赛区-工业forerunner-1集3初步设计说明书

第一章项目总 项目概述与简 项目概 项目简 设计依据与原 设计依 设计原 建设规模与处理方 建设规 处理方 主要原料消 生产工艺与流程介 生产工艺介 分段流程介 厂址概 公用工程概 公用工程与来 辅助设 物料方 机械与自动化水 劳动与安全卫 管理体制与定 总 第二章技术经 总 技术经济评价依 筹措情 项目投资汇总及使用计 第三章总图设计规范及依 设计规 可行性分析报 地理环境资 设计范 选址原 厂址概 自然环境概 社会环境概 园区政 工厂总平面布 设计依 设计原 厂区总平面布 总平面布置的要 厂区总体布 各分区介 建筑防火规 装置火灾等级划 建筑物耐火等级划 间距设 界区内装置间设计距 项目与周边设计距 厂区面积及技术经济指 各区域面积确 总平面布置技术经济指 竖向设 竖向设计原 竖向设计方式的确 工厂全厂货物量及方式的确 线路设 第四章化工工艺与系 工艺路线设计目标及原 烟气脱硫工艺路线选 GE NKK AMASOX NADS 各工艺路线投资比 工艺路线技术指标比 工艺路线的确 烟气脱硝工艺路线选 选择性催化还原(SCR) 选择性非催化还原法 SNCR-SCR混合 工艺路线投资比 工艺路线技术指标比 工艺流程介 脱硝与除尘工 余热回收工 脱硫与硫铵精制工 氨气供应工 流程模 脱硫与硫铵精制工 脱硝与除尘工 乏气回热有机朗肯循 工艺流程的优 蒸氨塔(T0201)的优 脱硫吸收塔(T0301)的优 SCR脱硝反应器(R0101)的优 物料衡算与能量衡 物料衡 能量衡 第五章布置与配 设计依 设计范 设计原 管道布置原则和要 管道连 坡度要 阀门布 管道设 管径设 绝热设 安全措 编 管道布 设计依 布置基础资 车间布置理 管道敷设原 泵的管道布 换热器的管道布 塔的管道布 管廊上的管道布 其他管道布 第六章空压站、氮氧站、冷冻 设计依 空压 空压站设计要 压缩空气用 仪表空气质量要 安全开车规 氮氧 氮气 氮气站设计要 氧气 流程介 冷冻 第七章厂区外 设计依 管布置原 管道设计与布 管道材质选 管道防腐保温要 管道设计特殊要 阀门布 外管架电气、仪表桥架布 外管架检修平台及检修通道设 第八章分析检 设计依 设计范围与原 分析检验项 第九章设备设计及选 概 过程设备的基本要 过程设备设计分 设计与选型的主要内 塔设备设 设计依 塔的类 T0201蒸氨塔设计举 换热器设 设计依 换热器选 E0207换热器设计举 反应器设 设计概 中低温SCR脱硝反应器设 选型依 选用要 选型示例 9.第六章压缩 设计依 选用要 选型示例 储 设计依 选型简 选型示例 第十章自动控制及仪 设计依 自控系统的选 仪表的选 选择依 基本仪表类型及选 设备及过程控制方 储罐控 泵控制方 换热器控制方 压气机控制方 塔设备控制方 反应器控 氨水储罐控 第十一章供电与配电工 设计概 设计依 设计原 供电方 供电电 用电负 防护系 电气系统的控制、保护和系 防爆与防 防雷和接 照明系统设 节能措 第十二章通信工 设计概 设计依 设计原 方案设 行政管理..............................................................................生产调度..............................................................................无线对讲..............................................................................广播 火灾自动系 头控制系 第十三章给水排 设计概 设计依 设计原 设计范 设计基础资 气象资 水源情 给水系 生活用水系 生产用水系 高压消防水系 循环冷却水系 排水系 生活污水排水系 生产废水排水系 污染雨水排水 清净雨水排 节水、节能措 第十四章土建工 设计依 设计原 厂区自然条 建筑设 设计范 建筑材 结构设 对有特殊要求的建、构筑物所采取的建筑措 结构工 结构形 基础方 特殊的结构措 安全疏 第十五章采暖通风以及空气调 设计依 厂址所在地气候情 降 温 风 设计范 设计方 采暖设计方 通风设计方 空气调节方 第十六章公用工 设计概 设计标 工业水系 冷却水系 蒸汽和蒸汽冷凝水系 公用工程消 第十七章消防系 设计依 火灾性分 主要物质性分 事故发生的可能性及性分 生产的火灾分类及耐火等 建筑物的防火要 火灾系 消防安全措 基础消防措 防火防爆措 消防系 消火栓系统设 自动喷淋系统设 消防水泡设 灭火系统设 第十八章与维 设计依 设计原 维修人员的管 维修人员工作要 维修人员工作职 设备维 维修车 高危设备检修要 压力容器及管道的维 设备................................................................................................巡回检 每周巡 年 大 第十九章储运系 设计依 19.2系 罐区布置要 罐区概 罐区安全措 第二十章环境保 设计依 相关行业标 相关..............................................................................项目所在地区环境质量现 土地利用现状与发展趋 水生态现状和变化情 工矿开发造成的生态破坏与生态重建情 环境空气污染现 施工前期污染分 施工期污染分 施工期噪声污染分 施工期大气污染分 施工期废水污染分 施工期固体废物污染分 20.4.7施工期的生态影响分 运行期污染分 废水污染源分 噪声污染源分 固体废物污染源分 工况污染物排放分 三废总量与分 环保治理措 施工期污染防治措 运行期污染防治措施分 环保投资估 第二十一章节水与节 设计概 节水措 节水途 处理.....................................................................................节能措 换热网络与优化节 设备选 采暖通风节 其他节能措 能耗计 能耗指 能耗指标分 第二十二章劳动保护和安全卫 概 设计依 国家、地方和主管部门的有关规 采用的行业规范、标准和其他规 职业安 概 工业毒 risksystem模型预 ALOHA储罐模 防机械..................................................................................高空坠 重大分 重大物质分 重大辨识和分 HAZOP 安全生产责任制 工业卫 概 工作场 噪声危 噪声软件模拟简 评价过 评价结 预防措 辅助用 浴 存衣 盥洗 第二十三章概 工程概 设计依 来源及投资方 项目投资估 建设投资估算 建设期利 流动估 23.4.5项目总投资估 成本费用估 成本估 直接材料费及动力 直接工资和其他支 制造成 ..........................................................................................305总成本费用估 第一章项目总项目概述与简介项目概项目名称：鞍山盛盟110万吨/主办单位名称：鞍山盛盟煤气化企业性质：公司(国有控股项目建设地点：项目建设内容、规模、目标：本项目以鞍山盛盟煤气化招标项目简设计依据与原则设计依《2017年第十一届大学生化工设计竞赛设计任务书《化工建设项目可行性内容和深度的规定《中民节约能源法》等相关法律文《产业结构调整指 （2011年本（修正设计原认真可持续发展和国家有关政策，针对工程建设项目的源及质量进算与；建设规模与处理方案建设规台110万吨/年焦炉”进行尾气处理，核算烟道气量为220,000Nm3/h。投资为18038.61元，年维持费用为2996.86元。处理方110万吨/年的焦炉表1- 处理规备名单处理量/产量脱除率项目处理对象立方米/烟气中污染物立方米/烟气中污染物立方米/脱硫副产品吨/主要原料消耗本项目是针对鞍山盛盟煤气化两台110万吨/年焦炉所排放的烟气剩余氨水通过管道输送至本厂蒸氨工段，进行蒸氨处理后得到12%的氨水表1- 原料消耗一览项名单小时年用来方主要原料辅助原料管道生产工艺与流程介绍生产工艺介绍220,000Nm3/h含有粉尘、SO2NOX污染物的焦炉烟SCR脱硝技术与湿式氨法脱硫技术对其进行净化，同时生分段流程介绍脱硝与除尘工段1.1Mp220℃的条件下进行选择性催化送至灰仓处理。除尘后烟气则送往余热回收工段完成热量的循环利用。图1- 脱硝与除尘工段示意(2)余热回收工段图1- 余热回收工段示意脱硫与硫铵精制工段图1- 脱硫与硫铵精制工段示意氨气供应工段图1- 氨气供应工段示意厂址概况位于辽东腹地，沈阳经济区之中，全境总面积2732平方公里。 公用工程概况公用工程与来源供饮用水水源主要采用城市自来水，供工人饮用、淋浴、冲洗等，供水压力≥供220/380V的电，供循供蒸入。本项目用汽量45.7万吨/年。来自园区配套供热站供给。采循环冷水水压力0.4MPa(G)，回水压力0.2MPa(G)，给水温度20℃，回收温度25℃。辅助设辅助设施包括空压站，氮氧站，废水监测站，冷冻站，配电站，消防站，泵房；废水集中池，含苯废水储罐，事故水池，循环水池，消防水池；排水系统供电及电讯设施。检测站、检修站、设备仓库。物料方机械与自动化水平DCS，在控制室对整个生产过程进行监视和自动控制。所选用的DCS系统是整个工厂管理和控制系统的一部分。DS就显和制必在监视组设，应机或备劳动与安全卫生管理体制与定员置，管理、技术人员为常日班。全年工作天数330天。人力资源由公司人事部和表1- 人员配置人数/人数小计/11111质保安全224212部212212生产11134部1113411248248248处111428111313总第二章技术经总技术经济评价依据《成本费用核算与管理办法（财[2003]427号《化工投资项目经济评价参数》国规发（2000）412《建设项目经济评价方法与参数》国家发展委建设部发筹措情况本项目的来源为权益基本和，总投额为18038.61万元。27号）规定，化工项目的最低资本金比例为20%，故3607.7万元，利项目投资汇总及使用计15年计算，建设投资分年使用计划按第一年投入50%，第二年投入剩余50%的方式两年内全部投入。开工计划为：第二年，注入剩余，建设工厂并成功开车第三年，开工8000小时，基本保证正常运行，开工率达到70%以上；第四年，开工8000小时，基本保证正常运行，开工率达到90%以上；第五第三章总图设计规范及依据设计规《化工企业总图设计规范 GB50489-GB50187—GB50016—GB50187—HG20546—《化工工厂总图施工图设计文件编制深度规定HG/T20561-GB/T3840-GB3095-GB12710-HG/T20695-HG/T20679-可行性分析报告地理环境资料气候气象为-11.3℃，绝对最高气温为36.5℃，最低气温为-33.7℃。多年平均无霜期为160天。水文条件特征，海城市共分5个水文地质区。地形地貌的山峰百余座，一般高程均在500m以上，其中最“一棵树岭”高程为931m。山区内沟谷发育，地形破碎，山势浑园，等高线50m以上的面积为1440km2，占总面积的52.7%。高程在50~20m的丘陵岗要集中在长大铁路以西，面积为970km2，占总面积35.5%。特点设计范围选址原则设备的工厂，还应注意沿途是否具备条件。厂址概况位于辽东腹地，沈阳经济区之中，全境总面积2732平方公里。海城处于辽选择位于此地的鞍山盛盟煤气化，符合社会环境与政策的需求。图3- 辽宁经济产业带布局自然环境概况土地利用现状与发展趋势27320099653.40.084据统计，201099653.420007346.6公顷，森林利用现状与发展趋势948950立方米增长到立方米。水生态现状和变化情况社会环境概况行政区划与人口海城市位于辽东腹地，沈阳经济区之中，全境总面积2732平方公里，11436万人。海城城镇建设坚持以服务功能和城市文明程度，积极筹措各方面的进行小城镇建设，仅2010年504个生态镇，40投入和BT（建设—）融资等方式，加快园区基础设施和环境建设，确图3- 海城市行政区划交通概况 园区政完善价格政国家环境保护费改税政策和污水处理政策。加大处理费收缴力度，完善财政激励政加大对节能减排工作的支持力度，争取专项，统筹安排相关专健全绿色金融体系工厂总平面布置设计依GB50187-GB50187-GB50016-HG20546.2-《化工企业总图设计规范GB50489-GB/T50103-《化工工厂总图施工图设计文件编制深度规定HG/T2056-3.5.2设计原符合企业总体布置要求，保证工艺流程顺畅、生产系统完力求外部、供水、供电等线路的进厂方向合理充分利用当地的自然条件和地形、地质条件的差异，化不利为有利为通风、排水、安全、卫生、绿化、美化等的布置创造有利条件合理确定各功能区的边界与面积厂区总平面布置总平面布置的要求好的采光及自然通风条件。同时满足、安全、与节约用地的原则。工厂总平面布置应该满足生产和要工厂总平面布置应该满足安全和卫生要求工厂总平面布置必须节约用地的原 工厂总平面布置应该考虑各种自然条件和周围环境的影响工厂总平面布置应该为施工安装创造有利条件厂区总体布局图3- 厂区平面布置各分区介绍总图分区处理区布置概述了考虑生产管理和安全防护等问题外，集中布置工艺装置还便于施工、安检防止易燃及毒性物质的释放对人造成。罐区与装卸区布置概述离取0.4D，罐区内设置积水设施，并设置可控制开闭的排水设施。罐区和辅助生产区，要产区间有墙。配电站的布置维修室的布置概述位于厂区内交通主线以应对突况，实现快速抢修的目的。分析化验室与研发中心的布置在本项目的设计中，将分析化验室与研发中置在维修房、配电室一侧，中心控制室的布置办公区以及相邻建筑的布置厂区出的设围墙设置设计规范要求建筑为与围墙的间距应大于5米，道路与围墙的距离应大于1间距为10米，道路与围墙的最小间距为1米，均符合规范。绿化设置建筑防火规范装置火灾等级划易燃易爆物质液氨，属于火灾性分类中的乙类第2项建筑物耐火等级划根据《建筑设计防火规范（GB50016-2014乙类厂房的耐火等级不低间距设计界区内装置间设计距离：表3- 厂房及设施间距离东：研发中心符南：脱硝车间等符西：公用工程符北：储罐区符东：脱硝车间符南：硫铵提纯符西：净水池符北：脱硫车间符东：蒸氨车间符南：脱硝车间符西：氨站符北：脱硫车间符东：分析化验室符南：维修室符西：脱硝车间符北：烟囱符项目与周边设计距：表3- 建设项目与厂区周边环境间距一览方名1东鞍山盛盟煤气化一研发中心分析化验室符2南煤行政中控符3西空储罐生活———符4北空储罐货物装卸区———符厂区面积及技术经济指标各区域面积确定表3- 各区域面积确定区 类 面积/办公办公区总面积辅助处理区辅助生产区总用地罐站罐区总用地处理处理区总面积道工厂总用地总平面布置技术经济指标表3- 总平面布置技术经济指标名 数量/规厂区占地面积建构筑物占地面积29054道路用地面积29832出个3个（1个紧急出绿化面积15867罐区内围墙长310墙长度960建筑系数厂区利用系数绿化系数竖向设计竖向设计原则竖向设计方式的确平坡4‰的平坦地区或缓坡地带。采用平坡式布置时，平整后的坡度不宜小于5‰以利于场地的排水。阶梯输和敷设条件较差，需设护坡或挡土墙，适用于在山区、丘陵地带的布置。混合工厂全厂货物量及方式的确表3- 全厂货运量货物名 形 包装方 备/万吨/管道管道车辆管道管道车辆圾车辆理线路设10米（口，分别位于厂区西部、东部和南部。装卸区设置在厂区的东侧，紧邻东门（主要货流出，同时远离人流较多的道路和可能产生明火和散发火花的地点。第四章化工工艺与系工艺路线设计目标及原则烟气脱硫工艺路线选择半干法烟气脱硫技术则是利用CaO加水制成Ca（OH）2悬浮液或直接利用湿法烟气脱硫技术是利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液吸收烟气中的本项目针对焦化厂深度脱硫工程，遵循《2017年第十一届大学生化工4-1工艺路线选具体工艺石灰石-膏氨双碱镁氧化锰法吸收吸收剂获取操作温度5070脱硫率副产占地面积投资费用与氧化锰法的吸收剂来源较狭隘。其中MgO产要分布于辽宁和山东半岛，原料的供应受限。MgO原料成本要高于石灰石，通常采用抛弃法要不断补MgO，运行成本高。不超过10%。我国天然石膏资源丰富，市场价格不高，因此脱硫石膏不具备与天然（GE公司的GE氨法工国克（KruppKroppers）研究开发的WaltherGE图4- GE法脱硫示意GE氨法工艺由预洗涤、SO2吸收、氧化和干燥结晶组成。除尘后的烟气进缩。然后烟气从预洗涤器下部出口经除雾器进入SO2喷淋吸收塔下部。喷淋吸收塔内，烟气与喷淋而下的吸收液逆流接触，SO2被吸收。吸收液经pH值，以维持溶液吸收能力。适量稀硫酸铵溶液烟气排入烟囱。Walther工艺特点是多塔串联，烟气与氨水顺流吸收。图4- Walther法脱硫示意NKK3段:下段是预洗涤段，主要起除尘和使烟气降温图4- NKK法脱硫示意AMASOXAMASOX法。主要的改进是将多塔改为结构紧凑的单塔，并在塔内安置湿式电AMASOX工艺是两段吸收，包括主洗涤段和次洗涤段。在主洗涤段，降温后的烟气(温度降到70℃以下)和喷淋吸收液逆流接触，脱除大部分SO2；在次洗涤段，烟气和吸收液也是逆流接触的，继续吸收SO2。图4- AMASOX法脱硫示意NADSNADS氨-肥法是由华东理工大学自主开发的资源化烟气脱硫新技术。该技术利用烟SO2生成亚硫酸氢氨，结合化肥生产，利用烟气中SO2回收生产此，NADS氨一肥法可很好地避免亚硫铵“气溶胶”问题。各工艺路线投资比表4- 氨法脱硫工艺路线投资比计工艺名称投资水平工艺路线技术指标比较表4- 氨法脱硫工艺路线技术指标比专利单位德国克虏伯公通电气公司能捷斯-晓夫公司公华东理工大工NADS氨操作温度6555704070SO29090909090气溶胶问题氨逃逸问题接触方式工业化程度投资费用能耗繁简工艺路线的确定Walther法、GE法等早期工业方法普遍存在氨逃逸与气溶胶生成等问题，逃逸等问题得到解决的NKK法和NADS法是本项目脱硫方案的首选。因此，本项目烟气脱硫工段选择以NKK法为主，结合NADS工艺的优选条件改进NKK工艺进行设计。烟气脱硝工艺路线选择选择性催化还原 SCR)SCR技术是一种炉后脱硝反应装置，最早由在1975年ShimoneskiSCR7080SCR120多台大型装置的成功达到80％~90％，是脱硝效率最高、最为成脱硝技术。NOx加速反应实现脱硝。其有效反应温度范围较低，320--400℃之间，反应式为：SCR气温度、烟气流速、氧气浓度、SO3选择性非催化还原法90年代初期已经成功地应用于大型燃煤机组。其原理是在无催化剂存在的条被喷入，该处温度900~1250NH3／NOx摩尔比2~3的时候，脱硝效率为30％~50％．当反应温度在950℃左右时，其反应式为：SNCR-SCR90年代后期研发成功并应用于大型燃煤机组，它是一种结合了炉内脱硝SNCR法及炉后脱硝SCR法而成的新系统，结合了SCR技术的高效和SNCR技术的投资省的特点。NOx发生非催化还原反应，实现初步SCR的还原剂，从而可使其脱硝效率逐步升级最终可达到80％以上。工艺路线投资比较表4- 烟气脱硝工艺路线投资比工艺名称投资水平SNCR-工艺路线技术指标比较表4- 烟气脱硝工艺路线技术指标比工艺特性SCRSNCRSNCR-SCR混合还原NH3NH3NH3反应温度催化剂脱硝效率能繁琐程度工业化程度投资费用工艺流程介绍22,000Nm3/h含有粉尘、SO2NOX污染物的焦炉烟图4- 总工艺路线示意脱硝与除尘工段1.1MP220℃的条件下进行选择性催化还原反应，生 图4- 脱硝与除尘工段示意余热回收工段图4- 余热回收工段示意脱硫与硫铵精制工段图4- 脱硫与硫铵精制工段示意氨气供应工段图4- 氨气供应工段示意流程模拟图4- 全流程模拟脱硫与硫铵精制工图4- 脱硫与硫铵精制工段模拟脱硝与除尘工段图4- 脱硝与除尘工段模拟乏气回热有机朗肯循环图4- 乏气回热有机朗肯循环模拟工艺流程的优化SCR脱硝工段、氨法脱硫工段、硫铵精制工段和乏气回热有机朗肯循环。在蒸氨塔(T0201)的优化优化至关重要。采用AspenPlus中Sensitivity对蒸氨塔的塔板数、回流比、进料塔板此塔板数优化至关重要。采用ApenPus中Senvy对蒸氨塔总塔板数进行优化，优化结果如图414（横轴代表塔板数，纵轴代表塔顶氨水的质量浓度、塔底蒸4+的质量分率图4- 蒸氨塔塔板数的灵敏度分对于后续生化处理的污染程度，我们选取14块理论板。回流水中的3，需要对蒸氨塔回流比进行优化。采用ApenPus中Senvy对蒸氨塔回流比进行优化，优化结果如图415（横轴代表质量回流比，纵轴代表塔顶氨4+的质量分率）。图4- 蒸氨塔回流比的灵敏度分中残余NH4+的含量逐渐减小，当回流比为1.3时，已达到工艺分离的要求，继续增加回流比将增大操作费用，因此，选取1.3为最佳回流比。进料AspenPlusSensitivity对蒸氨塔进料板位置进行优化，优化结果如图4-16所示（横轴代表剩余氨水进料板位置，纵轴代表塔顶氨水的质量浓度、塔底蒸氨废水中残余NH4+的质量分率。图4- 蒸氨塔进料板位置的灵敏度分NH4+的含量逐渐升高，根据操作弹性以及产品要求的约束，我们选取第2块塔板为进料板。综上所述，优化的结果是有14块理论板，回流比是1.3，第2块塔板为进脱硫吸收塔(T0301)的优化不佳将导致环境污染，因此脱硫吸收塔的优化至关重要。拟采用AspenPlus中Sensitivity对脱硫吸收塔的液气比进行优化，结果如下。液气比-工艺水喷淋量的优AspenPlusSensitivity对工艺水的喷淋量进行优化，4-17所示（的质量分率和塔顶氨的逃逸量图4- 脱硫吸收塔工艺水喷淋量的灵敏度分≥1000kmol/hrSO2的质量分率显著尽量减少工艺水的用量，本项目选取1000kmol/hr作为工艺水的喷淋量。液气比-氨液4-18所示（横轴代表氨液的喷淋量，纵轴代表塔顶烟气中SO2的质量分率和塔顶氨的逃逸量。图4- 脱硫吸收塔氨液喷淋量的灵敏度分气中SO2的质量分率急剧减少，塔顶氨的逃逸量增加不明显；当氨液的喷淋量≥尽量减少氨液的用量，本项目选取150kg/hr作为氨液的喷淋量。 脱硝反应器(R0101)的优SCR脱硝反应器的脱硝效率直接影响最终排放烟气中氮氧化物的含量，脱硝效率不佳将导致环境污染，因此SCR脱硝反应器的优化至关重要。拟采用AspenPlusSensitivitySCR脱硝反应器的长度和加氨量进行优化，结果如反应SCR脱硝反应器采用平推流反应器模型，反应器的长度直接影响脱硝效率4-19所示（图4- SCR反应器长度的灵敏度分2.3m时，氨逃逸量已控制在指标以下，脱硝效率达100%，因此选取2.3m作为SCR反应器的长度参数。加氨AspenPlus图4- 加氨量优化控制氨逃逸量，选取2.465kmol/hr作为SCR反应器的加氨量。物料衡算与能量衡算AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料物料衡物料衡算基本原理dF/dtFINFOUTGRdF/dtFINdF/dtFINFOUT0，FINFIN—进入系统的物料流率；FOUT—流出系统的物料流率；GR—反应产生物料速率；CR—物料衡算任务系统物料衡算能量衡基本原理QWHOUTHQ—设备的热W—输入系统的机械能 HIN—能量衡算任务确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型最终计算出所需的能量和费用，判定工艺过程的经济性系统能量衡算第五章布置与配设计依据GB50316-GB50264-HG/THG/THG20559-HG/T20570.7-HG/T20570.6-GB/T50087-GB50016-GB50251-设计范围设计原则管道布置原则和要管道应或地上敷设；如确有需要，可埋地或敷设在管沟内。管道宜集其荷重。装置主管廊管架宜留有10～20%的裕量，并考虑其荷重。应符合设备布置设计的要求。管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安气液两相流的管道由一路分为或多路时，管道布置应考虑对称性统管路、辅助生产系统管路、电缆和照明管路、仪表管路、采暖通风管路等作出全盘规划；应了解建筑物，构筑物、设备的结构材料，以便进行管路固定的为便于安装、检修和管理，管路尽量铺设，必要时可沿地面敷设或埋地敷设，也可管沟敷设；管道不应挡门、挡窗；应避免通过电动机、配电盘、上空；在有吊车的情况下，管道的布置应不妨碍吊车工作；管道的管路应成列平行敷设，力求整齐、美观；在焊接或螺纹连接的管管路，一般应设有防火安全装置和防爆安全装置如安全阀、防爆膜、阻火器、管道与建筑物及最小管道水平间距要求表5- 管道与建筑物间距要建筑物名称最小水平间距道1人行道边缘厂区围墙1建筑物有门窗的墙壁外缘3建筑物无门的墙壁外缘管道连100mm3倍管壁厚，短管净长度应不小550mm。对DN大于或等50m的管道，两焊缝间的净距离应不小于100mm。错开，且不小于100mm。最小不得低于100mm。坡度要管道的坡度如表5-2所示。5-2物料管道坡度要物蒸蒸汽冷凝水清冷冻坡阀门布阀门应设在容易操作、便于安装、维修的地方间。立管上阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面或平台以上0.7～1.6m的范围，DN402m高度以下。位置过高过低时应设平台或极少数不经常操作的阀，且其操作高度离地面不大于2.5m，又不便距操作平台边缘不宜大于400mm，当阀杆和手轮平台上方且高度小于2m100mm。安装在管沟或阀门井内下100mm以内。非金属管道的布置应有足够的管道柔性或有效的热补偿措施静电措施;露天敷设时，应有防老化措施;在有火灾的区域内，应为其设置适非金属衬里管道的布置应特别注意非金属材料的特性与金属材料之间的差异管道设计管径设u表5- 液体流速对应状流体速度液流速<4m/s,避免管道的磨损气含固流体uduVUD为管子内径，mM——每年生产费用与原始投资费用之MMM为纵坐表5- 管道、壁厚对应公管管壁厚度直外33333333346445644674456967667—99——绝热设力和雨水的侵袭，从而达到延长保温层的使用年限的目的，并使保温结构外形安全措10欧姆，所有法兰及螺纹连接处应焊有导电的跨线，管道每隔80m接地一次。编由5部分组成，每个部分之间用一短横线隔开：图5- 管道设计编号管道布置设计依《和火灾环境电力装置设计规范 GB50058-《工业企业设计卫生标准 《工业企业噪声控制设计规范 GB87-《工业企业厂界噪声标准 GB12348-《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定 HH/T20519-《化工装置设备布置设计规定 HG/T20546-《圆形塔平台通用图 HG/T21543-《建筑设计防火规范 GB50016-布置基础资料工艺管道及仪表流程图（初步设计阶段设备一览表（含设备外形尺寸、重量、支承形式以及保况车间布置理念(一 车间组(二 平面布I型（长方形、LT型和Π型等。LT型的，这些形式适用于较复杂的车间，此时(三 柱网布置和跨厂房的柱网布置，要根据厂房结构而定需要大于或小于6m300mm建筑模数的倍数增加或减少。4.5m6m等。(四 厂房的宽不宜超过30m，多层厂房宽度不宜超过24m，厂房常用宽度有9m，12m，14.4m，15m，18m，也有用24m的。根据厂设备布置及人流和物料的要求，单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。多层厂房若跨度为9m，厂间若不立柱子，所用的梁就要很大，因而不经济。所以6m是常用的跨度.6-6-6的形式，(6-2.4-66m,2.4m,6m2.4m是内走廊的在进行车间布置时，要考虑厂房安全出人口，一般不应少于两个。如车间(五 厂房垂直布6m，最低不得低于4.5m，每层高度尽量相同，不宜变化过多。（如搅拌器等如整个厂房均有，则在每层楼板上设置一定面积的泄爆孔。这类助及控制室等）间应设分隔。管道敷设原则 廊等处。易燃易爆和介质的放空管应引至高出邻近建筑物处。泵的管道布置需在“气袋”顶添加DN15~20放气阀。换热器的管道布置能有任何物。塔的管道布置管廊上的管道布置个别大直径管道进入管廊改变标高有时可以平拐进入，此时该管其他管道布置第六章空压站、氮氧站、冷设计依据《高压锅炉给水泵技术条件 JB/T8059-《大型锅炉给水泵性能现场试验方法 DL/T839-《工业企业设计卫生标准 GBZ1-《高压锅炉给水泵产品质量分等 JB/T53291-《压缩空气站设计规范 GB50029-《建筑设计防火规范 GB50016-《洁净厂房设计规范 GB50073-《工业企业噪声控制设计规范 GB/T50087-空压站空压站设计要求 压缩空气用途仪表空气质量要求本项目中仪表空气的质量要求达到行业标准《仪表供气设计规定》(HG20510-92)规定（1）供气系统气源工作压力下的，应比工作环境历史上年(季)最低温度至少低l0℃。尘粒净化装置油0.5MPa45安全开车规程氮氧站氮气氮气站设计要求表6- 氧气、氮气质量浓度与输气量对应名质量浓度输气量氧无氮氧气的其他建筑之间的防护间距，应按现行的《工业企业总平面设计规范》流程介冷冻站DCS系统。通过管路使第七章厂区外设计依据《工业金属管道设计规范 GB50316-《工业设备及管道绝热工程设计规范 GB50264-管布置原则管道设计与布置管道材质选择表空气管使用304管道，脱盐水管道采用304，中压蒸汽管道采用12Cr1MoVG，低压蒸汽以及冷凝液管道采用20。管道防腐保温要求（一）管道防腐：基层处理防腐施工效措施不得施工。涂刷类型的防腐层应按规定分层施工，涂层厚度应均匀，无（二）管道保温：100mm时，应分层施工。非水平管道的绝热施工应自下而管道设计特殊要求应符合GB12158《防止静电事故通用导则》的规定。阀门布（必须由上向下排外管架电气、仪表桥架布置600mm。外管架检修平台及检修通道设置当管道上设有经常开启的阀门，一般管架应在阀门处设置宽度为600～在外管上的检修通道需每隔40～50m设置直爬梯。第八章分析检设计依据《货物包装标志 GB190-《化工产品采样总则 GB/T6678-《气相色谱仪检定规程 JJG700-《液体化工产品采样通则 GB/T6680-《分析实验用水规格和试验方法 GB/T6682—《化工产品密度、相对密度测定通则 GB4472-《化工产品中水分含量的测定卡尔费休法 GB/T6283-《常用化学品的分类及标志 GB13690-《数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB8170-《数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T8170- GB/T3143—《化学试剂滴定分析（容量分析）用标准溶液的 GB/T601—设计范围与原则做到化验室内布局合理、操作安全和方便，并避免环境污分析检验项目（1）（2）样品检验：从生产线抽样，根据实验结果调整工艺。这对于无线控制的生产线尤其重要；而某些控制系统，如粘度计、pH计，它们第九章设备设计及选概过程设备的基本要过程设备设计分类设计与选型的主要内容确定单元操作所用设备的类型确定设备的材质确定设备的设计参数确定定型设备（即标准设备）的型号或牌号以及数量；编制工艺设备一览表塔设备设计设计依《补强圈 JB/T4736-《塔顶吊柱 HG/T21639-《钢制塔式容器 JB/T4710-《固定式压力容器 GB150-《塔器设计技术规定 HG20652-《钢制压力容器用封头 JB/T4746-《设备及管道保温设计导则 GB8175-《钢制化工容器结构设计规定 HG/T20583-《工艺系统工程设计技术规范 HG/T20570-《钢制人孔和手孔的类型与技术条件 HG/T21514-塔的类填料板式填料塔和板式塔的比装、运转、维修等。表9-1列出了板式塔与填料塔对比性能。项板式表9- 填料塔和板式塔项板式填料散装填料规整填料压小液气持液空塔气速大效材造安装检修较与物性有关的因素与操作条件有关的因素其他因素板式泡罩筛板浮阀波纹穿流板塔表9- 不同板式塔性能比较溢流 穿流F指标形S高4444442低3332335553344341122333240004333343431124445544334344444444442222355443444312100244填料用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价如表9-3所示：9-3不同填料性能评价填料名称评估评排丝网波纹填料1孔板波纹填料23金属鞍形环4金属阶梯环5金属鲍尔环67瓷鞍形环8瓷拉西环9T0201蒸氨塔设计举例T0201板式浮阀塔设AspenPlus塔板设计结CupTower设计与校核T0201塔径塔板信息输入图9- 塔板信息输入CupTower设计示意工艺条件输入图9- 工艺条件输入CupTower设计示意初估条件输入图9- T0103初估条件输入CupTower设计示意计算结果图9- CupTower设计0201塔板结构参数结果示意图9- CupTower设计T0201塔板工艺参数结果示意塔板结构参数输入图9- T0201塔板结构参数输入CupTower校核示意图9- T0201塔板平面总示意校核后计算数据图9- CupTower校核T0201塔板结构参数结果示意图9- CupTower校核T0201塔板工艺参数结果示意T0201机械工程设（一）塔高计实际塔板数Aspen模拟理论塔板数与塔板效率可求出实际塔板N，其中理论塔板数为14，通过计算塔平均温度下的粘度、相对挥发度并查图2-10得到塔板效率为图9- 蒸馏塔总板效率关联塔顶空间高塔板间距开设人孔的板间距人孔进料段空间高度进料段高度取决于进料口结构形式和物料状态，一般HF要比HTHF=1m塔底空间高度塔底空间高度具有槽的作用，塔底釜液最好能在塔底有10~15min的储𝐻𝐵

𝑉·0.785·

= =0.43塔筒体高度H=HD+(N-2-裙座高度H=21.5𝐷=2+1.5×1=2.75𝑚 封头高度高度H=550mm。（二）塔体和封头选材（三）裙座设选裙座结构l2n排气管设计塔内温度约100度，故设置保温层，保温层的厚度为50mm，密度为300kg/m3。塔内液氨为易燃物质，故考虑裙座的防火问题，由于裙座直径大于1000mm50mm，防火层材料为石棉筒体上部的距离为180mm。（四）备附吊除沫塔机械强度校图9- SW6-2011校核筒体参数输塔设表9- 输入数据项设计压力设计温度设备直径计算长度备输入数据表9- 核算内容核算内容核算结果备风载荷计算载荷计算表9- 计算结果项计算结果备设备筒体壁厚6下封头壁厚6上封头壁厚6裙座壁厚6地脚螺栓大小及个数20/9-7输入数塔设备校计算单位计算条件塔型1压力试验类型上封头下封头662211度长度16长度(立(卧12110表9-8风载荷、载荷核23操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m03m04ma压力试验时质量风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) n MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca( MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 n弯矩MIIF(hh)注:计及高振型时,B.24 k偏心弯矩Meme00000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算时 max(MIIM,MII0.25MIIM n垂直地震力FmhF00mhi1,2,..,n ii kk0000011PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBA1123(内压23(外压许用值A223(内压123(外压许用值A312许用值A42许用值(pT9.81Hw)(Diei)/许用值校核结果合合合合合1:ij中i和j的意义如下i=1操作工况 j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉）i=2检修工 j=2重力及垂直力引起的轴向应i=3液压试验工况 j=3弯矩引起的轴向应力（拉或压）[]t设计温度下材料许用应力B 设计温度下轴向稳定的应力许用A1:轴向最大组合拉应 A2:轴向最大组合压应A3:液压试验时轴向最大组合拉应力 A4:液压试验时轴向最大组合压应力:试验压力引起的周向应力3:单位如下质量 弯矩 应力基础环板抗弯断面模 (D4D4Zb 基础环板面 (D2D2 4基础环板计算力矩max(MC b2,MC l2 x y合 M00/Z(mgF00)/b max0 0.3M0M)/Z g/ MwMemmin 地脚 0.25MwMem0g 地脚螺栓需要的螺纹小径d 4BAb 地脚螺 校核结合筋板压应力 nl1G盖板最大应力 3Fz4(l'd)23l'd)( 盖板校核结果合9-10对接接头校核对接接头横截 DitD2/it4MJ mJJgFJmax D Dit it合A0.7D otZ0.55D2 otMJ mJJgFJmax 可值0.3MJJ mJJ e 可值600m0m01m02m03m04m05mamminm010.2m02m03m04mammaxm01m02m03m04mamw9-11上封头校GB150.3-设计温度内径曲面深度 (板材用应力板负偏差腐蚀裕量数型[PT= =[(或由用户输入T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=2eTK=1 D2=622hi iKPch =2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=压 计2[]t KDi0.5e表9- 下封头校GB150.3-设计温度内径曲面深度 用应力腐蚀裕量数[PT= =[(或由用户输入力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=2eTK=1 D2=622hi iKPch =2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=压 计2[]t KDi0.5e表9- 内压圆筒校GB150.3-计算压力设计温度内径 (板材腐蚀裕量 =2[]te=n-C1-C2=n PT=1.25P[] [(或由用户输入T0.90s T pT.(Die)=2eT2e[]t (Die)=t Pc(Die)=2t表9- 裙座计算结裙座结构形式圆筒裙座底部截面内径裙座与壳体连接形式对裙座高度裙座材料名称裙座设计温度℃裙座腐蚀裕量2裙座名义厚度6裙座材料许用应力裙座上同一高度处较大孔个数1裙座较大孔中心高度裙座上较大孔）裙座上较大孔引出管厚度8表9- 地脚螺栓及地脚螺栓座结径00整0有孔直径换热器设计设计依《压力容器 GB150-《热交换器 《固定式压力容器安全技术监察规程 TSGR0004-《化工配管用无缝及焊接尺寸选用系列 HG20553-换热器选型9.3.3.1换热器概9.3.2.2分类与特表9- 换热器分换热器型 换热器特管刚性结构：用于管壳温差较小的情况（合U管内外均能承受高压，管内及检修难板换热管规格选管子的外管子的排列方式管子直径满足允许的压力降一般选用Ф19mm的管子。对于易结垢的物料，为方便，采用外径为25mm的管子。对于有气液两相流的工艺物流，一般选用较大的管在管程结垢不是很严重，又允许压力降较高的情况下，采用Φ19mm×2mm的管管为经济选用管长4~6m对于大面积或无相变的换热器可以选用8~9m的增大，一般选用范围为管外径的1.25~1.5倍。壳程工艺条件的选（一）温度艺物流之间进行换热时，低温端的温差不应小于20℃。结冻组分的冰点，一般高5℃。间料的，一般低5℃。（二）压力降此，最大允许的压力降范围一般限制如下表9-17。表9- 最大允许压力工艺物流的压力 允许压力降9.8104~16.73.9103~（三）物流安E0207换热器设计举工艺交换器》以及《化工工艺设计手册（下AspenExchangerDesignandRatingV7.2操作条件表9- 换热器E0207工艺参操作条件参壳管物介质量流量进口温度出口温度进口压力出口压力类型选尺根据EDR推荐的设计方案，选择其中较为合理的一组。结合GB/T28712.2-择换热管内径为20mm，壁厚3mm，管心距24mm，排列方式为正三角形，壳程工程直径（内径）为600mm，壁厚10mm，换热管长度6000mm，折流板间距为450mm。换热管数量为360根。其余参数为EDR默认值。详细结换热表9- 输入数据项备输入据表9- 计算结果项计算结果备设备筒体壁厚上封头壁厚下封头壁厚管板壁厚设备法兰复核表9- 输入数 计 算 壳程 CtC简图表9- 前端管箱筒体计中航 统GB150.3-计算压力设计温度内径 (板材腐蚀裕量 Pc =2[]te=n-C1-C2=n PT=1.25P[] [T0.90s T pT.(Die)=2eT2e[]t (Die)=力t Pc(Die)=2