第七章非工艺专业设计

第7章非工艺专业设计基本要求：了解工艺专业和非工艺专业的职责范围知道公用工程和工程概算的基本内容公用工程包括：给排水、供电、供热、供冷、采暖通风等专业；设计成果：设计说明书、图纸表格；设计说明书内容：所接收的工艺专业对本专业提出的设计条件、界定本专业设计范围、采取的主要设计标准与规范、确定的本专业技术方案、有关设备及其相关材料的规格、型号、尺寸、数量等结果。§7-1公用工程7.1.1给排水给排水部分的基础工程设计文件应有：《石油化工企业给水排水系统设计规范》SH3015-2003《化工企业给排水设计施工图内容深度统一规定》HG/T20572-2007序号厂房代号车间或工段名称设备名称水的用途用水量及其要求排水量及其性质备注用水量/（m3/h）水质要求需水情况排水量/（m3/h）污水性排水情况排水系统经常最大水温/℃悬浮物/（mg/L）化学成份进水口水压/Pa连续及间断情况给水系统经常最大水温/℃化学及物理成分余压/Pa连续及间断情况名称含量/（mg/L）12345678910111213141516171819202122表7-1生产用水排水1设计基础条件包括设计条件、设计范围、设计标准规范、以及相关单位的协作关系、自然条件资料等。序号用水项目用水人数或单位数用水量排水量备注每昼夜最大班定额升/人每昼夜/m3最大班/m3最大班平均/（m3/h）参差系数最大流量每昼夜/m3最大流量/（m3/h）/（L/s）/（m3/h）/（L/s）123456789101112131415表7-2生活用水排水2.给水水源、输送管道设计及水质处理SH3099-2000石油化工给排水水质标准SHJ1080-1991炼油厂给排水水质标准（1）水源情况种类：地下水、地表水考虑因素：水质、水温、可提供的水量等；水源的上游或上风向有无污染、水源的下游或下风向对污染的要求等。（2）循环水处理的水质稳定

①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-3CaCO3+H2O+CO2

A、排污表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。冷却范围/℃排出水量冷却范围/℃排出水量3.54580.16%0.20%0.28%0.51%1114170.74%0.97%1.20%表7-3循环水排出水量②循环水的水质稳定处理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；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。B、防垢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）。C、防腐蚀处理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。《化工企业供电设计技术规定》HG/T20664-1999；《石油化工企业工厂电力系统设计规范》SH3060-94；《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》SH3038-2000；《化工企业电力设计施工图内容统一规定》HG20517-927.1.2供电相关规定：化工生产用电：380～6000V。通常用较高的电压（10～330kV)将电流送到车间变电室，经降压后再使用。根据化工生产工艺特点及物料危险程度的不同，对供电的可靠性有不同的要求，按照用电要求从高到低分为一级、二级、三级。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》一

设计基本知识供电1、化工车间供电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。供电关于爆炸性气体环境危险区域划分规定：2、供电中的防火防爆《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-920区：连续出现或长时期出现爆炸性气体混合物的环境；1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2区：即使出现也仅是短时存在的情况2、供电中的防火防爆可以降级处理的几种情况：1）离开危险介质设备在7.5m之内的立体空间，通风良好、半敞开式或露天装置区可降低一级；2）封闭厂房危险场所范围由以上条件按建筑空间分隔划分，且与相邻的隔一道有门墙的场所，可降低一级；3）隔开两道有门的墙的场所，可降低一级；4）有坑、地沟等因通风不良的场所，则应提高一级。危险区域0区、1区（Q-1）2区（Q-2）2区（Q-3）电机隔爆、防爆通气、充气型任何一种防爆型防溅式、封闭式电器和仪表固定安装隔爆B、防爆充油C、防爆通风(充气F)、安全火花型任何一种防爆型防尘型移动式隔爆、防爆充气、安全火花型H隔爆、防爆充气、安全火花型除防爆充油型外，任何一种防爆型或密封型携带式隔爆、防爆安全型A隔爆、安全火花型隔爆乃至密封型照明灯具固定安装及移动式隔爆、防爆充气型隔爆安全型防尘型携带式隔爆型隔爆型隔爆、防爆安全型乃至密封型变压器通讯电器配电装置隔爆、防爆通风型隔爆、防爆充油防爆通气、安全火花型隔爆、防爆通风充气型隔爆安全花型、防爆充油型隔爆安全型任何一种防爆型防尘型密封型密封型表7—4防爆电器选型二.工艺对电气专业提供设计条件用电设备平立面布置图:注明电机位置及进线方向,就地安装的控钮位置等;设备用电一览表（表7-5）电加热表环境特性（1）动力供电防雷设计按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》，工业建筑的防雷等级分为三类，针对不同情况采取相应的防雷措施。一般化工厂房、车间建筑物（包括仓库、油罐、气罐、易燃易爆物贮罐等建筑物）都应设置避雷装置，如避雷针、避雷带、避雷网等。（2）照明条件提出设备平面布置图,标出需照明位置、地段及环境特性(3)避雷要求供电7.1.3供热及冷冻工程烟道气：优点：温度高，可达1000oC，使用方便，经济简单；缺点：温度不易控制、加热不均匀和带有明火及烟尘。电：优点：加热均匀、温度高、易于调节控制、清洁卫生；缺点：成本高；间接热源直接热源1.供热高温载热体:160∽500oC水蒸气:7.1.3供热及冷冻工程烟道气：优点：温度高，可达1000oC，使用方便，经济简单；缺点：温度不易控制、加热不均匀和带有明火及烟尘。电：优点：加热均匀、温度高、易于调节控制、清洁卫生；缺点：成本高；间接热源直接热源1.供热高温载热体:160∽500oC水蒸气:2.冷冻系统7.1.4暖通空调设计条件《化工企业安全卫生设计规定》HG20571-1995《化工采暖通风与空气调节设计规定》HG/T20698-2000由工艺人员提供采暖通风及空气调节设计条件采暖是指在冬季调节生产车间及生活厂所的室内温度,从而达到生产工艺和人体生理的需求.

工业上采暖系统按蒸汽压可分为低压和高压两种,界限是0.07MPa.通风条件1.自然通风2.机械通风①局部通风：吸（排）风罩。②全面通风。③有毒气体的净化和高空排放。§7-2安全防火

“生产必须安全、安全为了生产”的方针

甲级贮存；乙级贮存；丙级贮存（库房）。7.2.1安全技术措施1.生产和贮存按危险化学品火灾危险性分类⑴贮存易燃，可燃液体的火灾危险性分类:按闪点分成甲，乙，丙类别:按危险化学品的闪点，自燃点，爆炸下限及其性质等将生产车间分为甲，乙，丙，丁，戊类别；即：甲级生产，乙级生产…….甲类又分为A、B、C⑵工艺装置及内部的设备，机械，建筑物的火灾危险性分类。安全安全措施闪点是液体是否容易着火的标志，它是物质在明火中能点燃的最低温度，液体的闪点如果等于或低于环境温度的则称为易燃液体。自燃点是指物质在没有外界引燃的条件下在空气中能自燃的温度，它标志该物质在空气中能加热的极限温度。爆炸极限是指在常温常压的条件下该物质在空气中能燃烧的最低至最高浓度范围，即在该浓度范围内，火焰能在空气混合物中传播。燃烧热是可燃物质在氧气（或空）中完全燃烧时所释放的全部热量。爆炸是指由于巨大能量在瞬间的突然释放出大量能量造成的一种冲击波。安全措施甲级危险物:1闪点小于28℃的液体2爆炸极限小于10％的液体3常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质4常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质5遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇到有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂6受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质7在密闭设备内操作温度等于或大于物质本身自燃点的生产安全安全措施燃烧和爆炸的危险性可划分:第一次危险:指系统或设备内潜在的有发生火灾爆炸可能性的危险，在正常状态下不会危及安全，但当误操作或外部偶然直接间接原因会引起燃烧和爆炸第二次危险:指由第一次危险所引起的后果，直接危险人身、设备以及建(构)筑物的危险。例如：由第一次危险引起的火灾、爆炸、毒物泄漏以及由此造成人员的跌倒、坠落和碰撞等。（3）燃烧与爆炸的危险程度安全安全措施美国DOW化学工业公司曾经提出一个计算燃烧及爆炸危险程度的指数，以下简称F.E.指数，用以研究一个生产过程的潜在危险程度，这个数由物性和生产过程的性质计算得到的。根据F.E.指数可以估计生产的危险性，在化工设计中，评价工工艺流程方案时，可以指出哪一个方案的危险程度较小，在设备布置图和管道及仪表流程图完成后，用以指导决定安全措施。F.E.指数等于物料因子乘以物料危险性因子再乘以过程共性危险因子和过程特性危险因子。影响F.E.指数的基本因数是主要工艺物料的燃烧热，也就是物料因子占重要位置。（1）物料因子MF=-△Hc×————（2）物料危险性因子因子（建议值）

a氧化剂0～20%b与水反应产生可燃性气体0～30%c自发加热30%d自发加速聚合

50%～75%e有分解爆炸危险性125%f爆炸性物质150%g其他0～150%（3）过程的共性危险因子因子（建议值）

a仅有可燃性液体的物理变化过程0～50%b连续反应25%～50%c间歇反应25%～60%d多种反应0～50%4.3×10-4M表7—15燃烧与爆炸指数计算因子建议值

续上表（4）过程的特性危险因子因子（建议值）

a低压（0.1MPa以下）

0～100%

b在爆炸极限范围内或附近操作

0～150%

c低温，对碳素钢10～—30℃

15%<—30℃

25%

d高温（只能用其中之一）

高于闪点

0～20%

高于沸点

25%

高于自燃点

35%

e高压

对于1.520MPa

30%>20MPa

60%

f难于控制的反应过程

50%～100%

g粉尘雾状物危险

30%～60%

h大于平均爆炸危险性

60%～100%

i大量（贮存或生产）可燃性液体（只能用其吕之一）

10～25m3

40%～55%25～75m3

55%～75%75～200m3

75%～100%

>200m3

100%j其他

0～20%

耐火等级建筑层数防爆电机电气甲级生产贮存1.2级单层隔爆型乙级生产贮存1.2级1~3层放宽（充砂型，充油型）丙级生产贮存1~3级放宽⑶根据不同危险类型采取相应的安全措施。安全安全措施⑴防止泄漏：防危险化学品的跑，冒，滴，漏；⑵惰性介质保护：N2,CO2,水蒸汽等；⑶通风换气；⑷安全监测及连锁（如多位阀）⑸色标：如气焊的氧气胶管为黑色（或蓝色），乙炔胶管为红色。2.预防形成爆炸性混合物安全安全措施着火源主要有：⑴电能转化为着火源：电火花，电弧，静电放电，短路，雷击，电磁辐射（BP机，手机等）；⑵机械能转化为着火源：摩擦，撞击，绝热压缩等；⑶化学能转化为着火源：自热自燃，化学反应热，各种明火（炉子，喷灯，烟头……