設計概論、設備布置、管道布置 第一節(jié)課：設計概論

1、設計概論、設備布置、管道布置大綱一、設計概論二、總平面布置三、工藝及系統(tǒng)設計四、設備布置五、管道布置六、3D與化工設計行業(yè)一、設計概論一、設計概論 1、化工行業(yè)的特點屬于流程制造業(yè)產(chǎn)品品種多原料品種多生產(chǎn)方法多產(chǎn)品特殊性多。易燃易爆有毒腐蝕危險、固液氣能源消耗大生產(chǎn)條件變化大（高溫高壓、深冷負壓）屬于資源、資金、技術高度密集型工程。屬于服務性行業(yè)。一、設計概論 2、設計階段劃分與成果 1）前期工作階段（1）確定前期項目管理組織機構（2）區(qū)域/行業(yè)規(guī)劃（3）投資機會研究（4）廠址選擇（5）市場研究（原料、產(chǎn)品）（6）方案研究/預可行性研究（7）資金籌措（8）可行性研究及審查（9）規(guī)劃選址預審及用

2、地預審（10）環(huán)評報告、評估及審批（11）項目申請報告，評估及核準/備案（12）安全預評價、審查及批準（13）職業(yè)病危害預評價、審查及批準（14）社會影響專題評價（15）項目立項節(jié)能評估一、設計概論 2、設計階段劃分與成果 2）項目定義階段（1）確定工程建設管理模式和實施方式，建立項目管理組織機構（2）用地規(guī)劃正式許可（3）工藝技術選擇，工藝包設計及審查（4）編制項目統(tǒng)一規(guī)定以及確定設計原則、技術標準、設計基礎（5）編制總體設計、審查和批準（6）地質勘探（7）基礎工程設計、審查和批準（8）確定采購策略及項目采購規(guī)劃（9）關鍵長周期設備訂貨（10）可施工性研究（11）辦理征地手續(xù)（12）辦理建設

3、工程規(guī)劃許可證（13）“四通一平”（通水、通電、通路、通信，場地平整）（14）建筑工程施工許可證和項目開工報告編審（15）建設資金落實（16）確定監(jiān)理承包商和工程承包商一、設計概論 2、設計階段劃分與成果 3）實施階段（1）確定生產(chǎn)管理模式、建立生產(chǎn)準備/試生產(chǎn)組織機構、生產(chǎn)準備與人員培訓（2）編審總體統(tǒng)籌控制計劃（3）工程監(jiān)理（4）質量監(jiān)督（5）詳細工程設計（6）工程采購（7）地基處理（8）土建工程（9）安裝工程（10）生產(chǎn)準備（原材料及公用工程等生產(chǎn)資料準備）（11）單機試運、吹掃氣密（12）“三查四定” 、工程中間交接（三查：設計漏項、查施工質量及隱患、查未完工程量。四定：定任務、定人員

4、、定措施、定整改時間）一、設計概論 2、設計階段劃分與成果 4）試運行及竣工驗收階段（1）聯(lián)動試車（2）試生產(chǎn)方案的安全報備（3）特種設備注冊登記（4）消防驗收及環(huán)保預驗收（5）投料試車（6）職業(yè)衛(wèi)生、勞動安全、環(huán)保專項驗收（7）生產(chǎn)考核與標定（8）交工驗收（9）竣工決算（10）項目審計（11）項目檔案驗收（12）竣工驗收一、設計概論 2、設計階段劃分與成果 5）各階段主要成果（1）可行性研究報告（2）方案設計（初步設計、方案設計、安全設計等）（3）基礎工程設計 或 整體設計 或 初步設計（4）安全設施設計專篇（5）消防設計專篇（6）職業(yè)衛(wèi)生設計專篇（7）工藝包設計（8）詳細設計（施工圖設計）

5、一、設計概論 3、專業(yè)劃分與流程化作業(yè) 1）專業(yè)劃分一、設計概論 3、專業(yè)劃分與流程化作業(yè) 2）流程化作業(yè)設計輸入：各部門批文、地質水文報告、公用工程和原輔材料及市場、技術供應等資料 工程設計：各專業(yè)工作手冊 # 各專業(yè)管理規(guī)定# 各專業(yè)技術規(guī)定 # 各專業(yè)計算規(guī)定設計輸出：各類報告、各專業(yè)施工圖紙等文件二、總平面布置 二、總平面布置 生產(chǎn)車間2污水處理變配電站生產(chǎn)車間3生產(chǎn)車間1綜合樓門衛(wèi)消防水池事故水池2014.12華東理工大學12二、總平面布置 XX項目總體公用工程生產(chǎn)裝置輔助設施總圖外管電氣電信給排水聚合精制包裝綜合樓研發(fā)中心門衛(wèi)變配電站動力站消防水站倉庫二、總平面布置 總圖布置的任務

6、：就是要總體解決全廠所有的建筑物和構筑物在平面和豎向上的布置，運輸網(wǎng)和地上、地下工程技術管網(wǎng)的布置，行政管理、福利及美化設施的布置等問題。 總圖布置的原則： 1、保證徑直和短捷的生產(chǎn)作業(yè)線，盡可能避免交叉和迂回，使各種物料的輸送距離為最小。管線綜合（外管架、地下管道、電纜等）道路布置 2、將水、電、汽耗量大的車間盡量集中，形成負荷中心，并使其與供應來源靠近，使水、電汽輸送距離最小。 3、使人流與貨流的交通路線流暢而短捷，避免交叉和重疊。 4、嚴格遵守防火和衛(wèi)生等安全規(guī)范及標準綠化布置 5、重點是防止火災和爆炸的發(fā)生各構建筑物間距（安全） 6、要考慮一旦發(fā)生危險時能及時疏散和有效援助 7、布局要

7、有較大的彈性，對工廠的發(fā)展變化有較大的適應能力。三、工藝及系統(tǒng)設計 1、工藝的專業(yè)劃分 專業(yè)研究對象工作重點主要發(fā)表資料/成品責任工藝專業(yè)1.化學反應2.傳熱3.傳質（流體力學）1.物料平衡計算2.熱量平衡計算3.設備計算4.工藝流程1.PFD2.工藝設備數(shù)據(jù)表3.工藝說明4.建議布置圖對生產(chǎn)技術可靠性負責工藝系統(tǒng)專業(yè)1.流體力學2.安全3.可操作性1.管道流體力學計算2.泵的計算3.管道附件計算、選擇4.安全可操作性研究1.PID,附管道命名表2.特殊管件數(shù)據(jù)表3.界區(qū)條件表4.公用工程平衡圖和公用工程管道及儀表流程圖(UID)對系統(tǒng)的安全性和可操作性負責三、工藝及系統(tǒng)設計 2、工藝的施工圖

8、內(nèi)容 三、工藝及系統(tǒng)設計 2、工藝的施工圖內(nèi)容 四、設備布置 1、設備布置的一般性原則 1） 露天化布置 優(yōu)點 易于易燃易爆、有毒氣體擴散 防爆通風要求降低 建設投資省，建設周期短 必要條件 自動化程度高，不頻繁操作 檢修周期長，不經(jīng)常拆卸 適用場合 煉油、石油大化工、環(huán)境污水項目 操作單元：塔、換熱器、儲罐、泵等密閉操作單元 不適合場合 精細化工、化纖、醫(yī)藥 操作單元：加料、包裝、間隙操作、潔凈度環(huán)境、氣候影響 更多場合采用半露天化：有頂無墻、花墻、百葉墻、氣樓四、設備布置 1、設備布置的一般性原則 2 ） 流程化布置 不迂回，兜圈子，按照工藝流程順序排布 利用管廊兩側空間3） 多工藝聯(lián)合布

9、置（一體化布置） 減少各工藝分割布置，減少投資、加快進度 大大地節(jié)省了土地，工序間沒有安全距離（尼龍11、氯氫處理）4） 建（構）筑物輕型化 工廠化制作、施工快速、投資省 便于管道、線纜的穿越施工四、設備布置 1、設備布置的一般性原則5） 一般性原則：整齊、美觀、經(jīng)濟 成排、成規(guī)則布置6） 一般性原則：方便安裝、操作、維修 在人體工程學涉及的空間內(nèi)布置 超出后，搭建梯、平臺、起重設備輔助安裝、操作、維修7） 一般性原則：預留發(fā)展空間四、設備布置2、安全設計 協(xié)調(diào)廠房各專業(yè)的設計，區(qū)別于民用設計 開展安全設計（QHSE），主要體現(xiàn)在：防火、防爆、防毒、防腐、防墜落、防燙、防污染 安全設計三重對策

10、（一次危險到二次危險） 預防二次危險發(fā)生（火源、上風向、露天、電氣防爆） 限制二次危險（設備和建構筑物間距、防火墻、防爆墻） 搶救、疏散（消防道和器材、兩個出入口、洗眼器）四、設備布置3、防火設計廠房等各專業(yè)的【防火設計】，確定防火類別、防火分區(qū)、間距、耐火等級等。各專業(yè)均按此要求設計。 防火類別的確定：石化規(guī)、建規(guī)只能選擇一樣。或為主。四、設備布置4、防爆設計 建筑專業(yè)：隔爆、泄爆（墻、頂、地面）；半敞開墻；泄爆面積；雙門；不發(fā)火地面；光照的窗等 電氣、自控、電信專業(yè)：防爆區(qū)域劃分圖；防爆電氣（電機、開關、電梯、照明、靜電接地、自動報警、連鎖等） 暖通專業(yè)：通風、事故排風、正壓通風、局部排風

11、 管道專業(yè)：不穿墻、高點排放四、設備布置5、防毒設計 建筑專業(yè)：通風好；半敞開墻；通道；樓梯等 電氣、自控、電信專業(yè)：自動報警、連鎖等 暖通專業(yè)：通風、事故排風、正壓通風、局部排風 管道專業(yè)：增加強度設計；減少管件 系統(tǒng)專業(yè)：廢氣處理系統(tǒng)四、設備布置6、防腐設計與材料相關的各專業(yè) 建筑專業(yè)：地面、收集池、門天花等 給排水專業(yè)：強酸強堿污水輸送方案；洗眼器；淋浴器 管道專業(yè)：材料選擇；增加強度設計；減少管件五、管道布置1、管道布置原則統(tǒng)籌各專業(yè)規(guī)劃，合理布置（電儀、采暖通風、工藝）滿足操作、維修、停車需要充分利用能量，冷熱介質集中布置便于安裝檢修（小泵、大泵上的閥門）美觀、整齊五、管道布置2、管

12、道材料設計溫度、壓力材質種類、尺寸種類連接件（焊接、螺紋、法蘭、承插、卡箍）常用閥門、管件保溫、保冷常識防腐、色標五、管道布置3、管道機械熱脹冷縮時支吊架設計補償?shù)男问剑ㄔ黾訌椥詠硌a償、U型L型彎、彈簧支吊架等）六、3D與化工設計行業(yè)1、圖面設計類型：2D 產(chǎn)品形式（真實空間靠人腦轉換）手工繪圖、計算機輔助ACAD3D 立體設計（數(shù)據(jù)、圖形機器轉換）不僅僅是展示，而是材料采購2、SMART 3D：從布置拓展到計算、材料、施工 期待：3D設計 直接到3D打印。是化工設計的一次革命華東理工大學多專業(yè)協(xié)作一體化30 調(diào)試 現(xiàn)場材料流- 安全- 培訓- 設施管理避免干擾施工和安裝文檔四維施工排序五維成

13、本估計采購 (BOM)構建時驗證工廠/過程集成鋼結構、細化設計、制造建筑結構空調(diào)、給排水管道設備、電氣、電纜敷設布局/流程土木工程當前項目實現(xiàn)的虛擬工廠優(yōu)勢建筑信息模型的三維/五維價值流優(yōu)勢未來優(yōu)勢設施管理運維管理設計建造中交（機械竣工）運行和維護為SP創(chuàng)建一個首尾相接的無縫連接過程OEC跨越整個項目生命周期!采購PMCBIM: 連接數(shù)據(jù)課后：資料準備課后：化工設計資料準備1、教科書類紙質：化工廠系統(tǒng)設計蔡爾輔 石油化工管道設計蔡爾輔2、標準規(guī)范類（設備布置、管道布置） 建筑設計防火規(guī)范GB50016 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160化工裝置設備布置設計規(guī)定 HG/T 20546 化工裝置管道布置設計規(guī)定 HG/T 20549工業(yè)金屬管道設計規(guī)范 GB 50316石油化工管道柔性設計規(guī)范 SH/T 3041 特殊設備監(jiān)察規(guī)程工業(yè)管道設計規(guī)范 華東理工大學資料準備工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范 GB50264化工設備管道外防腐設計規(guī)定 HG/T 20679設備及管道保冷技術通則 GB/T 11790 設備及管道保冷設計導則 GB/T 15586 設備及管道保溫設計導則 GB/T 8175 設備及管道保溫技術通則 GB/T 4272 石油化工設備管道涂料防腐蝕技術規(guī)范 SH 3022 石油化工廠區(qū)豎向布置設計規(guī)范 SH/T 3013 壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程TSG D0001簡