化工厂设计的内容与程序.ppt

,化工设计,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,化工设计,化工设计,化工设计课程的性质、目标与基本要求 化工设计课程为化学工程与工艺专业的专业限选课，化学和应用化学专业的专业选修课。 课程的性质：本课程以化工生产车间(装置)的工艺设计为重点，讲述与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计的原则、方法、设计程序与技巧，和各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。通过本课程的学习，使学生对化工生产车间(装置)设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。 课程的目标： 通过本课程的学习和毕业设计环节的实践，培养学生综合运用所学知识分析和解诀实际工程问题的能力，增强学生的工程概念和技术经济意识，熟悉化工设计的常用规范，使学生具备化学工程师的基本素质。,化工设计,化工设计,本课程的基本要求为： 1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式； 2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养； 3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、方法和步骤； 4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计算机进行工艺计算； 5、掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表达内容、绘制方法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程图、设备布置图和化工设备图； 6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺专业提供设计条件。,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,本章主要内容 1.1 化工设计的种类 1.2 化工厂设计的工作程序 1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 1.4 设计文件,本章重点难点： 化工设计的种类 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,第一节 化工设计的种类,化工设计,教学内容： 理解概念设计、中试设计、基础设计与工程设计的概念与内容。 重点和难点： 重点是理解概念设计、基础设计与工程设计的区别与联系，特别要掌握国内的基础设计、初步设计、施工图设计与国外的工艺设计、基础工程设计及详细工程设计的内容与区别。,1.1 化工设计的种类,化工设计,1.1化工设计的种类 一、根据项目性质分类 1、新建项目设计 包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品设计 2、重复建设项目设计 市场需要，设备老化，需要再建生产装置 3、已有装置的改造设计 产品质量或产量不能满足客户要求 原材料和能量消耗过高而缺乏市场竞争能力 环保要求的提高、为了实现清洁生产,1.1 化工设计的种类,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.1化工设计的种类 二、根据化工过程开发程序分类 化工新技术开发过程是在基础研究（即实验室研究）的基础上，通过过程研究、工程研究和工程设计，最终完成化工新技术的开发。,1.1 化工设计的种类,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.1化工设计的种类 二、根据化工过程开发程序分类 1、概念设计 概念设计是以过程研究中间结果（或最终结果）为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。 概念设计的作用是暴露和提出过程研究中存在的问题，并为解决这些问题提供途径或方案；评价开发的新产品或新技术是否有工业化价值。 2、中试设计 中试的主要目的是检验和修改小试验与大型冷模试验结果所形成的综合模型，考察基础研究结果在工业规模下实现的技术、经济方面的可行性。,1.1 化工设计的种类,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.1化工设计的种类 二、根据化工过程开发程序分类 3、基础设计 基础设计是过程开发的成果形式，它是工程设计的依据。 4、工程设计 工程设计可以根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度以及计划任务书的规定，分为三段设计、两段设计和一段设计。 对于重大项目和使用比较复杂技术的项目，为了保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计及施工图设计三个阶段进行设计。,1.1 化工设计的种类,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计，可按扩大初步设计和施工图设计两个阶段的设计。 技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计，可直接进行施工图设计，即一个阶段的设计。 初步设计 其主要任务根据批准的设计任务书（或可行性研究报告），确定全厂性设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，最终编制初步设计说明书，其内容和深度能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准。 扩大初步设计 根据行业规范，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。 施工图设计 根据行业标准结合建厂地区条件，在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。,1.1 化工设计的种类,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.1化工设计的种类 三、国际通用的设计阶段划分 国外各设计阶段的主要设计内容及成品，见表1-1。,1.1 化工设计的种类,表1-1 国外各设计阶段的主要设计内容及成品,第一章 化工厂设计的内容与程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,教学内容： 了解从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主要内容。了解国外通用设计程序内容。 重点和难点： 重点掌握扩大初步设计的内容和工作程序。,1.2 化工厂设计的工作程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 一、国内化工厂设计程序 化工厂设计的工作程序，见图1-2。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 (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，根据原化工部化计发(1992)995号化工建设项目建议书内容和深度的规定(修订本)中的有关规定制订。 项目建议书应包括下列内容： 1项目建设目的和意义，包括项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义。 2市场初步预测分析。 3产品方案和生产规模。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,4工艺技术初步方案，包括原料路线、生产方法和技术来源。 5原材料、燃料和动力的供应。 6建厂条件和厂址初步方案。 7公用工程和辅助设施初步方案。 8环境保护。 9工厂组织和劳动定员估算。 10项目实施初步计划。 11投资估算和资金筹措方案。 12经济效益和社会效益的初步评价。 13结论与建议。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 (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。 根据中石化协产发200676 号化工投资项目可行性研究报告编制办法和中国石化咨2005 154号石油化工项目可行性研究报告编制规定中的有关规定制订。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 (三) 编制设计任务书 可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可根据化工厂初步设计文件内容深度规定编写设计任务书，以作为设计项目的依据。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,设计任务书的内容主要包括以下几点: 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、供水、运输等协作条件。 4资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。 5建设地区或地点，占地面积的估算。 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劳动定员控制数。 10经济效益、资金来源、投资回收年限。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 (四) 扩大初步设计,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 (五) 施工图设计 施工图设计的任务是根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。 施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，根据行业标准化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG/T 20519-2009，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。 工艺专业施工图设计的主要内容：设计说明书、附图、附表。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 (六) 设计代表工作 各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），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。 1设计交底 2参与现场建设指挥和及时修正设计 3参加装置的试运转 4竣工、验收和总结,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.2 化工厂设计的工作程序 二、国外通用设计程序 1、工艺设计 工艺设计的主要内容是把专利商提供的工艺包或把本公司开发的专利技术进行工程化，并转化为设计文件，提交用户审查，发表给有关各设计专业作为开展工程设计的依据。 2、基础工程设计 基础工程设计是与工艺设计衔接最为紧密的，也是工程设计中最为关键的设计阶段。 3、详细工程设计 详细工程设计是在基础工程设计的基础上进行的，其内容和深度应达到满足通用材料采购、设备制造、工程施工及装置投产运行的要求。,1.2 化工厂设计的工作程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,第一章 化工厂设计的内容与程序,第三节 化工车间工艺设计的程序及内容,化工设计,教学内容： 了解车间(装置)工艺设计的内容和工作程序。 重点和难点： 重点掌握车间(装置)工艺设计的工作程序和设计准备工作及方案设计的内容。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书 （2）了解化工设计以及工艺设计包括哪些内容，其方法步骤如何。 （3）查阅文献资料 （4）收集第一手资料 。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。要求运用所掌握的各种信息，根据有关的基本理论进行不同生产方法和生产流程的对比分析。 方案设计阶段的工作可以培养设计人员分析、归纳总结和理论联系实际的能力。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。因此，化工计算的结果关系到整体设计的成败。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 四、车间布置设计 车间布置设计应根据HG/T20546-2009化工装置设备布置设计规定和SH/T3032-2002 石油化工企业总体布置设计规范的有关规定，满足施工、操作和检修的要求，其主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 车间布置对生产的正常进行和经济指标都有重要影响，同时为土建、电气、自控、给排水、外管等专业开展设计提供重要依据。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 五、配管工程设计 配管工程设计是化工设计最重要的内容之一，其任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。配管工程设计，应根据HG/T20549-1998化工装置管道布置设计规定和SH3012-2000石油化工管道布置设计通则，注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，而且做到整齐美观。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 六、提供设计条件 工艺专业设计人员应根据该项目设计全局性的总体要求，向非工艺专业设计人员提供设计条件。 设计条件的内容包括：总图、土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水、工业炉等。,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容,第一章 化工厂设计的内容与程序,化工设计,1.3 化工车间工艺设计的程序及内容 七、编制概算书及编制设计文件 工程概算书应根据中国石化总公司2008年以文件中国石化建（2008）82号发布的石油化工工程建设设计概算编制办法（2007版）进行编制，它是在初步设计阶段编制的车间投资的初步估算结果，可以作为上级主管部门决策和银行对基本建设单位贷款的依据。 概算主要提供了车间建筑、设备及安装