第1章設計內(nèi)容與程序

第一章化工設計的內(nèi)容與程序第一節(jié)化工設計的種類化工設計分類：根據(jù)項目性質(zhì)和設計性質(zhì)一、根據(jù)項目性質(zhì)分類項目性質(zhì)裝置改造設計新建項目設計重建項目設計老裝置的改造新產(chǎn)品設計采用新技術的設計新技術開發(fā)過程設計設計性質(zhì)工程設計

初步設計

擴大初步設計施工圖設計

概念設計

中試設計

基礎設計

二、根據(jù)設計性質(zhì)分類第二節(jié)化工設計的工作程序我國現(xiàn)行基本建設程序前期準備工作項目建議書初步可行性研究詳細可行性研究初步?jīng)Q策工程評估最終決策計劃任務書初步設計施工圖設計投資3000萬元以上的項目一、項目建議書1.項目建設目的和意義：項目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟意義；2.產(chǎn)品需求初步預測：立足國內(nèi)、放眼世界；3.產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模：產(chǎn)品種類、建設規(guī)模、長遠規(guī)劃；4.工藝技術方案（原料路線、生產(chǎn)方法和技術來源）；5.資源、主要原材料、燃料和動力的供應；6.建廠條件和廠址初步方案：水文、地質(zhì)、氣象；7.節(jié)能降耗與環(huán)境保護；8.工廠組織和勞動定員估算：科學、合理、低成本；9.項目實施規(guī)劃設想；10.投資估算和資金籌措設想；11.經(jīng)濟效益和社會效益的初步估算。經(jīng)批準的項目建議書是正式開展可行性研究、編制計劃任務書的依據(jù)。二、可行性研究1.總論：項目名稱、可行性研究單位、技術負責人、可行性研究依據(jù)、主要內(nèi)容和論據(jù)。2.需求預測；3.產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)規(guī)模；4.工藝技術方案：技術方案的選擇、物料平衡和消耗定額、主要設備的選擇、工藝和設備擬采用標準化情況。5.原材料、燃料及水電汽的來源與供應；6.建廠條件和廠址選擇方案；總圖運輸、給排水、供電供熱、儲運設施、維修設施、生活福利設施等。7.公用工程和輔助設施方案；8.項目節(jié)能、節(jié)水方面的技術措施等；9.環(huán)境保護及安全衛(wèi)生；10.工廠組織、勞動定員和人員培訓；11.項目實施規(guī)劃；12.投資估算和資金籌措；13.經(jīng)濟效益評價及社會效益評價；14.結(jié)論：綜合評價和研究報告的結(jié)論等內(nèi)容。1.項目建設的目的和依據(jù)。2.生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法或工藝原則。3.礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動力、供水、運輸?shù)葏f(xié)作條件。4.資源綜合利用、環(huán)境保護、”三廢”治理的要求。5.廠址與占地面積和城市規(guī)劃的關系。6.防空、防震等的要求。7.建設工期與進度計劃。8.投資控制數(shù)(包括投資實施進度）。9.勞動定員及組織管理制度。10.經(jīng)濟效益、資金來源、投資回收年限。三、設計任務書四、設計階段的劃分1.初步設計階段

根據(jù)已批準的設計任務書或可行性研究報告評審意見，對設計對象進行全面研究，探求在技術上可行、經(jīng)濟上合理的最符合要求的設計方案。設計中的主要技術問題要求明確化、具體化。2.施工圖設計階段

是根據(jù)已批準的初步設計進行的，它是進行施工的依據(jù)，為施工服務。此設計階段的成品是詳細的施工圖紙、重要的文字說明和工程預算書。

按工程的重要性、技術的復雜性并根據(jù)任務書的規(guī)定，可將設計階段分為兩階段或一階段設計。一般分為初步設計和施工圖設計兩個階段。對于重要的大型企業(yè)以及使用比較新和比較復雜的技術時，為了確保設計質(zhì)量，還可采用初步設計、擴大初步設計和施工圖設計三個階段。對于技術比較簡單、規(guī)模較小的工廠和個別車間的設計，可直接進行施工圖設計（即一個設計階段）。

工藝包特指包含生產(chǎn)技術的全部技術文件。包含：采用何種生產(chǎn)單元？選擇何種化工設備？采用何種自控方案？何種原料？消耗量多少？工藝包設計的依據(jù)是已批準的可行性研究報告、總體設計和設計基礎資料。主要任務有：繪制PFD（ProcessFlowDiagram），工藝物料平衡計算，編制工藝設備數(shù)據(jù)表，編制公用物料設計原則平衡圖，確定環(huán)保設計原則和三廢治理原則。在工藝包設計過程中，工藝專業(yè)與其它專業(yè)互提技術條件。發(fā)出條件表的專業(yè)是主導專業(yè)，條件表是接受者設計的依據(jù)，也是非常重要的技術文件。主要工作是由工藝設計人員、其他專業(yè)人員和項目管理人員聯(lián)合完成。一般說工藝設計人員為核心，其他專業(yè)給予輔助配合。工藝過程中的重大原則和設計方案要組織有關專家評審后方可確定。第三節(jié)工藝包設計工藝設計工藝包設計化工工藝專業(yè)設計一、工藝包設計概述設計范圍

工藝包包括的涉及范圍和生產(chǎn)規(guī)模設計基礎

原料、輔助原料及公用工程的規(guī)格要求，轉(zhuǎn)化率（收率），消耗定額，三廢排放量及規(guī)格，生產(chǎn)定員等。工藝說明工藝流程順序，操作條件，主要設備特點，自控方案，工藝設計必須的工藝物料的物化性質(zhì)數(shù)據(jù)等。物料平衡和熱量平衡計算結(jié)果工藝物料平衡及主要流程熱量平衡。PFD圖設備明細表設備名稱及位號，介質(zhì)名稱，操作壓力、溫度，數(shù)量。主要設備工藝規(guī)格書機械設備規(guī)格書，測量控制儀表規(guī)格書。PID圖管道和儀表布置圖（Pipiling&InstrumentsDiagram）

配管規(guī)格書介質(zhì)、工藝條件、管路尺寸、管道等級、保溫等。初步布置圖主要設備布置和占地面積。特殊管路材料等級生產(chǎn)操作和安全規(guī)程的要求特殊要求的分析化驗要領特殊要求的檢修要領二、工藝包設計的內(nèi)容三、工藝流程及工藝流程說明

工藝流程說明按工藝流程順序，詳細說明生產(chǎn)過程。包括有：化學反應及機理、操作條件、主要設備特點、控制方案，工藝設計必須的工藝物料的物化性質(zhì)數(shù)據(jù)等。1.說明采用的工藝技術路線及其依據(jù)，工藝特點（從工藝、設備、自控、操作、安全等方面說明生產(chǎn)裝置的工藝特點）以及各部分的作用。2.工藝簡述物料通過工藝設備的順序和生成物的去向；說明技術條件（如溫度、壓力、流量）；操作方式（如間歇、連續(xù)、半間歇）；副產(chǎn)物的回收利用，三廢排放量及處理。3.生產(chǎn)過程中主要物料的危險、危害分析。

工藝流程圖

(PFD)

PFD是主要的指導性文件之一，工藝設計完成后，建設工作必須按PFD進行工作，并只能由工藝專業(yè)解釋和修改。

有關工藝流程圖相關的內(nèi)容見《化工制圖》教科書。工藝設備數(shù)據(jù)表

工藝設備數(shù)據(jù)表中要填寫設備的外型尺寸，操作參數(shù)，材質(zhì)要求，傳動機械要求，還要列出設備計算時出入條件和計算結(jié)果。工藝設備數(shù)據(jù)表是進行化工系統(tǒng)專業(yè)設計的依據(jù)。工藝設備表

工藝設備表是裝置界區(qū)范圍內(nèi)，全部工藝設備的匯總表，表示了工藝設備總體概況。在PFD圖中所有設備必須表示在工藝設備表中。工藝設備表可按工藝流程順序編制。進一步按設備類型分類，分類次序為：容器類、換熱器類、工業(yè)爐類、泵類、壓縮機（風機）類、機械類等。容器類按：塔器、反應器、容器次序編制。機械類設備包括：過濾機、粉碎機、螺旋加料機、切粒機、包裝機、吊裝機、擠壓機等。設備上附帶的相關設備不必另行編制，如反應器附帶的攪拌器和換熱夾套等。工藝設備表中應說明：設備名稱、位號，數(shù)量，主要規(guī)格及設計和操作條件。四、工藝設備數(shù)據(jù)表及工藝設備表設計的前期工作

1.項目建議書、項目可行性研究報告等相關文件的編寫。

2.項目報價書、投標書的技術文件的編寫。工藝包設計工作

1.完成全流程的工藝計算，提出主流程工藝流程圖。2.初步的設備表、主要設備數(shù)據(jù)表和設備布置圖。3.提出物料規(guī)格、物料和能量消耗定額及消耗量。4.提出必需的輔助系統(tǒng)方案，通過計算并提出輔助系統(tǒng)物料流程圖。5.提出污染物排放量及治理措施。6.編制重要設備清單和材料清單。7.進行初步的安全分析。8.進行設備布置研究和危險區(qū)劃分研究。9.投資分析、進度計劃。10.完成供各專業(yè)開展工作的管路及儀表流程圖（PID，第0版）五、工藝包設計的工作程序六、工藝包設計階段各專業(yè)的條件關系接受條件專業(yè)條件名稱往返關系備注儀表專業(yè)帶控制點的工藝流程圖返回工藝專業(yè)確定儀表、控制方案設備專業(yè)工藝設備條件圖返回工藝專業(yè)確定設備圖、規(guī)格書土建專業(yè)土建條件圖（設備布置圖）

返回工藝專業(yè)確定設備布置、管道布置圖其它專業(yè)供電、供熱、公用工程返回工藝專業(yè)確定供電、供熱、公用工程相關圖紙和數(shù)據(jù)工藝專業(yè)提供給有關專業(yè)的條件和資料

工藝專業(yè)設計人員根據(jù)工藝要求，提供給相關專業(yè)設計人員條件和資料（以圖紙、表格形式）。相關專業(yè)設計人員以專業(yè)理論和規(guī)定進行計算和設計，并將計算和設計結(jié)果以圖紙、表格及文字說明形式返回給工藝設計人員?；S的設計包括：

1.化工工藝設計2.總圖運輸設計3.土建設計4.公用工程（供電、供熱、給排水、采暖通風）設計5.機修、電修等輔助車間設計6.外管路設計7.工程概算和預算等非工藝設計

化工工藝設計是整體設計的核心，工藝設計決定了整個設計概貌，是化工廠設計的龍頭。第四節(jié)化工工藝設計一、化工工藝設計內(nèi)容原料路線和技術路線的選擇工藝流程設計物料衡算能量衡算工藝設備的設計和選型：在物料和熱量計算的基礎上，根據(jù)工藝要求參數(shù)（流量、溫度、壓力、換熱面積、容積等），選擇適合工藝要求的標準設備，或由設備專業(yè)人員設計出非標準設備。車間布置設計管路布置設計非工藝設計項目編制設計文件：設計說明書、附圖、附表。

在不同的設計階段，所要求進行的內(nèi)容和深度各不相同。例如，物料衡算和熱量衡算一般在初步設計階段進行，而管路設計則是在施工圖階段才能進行。二、

初步設計

編寫初步設計說明書及工程概算書。繪制物料平衡圖、物料流程圖和廠區(qū)或車間平面布置圖。為上級部門和專家審查和評價提供依據(jù)；為施工圖設計打基礎。產(chǎn)生的文件有：1.設計依據(jù):相關文件，技術資料。2.設計原則:各專業(yè)的設計原則。工藝選擇、設備選型、自控水平3.產(chǎn)品方案:產(chǎn)品名稱和性質(zhì)，質(zhì)量規(guī)格，副產(chǎn)品量，包裝運輸方式4.生產(chǎn)方法及流程:原料路線，工藝路線，操作條件，工藝流程等5.生產(chǎn)制度:車間（裝置）組成，操作方式，操作班制度，工作日6.原料、中間產(chǎn)品的主要技術規(guī)格7.工藝計算：物料計算，主要工藝設備選型、工藝計算，材料選擇8.主要原料、動力消耗定額及消耗量9.生產(chǎn)控制分析：原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、生產(chǎn)控制分析和三廢分析10.儀表自動控制：控制方案說明（在圖中體現(xiàn)），控制測量儀表匯總表11.車間布置：各生產(chǎn)區(qū)劃分及布置說明，設備布置平面圖12.公用工程：供電、供排水、蒸汽、13.三廢治理及綜合利用14.技術保安、防火及公共衛(wèi)生初步設計的程序繪制工藝流程草圖物料衡算能量衡算設備工藝計算及選型工藝流程圖設計車間布置設計概算編寫設計說明書工藝流程方框圖能量消耗綜合表設備一覽表。非定型設備條件圖帶控制點的工藝流程圖設備平面及立面布置圖概算書、投資數(shù)、材料表擴初設計說明書繪制工藝流程草圖物料衡算能量衡算設備工藝計算及選型工藝流程圖設計車間布置設計概算編寫設計說明書工藝流程方框圖能量消耗綜合表設備一覽表。非定型設備條件圖帶控制點的工藝流程圖設備平面及立面布置圖概算書、投資數(shù)、材料表設計說明書物料平衡圖。原料用量、消耗定額表、三廢排放表計劃任務書初步設計文件所附的圖表有附表1工藝設備一覽表附表2自控儀表一覽表附表3公用工程設備材料表附圖1帶控制點工藝流程圖附圖2車間布置圖（平面圖及主要的剖面圖）附圖3關鍵設備總圖附圖4建筑平面圖附圖5廠區(qū)布局圖三、施工圖設計在初步設計（或擴大初步設計）的基礎上，完善流程圖設計和車間布置設計，進而完成管道配置設計和設備、管路的保溫及防腐設計。工藝專業(yè)主要內(nèi)容包括：工藝圖紙目錄、物料流程圖、帶控制點工藝流程圖、設備布置圖、設備一覽表、非定型設備制造圖、設備安裝圖、管道布置圖、管架管件圖、設備管口方位圖、設備和管路保溫及防腐設計等；非工藝專業(yè)主要內(nèi)容包括：有土建施工圖、供水、供電、給排水、自控儀表線路安裝圖等。帶控制點工藝流程圖和設備布置圖是管道布置圖繪制的依據(jù)。

四、施工圖設計文件（一）工藝設計說明1.工藝修改說明：對前段設計修改情況2.設備安裝說明：對大型設備的吊裝、預留孔、安裝要求等3.管路安裝說明：如現(xiàn)場安裝，特殊管道加工要求等4.管路的防腐、涂色，管路的試壓、試漏及清洗要求。需要統(tǒng)一說明的問題。5.施工時應注意的安全問題和應采取的安全措施。6.設備和管路安裝所采用的標準規(guī)范和其它說明事項。（二）管路儀表流程圖（PID）管路儀表流程圖要詳細地描述裝置的全部生產(chǎn)過程，而且著重表達全部設備的全部管路連接關系，測量、控制及調(diào)節(jié)的全部手段。所有設備和儀表都要反映在圖中。物料流程圖（PFD）帶控制點工藝流程圖（初步設計階段）管道及儀表流程圖(PID)（三）輔助管路系統(tǒng)圖

如供熱、輔助物料等管路，真空、高壓等管路。

（四）首頁圖

當設計項目（裝置）范圍較大，設備和管路安裝圖需要劃分區(qū)域分別繪制時，應編制首頁圖。首頁圖的作用是反映各設備和管路布置圖之間的相鄰連接關系。

（五）設備布置圖

設備布置圖包括平面圖和剖視圖，圖中應標出全部設備的安裝位置和安裝標高，以及建筑物、構(gòu)筑物、操作臺等。（六）設備一覽表

根據(jù)設備訂貨分類要求，分別做出定型工藝設備表、非定型工藝設備表、機電設備表等。（七）管道布置圖

管道布置圖包括平面圖和剖視圖，圖中應標出全部管路、管件和閥門簡單輪廓，以及建筑物、構(gòu)筑物外形。工藝設備一覽表序號設備位號