化工設(shè)計(jì)：第9章 化工非工藝設(shè)計(jì)

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

化工設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)總圖設(shè)計(jì)設(shè)備設(shè)計(jì)管路設(shè)計(jì)土建設(shè)計(jì)電氣設(shè)計(jì)自控設(shè)計(jì)給排水設(shè)計(jì)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)非工藝設(shè)計(jì)9.1土建設(shè)計(jì)建筑專業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)根據(jù)建筑標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)化工廠各類建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)；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(biāo)準(zhǔn)；說明墻體、門、窗、地平、樓面和屋面的工程做法對(duì)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(duì)主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件如基礎(chǔ)、柱、樓層梁、板、屋架等進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型；說明地區(qū)性特殊問題、在設(shè)計(jì)中采取的措施及對(duì)施工的特殊要求等。設(shè)計(jì)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(tái)、爬梯等構(gòu)件設(shè)計(jì)。化工建筑設(shè)計(jì)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(xiǎn)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(qiáng)烈震動(dòng)的機(jī)械裝置的工藝車間，如離心機(jī)、壓縮機(jī)、破碎機(jī)等，要考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求和堅(jiān)固性。9.2設(shè)備設(shè)計(jì)

對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行設(shè)計(jì)，圖紙交付設(shè)備制造廠進(jìn)行制造?；どa(chǎn)中的反應(yīng)器、換熱器、分離器、貯運(yùn)容器等都屬于壓力容器。

(1)按壓力大小將容器分為四個(gè)等級(jí)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(qiáng)度級(jí)別較高材料制造壓力容器移動(dòng)式壓力容器球形儲(chǔ)罐(容積≥50m3)低溫液體儲(chǔ)存容器(容積≥5m3)注：表中P代表設(shè)計(jì)壓力，V代表壓力容器的幾何容積。

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

9.3電氣設(shè)計(jì)

電氣部分包括動(dòng)力、照明、避雷、弱電、變電、配電等。一、供電1.供電電壓及負(fù)荷等級(jí)化工生產(chǎn)用電電壓最高為6000V，中小型電機(jī)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(jī)選用6000V，150kW以下電機(jī)選用380V；當(dāng)高壓為3000V時(shí)，100kW以上電機(jī)選用3000V，100kW以下電機(jī)選用380V。根據(jù)設(shè)備要求，將其電力負(fù)荷分成一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求最高，用電設(shè)備要求連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，突然停電將造成火災(zāi)、爆炸、機(jī)械損失及人員傷亡，或造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。2.供電中的防火防爆

《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)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(shí)間與危險(xiǎn)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(gè)危險(xiǎn)區(qū)域。

0區(qū)：正常情況下，連續(xù)、短時(shí)間頻繁出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在爆炸性氣體混合物的環(huán)境；1區(qū)：正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；2區(qū)：正常運(yùn)行時(shí)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(shí)存在的環(huán)境。在下列情況，危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)要作相應(yīng)變動(dòng)：離開危險(xiǎn)介質(zhì)設(shè)備在7.5m之內(nèi)的立體空間，對(duì)于通風(fēng)良好的敞開式、半敞開式廠房或露天裝置區(qū)可降低一級(jí)；封閉式廠房中爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)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(chǎng)所，可降低一級(jí)；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(xiǎn)區(qū)；而對(duì)地坑、地溝因通風(fēng)不良及易積聚可燃介質(zhì)區(qū)要比所在場(chǎng)所提高一級(jí)。電器設(shè)備選擇：區(qū)域爆炸危險(xiǎn)等級(jí)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(xiǎn)環(huán)境區(qū)域和爆炸物質(zhì)的類型、級(jí)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(biāo)志A)、

隔爆型(標(biāo)志B)、

防爆充油型(標(biāo)志C)

、

防爆通風(fēng)(或充氣)型(標(biāo)志F)

防爆安全型火花型(標(biāo)志H)

防爆特殊型(標(biāo)志T)。防爆電器選型

危險(xiǎn)區(qū)域0區(qū)、1區(qū)2區(qū)2區(qū)電機(jī)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(fēng)充氣、安全火花型任何一種防爆型防塵型移動(dòng)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(dòng)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(fēng)型隔爆、防爆充油防爆通氣、安全火花型隔爆、防爆通風(fēng)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(jì)條件

1.動(dòng)力設(shè)計(jì)條件生產(chǎn)特點(diǎn)，用電要求；提出設(shè)備布置平面圖，標(biāo)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(shí)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(biāo)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(biāo)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(hào)、警衛(wèi)信號(hào)；生產(chǎn)聯(lián)系訊號(hào)、電話、揚(yáng)聲器、電視監(jiān)視器等。4.避雷設(shè)計(jì)——按《建設(shè)物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—94）執(zhí)行，根據(jù)工業(yè)建筑的防雷等級(jí)，針對(duì)不同情況采取相應(yīng)的防雷措施。防雷等級(jí)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(shí)才能形成爆炸性混合物的場(chǎng)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(hù)的建筑物，如水塔、煙囪、木材加工車間等。

9.4自控設(shè)計(jì)（略）

9.5給排水設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)SHJ1080-1991煉油廠給排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

一、采暖采暖——在冬季調(diào)節(jié)生產(chǎn)車間及生活場(chǎng)所的室內(nèi)溫度，達(dá)到生產(chǎn)工藝及人體生理要求，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的正常進(jìn)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(fēng)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(fēng)作用。9.6采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)二、通風(fēng)通風(fēng)作用：排除車間余熱、余濕、有害氣體及粉塵。通風(fēng)方式：

(1)自然通風(fēng)——設(shè)計(jì)中指的是有組織的自然通風(fēng)（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(duì)密度差和風(fēng)壓進(jìn)行自然換氣。

(2)機(jī)械通風(fēng)——分三種①局部通風(fēng)——局部吸風(fēng)罩；②全面通風(fēng)；③有毒氣體的凈化和高空排放。工程名稱工程代號(hào)采暖通風(fēng)與空調(diào)、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)條件審核設(shè)計(jì)階段項(xiàng)目(或工段)名稱校核提資日期編制編號(hào)采暖通風(fēng)與空調(diào)局部通風(fēng)序號(hào)房間名稱防爆等級(jí)生產(chǎn)類別室溫/℃濕度有害氣體或灰塵事故排風(fēng)設(shè)備位號(hào)其他設(shè)備備注序號(hào)設(shè)備位號(hào)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(fēng)方式特殊要求(風(fēng)量、風(fēng)壓、溫濕度等)備注正(負(fù))壓/Pa潔凈級(jí)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(fēng)或排風(fēng)間斷或連續(xù)采暖通風(fēng)與空調(diào)、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)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(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)危險(xiǎn)性分類⑴貯存易燃、可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類按閃點(diǎn)分甲，乙，丙類，即：甲級(jí)貯存，乙級(jí)貯存，丙級(jí)貯存(庫存)⑵工藝裝置及其設(shè)備、機(jī)械、建筑物火災(zāi)危險(xiǎn)性分類按危險(xiǎn)化學(xué)品的閃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、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(jí)生產(chǎn)，乙級(jí)生產(chǎn)…….耐火等級(jí)建筑層數(shù)防爆電機(jī)電氣甲級(jí)生產(chǎn)貯存1.2級(jí)單層隔爆型乙級(jí)生產(chǎn)貯存1.2級(jí)1~3層放寬（充砂型，充油型）丙級(jí)生產(chǎn)貯存1~3級(jí)放寬2.預(yù)防形成爆炸性混合物⑴防止泄漏：防危險(xiǎn)化學(xué)品的跑，冒，滴，漏；⑵惰性介質(zhì)保護(hù)：N2、CO2、水蒸汽等；⑶通風(fēng)換氣；⑷安全監(jiān)測(cè)及連鎖（如多位閥）⑸色標(biāo)：如氣焊的氧氣膠管為黑色（或藍(lán)色），乙炔膠管為紅色。⑶根據(jù)不同危險(xiǎn)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(jī)、手機(jī)等)；⑵機(jī)械能轉(zhuǎn)化為著火源：摩擦，撞擊，絕熱壓縮等；⑶化學(xué)能轉(zhuǎn)化為著火源：自熱自燃，化學(xué)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(hù)，防雷，防爆電機(jī)電器，保護(hù)性接地接零，機(jī)器潤(rùn)滑消除摩擦，采用不產(chǎn)生火花的工具（銅制工具），嚴(yán)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(xì)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(gè)基本條件的相互作用，如規(guī)定氣焊工作點(diǎn)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(jì)，連鎖等；防泄漏：氣密性檢驗(yàn)等。7.運(yùn)輸安全要求8.儲(chǔ)存安全要求在選擇工藝操作條件時(shí)，對(duì)物料配比要避免可燃?xì)怏w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(shí)，在工藝生產(chǎn)允許的前提下，設(shè)計(jì)上盡量選用火災(zāi)危險(xiǎn)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