化工设计 第一章 化工厂设计的内容与程序

详细工程设计
1.详细配管图 2.管段图(空视图) 3.基础图 4.结构图 5.仪表设计图 6.电气设计图 7.设备制造图 8.其他为施工所 需的各专业全部 设计图纸、文件
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第二节 化工厂设计的工作程序
开发成果，资源条件产品需 求发展规划
编写设计任务书 （并经主管部门认可）
项目建议书
否 主管部门进行筛选
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第一节 化工设计的种类
一、根据项目性质分类 二、根据化工过程开发程序分类
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一、根据项目性质分类
新建项目设计 新产品设计； 新工艺或新技术的产品的设计。
重复建设项目设计 市场需要或者设备老化，再建生产装置。
已有装置的改造设计 产品质量和产量不能满足要求； 原材料和能耗过高； 去掉“瓶颈”，优化生产过程操作控制。
设计条件是各专业进行具体设计工作的依据。 认真负责，确保完整性和正确性。
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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。概算主要提供车间建筑、设备及安装工程 费用。经济是否合理是衡量工程设计质量的重要 标志。技术先进性由经济合理性来体现。
编制设计文件是初步设计图设计工作完成的依据， 是设计成果的汇总，是进行大量工作的依据，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 ）。
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二、根据化工过程开发程序分类
2. 中试设计
中试装置设计注意事项 （1） 在满足实验任务和设备仪表和管件选型容 易的条件下，应尽量小； （2）应选在同类生产装置的老厂内； （3） 力求避免全流程，不是全流程试验。 （4）中试装置形式上不一定与工业装置完全相 同， 但应能反映工业装置的特点和规律。
水、运输等协作条件； 4.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；
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三、编制设计任务书
5.厂址与占地面积和城市规划的关系； 6.防空、防震等的要求； 7.建设工期与进度计划； 8.投资控制数； 9.劳动定员及组织管理制度； 10.经济效益、资金来源、投资回收年限。
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四、扩大初步设计
设计任务书
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二、方案设计
方案设计就是确定生产方法和生产流程，是整个工 艺设计的基础。
方案设计方法：由于科技的不断发展， 一个产品的 生产可以用不同的原料和不同的生产方法。例如： 合成NH3车间可用煤、油、气三种不同原料的不同的 生产方法制得NH3。 所以需要通过定量的技术经济比较，着重评价 总投资和成本，从而选择一条技术上先进，经济上 合理，安全上可靠，三废得到治理，可以实施的工 艺路线。
工艺专业方面的主要内容：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 等。
非工艺专业方面的主要内容：土建施工图、供水、 供电、给排水、自控仪表线路安装图等。
施工说明和安装材料表。
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六、设计代表工作
是
可行性研究报告
终止
扩大初步设计，提出总概算
否 终止
主管部门进行评价 是
施工设计，提出预算
否 主管部门进行评价
是
终止
组织施工，制定开车方案 投料试车，考核验收
图1-2 化工厂设计的工作程序
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第二节 化工厂设计的工作程序
一、项目建议书 二、 可行性研究 三、 编制设计任务书 四、 扩大初步设计 五、 施工图设计 六、 设计代表工作
扩大初步设计与施工图设计两个阶段：大量的各专 业人才参加；
基本建设和试车阶段：少量的各专业设计代表参加。 各专业的代表的任务：参加基本建设的现场施工和
安装，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。 所需专业：工艺、设备、土建Leabharlann 水、电、气、自控 及总图等8个专业。
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二、根据化工过程开发程序分类
（2）扩大初步设计 ✓ 根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主 要技术问题，使之明确、细化。 ✓ 编制准确度能满足控制投资或报价使用的工程 概算。
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二、根据化工过程开发程序分类
（3）施工图设计 ✓ 根据已批准的扩大初步设计，结合建厂地区条 件，在满足安全、进度及控制投资等前提下开 展施工图设计。 ✓ 成品是详细的施工图纸和必要的文字说明及工 程预算书。 ✓ 国际习惯将设计阶段分为工艺设计、基础工程 设计和详细工程设计。三种设计主要成品及内 容见表1-1。
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第三节 化工车间工艺设计的程序及内容
化工厂组成部分：化工生产车间、辅助生产 装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活 福利设施、“三废”处理设施和场外工程。
化工车间（装置）设计是化工厂设计的核心 部分，而车间（装置）设计的主题是工艺设 计。
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一、设计准备工作
1、熟悉设计任务书； 2、制定设计工作计划； 3、查阅文献资料； 4、收集第一手资料。
化工设计
赵云鹏
中国矿业大学化工学院
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第一章 化工厂设计的内容与程序
教学目的与要求：
•掌握化工设计的分类； •掌握化工厂设计的程序和内容； •熟悉化工厂设计的工作程序； •了解化工厂初步设计说明书内容。
重点：
•化工厂设计的分类和程序。
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第一章 化工厂设计的内容与程序
❖ 第一节 化工设计的种类 ❖ 第二节 化工厂设计的工作程序 ❖ 第三节 化工车间工艺设计的程序及内容 ❖ 第四节 设计文件
工艺路线与生产方法的确定 物料衡算 能量衡算
设备工艺计算及选型号 工艺流程图设计
工艺流程方框图 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 非定型设备条件表
带控制点工艺流程图
车间布置设计
车间平面及立面布置图
概算
概算书、投资额及材料表
编写设计说明书
扩大初步设计说明书
图1-3 扩大初步设计程序
概念设计的作用是暴露和提出基础研究中存在的问题，并 为解决这些问题提供途径或方案。评价是否有工业化价值。
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二、根据化工过程开发程序分类
2. 中试设计
中试设计的主要目的是验证模型和数据，即概 念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。 （1） 验证基础研究得到的规律； （2）考察从小试到中试的放大规律； （3） 进行在实验室无法进行的研究项目。
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可行性研究报告的内容
8、节能； 9、环境保护及劳动安全； 10、工厂组织、劳动定员和人员培训； 11、项目实施规划； 12、投资估算和资金筹措； 13、经济效益评价及社会效益评价； 14、结论。
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三、编制设计任务书
设计任务书的内容： 1.项目设计的目的和依据； 2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则； 3.矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供
（1）初步设计
✓ 根据设计任务书，对设计对象进行全面的研究，寻求在 技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。
✓ 主要确定全厂性的设计原则、标准和方案； ✓ 水、电、汽的供应方式和用量; ✓ 关键设备的选型及产品成本、项目投资等。 ✓ 编制初步设计说明书，内容和深度能使对方了解设计方
案、投资和基本出处为准。
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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。内容包括： 1、项目建设目的和意义； 2、产品需求初步预测； 3、产品方案和拟建规模； 4、工艺技术方案（原料路线、生产方法和技术来 源）；
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一、项目建议书
5、资源、主要原材料、燃料和动力的供应； 6、建厂条件和厂址初步方案； 7、环境保护； 8、工厂组织和劳动定员估算； 9、项目实施规划设想； 10、投资估算和资金筹措设想； 11、经济效益和社会效益的初步估算。
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二、方案设计
生产流程设计的内容：操作单元选择、设备 选择、操作条件确定、“三废”处理方案选 择等。 生产流程设计的工作历程比较长，从规 划轮廓到完善定型，要经过物料衡算、热量 衡算、设备设计和车间布置设计等过程和技 术经济评价，工作量非常大。
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三、化工计算
化工计算内容：工艺设计中的物料物料衡算、能量 衡算以及设备选型和计算。
可行性研究的内容：市场营销情况研究，原料和技术路 线研究，工程条件研究，劳动力来源和费用、人员培训、 项目实施计划研究，资金使用和成本核算研究等。
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可行性研究报告的内容
1、总论； 2、市场预测； 3、产品的生产方案及生产规模； 4、工艺技术方案； 5、原材料、燃料及水、电、汽的来源与供应； 6、建厂条件和厂址选择布局方案； 7、公用工程和辅助设施方案；
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五、配管工程设计
配管工程设计的任务：确定装置的全部管线、 阀件、管件、及各种管架的位置、规格尺寸 和材料，以满足工艺生产的要求。
管路配置设计是在工艺流程设计与车间布置 设计的基础上进行，是施工图中最重要的设 计内容。工作量大，图纸和表格多，工作交 叉多。
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六、提供设计条件
设计条件的内容：总图、土建、外管、非定 型设备、自控、电气、电讯、电加热、采吸 通风、空调、给排水、工业炉等非工艺专业 的设计条件。
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二、根据化工过程开发程序分类
3. 基础设计
基础设计是新技术开发的最终成果，是工程设计的依据。 基础设计包括工艺条件，化学工程数据和设计计算结果。 运用系统工程的理论和计算机模拟技术对工艺流程和工
艺参数进行优化。 基础设计中对关键技术有详尽的技术说明和数据。 在基础设计的基础上，工程单位结合建厂条件作出完整
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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。
可行性研究的任务是根据国民经济长期规划的要求，对 化工建设项目的技术路线、工艺过程、工程条件和经济 效益及社会效益进行深入细致的调查研究。