化工设计概论第二章3

第二章化工厂设计概述2.1我国化工厂基建的一般程序基建：基本建设的简称，一个项目从设想到建成投产的过程。我国化工厂基建的程序如下：前期资料（信息）收集整理工作项目建议书初步或详细可行性研究初步决策、工程评估、最终决策计划任务书投资决策期（阶段）初步设计扩初设计施工图设计

施工设计及施工期（阶段）试生产正式投产运行试生产期（阶段）化工厂基建分成三个阶段，其它行业工厂的建立程序也大抵如此。2.1.1项目建议书定义：将收集到的有关项目的资料（信息）整理成文，由某地区、部门、企业向其上级主管部门提出的申请项目投资立项的文件。项目建议书应该包括的主要内容（章节）：（1）、项目的背景、意义；（2）、产品价格和市场需求预测分析；（3）、产品方案和建设规模；（4）、工艺技术路线和技术来源；（5）、原料、燃料、动力、水的供应、运输，产品运输等；（6）、厂址选择和厂址条件；（7）、环保方案；（8）、消防及安全措施；（9）、工厂定员及人力资源来源；（10）、投资估算、资金筹措方案；（11）、基建及投资规划；（12）、经济效益初步分析与评价；（13）、结论及建议项目建议书的实质：想投资该项目的主体，将它前期收集的所有资料（信息），经过加工（初步定量计算、并结合专家经验）处理，按以上主要章节整理成一本文件。其目的就是要打动上级决策者，让决策人下决心上该项目。项目建议书被批准后，才能往下接着进行项目的可行性研究。2.1.2项目的可行性研究（简称“可研”）可行性研究的定义：根据国家、地区、行业、部门的经济整体规划或布局，对拟建项目的技术、经济和工程、安全、环保等问题进行详细的研究与分析。就该项目是否该建、是否缓建、如何建提出建议，为投资决策提供更可靠的依据。

可行性研究报告（按内容深度分）初步可行性研究详细可行性研究

可行性研究报告（根据资金来源、投资额、重要性）业主自行委托上级主管部门指定可行性研究报告，必须由有相应设计资质或咨询资质的单位来完成。可行性研究报告的实质：主要内容就是项目的技术经济分析报告，要求针对业主自己做出的项目建议书的内容逐一地进行论证研究与分析。相对于项目建议书，可行性研究报告在以下方面需要加强：（1）、重新收集信息资料，尤其是要求重新做市场预测分析；（2）、做初步的工艺计算，对项目的投资、产品成本、经济效益尽可能详细估算；（3）、加强不确定性、风险性分析；（4）、得出明确的结论与建议项目的可行性研究十分重要，是基建程序中替国家、业主把关的关键步骤2.1.3计划任务书（设计计划任务书）来源：项目可行性报告经过论证会（评审会）通过后，上级主管部门将下达“关于××项目可行性研究报告的批复”和“关于××项目的设计计划任务书”。定义：由上级主管部门对拟建项目的地点、规模、投资、建设期、劳动定员等问题，下达的“规定性”文件。它和可行性研究报告一起，共同作为项目的设计依据。关注我国投资体制的改革问题：（1）、财政资金和限制目录；（2）、谁投资、谁决策、谁收益、谁承担风险的原则；（3）、国家宏观调控下，市场配置资源的原则。2.1.4化工项目基建的设计阶段

化工项目设计（按设计深度）初步设计（基础设计）扩初设计（扩大的初步设计）施工图设计（施工设计）一、初步设计是设计深度最浅的设计阶段，一般只要求：1、PID图；2、物料及热量核算计算；3、对土建、公用工程提出要求；4、对工厂布置（总图）和车间布置提出要求、建议；5、工程概算；6、初步设计说明书。这就是所谓的“三段设计（设计的三个阶段）”二、扩初设计在初步设计的基础上，针对工程的关键技术（主要指关键设备、关键工艺）工段，补充以下文件：1、关键设备设计图纸；2、关键设备的布置图；3、关键工艺工段操作说明；4、扩初设计说明书。注意：对于有设备创新、工艺技术创新的化工工程，扩初设计阶段是十分必要的。

但总体而言，扩初设计只是从初步设计到施工图设计的一个过渡阶段，它还不能指导施工建设。三、施工图设计这是最详细、最深入的工程设计阶段。只有它的设计文件，才能交给施工队进行施工建设。是针对初步设计或扩初设计的完全具体化。对化工工艺部分的设计，施工图设计要出的主要文件：1、PID最终版；2、UID图；3、所有设备的施工图；4、平立面布置图；5、配管图（配管设计图）；6、施工材料明细表；7、工程预算书；8、施工图设计说明书。等等。注意：按项目工程的大小及复杂程度、上级主管部门的要求、设计能力等情况，设计阶段分成三种情况：简单工程：一步直接做施工图设计中等复杂工程：初步设计

施工图设计复杂、创新工程：初步设计扩初设计

施工图设计最后的落脚点都是施工图设计每步设计对要进行严格的审查问题：为什么要将设计进行分段？2.1.5化工项目（工程）的试生产化工项目（工程）试生产的顺序（步骤）：1、清理现场2、清洗设备及管道（水洗、气冲，并注意清洗顺序）3、设备的单体试车（以水代料）4、整个工程以水代料联动试车5、投入物料进行试试车注意：期间穿插人员的安全、健康、工艺操作培训。此外，试生产一般处于非正常工况。2.2工艺包设计1、工艺包的定义工艺包是一个专用的技术名词，特指某个化工产品生产技术方面的全部技术文件的总和。工艺包是一个化工厂工艺的核心技术文件。工艺包的来源国内高等院校、研究院所国外专利商2、工艺包（工艺包设计）的主要内容（1）、工艺包的范围；（2）、工艺的详细说明（原料、公用工程、产品规格，操作条件及流程说明，控制方案，物料性质等。）；（3）、物料及能量核算；（4）、PID图；（5）、设备一览表（设备规格、材质、数量等）；（6）、布置建议；（7）、化验、检修要领等。

从工艺包的内容来看，它基本达到了工艺初步设计的深度。我国设计院基本都是从接手工艺包开始，直接做项目过程的扩初设计和施工图设计。2.3化工工艺设计的内容与步骤化工厂设计除了化工工艺设计外，还包括工厂总图设计、厂房土建设计、公用工程设计、外管设计等等。

但化工工艺设计是整个化工厂设计的核心。化工工艺设计贯穿初步设计、扩初设计、施工图设计每个阶段。

一个化工流程的特性（特点、特征、性能）决定于它内部的一些特性参数：化工流程的特性参数流程的单元结构参数单元的种类、数量单元之间位置关系流股走向关键单元设备的特性参数关键工艺工段的操作参数化工工艺设计的内容与步骤第一步：流程组织（过程合成）第二步：物料衡算及热量衡算第三步：设备设计及选型第四步：PFD图及PID图的设计与绘制第五步：车间流程的平立面布置设计第六步：主要材料表及概（预）算（工艺部分）第七步：对流程的技术经济分析第八步：编写工艺设计说明书内循环优化外循环优化工艺设计不是一蹴而就的，要做许多回合的优化调整。内循环优化：在流程结构不变的前提下，通过修改、调整流程内部的部分设备参数和操作参数，来对流程进行优化设计。外循环优化：在内循环优化不能满足优化目标的情况下，重新做流程组织，对流程结构进行改头换面的大变动，而达到对流程进行优化设计的目的。内循环优化经常用于老流程的改造，并对实验室研究开发有指导意义。外循环优化经常用于新厂设计时，对多个流程方案进行分析比较。

二层循环优化设计，工作量巨大，手工设计很难完成，只有靠计算机辅助设计。从化工工艺设计的内容与步骤可以看出，设计、技术经济分析、计算机辅助化工设计三者之间的关系：（1）、设计出一个或几个较优的流程是设计的最终目的；（2）、技术经济分析是判断流程优劣的依据（标准）；（3）、计算机辅助化工设计是设计的有力手段。注意：（1）、在PID图中，关于管路的信息、控制回路的信息十分丰富。（2）、根据设计的不同阶段，化工工艺设计的深度也相应变化。

PID图样本2.4化工厂设计中的一些全局性问题2.4.1化工厂厂址的选择厂址选择是在基建的投资决策阶段必须解决的重要问题，由工艺系统专业部的总图专业牵头完成。是项目建议书、可行性研究报告中必不可少的内容。化工厂厂址选择的结果，直接影响到设计、投资、运营成本、生产情况。一、化炎工厂厂百址选择伞的工作请程序厂址选择尘准备阶段现场考明察工作多方案焦比较完成厂孙址选择球报告从全厂絮工艺及津发展的旧眼光出报发，确曲定用地奸大小，友初选几还处，收轻集当地邪水文、狂地质、织天气、代人文、壮历史、胜用地政求策、投结资政策弄等信息堂。在项目建乓议书阶段妙不强求有玻选址报告造，但选址愤报告一定熊要同步于蠢可行性研沈究报告（寒或先于“着可研”）宪完成。可屑以作为可项行性研究龟报告的独塌立章节。二、化工聚厂厂址选泉址的几个盲基本原则1、应睬符合国运家、地影区、行嘉业、部锈门发展循大局的火需要；2、应坐选在原浊料、燃许料、动剑力充足逮，运输肯方便，刊产品销射售便利调的地区淋。并在歉公用工届程、生柏活设施掉有良好笋基础的跨地区；3、化音工厂厂内址附近检应该有隐良好、术充足的御水源；（化工类趟企业对水亲有强烈的怠需求依赖并）4、应市该注意仰节约用乓地及占馆地种类狠，并考舍虑工厂庆发展的苗需要；5、应考兼虑附近居投民的安全便与健康，滔厂址的气砌候及防灾浪害能力。6、避衬免建在枣国家或炒地区的刚水利、逃历史、羞自然、银文化等蹲各类保翻护区。此外，厂南址地方的辆投资及税肿收政策、驳人力资源歉及成本、遭管理是否消方便、协伞作关系等扛社会因素青也应综合但考虑。2.4滔.2际化工降厂总图摄布置总图布置浊（工厂布瞒置、总图架运输），伪由总图专使业牵头完情成。化工厂茎广义的矛“车间剧”包括幕以下部飞分：化工厂主要生产代车间辅助生拌产车间最（机修剂、电仪绵修、中抚央化验碑室、仓康库等）服务型车李间（厂区坝办公楼、保职工宿舍斜、医药、事食堂等）公用工程呜车间（水牙、电、汽肾、气、冷联冻）主要生产枣车间的含虫义：车间输入物流输出物流特点：输入物流饱和输出物坝流，其物氏质在分子繁层面、形不态、纯度家等性质发观生了变化拴。一、总若图布置霸的定义在全面掌瓶握工厂工岭艺概况的垒前提下，揉结合厂区衰的各种内美、外部条还件，对化朝工厂的所矩有车间在绝厂址范围飞内进行合服理的布局观，以期获善得安全、耐经济的人河流及物流妄流动路线秋。总图布置挎样图二、化工默厂总图布眠置的几条皮基本原则1、应尽肯量考虑生喜产工艺流燃程的要求阿，避免物梦流交叉，清缩短物流稳路线。并什尽量减少醉人流和物扫流的交叉膊。1231232、对阅公用工躬程有大汪需求的品车间，熊应考虑口其与外直界的联茫系，并情尽量靠粘近其供采应源。青同时遵躺守“负荷集愿中”原则钢。3、厂煌区内与鱼外界有锦大运输仍量的车据间应尽遥量布置究在厂区旋外缘。4、厂宗区内同损类型或垮相似类斜型的车不间应尽评量集中则布置。戏（“同类集中”原则）（如制槐药厂内厌同类药窃品种、刑剂型集峡中，放齿射、有忽毒、易雄燃易爆锋类分别殃集中）5、厂区贪布置应考恐虑防火、童防爆及卫灵生健康的路要求。（易燃篮易爆车献间不要蜂布置在钞厂区中海央，并棚考虑相增邻车间摘的安全仁。有粉辛尘、气氏味的车喇间尽量保布置在耻下风口笛）6、工厂湿布置应考脆虑工厂、翼车间发展剥的需要。2.4.饿3化疏工厂的车廉间布置一、化懒工厂车粮间的构糟成生产部萍分原料工丘段生产工段成品工段回收工段控制室辅助部分变配电挑室通风空调于室车间化验移室机电仪捐修室各类中械转室生活部分车间办公撒室工人休息搅室浴室及更忌衣间卫生间化工厂的岸一个车间车间布猴置的任系务：在化工论厂总图浴布置的浅框架下慈，按车邻间生产公流程的偶工艺要悦求，同疏时考虑啦安全、溉操作方收便、设筝备维修谊、经济杨合理等键因素，疑将车间邪内生产拘部分、桨辅助部清分、生贸活部分配的所有蛾硬件（眠主要是类生产流趟程中的框所有设鞠备），联在车间稼厂房的极三维空腿间内进体行合理示的布局销。车间布置（车间嗽平立面鸭布置）车间各层东平面布置限图车间的抖立面布敞置图（笔各种剖运面）车间平游立面布杏置需要猾的主要掠资料：1、化工漆厂总图布邀置图，厂造房土建结询构图；2、P培ID图博；3、物料轨衡算及能蝴量衡算结级果、物性饮数据；4、设准备一览叙表（尺甜寸、重国量、安联装及保诊温情况调）；5、车辽间公用殊工程用事量及车讨间外管眯情况；6、车间贯定员（人剪数、男女肥比例、倒子班情况）牌。车间平蛛立面布重置样图配管设计丧样图化工厂懒总图布辽置与车萄间布置奸的关系雅：1、总仍图布置牛是大局友，车间目布置是链局部。鹊车间布搜置服从祥于总图倍布置；2、总图劝布置先完停成，再进探行车间布尖置。少数垫情况下，猾二者可能泥同步进行毅。2.5猎化幕工厂设达计的部抵分参考转资料在工艺包伞设计和化昆工工艺专缝业设计的察过程中，蚕设计人员灰需要查阅抗许多参考撒资料，才尺能正确完巨成设计任笨务。例如伞，项目产次品牵涉到看的化工基础骡数据及其吊估算方法养、产品生哨产流程信战息、产品摄生产流程悦中相关主起要单元操丛作技术要倾点、产品染设计需要稍遵守的各嫁类设计规纱范、行业丧各类标准熄设备图集沙、一些化片工厂设备蓄或仪表或嚼管件的产翠品样本以勺及一些与专设计有关粪的工艺技劲术评价和冒工艺经济铲评价方面胃的参考资烧料等等。化工设计交的参考资壁料主要来蹲源于以下泰四个方面狐；1、各补类化工将方面的