过程装备成套技术总复习

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1、过程装备成套技术,第1章 概论,过程工业:,从原材料到最后产品的生产过程中要进行一系列的化学、物理过程，以改变物质的状态、结构、性质； 生产过程中原料和中间反应产物往往还需要传输。,过程工业是以流程性物料为主要处理对象、完成上述各种过程或其中某些过程的工业生产之总称。,成套装备是为生产某些产品或完成一定任务所必需的整套设备。过程工业成套装备是过程工业生产用的主要机器、设备和各种辅助设备由管道连接起来组成的一个能完成特定工艺过程的一整套设备。 在化工、化肥、石油化工、制药、染料、农药、轻工、生物工程、环保等各种过程工业中都有广泛的应用。,第二章工艺开发与工艺设计概论,第章 经济分析与评价,进行经

2、济分析与评价时，必须进行投资、生产成本和费用等的计算，然后再采用相应的经济指标进行评价。经济评价的内容包括财务评价、国民经济评价及必要的社会效益分析。,3.1 投资估算与成本分析,投资是建设一座工厂或一套装置，并使之投入正常生产和运行所需要的资金。工程项目投资的组成序列如下图所示。,3.1.1 工程项目的投资估算,3.1.2 工艺装置投资估算的方法,(1) 指数法,(2) 百分比估价法,(3) 系数连乘法,3.1.3 生产成本和费用分析,产品总成本费用是指在一定时期内(一般为一年)为生产和销售产品而花费的全部成本和费用。一般由生产成本、管理费、财务费、销售费构成。 生产成本包括直接材料费、直接

3、燃料及动力费、直接工资和职工福利费及制造费。,3.2 经济评价,经济评价的内容包括财务评价、国民经济评价及必要的社会效益分析。,3.2.1 财务评价,3.2.2 不确定性分析及方案比较,3.2.3 国民经济评价,3.2.1 财务评价,财务评价是遵循现行财税制度和规定，根据现行市场价格，计算工程项目在财务上的收入和支出，并测算一个项目投入的资金所能带来的利润，考察项目的盈利能力、消偿能力等财务状况，据以判别工程项目的财务可行性。,（1）财务评价的盈利能力分析,（2）财务评价的清偿能力分析,（1）财务评价的盈利能力分析,财务评价的盈利能力分析分为静态指标和动态指标。 静态指标有：投资利润率，投资利

4、税率，资本金净利润率和投资回收期。 动态指标有：财务内部收益率和财务净现值。,（2）财务评价的清偿能力分析,项目清偿能力分析是考察计算期内，各年的财务状况及偿债能力。用借款偿还期，资产负债率，流动比率和速动比率等指标表示。,3.2.2 不确定性分析及方案比较,(1) 不确定性分析,(2) 方案比较,(1) 不确定性分析,不确定性分析包括盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析。盈亏平衡分析一般只用于财务评价，敏感性分析和概率分析可同时用于财务评价和国民经济评价。,(2) 方案比较,方案比较可采用净现值法，差额投资内部收益率法，费用现值比较法和年费用最小法等。过程工业企业一般采用净现值法和差额投资内部

5、收益率法或简化的静态方案比较。 净现值法。投资额相同，应选净现值大的方案。投资额不同，需进一步用净现值率来衡量。,3.2.3 国民经济评价,国民经济评价是在财务评价的基础上，采用国家规定的参数和影子价格调整项目的投入物和产出物，从而对项目的效益和费用进行计算分析。 国民经济评价以经济内部收益率为主要评价指标，经济净现值和经济净现值率等为辅助指标。项目初选时，还可计算投资净效益率等静态指标。,社会效益的分析则是对项目给社会带来的影响进行分析，以考察项目所创造的社会效益。除特大型项目，以及利用国际金融组织贷款和某些政府贷款的项目必须作国民经济评价外，其他工程项目是否作国民经济评价应视具体情况和有关

6、部门要求而定。,3.3 环境影响评价及可行性研究报告概述,环境影响评价主要是在掌握环境质量现状的基础上，在进行新建、改建、扩建工程时，预测环境质量未来变化的趋势。采取必要措施，避免环境质量下降，使人类开发建设活动引起的环境变化，更加适合人类的生存和发展。 可行性研究是建设项目前期工作的主要内容，是建设程序中的重要组成部分。项目立项后必须进行可行性研究，并编制和报批可行性研究报告。,3.3.1 环境影响评价概述,（1） 环境影响评价的基本原则,为开发建设决策服务，坚持可靠、实用及综合分析的原则。 要建立在基础数据、资料完整准确的基础上。 要选用先进的、适用的方法和技术手段，保证环境影响评价工作的

7、科学性、先进性。,（2） 环境影响评价的具体规定,凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行环境影响报告书的审批制度，要求做到： 在建设项目建议书中可根据拟建项目的环境现状等有关资料，对建设项目建成后可能造成的环境影响进行简要说明。 在建设项目可行性研究阶段要完成建设项目的环境影响报告书。, 在初步设计中，要有环境保护篇章。 在施工图设计阶段，必须按已批准的初步设计文件及其环境保护篇所确立的各种措施和要求进行。 必须持“建设项目环境影响评价资格证书”，才能开展环境影响评价工作。,（4）环境影响评价分析的方法, 主要污染因子的筛选。 主要污染因子的环境预测。 环境影响评价。,(5) 环境影响报告书的

8、主要内容, 总论本 建设项目概况和工程分析 建设项目周围地区环境现状 建设项目对周围地区的环境影响分析及预测, 环境管理及监测制度建议 环境影响经济损益简要分析。 结论 存在问题与建议。 。,3.3.2 可行性研究报告的基本要求与内容,（1）化工建设项目可行性研究报告的基本要求,可行性研究报告由项目法人委托有资格的设计单位或工程咨询单位编制。 可行性研究报告 应根据国家或主管部门对项目建议书的审批文件进行编制。,可行性研究报告必须实事求是， 对项目的要素进行认真的、全面的调查和详细的测算分析，做多方案的比较论证。 具体论述项目设立在 经济上的 必要性、合理性、现实性； 技术和设备上的先进性、适

9、用性、可靠性； 财务上的 盈利性、合法性； 环境上的 可行性； 建设上的 可行性。 为项目法人和领导机关决策、审批提供可靠的依据。,根据国家计委有关文件的要求，可行性研究报告是项目决策的依据，应按规定的深度做到一定的准确性，投资估算和初步设计概算的出入一般不大于10%，否则视超出情况再议。,（2）化工建设项目可行性研究报告的内容,根据化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定，可行性研究报告包括,总论； 市场预测；,产品方案及生产规模； 工艺技术方案；,原、辅材料及燃料的供应； 建厂条件及厂址方案；,公用工程和辅助设施方案； 节能；,劳动保护、安全卫生与消防； 环境保护；,工厂组织和劳动定员；

10、 项目实施规划；,财务经济评价及社会效益评价；投资估算和资金筹措；,结论 等15个部分。,第四章 工艺流程设计及设备布置图,二、工艺物料流程图,三、,管道材料类,4.2 设备布置设计及设备布置图,设备布置原则,1）满足工艺及流程要求,2）要符合经济原则,3）要符合安全生产要求,塔上人孔的安装和布置要求 （1）塔的人孔应设在塔的操作区内，进、出塔比较方便、安全、合理的地方，并宜 设在同一方位上。 （2）设置人孔的部位必须注意塔的内部构件，一般应设在塔板上方的鼓泡区，不得设在塔的降液管或受液槽区域内； （3）塔体上的人孔（或手孔），一般每38层塔板布置一个； （4）人孔中心距平台面的高度一般为60

11、0mm至1000mm之间，最适宜高度为750mm； （5）一座塔上的人孔宜布置在同一垂直线上，使其整齐美观。,2、设备布置的步骤,第5章 过程装备的设计与选型,5.1 过程设备工艺设计,单元设备工艺设计概述,过程工业对流程性物料进行一系列处理，从而得到有用的产品，在处理过程中包含各种物理变化过程和化学反应过程。设计出合理的单元设备，对过程的顺利进行具有重要意义。单元设备按其作用可分为塔设备、换热器、反应器、分离设备、干燥设备、加热炉以及流体机械等。 设备工艺计算主要包括设备的物料衡算、能量衡算，设备的特性尺寸计算以及流体流动阻力与操作范围的计算等。,5.1.2.4 工业锅炉,工业锅炉主要用于提

12、供工业生产所需的蒸汽或热水，前者称为蒸汽锅炉，后者称为热水锅炉。工业企业在生产上使用的大多数为蒸汽锅炉，生产温度100的热水锅炉也必须按蒸汽锅炉管理。我国工业锅炉已有标准系列和定型产品。锅炉参数包括锅炉容量，蒸汽压力，蒸汽温度和给水温度等。,蒸汽锅炉的容量用额定蒸发量表示，额定蒸发量表明锅炉在额定蒸汽压力，蒸汽温度，规定的锅炉效率和给水温度下，连续运行时所保证的最大蒸发量，单位为t/h（吨/时）。热水锅炉以供热量为容量单位，单位为kW。,(1) 锅炉的结构及主要部件, 锅炉按结构 分为火管锅炉和水管锅炉两类。火管锅炉中，高温烟气在火管和烟管内流动，以幅射传热和对流传热的方式加热管外的水产生蒸汽

13、。,水管锅炉中，汽水工质在管内流动，高温烟气在管外冲刷并以幅射和对流传热的方式加热管内工质。, 锅炉的主要部件 一般大中型蒸汽锅炉的主要部件包括炉膛、燃烧设备、锅筒、水冷壁、炉墙、过热器、省煤器和空气预热器等。 炉膛: 燃料的燃烧空间，以保证燃料燃尽，产生足够的热能；,燃烧设备的作用是将燃料和燃烧所需空气送入炉膛，并使燃料着火稳定，燃烧良好。燃煤锅炉的燃烧设备主要指各种炉排、抛煤机（抛煤机炉用）、制粉系统、喷嘴和点火装置（煤粉炉用）。 锅筒: 内储存汽水，可适应负荷变化，内部设有汽水分离装置。锅筒是锅炉各受热面的闭合件，将锅炉各受热面联接在一起，并与水冷壁和不受热的下降管等组成水循环回路。直流

14、锅炉无锅筒。,水冷壁: 锅炉主要辐射受热面，水冷壁主要由作为上升管的水冷壁管组成，吸收炉膛的辐射热，加热管内工质，并保护炉墙。 炉墙: 锅炉的外壳，同时起密封和保温作用。炉墙材料主要包括耐火材料、保温绝热材料和密封材料三类。此外还有填充料和其它辅料。,过热器: 用于将饱和蒸汽加热到额定过热蒸汽温度。生产饱和蒸汽的锅炉无过热器。 省煤器: 作用是利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，节约燃料。空气预热器是利用尾部烟气加热燃烧用空气，以加强着火和燃烧，并进一步降低排烟温度。, 工业锅炉的辅助装置 一般有风机、给水泵、水处理设备、除渣装置、除尘装置和余热回收设备等。,过程设备机械结构设计的

15、主要任务是： 在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各种设备常用结构，参考有关资料与规范，详细设计设备各零部件的结构尺寸；选择各种构件的材料；设备强度计算；设备内件与管口方位设计；设备总装配图及零件图绘制；并提出设备制造技术要求与规范。,对设备的结构与机械设计的要求是： 要有足够的强度，保证安全，防止设备受外力而破坏；有足够的刚度，防止设备在运输、安装及使用过程中发生较大变形；有良好的密封性，防止物料外泄；有良好的耐蚀性，针对有腐蚀性的物料应正确选材或采取合适的防腐措施以保证设备的耐久性。,5.2 设备的机械结构设计1-4,5.2.1 设备的常用材料及选用,过程设备常用材料可分为两大类，一类为

16、金属，一类为非金属。,（1）金属材料,金属材料具有较高的强度，较好的韧性，同时具有导电性和导热性。金属材料又可分为黑色金属（包括碳钢、合金钢、铸铁）和有色金属（包括铜、铝、铅、钛、镍及其合金），设备基本结构应优先选用黑色金属。,（2）非金属材料,非金属材料可分为无机材料和有机材料。,5.2.1.2 材料的选择,合理选择和正确使用过程设备材料十分重要。要考虑设备结构、制造工艺、使用条件和使用寿命等，还要考虑其耐蚀性能、机械性能、来源、价格等因素。 材料的机械强度是选材的重要依据，设计中主要考虑的是强度极限和屈服极限，高温时还要考虑蠕变极限和持久极限。,5.2.3 特殊工作条件的设备设计,特殊工作条件的设备指超高压、高温、低温等条件下工作的设备。,5.2.3.1 超高压工作条件下的设备设计,压力容器按压力P大小分为低压（0.1MPaP1.6MPa）、中压（1.6MPaP10.0MPa）、高压（10.0MPaP100MPa）、超高压（100MPaP）四个等级。,