1、化工设计概论,An Introduction to Chemical Engineering Design,本课要点,化工设计的类别和任务 化工设计的内容和工作程序 现代化工设计的工具和方法 化工设计结果的表达,化工设计的类别和任务,提出项目建议书,工厂设计,可行性研究,应用基础研究,应用研究,施工建设,投产验收,正常生产,概念设计,工厂设计,编制设计任务书,提出项目建议书,根据国民经济长远规划,及地区、行业规划要求，现有资源和生产能力，广泛收集资料，在基本确定建厂的技术经济条件的基础上提出； 由建设单位编制。,项目建议书的内容,1、项目建设的目的、必要性和依据； 2、产品方案，市场需求预测，
2、建设规模，工艺技术路线； 3、资源情况，建设条件，协作关系； 4、环境保护；,项目建议书的内容（续）,5、工厂组织和劳动定员估算； 6、项目实施的初步规划； 7、投资估算和资金筹措方案； 8、经济效益和社会效益的初步估算。,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序应用研究,工厂设计阶段,建设施工阶段,投产验收阶段,应用研究阶段,过程概念设计 中试装置设计,编制设计任务书,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序可行性研究,工厂设计阶段,建设施工阶段,投产验收阶段,应用研究阶段,过程概念设计技术方案论证厂址选择环境评价经济评价可行性研究报告,编制设计任务书,可行性研究的目的,从原料、经过各个工艺
3、过程、到产品，行否？ 产品是否有销路？可销几年？有多少效益？ 通过分析比较，从而选择出技术上先进，经济上合理的最佳方案，以保证获得尽可能好的经济效益。,可行性研究报告的用途,供主管部门审批； 作为编制设计任务书的依据； 作为初步设计的基础。,可行性研究报告的内容和深度,市场调查 技术方案 经济评价,可行性研究报告内容很多，可归纳为三大部分：,每部分的详细内容及深度参见参考资料。,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序编制设计任务书,工厂设计阶段,建设施工阶段,投产验收阶段,应用研究阶段,设计任务书是上级单位在设计前发给设计人员的指令性文件，是对设计人员提出的设计原则和要求，作为设计的基本依据
4、。,编制设计任务书,设计任务书,设计任务书由建设单位的有关主管部门委托设计单位或技术咨询单位编制。,设计任务书批准后不得随意修改。如确需改变，需经原批准单位审批。批准后的任务书是进行化工厂初步设计的依据。,设计任务书的内容,设计任务书的内容，各类项目不尽相同，大中型项目应包括以下内容： 1. 建设的目的和依据(上级确定任务的文件或指示)。 2. 建设规模，职工人数和组织管理制度 3. 产品方案(或工艺原则)，销路，盈利水平和竟争能力。原材料、燃料、动力(煤、电、油及厂矿内的热平衡)供水、运输条件。 5. 占地环境条件，与其它企业关系，与城市规划的关系。,设计任务书的内容 （续）,6. 环境影响
5、与评价，三废综合利用。 7. 投资控制数，资金来源，经济效益预测和投资回收年限。投资估算与初步设计预算的误差应不大于10%。 8. 设计单位，设计进度，设计阶段的确定，及建厂期限和工期。 9. 技术经济总评价。 10. 存在问题和解决办法。,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序工厂设计,工厂设计阶段,建设施工阶段,投产验收阶段,应用研究阶段,初步设计,施工图设计,编制设计任务书,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序初步设计,工厂设计阶段,建设施工阶段,编制设计任务书,应用研究阶段,初步设计工艺流程详细设计 物料衡算 热量衡算设备工艺特性设计非工艺专业配套设计工厂布置设计工程概算,投产验
6、收阶段,初步设计的作用,1、为项目实施方案的审批提供依据； 2、作为施工图设计基础； 3、提供项目订货依据（原材料、定型设备等）；,非工艺专业配套设计,1、土建设计 2、设备设计 3、给排水设计 4、自动控制与仪表设计 5、热工设计 6、电气设计 7、采暖通风 8、安全和环保设计,包含右侧内容,初步设计的评审,初步设计结束后,一般要进行专家评审, 评审通过后才能进行施工图设计。到初步设计阶段结束为止, 前面所做的一切工作称为项目建设的前期工作, 施工图设计及以后的各项工作, 称为项目建设的后期工作。,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序施工图设计,工厂设计阶段,建设施工阶段,投产验收阶段,
7、应用研究阶段,施工图设计管道及仪表流程设计 车间布置设计 管道布置设计 保温和防腐设计 工程预算,编制设计任务书,施工图设计注意事项,1、施工图设计一般不再上报审批，由设计单位负责，故不能随意改动初步设计，如确实非改不可，则应另行编制修改概算，并报原审批部门核准。 2、各专业联系十分密切，设计条件多次往返，故一定要做好各专业间的协同配合。,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序现场代表,工厂设计阶段,建设施工阶段,投产验收阶段,应用研究阶段,驻现场设计代表解释设计文档 设计方案调整 监督施工单位严格按设计方案施工,编制设计任务书,可行性研究阶段,化工设计的内容与工作程序开车考核,工厂设计阶段
8、,建设施工阶段,投产验收阶段,应用研究阶段,指导开车过程 考核设计指标 验收结题,编制设计任务书,设计过程的自动化,现代化工设计的工具与方法,设计信息的获取,电子数据库,网上搜索,计算机绘图,仿真设计,设计准备工作,设计准备工作的含义比较广泛，包括收集和掌握有关的设计资料，现场调查，组织设计力量，安排设计进度等 对设计人员来说，主要是认真周密地研究设计任务书，正确领会上级意图，构思设计对象的轮廓，考虑如何收集设计所需要的资料,设计所需资料,1、各种生产方法及其工艺流程 2、各种生产方法的技术经济比较 3、物料、热量衡算资料 4、设备设计资料 5、车间布置资料 6、管道设计资料 7、非工艺项目设
9、计资料 8、概（预）算预等经济资料 9、劳动保护、安全技术等资料,Find what you need,设计信息的获取网上搜索引擎,Spy what you want,设计资料的其它来源,除了网络资源以外，还可以从下列来源获得资料,1、设计单位 2、科研单位 3、生产企业单位 4、基本建设单位 5、国外技术引进资料 6、为设计而进行的研究 7、现场调查资料 8、供销单位的产品目录样本,设计资料的筛选,设计资料的筛选必需是实事求是，一般要掌握以下原则：1、去伪存真；2、去粗取精；3、对新、旧资料进行对比，优先采 用可靠的最新资料。,设计结果的表达 与 设计文档的编制,化工设计概论,设计文档的主要
10、类型纸质文档,设计说明书 工程图纸 设计条件表、图 设备、材料一览表 经济分析图表,设计说明书的主要类型,概念设计说明书 可行性研究报告 初步设计说明书 施工图设计说明,返回,化工设计工程图纸的主要类型,工厂总布置图 工艺流程图 设备图 设备布置图 管道图,返回,化工设计条件表、图的主要类型,非定型设备条件表、图 土建条件表、图 电气条件表、图 自动控制和仪表条件表、图 其它专业设计条件表、图,返回,初步设计说明书的内容,1、总说明 2、总图与运输3、化工工艺 4、空压站、氮氧站、冷冻站5、自动控制 6、供电与电信7、土建 8、给水、排水9、环境保护 10、供热 11、采暖通风与空气调节 12
11、、外部工艺与供热管道 13、储运 14、维修 15、消防 16、职业安全及工业卫生,返回,工厂总布置图,返回,设备布置图,返回,工艺流程图的主要类型,1、工艺流程示意图Process Block Diagram2、物料流程图(PFD)Process Flowsheet Diagram3、带控制点物料流程图(PID)Process & Instrument Diagram4、管道及仪表流程图(P&ID)Piping & Instrument Diagram5、计算机模拟流程图Flowsheet for Simulation,返回,初步设计说明书的内容化工工艺,1、概述2、生产流程简述3、工艺计算概述及结果4、主要设备选型及计算5、原材料、动力消耗定额及消耗量6、主要生产控制指标7、机构及定员8、三废治理措施9、生产成本估算 10、附录图纸和表格,返回,工艺流程示意图,返回,物料流程图（PFD）,返回,带控制点物料流程图（PID）,返回,管道及仪表流程图(P&ID),返回,计算机模拟流程图,返回,非定型设备条件表、图,返回,非定型设备装配图,返回,管道布置图,继续,管段制作图（轴测图）,返回,设计文档的主要类型三维模型,小 结,化工设计包含内容非常丰富，要充分认识到设计工作具有的综合性、实践性、创造性等特点。要重视理论的指导作用，尽可能地把基础理论知识实际运用到设计工作中。,
