专业课程设计说明书涉及的主要表格格式模板

专业课程设计具体要求与格式说明1. 课程设计的目的在各门专业课程讲授工作结束后开展有针对性的实践教学环节，在过程装备与控制工程专业培养计划中占有不可忽略的地位。一方面，在设计过程中将综合运用所学的多种专业知识和专业基础知识，获得一次宝贵的工程所设计实践的实际训练；另一方面，课程设计所涉及领域包括化工原理、过程设备涉及、过程流程机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程，在本次课程设计中将进行一次有深度的融会贯通，加强本专业学生的业务能力。本次课程设计是以制氢生产装置为模拟设计对象，进行过程装备成套设计的全面训练。每班按小组团队模式进行设计，经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算，管道设计，单参数、单回路的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节基本训练。2. 课程设计的任务2.1 设计题目生产能力为 Nm3/h 甲醇制氢生产装置成套设计2.2 课程设计相关表格(1)概论部分阐明设计依据和原则、编制产品规格表、原料来源表、危险性物料的物性表等。表1 产品规格表序号名称规格(单位)分析方法国家标准备注表2原料来源表序号名称规格(单位)来源地国家标准备注表3危险性物料的物性表序号名称分子量熔点()沸点()闪点()燃点()在空气中爆炸极限(Vd)国家卫生标准备注上限下限 (2) 工艺衡算在过程装备成套技术课程设计资料基础上，选择本组某位成员的工艺衡算结果，阐述对应的工艺流程，绘制物料衡算一览表、进出物流焓值表、能量平衡表、原料与动力消耗定额及消耗量表，并且绘制工艺物料流程图(见附录2)。表4 物料衡算一览表序号物料名称进 料出 料质量流量(单位)摩尔流量(单位)质量流量(单位)摩尔流量(单位)1合计表5 进出物流焓值表项目设备设备进料出料进料出料物料名称一个一个一个一个温度 ()组分时组分时组分时组分时压力 (单位)删除删除删除删除物流焓 (单位)本列本列本列本列总焓H (单位)热负荷Q (单位)表6能量衡算表设备名称热量 Q (单位) 功量 W (单位)H进 (单位)H出 (单位)供热(吸热)热流量包括显热、潜热、反应放(吸)热等。表7原料消耗定额及消耗量表序号原料名称规格单位产品消耗定额每小时消耗量(单位)每昼夜消耗量(单位)每年消耗量(单位)备注最大平均最大平均表8动力消耗定额及消耗量表序号动力名称规格单位产品消耗定额每小时消耗量(单位)每昼夜消耗量(单位)每年消耗量(单位)备注最大平均最大平均动力名称包括自来水、循环水、冷冻盐水、蒸汽、电、煤气、石油气、重油、压缩空气等。动力规格是指蒸汽压力、冷冻盐水进、出口温度。能量单位为kg m3，kJ，kWh等；最大消耗量是以平均消耗量乘以消耗系数得到，原料和动力消耗系数按手册根据实际情况确定。(3) 单元设备工艺设计与选型计算包括：查询并标明本部分计算过程所遵循标准或选型依据；根据工艺流程图和衡算结果进行单元设备的工艺设计，包括设备型式选择、设备特性尺寸(如容器的设计容积、换热设备的换热面积等)，以及流体流动阻力与操作范围的计算。然后编制设备一览表。表9 设备一览表序号设备位号设备名称型式主要结构参数或性质操作条件在此基础上，选择任意型式的换热设备(如换热器、再沸器、冷凝器等)进行机械结构设计，包括确定设计方案(包括换热器类型选择、流体方向和流速确定)、主要传热参数的设计与校核、主要构件的选型、设计与校核，包括设备材料选择、根据强度条件计算筒体、封头厚度，计算温差应力，管板厚度、管子拉脱力及膨胀节选用计算等内容。最后编制质量统计表和主要尺寸统计表、绘制换热设备装备图(见附录2)。表10 换热器质量统计表序号各零部件数量单件重量/kg重量/kg表11换热器主要尺寸和结果汇总表工艺参数管程壳程质量流量 /(kg/s)进/出口温度 /操作压力 /MPa设计压力 /MPa物性参数定性温度 /密度 /(kg/m)定压比热容/kJ/(kgK)粘度 /10-3(Pas)导热率 /W/(mK)普朗特准数计算结果工艺流速 /(m/s)污垢热阻 /m2K/W对流传热系数/W/(m2K)总传热系数/W/(m2K)平均温度差/热流量/w传热面积裕度/%设备结构设计程数推荐使用材料换热器型台 数壳体内径 /mm传热面积 /m2管径 /mm折流板型式管数 /根折流板数 /个管长 /mm折流板间距/mm管子排列方式切口高 /mm管心距 /mm封头2个 /mm拉杆6根 /mm支座2个 /mm管箱 /mm管箱长度 /mm定距管 /mm管板2个 /mm壳程接管 /mm壳程接管法兰/mm管程接管 /mm管程接管法兰/mm换热器型号对装置所需定型设备进行选型时，需要根据工艺要求来实现预定的过程，详见过程流体机械或过程装备成套技术相关章节。对机泵而言，需要确定管路总长、弯头(三通)、阀门等，计算对应的局部阻力，然后确定扬程和压差。由此选择适合的机泵类型，填写机器一览表。表12机器一览表序号设备位号机器名称型号数量功率 (4) 装置的布置设计设备布置的基本要求参见过程装备成套技术相关章节，本次设计均按照长方形车间布置生产设备、生产辅助与生活区等内容。说明书要求首先给出设备布置的依据和要求，然后绘制对应的设备平面布置图(图示见附图)。在此基础上，确定压力管道。本次设计的主要内容包括：压力管道设计依据，根据工艺流程图对设备之间的每根工艺管道进行管材和规格尺寸的确定：其中管子材料的选择主要考虑介质腐蚀特性、公称压力和设计温度，以及工作环境等；管子规格尺寸的确定(包括直径和壁厚)，其确定方法参考压力容器筒体直径和壁厚计算方法(可根据介质常用流速计算对应管径或按经济直径法计算也可，壁厚则根据直管经验公式计算出理论壁厚，并考虑壁厚负偏差和腐蚀余量确定最小壁厚，再根据管子标准尺寸圆整得到管子规格)，也可参考相关手册进行设计。在此基础上，编制工艺管道一览表。表13 工艺管道一览表序号管道位号管内介质设计压力 (MPa)设计温度 ()流量 (kg/h)状态流速范围 (m/s)公称直径 DN (mm)计算流速 (m/s)材料然后对其中设计温度较高的管道进行绝热设计，本次设计主要进行经济性绝热厚度的计算与校核，有关内容参考过程装备成套设计指南相关章节。 从一览表中任意取一根包含阀门的管道进行配管设计(管道所涉及到的阀门和法兰等需要选型并反应在说明书中)，绘制管道空视图，需要标注管子、管件型号、规格、材料等技术参数和安装、质检要求等。(5) 自控设计阐述自控设计的依据和标准，然后根据工艺流程图和要求，确定工艺流程图所需各类仪表功能，编制仪表索引表(表14和数据表(表15为计数据表、表16为变送器数据表，注意对应的格式有所不同)，并协同绘制管道仪表流程图。表14 仪表索引仪表位号用途仪表名称温度仪表压力仪表表15 仪表数据表 计位号操作条件刻度范围 / 工艺介质压力 / MPa温度 / 具体规格表16仪表数据表 变送器位号*?用途管道编号/设备编号操作条件工艺介质操作压力 / MPa操作温度 / 变送器规格型号测量范围输出信号每组首先确定所有控制点的控制系统类型，然后选择任意两种以上类型的参数(温度、压力、流量、液位、成分、收率)进行控制方案的设计(单回路和复杂控制系统各一)，按自控专业人员每人分配一个参数控制进行，内容包括被控变量选择、操纵变量选择、检测与变送器选型、调节阀选型(包括类型、口径、气开气关型式、流量特性等，最后给出具体型号及特性参数)、控制器规律选择、正反作用选择等。(6) 装置概算依次完成概算依据、单元设备费用估算、投资费用估算、总成本费用估算、财务分析与评价的工作，最后汇总出主要技术经济综合指标一览表。费用估算时可参考下表17数据进行计算。表17 费用估算数据1304不锈钢设备 30000元/吨2中低压4MPa碳钢设备10000元/吨3高压碳钢设备价格13000元/吨4其它特殊不锈钢按实际定价5低压蒸汽(0.8MPa)180元/吨6中压蒸汽4MPa210元/吨7电 0.7元/千瓦时8工艺软水 10元/吨9冷却水 1.0元/吨10污水处理费 5.0元/吨 (COD500)11人工成本 7000元/月人包括五险一金表18主要技术经济综合指标一览表序号指标名称单位数量备注一设计规模二产品产量t 或 m3三重要工艺指标转化率收率四主要原料、燃料消耗五用水指标新鲜水循环水六供电指标设备装机容量设备工作容量用电计算负荷装置年耗电量kWkWkWkJ/a七基建投资基建投资总额基建投资来源万元万元八定额流动资金万元九生产成本万元/t 或万元/m3十产值、利润、税金工业总产值年销售收入年工厂成本年销售费用年销售成本增值税金销售利润营业外净支出利润总额