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化工设计总结修改版.ppt

上传人:cjc2202537 文档编号:1006786 上传时间:2018-05-16 格式:PPT 页数:208 大小:9.70MB
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资源描述

1、化工设计总结,主要内容,第一章 化工厂设计的内容与程序第二章 工艺流程设计第三章 物料衡算和能量衡算第四章设备的工艺设计及化工设备图第五章车间布置设计第六章 管道布置设计,第一章 化工厂设计的内容与程序第一节 化工设计的种类(第1页),化工设计可根据项目性质分类,也可按设计性质分类。 一、根据项目性质分类,二 根据化工过程开发程序分类(第1页),第二节 化工厂设计的工作程序 (第3页),一、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

2、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。,二、可行性研究,1.总论;2.需求预测;3.产品的生产方案及生产规模;4.工艺技术方案;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。,1.项目设计的目的和依据;2.生产规模、产品方案、生

3、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。,三、编制设计任务书,四、扩大初步设计,五、施工图设计,在扩大初步设计的基础上,完善流程图设计和车间布置设计,进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。工艺专业主要内容包括: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

4、备和管路保温及防腐设计等;非工艺专业主要内容包括:有土建施工图、供水、供电、给排水、自控仪表线路安装图等。,六、设计代表工作,设计文件编制完毕,工作转入基本建设和试车阶段的时,只需少量各专业设计代表参加。各专业设计代表的任务: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。,一、设计准备工作(l)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。参 照设计进度订出个人工作计划。(3)查阅文献资料;(4)收集第一手资料。二、方案设计 确定生产方法和生产流程。,第三节 化工工艺设计的程序及设计内容 (第

5、8页),技术上先进、经济上合理、安全上可靠、三废的得以治理、因地制宜,三、化工计算 内容:物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。 任务:绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 用到大量的基本理论、基本概念和基本技能(数据处理、计算技能、绘图能力等)。,四、车间布置设计 工艺人员的主要设计任务之一。 主要任务:确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置,相应地确定厂房或框架的结构型式。 当化工计算结束,绘出工艺流程图后进行, 完成后要绘制平面与立面的车间布置图。五、化工管路设计 任务:确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置,以满足工艺生产的要求。 原则

6、:应注意节约管材,便于操作、检查和安装检修,而且做到整齐美观。六、提供设计条件 内容:总图、土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水、工业炉等非工艺专业的设计条件。 确保其完整性和正确性。,七、编制概算书 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 编制概算可帮助判断和促进设计的经济合理性。八、编制设计文件 初步设计阶段与施工图设计阶段的设计工作完成后都要编制设计文件。 是设计成果的汇总,是进行下一步工作的依据, 内容: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)。 以上为一般设计程序,实际设计中,往往是交错进行的。,第四节

7、设计文件 (第11页),一、初步设计文件 设计文件内容:设计说明书和说明书的附图、附表。 初步设计说明书的内容:(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 产品名称和性质;产品质量规格;产品规模(吨年);副产品数量(吨年);产品包装方式。,(四)生产方法和工艺流程 (1)生产方法; (2)化学反应方程式; (3)工艺流程 工艺划分简图,用方块图表示; 带控制点工艺流

8、程图和流程简述。(五)车间(装置)组成和生产制度 (1)车间(装置)组成; (2)生产制度。(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。,(七)工艺计算1.物料计算2.主要设备的选型、化工计算和材料选择3.工艺设备以表格形式分类表示计算和选择结果:根据工艺特点列表:,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,4.工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。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。,(八)主要原料、动力消耗定额及消耗量,(九)生产控制分析 (十)仪表和自动控制(十一)技术保安、防火及工业卫生(十二)车间布

9、置(十三)公用工程(十四)“三废”治理及综合利用(十五)车间维修(十六)土建(十七)车间装置定员,(十八)概算(十九)技术经济 1.投资,2.产品成本,技术经济指标,(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 主项图纸总目录、非定型设备图纸目录和工艺图纸目录。(二)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) (3)辅助管路系统图 (4)首页图

10、(5)设备布置图。 (6)设备一览表。,定型工艺设备,非定型工艺设备,(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)综合材料表综合材料表。(14)管口方位图。(15)换热器条件图。,第二章 工艺流程设计 (第23页),第一节 生产方法和工艺流程的选择;第二节工艺流程设计;第三节工艺流程图绘制;第四节典型设备的自控流程,主要内容,第一节 生产方法和工艺流程的选择 (第23页),一、生产方法和工艺流程选择的原则 1先进性 技术上的先进和经济上的合理可行 2可靠性 所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。 3结合国情 不能

11、单纯从技术观点考虑问题,应从国情出发考虑各种具体问题。全面衡量、综合考虑、全面分析、反复对比后选出优点较多、符合国情、切实可行的技术路线和工艺流程。,二、生产方法和工艺流程确定的步骤确定生产方法,选择工艺流程一般要经过三个阶段。1.搜集资料,调查研究2.落实设备3.全面对比全面分析对比的内容很多,主要比较下列几项: 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势; 产品的质量情况; 生产能力及产品规格; 原材料、能量消耗情况; 建设费用及产品成本; 三废的产生及治理情况; 其他特殊情况。,第二节 工艺流程设计(第25页)一、流程设计的任务,主要任务: 一是确定流程各生产过程的具体内容、顺序和 组合方

12、式; 二是绘制工艺流程图.按步骤逐步解决以下问题: (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,(1) 以反应过程为中心; (2) 原料预处理过程; (3)产物的后处理; 除了获得目的产物外,由于存在副反应,还生成了副产物。 由于反应时间等条件的限制或受反应平衡的限制,以及为使反应尽可能完全而有过剩组分。 原料中含有的杂质往往不是反应需要的,在原料的预处理中并未除净,因而在反应中将会带入产物中,或者杂质参与反应而生成无用且有害的

13、物质。 产物的集聚状态要求,也增加了后处理过程。某些反应过程是多相的,而最终产物是固态的。,(4) 产品的后处理; (5) 未反应原料的循环或利用以及副产物的处理; (6) 确定“三废”排出物的处理措施 ; (7) 确定公用工程的配套措施 ; (8) 确定操作条件和控制方案 (9) 制定切实可靠的安全生产措施 (10) 保温、防腐的设计,第三节 工艺流程图(第28页)一、工艺流程图概述 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,即是工艺流程图。1全厂总工艺流程图或物料平衡图 2物料流程图 3工艺管道及仪表流程图二、工艺流程草图 工艺流程草

14、图亦称方案流程图、流程示意图、流程简图,是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。它是设计开始时供工艺方案讨论常用的流程图,亦是工艺流程图设计的依据。 生产工艺流程草图一般由物料流程、图例和设备一览表等三个部分组成,1物料流程: (1) 设备示意图; (2) 流程管线及流向箭头; (3) 文字注解2图例3设备一览表,三、工艺管道及仪表流程图,又称施工流程图或带控制点的工艺流程图,(一)比例与图幅,(二)设备的表示方法(第35页)1.设备的画法 (1)图形; (2)相对位置; (3)相同系统(或设备)的处理,2.设备的标注(1)标注的内容; (2)标注的方式,2.设备的标注(1)标注的内容; (2

15、)标注的方式,说明:,(三)管道的表示方法(第40页) 一般应画出所有工艺物料和辅助物(如蒸汽、冷却水、冷冻盐水等)的管道 1.管道的画法 2.管道的标注 一般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,(四)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。,(五)仪表控制点的表示方法,(1)图形符号(2)字母代号,(3)仪表位号,第四节 典型设备的自控流程(第48页),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。一、泵1离心泵,流量调节一般是采用出口节流的方法,也可使用旁路调节法,旁路调节耗费

16、能量,但调节阀的尺寸比直接节流的小是它的优点。,在离心泵设有分支路时,即一台泵要分送几支并联管路时,可采用分支调节方案。,2容积式泵(往复泵、齿轮泵、螺杆泵和旋涡泵等) 当流量减小时容积式泵的压力急剧上升,因此不能在容积式泵的出口管道上直接安装节流装置来调节流量,通常采用旁路调节或改变转速、改变冲程大小来调节流程。,3真空泵 真空泵可采用吸入支路调节和吸入管阻力调节的方案。,二、换热器的温度控制方案,(1)调节换热介质流量; (2)调节传热面积; (3)分流调节,三、反应釜,1进出料管道2. 轴封系统3温度控制,四、蒸馏塔(一)蒸馏塔的基本控制方案基本形式通常只有两种。(1)按精馏段指标控制

17、(2)按提馏段指标控制,(二)塔顶的流程与调节方案 塔顶方案的基本要求是:把出塔蒸气的绝大部分冷凝下来,把不凝性气体排走;调节LR和D的流量和保持塔内压力稳定。,(三)塔底的流程与调节方案,第一节 物料衡算的基本方法(63页),物料衡算式物料衡算是研究某一个体系内进、出物料量及组成的变化。,第三章物料衡算和能量衡算(第63页),32 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。3、物料衡算的步骤 (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

18、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,如图,表示无化学反应的连续过程物料流程。图中方框表示一个体系,虚线表示体系边界。共有三个流股,进料F及出料P和W。有两个组分。每个流股的流量及组成如图所示。图中x为质量分数。,可列出物料衡算式:总物料衡算式 F = P + W每种组分衡算式 Fxf1 = Pxp1 + Wxw1 Fxf2 = Pxp2 + Wxw2,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。,

19、第四节 能量衡算(74页),41 能量衡算的基本概念一、能量的形式要分清不同的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。二、几个与能量衡算有关的重要物理量1、热量(Q)2、功(W)3、焓(H) HUPV对于纯物质,焓可表示成温度和压力的函数:H=H(T,P)对H全微分: 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QmCT

20、42 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Ek0,EP0,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 H2 Q = 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

21、个,因此可改写为:Q =H1 H2 或 Q = U1 U2 热量衡算的基本方法及步骤 有两种情况: 一是在设计时,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。 二是在原有的装置上,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。,43 无化学反应过程的能量衡算 1、无相变的变温变压过程,2、相变过程的能量衡算 汽化和冷凝、熔化和凝固、升华

22、和凝华等相变过程往往伴有显著的内能和焓的变化,常成为过程热量的主体,不容忽视。 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。例如100oC、latm时液体水转变成水汽的焓变H等于40.6kJ/mol,称为在该温度和压力下水的汽化潜热。三种相变的相变热定义如下: 汽化潜热(Hv)当T和P不变,单位数量的液休汽化所需的热量。 熔化潜热(Hm)翩当T和P不变,单位数量的固体熔化所需的热量。 升华潜热(Ht)当T和P不变,单位数量的固体气化所需的热量。,44 化学反应过程的能量衡算 主要讨论反应热的计算方法1、反应热及其表示 恒压反应热 QpHr 恒容反应热 QvUr(T

23、)2、反应热的计算 反应热可以用实验方法测定,也可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HroHro生成热i(Hfo)i反应热i(Hfo)i (2)由标准燃烧热Hco计算标准反应热HroHro反应物i(Hco)i产物i(Hco)i,3、化学反应过程的能量衡算 反应体系能量衡算的方法按计算烩时的基准区分,主要有两种,下面讨论这两种基准以及对应每种基准计算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

24、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)。 如果反应复杂,可用第二种基准。(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 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25oC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。,第四章设备的工艺设计及化工设备图,第五章 车间布置设计,基本要求:( 1 )掌握车间布置设计的内容和程序( 2 )了解土建基础知识( 3 )熟悉典型设备的布置方案( 4 )掌握车间布置图的绘制和阅读,一、化工车间的组成,二

25、、车间布置设计的依据,三、车间布置设计的内容及程序,四、装置(车间)平面布置方案,第一节 车间布置设计概述,一、化工车间的组成,1、生产设施:生产工段、原料和产品仓库、控制室、露天堆场或贮罐区等。2、生产辅助设施:除尘通风室、变电配电室、机修仪修室、化验室和贮藏室等。3、生活行政福利设施:车间办公室、工人休息、更衣室、浴室、厕所等。4、其它特殊用室:如劳动保护室、保健室等。,二、车间布置设计的依据,(一)应遵守的设计规范和规定(二)基础资料,(一)应遵守的设计规范和规定,建筑设计防火规范(GBJ 16-87)石油化工企业设计防火规定(GB50160-99)化工企业安全卫生设计标准(HG2057

26、1-95) 工业企业厂房噪声标准(GB2348-90) 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定(GB50058-92)中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)(1987)等。,(二)基础资料,对初步设计需要带控制点工艺流程图,对施工图设计需要管道仪表流程图;物料衡算数据及物料性质(包括原料、中间体、副产品、成品的数量及性质,三废的数据及处理方法;设备一览表(包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况);公用系统耗用量,供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料;,(二)基础资料,车间定员表(除技术人员、管理人员、车间化验人员、岗位操作人员外,还包括最大班人数和男女比例的资料);厂区总平面布

27、置图(包括本车间同其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系,厂内人流物流的情况与数量)。,三、车间布置设计的内容及程序,(一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序(二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序,(一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序,任务:1 确定生产、辅助生产及行政生活等区域的布局;2 确定车间场地及建(构)筑物的平面尺寸和立面尺寸;3 确定工艺设备的平面布置图和立面布置图;4 确定人流及物流通道;安排管道及电气仪表管线等;5 编制初步设计布置设计说明。主要成果:初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图。,(二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序,根据初步设计的审查意

28、见,对初步设计进行修改、完善和深化。任务:1 确定设备管口、操作台、支架及仪表等的空间位置;2 确定设备的安装方案;3 确定与设备安装有关的建筑和结构尺寸;4 确定管道及电气仪表管线的走向等。主要成果:施工图阶段的车间平面布置图和立面布置图。,厂房的平面布置形式:长方形或直线形 形 形 形组合型,当厂房较长或受工艺、地形等条件所限,应充分考虑采光、通风、交通通道、进出口等问题。,最常用。结构简单、施工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点,适用于中小型车间。,四、装置(车间)平面布置方案,(一)直通管廊长条布置,图5-1 直通管廊长条布置方案,(二)组合型布置,聚 丙 烯 装 置 平 面

29、布 置 示 意 图,图5-2,露天布置优点:建筑投资少、用地少省,利于安装和检修, 通风、防火、防燥等。化工厂的设备布置优 先考虑露天布置。缺点:操作条件差,自控要求高,受大气影响等。室内布置优点:气候影响小,劳动条件好,适应于小型化工 装置、间歇操作、操作频繁、在气温较低的 地区或有特殊要求的设备。缺点:建筑造价较高。,(三)室内布置和露天布置,一般情况可采用室内与露天联合布置。,露天或半露天布置: 如大型贮罐、精馏塔、吸收塔、凉水塔、喷淋式冷却器等设备。非露天布置: 如往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备以及结晶器、釜式反应器等易受气温影响的设备。,(三)室内布置和露天布置,(一)建筑物模

30、数建筑物的跨度、柱距和层高等均应符合建筑物模数的要求:1、跨度:6.0,7.5,9.0,10.5,12.0,15.0,18.0(m)。2、柱距:4.0,6.0,9.0,12.0(m)。钢筋混凝土结构厂房柱距多用6m。3、开间:3.0,3.3,3.6,4.0(m)。4、进深:4.2,4.8,5.4,6.0,6.6,7.2(m)。5、层高:2.40.3的倍数(m)。6、走廊宽度:单面1.2,1.5(m);双面2.4,3.0(m)。7、吊车轨顶:600mm的倍数(200mm )。8、吊车跨度:电动梁式和桥式吊车的跨度为1.5m;手动吊车的跨度为1m。,五、建 筑 物,(二)敞开构筑物的结构尺寸 1、

31、框架设备框架:可与管廊结合一起布置,也可独立布置。也可根据各类设备的要求设置独立的框架,如塔框架、反应器框架、冷换设备和容器框架等。框架的结构尺寸:取决于设备的要求,在管廊附近的框架,其柱距一般应与管廊柱距对齐,柱距常为6m。框架跨度:随架空设备要求而不同。框架高度:应满足设备安装检修、工艺操作及管道敷设的要求,框架的层高应按最大设备的要求而定。框架布置:尽可能将尺寸相近设备安排在同一层框架上以节省建筑费用。,五、建 筑 物,2、平台主要结构尺寸应满足下列要求:(1)平台宽度一般0.8m,平台上净空2.2m;(2)相邻塔器的平台标高应尽量一样,并尽可能布置成联合平台;(3)为人孔、手孔设置的平

32、台,与人孔底部的距离宜为0.61.2m,1.5m;(4)为设备加料口设置的平台,距加料口顶1.0m;(5)直接装设在设备上的平台,不应妨碍设备的检修,否则应做成可拆卸式的平台;(6)平台的防护栏杆高度为1.0m,标高20以上的平台的防护栏杆高度应为1.2m。,五、建 筑 物,3、梯子的主要尺寸(1)斜梯的角度一般为45,由于条件限制也可采用55,每段斜梯的高度5m,超过5m时应设梯间平台,分段设梯子。(2)斜梯的宽度0.7m,也1.0m。(3)直梯的宽度宜为0.40.6m。(4)设备上的直梯宜从侧面通向平台,每段直梯的高度8m,超过8m时必须设梯间平台,分段设梯子,超过2m的直梯应设安全护笼。

33、(5)甲、乙、丙类防火的塔区联合平台及其他工艺设备和大型容器或容器组的平台,均应设置不少于两个通往地面的梯子作为安全出口,各安全出口的距离25m。但平台长度不大于8m的甲类防火平台和 15m的乙、丙类平台,可只设一个梯子。,五、建 筑 物,一、车间设备布置设计的内容 二、车间设备布置的要求,第二节 车间设备布置设计,确定各个设备在车间平面与立面上的位置;确定场地与建、构筑物的尺寸;确定管道、电气仪表管线、采暖通风管道的走向和位置。主要包括:1、确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置。2、确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置。3、确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置

34、与尺寸。4、在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸。5、其它。设备布置的最终成果:设备布置图。,一、车间设备布置设计的内容,(一)满足生产工艺要求(二)满足安装和检修要求 (三)满足土建要求(四)满足安全、卫生和环保要求,二、车间设备布置的要求,1、设备排列顺序2、设备排列方法3、操作间距4、安全距离,(一)满足生产工艺要求,1按照工艺流程的顺序进行布置;2保证水平方向和垂直方向的连续性;3避免物料的交叉往返;4充分利用厂房的垂直空间布置设备。计量罐、高位槽、回流冷凝器等设备:较高层反应设备:较低层过滤设备、贮罐等设备:最底层。多层厂房内的设备:既保证垂直方向的连续性,又要减少操作人员在不同

35、楼层间的往返次数。,1、设备排列顺序,设备排列方法 根据厂房宽度和设备尺寸确定。宽度不超过9m的车间:一边为设备 另一边作为操作位置和通道,设备在厂房内的排列方法,2、设备排列方法,中等宽度(1215m)的车间:布置两排设备。集中布置在厂房中间,两边留出操作位置和通道。分别布置在厂房两边,中间留出操作位置和通道。,设备在厂房内的排列方法,2、设备排列方法,宽度超过18m的车间: 厂房中间留出3m左右的通道 两边分别布置两排设备 (每排设备各留出1.52m的操作位置),2、设备排列方法,操作间距 考虑相应的操作位置和运输通道。考虑堆放一定数量的原料、半成品、成品和包装材料所需的面积和空间。,3、

36、操作间距,3、操作间距,安全距离 设备与设备之间 设备与建筑物之间安全距离的大小: 设备的种类和大小 设备上连接管线的多少、管径的大小 检修的频繁程度,4、安全距离,表5-1 设备之间或设备与建、构筑物之间的净距,表5-1 设备之间或设备与建、构筑物之间的净距,表5-1 设备之间或设备与建、构筑物之间的净距,表5-2 道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离,表5-2 道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离,凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。厂房较短:吊装孔可设在厂房的一端;厂房较长(36m):吊装孔设在厂房的中央。,吊装孔及设备运输通道,(二)满足安装和检修

37、要求,多层楼面的吊装孔: 在每一楼层相同的平面位置设置,并在底层吊装孔附近设一大门,以便需吊装的设备顺利进出。,(二)满足安装和检修要求,釜式反应器、塔器、蒸发器等: 直接悬挂在楼面或操作台上 相应位置预留设备孔设备孔 正方形 圆形,吊装孔及 设备运输通道,(二)满足安装和检修要求,(1)考虑设备按装、检修所需的空间和面积。(2)要考虑设备能顺利进出车间。(3)对楼上设备要考虑设置吊装孔。(4)考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需的起重运输设备。,(二)满足安装和检修要求,设备的起吊高度,(二)满足安装和检修要求,(三)满足土建要求,(1)笨重设备和会产生很大振动的设备应设置在底层。(2)布置设

38、备应避开建筑物的柱子和主梁。(3)设备不应布置在建筑物的沉降缝和伸缩缝。(4)设备不应布置在楼梯、大门和窗前。,采光 形状各异的屋顶结构,厂房的屋顶结构,(四)满足安全、卫生和环保要求,使操作人员位于设备和窗之间,背光操作。 特别高大的设备要避免靠窗布置,背光操作示意图,(四)满足安全、卫生和环保要求,通风,有中央通风孔的厂房,(四)满足安全、卫生和环保要求,防火防爆环境保护,(四)满足安全、卫生和环保要求,一、反应器的布置二、塔和立式容器的布置三、换热器的布置四、卧式容器的布置五、泵的布置六、压缩机的布置,第三节 典型设备的布置方案,塔式反应器:按塔来布置;固定床催化反应器:与容器差不多;火

39、焰加热的反应器:近似于工业炉;搅拌釜式反应器:加大搅拌与传热夹套的立式容器,反应器,可按类似设备布置,一、反应器的布置,大型的搅拌釜式反应器:大多数露天布置,用支脚直接支承在地面上。 反应器的搅拌与密封系统需要经常维修,要考虑它们的拆卸与吊装。,反应器,一、反应器的布置,大型搅拌釜的三种安装方式,中小型的间歇反应器或操作频繁的反应器布置在室内用罐耳悬挂在楼板的设备孔中呈双排布置,一、反应器的布置,釜式反应器,(a) 立面布置图,一、反应器的布置,(b) 平面布置图 釜式反应器布置示意图,一、反应器的布置,立式贮罐平台示意图,(a) 联合平台 (b) 独立平台,二、塔和立式容器的布置,二、塔和立

40、式容器的布置,塔设备,(1) 大型塔设备: 室外布置,用裙座直接安装于基础上。 小型塔设备: 室内布置,支承于楼板或操作台上; 室外布置,用框架支承。 (2) 多个塔设备:按工艺流程的顺序成排布置, 尽可能按塔筒中心线取齐。 (3) 塔附属设备的框架和接管:一侧 塔:另一侧,二、塔和立式容器的布置,塔设备的布置形式,(1)独立布置 (2)成列布置 (3)成组布置 (4)沿建筑物或框架布置,二、塔和立式容器的布置,(1)独立布置,塔身设操作平台:供进出人孔、操作、维修仪表及阀门之用。塔或塔群:在设备区外侧操作侧面对道路,配管侧面对管廊,便于施工安装、维修与配管塔顶部设有吊杆,用以吊装塔盘等到零件

41、。填料塔常在装料人孔的上空设吊梁,供吊装填料。,单塔或特别高大的塔,二、塔和立式容器的布置,(2)成列布置,将几个塔的中心排成一条直线将高度相近的塔相邻布置联合平台优点:方便操作 省投资,二、塔和立式容器的布置,(3)成组布置 数量不多、结构与大小相似的塔,优点:1增加了塔群的刚度2塔的壁厚就可以降低塔高不同:第一层操作平台取齐其他各层另行考虑,二、塔和立式容器的布置,(4)沿建筑物或框架布置,高位换热器的和容器的建筑物或框架旁。容器或换热器的平台:作塔的人孔,仪表和阀门的操作与维修的通道。将细而高的或负压塔的侧面固定在建筑或框架的适当高度:增加刚度 减少壁厚,二、塔和立式容器的布置,(5)室

42、内或框架内布置,较小的塔平台和管道都支承在建筑物上,冷凝器可装在屋顶上或吊在屋顶梁下,利用位差重力回流。,二、塔和立式容器的布置,三、换热器的布置,(1)布置原则:顺应流程和缩短管道长度,其位置取决于与之密切联系的设备的位置。 如塔的换热器近塔布置,再沸器及冷凝器则与塔以大口径的管道连接,应取近塔布置,通常将它们分别布置在塔的两侧。,(2)布置空间受限制时 如原来设计的换热器显得太长,可以换成一个短粗的换热器以适应布置空间的要求。传热:细而长的换热器较有利。卧式换热器:换成立式的以节约面积;立式换热器:换成卧式的以降低高度。,三、换热器的布置,(3)采用成组布置水平的换热器(串联的、非串联的相

43、同的或大小不同的换器):重叠布置优点:节约面积可合用上下水管,三、换热器的布置,容器(罐、槽),中间贮存容器(中间罐):按流程顺序布置在有关设备附近或在厂房邻近原料及成品贮罐:集中在贮罐区仅讨论中间贮罐。长度与直径相同的容器:成组布置和设置共用平台、通道与支承。,四、卧式容器的布置,减少承重横粱跨度减小钢架的尺寸,吊在框架或楼板上,钢筋混凝土支柱,合并支在一跨上,组合支架,容器(罐、槽),贮罐(槽),贮罐的立面布置示意图,四、卧式容器的布置,卧式贮罐平台示意图,(a) 联合平台 (b) 联合平台 (c)独立平台,四、卧式容器的布置,五、泵的布置,集中成一直线,单排或双排基础高于地面150mm,四周考虑排液沟和冲洗排水沟重量较大的泵和电机应设检修的起吊设备,一般置于室内,五、泵的布置,应尽量靠近供料设备以保证良好的吸入条件。集中布置在室外、建筑底层或泵房小功率的泵(7kw以下):布置在楼面或框架上。室外布置的泵: 在路旁或管廊下面排成一行或二行,电机对齐排在中心通道的两侧,吸入与排出端对着工艺罐。,

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