化工設計2化工廠設計概述課件

第一章化工廠設計概述1.1我國化工廠基建的一般程序基建：基本建設的簡稱，一個項目從設想到建成投產的過程。我國化工廠基建的程序如下：前期資料（信息）收集整理工作項目建議書初步或詳細可行性研究初步決策、工程評估、最終決策計劃任務書投資決策期（階段）初步設計擴初設計施工圖設計施工設計及施工期（階段）試生產正式投產運行試生產期（階段）化工廠基建分成三個階段，其它行業(yè)工廠的建立程序也大抵如此。（10）、投資估算、資金籌措方案；（11）、基建及投資規(guī)劃；（12）、經濟效益初步分析與評價；（13）、結論及建議項目建議書的實質：想投資該項目的主體，將它前期收集的所有資料（信息），經過加工（初步定量計算、并結合專家經驗）處理，按以上主要章節(jié)整理成一本文件。其目的就是要打動上級決策者，讓決策人下決心上該項目。項目建議書被批準后，才能往下接著進行項目的可行性研究。1.1.2項目的可行性研究（簡稱“可研”）可行性研究的定義：根據國家、地區(qū)、行業(yè)、部門的經濟整體規(guī)劃或布局，對擬建項目的技術、經濟和工程、安全、環(huán)保等問題進行詳細的研究與分析。就該項目是否該建、是否緩建、如何建提出建議，為投資決策提供更可靠的依據。可行性研究報告（按內容深度分）初步可行性研究詳細可行性研究

可行性研究報告（根據資金來源、投資額、重要性）業(yè)主自行委托上級主管部門指定可行性研究報告，必須由有相應設計資質或咨詢資質的單位來完成?？尚行匝芯繄蟾娴膶嵸|：主要內容就是項目的技術經濟分析報告，要求針對業(yè)主自己做出的項目建議書的內容逐一地進行論證研究與分析。相對于項目建議書，可行性研究報告在以下方面需要加強：（1）、重新收集信息資料，尤其是要求重新做市場預測分析；（2）、做初步的工藝計算，對項目的投資、產品成本、經濟效益盡可能詳細估算；（3）、加強不確定性、風險性分析；（4）、得出明確的結論與建議項目的可行性研究十分重要，是基建程序中替國家、業(yè)主把關的關鍵步驟1.1.4化工項目基建的設計階段

化工項目設計（按設計深度）初步設計（基礎設計）擴初設計（擴大的初步設計）施工圖設計（施工設計）一、初步設計是設計深度最淺的設計階段，一般只要求：1、PID圖；2、物料及熱量核算計算；3、對土建、公用工程提出要求；4、對工廠布置（總圖）和車間布置提出要求、建議；5、工程概算；6、初步設計說明書。這就是所謂的“三段設計（設計的三個階段）”二、擴初設計在初步設計的基礎上，針對工程的關鍵技術（主要指關鍵設備、關鍵工藝）工段，補充以下文件：1、關鍵設備設計圖紙；2、關鍵設備的布置圖；3、關鍵工藝工段操作說明；4、擴初設計說明書。注意：對于有設備創(chuàng)新、工藝技術創(chuàng)新的化工工程，擴初設計階段是十分必要的。

但總體而言，擴初設計只是從初步設計到施工圖設計的一個過渡階段，它還不能指導施工建設。三、施工圖設計這是最詳細、最深入的工程設計階段。只有它的設計文件，才能交給施工隊進行施工建設。是針對初步設計或擴初設計的完全具體化。對化工工藝部分的設計，施工圖設計要出的主要文件：1、PID最終版；2、UID圖；3、所有設備的施工圖；4、平立面布置圖；5、配管圖（配管設計圖）；6、施工材料明細表；7、工程預算書；8、施工圖設計說明書。等等。1.1.5化工項目（工程）的試生產化工項目（工程）試生產的順序（步驟）：1、清理現場2、清洗設備及管道（水洗、氣沖，并注意清洗順序）3、設備的單體試車（以水代料）4、整個工程以水代料聯動試車5、投入物料進行試試車注意：期間穿插人員的安全、健康、工藝操作培訓。此外，試生產一般處于非正常工況。1.2工藝包設計1、工藝包的定義工藝包是一個專用的技術名詞，特指某個化工產品生產技術方面的全部技術文件的總和。工藝包是一個化工廠工藝的核心技術文件。工藝包的來源國內高等院校、研究院所國外專利商（4）、PID圖；（5）、設備一覽表（設備規(guī)格、材質、數量等）；（6）、布置建議；（7）、化驗、檢修要領等。

從工藝包的內容來看，它基本達到了工藝初步設計的深度。我國設計院基本都是從接手工藝包開始，直接做項目過程的擴初設計和施工圖設計。2、工藝包（工藝包設計）的主要內容（1）、工藝包的范圍；（2）、工藝的詳細說明（原料、公用工程、產品規(guī)格，操作條件及流程說明，控制方案，物料性質等。）；（3）、物料及能量核算；化工工藝設計的內容與步驟第一步：流程組織（過程合成）第二步：物料衡算及熱量衡算第三步：設備設計及選型第四步：PFD圖及PID圖的設計與繪制第五步：車間流程的平立面布置設計第六步：主要材料表及概（預）算（工藝部分）第七步：對流程的技術經濟分析第八步：編寫工藝設計說明書內循環(huán)優(yōu)化外循環(huán)優(yōu)化工藝設計不是一蹴而就的，要做許多回合的優(yōu)化調整。內循環(huán)優(yōu)化：在流程結構不變的前提下，通過修改、調整流程內部的部分設備參數和操作參數，來對流程進行優(yōu)化設計。外循環(huán)優(yōu)化：在內循環(huán)優(yōu)化不能滿足優(yōu)化目標的情況下，重新做流程組織，對流程結構進行改頭換面的大變動，而達到對流程進行優(yōu)化設計的目的。內循環(huán)優(yōu)化經常用于老流程的改造，并對實驗室研究開發(fā)有指導意義。外循環(huán)優(yōu)化經常用于新廠設計時，對多個流程方案進行分析比較。二層循環(huán)優(yōu)化設計，工作量巨大，手工設計很難完成，只有靠計算機輔助設計。從化工工藝設計的內容與步驟可以看出，設計、技術經濟分析、計算機輔助化工設計三者之間的關系：（1）、設計出一個或幾個較優(yōu)的流程是設計的最終目的；（2）、技術經濟分析是判斷流程優(yōu)劣的依據（標準）；（3）、計算機輔助化工設計是設計的有力手段。注意：（1）、在PID圖中，關于管路的信息、控制回路的信息十分豐富。（2）、根據設計的不同階段，化工工藝設計的深度也相應變化。1.4化工廠設計中的一些全局性問題1.4.1化工廠廠址的選擇廠址選擇是在基建的投資決策階段必須解決的重要問題，由工藝系統(tǒng)專業(yè)部的總圖專業(yè)牽頭完成。是項目建議書、可行性研究報告中必不可少的內容?；S廠址選擇的結果，直接影響到設計、投資、運營成本、生產情況。一、化工廠廠址選擇的工作程序廠址選擇準備階段現場考察工作多方案比較完成廠址選擇報告從全廠工藝及發(fā)展的眼光出發(fā)，確定用地大小，初選幾處，收集當地水文、地質、天氣、人文、歷史、用地政策、投資政策等信息。在項目建議書階段不強求有選址報告，但選址報告一定要同步于可行性研究報告（或先于“可研”）完成?？梢宰鳛榭尚行匝芯繄蟾娴莫毩⒄鹿?jié)。二、化工廠廠址選址的幾個基本原則1、應符合國家、地區(qū)、行業(yè)、部門發(fā)展大局的需要；2、應選在原料、燃料、動力充足，運輸方便，產品銷售便利的地區(qū)。并在公用工程、生活設施有良好基礎的地區(qū)；3、化工廠廠址附件應該有良好、充足的水源；（化工類企業(yè)對水有強烈的需求依賴）4、應該注意節(jié)約用地及占地種類，并考慮工廠發(fā)展的需要；5、應考慮附近居民的安全與健康，廠址的氣候及防災害能力。6、避免建在國家或地區(qū)的水利、歷史、自然、文化等各類保護區(qū)。此外，廠址地方的投資及稅收政策、人力資源及成本、管理是否方便、協(xié)作關系等社會因素也應綜合考慮?？倛D布置樣圖一、總圖布置的定義

在全面掌握工廠工藝概況的前提下，結合廠區(qū)的各種內、外部條件，對化工廠的所有車間在廠址范圍內進行合理的布局，以期獲得安全、經濟的人流及物流流動路線。二、化工廠總圖布置的幾條基本原則1、應盡量考慮生產工藝流程的要求，避免物流交叉，縮短物流路線。并盡量減少人流和物流的交叉。1231232、對公用工程有大需求的車間，應考慮其與外界的聯系，并盡量靠近其供應源。同時遵守“負荷集中”原則。車間布置的任務：在化工廠總圖布置的框架下，按車間生產流程的工藝要求，同時考慮安全、操作方便、設備維修、經濟合理等因素，將車間內生產部分、輔助部分、生活部分的所有硬件（主要是生產流程中的所有設備），在車間廠房的三維空間內進行合理的布局。車間布置（車間平立面布置）車間各層平面布置圖車間的立面布置圖（各種剖面）車間平立面布置需要的主要資料：1、化工廠總圖布置圖，廠房土建結構圖；2、PID圖；3、物料衡算及能量衡算結果、物性數據；4、設備一覽表（尺寸、重量、安裝及保溫情況）；5、車間公用工程用量及車間外管情況；6、車間定員（人數、男女比例、倒班情況）。車間平立面布置樣圖配管設計樣圖化工廠總圖布置與車間布置的關系：1、總圖布置是大局，車間布置是局部。車間布置服從于總圖布置；2、總圖布置先完成，再進行車間布置。少數情況下，二者可能同步進行。1.5化工廠設計的部分參考資料在工藝包設計和化工工藝專業(yè)設計的過程中，設計人員需要查閱許多參考資料，才能正確完成設計任務。例如，項目產品牽涉到的化工基礎數據及其估算方法、產品生產流程信息、產品生產流程中相關主要單元操作技術要點、產品設計需要遵守的各類設計規(guī)范、行業(yè)各類標準設備圖集、一些化工廠設備或儀表或管件的產品樣本以及一些與設計有關的工藝技術評價和工藝經濟評價方面的參考資料等等?；ぴO計的參考資料主要來源于以下四個方面；1、各類化工方面的中外文雜志、期刊、專利、文摘等；2、各類中外文化工百科全書（這類百科全書一般包括許多文獻資料，而且