1、化工设计 第二章 化工厂设计概述,龚俊波,2.2 我国化工厂设计的一般程序,第二节 我国化工厂设计的一般程序,教学内容：了解从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主要内容。了解国外通用设计程序内容。 重点和难点：重点掌握扩大初步设计的内容和工作程序。,相对于项目建议书，可行性研究报告在以下方面需要加强： 重新收集信息资料，尤其是要求重新做市场预测分析； 做初步的工艺计算，对项目的投资、产品成本、经济效益尽可能详细估算； 加强不确定性、风险性分析； 得出明确的结论与建议,2.2.2 项目的可行性研究,来源：项目可行性
2、报告经过论证会（评审会）通过后，上级主管部门将下达“关于项目可行性研究报告的批复”和“关于项目的设计计划任务书”。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。,定义：由上级主管部门对拟建项目的地点、规模、投资、建设期、劳动定员等问题，下达的“规定性”文件。它和可行性研究报告一起，共同作为项目的设计依据。,2.2.3 项目的设计任务书,2.2.3 项目的设计任务书,设计任务书的内容主要包括以下几点: 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资源、地质、原材料、燃料动力供水、运输等协作条件。4资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。5
3、建设地区或地点，占地面积的估算。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劳动定员控制数。10经济效益、资金来源、投资回收年限。,2.2.4 化工项目基建的工程设计,一、初步设计（总体设计）： 是设计深度最浅的设计阶段，一般要求确定项目的“五总”：总投资；总平面；总流程；总进度；总定员。 1、PID图（Piping & Instrument Diagram；区别于PFD）； 2、物料及热量核算计算； 3、对土建、公用工程提出要求； 4、对工厂布置（总图）和车间布置提出要求、建议； 5、工程预算； 6、初步设计说明书。,*工艺包设计：工艺包是一个专用的技术名词，特指某个化工产品
4、生产技术方面的全部技术文件的总和；是一个化工厂工艺的核心技术文件，来源国内高等院校、研究院所或国外专利商。,工艺包的范围； 工艺的详细说明（原料、公用工程、产品规格，操作条件及流程说明，控制方案，物料性质等）； 物料及能量核算； PID图； 设备一览表（设备规格、材质、数量等）； 布置建议； 化验、检修要领等。,2.2.4 化工项目基建的工程设计,从工艺包的内容来看，它基本达到了工艺初步设计的深度。我国设计院基本都是从接手工艺包开始，直接做项目过程的扩初设计和施工图设计。,二、扩初设计：在初步设计的基础上，针对工程的关键技术（主要指关键设备、关键工艺）工段，补充以下文件： 1、关键设备设计图纸
5、； 2、关键设备的布置图； 3、关键工艺工段操作说明； 4、扩初设计说明书。,注意：对于有设备创新、工艺技术创新的化工工程，扩初设计阶段是十分必要的。,但总体而言，扩初设计只是从初步设计到施工图设计的一个过渡阶段，它还不能指导施工建设。,2.2.4 化工项目基建的工程设计,2.2.4 化工项目基建的工程设计,三、施工图设计：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。,2.2.4 化工项目基建的工程设计,1、PID最终版； 2、UID图； 3、所有设备的施工图； 4、平立面布置图； 5、配管图（配管设计图）；
6、 6、施工材料明细表； 7、工程预算书； 8、施工图设计说明书等等。,2.2.4 化工项目基建的工程设计,施工图设计的主要工作内容是在扩大初步设计的基础上，根据行业标准化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG/T 20519-2009，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。 工艺专业施工图设计 非工艺专业施工图设计,1、土建施工图 2、供水、供电、给排水； 3、各部分施工说明； 4、安装材料表； 5、自控仪表线路安装； 6、综合材料汇总表； 7、施工图预算表； 8、全厂设备一览表等等。,三、施工图设计,2.2.4 化工项目基建的工程设计,施工图设计一般
7、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。 各专业联系十分密切，内容多设计条件往返多，故一定要做好各专业间的协同配合。,设计代表工作工程设计阶段有大量各专业人才参加，到设计文件编制完毕，工作转入了基本建设和试车阶段的时侯，就只需少量各专业设计代表参加。各专业设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装（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设计交底2参与现场建设指挥和及时修正设计3参加装置的试运转4竣工、验收和总结,2.2.5 化工项目设计代表工作,化工项目（工程）试生产的顺序
8、（步骤）：,1、清理现场,2、清洗设备及管道,（水洗、气冲，并注意清洗顺序）,3、设备的单体试车,（以水代料）,4、整个工程以水代料联动试车,5、投入物料进行试试车,注意：期间穿插人员的安全、健康、工艺操作培训。,此外，试生产一般处于非正常工况。,2.2.6 化工项目（工程）的试生产,2.3 化工工艺设计的内容与步骤,第三节 化工车间(装置)工艺设计的内容与步骤,教学内容：了解车间(装置)工艺设计的内容和工作程序。 重点和难点：重点掌握车间(装置)工艺设计的工作程序和设计准备工作及方案设计的内容。,化工厂设计除化工工艺设计外，还包括工厂总图设计、厂房土建设计、公用工程设计、外管设计等，但化工工
9、艺设计是整个化工厂设计的核心。,化工工艺设计贯穿初步设计、扩初设计、施工图设计每个阶段。根据设计的不同阶段，化工工艺设计的深度也相应变化。,一个化工流程的特性（特点、特征、性能）决定于它内部的一些特性参数，在PID图中，关于管路的信息、控制回路的信息十分丰富：,化工流程的特性参数,流程的单元结构参数,单元的种类、数量,单元之间位置关系,流股走向,关键单元设备的特性参数,关键工艺工段的操作参数,2.3 化工工艺设计的内容与步骤,2.3 化工工艺设计的内容与步骤,第三节 化工车间(装置)工艺设计的内容与步骤,2.3.1 设计准备工作 2.3.2 方案设计 2.3.3 化工计算 2.3.4 车间布置
10、设计 2.3.5 配管工程设计 2.3.6 提供设计条件 2.3.7 编制概算书及编制设计文件 2.3.8 计算机辅助工艺设计 2.3.9 化工工艺设计步骤（工作程序）,2.3.1 设计准备工作,一、设计准备工作 熟悉设计任务书，熟记任务书中要求； 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。 查阅文献资料 按要求查阅工艺路线、工艺流程和重点设备有关的文献料，摘录笔记，加工整理。 收集第一手资料，深入现场调查研究。,2.3.1 设计准备工作,基础资料（化工基础数据及其估算方法等）； 生产方法和工艺流程资料（主要单元操作技术要点等）； 设备设计资料（行业各类标准设备图集等）； 设备设置
11、和厂房结构资料； 管路设计资料（产品样本等）； 与工艺配套项目设计资料：公用工程、三废、安全劳保和防火等； 规范性资料、技术经济评价方面的参考资料等。,设计资料的获取,化工设计的参考资料主要来源于以下四个方面；各类化工方面的中外文杂志、期刊、专利、文摘等； 各类中外文化工百科全书（这类百科全书一般包括许多文献资料，而且一般间隔一段时间会再版更新）； 各类化工设计规范、手册（以国内的规范及手册为主）； 世界著名研究机构编写的一些以产品目录为索引的化工技术及经济方面的报告。如美国斯坦福研究所（SRI International）编写的以活页形式装订的化工技术经济报告。在初步设计时极具参考价值。,2.3.1 设计准备工作,2.3.1 设计准备工作,化学反应过程（无机/有机，反应工程等）； 过程计算（基础/物理化学、化工热力学等）； 过程设计（化工原理、技术经济学、分离工程、仪表与过程控制等）； 设备设计（设备设计、化工制图、工程力学与材料力学等）； 管路设计（流体力学、材料力学等）； 厂区总图布置、车间设备布置等； 计算机技术：AutoCAD、Aspen Plus、Pro II、3DPlant等。,化工设计所需知识储备,第二节 思 考 题,简述设计任务书的内容与目的。 工程设计分哪几个阶段，各阶段的工作内容是什么？,第二章 化工厂设计概述,请同学们提前完成作业，在习题课上进行讨论！,
