目设计概算书的依据和方法工程项目设计概算书的依据和方法 1. 概算书的编制依据 设计说明书和图纸 设备

25、价格资料 概算指标 概算费用指标 2. 概算的编制方法概算的编制方法 单位工程概算 一般按独立建筑物或生产车间(工段) 进行编制，要求： a. 设备费：按最新价格加运杂费逐项计算。 b. 设备安装费 c. 安装材料 d. 一般土建工程、生产厂房、大型设备基础 e. 特殊建筑物 f. 电气照明、避雷工程 g. 室内供排水 h. 采暖通风工程 i. 供电外线、室外照明、室外供排水管路，以及工厂工艺外管等。 一般按下述部分编制： a. 工艺设备部分 b. 电气设备部分 c. 自控设备部分 d. 管道部分 e. 土建工程部分 综合概算综合概算 以单项工程为单位编制综合概算，一般分：主要生产项目，辅助生产项目，公用工程，服务性工程，生活福利工程，厂外工程等。 其它工程和费用概算其它工程和费用概算 a. 建设单位管理费 b. 征用土地及迁移补偿费 c. 工器具和备品备件购置费 d. 办公和生活用具购置费 e. 生产工人进厂和培训费 f. 基本建设试车费 g. 建设场地完工清理费 h. 施工企业的法定利润 i. 不可预见工程费 总概算总概算 a. 编制说明 b.估算表：编制主要设备、建筑和安装的三大材料用量的估算表。 c. 投资分析 d. 编制总概算表