化工设计非工艺

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化工设计非工艺
一、给排水 1.设计基础条件
列出接收的给排水设计条件,采用的给排水设计 标准规范,指出给排水设计范围以及相关部门单位同 给排水的协作关系。建设单位提给的有关自然条件资 料。阐明生产对给排水在水量与水质方面的要求、并 确定给排水的基本原则,指出该工程在给排水设计上 的主要特点。同时根据生产、生活结给排水的水量水 质要求,以及根据以上条件,确定工程水量平衡方案 并且绘制生产用水排水表(表7-1)、生活用水排水 表(表7-2)。
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表7-4防爆电器选型
危险区域
电机
固定 电 安装 器 和 移动式 仪 表 携带式
0区、1区(Q-1) 隔爆、防爆通气、充气型
隔爆、防爆充油、防爆通 风充气、安全火花型 隔爆、防爆充气、 安全火花型
隔爆、防爆安全型
2区(Q-2) 任何一种防爆型
任何一种防爆型
隔爆、防爆充气、 安全火花型 隔爆、安全火花型
5
(2)循环水处理的水质稳定 ①循环冷却水在周而复始的循环使用过程中,
会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。碳酸钙是 循环水结垢中的主要成分。
水中的钙离子和重碳酸根在一定的温度、压 力等到条件下发生下列可逆反应:
Ca++2HCO-3 CaCO3 +H2O+CO2
6
以上反应向何方进行是由所处条件和水 质决定。如果反应向右进行,则有CO2 逸出 和CaCO3沉积在管壁上而形成水垢,其结果 是导致传热系数下降,水流动阻力上升和流 量降低。然而若水中析出的CaCO3能保持在 一适当程度,在管壁形成一层均匀的CaCO3 能保持在一适当程度,在管壁形成一层均匀 的CaCO3薄膜,就能防止金属产生严重腐蚀, 这种水称为生成水垢的水;如果反应向左进行, 则水垢溶解不能形成钙盐水垢,金属直接与水 接触受到腐蚀,称为有腐蚀性的水。这两种水 都是不稳定的水,均须进行水质稳定处理。
②列出全厂热负荷平衡表(如表7-7所示),必要 时绘制各种工况下热负荷曲线。
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表7—7 全厂热负荷平衡
序 用途

1
2
1 生产①
2 采暖
3 生活
4 小计
5 副产蒸汽量
6 合计
7 管道损失
8 对外供汽量
9 自用蒸汽量
1 0
实际供汽量
用汽量/(t/h)
凝结水回水量/(t/h)②
热介质参数
Ⅰ期
Ⅰ+Ⅱ期 Ⅰ期
2区(Q-3) 防溅式、封闭式
防尘型
除防爆充油型外,任何一种防 爆型或密封型 隔爆乃至密封型
照 明 灯
固定安 装及移 动式
具 携带式
变压器通 讯电器配 电装置
隔爆、防爆充气型
隔爆安全型
隔爆型
隔爆型
隔爆、防爆通风型
隔爆安全花型、防 爆充油型
隔爆、防爆充油防爆通气、 隔爆安全型 安全火花型
隔爆、防爆通风充气型 任何一种防爆型
排水量 备
每 最 定 每 最 最大 参 昼 大 额 昼 大 班平 差 最大流量
每 昼
最大流量

夜班升夜 班 均 系

// 人m
3
/ m3
/ (m3 /h)

/ (m3/ h)
/ (L/ s)
/ m3
/
/
(m3/ (L/
h) s)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
4
备 注
/K
志W

时断
W

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
17
三、供热及冷冻工程
化工生产中的热源供热作为公用工程在化工生产 中普遍应用。比如,对吸热化学反应,为加快反应 速度和对蒸发、蒸馏、预热、干燥等各种工序, 供热都是必不可少的。化工设计中必须正确选用 热源和充分利用热源。作为化工热源可分为直接 热源和间接热源。前者包括烟道气及电加热。烟 道气加热的优点温度高,可达1000℃,使用方便, 经济简单,缺点是温度不易控制,加热不均匀和 带有明火及烟尘。
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由工厂变电所供电时,小型或用电量小的车间, 可直接引入低压线;用电量较大的车间,为减少 输电损耗和节约电线,通常用较高的电压将电流 送到车间变电室,经降压后再使用。
一般车间高压为6000V或 3000V,低压为380V。当高压为6000V 时,150KW以上电机选用6000V,150KW以下电机选用380V。高 压为3000V时,100KW以上电机选用3000V,100KW电机选用 380V。
3.5
0.16%
11
0.74%
4
0.20%
14
0.97%
5
0.28%
17
1.20%
8
0.51%
9
。防止或减少水垢的形成,可对补充新鲜水进行软 化处理,以减少带入的盐量;或对循环水进行酸 处理,以增加盐的溶解度;也可添加阻垢剂,以 阻止水垢的生成。通常酸处理的采用硫酸;阻垢 剂的添加聚磷酸盐等。
C.防腐蚀处理。循环冷却水的腐蚀主要以电化学腐 蚀形式存在,所以防腐蚀的主要措施是在水中添 加一些能生成难溶性阳极产物保护膜的盐(如磷 酸盐),或能生成难溶性阴极产物保护膜的盐 (如锌盐等)。
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上表说明: (1) Ⅰ级不允许间断供汽,Ⅱ级允许短时间间 断供汽。 (2) 如系饱和蒸汽,可不填写温度,注明饱和 蒸汽。 (3) 只考虑除工艺加热过程可能损失的汽量。 (4) 填写连续间断回收,间断时间,自流或加 压回收。 (5) 填明清净回收(指无任何物料污染,可直 接回锅炉)和有污染回水落石出,污染回水水质 应在备注栏中注明。
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表7-1 生产用水排水
序 厂 车设水
用水量及其要求
排水量及其性质
房 间 备 的 用水
排水量

代 号
或 名 用 量/
工 称 途 (m3/

h)
水质要求

经最水 悬 化

常大温 浮 学
/℃ 物 成
/份
需水情况
/ (m3/h)
污水性
排水情 况
进 水 口
连 续 及
给 水 系
经 常
最 水 化学及 余 连 大 温 物理成 压 续
2.给水水源、输送管道设计及水质处理 (1)建厂地区水源情况,包括可提供的地下水(井水、
深井水等)、地表水(河水、江水、溪水、湖水、塘 水、水库水以及城市市政供水管网等)以及它们的水 质、水温和可提供伯水量等。这些水源的上游或上风 向有无污染源,下游或下风向对排污的要求。
在经过调查实地勘察测量工作基础上,取得可靠材 料以后进行取水方案的确定工作,这是一个综合比较 和选择的过程,按照可供采用的水源具体情况,从工 程生产、生活对水质、水温、水量的要求出发,比较 各种水源从取水到提供本工程用水处所需取水、水处 理、水输送等基建投资总费用(包括设备、建构筑物、 管道、占地、仪表阀门等)和运行操作维修费用的关 系,进行综合考虑各种取水方案的利弊,最终选择确 定一种取水方案。
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在设计中遇到下列情况则危险区域等级要作相 应变动,离开危险介质设备高度在7.5m之内的立体 空间,对于通风良好的敞开式、半敞开式厂房或露天 装置区可降低一级;封闭式厂房中爆炸和火灾危险 场所范围由以上条件按建筑空间分隔划分,与其相 邻的隔一道有门墙的场所,可降低一级;如果通过 走廊或套间隔开两道有门的墙,则可作为无爆炸及 火灾危险区。而对地坑、地沟因通风不良及易积聚 可燃介质区要比所在场所提高一级。
Ⅰ+Ⅱ期

夏季③ 冬季③
夏 季
冬 季
夏冬 季季
夏季
冬季

压力(表 温度 正 最 正 最 正 压)/MPa /℃ 常 大 常 大 常
最 正最 大 常大
正常
最大
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
注 出间 断、 连续 用汽 量及 不同 时使 用系
D.防止微生物生长。定期向循环水投加氯气以抑制 微生物生长。
E.除机械杂质。使少部分循环水经过旁滤器以滤去
砂及微生物。
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二、供电 (一)设计基本知识 (1)化工生产车间的供电从化工生产用电电压等级而
言,一般最高为6000V,中小型电机通常为380V, 而输电网中都是高压电(有10~330KV范围内七个 高压等级),所以从输电网引入电源必须经变压后方 能使用。
分为三类,针对不同情况采取本应的防雷措施。
表7-5用电设备
序 设 设 介 环 负 数量 正 控 防 计 备 备 质 境 荷 (台) 反 制 护 算
电动设备
操作

位 号
名 称
名 称
介 质
等 级
常 用
备 用
转 要
联 锁

要 求
轴 功 率
型 电 压
成 套 或
立 卧 式
年 工 作
连 续 间
7
循环水经热变换后,温度升高,造成CO2含量溶解度下 降,CaCO3水垢形成的可能性增加。循环水在冷却塔中同 大气密切接触,而大气中CO2含量很低,水中溶解的CO2大 量逸出,上述反应向右进行促使水垢生成,在冷却塔中循 环水由于部分水分蒸发,从而相对使水中的盐的浓度增加, 这种现象叫做循环水的浓缩。由此可见循环水的运行过程 中 会产生水质变化。
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(2)供电中的防火防爆 按照GB50058—92《爆 炸和火灾危险环境电力装置设计规范》,关于爆 炸性气体环境危险区域划分规定,根据爆炸性气 体混合物出现的频繁程度与持续时间进行分区。 对于连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环 境定为0区,对于在正常运行时可能出现爆炸性气 体混合物的环境定为1区,对于在正常运行时不可 能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也 仅是短时存在的情况定为2区。
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对区域爆炸危险等级确定以后,根据不同情况选择相应防爆炸
电器。属于0区和1区场所都应选用防爆炸电器,线路应按防爆炸敷
设。电器设备的防爆标志是由类型、级别和组别组成。类型是指防
爆电器的防爆结构,共分6类:防爆安全型(标志A)、隔爆型(标
志B)、防爆充油型(标志C)、防爆通风(或充气)型(标志F)、
防尘型
隔爆、防爆安全型乃至密封型 防尘型 密封型 密封型
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(二)工艺对电气专业提供条件(见表7-5) (1)动力 分为设备布置平面图,图上注明电机位置及进线方向,就地安装的
控制按钮位置;用电设备表;电加热表;环境特性。 (2)照明 提出设备平面布置图,标出需照明位置,提出照明四周环境特性。 (3)弱电 指电讯设备、仪表仪器用电位置以及生产联系的讯号。 (4)防雷设计 按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》,工业建筑的防雷等级
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电加热的优点是: 加热均匀、温度高、易于调节控制、清洁卫生。 缺点是:成本高;
后者包括高温载热体及水蒸气高温载热体加热温度
范围可160 ~ 500℃,对于160~370℃的常用联苯 与苯醚的混合物,加热温度在350 ~ 500℃的常用熔
盐混合物HTS,熔点142℃。水蒸气是化工生产中使 用最广的热源,其优点是使用方便、加热均匀、速度 快易控制,但温度高时压力过大,不安全,所以多用 于200℃以下的场合。
防爆安全型火花型(标志H)、防爆特殊型(标志T)。级别和组别
是指爆炸及火灾危险物质的分类,按传爆能力分为四类,以1、2、
3、4表示;按自然温度分五组,以a,b,c,d,e表示。类别、级别和组
别按主体和部件顺序标出。
比如主体隔爆型3级b 组,部件II 级,则 标志为《BH3IIB》。
关于防爆电器的选型,见图表7—4所示。

设 备


等 级
(绝 压)/

MPa
蒸 汽 温 度
冬季 夏季
平最 平 最 均大 均 大

/℃
Ⅱ期
备 冷凝水回收

(3) 温 送水 (4) (5)
回 度 水压 送 水 收 /℃ (绝压) 出 质

/MPa 方
/(t/h)

1234 5 6
7
8 9 10 11 12 13 14 15
16
17 18
1 9
19
①供热系统及其设备与设备布置设计按表7-6形式,以
工艺专业为主填写“蒸汽、冷凝水条件表”。
表7-6蒸汽、冷凝水条件
工程名称
项目(或工 段)名称
工程代号
蒸汽、冷凝水条件
审校 校核 编制
设计阶段 提资日期 编号
车间入口处
蒸汽用量/(t/h)
序 用 蒸 使 (1) 汽 汽 用 汽 蒸汽 (2)
Ⅰ期
车 用 班 车 压力
/℃ 分 /Pa 及
排 水 系 统
备 注
水 间统
名 含量 间

压/ 断
称/

mg/ Pa 情
(m 情
L)

g/L) 况
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
3
表7-2生活用水排水
序 用 用水 号 水 人数
项 或单 目 位数
用水量
8
②循环水的水质稳定处理,由于出现上述的水质变 化,所以必须对其进行水质稳定处理。
由于循环水的浓缩,故须排出部分含盐高循环水, 同时补充适当新鲜水,使其含盐浓度维持在极限值 以下。表7-3所示为循环水系统中,为了保持适当盐 浓度时需排出的水量。
表7-3 循环水排出水量
冷却范围/℃ 排出水量 冷却范围/℃ 排出水量
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