化工设计_第一章化工厂设计概述

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1、,化工设计,化工设计,一、课程的性质、目标与基本要求 本课程为化学工程与工艺专业的专业限选课。 本课程以化工生产车间(装置)的工艺设计为重点，讲述与国际化工设计相接轨、目前国内通用的化工设计的原则、方法、设计程序与技巧，各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计计算与绘图中的应用。通过本课程的学习，使学生对化工生产车间(装置)设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工装置设计能力。 通过本课程的学习和毕业设计环节的实践，培养学生综合运用所学知识分析和解诀实际工程问题的能力，增强学生的工程概念和技术经济意识，熟悉化工设计的常用规范，使学生具备化学工程师的基本素质。,化

2、工设计,化工设计,本课程的基本要求：掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式；给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养；掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、方法和步骤；掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法；掌握工艺流程图、化工设备图的表达内容、绘制方法和阅读方法；了解工程设计概算的内容。,化工设计,化工设计,二、学时分配和考核方式1学时分配总学时：共32学时第一章 化工厂设计的内容与程序 2 第二章 工艺流程设计 4第三章 物料衡算和能量衡算 10 第四章 设备的工艺设计及化工设备图 4第五章 车间布置设计 4

3、第六章 管道布置设计 4 第八章 工程设计概算 4,化工设计,化工设计,二、学时分配和考核方式2考核方式 考试采用闭卷形式，主要考基本知识、基本理论和解决措施。 成绩评定：平时作业和考勤（30%）与期末考试成绩（70%）相结合。 题型：选择题、问答题、计算题。,化工设计,化工设计,三、参考书目（1）黄璐，王保国编. 化工设计北京：化学工业出版社，2004（2）周镇江.轻化工工厂设计概论北京：中国轻工出版社，1994（3）姚玉英 主编下册. 化工原理天津：天津大学出版社，1999（4）王静康.化工设计北京：化学工业出版社，1995（5）中国石化集团上海有限公司. 化工工艺设计手册上册 北京：化学

4、工业出版社，2003,第一章 化工厂设计概述,化工设计,本章主要内容主要介绍了化工设计的内容与程序，使学生对化工厂总体设计有一初步了解。 1.1化工设计的种类 1.2化工厂设计的工作程序 1.3化工车间工艺设计的程序及内容,本章重点难点：难点：化工厂设计的工作程序 重点：化工车间工艺设计的程序及内容,第一节 化工设计的种类,化工设计是将一个系统（一个化工厂、一个生产车间或一套装置等）按照其工艺技术要求，经工程技术人员的创造，将其全部描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工程技术装备用工程语言表达出来。,化工设计,建设特指化工厂的建造。不仅包括工厂所在地的施工和安装工作，还包括要建造一座化工

5、厂得到产品全过程的工作。全部工作的组合称为建设。程序化工厂建设包括了一系列的工作，这些工作按照规定的时间和空间排列形成一定的过程，称为工作程序。,第一节 化工设计的种类,工厂设计用文件化的语言将工艺技术转化为图纸的过程。 实施过程的行为称为设计工作，图纸用于策划、指导、规定和实施工厂的建设。,化工设计,工程设计根据已批准的可行性研究报告，进一步结合建厂条件，在满足安全、质量、进度以及投资控制的前提下，开展该工程的设计工作直至将设计成品交付现场施工，这期间的设计工作称为工程设计。,第一节 化工设计的种类,化工设计,一、根据项目性质分类 1、新建项目设计 2、重复建设项目设计3、已有装置的改造设计

6、,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,二、根据化工过程开发程序分类,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,二、根据化工过程开发程序分类 （一）概念设计 概念设计是以过程研究中间结果为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计。其作用是暴露和提出过程研究中存在的问题，并为解决这些问题提供途径或方案；为多级技术经济评价提供较为可靠的依据，并得出开发的新产品或新技术是否有工业化价值的结论。,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,二、根据化工过程开发程序分类 （二）中试设计 中试的主要目的是检验和修改小试与大型冷模试验结果所形

7、成的综合模型，考察基础研究结果在工业规模下实现的技术、经济方面的可行性；考察工业因素对过程和设备的影响；消除不确定性，为工业装置设计提供可靠数据。,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,二、根据化工过程开发程序分类 （三）基础设计 基础设计是过程开发的成果形式，是工程设计的依据。 基础设计中还要运用系统工程的理论和计算机模拟技术对工艺流程和工艺参数进行优化，力求降低消耗定额和产品成本及项目投资，提高项目的经济效益。,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,二、根据化工过程开发程序分类 （四）工程设计对于重大项目和使用比较复杂技术的项目，可以按初步设计、扩大

8、初步设计及施工图设计三个阶段进行设计。一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计，可以按扩大初步设计及施工图设计两个阶段进行设计。技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计，直接进行施工图设计。,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,（四）工程设计1.初步设计 初步设计主要是根据设计任务书和行业标准化工厂初步设计文件内容深度规定HG/T20688-2000，对设计对象进行全面的研究，寻求在技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。成果：编制初步设计说明书。,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,（四）工程设计1.初步设计 扩大初步设计是根据已批准的初步

9、设计和有关行业规范，解决初步设计中的主要技术问题，使之明确、细化。 成果：编制扩大初步设计说明书。,1.1 化工设计的种类,第一节 化工设计的种类,化工设计,（四）工程设计2.施工图设计 根据已批准的扩大初步设计和行业标准化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG/T20519-92，结合建厂条件，在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计。 成果：详细的施工图纸和必要的文字说明及工程预算书。,1.1 化工设计的种类,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,化工厂设计的工作程序，见图1-2。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,、项目建议书 项目建议书是进

10、行可行性研究和编制设计任务书的依据，根据原化工部化计发(1992)995号化工建设项目建议书内容和深度的规定(修订本)中的有关规定制订。 项目建议书是建设单位经过初步调查、预测、分析后向政府部门提出的报告书。 具体内容见教材,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,、项目建议书 项目建议书的作用：项目建议书是基本建设程序中最初阶段的工作，是对建设项目的轮廓设想和立项的先导，是为建设项目取得建设资格而提出的建议。并且是开展可行性研究的依据。它用于上报政府部门，使之对工程项目做出初步决策。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,、项目建

11、议书 项目建议书的要点：是由法人单位根据国民经济和社会发展长远规划，国家的产业政策，行业、地区发展规划，以及国家的有关投资建设法规、规定编制的。它围绕着拟建的工程项目，报告工厂产品的市场需求和预测，原材料供应，厂址概况，主要技术方案，论证项目建设的必要性、可能性、有利条件、主要的技术经济指标，说明经济效益和社会效益，对项目进行建议综述和预评价。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,二、可行性研究 可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。 根据原化工部化计发

12、(1997)426号化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定(修订本) 和中石化1997咨字345号石油化工项目可行性研究报告编制规定中的有关规定制订。 具体内容见教材,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,二、可行性研究 可行性研究报告的作用：用于政府部门对工程项目批准的最终决策和保证投入的资金能发挥最大效益所提供的科学依据。 可行性研究报告的任务：根据国民经济发展的长远规划和地区发展规划、行业发展规划的要求，结合自然和资源条件，对建设项目在技术、工程和经济上的先进性和合理性进行全面分析论证。通过多方案比较，提出评价意见。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二

13、节 化工厂设计的工作程序,化工设计,三、编制设计任务书可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可根据化工厂初步设计文件内容深度规定编写设计任务书，以作为设计项目的依据。设计任务书是在可行性研究的基础上，按照上级审定的建设方案，应由与建设工程有关的主管单位进行编制，有时也吸收设计单位或委托单位进行编制。设计任务书是在设计之前发给设计人员的指令性文件，它为设计工作提出有关设计原则、要求和指示，是设计工作的根本依据。主要内容见教材。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,四、扩大初步设计 扩大初步设计一般是根据已经批准的初步设计，解决初步设计中尚未解决

14、而需要进一步研究解决的一些技术问题，使之进一步明确并具体化。 编写扩大初步设计说明书及工程概算书，扩大初步设计经过审批后即可着手施工图设计。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,四、扩大初步设计,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,五、施工图设计 施工图设计的任务是根据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题，并以它作为施工单位编制施工组织设计、编制施工预算和进行施工的依据。,1.2 化工厂设计的工作程序,第二节 化工厂设计的工作程序,化工设计,六、设计代表工作 设计代表是指各专业的设计人员。在扩大初步设计与施

15、工图设计阶段，需要大量各专业的设计代表参加。到设计文件编制完毕，工作转人了基本建设和试车阶段的时候，就只需少量的各专业设计代表参加了。 各专业设计代表的任务就是参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），建成化工装置后要参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。,1.2 化工厂设计的工作程序,第三节 化工车间工艺设计的程序及内容,化工设计,化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 化工车间设计是化工厂设计的核心部分，而车间设计的主体是工艺设计。 一、设计准备工作（1）熟悉设计任务书（2）了解化工设计以及工艺设计包括哪些内容，其方法步骤如何。（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料 。,