1、過程裝備成套技術過程裝備成套技術山東科技大學機械電子學院山東科技大學機械電子學院王吉岱王吉岱E-mail: 過程裝備與控制工程過程裝備與控制工程常減壓工藝設計常減壓工藝設計引言引言2.1 2.1 工藝流程設計的作用、任務及程序工藝流程設計的作用、任務及程序2.2 2.2 工藝設計的內容及設計文件工藝設計的內容及設計文件2.32.3工藝設計中的全局性問題工藝設計中的全局性問題過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述3引引 言言 過程工業是以裝置為中心進行生產的工業，一套裝置過程工業是以裝置為中心進行生產的工業，一套裝置的設計核心是工藝設計，它決

2、定了整個設計的概貌。的設計核心是工藝設計，它決定了整個設計的概貌。l 工藝路線的選擇工藝路線的選擇l 經濟分析與評價經濟分析與評價l 工藝流程設計工藝流程設計l 物料衡算、能量衡算物料衡算、能量衡算l 設備的工藝計算與選型設備的工藝計算與選型l 設備的布置設計設備的布置設計l 管道系統設計管道系統設計工藝設計涉及的內容包括：工藝設計涉及的內容包括：Cont過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述42.1.1煉油裝置工藝設計規范煉油裝置工藝設計規范 SH/T 3121-2000過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與

3、工工藝藝設設計計概概述述5(1) 工藝流程設計的作用工藝流程設計的作用 工藝流程設計是工程設計中最重要、最基礎的設計步驟，對后續工藝流程設計是工程設計中最重要、最基礎的設計步驟，對后續的物料衡算、工藝設備設計、車間布置設計和管道布置設計等單項設的物料衡算、工藝設備設計、車間布置設計和管道布置設計等單項設計起著決定性的作用，并與車間布置設計一起決定著車間或裝置的基計起著決定性的作用，并與車間布置設計一起決定著車間或裝置的基本面貌。本面貌。(2) 工藝流程設計的任務工藝流程設計的任務 確定工藝流程的組成確定工藝流程的組成 確定載能介質的技術規格和流向確定載能介質的技術規格和流向 確定操作條件和控制

4、方法確定操作條件和控制方法 確定安全技術措施確定安全技術措施 繪制不同要求的流程圖繪制不同要求的流程圖(3) 基本程序基本程序 工藝路線選擇工藝路線選擇 工藝組成和順序工藝組成和順序 工藝流程框圖工藝流程框圖 工藝物料流程圖及物料衡算工藝物料流程圖及物料衡算 帶控制節點的工藝流程圖帶控制節點的工藝流程圖 施工階段控制點的工藝流程圖施工階段控制點的工藝流程圖過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述6設計任務設計題目及要求設計題目及要求150萬噸俄羅斯原油常壓蒸餾塔設計萬噸俄羅斯原油常壓蒸餾塔設計 題目原始資料俄羅斯原油的外觀呈黑褐色，在室溫下（

5、約俄羅斯原油的外觀呈黑褐色，在室溫下（約22）流動性）流動性良好，有強烈的刺激沈陽化工學院學士學位論文良好，有強烈的刺激沈陽化工學院學士學位論文 前前 言言 4 性氣味。經測定，俄羅斯原油中不含水；原油較輕，性氣味。經測定，俄羅斯原油中不含水；原油較輕，20密度在密度在0.78680.8533g/cm3之間；粘度較低。殘碳、之間；粘度較低。殘碳、灰分含量不高，閃點（閉口）低于灰分含量不高，閃點（閉口）低于22；另外，原油的酸；另外，原油的酸值也較低，為值也較低，為0.26mgKOH/g。另從餾程數據分析，原。另從餾程數據分析，原油的初餾點較低，低于油的初餾點較低，低于38，加工時應注意防止輕質

6、餾分，加工時應注意防止輕質餾分的損失。俄羅斯原油屬于含硫的損失。俄羅斯原油屬于含硫-中間基原油。中間基原油。換熱流程設計換熱流程設計 繪制工藝流程圖繪制工藝流程圖(一張一張CAD ) 包括：包括：物料及能量衡算、工藝流程草圖、帶控制節物料及能量衡算、工藝流程草圖、帶控制節點的工藝流程圖、管道工藝流程圖、設備布點的工藝流程圖、管道工藝流程圖、設備布置流程圖、施工明細等置流程圖、施工明細等過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述7過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述8Cont過過程程裝裝備備

7、成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述9過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述10過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述11過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述12l 原料和技術路線的選擇原料和技術路線的選擇l 工藝流程設計工藝流程設計l 物料衡算、能量衡算物料衡算、能量衡算l 工藝設備設計與選型工藝設備設計與選型l 車間布置設計車間布置設計l 配管設計配管設計l 提出非工藝設計項目的設計條件提

8、出非工藝設計項目的設計條件l 編制設計文件（設計說明書、附圖和附表）編制設計文件（設計說明書、附圖和附表）2.2.1 2.2.1 工藝設計的內容工藝設計的內容 根據設計內容的深度，通常把工藝設計分為兩個階段：根據設計內容的深度，通常把工藝設計分為兩個階段：l 初步設計階段初步設計階段l 施工圖設計階段施工圖設計階段2.2 2.2 工藝設計的內容及設計文件工藝設計的內容及設計文件 過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述13帶控制點的工藝流程圖帶控制點的工藝流程圖控制系統圖控制系統圖車間平面及立面布置圖車間平面及立面布置圖初步設計說明書初步設計

9、說明書設備一覽表、非標設備條件表設備一覽表、非標設備條件表工藝流程總圖工藝流程總圖物料平衡圖、消耗額定及三廢排放表物料平衡圖、消耗額定及三廢排放表技術經濟分析表技術經濟分析表概算書、投資額及材料表概算書、投資額及材料表能量消耗綜合表能量消耗綜合表 初步設計的主要內容和程序圖初步設計的主要內容和程序圖過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述14過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述15過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述16過過程程裝裝

10、備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述17過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述18過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述19過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述20過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述21施工圖設計階段的主要內容和程序圖施工圖設計階段的主要內容和程序圖 過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與

11、與工工藝藝設設計計概概述述22 內容與編寫要求遵循內容與編寫要求遵循HG20519HG20519化工工藝設計施工圖內化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定容和深度統一規定。主要內容包括：。主要內容包括： 2.2.2 2.2.2 初步設計的設計文件初步設計的設計文件 設計說明書及附圖、附表設計說明書及附圖、附表 (1)(1)設計依據設計依據(2)(2)設計指導思想設計指導思想(3)(3)設計范圍及工廠組成設計范圍及工廠組成(4)(4)建廠規模及產品方案建廠規模及產品方案(5)(5)原材料、燃料的規格原材料、燃料的規格(6)(6)生產方法及工藝流程生產方法及工藝流程(7)(7)工藝計算工藝計算(8)

12、(8)廠址概況廠址概況(9)(9)公用工程及輔助工程公用工程及輔助工程 (10)(10)環境保護及綜合利用環境保護及綜合利用(11)(11)工廠的機械化和自動化水平工廠的機械化和自動化水平(12)(12)勞動安全與工業衛生勞動安全與工業衛生 (13)(13)消防設施消防設施 (14)(14)工作制度及勞動定員工作制度及勞動定員 (15)(15)存在的問題及解決意見存在的問題及解決意見 (16)(16)附圖、附件附圖、附件 過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述23 工藝施工圖是工藝設計的最終產品，它由文字說明、工藝施工圖是工藝設計的最終產品

13、，它由文字說明、表格和圖紙三部分組成，其內容包括：表格和圖紙三部分組成，其內容包括：2.2.3 施工圖設計的設計文件施工圖設計的設計文件(1)(1)設計說明設計說明n工藝設計說明工藝設計說明設計依據，工藝說明，設計范圍。設計依據，工藝說明，設計范圍。n管道設計說明管道設計說明管道分區情況，管道圖表示法有關標準，材管道分區情況，管道圖表示法有關標準，材料供應情況，設備安裝的注意事項，管道預料供應情況，設備安裝的注意事項，管道預制及安裝要求，管架，以及靜電接地采用的制及安裝要求，管架，以及靜電接地采用的國家及部頒標準。國家及部頒標準。n隔熱隔聲說明隔熱隔聲說明隔熱材料的選用，隔熱等級，采用的隔熱、

14、隔熱材料的選用，隔熱等級，采用的隔熱、隔聲結構及標準，施工要求等。隔聲結構及標準，施工要求等。n防腐設計說明防腐設計說明涂料名稱，涂料名稱，涂漆范圍，涂漆范圍，施工要求，涂漆顏色，施工要求，涂漆顏色，管道內防腐及埋地管道的外防腐等。管道內防腐及埋地管道的外防腐等。過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述24(2) (2) 有關圖紙有關圖紙 n圖紙目錄圖紙目錄n管道及儀表流程圖管道及儀表流程圖n分區索引圖分區索引圖 n設備布置圖和安裝圖設備布置圖和安裝圖n管道布置圖與軸測圖管道布置圖與軸測圖 n軸測圖索引和管段表索引軸測圖索引和管段表索引 n特

15、殊管架圖與管架圖索引特殊管架圖與管架圖索引 n特殊管件圖特殊管件圖 n設備管口方位圖設備管口方位圖 (3) (3) 有關表格有關表格 n設備一覽表設備一覽表 n設備地腳螺栓表設備地腳螺栓表 n管段表及管道物性表管段表及管道物性表 n管架、彈簧匯總表管架、彈簧匯總表 n特殊閥門和管道附件表特殊閥門和管道附件表 n隔熱材料和防腐材料表隔熱材料和防腐材料表 n伴熱管圖和伴熱管表伴熱管圖和伴熱管表 n綜合材料表等綜合材料表等 Cont過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述25 工廠的地理位置對于企業的成敗具有重大的影響，工廠的地理位置對于企業的成敗

16、具有重大的影響，因此在選擇廠址時，應考慮以下因素：因此在選擇廠址時，應考慮以下因素：(1)(1) 廠址的選擇廠址的選擇 l 原料和市場原料和市場l 能源和水供應條件能源和水供應條件l 氣候條件和對環境的影響氣候條件和對環境的影響l 運輸條件運輸條件l 勞動力來源勞動力來源l 節約土地節約土地l 防災等防災等2.3 工工藝設計中的全局性問題 過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述26 任務任務 總體地解決全廠所有建筑物和構筑物在平面和總體地解決全廠所有建筑物和構筑物在平面和豎向上的布置，運輸網和地上、地下管網的布置，行政管豎向上的布置，運輸網

17、和地上、地下管網的布置，行政管理、福利及美化設施的布置等問題。理、福利及美化設施的布置等問題。(2)(2)總圖布置總圖布置 要求要求 主要應滿足以下三方面的要求：主要應滿足以下三方面的要求： l 生產要求生產要求保證徑捷的生產作業線，盡可能避免交保證徑捷的生產作業線，盡可能避免交叉和迂回，使各種物料和水、電、汽的輸送距離為叉和迂回，使各種物料和水、電、汽的輸送距離為最小。最小。 l 安全要求安全要求應充分考慮安全布局、嚴格遵守防火、應充分考慮安全布局、嚴格遵守防火、衛生等安全規范和標準的有關規定。衛生等安全規范和標準的有關規定。 l 發展要求發展要求要對工廠的發展變化有較大的適應性。要對工廠的

18、發展變化有較大的適應性。 過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述27a. 應考慮的防火防爆問題應考慮的防火防爆問題(3)(3)安全防火與環境保護安全防火與環境保護 u在工藝設計方面在工藝設計方面l要避免可燃氣體或蒸氣與空氣混合物落入爆炸極要避免可燃氣體或蒸氣與空氣混合物落入爆炸極 限范圍內；限范圍內；l盡量選用火災危險性小的溶劑；盡量選用火災危險性小的溶劑；l使用的熱源盡量不用明火；使用的熱源盡量不用明火；l易燃、易爆車間應設置氮氣貯罐。易燃、易爆車間應設置氮氣貯罐。u在建筑設計方面在建筑設計方面 l要合理布置廠房的平面和空間；要合理布置廠

19、房的平面和空間；l從建筑結構和建材上來保證建筑物的安全，以減從建筑結構和建材上來保證建筑物的安全，以減 輕爆炸時所受的損害。輕爆炸時所受的損害。過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述28u在電儀設計方面在電儀設計方面l應根據所設計裝置的爆炸危險性選用相應等級的應根據所設計裝置的爆炸危險性選用相應等級的 電氣設備、照明燈具和儀表，所有能產生火花的電氣設備、照明燈具和儀表，所有能產生火花的 電器開關等均應與防爆車間隔離；電器開關等均應與防爆車間隔離；l要防止靜電放電現象的發生。要防止靜電放電現象的發生。 u在設備設計方面在設備設計方面 l盛裝爆

20、炸性物質的設備應有良好的密閉性。盛裝爆炸性物質的設備應有良好的密閉性。過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述29b. 防毒與環境保護防毒與環境保護u在防毒方面在防毒方面l 應盡量選用無毒或低毒的原料路線；應盡量選用無毒或低毒的原料路線；l 盡量采用無毒或低毒的催化劑；盡量采用無毒或低毒的催化劑；l 盛裝毒性物質的設備應有良好的密閉性。盛裝毒性物質的設備應有良好的密閉性。u在環保方面在環保方面 l 充分考慮綜合利用，以增加經濟效益，減少環境充分考慮綜合利用，以增加經濟效益，減少環境 污染。污染。l 要考慮防止大氣污染，應保證居住區大氣中有害要考慮防止大氣污染，應保證居住區大氣中有害 物質最高濃度不超過國家規定標準。物質最高濃度不超過國家規定標準。l 要考慮防止水質污染，即防止有毒物質排入地面要考慮防止水質污染，即防止有毒物質排入地面 水或滲入地下水，造成水質的惡化。水或滲入地下水，造成水質的惡化。過過程程裝裝備備成成套套技技術術 第第2 2章章工工藝藝開開發發與與工工藝藝設設計計概概述述30a. 動力動力 (4)(4)公用工程公用工程