化工廠設計概述

1、化工設計化工設計化工設計化工設計一、課程的性質(zhì)、目標與基本要求一、課程的性質(zhì)、目標與基本要求 本課程為化學工程與工藝專業(yè)的專業(yè)必修課。 本課程以化工生產(chǎn)車間(裝置)的工藝設計為重點，講述與國際化工設計相接軌、目前國內(nèi)通用的化工設計的原則、方法、設計程序與技巧，和各種化工工藝圖與化工設備圖的繪制與閱讀方法，以及計算機在化工設計計算與繪圖中的應用。通過本課程的學習，使學生對化工生產(chǎn)車間(裝置)設計的內(nèi)容和步驟有較全面的了解，并具有初步的化工裝置設計能力。 通過本課程的學習，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析和解決實際工程問題的能力，增強學生的工程概念和技術(shù)經(jīng)濟意識，熟悉化工設計的常用規(guī)范，使學生具備化學

2、工程師的基本素質(zhì)。化工設計化工設計化工設計化工設計一、課程的性質(zhì)、目標與基本要求一、課程的性質(zhì)、目標與基本要求本課程的基本要求為：1、掌握化工設計的基本程序、基本規(guī)律、基本方法、主要規(guī)范和基本思維方式；2、給學生以扎實的化工設計基礎訓練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；3、掌握工藝方案選擇和工藝流程設計、以及車間設備布置和管道布置的原則、方法和步驟；4、掌握物料衡算、熱量衡算及設備的選型與工藝計算的原理和方法，并能運用計算機進行工藝計算；5、掌握工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖及化工設備圖的表達內(nèi)容、繪制方法和閱讀方法，并能運用計算機繪制工藝流程圖、設備布置圖和化工設備圖；6、了解非工藝專業(yè)的設計及概算的內(nèi)

3、容，設計的技術(shù)經(jīng)濟評價方法，為非工藝專業(yè)提供設計條件?；ぴO計化工設計化工設計化工設計教材：教材：“化工設計化工設計”（第二版）（第二版） 陳聲宗陳聲宗 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社參考書目：參考書目：“化工過程設計化工過程設計” 王靜康王靜康 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社“化工設計化工設計” 婁愛娟等婁愛娟等 華東理工大學出版社華東理工大學出版社 黃璐黃璐 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 傅啟民傅啟民 中國科學技術(shù)大學出版社中國科學技術(shù)大學出版社教學安排教學安排化工設計化工設計授課方式：授課方式： 案例式教學案例式教學成績組成：成績組成： 平時成績：平時成績： 10%上機成績：上機成績： 30

4、%課堂報告：課堂報告： 20%設計報告：設計報告： 40%課堂紀律：課堂紀律：第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1.1化工設計的種類 1.2化工廠設計的工作程序 1.3化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 1.4設計文件1.5計算機在化工廠設計中的應用 本章重點難點：本章重點難點：化工設計的種類化工廠設計的工作程序 第一章第一章 化工廠設計的內(nèi)容與程序化工廠設計的內(nèi)容與程序第一節(jié)第一節(jié) 化工設計化工設計的的種類的的種類化工設計化工設計教學內(nèi)容：教學內(nèi)容：理解概念設計、中試設計、基礎設計與工程設計的概念與內(nèi)容。重點和難點：重點和難點：重點是理解概念設計、

5、基礎設計與工程設計的區(qū)別與聯(lián)系，特別要掌握國內(nèi)的基礎設計、初步設計、施工圖設計與國外的工藝設計、基礎工程設計及詳細工程設計的內(nèi)容與區(qū)別。第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.11.1化工設計的種類化工設計的種類 一、根據(jù)項目性質(zhì)分類一、根據(jù)項目性質(zhì)分類 1、新建項目設計 2、重復建設項目設計 3、已有裝置的改造設計1.1 化工設計的種類化工設計的種類第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.11.1化工設計的種類化工設計的種類 二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類 1.1 化工設計的種類化工設計的種類第一章第一章 化工廠設計概

6、述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.11.1化工設計的種類化工設計的種類 二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類二、根據(jù)化工過程開發(fā)程序分類 1、概念設計、概念設計 2、中試設計、中試設計 3、基礎設計、基礎設計 4、工程設計、工程設計 初步設計 擴大初步設計 施工圖設計 1.1 化工設計的種類化工設計的種類第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計1.1 化工設計的種類化工設計的種類國外各設計階段的主要設計內(nèi)容及成品 工藝設計 與國內(nèi)的基礎設計類似 (1)工藝流程圖(PFD)(2)工藝控制圖(PCD)(3)工藝說明書(4)物料平衡表(5)工藝設備表(6)工藝數(shù)據(jù)表(7)安全備忘錄(8

7、)概略布置圖(9)各專業(yè)設計條件 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述第二節(jié)第二節(jié) 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 教學內(nèi)容：教學內(nèi)容： 了解從項目建議書到投料試車的化工廠設了解從項目建議書到投料試車的化工廠設計工作的內(nèi)容和程序。理解項目建議書、計工作的內(nèi)容和程序。理解項目建議書、可行性研究、設什任務書、擴大初步設計可行性研究、設什任務書、擴大初步設計和施工圖設計的主要內(nèi)容。和施工圖設計的主要內(nèi)容。 重點和難點：重點和難點： 重點掌握擴大初步設計的內(nèi)容和工作程序。重點掌握擴大初步設計的內(nèi)容和工作程序。第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠

8、設計的工作程序化工廠設計的工作程序 化工廠設計的工作程序，見圖化工廠設計的工作程序，見圖1-2。 1.2 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 、項目建議書、項目建議書 項目建議書項目建議書是進行可行性研究和編制設計任務書的依據(jù)，根據(jù)原化工部化計發(fā)(1992)995號化工建設項目建議書內(nèi)容和深度的規(guī)定(修訂本)中的有關(guān)規(guī)定制訂。1.2 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠設計的工作程序化工廠設計的工

9、作程序 二、可行性研究二、可行性研究 可行性研究可行性研究是以擬建項目進行全面分析及多方面比較，對其是否應該建設及如何建設作出論證和評價，為上級機關(guān)投資決策和編制、審批設計任務書提供可靠的依據(jù)。 根據(jù)原化工部化計發(fā)(1997)426號化工建設項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定(修訂本) 和中石化1997咨字345號石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定中的有關(guān)規(guī)定制訂。 1.2 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 三、編制設計任務書三、編制設計任務書 可行性研究呈報給上級主管部門，

10、當被上級主管部門認可后，便可根據(jù)化工廠初步設計文件內(nèi)容深度規(guī)定編寫設計任務書，以作為設計項目的依據(jù)。 1.2 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 四、擴大初步設計四、擴大初步設計 1.2 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 五、施工圖設計五、施工圖設計 施工圖設計施工圖設計的任務是根據(jù)擴大初步設計審批意見，解決擴大初步設計階段待定的各項問題，并以它作為施工單位編

11、制施工組織設計、編制施工預算和進行施工的依據(jù)。1.2 化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.21.2化工廠設計的工作程序化工廠設計的工作程序 六、設計代表工作六、設計代表工作 設計代表是指各專業(yè)的設計人員。在擴大初步設計與施工圖設計階段，需要大量各專業(yè)的設計代表參加。到設計文件編制完畢，工作轉(zhuǎn)入了基本建設和試車階段的時候，就只需少量的各專業(yè)設計代表參加了。 各專業(yè)設計代表的任務就是參加基本建設的現(xiàn)場施工和安裝（必要時修正設計），建成化工裝置后要參加試車運轉(zhuǎn)工作，使裝置達到設計所規(guī)定的各項指標要求。 1.2 化工廠設計的工作程序化

12、工廠設計的工作程序化工設計化工設計 教學內(nèi)容：教學內(nèi)容： 了解車間(裝置)工藝設計的內(nèi)容和工作程序。 重點和難點：重點和難點： 重點掌握車間(裝置)工藝設計的工作程序和設計準備工作及方案設計的內(nèi)容。第三節(jié)第三節(jié) 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 化工廠通常由化工生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)裝置、公用工程及罐區(qū)、服務性工程、生活福利設施、三廢處理設施和廠外工程等構(gòu)成。 一、設計準備工作一、設計準備工作 （1）熟悉設計任務書 （2）了解化工設計以及工藝設

13、計包括哪些內(nèi)容，其方法步驟如何。 （3）查閱文獻資料 （4）收集第一手資料 。 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 二、方案設計二、方案設計 方案設計方案設計的任務是確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程，是整個工藝設計的基礎。要求運用所掌握的各種信息，根據(jù)有關(guān)的基本理論進行不同生產(chǎn)方法和生產(chǎn)流程的對比分析。 方案設計階段的工作可以培養(yǎng)設計人員分析、歸納總結(jié)和理論聯(lián)系實際的能力。 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 第

14、一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 三、化工計算三、化工計算 化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算、設備選型與計算三個內(nèi)容，其任務是在這三項計算的基礎上繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控制點工藝流程圖。因此，化工計算的結(jié)果關(guān)系到整體設計的成敗。1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 四、車間布置設計四、車間布置設計 車間布置設計應根據(jù)HG

15、20546-92化工裝置設備布置設計規(guī)定和SH3032-1992 石油化工企業(yè)總體布置設計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，滿足施工、操作和檢修的要求，其主要任務是確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的正確的具體位置，相應地確定廠房或框架的結(jié)構(gòu)型式。 車間布置對生產(chǎn)的正常進行和經(jīng)濟指標都有重要影響，同時為土建、電氣、自控、給排水、外管等專業(yè)開展設計提供重要依據(jù)。 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 五、配管工程設計五、配管工程設計 配管工程設

16、計配管工程設計是化工設計最重要的內(nèi)容之一，其任務是確定生產(chǎn)流程中全部管線、閥門及各種管架的位置、規(guī)格尺寸和材料，綜合權(quán)衡建設投資和操作費用。配管工程設計，應根據(jù)HG/T20549-1998化工裝置管道布置設計規(guī)定和SH3012-2000石油化工管道布置設計通則，注意節(jié)約管材，便于操作 、 檢 查 和 安 裝 檢 修 ， 而 且 做 到 整 齊 美 觀 。 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 六、提供設計條件六、提供設計條件 工藝專業(yè)

17、設計人員應根據(jù)該項目設計全局性的總體要求，向非工藝專業(yè)設計人員提供設計條件。 設計條件的內(nèi)容包括：設計條件的內(nèi)容包括：總圖、土建、外管、非定型設備、自控、電氣、電訊、電加熱、采暖通風、空調(diào)、給排水、工業(yè)爐等。1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.3 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 七、編制概算書及編制設計文件七、編制概算書及編制設計文件 工程概算書應根據(jù)中石化2000建字476號石油化工工程建設設計概算編制辦法（修訂版）進行編制，它是在初步設計階段編制的車間投資的初步估

18、算結(jié)果，可以作為上級主管部門決策和銀行對基本建設單位貸款的依據(jù)。 概算主要提供了車間建筑、設備及安裝工程費用。經(jīng)濟是否合理是衡量一項工程設計質(zhì)量的重要標志。 1.3 化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容化工車間工藝設計的程序及內(nèi)容 化工設計化工設計第四節(jié)第四節(jié) 設計文件設計文件 教學內(nèi)容：教學內(nèi)容： 了解初步設計文件和施工圖設計文件的主要內(nèi)容和要求。 重點和難點：重點和難點： 重點掌握初步設計文件中工藝設計部分的內(nèi)容。第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.4 1.4 設計文件設計文件 、初步設計文件、初步設計文件 初步設計的設計文件應包括以下兩部分內(nèi)容：設計說明書和說明書的附

19、圖、附表。 化工廠初步設計說明書內(nèi)容和編寫要求，依據(jù)化工廠初步設計文件內(nèi)容深度規(guī)定和設計的范圍（整個工廠，一個車間，或一套裝置）、規(guī)模的大小和主管部門的要求而不同，對煉油、化工廠的初步設計的內(nèi)容和編寫要求。 1.4 設計文件設計文件 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.4 1.4 設計文件設計文件 二、施工圖設計文件二、施工圖設計文件 設計施工圖是工藝設計的最終成品，應依據(jù)HG20519-92化工工藝設計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定，在初步設計的基礎上進行編制。它由文字說明、表格和圖紙三部分組成，編制每個獨立的裝置或主項施工圖的內(nèi)容深度及設計規(guī)定。 1.4 設計文件設計

20、文件 第一章第一章 化工廠設計概述化工廠設計概述化工設計化工設計 1.5 1.5 計算機在化工廠設計中的應用計算機在化工廠設計中的應用 在化工廠設計中，設計的速度和質(zhì)量，對整個設計過程的進度和以后的施工質(zhì)量將有很大的影響。隨著計算機及其應用技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機繪圖技術(shù)發(fā)展很快，也出現(xiàn)了很多流程計算軟件，例如AutoCAD 2006，SolidWorks 2006，Pro Engineer 2001， CAMX，ASPEN PLUS等，PVCAD V3.0。同時還出現(xiàn)了三維工廠設計及三維配管工程設計軟件，例如PlantSpace，PEDS，PDMS，PROCAD.3DSMART V2005.2

21、，Plant Professional 2006，AutoPipe R2004，AutoPD等。 1.5 計算機在化工廠設計中的應用計算機在化工廠設計中的應用化工設計化工設計化工流程模擬軟件化工流程模擬軟件 Aspen Pro II Chemcad化工設計化工設計化工化工流程流程模擬軟件的對比模擬軟件的對比 一般認為，一般認為，PROII在煉油工業(yè)應用更為準確在煉油工業(yè)應用更為準確些，因其數(shù)據(jù)庫中有不少經(jīng)驗數(shù)據(jù)；而些，因其數(shù)據(jù)庫中有不少經(jīng)驗數(shù)據(jù)；而ASPEN在化工領域表現(xiàn)更好。在化工領域表現(xiàn)更好。 有人比喻：有人比喻：PROII是經(jīng)驗派，是經(jīng)驗派，ASPEN是學是學院派。院派?；ぴO計化工設計

22、化工化工流程流程模擬軟件的對比模擬軟件的對比 ASPEN是智能型的，用于化工領域流程模是智能型的，用于化工領域流程模擬比較大或長的流程，而且數(shù)據(jù)庫比較全，擬比較大或長的流程，而且數(shù)據(jù)庫比較全，開放式的。開放式的。 PROII可以用于設備核算，流程短，或精可以用于設備核算，流程短，或精餾核算。餾核算。 Chemcad相對較差，網(wǎng)上到處都可以下載。相對較差，網(wǎng)上到處都可以下載。僅用于學校使用。僅用于學校使用。 化工設計化工設計化工化工流程流程模擬軟件的對比模擬軟件的對比 ASPEN plus的計算是最精確的，數(shù)據(jù)庫的的計算是最精確的，數(shù)據(jù)庫的建設也是最完善的。不過由于它考慮的方建設也是最完善的。不過由于它考慮的方面非常全面，所以學起來比較費勁。面非常全面，所以學起來比較費勁。 Chemcad的界面操作讓人感覺非常簡單，的界面操作讓人感覺非常簡單，使用起來比較順手。但是數(shù)據(jù)庫不是太大，使用起來比較順手。但是數(shù)據(jù)庫不是太大，5.0版本，就只有版本，就只有2000中常用物質(zhì)的物性數(shù)中常用物質(zhì)的物性數(shù)據(jù)。據(jù)。 PROII在這兩方面都在中間。在這兩方面都在中間?；ぴO計化工設計學習化工流程模擬軟件必備知識