过程装备成套技术课件

(1)设计说明
设计说明包括工艺设计说明，管道设计说明，隔热、隔 声设计说明，防腐设计说明等。
① 工艺设计说明包括设计依据，工艺说明，设计范围。 ② 管道设计说明包括管道分区情况，管道图表示法有关标准，
材料供应情况，设备安装的注意事项，管道预制及安装要 求，管架，静电接地采用的国家及部颁标准。 ③ 隔热、隔声设计说明包括隔热材料的选用，工程中遇到的 隔热等级，采用的隔热、隔声结构及标准，施工要求等。 ④ 防腐设计说明包括涂漆的范围，采用的涂料名称，施工要 求，涂该的颜色，埋地管道的外防腐，管道的内防腐等。
看书P12
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(二) 分析
➢根据调查所得到的信息，必要时再通过实验补充一些数 据，进行工艺试设汁，掌握技术难点。
➢对工艺过程的灵活性，有关的特殊控制因素，工业上的 效率，对能量的需求，今后发展的可能性，对废物和副 产品的生成量及处置方式以及各种设备或原料是否容易 得到等进行技术分析。
➢经济方面要对原料价格的变动、产品价格变动所造成的 影响及盈亏的关键因素进行分析。
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第二阶段：方案设计与论证
(一)小试 1、制造样品
小 试
在此过程中，对制造工艺、制造条件 及控制方法进研究，对原料、产品进行研 究，最终编制初步的物料衡算和能量衡算， 提出“三废”治理初步方案。
2、与实验性研究比较
概
念
设 可行性研
计
究(2)
工艺条件 规模 原料 反应器
小试 细致、具体 更大 使用生产时采用的原料 使用生产时采用的反应器类型
第二章 工艺开发与工艺设计概述
教学重点：
工艺开发与工艺设计的基本程序和主要内容
教学难点：
工艺路线选择的原则及顺序 初步设计及施工设计的基本内容。
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2.1工艺过程开发及工艺路线选择
过程工业是以装置为中心进行生产的工业,整个 生产工艺过程都在装置内完成。生产工艺是过程装 置的软件，过程装置是实施生产工艺的硬件，因此 一座工厂或一套装置设计的核心是工艺设计，它决 定了整个设计的概貌，看一个工厂是否先进，首先 看它的工艺是否先进。
来自工艺部门的其 它公司工艺的数据
工艺E (国内公司)
承包公司M 承包公司N
实用数据
×
EM
(答复不明确)
工艺EM
经济性可以，已建多套工业装置， 装置建设费低，原料费高
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2.2 工艺设计的内容及设计文件 2.2.1工艺设计的内容和程序 2.2.2初步设计的设计文件 2.2.3施工图设计的设计文件
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管道施工图
1.主管布置图 2.管道布置图 3.单体设备接管图 4.管件图 5.管架、阀架图 6.管道材料表 7.和管道施工说明书 8.图纸总目录
预算
1.设备安装预算 2.管道安装预算
总预算 全工程预算
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2.2.2初步设计的设计文件
以四川某聚酯公司的11卷初步进行展示讲解
2.2.3施工图设计的设计文件
些要在施工设计中才做。
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计划任务书 物料衡算 能量衡算 设备工艺计算及选型 自动控制
概算
工艺流程总图 物料平衡图 原料用量、消耗定额及“三废”排放表 能量消耗综合表 设备一览表 非定型设备条件图 控制系统图
带控制点工艺流程图 车间平面及立面布置图、厂鸟瞰图
技术经济分析表
概算书、投资及材料表
初步设计说明书
技术转让费
业务招待费
劳动保险费
坏账损失
土地损失补偿费
其他
固定成本 (4+5+6+7+8+9+10.1+11) 变动成本 (1+2+3+10.2+10.3+10.4+12)
总成本费用(13+14)
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经营成本(15-6-7-8-9-11)
(四) 评价
工艺评价主要是按现行财税制度规定及产品市场价格， 在生产成本和费用估算的基础上，计算所选工艺在财务上 的盈利能力。具体计算与评价方法可参考3．2节
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举例:原则流程
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(三)第二次可行性研究
➢称作方案论证。进一步估算工厂规模、投资费用、成 本及经济效益等。
➢第二次可行性研究也要作出开发应该中止或继续的决 定。若继续进行，还应对下阶段的工艺和过程的研究 提出指导性意见。
➢第二次可行性研究可以作为同有关部门签订合同的依据。
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第三阶段：方案的审定
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(二)中试
1、定义
中试即中间试验的简称，介于小试和生产之间， 如果生产规模较大，还需要进行若干逐级放大的中试。
2、主要任务
考察从小试到中试的放大效应。
3、最终目的
带控制点的工艺流程图、工艺参数、物料衡算和能 量衡算的数据等。
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举例:带控制点的工艺流程图
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举例:物料流程图
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(三)初步设计
12.9 展览费
12.10 12.11
广告费 工会经费
序号 12.12 12.13 12.14 12.15 12.16 12.17 12.18 12.19 12.20 12.21 12.22 12.23 12.24 13
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15 16
总成本费用科目内容
待业保险费
职工教育经费
排污费
咨询费
绿化费
诉讼费
研究开发费
工艺D (国外承包商)
×
(按合同不能用专利)
实用数据 D
第一次工艺评价
本公司工艺
经济性可以，无工业装置， 装置建设费高，有发展前途
工艺B
经济性最佳，已建一套工业装置， 操作有一定难度，产品质量好
明显不合适
本公司工艺不如工艺B
第二次工艺评价
×
× 工艺E已经陈旧
签订保密合同
装置考察
报批
签订合同
图
图2-2 工艺路线选择的顺序
➢将某一工艺工业化，并且获得预想的收益是不容易的， 必须避免采用风险性大的工艺。
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(三) 生产成本计算
生产成本包括直接材料费、直接燃料及动力费、直接工资和职工福利 费及制造费。详细计算在第3章中再讲，如下表。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9.1 9.2 9.3 10 10.1
总成本费用科目内容 外购材料 外购燃料 外购动力 职工工资 职工福利费 固定资产折旧费 修理费 租赁费 推销费 无形资产推销 低值易耗品推销 递延费用推销 财务费用 长期负债利息净支出
举真实工程实例说明
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实验性 研究
2.1.1 工艺过程开发程序
可行性研 究(1)
过程研究
小 模型
中
试 试验
试
施
工
施
设
工
计
信息 研究
概
初
念
步
设 可行性研 设
计
究(2) 计
工程设计研究
可行性 研究 (3)
图2-1 过程工业新产品开发的基本步骤
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第一阶段：方案的提出
(其他部门的关系，市 场前景，收益估算，社会效益以及环境 污染情况等。
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二、工艺路线选择的步骤
(一)调查
文献专利调查。文献专 利调查方法有利用文摘、 索引等二次文献进行的 人工检索和用存储二次 文献的数据库进行的联 机检索(有及时性和全 面性的特点)。 为了得列有关工艺的最 新情报，向该项工艺技 术所有者致函调查是最 实际的方法。一般从工 艺技术所有者那里可以 获得表2— 1所示的信息。
(五)工艺路线的选择
总的原则是：生产上安全可靠、技术上先进、 经济上合理。
举例
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来自研究开发部门的 本公司工艺的数据
市场调查报告
收益性评价 不可行 × 可行
已知工艺的调查 发送询函
本公司工艺
工艺A
(国内公司)
×
(无专利许可证)
实用数据 (本公司)
工艺B (国内公司)
实用数据 B
工艺C (国外公司)
(二)施工
根据施工图，完成工程前期的技术准备、组织准备与 物资准备，进行工程中期的设备安装，再进行工程后期的 试车。
(三)竣工验收
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2.1.2 工艺路线的选择
一、工艺路线选择的复杂性
原因：过程工业具有原料、工艺与产品的多方案性
不同原料 同一原料 同一原料
不同工艺 不同工艺 不同工艺
得到同一产品 得到不同产品 得到同一产品
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(2)有关图纸
图纸目录、首页图，管道及仪表流程图，分 区索引图，设备布置图，设备安装图，管道布置 图，软管站布置图，管道轴测图，管道轴测图索 引和管段表索引，特殊管架图．管架图索引．特 殊管件图，设备管口方位图等。
(3)有关表格
设备一览表，设备地脚螺栓表，管段表及 管道物性表．管架表，弹簧汇总表，特殊阀门 和管道附件表。隔热材料表，防腐材料表，伴 热管图和伴热管表，综合材料表等。
1、定义
根据中试结果而进行的生产规模的全面设计， 是工程研究的终结，也是开发研究成果的表现形式。
2、主要内容
总工艺流程，生产方法，工厂组成，总图布置， 水、电、气的供应方式和用量，关键设备及仪表选型， 全厂贮远方案，消防、劳动安全与工业卫生，环境保 护及综合利用等。
举例：四川某聚酯公司的初步设计11卷展示给学生看下。
实验性研究 粗略 更小 不一定用生产时采用的原料 理论研究
结论： 小试时，要通过不断改变操作条件提高反应的 转化率、选择率等；并试验出分离提纯的初步方法。
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(二)概念设计
1、目的
把小试成果和工作经验相结合，进行原则流程设计。
2、内容
➢技术上，确定流程、工艺条件、主要设备型式、 三废治理措施；
➢经济上，计算基本建设投资和产品成本等主要技 术经济指标。
能耗、设备生产强度、劳动和产率等的高低)
2、经济上是否可行
指投资、人力、生产费用等支出同产品销售的收入 作比较，估算可能获得的经济效益和投资回收情况。
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3、环境上是否可行
应评估“三废”治理程度及其对环境的影响 *三废——废水、废气、废渣
结论： 通过对技术、经济和环境的评估，做
出该产品是否值得继续开发的决定。如果行，则 转入第二阶段。
➢可行性:评估科研水平、社会条件及完 成该项目的可能性。
实验性 研究
信息 研究
可行性研 究(1)
信息研究是开发新产品的第一步。若通过信息研究
认为所开发的技术能带来显著的经济效益或重大的
社会效益，才值得投资进行研究与开发。否则即可
就此终止。
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(二)实验性研究
实验性 研究
可行性研 究(1)
信息 研究
➢工艺方法：如原料路线、生产路线等研究； ➢工艺条件：温度、压力、转化率、主副反应特点、
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2.3 工艺设计中的全局性问题
2.3.1厂址的选择
图2-3 初步设计程序
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给排水
电力条件 暧风条件 热力条件
设备安装总图
1.设备安装 2.土建穿孔预埋 螺栓图
仪表施工图
1.自控或集中控 制仪表 2.仪表一览表 3.仪表预算
初步设计图纸 及说明书 设备条件
车间布置图
土建条件 外管道 自控条件
各项工程 预算 图2-4 工艺与非工艺设计配合关系
管道结构图
催化剂等研究； ➢物料平衡、能量平衡和生产成本估算； ➢原材料、半成品和产品的质量的研究； ➢产品用途。
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(三)第一次可行性研究
1、技术上是否可行
➢原料是否可行、可靠 (原料费约等于三分之二生产费用) ➢技术路线的可靠性 (生产安全、操作简便、操作条件弹
性大，生产环节少，不易出现故障)
➢技术路线的先进性 (各种技术指标，如转化率、选择率、
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(四)第三次可行性研究——方案审定
第三次可行性研究除了科研人员和行政领导参加外， 凡是与工程审批有关的部门(如投资部门、安全部门等)都 应参与审定。审定以后．工程项目被批准，然后转入工程 设计。
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第四阶段：方案的实施
(一)施工设计
根据概念设计和初步设计作进一步具体、完善的设计 它包括定型设备的规格，非标设备的结构图、零件图以及 设备布置图等。上述设计完成后还要进行管道配制、电路、 控制线路等施工设计。施工设计图是工程建设的指南。
2.2.1工艺设计的内容和程序
主要内容有：
➢原料和技术路线的选择 ➢工艺流程设计 ➢物料衡算和能量衡算 ➢工艺设备设计与选型 ➢车间布置设计 ➢管道设计 ➢非工艺设计项目的考虑 ➢编制设计文件，包括设计说明书，附图( 流程图、布置图和设备图等)和附表(设备 一览表和材料汇总表等。)
上面这些内容有的在初步设计中完成，有
10.2 周转资金借款利息净支出
10.3 汇兑损益净支出 10.4 金融机构手续费
序号 11 11.1 11.2 11.3 11.4 12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8
总成本费用科目内容 税金 房产税 车船使用税 土地使用税 印花税 其他费用 办公费 差旅费 劳动保护费 保险费 业务费 运输费 装卸费 包装费
(一)模型试验
模型
中
试验
试
1、任务
➢ 对数学模型法建立数学模型；
➢ 对部分解析法找出放大规律。
初 步
2、内容
可行性研 设 究(2) 计
可行性 研究 (3)
➢化学反应动力学模型(探讨反应机理，主、付反应)； ➢流动模型(通过冷模试验进行)
***冷模试验只研究物料的流动过程，而不研究化学反应，所 以用空气代气体，水代液体，河沙代固体，并加入示踪剂，监 测示踪剂浓度变化，建立数学方程，即流动模型。