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1、化工设计,第二章 化工设计的程序与内容 Chart2 The process and content of chemical engineering design,2.1 化工设计的种类 2.2 化工设计的工作程序 2.3 化工设计的内容 2.4 国家和行业的基本设计政策和规范 2.5 设计文件的编制,2.1 化工设计的种类,分类依据：项目性质、设计性质,一、根据项目性质分类,1. 新建项目设计,开发研究单位提供基础设计，工程研究部门根据建厂地区的实际情况做出工程设计。,2. 重复建设项目设计,由于市场需要，有些产品需要再建生产装置。 由于新建厂的具体条件与原厂不同，即使产品的规模、规格及工艺
2、完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。,3. 已有装置改造,改造原因：老装置产品的质量和产量不能满足市场需求， 或由于技术原因，原材料消耗过高，缺乏竞争能力。 改造内容：去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程和控制操作。 改造目的：提高原材料、能量的综合利用率，更新局部工艺和设备。这类设计往往由生产企业的设计部门进行.,二、根据设计性质分类,新技术开发过程的设计包括：概念设计、中试设计和基础设计。 设计单位：研究单位的工程开发部门、或委托设计单位、或与设计单位合作进行。,1. 新技术开发过程的设计,(1) 概念设计,概念设计应用研究进行到一定阶段，从工程角度，参照常规工程设计方法和
3、步骤，按未来工业生产装置规模进行的一种假想设计。,概念设计目的：暴露和提出基础研究中存在的问题，并为解决这些问题提供方案。另外，结合技术经济评价，得出该新产品或新技术是否有工业化价值的结论。,概念设计内容： 根据基础研究提供的概念和数据，确定工艺流程； 对全系统进行物料衡算、热量衡算和设备工艺计算，确定工艺操作条件、主要设备型式和材质； 确定三废治理措施； 计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。,(2) 中试装置设计,中试装置的主要任务：,验证基础研究中得到的规律和概念设计中的一些结果和设想； 考察从小试到中试的放大效应； 研究一些由于各种因素没有条件在实验室进行的课题； 进行新设备、新材
4、料、新仪器、新控制方案的试验。,中试装置设计要求： 在设计流程、规模和设备结构型式不一定与工业装置完全相同，但必须在实本质上反映工业装置的特性和规律，为基础设计提供基础数据。,(3) 基础设计,基础设计一般在研究内容全部完成，并通过鉴定后进行。 基础设计是新技术开发的最终研究成果，是工程设计的依据。 基础设计包括建设生产装置的一切技术要点。,基础设计主要内容包括： 设计基础：依据、技术来源、生产规模、原材料规格等； 工艺流程：生产工艺、主要特点、反应原理及工艺参数等； 物料流程图和物流表：完成物料衡算； 带控制点的管道流程图； 设备名称表和设备规格说明书； 对工程设计提出要求； 设备布置建议图
5、；,重点内容,装置的操作说明； 装置三废的排放； 自控设计说明； 消耗定额； 有关的技术资料、物性数据等； 安全技术与劳动保护的说明。,2. 工程设计,一段设计：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。 两段设计：一般技术比较成熟的大型工厂或车间的设计按扩大初步设计和施工图设计进行。 三段设计：重要的大型企业和使用较复杂的技术时可按初步设计、扩大设计及施工图设计三阶段进行。,根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度，工程设计分三段设计、两段设计和一段设计，由设计单位负责进行。,(1) 初步设计 根据设计任务书，对设计对象进行全面研究，寻求技术上可能、经济上合理、安
6、全适用、三废治理完善的设计方案。 确定全厂性的设计原则、标准、方案和水、电、汽的供应方式和用量，关键设备的选型及产品成本，三废治理，项目投资等重大技术经济问题。 初步设计阶段应编写初步设计说明书设计成品。,(2) 扩大初步设计 根据批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之更明确、更具体，能够满足控制投资或报价使用的工程概算的要求。,例如：工艺部分：应有工艺流程图及工艺流程说明、物料流程图和物料表、管道流程图、各车间主要设备的选择说明和计算依据、较为详细的车间平面布置图、设备一览表等。,重点内容,具体内容参考基础设计,建筑部分要说明采用的建筑结构、基础工程和施工条件等技术要求。 扩大初
7、步设计阶段应编写扩大初步设计说明书及工程概算书。,(3) 施工图设计 根据已批准的扩大初步设计，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。 根据建筑施工、设备制造及安装工程的需要将初步设计中确定的设计原则和设计方案进一步具体化。 此设计阶段的设计成品包括详细的施工图纸，必要的文字说明和工程预算书。,不做要求,2.2 化工设计的工作程序,一、工程项目建设程序,一个化工项目从设想到建成投产，分三个阶段：即可行性研究决策阶段、设计阶段、建设阶段。,1. 可行性研究决策阶段 工作内容：做好技术经济分析，选择最佳技术方案、确保项目顺利进行和获得最佳经济效益。 在国外分为机会研究
8、、初步可行性研究、可行性研究、评估和决策；国内包括项目建议书、(预)可行性研究、评估和决策、编制计划任务书等内容。 在决策阶段，设计单位最重要的产品是一个详细的可行性研究报告，送政府有关部门或建设单位董事会审查批准。,2. 设计阶段 根据批准的可行性研究报告，制定设计计划任务书、完成初步设计(基础设计)、施工图设计(详细设计)。 设计阶段成果是一套可供施工的图纸和说明文件汇编，作为建设阶段的依据。 3. 建设阶段 根据施工图设计成果，编制基建计划、进行商务和技术谈判，签订合同，施工、生产准备、试车、竣工和验收等。 建设阶段，设计单位需配合建设单位施工，进行现场服务，并委派现场设计代表，对施工图
9、设计负责。必要时下达修改通知单，直至竣工验收。,二、化工设计的工作程序,在化工基本建设过程中，化工设计单位根据建设单位的委托，按右图基础程序进行工作。,接受委托,编写设计任务书（主管部门认可）,施工图设计，提出预算,扩大初步设计，提出总概算,组织施工，制定开车方案,编制项目建议书,主管部门筛选,可行性研究报告,主管部门评价,终止,否,投料试车，考核验收,是,终止,否,是,主管部门评价,终止,否,是,工程总结，设计回访,厂址选择 技术考察 环境影响,重点内容,目的：报呈各级领导部门审批汇总平衡，列入规划建设前期规划。 提出：部门或企业(跨地区、跨行业建设项目及影响国计民生的重大项目，由有关部门和
10、地区联合提出项目建议书。 编制：由建设单位或建设单位委托专业公司（如有资格的工程公司、咨询公司）完成编制。 项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。,项目建议书对拟建设项目的一个轮廓设想，主要是从建设的必要性来衡量，初步分析和说明建设的可能性。 考虑因素：国民经济发展长远规划、地区规划和行业规划、资源情况、设计布局.,三、项目建议书,1. 项目建设的目的和意义；,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);,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;,5.资源
11、、主要原材料、燃料和动力的供应;,10. 投资效益和社会效益的初步估算;,11. 结论与建议。,项目建议书主要内容,重点内容,四、 可行性研究报告,可行性研究拟议中的投资项目在决定实施以前，对该项目技术上的可行性和先进性，及经济上的合理性和获利性进行调查研究、分析论证好方案选优的工作。,目的：报上级部门批准建设银行贷款依据 编制：以批准的项目建议书为依据，由设计单位组织完成。,1. 可行性研究报告的内容 (1) 总论 项目编制的依据和原则； 项目的背景、投资的必要性和经济意义； 项目的范围； 研究结果、主要技术经济指标、结论、存在问题和建议。,可行性研究报告是项目建议书的放大版，可将其提纲用于
12、编写项目建议书，即毕业设计的绪论部分。,(2) 需求预测 国内外需求情况的调查与预测； 国内外现有生产能力、产量及销售情况； 产品的销售预测、竞争能力及进入国际市场的前景。,(3) 产品的生产方案及生产规模 生产规模和装置组成，确定规模的理由； 产品方案的选择和对比，包括产品、中间产品和副产品。,(4) 工艺技术方案 国内外工艺技术概括； 工艺技术的对比和选择，新技术的先进性和可靠性； 引进技术来源、特点及推荐理由，转让费估算，引进方式及消化吸收建议；,生产工艺流程说明； 主要设备选择，如需引进技术应提出国内外设备分交方案； 消耗指标。,(5) 原材料、燃料及动力供应 (6) 建厂条件、厂址选
13、择 厂址自然、经济、社会、交通运输等条件的概述； 几个可供比较方案的比较与论证、选定的理由。,(7) 总图、储运、土建和公用工程、辅助设施 (8) 环境保护及安全、工业卫生 本项目三废、粉尘、放射性废物排放情况好治理措施; 本项目对环境的影响，并进行评价。,(9) 工厂组织、劳动定员和人员培训 (10) 项目实施规划 建设周期的规划，各阶段实施进度及正式投产的时间； 建筑安装工作量及施工组织计划、进度表；,(11) 投资估算和资金筹措 投资估算的原则和依据； 单项工程及建设总投资的估算； 资金来源(包括人民币和外汇来源)、筹措方式、利率及计息方法、贷款偿还年限及偿还方式。,(12) 经济效益评
14、价及社会效益评价 产品成本估算，销售收入估算; 编制财务计算报表，主要有财务现金流量表、利润表、财务平衡表、借款偿还平衡表；涉外项目还要有外汇流量表和资产负债表。,按规定计算主要评价指标，静态指标有投资利润率、投资利税率、投资收益率、投资净产值率、投资回收期等；动态指标有财务内部收益率、财务净现值、财务外汇净现值、净现值率、投资回收期。 清偿能力分析； 不确定性分析，包括盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析； 方案比较指标，有差额投资收益差额投资回收期、差额内部收益率及现值比较法、年费用比较法等； 社会效益评价：如节能、环境、节汇创汇、合理利用资源、就业等,(13) 综合评价及结论 主要方案的选
15、择和推荐意见； 对项目方案从技术和经济、从宏观经济效益与微观经济效益作出结论。,(二) 可行性研究的步骤,（1）开始筹措 （2）调查研究 （3）优化选择方案 （4）详细研究 （5）编写报告 （6）资金筹措,(三) 可行性研究的依据、作用和注意事项 1. 主要依据 (1) 项目建议书和委托单位的设想说明； (2) 国家经济建设的方针、政策和长远规划； (3) 经国家正式批准的资源报告、土地开发整治规划等；(4) 可靠的自然、地理、气象、地质、社会经济的基础资料； (5) 有关工程技术方面的标准、规范、指标等； (6) 国家公布的用于进行项目评价的有关参数。,2. 主要作用(1) 作为建设项目投资
16、决策和编制设计任务书的依据(2) 作为向银行申请贷款的依据 (3) 作为与建设项目有关的各部门商谈合同的依据(4) 作为建设项目开展初步设计的基础 (5) 作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的依据(6) 作为环保部门审查建设项目对环境评价的依据 3. 应注意事项(1) 可行性研究应具有科学性和独立性 (2) 可行性研究的深度需满足要求 (3) 承担可行性研究工作的单位应具备条件 (4) 可行性研究报告要进行审批,五、编制设计任务书,可行性研究报告经上级主管部门批准后，即可编写设计任务书项目设计依据。,(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。,
