1、 欢迎学习！工业工程设计u名称的沿革：u选煤厂设计 省级一类优秀课程；省级二等、国家教委优u 秀课件三等奖u选矿厂设计 省级成果一等、国家级教学成果二等奖u工业工程设计 新一轮改革后，2003年首次开课u新一轮改革的目的：u1、拓宽知识面，开阔视野u2、典型、面上结合、适应性更强u3、确保培养目标底线工科学生的基本功底u u任务及目的：u 了解工业工程项目实施的全过程；以一个典型工厂设计为例，学习和掌握典型工厂设计过程中的设计原则和方法，同时，兼顾相关工厂设计的知识；全面进行工程素质训练和工程设计实践，从而具备一定的工程设计能力。u u工程的、系统的思想u 把握整体、统领全局u具体工作的路子u
2、 工程素质、解决问题的思路、出发点u处理不同具体问题的能力u 本课程综合性强，在学习设计方法、原则以及进行设计实践的过程中，要把有关的专业知识（如重选、浮选、分离技术、选煤机械、选矿厂管理）、建筑知识、机械制图、流体机械、电器自动化等一系列课程中的知识综合应用起来。u u本课程实践性强，在学习过程中，要进行设计资料收集、分析与计算、查阅技术文献及参考资料、正确选择设计参数、合理制定工艺流程及优化设计方案、设备选型、图纸设计与绘制、经济概算与评价、设计说明书编制等多方面的实践，全面训练工程素质和设计能力。u 本课程采用“小课堂、大实践”的模式：用32学时进行课堂教学，讲授基本设计方法和原则；u
3、14周毕业设计结合工程实际进行设计，经历工程设计的主要过程。u 通过本课程的学习，要达到以下要求：u 1.了解工程项目基本建设程序，及工业工程设计的基本内容和过程，学习可研和初设的方法；u 2.掌握分析和计算设计用原始资料；合理选择工艺设计参数，经过技术、经济比较，确定合理的工艺流程和产品结构的方法；u 3.掌握有关的工艺流程计算方法；u 4.掌握不同类型工厂的设备选型计算方法，了解常用设备的基本性能；u u5.掌握工业广场总平面布置的基本原则和方法；u6.学会工业厂房工艺布置的原则、方法和步骤；通过毕业设计，掌握设备、机组的实际布置过程和方法；u7.绘制工业厂房工艺布置图、工业广场总平面布置
4、图和各种工艺流程图；u8.编写可行性研究报告、设计说明书和概算书；u9.掌握工业工程设计的有关规定，初步学会计算机辅助设计方法。u本课程知识将应用于：u 1、毕业设计；u 2、设计院；u 3、现场改造；u 4、设备研制；u 5、领导机关、投资机构的项目审批；u 6、相近类型厂的设计。u教学方法及参考书教学方法及参考书1、教学方法u 讲授、自学、提问、讨论，u 典型引路，面上粗略、点上详细。2、参考书 面上参考书：u建设项目业主管理手册张月娴等 中国水利电力出版社u 当代工业建筑 朱德本 中国建筑工业出版社u工厂总布置图设计实用手册余永龄 中国建筑工业u 出版社u u点上参考书：u选煤厂设计手册
5、、国外选矿设备手册u选煤厂设计规范、选煤厂基本情况汇编u选煤工艺流程及设备选型计算 顾民兆 等编u选矿厂设计手册、各种有关的选煤（矿）杂志u选矿厂设计 周龙廷 中南工业大学出版社课程要求u1、必须到教室听课；u2、有关算法一定掌握；u3、作业按进度要求完成；u4、熟练运用计算机。u第二章 基本建设程序基本建设程序（1）u建设项目为达到一目的而进行的固定资产投资项目。u u 可分为：u基本建设项目（新建、扩建等扩大生产能力的u 建设项目）u技术改造项目（以节约资金、增加产品品种、u 提高质量、治理三废、劳动安u 全为目的的项目）基本建设程序（2）阶段基本建设程序立项阶段1.项目建议2.可行性研究
6、3.厂址选择设计阶段4.设计计划任务书审批5.初步设计6.施工图设计建设时期7.设备定货8.建筑、安装工程施工9.试车竣工验收 基本建设程序（3）基本建设程序（4）基本特征：u投资额大；u特殊性、一次性；（形体、投资、建设地点、设计及施工）u受约束性；（工期、资源、技术水平、效益）u有固定建设程序u建设周期长u动用人力、物力、精力基本建设程序（5）u工厂建设最常见的基本建设项目u 工厂有多种多样，如：电厂、钢铁厂、各种机械制造厂、产品加工厂、化工厂、建材、纺织、造纸厂、工业用科研建筑等等。u u其建设过程统统遵循基本建设程序。u 基本建设程序（6）工厂建设要解决的主要问题：u硬件：厂房、设备、
7、动力、水暖、通风、交通、原材料、环保等u软件：产品结构、效益、管理指标等基本建设程序（2）阶段 基本建设程序 1.项目建议 2.可行性研究 立 项 阶 段 3.厂址选择 4.设计计划任务书审批 5.初步设计 设 计 阶 段 6.施工图设计 7.设备定货 8.建筑、安装工程施工 9.试车竣工验收 建 设 时 期 项目建议u 对本地区、企业有投资意向的建设项目提出建议，说明建设目的、意义、计划实施内容、现有条件和可能的经济效益。可行性研究 对建设项目从建设条件、技术、经济等方面讨论是否可行，并初步提出可选择的方案。设计阶段 对建设项目从建设条件、技术、经济等方面进行全面详细的安排，将建设内容具体化
8、。建设时期建设时期7.设备定货8.建筑、安装工程施工9.试车竣工验收本课程在基本建设程序中的位置阶段 基本建设程序 1.项目建议 2.可行性研究 *立 项 阶 段 3.厂址选择 4.设计计划任务书审批 5.初步设计 *设 计 阶 段 6.施工图设计 7.设备定货 8.建筑、安装工程施工 9.试车竣工验收 建 设 时 期 u第一章 设计的基本原则和依据工业工程设计的目的和要求u工业工程设计的目的工业工程设计的目的：u 是有计划地解决新建厂或扩建厂的建筑、设备安装和进行生产时所需要的原材料供应、劳动力配备等一系列重大问题，并给出和保证投产后可能达到的最佳技术经济指标。选矿厂与选煤厂（1）选矿厂与选
9、煤厂（2）选煤厂黑色金属矿选矿厂有色金属矿选矿厂化工矿山选矿厂*104t/a（相当于t/d)*104t/a（相当于t/d)*104t/a（相当于t/d)*104t/a（相当于t/d)大型120(4400)200(6000)100(3000)100(3000)中型45-12060-200(1800-6000)20-100(600-3000)20(磷矿30）-100(600-3000)小型4560(1800)20(600)20(磷矿30）(600)矿物加工-注册工程师考试包括7个行业u选煤厂u黑色金属矿选矿厂u有色金属矿选矿厂u化工矿山选矿厂u黄金选矿厂 建材-水泥厂等 核工业选矿厂第一节 全国选
10、煤厂概况 1995年世界主要产煤国家的煤炭产量和入选量 国别项目美国俄罗斯 澳大利亚中国中国1997产量（MT）94525628312981325入选量（MT）336.9109215280332入选比（%）42437621.5725.73第一节 全国选煤厂概况 历年来我国选煤厂的数量 年份 项目 1949 1960 1970 1980 1990 1995 选煤厂座数 10 53 82 107 190 226 炼焦煤选煤厂 7 45 64 82 106 138 动力煤选煤厂 3 8 18 25 84 88 2001年底，炼焦煤选煤厂143座，动力煤选煤厂94座 合计 237座 第一节 全国选煤厂
11、概况煤矿类型原煤产量（Mt）选煤厂座数（座）选煤能力（Mt/a）入选量（Mt）入选比率（%）国有重点矿其中炼焦煤 动力煤810271145126452.22217.13235.09396.0048.6地方国有矿28014093.049.029.2乡镇、个体矿646120792.040.014.9合计17361618637.22485.0027.942003年末中国年末中国0.15（Mt/a）以上能力的选煤厂数量及入选量）以上能力的选煤厂数量及入选量 第二节 选煤厂设计的目的和要求u选煤厂设计时的基本原则和要求选煤厂设计时的基本原则和要求u 讨论题:u 九条要求，摘要：u资源、条件；u厂与矿井；
12、u设备；u设计标准化第三节 选煤厂的类型和厂型u 选煤厂的类型(Type of the coal preparation plant)u根据所处理原煤根据所处理原煤(raw coal)的性质和用途的性质和用途,分为:u 炼焦煤(coking coal)选煤厂-主要产品为炼焦用煤,入选下限（lower size to separate）到0;u 动力煤(steaming coal)选煤厂-主要产品为动力用煤,入选下限一般不到0;u 炼焦煤和动力煤兼选厂-两用;u 筛选厂-只控制粒度.选煤厂的类型根根据据选选煤煤厂厂的的位位置置和和原原煤煤来来源源,分为:类型 位置 原煤来源 福利设施 矿井型选煤
13、厂 在矿井工业广场上 本矿井 与矿井共用 群矿型选煤厂 在矿井工业广场上 本矿井与相邻矿井 与矿井共用 矿区型选煤厂 在矿区内独立建厂 本矿区几个矿井 独立 中心型选煤厂 独立建厂 不同矿区原煤 独立 用户型选煤厂 在某用户工业广场上 指定煤种 与所属企业共用 选煤厂的类型英文名 TypeName in English矿井型选煤厂Pithead coal preparation plant群矿型选煤厂Groupmines coal preparation plant矿区型选煤厂Mine coal preparation plant中心型选煤厂Central coal preparation p
14、lant用户型选煤厂Users coal preparation plant选煤名词术语 GB7186-87 选煤厂的厂型（Capacity）厂 型年设计能力，Mt/a大 型Large scale 1.2，1.5，1.8，2.4，3.0，4.0，5.0，6.0及以上中 型0.45，0.6，0.9小 型0.3第四节 设计用基础资料u 一、一般性资料一、一般性资料u 书上共列举16种一般性资料.前三种是在前面已讲过的，这些资料在实际设计中都要预先收集.在毕业设计中，我们主要收集以下几种：（P6）5、7、8、9、10、11、13、14 项。u二二、煤田地质资料、煤田地质资料煤田地质资料u煤田地质资料
15、煤田地质资料 是选煤厂设计的依据,应尽量收集.u 资料分三类:u 1.煤田地质勘探报告u 煤田地质勘探分为普查、详查、精查.u煤田地质报告包括煤层结构,围岩特征,煤层的灰分、水分、牌号、可选性、共伴生矿物等.u并有岩心煤样的工业分析、元素分析浮沉资料等。u 2.煤层煤样资料u 用于了解各煤层的情况,也有工分,元分,可采性等.煤田地质资料u3.生产大样资料u 也称生产煤样资料,规定要在煤矿正常生产情况下,按规定采取,应能代表一个煤层所生产煤的性质.一般要10 吨.u 生产煤样是选煤厂设计的依据.国际国内一直采用生产煤样进行设计.u 一般设计时,矿井选煤厂同时进行,无生产大样,则用邻近矿井的代替,
16、代表性差。u4.钻孔岩芯煤样u 煤田勘查时得到的钻孔研芯煤样,作工分,元分,浮沉等得到的资料.正在研究用其作设计用资料.矿区煤田分布示意岩芯煤样示意图第五节 用户对煤炭的要求u1、炼焦用煤的质量要求u2、发电用煤的质量要求u3、高炉喷吹用煤的质量要求u4、气化用煤的质量要求u5、液化用煤的质量要求u6、蒸气机车用煤的质量要求u7、水泥回转窑烟煤的质量要求u8、其他工业用煤质量要求第五节 用户对煤炭的要求-炼焦u1/2中粘煤(1/2 mid-caking coal)、气煤、气肥煤(gas-fat coal)、1/3焦煤(1/3 coking coal)、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤(meager-l
17、ean coal)均属炼焦煤范畴，都可作为炼焦（配）煤使用。u目前我国炼焦煤资源稀缺 u截止2000年底，全国煤炭保有储量10032亿t。其中炼焦用煤2645.11亿t，占26.3%。u煤种比例：气煤(gas coal)46.3%，u 肥煤(fat coal)12.5%；u 焦煤(coking coal)23.3%；u 瘦煤(lean coal)15.9%第五节 用户对煤炭的要求1、-炼焦灰分(ash content)要求硫分(sulfur content)：配煤硫分0.66，单煤最大1%；水分(moisture)：一般规定炼焦配煤的全水分(total moisture)应在8以下。u磷、粘结
18、性配煤灰分=9.75%，单煤种灰分视煤种稀缺程度确定，1/3焦煤、肥煤、焦煤等灰分可高些，最大不超过12.5%，气煤等蕴藏量丰富的灰分要尽量低。2、发电用煤的质量要求u我国发电厂（Power plant）是煤炭的最大用户。2003年我国煤炭总产量达到16.67亿吨，其中，电煤8.26亿吨。u（1）发热量(calorific value)u 燃煤的发热量（Qnet,ar）应在5500kcal/kg左右，多在45005500kcal/kg左右。u（2）挥发分(Volatile matter)应在10以上，u（3）灰熔融性(ash fusibility)灰熔融性软化温度（ST）大于1350为最好，灰
19、熔融性流动温度（FT）小于1200为最好。2 发电用煤的质量要求u（4）硫分(sulfur content)燃煤的硫分以低于1为最好。u（5）可磨性(grindability)哈氏可磨性指数（HGI）越高越好，对烟煤来说，其HGI值以大于50较好，至少也应在45以上。u（6）灰分(ash content)一般不宜太高，u（7）全水分（Mt，total moisture）不超过15为宜，且以不超过10最好。u（8）粒度（size）13mm（或25mm）的末煤或粉煤（6mm）最好，煤中的可见矸石含量也是越低越好。3 高炉喷吹用煤的质量要求 高炉喷吹是20世纪末发展起来的炼铁新技术。影响高炉喷吹用煤
20、的质量的主要因素有：u（1）煤种(type of coal)u应优先选用固定碳含量高的煤种，依次为无烟煤(anthracite)、贫煤(meager coal)、瘦煤等。u（2）粒度(size)：煤粉u（3）其他u灰分(ash content)、硫分(sulfur content)、可磨性(grindability)、燃烧性、灰融点、粒度。4、气化用煤的质量要求 u常压固定床煤气发生炉的应用比较广泛，对煤的适应性也较强，可采用的煤种有长焰煤(Long flame coal)、不粘煤(non-caking coal)、弱粘煤(Weakly caking coal)、1/2中粘煤、气煤(gas coal)、1/3焦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。煤的品种以各粒级块煤为宜，灰熔融性软化温度大于1250，灰分（Ad）不大于24.00，硫分（St,d）小于2.00，热稳定性和抗碎强度亦应较高，抗碎强度（试验后大于25mm的块）应大于60，
