化工設(shè)計：第9章 化工非工藝設(shè)計

第9章化工非工藝設(shè)計9.1土建設(shè)計9.2設(shè)備設(shè)計9.3電氣設(shè)計9.4自控設(shè)計9.5給排水設(shè)計9.6采暖通風設(shè)計9.7安全防火9.8環(huán)境保護工藝專業(yè)在初步設(shè)計階段向其他專業(yè)提供第一次設(shè)計條件，各專業(yè)根據(jù)條件確定各自的方案，開始設(shè)計。在施工圖設(shè)計階段，提供二次條件，為各專業(yè)完善設(shè)計提供條件。

化工設(shè)計工藝設(shè)計總圖設(shè)計設(shè)備設(shè)計管路設(shè)計土建設(shè)計電氣設(shè)計自控設(shè)計給排水設(shè)計采暖通風設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟非工藝設(shè)計9.1土建設(shè)計建筑專業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)根據(jù)建筑標準，對化工廠各類建筑物進行設(shè)計；根據(jù)建設(shè)單位環(huán)境，提出新建建筑物的立面處理和內(nèi)外裝修標準；說明墻體、門、窗、地平、樓面和屋面的工程做法對有防腐、防爆、高溫等特殊要求的車間提出處理措施。確定地基處理方案、廠房結(jié)構(gòu)型式；對主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件如基礎(chǔ)、柱、樓層梁、板、屋架等進行設(shè)計和選型；說明地區(qū)性特殊問題、在設(shè)計中采取的措施及對施工的特殊要求等。設(shè)計內(nèi)容：全廠所有建筑物、構(gòu)筑物，包括框架、設(shè)備基礎(chǔ)、平臺、爬梯等構(gòu)件設(shè)計。化工建筑設(shè)計中應(yīng)注意以下幾方面的問題：

(1)有易燃、易爆產(chǎn)品及危險的生產(chǎn)車間必須在建筑結(jié)構(gòu)和布置上考慮防火、防爆要求，并采取必要的措施。(2)要考慮建筑結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性。(3)散發(fā)有害氣體的車間，建筑上要保證工人的操作環(huán)境衛(wèi)生和安全。(4)考慮特殊的溫度和濕度要求。(5)有強烈震動的機械裝置的工藝車間，如離心機、壓縮機、破碎機等，要考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求和堅固性。9.2設(shè)備設(shè)計

對于非標準設(shè)備則由工藝專業(yè)提供工藝參數(shù)，由設(shè)備專業(yè)進行設(shè)計，圖紙交付設(shè)備制造廠進行制造?；どa(chǎn)中的反應(yīng)器、換熱器、分離器、貯運容器等都屬于壓力容器。

(1)按壓力大小將容器分為四個等級低壓容器：0.1≤p<1.6MPa

中壓容器：1.6≤p<10.0MPa

高壓容器：10.0≤p<100MPa

超高壓容器：p≥100MPa常壓容器p≤0.1MPa和真空容器不屬于壓力容器范圍。(2)按壓力容器監(jiān)察規(guī)程將容器分為三類介質(zhì)性質(zhì)非易燃無毒/輕毒性易燃中度毒性高度毒性/極度毒性PV值/MPa

m3≥0.5≥10≥0.2低壓/MPa0.1≤P≤1.6換熱容器分離容器一類容器儲存容器反應(yīng)容器管殼式余熱鍋爐搪玻璃壓力容器中壓/MPa1.6≤P≤10換熱容器二類容器分離容器儲存容器反應(yīng)容器管殼式余熱鍋爐搪玻璃壓力容器高壓/MPa10≤P≤100換熱容器分離容器三類容器儲存容器反應(yīng)容器管殼式余熱鍋爐搪玻璃壓力容器使用強度級別較高材料制造壓力容器移動式壓力容器球形儲罐(容積≥50m3)低溫液體儲存容器(容積≥5m3)注：表中P代表設(shè)計壓力，V代表壓力容器的幾何容積。

國家監(jiān)察部門規(guī)定：無論是設(shè)計單位或是制造單位，必須經(jīng)過申報與考核，方可取得進線一類、二類或三類容器設(shè)計的設(shè)計許可證，或制造許可證。

9.3電氣設(shè)計

電氣部分包括動力、照明、避雷、弱電、變電、配電等。一、供電1.供電電壓及負荷等級化工生產(chǎn)用電電壓最高為6000V，中小型電機為380V；輸電網(wǎng)是高壓電，一般在10~330kV范圍內(nèi)，須經(jīng)過變壓才能使用。車間高壓一般為6000V或3000V(多為6000V)，低壓為380V。150kW以上電機選用6000V，150kW以下電機選用380V；當高壓為3000V時，100kW以上電機選用3000V，100kW以下電機選用380V。根據(jù)設(shè)備要求，將其電力負荷分成一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷要求最高，用電設(shè)備要求連續(xù)運轉(zhuǎn)，突然停電將造成火災(zāi)、爆炸、機械損失及人員傷亡，或造成巨大經(jīng)濟損失。2.供電中的防火防爆

《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-92）根據(jù)爆炸性物質(zhì)出現(xiàn)的頻繁程度、持續(xù)時間與危險程度，將爆炸性氣體環(huán)境分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)三個危險區(qū)域。

0區(qū)：正常情況下，連續(xù)、短時間頻繁出現(xiàn)或長時間存在爆炸性氣體混合物的環(huán)境；1區(qū)：正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；2區(qū)：正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的環(huán)境。在下列情況，危險區(qū)域等級要作相應(yīng)變動：離開危險介質(zhì)設(shè)備在7.5m之內(nèi)的立體空間，對于通風良好的敞開式、半敞開式廠房或露天裝置區(qū)可降低一級；封閉式廠房中爆炸和火災(zāi)危險場所范圍由以上條件按建筑空間分隔劃分，與其相鄰的隔一道有門墻的場所，可降低一級；如果通過走廊或套間隔開兩道有門的墻，則可作為無爆炸及火災(zāi)危險區(qū)；而對地坑、地溝因通風不良及易積聚可燃介質(zhì)區(qū)要比所在場所提高一級。電器設(shè)備選擇：區(qū)域爆炸危險等級確定后，根據(jù)不同情況選擇相應(yīng)的防爆電器。屬于0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)的都應(yīng)選用防爆電器，線路應(yīng)按防爆要求敷設(shè)。防爆電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)爆炸危險環(huán)境區(qū)域和爆炸物質(zhì)的類型、級別、組別選型。類型——按防爆電器的防爆結(jié)構(gòu)分6類：

防爆安全型(標志A)、

隔爆型(標志B)、

防爆充油型(標志C)

、

防爆通風(或充氣)型(標志F)

防爆安全型火花型(標志H)

防爆特殊型(標志T)。防爆電器選型

危險區(qū)域0區(qū)、1區(qū)2區(qū)2區(qū)電機隔爆、防爆通氣、充氣型任何一種防爆型防濺式、封閉式電器和儀表固定安裝隔爆、防爆充油、防爆通風充氣、安全火花型任何一種防爆型防塵型移動式隔爆、防爆充氣、安全火花型隔爆、防爆充氣、安全火花型除防爆充油型外，任何一種防爆型或密封型攜帶式隔爆、防爆安全型隔爆、安全火花型隔爆乃至密封型照明燈具固定安裝及移動式隔爆、防爆充氣型隔爆安全型防塵型攜帶式隔爆型隔爆型隔爆、防爆安全型乃至密封型變壓器通訊電器配電裝置隔爆、防爆通風型隔爆、防爆充油防爆通氣、安全火花型隔爆、防爆通風充氣型隔爆安全花型、防爆充油型隔爆安全型任何一種防爆型防塵型密封型密封型二、電氣設(shè)計條件

1.動力設(shè)計條件生產(chǎn)特點，用電要求；提出設(shè)備布置平面圖，標明用電設(shè)備的名稱和位置；提供用電設(shè)備條件表，如表8-4所示；電加熱表（溫度、控制精度、熱量、工作時間）；用電設(shè)備的自控要求及其他用電量。2.照明條件在設(shè)備平面布置圖上標明照明位置及照明度；照明地區(qū)的面積和體積及照度；照明四周的環(huán)境要求；特殊要求，如事故照明、檢修照明、接地等。3.弱電標明弱電設(shè)在設(shè)備平面布置圖上位置(電訊設(shè)備、儀表用電位置)；設(shè)置火警信號、警衛(wèi)信號；生產(chǎn)聯(lián)系訊號、電話、揚聲器、電視監(jiān)視器等。4.避雷設(shè)計——按《建設(shè)物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057—94）執(zhí)行，根據(jù)工業(yè)建筑的防雷等級，針對不同情況采取相應(yīng)的防雷措施。防雷等級分類：第一類：建筑物中存在爆炸物或經(jīng)常產(chǎn)生爆炸性混合物，故有可能由于電火花而引起爆炸者。第二類，類似于第一類，但僅在事故時才能形成爆炸性混合物的場合，且不致引起大破壞和人身死亡者。第三類，不屬于第一類和第二類，但還需要保護的建筑物，如水塔、煙囪、木材加工車間等。

9.4自控設(shè)計（略）

9.5給排水設(shè)計生產(chǎn)用水——工藝用水、冷卻用水和鍋爐給水輔助生產(chǎn)用水——清洗設(shè)備及清洗工作環(huán)境用水生活用水消防用水化工工業(yè)用水水源自備水源——深井水(地下水)或河流水、湖泊水(地面水)市政供水系統(tǒng)給排水水質(zhì)要求：SH3099-2000石油化工給排水水質(zhì)標準SHJ1080-1991煉油廠給排水水質(zhì)標準

一、采暖采暖——在冬季調(diào)節(jié)生產(chǎn)車間及生活場所的室內(nèi)溫度，達到生產(chǎn)工藝及人體生理要求，實現(xiàn)化工生產(chǎn)的正常進行。按采暖系統(tǒng)蒸汽壓力分低壓和高壓(界線為0.07MPa)，常采用0.05~0.07MPa低壓蒸汽采暖系統(tǒng)。還可采用熱風采暖系統(tǒng)——將空氣加熱到一定的溫度（70℃）送入車間，它除采暖外還兼有通風作用。9.6采暖通風設(shè)計二、通風通風作用：排除車間余熱、余濕、有害氣體及粉塵。通風方式：

(1)自然通風——設(shè)計中指的是有組織的自然通風（可以調(diào)節(jié)和管理），可利用室內(nèi)外空氣溫差引起的相對密度差和風壓進行自然換氣。

(2)機械通風——分三種①局部通風——局部吸風罩；②全面通風；③有毒氣體的凈化和高空排放。工程名稱工程代號采暖通風與空調(diào)、局部通風設(shè)計條件審核設(shè)計階段項目(或工段)名稱校核提資日期編制編號采暖通風與空調(diào)局部通風序號房間名稱防爆等級生產(chǎn)類別室溫/℃濕度有害氣體或灰塵事故排風設(shè)備位號其他設(shè)備備注序號設(shè)備位號及名稱有害物質(zhì)及粉塵密閉設(shè)備敞開設(shè)備要求通風方式特殊要求(風量、風壓、溫濕度等)備注正(負)壓/Pa潔凈級別冬季夏季冬季夏季名稱數(shù)量/(mg/m3)名稱數(shù)量操作面積/m3排氣溫度/℃有害物源溫度/℃通風或排風間斷或連續(xù)采暖通風與空調(diào)、局部通風設(shè)計條件9.7安全防火一、安全技術(shù)措施1.生產(chǎn)和貯存按危險化學品火災(zāi)危險性分類⑴貯存易燃、可燃液體的火災(zāi)危險性分類按閃點分甲，乙，丙類，即：甲級貯存，乙級貯存，丙級貯存(庫存)⑵工藝裝置及其設(shè)備、機械、建筑物火災(zāi)危險性分類按危險化學品的閃點、自燃點、爆炸下限及其性質(zhì)等將生產(chǎn)車間分為甲，乙，丙，丁，戊類別；即：甲級生產(chǎn)，乙級生產(chǎn)…….耐火等級建筑層數(shù)防爆電機電氣甲級生產(chǎn)貯存1.2級單層隔爆型乙級生產(chǎn)貯存1.2級1~3層放寬（充砂型，充油型）丙級生產(chǎn)貯存1~3級放寬2.預(yù)防形成爆炸性混合物⑴防止泄漏：防危險化學品的跑，冒，滴，漏；⑵惰性介質(zhì)保護：N2、CO2、水蒸汽等；⑶通風換氣；⑷安全監(jiān)測及連鎖（如多位閥）⑸色標：如氣焊的氧氣膠管為黑色（或藍色），乙炔膠管為紅色。⑶根據(jù)不同危險類型采取相應(yīng)的安全措施。3.消除著火源著火源主要有：⑴電能轉(zhuǎn)化為著火源：電火花，電弧，靜電放電，短路，雷擊，電磁輻射(BP機、手機等)；⑵機械能轉(zhuǎn)化為著火源：摩擦，撞擊，絕熱壓縮等；⑶化學能轉(zhuǎn)化為著火源：自熱自燃，化學反應(yīng)熱，各種明火(爐子，噴燈，煙頭……)⑷熱表面：煙囪，暖氣片，熾熱物體……⑸光能(日光照射)轉(zhuǎn)化為著火源等。采取安全措施：如靜電防護，防雷，防爆電機電器，保護性接地接零，機器潤滑消除摩擦，采用不產(chǎn)生火花的工具（銅制工具），嚴禁煙火，防日曬等等。4.限制火災(zāi)蔓延的措施如防火門，阻火裝置(細孔銅網(wǎng)等)，防爆泄壓裝置(防爆膜—爆破片)等。5.安全間距防止燃燒三個基本條件的相互作用，如規(guī)定氣焊工作點距乙炔瓶10m以上；電石庫距鑄工車間30m以上等。6.工藝參數(shù)的控制工藝參數(shù)主要指溫度、壓力、流量、物料配比等。防超壓：壓力表，安全閥等；防超溫：溫度計，連鎖等；防泄漏：氣密性檢驗等。7.運輸安全要求8.儲存安全要求在選擇工藝操作條件時，對物料配比要避免可燃氣體或蒸氣同空氣的混合物落在爆炸極限范圍內(nèi)；需要使用溶劑時，在工藝生產(chǎn)允許的前提下，設(shè)計上盡量選用火災(zāi)危險性小的溶劑；使用的熱源盡量不用明火(可采用蒸汽或熔鹽加熱