《生化工厂设计基础》复习思考题

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绪论

1、设计的含义是什么？作为工厂工艺设计成果形式有哪些？

设计设：筹划计：计划说定办事计划或设计图样是计划一个即将实施的项

目，然后依照计划的要求进行构思、制定方案、实施操作、绘制图样、进行施工、检验样本、通过设计方案的验收等整个环节的工作。总而言之设计就是设想、运筹、计划、预算的一个过程。成果形式：

?文字：设计说明书

?图纸：工艺设计图--施工图、工艺流程图、化工设计图、设备布置图、管道布置图?表格：设备一览表、物料衡算表、热量衡算表

2、何为工艺设计？何为非工艺设计？二者关系如何？

工艺设计：依照工艺要求，进行工厂设计，以各个车间、车间内部各工艺设计为主，提出设备参数，为非专业设计提供数据和要求，作为非工艺设计的依据。

非工艺设计：包括总平面布置，土建、采暖、通风、给排水、自动控制、制冷、环保等设计。根据工艺设计提出的要求，参照自身专业设计规范进行设计。关系：工艺设计为非工艺设计提出要求；非工艺设计服务于工艺设计，为工艺设计必要条件。设计中有冲突时，应尊重非工艺设计的标准、规范。

3、生化工厂工艺设计有何特点？

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既有化工设计的通用性又有生物特别性生物纯净度

好气、兼性、厌气三废处理难度不同

第一章：生化工厂的组成与总平图

1、一个综合性生化工厂一般由哪些部分组成？

?主要生产车间

原料准备、发酵、提取精制、包装（制剂）。?辅助车间

冷冻站、供气站、锅炉房、机修车间、化验室、中心试验室。?为生产服务的设施

给排水系统、配电站、厂区道路系统、仓库、堆场、行政及福利设施。

2、什么是总平面布置图？什么是平面示意图？

总平面布置图表达工厂各组成部分在平面上的相互位置关系。

平面示意图简化后的总平面布置图，仅是相对位置示意，而略去建筑等定位坐标，道路坡向，尺寸等的标注。

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其次章：新建工厂基本建设程序和工厂设计的组成

1、一个新建的工厂由计划建设到建成投产要经历哪几个阶段？各阶段又有哪些主要工作？一、准备阶段

?项目建议书?可行性研究?设计计划任务书?厂址选择二、设计阶段

三、施工、安装阶段四、试车、投产阶段

五、工艺设计与非工艺设计

2、什么是可行性研究？简述工厂建设可行性研究的深度与内容。

定义：为某一决策提供的研究，叫可行性研究。要回复的问题是做与不做，怎么做。

深度：

?投资机遇研究，在项目建议书之前，深度一般；

?初步可行性研究，在编写设计计划任务书之前，深度明显，包含设计方案；?最终可行性研究，在初步设计之前，可作为设计的依据，其所做的投资估算与

设计概算之误差在±10%。

内容（12个部分）：

1、总论（项目提出背景、研究依据和范围）

2、根据经济预计、市场预计确定项目建设规模和产品方案

3、资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施落实状况4、建厂条件、厂址选择方案及总图布置方案

5、工艺技术、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标6、主要单项工程、公用辅助设施、总体布置方案和土建工程量估算

7、环境保护、安全生产、劳动卫生、消防、GMP等要求和采取的相应措施方案8、企业组织、劳动定员和人员培训设想9、建设工期和实施进度10、投资估算和资金筹备11、经济效益和社会效益评价12、结论

3、工厂设计工作由哪几部分组成？什么是扩初设计？什么是施工图设计？

工艺设计和非工艺设计组成

扩大初步设计：在设计范围内做详细全面的计算和安排，只给结果，不给过程。使之足以说明全厂的轮廓性，不能用于指导，对已批准的初步设计进一步深化。

施工图设计：在设计阶段，以图纸形式，使施工者了解设计意图，使用什么材料。

4、何为施工图？何为竣工图？

施工图：施工阶段所作的图，细节上包括施工，材料、方法。如何检查施工是否到位等。

竣工图：施工中有改动的部分，在施工图上用红线画出，并盖章签字。完成工程与图一致

5、何为单位工程？何为单项工程？

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单位工程：指具有单独设计和独立施工条件，不能独立发挥生产能力或效益的工程，它是单项工程的组成部分。

单项工程：是指在一个建设工程项目中，具有独立的设计文件，竣工后可以独立发挥生产能力或效益的一组配套齐全的工程项目。

第三章：工厂总平面设计

1、工厂总平面布置设计的内容是什么?设计的主要依据又有哪些？

内容：

?厂区平面布置，主要是功能区块的划分；?厂区竖面布置，主要是标高与排水；?运输设计；

?厂区工程管线的敷设；?厂区的绿化、美化。

依据：设计任务书；厂址报告；车间工艺布置方案；工艺要求；厂区具体条件。

2、工厂总平面布置设计的主要原则是什么？总平面布置方式又有哪几种？

原则：

?????

应符合生产工艺要求，使生产作业线通顺、连续、短捷、避免交织来回；合理分区；

考虑生产安全、卫生、环保的要求；

合理布置厂区道路与出入口，避免人流、货流相互干扰；

因地制宜，尽量利用地形等条件，以俭约土地，减少投资，考虑近期和长期建设，使之相协调

方式：街区式；台阶区带式；成片式；自由式

3、总平面设计技术经济指标有哪些？分析各项指标有何意义？

指标：

????????意义：

厂区占地面积

建筑物、构筑物、堆场占地面积建筑系数（%）铁路总延长道路总延长

厂区利用系数（%）绿化系数（%）土石方工程

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4、何为地理测量坐标网？何为建筑施工坐标网？

地理测量坐标网又称制图网，是以一定的经纬度间隔按某种地图投影方法描绘的经纬线网格。线上注有经纬度，便于确定点位的地理坐标。

建筑施工坐标网其坐标轴与主要建筑物主轴线平行或垂直，以便用直角坐标法进行建筑物的放样。

5、何为风向玫瑰图？何为地形图？

风向玫瑰图（简称风玫瑰图）也叫风向频率玫瑰图，它是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用8个或16个罗盘方位表示，由于形状酷似玫瑰花朵而得名。

地形图（topographicmap）指的是地表起伏形态和地理位置、形状在水平面上的投影图

6、厂区道路的分类及道路的布置形式有哪些？分类：主干道，次干道，辅助道路，车间引道，人行道。

形式：铁路运输及其布置方式终点式；贯穿式；环状式。道路运输及其布置方式环状式；尽端式；混合式。

7、厂区道路主要技术指标有哪些？P39

路宽：

大型工厂：主干道：7~9米；次干道：6~7米。中型工厂：主干道：6~7米；次干道：4.5~6米。

路肩，车间引道，平曲线最小半径，最小纵坡，最大纵坡，交织口转弯半径，车间引道最小半径，纵向坡度最小坡度

第四章：工艺设计

1、工艺设计的任务是什么？（考）工艺设计的主要原则是什么？?选择生产流程?确定工艺条件?进行工艺计算?选择设计生产设备?进行车间布置设计

?为非工艺设计提供依据和要求

原则:

?按设计任务书进行，又不落后于形势?选择技术先进，经济合理的工艺流程?选择技术先进，运行可靠的生产设备?合理的机械化和自动化水平。?近期建设与长远发展相结合。?减少污染，保护环境。

?便利施工、安装，便于生产、维护。

2、生产工艺流程图有哪几种表达方式？并写出初步设计阶段带控制点的生产工艺流程图的设计方法及步骤。

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方框图、设备流程图、带控制点的生产工艺流程图。

设计方法及步骤：生产工艺流程示意图：弄明白原料变成产品要经过哪些单元操作，其次要确定采用何种操作方式--间歇或连续。

生产工艺流程草图：一、计算、确定计量和贮存设备的容积以及决定这些容积型设备的尺寸和台数

二、主要解决生物反应过程和化工单元操作的技术问题，如过滤面积、传热面积等，对专业设备和通用的设备进行设计或选型生产工艺流程草图

?确定图纸幅面和绘图比例

?用细实线画出各台设备的外形轮廓。?根据相关规定，用不同符号画出设备的管道连接和滚动方向，管道上各种阀门和仪

表的位置。

?对设备标明编号和名称。对管道按不同设计阶的要求，进行标注

?所采用的介质和阀门符号均需在流程图右上方列出图例及必要的文字说明

3、初步设计阶段带控制点的生产工艺流程图与施工图设计阶段带控制点的生产工艺流程图，两者的设计深度和表达内容有何异同？主要区别在于图样表达的深度不同。

总的方面讲，初步设计的表达比较粗略，画得较为简单，而施工图设计的表达较为细致、详细，内容更深入，更完善，更丰富，画面更繁杂。具体表现内容不同设计阶段中带控制点工艺流程图的区别

设备

主辅管道

设备数量设备轮廓设备位置

按生产流程

对主要和关键顺序自左到管道旁路系统

并联的一致的设备稍详细右不画或简单画

初步设计设备可只绘的设计设备间的高管道只标初定

制一台次要设备的考度方向上的管径、壁厚尺

虑比较粗略相对位置符寸

合习惯即可

各层设备的位置，绘制在相应的层次上，并用标高符号标注各层次的标高

与设备连接的所用管道包括旁路系统和门阀表示明白管道增加标注管道编号和工段、设备等

仪表控制

控制阀组旁路系统可略

施工图设计

设计中所选用的所用工艺设备都要在流程图中反映次要设备也要周密设计，设备的表示较明白、详细甚至剖视画

对仪表、特别是自动系统的表示较详细、确凿反映实际状况

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4、简述初步设计阶段之工艺设计的内容与深度。

内容方框图、衡算图、工艺计算、选择设计设备型号及台数、车间工艺布置、初步设计图。深度：P15

5、全厂初步设计说明书的编写应包含哪些内容？（了解p11)

6、工艺部分初步设计说明书的编写有哪些内容？P13

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7、工艺设计应向协同设计的相关专业提交设计条件与要求的资料有哪些？P16考填空

初步设计P165、7、8、11、17

施工图设计：P191、3

第五章：工艺计算

1、车间物料平衡计算的依据有哪些？计算的内容包括哪几方面？依据：质量守恒定律

计算包括：

2、车间热量平衡计算的依据有哪些？计算有内容包括哪几方面？

依据各工序的热力条件及物料衡算；供热与制冷方案；蒸汽冷凝系统与凝结水的利用；车间环境的空调要求；热量衡算的基础数据。

计算包括1各工序的传热量2各设备用汽及耗冷量3换热设备的传热面积

3、设备的设计与选型应依据什么来进行？请以啤酒厂的过滤槽为例，说明设备的设计计算应如何进行。依据：

?由工艺计算确定的成品量、物料量、耗汽量、耗水量、耗冷量等?工艺操作的最适外部条件（温度、压力、真空度等）?设备的构造类型和性能例子：

4、请以啤酒厂糖化车间的CIP清洗系统为例，说明系统设备的设计计算应如何进行？又有何依据？

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第七章：车间工艺布置

1、写出车间工艺布置设计的主要原则。

?满足工艺要求、保证连续生产?创造良好的操作条件?便于安装、检修

?工艺管线应分类集中布置?安全与卫生要求

?通道、门、楼梯的合理安排?整个布置应尽量减少占地面积

2、车间工艺布置设计的依据有哪些？车间工艺布置设计的内容又是什么？

依据：必要的生产资料p144

?生产工艺流程图

?物料衡算数据及物料性质?设备资料

?公用系统耗用量

?土建资料和劳动安全、防火、防爆、卫生等标准和GMP?车间生产对通风、空调、空气净化的要求?厂区总平面布置

?有关布置方面的一些规范资料内容:

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厂房整体布置和轮廓设计

设备排列布置车间附属工程车间布置设计说明

3、初步设计设备布置图与施工图设计设备布置图，两者的设计深度和表达要求有何异同？

初步设计：

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4、设备布置图上的厂房建（构）筑物与设备应标注出哪些内容？如何标注？P196-201

5、何为首页图？何为安装方位标？

首页图：车间内设备布置图需分区绘制时，提供分区概况的图样

安装方位标：设备布置图应在图纸的右上方绘制一个设备安装方位基准的符号

6、何为建筑模数？何为相对标高？

建筑模数是指选定的尺寸单位，作为尺度协调中的增值单位柱距跨度层高等必需是300mm的倍数

相对标高是把室内地坪面定为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。

第八章：管道设计与布置

1、管道设计的内容是什么？管道设计的依据又是什么？

内容

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依据

管道的设计计算

管道布置图P174管架、特别管件等的制造图管道安装材料明细表管道施工说明书

生产工艺流程图

设备平面、剖面布置图和管口方位图设备施工图

物料衡算和热量衡算资料厂房建筑平面与剖面图

厂区地质状况（地下水位和冻土层）

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2、管道的工艺设计计算包括哪几方面？

?管径、壁厚计算?管道压力降计算?管道热补偿计算

3、管道工艺设计的一般原则是什么？管道材料的选择应考虑哪些因素？

原则

???????经济性

操作及运转性安全性维护检修施工性

充分考虑造型美观防止污染问题

因素

根据输送介质的化学性质，滚动状态，温度，压力等因素，经济合理地选择管道材料

4、何为管段图？（考）何为蒸汽伴管系统布置图？

管段图：表达一个设备至另一个设备（或另一管道）间的一段管道的立体图样

蒸汽伴管系统布置图：表达车间内各蒸汽分派管与冷凝液收集系统平、立面布置的图样

5、车间管道布置图应表达哪些内容？如何表示？如何标注？P196

内容

?一组视图?尺寸和标注?分区简图（考）：说明车间分区的简单状况?方位标?标题栏表示

?建（构）筑物?设备?管道

?管件、阀门、控制点?管架

?仪表盘、电气盘?方位标

标注（内容有：管径、物料、定位尺寸、安装标高、物料流向、管道坡度及管架等）

?定位基准

?管道

?管件、阀门、仪表控制点

?管架

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第九章：技术经济与设计概算（不考问答）

1、何为设计概算？设计概算所包括的四部分费用指的是什么？

设计概算：大约计算工程的建设投资，设计概算是初步设计文件的重要组成部分设计概算所包括的四部分费用（考填空）

?第一部分“工程费用〞?其次部分“其他费用〞?第三部分“预备费〞、

?第四部分“应列入项目概算总投资中的几项费用〞。

2、什么是单位工程概算？什么是单项工程综合概算？

单位工程概算：指在初步设计阶段(或扩大初步设计阶段)，根据单位工程设计图纸、概算定额(或概算指标)，以及各种费用定额等技术资料编制的单位工程建设费用的文件。单项工程综合概算：包括单项工程的全部建设费用单项工程综合概算是以单项工程为编制对象，确定建成后可独立发挥作用的建筑物或构筑物所需全部建设费用的文件，由该单项工程内各单位工程概算书汇总而成

3、什么是固定成本？什么是可变成本