设计概论、设备布置、管道布置 第一节课：设计概论

1、设计概论、设备布置、管道布置大纲一、设计概论二、总平面布置三、工艺及系统设计四、设备布置五、管道布置六、3D与化工设计行业一、设计概论一、设计概论 1、化工行业的特点属于流程制造业产品品种多原料品种多生产方法多产品特殊性多。易燃易爆有毒腐蚀危险、固液气能源消耗大生产条件变化大（高温高压、深冷负压）属于资源、资金、技术高度密集型工程。属于服务性行业。一、设计概论 2、设计阶段划分与成果 1）前期工作阶段（1）确定前期项目管理组织机构（2）区域/行业规划（3）投资机会研究（4）厂址选择（5）市场研究（原料、产品）（6）方案研究/预可行性研究（7）资金筹措（8）可行性研究及审查（9）规划选址预审及用

2、地预审（10）环评报告、评估及审批（11）项目申请报告，评估及核准/备案（12）安全预评价、审查及批准（13）职业病危害预评价、审查及批准（14）社会影响专题评价（15）项目立项节能评估一、设计概论 2、设计阶段划分与成果 2）项目定义阶段（1）确定工程建设管理模式和实施方式，建立项目管理组织机构（2）用地规划正式许可（3）工艺技术选择，工艺包设计及审查（4）编制项目统一规定以及确定设计原则、技术标准、设计基础（5）编制总体设计、审查和批准（6）地质勘探（7）基础工程设计、审查和批准（8）确定采购策略及项目采购规划（9）关键长周期设备订货（10）可施工性研究（11）办理征地手续（12）办理建设

3、工程规划许可证（13）“四通一平”（通水、通电、通路、通信，场地平整）（14）建筑工程施工许可证和项目开工报告编审（15）建设资金落实（16）确定监理承包商和工程承包商一、设计概论 2、设计阶段划分与成果 3）实施阶段（1）确定生产管理模式、建立生产准备/试生产组织机构、生产准备与人员培训（2）编审总体统筹控制计划（3）工程监理（4）质量监督（5）详细工程设计（6）工程采购（7）地基处理（8）土建工程（9）安装工程（10）生产准备（原材料及公用工程等生产资料准备）（11）单机试运、吹扫气密（12）“三查四定” 、工程中间交接（三查：设计漏项、查施工质量及隐患、查未完工程量。四定：定任务、定人员

4、、定措施、定整改时间）一、设计概论 2、设计阶段划分与成果 4）试运行及竣工验收阶段（1）联动试车（2）试生产方案的安全报备（3）特种设备注册登记（4）消防验收及环保预验收（5）投料试车（6）职业卫生、劳动安全、环保专项验收（7）生产考核与标定（8）交工验收（9）竣工决算（10）项目审计（11）项目档案验收（12）竣工验收一、设计概论 2、设计阶段划分与成果 5）各阶段主要成果（1）可行性研究报告（2）方案设计（初步设计、方案设计、安全设计等）（3）基础工程设计 或 整体设计 或 初步设计（4）安全设施设计专篇（5）消防设计专篇（6）职业卫生设计专篇（7）工艺包设计（8）详细设计（施工图设计）

5、一、设计概论 3、专业划分与流程化作业 1）专业划分一、设计概论 3、专业划分与流程化作业 2）流程化作业设计输入：各部门批文、地质水文报告、公用工程和原辅材料及市场、技术供应等资料 工程设计：各专业工作手册 # 各专业管理规定# 各专业技术规定 # 各专业计算规定设计输出：各类报告、各专业施工图纸等文件二、总平面布置 二、总平面布置 生产车间2污水处理变配电站生产车间3生产车间1综合楼门卫消防水池事故水池2014.12华东理工大学12二、总平面布置 XX项目总体公用工程生产装置辅助设施总图外管电气电信给排水聚合精制包装综合楼研发中心门卫变配电站动力站消防水站仓库二、总平面布置 总图布置的任务

6、：就是要总体解决全厂所有的建筑物和构筑物在平面和竖向上的布置，运输网和地上、地下工程技术管网的布置，行政管理、福利及美化设施的布置等问题。 总图布置的原则： 1、保证径直和短捷的生产作业线，尽可能避免交叉和迂回，使各种物料的输送距离为最小。管线综合（外管架、地下管道、电缆等）道路布置 2、将水、电、汽耗量大的车间尽量集中，形成负荷中心，并使其与供应来源靠近，使水、电汽输送距离最小。 3、使人流与货流的交通路线流畅而短捷，避免交叉和重叠。 4、严格遵守防火和卫生等安全规范及标准绿化布置 5、重点是防止火灾和爆炸的发生各构建筑物间距（安全） 6、要考虑一旦发生危险时能及时疏散和有效援助 7、布局要

7、有较大的弹性，对工厂的发展变化有较大的适应能力。三、工艺及系统设计 1、工艺的专业划分 专业研究对象工作重点主要发表资料/成品责任工艺专业1.化学反应2.传热3.传质（流体力学）1.物料平衡计算2.热量平衡计算3.设备计算4.工艺流程1.PFD2.工艺设备数据表3.工艺说明4.建议布置图对生产技术可靠性负责工艺系统专业1.流体力学2.安全3.可操作性1.管道流体力学计算2.泵的计算3.管道附件计算、选择4.安全可操作性研究1.PID,附管道命名表2.特殊管件数据表3.界区条件表4.公用工程平衡图和公用工程管道及仪表流程图(UID)对系统的安全性和可操作性负责三、工艺及系统设计 2、工艺的施工图

8、内容 三、工艺及系统设计 2、工艺的施工图内容 四、设备布置 1、设备布置的一般性原则 1） 露天化布置 优点 易于易燃易爆、有毒气体扩散 防爆通风要求降低 建设投资省，建设周期短 必要条件 自动化程度高，不频繁操作 检修周期长，不经常拆卸 适用场合 炼油、石油大化工、环境污水项目 操作单元：塔、换热器、储罐、泵等密闭操作单元 不适合场合 精细化工、化纤、医药 操作单元：加料、包装、间隙操作、洁净度环境、气候影响 更多场合采用半露天化：有顶无墙、花墙、百叶墙、气楼四、设备布置 1、设备布置的一般性原则 2 ） 流程化布置 不迂回，兜圈子，按照工艺流程顺序排布 利用管廊两侧空间3） 多工艺联合布

9、置（一体化布置） 减少各工艺分割布置，减少投资、加快进度 大大地节省了土地，工序间没有安全距离（尼龙11、氯氢处理）4） 建（构）筑物轻型化 工厂化制作、施工快速、投资省 便于管道、线缆的穿越施工四、设备布置 1、设备布置的一般性原则5） 一般性原则：整齐、美观、经济 成排、成规则布置6） 一般性原则：方便安装、操作、维修 在人体工程学涉及的空间内布置 超出后，搭建梯、平台、起重设备辅助安装、操作、维修7） 一般性原则：预留发展空间四、设备布置2、安全设计 协调厂房各专业的设计，区别于民用设计 开展安全设计（QHSE），主要体现在：防火、防爆、防毒、防腐、防坠落、防烫、防污染 安全设计三重对策

10、（一次危险到二次危险） 预防二次危险发生（火源、上风向、露天、电气防爆） 限制二次危险（设备和建构筑物间距、防火墙、防爆墙） 抢救、疏散（消防道和器材、两个出入口、洗眼器）四、设备布置3、防火设计厂房等各专业的【防火设计】，确定防火类别、防火分区、间距、耐火等级等。各专业均按此要求设计。 防火类别的确定：石化规、建规只能选择一样。或为主。四、设备布置4、防爆设计 建筑专业：隔爆、泄爆（墙、顶、地面）；半敞开墙；泄爆面积；双门；不发火地面；光照的窗等 电气、自控、电信专业：防爆区域划分图；防爆电气（电机、开关、电梯、照明、静电接地、自动报警、连锁等） 暖通专业：通风、事故排风、正压通风、局部排风

11、 管道专业：不穿墙、高点排放四、设备布置5、防毒设计 建筑专业：通风好；半敞开墙；通道；楼梯等 电气、自控、电信专业：自动报警、连锁等 暖通专业：通风、事故排风、正压通风、局部排风 管道专业：增加强度设计；减少管件 系统专业：废气处理系统四、设备布置6、防腐设计与材料相关的各专业 建筑专业：地面、收集池、门天花等 给排水专业：强酸强碱污水输送方案；洗眼器；淋浴器 管道专业：材料选择；增加强度设计；减少管件五、管道布置1、管道布置原则统筹各专业规划，合理布置（电仪、采暖通风、工艺）满足操作、维修、停车需要充分利用能量，冷热介质集中布置便于安装检修（小泵、大泵上的阀门）美观、整齐五、管道布置2、管

12、道材料设计温度、压力材质种类、尺寸种类连接件（焊接、螺纹、法兰、承插、卡箍）常用阀门、管件保温、保冷常识防腐、色标五、管道布置3、管道机械热胀冷缩时支吊架设计补偿的形式（增加弹性来补偿、U型L型弯、弹簧支吊架等）六、3D与化工设计行业1、图面设计类型：2D 产品形式（真实空间靠人脑转换）手工绘图、计算机辅助ACAD3D 立体设计（数据、图形机器转换）不仅仅是展示，而是材料采购2、SMART 3D：从布置拓展到计算、材料、施工 期待：3D设计 直接到3D打印。是化工设计的一次革命华东理工大学多专业协作一体化30 调试 现场材料流- 安全- 培训- 设施管理避免干扰施工和安装文档四维施工排序五维成

13、本估计采购 (BOM)构建时验证工厂/过程集成钢结构、细化设计、制造建筑结构空调、给排水管道设备、电气、电缆敷设布局/流程土木工程当前项目实现的虚拟工厂优势建筑信息模型的三维/五维价值流优势未来优势设施管理运维管理设计建造中交（机械竣工）运行和维护为SP创建一个首尾相接的无缝连接过程OEC跨越整个项目生命周期!采购PMCBIM: 连接数据课后：资料准备课后：化工设计资料准备1、教科书类纸质：化工厂系统设计蔡尔辅 石油化工管道设计蔡尔辅2、标准规范类（设备布置、管道布置） 建筑设计防火规范GB50016 石油化工企业设计防火规范GB50160化工装置设备布置设计规定 HG/T 20546 化工装置管道布置设计规定 HG/T 20549工业金属管道设计规范 GB 50316石油化工管道柔性设计规范 SH/T 3041 特殊设备监察规程工业管道设计规范 华东理工大学资料准备工业设备及管道绝热工程设计规范 GB50264化工设备管道外防腐设计规定 HG/T 20679设备及管道保冷技术通则 GB/T 11790 设备及管道保冷设计导则 GB/T 15586 设备及管道保温设计导则 GB/T 8175 设备及管道保温技术通则 GB/T 4272 石油化工设备管道涂料防腐蚀技术规范 SH 3022 石油化工厂区竖向布置设计规范 SH/T 3013 压力管道安全技术监察规程TSG D0001简