化工设计课件

化工设计概论*§1-1化工设计的种类一、根据项目性质分类（一）新建项目设计（二）重复建设项目设计（三）已有装置的改造设计*二、根据设计性质分类（一）新技术开发过程中的设计(1)概念设计

(2)中试设计

(3)基础设计**二、根据设计性质分类（二）工程设计初步设计扩大初步设计施工图设计*§1-2化工厂设计的工作程序*项目建议书1.项目建设目的和意义，即项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义；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）；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。*可行性研究报告1.总论。2.需求预测。包括国内外需求情况预测和产品的价格分析。3.产品的生产方案及生产规模。4.工艺技术方案包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。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8.环境保护及安全卫生。9.工厂组织、劳动定员和人员培训。10.项目实施规划。11.投资估算和资金筹措。12.经济效益评价及社会效益评价。13.结论包括综合评价和研究报告的结论等内容。*设计任务书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、环境保护、三废治理的要求；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。*扩大初步设计*施工图设计工艺专业方面的主要内容包括：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；非工艺专业方面有土建施工图、供水、供电、给排水、自控仪表线路安装图等。*§1-3化工车间（装置）工艺设计的程序及设计内容一、设计准备工作二、方案设计（工艺流程设计）三、化工计算（物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算）四、车间布置设计五、化工管路设计六、提供设计条件（非工艺专业的设计条件）七、编制概算书及编制设计文件概算书：初步设计阶段编制的车间投资的大概计算设计文件：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）*§1-4国家和行业的基本设计政策和规范例：1、化工企业总图运输设计规范

HG/T20649－19982、工矿企业总平面设计规范

GB50187－19933、石油化工工艺装置布置设计通则

SH3011-20004、石油化工给水排水管道设计图例SH3089-19985、石油化工管道器材标准（合订本1996年）SH3401-34106、石油化工管道布置设计通则

SH3012-20007、石油化工企业给水排水系统设计规范

SH3015-2003*§1-5设计文件（车间工艺专业设计）一、扩大初步设计文件二、施工图文件的编制*一、扩大初步设计文件（一）设计依据（1）文件，如计划任务书以及其他批文等。（2）技术资料，如中试试验报告、调查报告等。（二）设计指导思想和设计原则（1）设计所遵循的具体方针政策和指导思想。（2）总括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自控水平等原则。（三）产品方案①产品名称和性质；②产品质量规格；③产品规模（吨／年）；④副产品数量（吨／年）；⑤产品包装方式。*一、扩大初步设计文件（四）生产方法和工艺流程(1)生产方法。扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线。(2)化学反应方程式。写出方程式，注明化学反应名称、主要操作条件。(3)工艺流程①工艺划分简图，用方块图表示。②带控制点工艺流程图和流程简述。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图例、符号。*一、扩大初步设计文件（五）车间（装置）组成和生产制度(1)车间（装置）组成。(2)生产制度，年工作日、操作班制，间歇或连续生产。（六）原料、中间产品的主要技术规格(1)原料、辅助原料的主要技术规格。(2）中间产品及成品的主要技术规格。*一、扩大初步设计文件（七）工艺计算1.物料计算（1）物料计算的基础数据。（2）物料计算结果以物料平衡图表示，计量单位用小时(h)（连续操作）或每批投料量Kg或M3（分批操作），采用的计量单位在一个项目内要统一。2.主要工艺设备的选型、化工计算和材料选择(1)基础数据来源包括物料及热量计算数据、主要化工数据等。(2)主要工艺设备的工艺计算按流程编号为序进行编写。3.一般工艺设备以表格形式分类表示计算和选择结果。（表1-1至表1-6）工艺设备一览表按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制。（表1-7）4.工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。（表1-8）5.分批操作的设备要排列工艺操作时间表和动力负荷曲线。*一、扩大初步设计文件（八）主要原料、动力消耗定额及消耗量（表1-9）（九）生产控制分析（表1-10）（十）仪表和自动控制（方案体现在流程图上，设备列表）（十一）技术保安、防火及工业卫生（十二）车间布置（车间布置说明及设备平面图与剖面图）（十三）公用工程（水、电、蒸汽等）（十四）“三废”治理及综合利用（表1-11）（十五）车间维修（人员、设备）（十六）土建（设计说明、图、表）（十七）车间装置定员（表1-12）（十八）概算*一、扩大初步设计文件（十九）技术经济1.投资

（表1-13）

2.产品成本（表1-14、表1-15）（二十）存在问题及建议（二十一）扩大初步设计中必要的附表及附图附表：工艺设备一览表、自控仪表一览表、公用工程设备材料表附图：带控制点工艺流程图、车间布置图（平面图及剖面图）、关键设备总图、建筑平面、立面、剖面图*二、施工图文件的编制(一)施工图设计文件目录(二)工艺施工图设计文件*工艺施工图设计文件(1)工艺设计说明。(2)带控制点工艺流程图（施工流程图）。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备和物料管路、阀件等，进出设备的辅助管线和工艺及自动仪表的图例、符号。(3)辅助管路系统图。(4)首页图。(5)设备布置图。(6)设备一览表。(7)管路布置图。(8)配管设计模型。(9)管段图。(10)管架和非标准管件图。(11)管段表。(12)管架表。(13)综合材料表。(14)管口方位图。(15)换热器条件图。

*附：毕业设计说明书内容一、总论（概述、文献综述、设计任务的依据或项目来源等）二、生产流程或生产方案确定三、生产流程简述四、工艺计算书（物料衡算、热量衡算）五、主要设备的工艺计算和设备选型六、原材料、动力消耗定额及消耗量＊单位产品（吨）的消耗量（及消耗定额）和单位时间（小时和年）的消耗量。七、车间成本估算八、环境保护与安全措施九、设计体会和收获十、参考文献十一、附工程图纸（带控制点的工艺流程图；主要设备装配图；设备平面布置图与立面布置图；主要车间的管道布置图）*复习思考题1化工设计的种类2（扩大）初步设计的程序及内容3（扩大）初步设计文件的内容4毕业设计说明书的内容*

工艺流程设计

*§2-1生产方法和工艺流程的选择一、生产方法和工艺流程选择的原则1．先进性2．可靠性3．结合国情*工艺流程设计中考虑的问题：*设计思想的基本观点

(1)服从国家近期和远期经济发展规划目标,执行党和国家的各种方针政策。(2)严格遵守法律、法规、标准、规范和技术规定。(3)重视国土资源的合理配置利用,资源的综合利用。(4)重视企业的经济效益的同时,还应注意社会效益。(5)重视产品的国内、国际市场的调查和预测发展趋势。(6)化工厂设计要符合经济规模,而不是规模经济。(7)设计者应是先进技术的组织者和推广。(8)采用的技术装备应尽量提高国产化率。(9)尽量降低原材料、燃料消耗,降低能耗,减少人员,降低产品成本,提高劳动生产率。(10)工厂设计要设法减少投资。(11)搞好工厂环境保护,保持生态环境良好,重视劳动保护和安全卫生。(12)便于实现工厂现代化经营管理。*二、生产方法和工艺流程确定的步骤1．搜集资料，调查研究（技术路线特点、工艺参数、原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理以及各种技术路线的发展情况与动向等）2．落实设备（分为三种类型：国内已有定型产品；需要进口；国内需重新设计制造）3.全面对比*全面分析对比的主要内容：①几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势；②产品的质量情况；③生产能力及产品规格；④原材料、能量消耗情况；⑤建设费用及产品成本；⑥三废的产生及治理情况；⑦其他特殊情况。*§2-2工艺流程设计一、流程设计的任务1．确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式2．绘制工艺流程图*应解决的问题：(1)确定整个流程的组成。(2)确定每个过程或工序的组成。(3)确定操作条件。(4)控制方案的确定。(5)合理利用原料及能量。(6)制定三废的治理方法。(7)制定安全生产措施。*二、工艺流程设计方法围绕工艺流程的四个重要部分：其他相关措施及设计*反应过程中涉及的问题：(1)操作方式（连续、间歇）

(2)能量供给、移出方式

(3)催化反应*原料预处理：预热（冷）汽化干燥粉碎筛分提纯精制混合配制压缩等*产物后处理：产物处理（分离净化）产品处理（作为下一工序原料、筛选、包装、灌装、计量、贮存、输送等）未反应物循环利用（返回反应过程或加工成副产物）副产物处理（设计制备、包装、贮运等）*三废处理：三废：废气废液废渣所含有害物质在排放前应该达到排放标准；尽量综合利用，变废为宝；污染问题不解决，不允许投产。相关政策法规*其他相关措施及设计：确定公用工程的配套措施确定操作条件和控制方案制定切实可靠的安全生产措施保温、防腐的设计**§2-3工艺流程图工艺流程图：把各个生产单元按照一定的目的要求，有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来。*工艺流程图分类：

全厂总工艺流程图或物料平衡图物料流程图工艺管道及仪表流程图*工艺流程图分类：

一、全厂总工艺流程图或物料平衡图车间（工段）：长方框、细实线流程线（带箭头）：粗实线车间名称，各车间原料、半成品和成品的名称、平衡数据和来源、去向等*

二、工艺流程草图(方案流程图、流程示意图、流程简图)（示意性的从左至右的展开图。1.物料流程

2.图例(管线图例)

3.设备一览表（只包括序号、位号、设备名称和备注）(有时可省略设备一览表和图框)*

物料流程设备示意图设备只画出大致轮廓和示意结构，设备的相对位置高低不要求准确，备用设备一般省略不画。但设备一般都要编号，并集中列出设备名称。（设备绘制可参考化工部标准：“管道及仪表流程图的设备、机器图例”）（表２-１）流程管线（全部物料管线和一部分动力管线）及流向箭头文字注解①在流程图的下方或图纸的其他空白处列出各设备的编号和名称。②在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。③在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向。*

三、工艺管道及仪表流程图(施工流程图、带控制点的工艺流程图）包括：图形、标注、图例、标题栏配有：辅助管道及仪表流程图公用系统管道及仪表流程图*工艺管道及仪表流程图绘制：

以车间(装置)或工段（工序）为主项绘制。（一）比例与图幅(1)比例。

大致按1:100或1:200的比例绘制，也有用1:50的比例。实际上并不全按比例绘制，标题栏中的“比例”一栏，不予注明。(2)图幅。

一般均采用A1图幅，特别简单的可采用A2图幅，且不宜加长或加宽。*（二）流程图的绘制方法及阅读

掌握：设备的表示方法（画法和标注）管道的表示方法（画法和标注）常用物料代号阀门与管件的表示方法（符号）仪表控制点表示方法（符号、标注、功能仪表图例）*１.设备的表示方法(1)设备画法图形：（常用设备图例见表２-１）一般按比例用细实线（b/3）绘制，画出主要轮廓。过大或过小设备可适当缩小和放大比例。相对位置：一般也按比例绘制。尽可能地符合实际安装情况。有位差要求的设备，要注明其限定尺寸。横向距离可视情况而定。）相同系统（或设备）的处理：

一般应全部画出。只画出一套时，被省略部分的系统，则需用细双点划线绘出矩形框表示。框内注明设备的位号、名称，并绘出引至该套系统（或设备）的一段支管。*１.设备的表示方法(２)设备标注标注的内容：设备位号及名称。位号在车间内不能重复；施工图设计与初步设计设备编号、设备名称一致。标注的方式：设备的位号、名称一般标注在相应设备的图形上方或下方，即在图纸的上端及下端两处，各设备在横向之间的标注方式应基本排成一行。*２.管道的表示方法(1)管道的画法管道画法的原则规定可参阅国家标准和化工行业有关规定。线形规定（图２-５）交叉与转弯（尽量避免交叉，交叉时断开线粗的５倍间隙；尽量水平或垂直。）放气（管道上边）、排液（管道下边）、液封（按实际比例长度表示）：画全来向和去向（图２-６）（与其他流程连接；与其他主项连接３０＊６矩形框）*２.管道的表示方法(２)管道的标注横向管线标注在管线的上方，竖向管线则标注在管线的左方；标注内容：管道号、管径和管道等级。

*３.阀门与管件的表示方法在管道上需要用细实线画出全部阀门和部分管件（如视镜、阻火器、异径接头、盲板、下水漏斗等）的符号。

表２-６表２-７*４.仪表控制点的表示方法工艺生产流程中的仪表及控制点应该在有关管道上，并大致按安装位置用代号、符号给以表示。图形符号（表２-８至表２-１３）字母代号（表２-１４）数字编号

*§２-４

典型设备的自控流程

本节介绍常用的化工典型设备（泵、换热器、反应釜、蒸馏塔）的自控流程。（自学）*作业：

1、图例表示：阻火器

三通阀

2、解释管道标注A0902-503、解释设备标注T-1014、解释：PG0701-50

5、执行器的图形符号由

、

两部分组合而成。*

物料衡算和能量衡算

*§3-1化工过程及过程参数

术语和基础知识

化工过程；化工工艺流程；化工过程开发；化工过程基本参数——温度、压力、流量、化学组成等基本概念。*

一、化工过程由原料经化学处理和物理处理加工成化学产品或中间产品的生产过程。主要操作：化学反应；分离或提纯；改变温度；改变压力；混合等*

１.化学反应（整个化工过程的核心）工业上付诸实现取决于许多因素，如平衡收率、反应速度、控制或减少副反应的可能性等*

２.分离或提纯分离过程通常只是一种物理过程，不发生化学反应。它是利用物质在相变化过程中某些物理性质（如沸点、熔点、溶解度等）的差异来进行的。如：蒸馏、结晶、溶剂萃取。*

３.改变温度化学反应速度和收率、物质的相态变化（如蒸气的冷凝、液体的气化或凝固、固体的熔化等）以及物质的其他物理性质变化（如粘度、溶解度、表面张力等）等均与温度有密切的关系，改变温度可调节以上各性质达到所需的要求。回收热量使热量充分利用，是化工厂提高经济效益的一个重要措施。*４.改变压力化学反应有气体时，如：物质的相态变化用泵或压缩机输送流体*５.混合（与分离相反的过程）通常不消耗能量为加速混合使用搅拌器消耗少量能量*化工过程开发主要决定于下述因素：（1）化学工艺因素——反应体系本性、温度、压力、组成、催化剂等操作条件以及体系的反应速度、转化率、循环比等。（2）化学工程因素——体系的物性、相态、热性质、传递性质、传热传质方式、物料（流体及固体）输送、反应技术、分离技术等。（3）机械设备、仪表及控制手段——设备材料、制造、贮运、安装、维修、检测、备品备件、正常操作及事故处理等。*二、

化工工艺流程

化工过程常用流程图来表示。工艺流程图能简明、扼要的表明化工产品的生产工序，看来一目了然。从工艺流程图可以初步了解生产方法、生产过程以及各主要物料的来龙去脉。在解物料和能量衡算题时，也需要用图来表示各设备之间的物料关系。

*三、化工过程开发是指一个化学反应从实验室过渡到第一套生产装置的全部过程。化工过程开发，首先是决定于化学反应的可能性、转化率及反应速度是否具有工业价值，产物分离的难易程度以及机械、设备、材料是否可行。最终取决于是否有经济效益。化工过程开发的第一步就是要设计一个流程图。选择一个安全、可靠、经挤效益高的最佳方案。*四、过程参数在化工生产过程中，能影响过程运行和状态的物理量，如温度、压力、流量及物料的百分组成或浓度等，在指定条件下它的数值恒定，条件改变其数值也随之变化，这些物理量称为过程参数。这些参数也常作为控制生产过程的主要指标。进行化工计算时，上述参数是基本数据，可以直接测定。对一些不易直接测定的参数，可找出与容易测定的参数之间的关系，通过计算求得，有时也可以根据经验数据选定。*§３-2化工基础数据在化工计算以及化工工艺和设备设计中，必不可少地要用到有关化合物的物性数据。例如，进行化工过程物料与能量衡算时，需要用到密度或比容、沸点、蒸汽压、焓、热容及生成热等等的物性数据；设计一个反应器时，则需要知道化学反应热的数据；计算传热过程时，需要导热系数的数据等等。

化工基础数据：物化数据或物性数据

*一、分类１.基本物性数据—如临界常数（临界压力、临界温度、临界体积）、密度或比容、状态方程参数、压缩系数、蒸气压、气一液平衡关系等。２.热力学物性数据—如内能、焓、熵、热容、相变热、自由能、自由焓等。３.化学反应和热化学数据—如反应热、生成热、燃烧热、反应速度常数、活化能，化学平衡常数等。４.传递参数—如粘度、扩散系数、导热系数等。*二、化工基础数据获取方法1、查手册或文献资料2、估算。3、用实验直接测定。*§３-3

物料衡算物料衡算是化工计算中最基本、也是最重要的内容之一，它是能量衡算的基础。物料衡算有两种情况，一种是对已有的生产设备或装置，利用实际测定的数据，算出另一些不能直接测定的物料量。用此计算结果，对生产情况进行分析、作出判断、提出改进措施。另一种是设计一种新的设备或装置，根据设计任务，先作物料衡算，求出进出各设备的物料量，然后再作能量衡算，求出设备或过程的热负荷，从而确定设备尺寸及整个工艺流程。理论依据：质量守恒定律*一、物料衡算式1、化工过程的类型两种分类方法：间歇操作、连续操作以及半连续操作稳定状态操作和不稳定状态操作*闻歇操作过程：原料在生产操作开始时一次加入，然后进行反应或其他操作，一直到操作完成后，物料一次排出，即为间歇操作过程。此过程的特点是在整个操作时间内，再无物料进出设备，设备中各部分的组成、条件随时间而不断变化。连续操作过程：在整个操作期间，原料不断稳定地输入生产设备，同时不断从设备排出同样数量（总量）的物料。设备的进料和出料是连续流动的，即为连续操作过程。在整个操作期间，设备内各部分组成与条件不随时间而变化。半连续操作过程：操作时物料一次输入或分批输入，而出料是连续的，或连续输入物料，而出料是一次或分批的。*稳定状态操作过程或称稳定过程：整个化工过程的操作条件（如温度、压力、物料量及组成等）如果不随时间而变化，只是设备内不同点有差别。不稳定状态操作过程或称不稳定过程：操作条件随时间而不断变化。*2、物料衡算式首先确定衡算的体系物料衡算关系式：

注：１.对反应物作衡算时，由反应而消耗的量，应取减号；对生成物作衡算时，由反应而生成的量，应取加号。２.物料平衡指质量平衡，不是体积或物质的量平衡。

*如：*对于连续不稳定过程，由于该过程内物料量及组成等随时间而变化，因此，物料衡算式须写成以时间为自变量的微分方程，表示体系内在某一瞬时的平衡。*二、物料衡算的基本方法1、画物料流程简图。2、计算基准及其选择。进行物料、能量衡算时，必须选择一个计算基准。从原则上说选择任何一种计算基准，都能得到正确的解答。但是，计算基准选择得恰当，可以使计算简化，避免错误。对于不同化工过程，采用什么基准适宜，需视具体情况而定，不能作硬性规定。（参见Ｐ43）**3.物料衡算步骤(1)搜集计算数据。(2)画出物料流程简图。(3)确定衡算体系。(4)写出化学反应方程式，包括主反应和副反应，标出有用的分子量。(5)选择合适的计算基准，并在流程图上注明所选的基准值。(6)列出物料衡算式，然后用数学方法求解。(7)将计算结果列成输入－输出物料表(物料平衡表)。(8)校核计算结果*三、无化学反应过程的物料衡算

１.简单过程的物料衡算仅有一个设备或一个单元操作或整个过程简化成一个设备的过程。这种过程的物料衡算比较简单，在物料流程简图中，设备边界就是体系边界。*例1：一种废酸，组成为23％(质量％)HNO3，57％H2SO4和20％H2O，加入93％的浓H2SO4及90％的浓HNO3，要求混合成27％HNO3及60％H2SO4的混合酸，计算所需废酸及加入浓酸的数量。*２.有多个设备过程的物料衡算对有多个设备的过程，进行物料衡算时，可以划分多个衡算体系。此时，必须选择恰当的衡算体系，这是很重要的步骤。不然会使计算繁琐，甚至无法求解。*例2：例3图A*四、有化学反应过程的物料衡算１.反应转化率、选择性及收率等概念（1）限制反应物：化学反应原料不按化学计量比配料时，其中以最小化学计量数存在的反应物称为限制反应物。（2）过量反应物：不按化学计量比配料的原料中，某种反应物的量超过限制反应物完全反应所需的理论量，该反应物称为过量反应物。*（3）过量百分数：过量反应物超过限制反应物所需理论量的部分占所需理论量的百分数。*（4）转化率（以x表示）：某一反应物反应掉的量占其输入量的百分数。应用时必须指明某个反应物的转化率。若没有指明时，则往往是指限制反应物的转化率。*（5）选择性（以S表示）：反应物反应成目的产物所消耗的量占反应物反应掉的量的百分数。若反应物为A，生成的目的产物为D，转化率与选择性是反应过程的两个主要技术指标。*（6）收率（以Y表示）：目的产物的量除以反应物（通常指限制反应物）输入量，以百分数表示。它可以用物质的量（摩尔数）或质量进行计算。*转化率、选择性与收率三者之间的关系为Y=S·x*２.一般反应过程的物料衡算（１）直接求解法有些化学反应过程的物料衡算，有时只含一个未知量或组成，这类问题比较简单，通常可根据化学反应式直接求解，不必列出衡算式。*（２）元素衡算法元素衡算是物料衡算的一种重要形式。在作这类衡算时，并不需要考虑具体的化学反应，而是按照元素种类被转化及重新组合的概念表示为输入(某种元素)＝输出(同种元素)对反应过程中化学反应很复杂，无法用一、两个反应式表示的物料衡算题，可以列出元素衡算式，用代数法求解。*（３）用联系组分作衡算“联系组分”是指随物料输入体系，但完全不参加反应，又随物料从体系输出的组分，在整个反应过程中，它的数量不变。如果体系中存在联系组分，那么输入物料和输出物料之间就可以根据联系组分的含量进行关联。用联系组分作衡算，尤其是对含未知量较多的物料衡算，可以使计算简化。*例如，F、P分别为输入、输出物料，T为联系组分。T在F中的质量分数为xFT，在P中的质量分数为xPT，则F与P之间的关系为：FxFT＝PxPT

，即*选择联系组分时，如果体系中存在数种联系组分，那么，此时就要选择一个适宜的联系组分，或联合采用以减小误差。但是，应该注意，当某个联系组分数量很小，而且此组分的分析相对误差又较大时，则不宜选用。*（４）具有循环、排放即旁路过程的物料衡算这类过程的物料衡算与以上介绍的方法相类似，只是需要先根据已知的条件及所求的未知量选择合适的衡算体系，列出物料衡算式再求解。如果存在联系组分，则可以利用联系组分计算。*有循环的过程，转化率常分为单程转化率与总转化率：单程转化率是以反应器为体系，总转化率是以整个过程为体系。*循环过程在稳定状态下操作时，物料的质量既不积累也不消失，各流股的组分恒定。但是，如果原料中含有不反应的杂质或惰性物质，经长时间的循环会使其浓度逐渐增加，因此就必须把一部分循环物料不断地排放掉，以维持进料中杂质的含量不再增大。*通常对有循环过程的物料衡算，若已知总转化率，可以先做总物料衡算；若已知单程转化率，则可以先从反应器衡算做起。*例题例３-１解题过程见书P46注：约束式和设计变量的确定方法参见P44；检验化学反应方程式是否线性无关（行列式的计算）。*习题：有一个蒸馏塔，输入和输出物料量及组成如下图。输入物料中A组分的98。7％自塔顶蒸出。求每千克输入物料可得到塔顶馏出物2的量及其组成。

§3-4能量衡算一、能量衡算的基本概念1.能量的形式能量衡算也要用到守恒的概念。能量形式和表示的方法：动能（Ek）

运动着的流体具有动能；位能（EP）

物体自某一基准面移高到一定距离，由于这种位移而具有的能量。静压能（Ez）流体由于一定的静压强而具有的能量。内能（U）

内能是指物体除了宏观的动能和位能外所具有的能量。*2.几个与能量衡算有关的重要物理量（1）热量（Q）温度不同的两物体相接触或靠近，热量从热（温度高）的物体向冷（温度低）的物体流动，这种由于温度差而引起交换的能量，称为热量。注：第一，热量是一种能量的形式，是传递过程中的能量形式；第二，一定要有温度差或温度梯度，才会有热量的传递。*（2）功（W）功是力与位移的乘积。在化工中常见的有体积功（体系体积变化时，由于反抗外力作用而与环境交换的功）、流动功（物系在流动过程中为推动流体流动所需的功）以及旋转轴的机械功等。以环境向体系作功为正、反之为负。*功和热量都是能量传递的两种不同形式，它们不是物系的性质，因此不能说体系内或某物体有多少热量或功。功和热量的单位在SI制中为焦耳，除此以外，公制中的卡或千卡、英制中的英热单位(Btu)还常有使用，应注意它们之间的换算关系。1cal=4.187KJlBtu(英热单位)＝252cal(卡)*（3）焓(H)H＝U＋PVH=H(T，P)恒压热容，CP

多数情况焓差：*（4）热容热容是一定量的物质改变一定的温度所需要的热量，可以看作是温度差∆T和引起温度变化的热量Q之间的比例常数，即Q＝mC∆T*二、能量衡算的基本方法及步骤根据能量守恒原理，能量衡算的基本方法可表示为：输入的能量一输出的能量＝积累的能量上式中各项指的都是“总能量”，因为总能量中某部分能量并不总是守恒的。*1、总能量衡算连续稳定流动过程的总能量衡算∆H+∆Ek+∆EP

＝Q+W间歇过程的总能量衡算∆U+∆Ek+∆EP＝Q+W一般间歇操作，能量、位能差项等于零，即∆Ek＝0，∆EP＝0，所以上式又可简化为∆U＝Q+W此式即为热力学第一定律的数学式，此处W的符号以环境向体系作功为正。*2、热量衡算

热量衡算式Q=∆H=H1–H2Q=∆U=U1–U2

(间歇过程)热量衡算就是计算在指定的条件下进出物料的焓差，从而确定过程传递的热量。在实际计算时，由于进出设备的物料不止一个，因此可改写为：ΣQ=ΣH1–ΣH2

或

ΣQ=ΣU1–ΣU2

*热量衡算的基本方法及步骤热量衡算有两种情况：一种是在设计时，根据给定的进出物料量及已知温度求另一殷物料的未知物料量或温度，常用于计算换热设备的蒸汽用量或冷却水用量。另一种是在原有的装置上，对某个设备，利用实际测定（有时也要作一些相应的计算）的数据，计算出另一些不能或很难直接测定的热量或能量，由此对设备作出能量上的分析。如根据各股物料进出口量及温度，找出该设备的热利用和热损失情况。*热量衡算也需要确定基准，画出流程图，列出热量衡算表等。基本步骤为：*3、机械能衡算在反应器、蒸馏塔、蒸发器、换热器等化工设备中，功、动能、位能的变化，较之传热量、内能和焓的变化，是可以忽略的。因此作这些设备的能量衡算时，总能量衡算式可以简成Q=∆U(封闭体系）或Q=∆H(敞开体系）。但在另一类操作中，情况刚好相反，即传热量、内能的变化与动能变化、位能变化、功相比，却是次要的了。这些操作大多是流体流入流出贮罐、贮槽、工艺设备、输送设备、废料排放设备。或在这些设备之间流动。*连续稳定流动过程总能量衡算式：∆H＋∆u2/2＋g∆Z＋∆(PV)＝Q＋W1千克不可压缩流体流动时的机械能衡算式：∆P/ρ＋∆u2/2＋g∆Z＋F＝W*三、无化学反应过程的能量衡算无化学反应过程的能量衡算，一般应用于计算指定条件下进出过程物料的焓差，用来确定过程的热量。可设计途径计算焓差。**1、无相变的变温变压过程

*2、相变过程的能量衡算在恒定的温度和压力下，单位质量或摩尔的物质发生相的变化时的焓变称为相变热。三种相变的相变热：①汽化潜热(∆Hv）②熔化潜热(∆Hm)③升华潜热(∆Ht）*相变热获得方法：纯物质正常沸点（熔点）相变热查手册。设计途径求算。用经验方程计算相变热。*热量衡算的基准：数量基准、温度基准和相态基准。数量基准是指选那个量作基准来衡算热量。对于连续操作一般以单位时间进料量（即进料速率）为基准，而温度和相态基准的确定才能从有关手册中查得相关的热力学数据以便用于衡算。*

例

在一热交换器中用压强为136kpa的饱和蒸汽加热298k的空气，空气流量为1kg/s，蒸汽的流量为0.01kg/s，冷凝水在饱和温度381K下排出。若取空气的平均比热为1.005kJ/kg·k，试计算空气出口温度（热损失忽略不计）。解：过程如图示：

数量基准每秒钟蒸汽、空气的流量

温度基准取进口空气温度298K，因而其焓为零，即H冷空气=0

相态基准压强为136kpa的饱和蒸汽，查得其焓H蒸汽.281K=2690KJ/kg，同时查得H冷凝水281K=452.9KJ/kg

衡算范围封闭虚线所示范围

对此连续稳定过程ΣQ入=ΣQ出

其中：

ΣQ入=ΣQ蒸汽+ΣQ冷空气=0.001×H蒸汽+1×H冷空气

ΣQ出=ΣQ热空气+ΣQ冷凝水=1×1.005（T-298）+0.001×H冷空气

T：热空气温度

将数据代入解得T=320.3K

*四、化学反应过程的能量衡算化学反应过程通常都伴随较大的热效应——吸收热量或放出热量。象邻二甲苯氧化制苯二甲酐、乙烯氧化制氧化乙烯这些主要的工业过程，就是放热反应，乙苯脱氢制苯乙烯就是吸热反应。为了使反应温度得到控制，必须自反应体系排走热量或向反应体系供给热量，即反应器必须有供热或冷却用的换热设备，这种措施不但成为反应能否进行的关键，也与能量的合理利用有密切关系。*1、反应热及其表示恒压反应热

Qp＝∆Hr恒容反应热

Qv＝∆Ur(T)*2、反应热的计算反应热可以用实验方法测定，也可以用已有的实验数据进行计算。根据盖斯（Hess)定律，化学反应热只决定于物质的初态和终态，与过程的途径无关，反应热可用简单的热量加和法求取。*（1）由标准生成热∆Hfo计算标准反应热∆Hro∆Hro＝Σ生成热μi(∆Hfo)i－Σ反应热μi(∆Hfo)i（2）由标准燃烧热∆Hco计算标准反应热∆Hro∆Hro＝Σ反应物μi(∆Hco)i－Σ产物μi(∆Hco)i*3、化学反应过程的能量衡算计算∆H的方法：（1）第一种基准如果已知标准反应热，则可选298K，latm为反应物及产物的计算基准。对非反应物质另选适当的温度为基准（如反应器的进口温度，或平均热容表示的参考温度）。P53例3-2*基本公式：*3、化学反应过程的能量衡算计算∆H的方法：（2）第二种基准以组成反应物及产物的元素，在25℃，1atm

时的焓为零，非反应分子以任意适当的温度为基准，也要画一张填有所有流股组分

ni

和

Hi

的表，只是在这张表中反应物或产物的Hi，是各物质25

℃的生成热与物质由25℃变到它进口状态或出口状态所需显热和潜热之和。P54例3-3*基本公式：*

车间布置设计*5车间布置设计车间布置设计的内容和程序化工建筑的基本知识车间平面布置车间设备布置典型设备的布置方案设备布置图*§5-6设备布置图

一、设备布置设计的图样1．设备布置图一个车间或工段的生产和辅助设备在厂房建筑内外布置

首页图车间范围较大，首页图上划分区域3．设备安装详图（图5-16）表示固定设备的支架、吊架、挂架、设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯等管口方位图（图5-17）表示设备上各管口以及支座等周向安装**二、设备布置图与建筑图的关系设备布置图是建筑图的前提建筑图是设备布置图定稿的依据

*三、不同设计阶段中的设备布置图1．初步设计阶段的设备布置图只以平面图表达设备的大致布置情况，而设备本身的安装方位一般尚未确定，因此管口等一律不予画出。2．施工图设计阶段的设备布置图采用一组平面立面剖视图来表达施工图设计时所确定的设备安装位置。有些设备的主要管口需要画出，再配合需要的管口方位图，从而就完全确定了设备的安装方位。厂房建筑则进一步画出了与设备安装定位有关的孔洞、操作平台等建筑物构筑物以及厂房建筑的基本结构。*四、设备布置图的表示方法

设备布置图内容一组视图尺寸及标注安装方位标说明与附注设备一览表标题栏*1.分区装置的设备布置图是按工艺主项绘制的。当装置界区范围较大、其中需要布置的设备较多时，设备布置图可以分成若干个小区绘制。各区的相对位置在装置总图中表明，分区范围线用双点划线表示。

*2．视图的比例与图幅比例：1:50，1:100，1:200或1:500允许在一张图纸上各视图采用不同的比例，标题栏中标明主要比例，个别视图比例标在该视图名称的下方或右方。图幅：A1多张图纸力求幅面统一

*2．视图的配置（l）平面图一般：每层厂房绘制一张在同一张图上绘几层平面图时，应从最底层开始，将几层平面布置图按由下到上，由左到右顺次排列，并在图形的下方注明相应的标高，如:±0.00平面，4.00平面,7.00平面等。各层平面图是以上一层的楼板底面水平剖切的俯视图。

平面图还要表示厂房建筑的方位，大小尺寸，分隔情况及与设备安装定位有关的建筑物、构筑物的结构形状和相对位置。

*（2）剖视图（

比较复杂的装置或有多层构筑物的装置须绘制）剖切位置及投影方向应按《机械制图》标准或《建筑制图标准》在平面图上标注清楚。

在剖视图的下方应注明相应的剖视名称。剖视图的数量应尽可能少。*视图的表达内容：建筑物及其构件、设备3．建筑构件及设备的表示方法(1)建筑物及其构件建筑物及其构件的轮廓用细实线绘出。（图5-20）墙、柱、地面、地坑、地沟、安装孔洞、楼板、平台、栏杆、楼梯、吊车、吊装梁及设备基础等，应按比例并采用规定的比例画出。门、窗在平面图上只画出位置、开启方向，在剖视图上一般不表示。承重墙、柱等结构用细点划线画出其建筑定位轴线。**（2）设备用粗实线绘制设备的外形轮廓及其安装基础。外形复杂的设备，只画出基本外形。同一位号的设备多于三台时，只画出首末两台的外形，中间的可只画出基础或用双点划线的方框表示。小型通用设备，如泵、压缩机等，若有相同的多台可画出一台，其余用粗实线简化画出其基础的矩形轮廓。当某一平面图上还有局部平面或操作、维修平台时，平面图上只表示上层的设备外形轮廓，下层的设备外形可用虚线或局部剖视来表示。若下层的设备图形复杂时，应单独绘制出局部的平面图。一台设备穿越多层时，在每层平面图上均要画出该设备的平面位置。*4.设备布置图的标注

设备布置图的标注包括定位轴线编号、构件尺寸、设备位号、名称、定位尺寸及说明等。

(1)厂房建筑及其构件标注尺寸的内容：厂房建筑物的长度、宽度总尺寸。*(2)设备标注尺寸的内容①设备布置图上一般不标注设备的定形尺寸，而只标注设备安装定位尺寸。②在平面图上应标注设备的平面定位尺寸。（平面定位尺寸是用建筑定位轴线作基准，确定设备中心线或设备支座孔中心线的距离。）*尺寸基准的选取原则：卧式容器定位以容器的中心线和靠近柱轴线一端的支座为基准，如图a。立式反应器、塔，槽、罐和换热器以中心线为基准，如图b。卧式换热器以换热器的中心线和靠近柱轴线一端的支座为基准，如图c。板式换热器以中心线和某一出口法兰端面为基准、泵以中心线和出口法兰中心线为基准如图d。压缩机以制造厂的基准线和出口法兰中心线为基准，如图e。**高度方向的定位尺寸一般选择厂房室内地面为基准确定设备基础面或设备中心线的高度尺寸。高度尺寸以标高来表示，设备标高的表示方法：卧式换热器、卧式槽罐以中心线标高表示。立式换热器、板式换热器以支承点标高表示。反应器，塔和立式槽罐以支承点标高表示，或下封头切线焊缝标高表示。泵和压缩机以底板高，即基础顶面标高表示。*(3）名称与位号的标注在工艺流程图、设备布置图、管路布置图中设备的位号均应一致。位号的组成：

*平面图、剖视图中所有的设备布置均应标注名称及位号。一种方法是注在设备图形的上方或下方，中间以一粗实线相隔，名称在下，位号在上，不用指引线；也有的只注位号，不注名称。另一种标注方法是注在设备图形内不用指引线，注在图形外用指引线。*5.安装方位标（设计北向标志）一般画在图纸的右上方6．设备一览表将设备的位号，名称、规格、图号等在标题栏的上方列表说明。当平面图绘在几张图纸上时，该表应附在标高为“0.00”的平面图上或附在设备较多的平面图上。也可单独制表在设计文件中附出。*五、设备安装详图及管口方位图

1.管口方位图管口方位图是确定各管口方位、管口与支座及地脚螺栓等相对位置的图样。（图5-17）管口方位图中只简化画出一个能反映设备管口方位的视图，并注明各管口的符号，用小写拉丁字母按顺序编写（a、b、c、d…）。在标题栏的上方列出管口表以注明各管口的符号、名称、公称直径、压力、数量等内容。如精馏塔的管口方位图*每个位号的设备一般绘制—张管口方位图。当多层设备且管口较多时，则应分层画出管口的方位图。*2、设备安装详图

设备安装详图用以表示固定设备的支架、吊架、挂架、设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯等结构的图样（图5-16)。设备安装详图的画法与机械制图相近，按《机械制图》国家标准绘制。次要的内容可用细实线或双点划线绘制其轮廓。*六、设备布置图的绘制1、绘制前的准备工作了解有关图纸和资料：依据工艺施工流程图、厂房建筑图、设备设计条件单等原始资料，充分了解工艺过程的特点和要求，厂房建筑的基本结构等。*2、绘图方法与步骤

(1)确定视图配置。(2)选定比例与图幅。(3)绘制平面图：设备布置图以平面图为主，从底层平面起逐层绘制：①先用细点划线画出建筑定位轴线，再用细实线画出与设备布置有关的厂房建筑的基本结构，如柱、墙、门、窗、楼梯等。②布置设备：用点划线画出设备中心线，用粗实线画出设备、支架、基础、操作平台等基本轮廓。③标注尺寸：注出厂房定位轴线尺寸和设备定位尺寸，注出设备基础定型定位尺寸。④标注定位轴线编号、设备位号及名称，与工艺流程图一致。*（4）绘制剖视图：设备的立面剖视图应完全而清楚地反映出与厂房高度方向的位置关系，以此选定剖视图的数目，然后逐个画出各剖视图。①用细实线画出厂房剖面图。②画出各设备中心线，用粗实线画出设备的立面图，并注出设备的位号及名称。③注出厂房定位轴线尺寸和标高尺寸。④注出设备基础标高。

*(5)绘制方位标。(6)绘制设备一览表。(7)注出有关说明，填写标题栏。(8)检查，校核，完成全图。*七、设备布置图的阅读设备布置图主要是确定设备与建筑物之间、设备之间的定位问题。阅读步骤：1、明确视图关系首先清点设备布置图的张数，明确各张图上平面图和立面图的配置，进—步分析各立面剖视图在平面上的剖切位置，弄清各个视图之间的关系。*2、看懂建筑结构通过阅读平面图、立面图，分析建筑物的层次，了解各层厂房建筑的标高，每层中的楼板、墙、梁、楼梯、门、窗及操作平台等的结构和它们之间的相互位置。由厂房的定位轴线间距可得厂房的大小。从平面图中可看出墙柱、楼梯等的分布位置。在立面图中查阅设备的高度方向的定位尺寸。平面定位尺寸的基准一般是建筑定位轴线，高度方向的定位尺寸基准一般是厂房室内地面。在阅读过程中，还可参考有关的建筑施工图、工艺施工流程图、管路布置图以及其它的设备布置图，以确保读图的正确性。*

管道布置设计*6管道布置设计管道设计的任务和要求管道布置图*§6-1管道布置设计的任务和要求

一、化工车间管道布置设计的任务(1)确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口位置。(2)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。(3)确定各管段（包括管道、管件、阀门及控制仪表）在空间的位置。(4)画出管道布置图，表示出车间中所有管道在平面、立面的空间位置，作为管道安装的依据。(5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。*二、化工车间管道布置设计的要求(1)符合生产工艺流程的要求，并能满足生产要求；(2)便于操作管理，并能保证安全生产；(3)便于管道的安装和维护；(4)要求整齐美观，并尽量节约材料和投资。*考虑因素：1.物料因素(1)输送易燃、易爆、有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处，这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置，并应将放空管引至指定地点或高过屋面2m以上。(2)有腐蚀性物料的管道，不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。(3)管道铺设时应有一定的坡度，坡度方向一般是沿物流的方向，坡度一般为1/100-5/1000。粘度小的液体物料管道可取5/1000左右，含固体的物料管道可取1/100左右。(4）真空管线应尽量短，尽量减少弯头和阀门，以降低阻力，达到更高的真空度。*2．考虑施工、操作及维修(1)管道应尽量集中布置在公用管架上，平行走直线，少拐弯，少交叉，不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装维修，并列管道的阀门应尽量错开排列。(2)支管多的管道应布置在并行管线的外侧，引出支管时，气体管道应从上方引出，液体管道应从下方引出。(3)管道应尽量沿墙面铺设，或布置在固定在墙上的管架上，管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。*3．安全生产(1)架空管道与地面的距离除符合工艺要求外，还应便于操作和检修。管道跨越通道时，最低点离地：通过人行道时不小于2m；通过公路时不小于4.5m；通过铁路时不小于6m；通过厂区主要交通干线时离地5m。(2)直接埋地或管沟中铺设的管道通过道路时应加套管等加以保护。(3)为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险，易燃、易爆介质的管道应采取接地措施，以保证安全生产。(4）长距离输送蒸汽或其他热物料的管道，应考虑热补偿问题，如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。*4.其他因素(1)管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。(2)距离较近的两设备间的连接管道，不应直连，应用45o或90o弯接。(3)管道布置时应兼顾电缆、照明、仪表及采暖通风等其他非工艺管道的布置。*§6-2管道布置图（管道安装图、配管图）管道布置图是以带控制点工艺流程图、设备布置图、设备装配图及土建、自控、电气等专业的有关图样、资料为依据，根据前述的管道布置原则作出合理的布置设计，并绘出管道布置图。管道布置图是车间内部管道安装施工的依据*一、管道平面布置图的内容一组视图尺寸和标注分区简图方位标(设计北箭头)标题栏*二、管道及附件的常用画法1.管道主要物料管道采用粗实线单线画出，其它管道用中粗实线画出。大直径或重要管道，可用中粗实线双线绘制。****2.管件管道中的短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板等管道附件，简称管件。**3.阀门管道中阀门的规定符号与工艺流程图的画法相同。4.控制点管道上的仪表控制点表示方法与工艺流程图中的画法相同。*5.支架化工部门也常用带指引线的长方框表示，将管架的编号和型式写在—个长方格里。非标准管架应另行提供管架图。管架配置比较复杂时，也可单独绘制管架布置图。**三、管道布置图的表达方法1.分区、图线、比例和图幅当画图区域较大而图幅有限时，管道布置图可采用竖向剖割法来分部画图，多层厂房一律采用竖向剖分横向切割法来分层画图。*分区范围用粗点划线表示。BL表示装置或工序的边界，ML表示边界以内的分区线或拼接线，分区索引图中应标明区域号。分区号用大写罗马字表示在索引图上。拼接线应画在每一张管道平面布置图上。通过索引图来确定所绘图的界线，索引图无标准格式。在布置图的拼接处应写出与此图标高相同的相邻部分的布置图图号和相邻区域的布置图图号。在多层建筑物和构筑物的区域，要在布置图区域拼接处写出此图的上层布置图和下层布置图的图号。*图面布置示意*管道设计图同建筑制图一样采用三种不同宽度的线条。*管道平面布置图一般用1:25的比例。当仅有大管道大设备时，可用1:50的比例。若需绘制剖视图，其绘图比例应与管道平面布置图一致。图纸幅面一律采用A1号标准图纸。*2.视图的配置与画法一般只画管道和设备的平面布置图。立面图和剖面图不需标注尺寸，只需注标高。*（1）管道平面布置图当厂房为多层建筑时，需按楼层或标高分别绘制各层平面图。在各层平面图的下方注明其相应的标高。如±0.000平面图。若各层平面的绘图范围较大而图幅有限时，可将各层平面上的管道布置情况分区绘制。管道平面布置图应按比例画出全部容器、换热器、工业炉、机泵、特殊设备、有关管道、平台、梯子、建筑物和构筑物的外形、电缆托架、电缆沟、仪表电缆和管缆托架等。用细线按比例画出全部设备外形轮廓，画出设备上连接管口位置或非定型设备。另外，还应画出设备的基础支架。简单设备的外形轮廓可画得更简略。复杂机械可按需要画出全部外形轮廓或只画出与配管有关的局部外形。不同标高的多排管廊，也须将每一层分开画。*（2）立面剖视图当在平面图上不能表达高度方向的管道布置情况时，可在平面图适当部位垂直剖切后绘出立面剖视图(立面图或剖面图)。可把立面图或剖视图包括在管道平面布置图中，也可绘在单独的图纸上。立面剖视图要按比例画，不需要标注尺寸，在平面图上必须标注剖切位置。在剖视图的下方应注明相应的剖视图名称。如“A—A”、“B一B”、……或“1—1”、“2—2”、……或“I—I”、“Ⅱ一Ⅱ”、……等。*3.管道布置图的标注（1）建(构)筑物：建(构)筑物的构件被作为管道布置的定位基准，管道平面布置图和立面剖视图中必须标注建筑定位轴线的编号及柱距尺寸，标注出平台和构筑物的标高。*（2）设备：设备是管道布置的主要定位基准，管道布置图上必须标注设备的位号及名称。在管道布置图上还应注出与容器或设备相对的柱中心线的尺寸。*（3）管道：管道布置图以平面图为主，标注出所有管道的定位尺寸及标高，物料的流动方向和管号。有立面剖视图时，所有的标高应注在立面剖视图上。管号标注在管中心线上方，标高注在管中心线下方。*管道安装标高均以m为单位，以室内地面±0.00为基准，标注管中心线的标高。也有标注“EL×.××”的，EL表示标高。必要时也可标注管底标高。零点标高注成±0.00，负标高前必须加注负号(－)。*管道布置图上的所有管道应与带控制点的工艺流程图一致，都需要标注公称直径、物料代号、管段序号。如“SC-321-75”，其中321表示管道编号，75表示管径，SC表示介质或物料代号，这里SC是表示蒸汽冷凝液。管段编号应注在管道上方或左方。写不下时，可用指引线引出标注，还可以几条管道一起注出。（4）管件管道布置图中，应按规定符号画出管件，一般不标注定位尺寸。管件的位置尺寸应相对于容器、设备、管口或邻近管口或邻近管道的中心来标注。某些有特殊要求的管件，应标注出某些要求及说明。如在异径接头的下方或旁边标注出两端的公称直径Dg80／50，有特殊要求的法兰应注明型号。或画出完整的管件图。*（5）管道支架图中管架符号用指引线和长方框表示，在框内注管架代号序号管架类别代号序号管架类别代号1固定支架A6弹簧支架SS2基础支架BC7托管SH3导向支架G8停止支架（止推）ST4吊架H9防风支撑WB5托架RS*（6）阀门阀门应按规定符号画出，一般不注定位尺寸，只在立面剖视图上注出安装标高。当类型较多时，应在阀门符号旁注明其编号及公称直径。例如“50J8”（50表示公称直径，J为截止阀，8表示阀门序号）。*（7）仪表控制点仪表控制点的标注与带控制点的工艺流程图一致。*四、管道布置图的绘制1、拟定表达方案，确定视图的数量及其配置如果画图区域较大而图幅有限时可采用竖向剖割法来分部画图，并计算管道平面图的张数。多层厂房一律采用竖向剖分横向切割法来分层画图，并计算管道平面布置图的张数。根据需要可只分区画出±0.000平面管道布置图，也可画出不同高度管道的平面布置图。*2、绘制管道布置图(1)管道平面布置图的画法①用细实线画出厂房平面图。即画出建筑物或构筑物的外形和门、窗位置，标注出柱网轴线编号和柱距尺寸。②用细实线按比例画出带有管口方位的设备布置图，加注位号及名称。③根据管道布置的原则画出管道平面图，并标注管道编号、规格、物料及其流向箭头。④在管道平面布置图上根据设计所要求的部位画出管件、管架、阀门、仪表控制点等。⑤标注出厂房的定位轴线、设备定位尺寸、管道定位尺寸，有时在平面布置图上也注出标高尺寸。*（2）管路立面剖视图的画法①画出地平线和设备基础。②用细实线按比例画出设备及其管口并加注位号及名称。③布置管道、画出管道的立面剖视图，并标注管道的编号、规格、物料及其流向箭头。④布置阀门，画出阀门的立面图。⑤注出地面、设备基础、管道和阀门的标高尺寸。*（3）绘制方位标（4）绘制附表及注写说明（5）校核与审定*五、管道布置图的阅读1.明确视图数量及关系了解平面图的分区情况，了解平面图、立面剖视图的数量及配置情况，在此基础上弄清各立面剖视图在平面图上的剖切位置及各个视图之间的关系，注意管道布置图样的类型、数量、有无管段图及设计模型，有无管件图、管架图等。*2.看懂管道的来龙去脉(1)根据带控制点的工艺流程图，找到起点设备和终点设备，注意设备的位号及管口。(2)从起点设备开始，按管道编号逐条地辨明走向、转弯和分支情况，并依据管道上标注的物料代号、管径、标高等，对照平面图和立面剖视图的投影关系逐条弄清楚。(3)在弄清管道的起止过程中，找出管件、阀门、控制点、管架等的位置，明确从起点设备到终点设备的管口，中间是如何用管道连接起来形成管道布置的—个整体。*3.分析管道位置

在看懂管道走向的基础上，进一步分析定位尺寸。一条管道中间要连接许多管件，这些管件一般不标注定位尺寸。读图时，以建筑定位轴线或地面、设备中心线、设备管口法兰为尺寸基准，在平面图或立面图上查阅管道的水平定位尺寸及安装标高。在阅读过程中，还可参考设备布置图、带控制点的工艺流程图、管段图等，全面了解设备、管路、阀门等管件、控制点的布置情况，确保读图的正确性。***管道空视图（管段图）图6-20表达一段管道及其所附管件、阀门、控制点等布置情况的立体图样。管道空视图按正等轴测投影绘制。它立体感强，图面清晰、美观，便于阅读，利于施工，为了加快管道安装进度，同时又保证施工质量，大型管道和比较复杂的管道，必须实行工厂预制化。*空视图的内容（1）图形用正等轴测投影画出管段及其所附管件、阀门、控制点等等图形、符号。（2）标注注出管段编号、标高、管段所连接设备的位号及其管口号(或其它管段的编号)和安装尺寸等。（3）方向标表示安装方位的基准，北(N)向与管道布置图上的方向标的北向—致。（4）材料表列表说明管段所需要的材料、尺寸、规格、数量等。（5）标题栏表示图名、图号、比例、设计阶段、签名及日期等。*管道空视图可不按比例，但要使它们的大小和位置的相对比例协调。管道平面布置图是绘制管道空视图的依据，有两种绘制范围。一种是在管道平面图上的—个大区域的很多管道，按一定比例绘制在—张图上，这种方法图面大、内容多，表达粗糙，不适合工厂预制管道的要求，但表达整个区域管道直观性强，可代替模型设计。另一种是将管道平面图上的一根管道或—根主管道加上少数分支管道，不按比例绘在一张图上，这种方法图面小，内容少，表达细致，适合于工厂预制。但管道复杂的化工厂装置需要有模型设计。一般每张管道空视图上只能绘制一条在一个“区域”内的管道；对于复杂的管段，可利用法兰或焊接点作为适当的自然点断开，分别绘制几张管段图，但需用一个图号注明页数。对于比较简单的物料和材质均相同的几个管段，也可画在一张图纸上，分别注出管段号。若在—个区域内，有规格、尺寸、形状相同的管道，而它们某些不同点可以列表表示的，也应画在一张图纸上。

非工艺专业设计*7非工艺专业设计土建设计条件供电照明设计条件仪表控制设计条件采暖通风设计条件供汽设计条件给排水设计条件分析化验设计条件安全防火环境保护工程概算*§7-1土建设计条件

土建部分的基础工程设计文件应有：土建设计说明，建筑设计规定，结构设计规定，建筑物一览表，主要建、构筑物平面图、剖面图，主要建、构筑物梁、柱初步布置图和材料表。*在建筑物一览表中应列出构筑物的名称，火灾危险性分类，耐火等级，建筑占地面积，建筑面积，建筑物特征（包括结构型式、基础、围护结构、楼地面、屋面、门窗。有关起重设备或其它特殊要求，可在备注栏表示。*主要建、构筑物平面图应表示出：轴线柱网尺寸及建、构筑物的外形尺寸。建筑物尚应表示各层房间的位置及房间的名称、围护结构材料、厚度及门窗位置。用指北针表示建、构筑物的朝向。主要建、构筑物剖面图应表示楼层高度和总高度。*土建条件：生产工艺流程图车间平、立面布置图设备一览表车间人员一览表*车间人员一览表工种一班二班三班备员管理人员合计合计*§7-2供电照明设计条件电气部分的基础工程设计文件应有：电气设计说明，电气设计规定，电气计算，电气设备