高分子材料工厂工艺设计-第7章-非工艺项目的设计条件

第七章非工艺项目的设计条件工厂基本建设过程1.设计前期（项目建议、可行性研究、任务书）2.初步设计3.施工图设计4.施工、试车、验收1.厂址选择

2.总平面设计

3.工艺设计1.工艺流程设计2.工艺计算（物料与热量计算）3.设备的选型与设计4.车间布置设计5.管道设计6.非工艺项目的设计7.车间劳动定员及组织管理制度8.工程概预算9.技术经济分析10.安全生产与环境保护我们所在的位置工艺专业

PK非工艺专业主导作用协作非工艺专业：是指除了工艺专业人员可以自行完成的设计任务外，须其他专业人员配合完成设计任务的专业以工艺专业提出的设计条件为基本依据互为影响，相互依赖工艺专业人员在设计中的主要任务：全面地进行工艺设计任务；组织和协调设计工作（主要解决好工艺专业与其他专业的关系，以及其他专业之间的长系）；为其他专业设计提供比较完整而确切的设计依据和条件。设计中的非工艺专业一般有:建筑专业、设备专业、电气专业、仪表控制专业、采暖通风专业、热工专业、给排水专业等。非工艺设计项目一般包括：(1)土建设计(2)电气设计(动力电、照明电、弱电、避雷）(3)自动控制设计(4)设备的机械设计(5)公用工程设计（给排水、供电、供热与冷冻以及采暖通风等）(6)技术经济等设计成果形式：设计说明书，图纸表格.说明书主要包括：所接收的工艺专业对本专业提出的设计条件、界定本专业的设计范围。采用的主要设计标准与规范，经论证、比较选择所确定的本专业技术方案；经分析与计算以及选型所得出的有关设备、材料的规格型号、尺寸、数量等结果。7.1土建设计条件土建设计：建筑设计主要是根据建筑标准对工厂的各类建筑物进行设计。应将新建的建筑物的立面处理和内外装修的标准，与建设单位原有的环境进行协调。对墙体、门、窗、地坪、楼面和屋面等主要工程做法加以说明;对有防腐、防爆、防尘、高温、恒温、恒湿、有毒物和粉尘污染等特殊要求，在车间建筑结构上有相应的处理措施。结构设计地基处理方案，结构构件，如基础、柱、楼层梁等的设计；对地区性特殊问题（如地震等）的说明及在设计中采取的措施，以及对施工的特殊要求等等。建筑专业和结构专业1.气象、地质、地震等自然条件资料。气象资料，对建于新区的工程项目，需列出完整的气象资料；

地质资料，地质土层分布的规律性和均匀性，地基土的工程性质及物理力学指标，软弱土的特性，地下水的性质、埋深及变幅，在设计时只应以地质勘探报告为依据。

地震资料，地震情况及特点，场地地震基本烈度及其划定依据，以及专门机关的指令性文件。2.地方材料。简要说明可供选用的当地大众建材以及特殊建材（如隔热、防水、耐腐蚀材料）的来源、生产能力、规格质量、供应情况和运输条件及单价等。3.施工安装条件。当地建筑施工、运输、吊装的能力;生产预制构件的类型、规格和质量情况。4.当地建筑结构标准图和技术规定。7.1.1土建设计依据7.1.2土建设计条件及内容向土建专业提供设计条件分二~三次集中提出一次条件提供工艺流程图及简述提供设备布置平、立面布置图，加注说明楼面的承重情况。设备重量表、人员表安全生产，劳动保护条件，防火、防爆、防毒、防尘和防腐条件，以及其他特殊条件，如放射性工作区应与其他区域隔离，并设专用通道。安装运输条件，应提出安装门、安装孔、安装吊点、安装载荷、安装场地等的要求设备维修或更换时对土建的要求二次条件预埋件，开孔条件，设备基础，地脚螺栓条件图，全部管架基础和管沟等。由工艺专业应提出建构筑物特征条件表序号车间名称范围人员情况安全生产操作环境腐蚀特征防雷等级标高建筑轴线生产班数定员人数火险分类毒性等级爆炸卫生等级有害介质或粉尘噪声情况温度湿度12345678910111213141516序号位号设备

名称规格设备重量/KG装卸方法支承形式备注设备重量物料重量保温、填料12345678910设备情况表工种生产一线人员管理人员合计一班二班三班备员男女男女男女男女男女123456789101112合计人员一览表7.2电气设计条件7.2.1概述动力、照明、避雷、弱电、变电、配电等。用电要求生产用电：380，3000V，6000V。用较高的电压（10～330kV）将电流送到车间变电室，经降压后再使用。当6000kV时，150kW以上电机选用6000kV150kW以下电机选用380kV当3000kV时，100kW以上电机选用3000kV100kW以下电机选用380kV根据工艺特点及物料危险程度的不同，确定电力负荷等级GB50613-2010城市配电网规划设计规范，简单概括交流电压等级特高压：1000kV以上超高220kV，500kV，750kV高压35kV，66kV，110kV中压10kV，20kV低压0.38kV及以下直流电压等级特高压直流1000kV以上高压直流330kV~750kV减少输电损失，节约电缆、电线！低压高压电力负荷是根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级一级负荷：符合下列情况之一中断供电将造成人身伤亡时。如中毒、爆炸和火灾等情况中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。二级负荷：符合下列情况之一中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。三级负荷：不属于一级和二级负荷者供电中的防火防爆按照GB50058-2014《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》7.2.2电气设计内容了解建设单位的电源状况电力系统的发电厂及区域变电站的位置、距离、装机设备容量、系统主结线构成的电源数量，增加用户的条件及远近期电容量等情况。如属老厂改造还需说明厂内供电系统现状。有自备电站也要加以说明。明确装置中最大用电容量，其中一、二、三级负荷各多少，高压用电设备台数及单台容量范围对全厂高压供电系统及各级电压的选择阐述选定的总变电所或自备发电站的容量及主结线的特点，厂区的输入电压以及各级配电电压等级的选定。计算全厂车间变电所负荷及选择变压器设计全厂供电外线及道路照明说明全厂供电线路采用的敷设方式及原则。设计全厂接地、接零和防静电。1.动力条件(1)生产特点，用电要求。车间的防爆等级，特殊大功率电机等。(2)按设备平面布置图标明用电设备的名称和位置。(3)提供用电设备条件表，如表7-4所示。(4)用电设备的自控要求，如根据料位高度控制泵电机的启闭。(5)其他用电量，如机修间、化验室等(6)环境特性表7.2.3电气设计条件序号设备位号设备名称电机型号功率转数台数运转特性备注

合计

设备用电一览表（简表）(课设)3.弱电条件(1)在工艺设备布置图上标明弱电设备位置；(2)设置火警信号、警卫信号要求(3)电话种类和数目，行政电话、调度电话、扬声器、电视监视器等。4.变配电(1)一级负荷（应有二个独立电源供电）(2)二级负荷（必须分成两根电缆）(3)三级负荷2.照明、避雷条件(1)在工艺设备布置图上标明照明位置及照明度；(2)照明地区的面积和体积及照明强度；(3)防爆等级、避雷等级要求；(4)特殊要求如事故照明、检修照明、接地等。电气部分的基础工程设计文件应有：电气设计说明电气设计规定电气计算电气设备规格书电气负荷表电气设备材料表高（中）压单线图逻辑图或电路图变配电所布置图爆炸危险区域划分图电缆桥架或电缆沟路径图和接地干线平面图。7.3自动控制条件7.3.1概述仪表、自动控制是生产装置的监控设备，是确保连续安全运行的重要手段。1.单元组合仪表的选择气动单元组合仪表，电动单元组合仪表，电子组装式仪表。选用电动仪表：(1)变送器至显示调节仪表间的距离超过150m以上时；(2)大型企业要求高度集中管理的中央控制时；(3)设置有计算机进行控制及管理的对象；(4)要求响应速度快，信息处理及运算复杂的场合。选用气动仪表：(1)变送器至显示调节仪表间的距离较短，通常以不超过150m较为合适；(2)工艺物料是易燃易爆介质及相对湿度很大的场合；(3)要求仪表投资少；(4)一般中小型企业要求易维修，经济可靠；(5)在以电动仪表为主的大型装置里，有些现场就地调节回路不要求引入中央控制室集中操作时，可采用气动仪表。2.常用仪表(1)温度测量仪表。接触式仪表

温度测量仪表有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、热电偶等非接触式仪表

光学、光电和辐射高温计之类。(2)压力测量仪表压力测量仪表有液柱式压力表、普通弹簧管式压力表、专用弹簧管式压力表(氨、氧气、氮气、乙炔等气体用)、膜片式压力表、特种压力表(耐酸、耐高温等)。(3)流量测量仪表。流量测量仪表有转于式（经常使用的有玻璃转子流量计）和容积式等。3.控制系统(1)简单控制系统。是由被控对象、测量变送单元、调节器和执行器组成的单回路控制系统最常见的是温度、压力、流量、液位和成分五种控制系统。(2)复杂控制系统。有串级控制、均匀控制、分程控制、采用模拟计算单元的控制系统、自动选择性控制系统、前馈控制系统、非线性控制系统等。(3)程序控制系统。可编程序逻辑控制器PLC。PLC的最大特点：可改变控制方式和逻辑规律，使其成为灵活的控制工具应用：报警、联锁、马达自动开停、定时、计数、安全保护、事故切断、顺序操作、配料、批量控制、根据约束条件进行工况的选定和切断等。集散控制系统DCS以微处理机为核心，综合了控制、计算机、通讯三大技术，是一种组件化、积木化、数模结合的自动化技术工具适应分散的控制对象，以集中的监视、操作和管理来达到掌管全局的目的。7.3.2自控设计条件提出拟建项目的自控水平。提出各工段或操作岗位的控制点及温度、压力、数量等控制指标，控制方式以及自控调节系统的种类，控制点数量与控制范围，作为自控专业选择仪表及确定控制室面积的依据。提出调节阀计算数据表，包括受控介质的名称、化学成分、流量控制范围、有关物理性质和化学性质所连接的管材、管径等。提供设备布置图及需自控仪表控制的具体位置和现场控制箱设置的位置。提供管道及仪表流程图，并作必要解释和说明，最后由自控专业根据工艺要求补绘完善控制点，共同完成管道及仪表流程图。提出开、停车时对自控仪表的特殊要求。提供车间公用工程总耗量的计量条件，以便自控专业在进入车间的蒸汽、水、压缩空气、氮气等主管上考虑设置一定数量指示和累积控制仪表，便于车间投产后进行独立的经济核算。提供环境特性表。合理的控制方案+正确的测量方法+正确选择自动化仪表通力协作，紧密磋商序号仪表位号仪表用途工艺参数流量/m3·h-1液位/mI-指示R-记录Q-累计C-调节K-遥控A-报警S-联锁P-集中L-就地PL-集中、就地所在管道设备的规格及材质仪表插入深度/m密度/kg·m3温度/℃表压/MPapH最大正常最小最大正常最小1234567891011121314151617

仪表、自控条件表仪表的基础工程设计文件应有：仪表设计说明，仪表设计规定，仪表索引表，仪表规格书，仪表盘（柜）规格书，仪表及主要材料汇总表，控制室平面布置图，气体检测器平面布置图，仪表电缆主槽板敷设图或走向图，安全仪表系统逻辑框图、顺序控制系统逻辑框图、复杂控制回路图或其说明。序号控制点用途数量介质及成分流量/m3·h-1流量的调节阀前后绝压/MPa密度/kg·m3工作温度

/℃介质黏度管道材质与规格最大正常最小最大正常最小1234567891011121314

调节阀条件表标准设备选型、订货→工艺专业人员完成非标设备设计、制造→设备专业人员完成，图纸交付设备制造厂进行制造。工艺专业人员提出设计条件，监督，验收设备设计的任务是根据工艺要求，选择设备的结构材料，进行强度计算，确定腐蚀余量，确定零部件的结构和外形尺寸；确定设备的施工要求；设计文件——设备施工图。分两次向设备设计师提交设计条件。工艺路线确定，工艺计算完成之后，首先提出设备结构条件表和条件图，有时合为一体，称为设备结构条件单，如图4-6。管道布置图完成以后，再提出管口方位条件，或直接由工艺专业绘制管口方位图，作为设备设计文件的一部分。政府监管7.4设备机械设计条件设计的条件(1)生产工艺流程图。(2)设备一览表。(3)非标设备条件表及附图，如表7-7所示，内容包括：设备内的物料及物性，如设备的生产能力或处理量，m3·h-1，物料的密度、黏度、腐蚀性、易燃易爆、毒性等；工艺操作条件，温度、压力、溶液组成、搅拌浆转速等；设备的尺寸，直径、高度、主要部件尺寸等；管口方位图，同时说明管口密封要求，以选用法兰。管口方位图表示设备上各管口以及支座等安装位置的图样。该图由工艺专业在管道布置设计时提出，也可由设备专业提出，如图7-1所示。非定型设备设计条件表及附图设备设计文件应有：设备图（装配图+部件图+零件图+管口图）设计说明书设备的材质选择，备件选择；设备内部结构设计；设备的强度设计计算；其他设计内容。设备加工要求说明书安装、操作、检修说明书7.5给排水设计条件7.5.1概况1.水源→确定一种取水方案对建厂地区水源情况进行调查地下水、地表水以及它们的水质、水温和可提供的水量等。上下游风向的污染源调查2.工业用水生产用水

对水质要求不高时，也可以直接接自新鲜水系统循环冷却水

为了降低工业用水量，尽量使用循环水锅炉给水

用新鲜水经沉淀软化、离子交换、除氧等处理生活用水

生活用水必须符合国家规定的卫生标准，要与生产用水分别供应消防水等。短时间内用水量很大，一般独立设置循环冷却水保持循环水水质的方法排污，由于循环水的浓缩，故须排出部分含盐高的循环水，同时补充适当量的新鲜水，使其含盐浓度维持在极限值以下。防垢处理，防止或减少水垢的形成，可对补充新鲜水进行软化处理，以减少带人的盐量；或对循环水进行酸处理，以增加盐的溶解度；也可添加阻垢剂，以阻止水垢的生成。通常酸处理是采用硫酸；阻垢剂是添加聚磷酸盐等。防腐蚀处理，循环冷却水的腐蚀主要以电化学腐蚀形式存在，所以防腐的主要措施是在水中添加一些能生成难溶性阳极产物保护膜的盐,或能生成难溶性阴极产物保护膜的盐。防止微生物生长，定期向循环水投加氯以抑制微生物生长。除机械杂质，使少部分循环水经过旁滤器以滤去砂及微生物。循环水常遇到的问题：大气中的污染物质、尘埃等会进入循环水。循环水在凉水塔中的蒸发，使盐类等物质不断浓缩。会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢，降低传热系数和损坏设备，水流动阻力上升和流量降低循环水的供水压力一般为0.34~0.5MPa，根据系统压力和装置间的水平高差而定。装置内的循环热水一般分压力回水、自流回水两种方式送回循环水场。7.5.2给排水设计条件1.供水条件（条件表如表7-8所示）(1)生产用水。提出工艺设备布置图，井标明用水设备名称；用水条件，如：最大和正常用水量、需要的水温、水压；用水情况(连续或间断)；用水处的进口标高及位置。(2)生活、消防用水。提出的工艺设备布置图，标明厕所、淋浴室、洗涤间位置；工作室温；总人数和最大班人数；

根据生产特性提供消防要求，如采用何种灭火剂等。(3)化验室用水。按平面布置图标明化验室位置；用水种类及用水要求。供水条件表供水条件表2.排水条件(1)生产排水。提出工艺设备布置图，并标明排水设备名称；排水条件如：水量、水管直径；水温；排水成分；排水压力；排水方法是间断还是连续；出口标高及位置。(2)生活排水。提出工艺设备布置图，标明厕所、淋浴室、洗涤间位置；总人数、使用淋浴总人数、最大班人数、是大班使用淋浴人数；排水情况等。给排水部分的基础工程设计文件应有：给排水设计说明，给排水设计规定，给排水管道平面布置图，主要设备材料表。水质要求，例如SH3099-2000石油化工给排水水质标准SHJ1080-1991炼油厂给排水水质标准排水条件表7.6.1概况1.采暖采暖是指在冬季调节生产车间及生活场所的室内温度，从而达到生产工艺及人体生理的要求，实现生产的正常进行。工业上采暖系统按蒸汽压力分为低压和高压两种，界限是0.07MPa，通常采用0.05~0.07MPa的低压蒸汽采暖系统。还有的常用热风采暖系统，是将空气加热至一定的温度（70℃）送入车间，它除采暖外还兼有通风作用。2.通风，车间为排除余热、余湿、有害气体及粉尘，需要通风。(1)自然通风。设计中指的是有组织的自然通风，是可以调节和管理的自然通风，可利用室内外空气温差引起的相对密度差和风压进行自然换气7.6采暖通风条件(2)机械通风分为以下三种。a.局部通风，如车间内局部区域产生有害气体或粉尘时，为防止气体及粉尘的散发，可用局部通风办法（比如局部吸风罩），在不妨