化工設計總結《化工設計》化工設計的種類根據化工過程開發程序分類

化工新技術開發過程是在基礎研究（即實驗室研究）的基礎上，通過過程研究、工程研究和工程設計，最終完成化工新技術的開發。

1.1化工設計的種類第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》1.1化工設計的種類二、根據化工過程開發程序分類

1、概念設計概念設計是以過程研究中間結果（或最終結果）為基礎，從工程角度出發按照未來生產規模所進行的一種假想設計。概念設計的作用是暴露和提出過程研究中存在的問題，并為解決這些問題提供途徑或方案；評價開發的新產品或新技術是否有工業化價值。

2、中試設計

中試的主要目的是檢驗和修改小試驗與大型冷模試驗結果所形成的綜合模型，基礎研究結果在工業規模下實現的技術、經濟方面的可行性考察。1.1化工設計的種類第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》一般技術比較成熟的大中型工廠或車間的設計，可按擴大初步設計和施工圖設計兩個階段的設計。技術上比較簡單、規模較小的工廠或車間的設計，可直接進行施工圖設計，即一個階段的設計。初步設計

其主要任務根據批準的設計任務書（或可行性研究報告），確定全廠性設計原則、設計標準、設計方案和重大技術問題，最終編制初步設計說明書，其內容和深度能使對方了解設計方案、投資和基本出處為準。擴大初步設計

根據行業規范，解決初步設計中的主要技術問題，使之明確、細化。編制準確度能滿足控制投資或報價使用的工程概算。施工圖設計根據行業標準結合建廠地區條件，在滿足安全、進度及控制投資等前提下開展施工圖設計。1.1化工設計的種類第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》1.1化工設計的種類國際通用的設計階段劃分：工藝設計，基礎工程設計，詳細工程設計。，

1.1化工設計的種類表1-1國外各設計階段的主要設計內容及成品第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》化工廠設計的工作程序

國外通用設計程序

1、工藝設計工藝設計的主要內容是把專利商提供的工藝包或把本公司開發的專利技術進行工程化，并轉化為設計文件，提交用戶審查，發表給有關各設計專業作為開展工程設計的依據。

2、基礎工程設計 基礎工程設計是與工藝設計銜接最為緊密的，也是工程設計中最為關鍵的設計階段。

3、詳細工程設計 詳細工程設計是在基礎工程設計的基礎上進行的，其內容和深度應達到滿足通用材料采購、設備制造、工程施工及裝置投產運行的要求。1.2化工廠設計的工作程序第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》化工車間工藝設計的程序及內容

化工計算

化工計算包括工藝設計中的物料衡算、能量衡算、設備選型與計算三個內容，其任務是在這三項計算的基礎上繪制物料流程圖、主要設備圖和帶控制點工藝流程圖。因此，化工計算的結果關系到整體設計的成敗。1.3化工車間工藝設計的程序及內容

第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》化工車間工藝設計的程序及內容

車間布置設計車間布置設計應根據HG/T20546-2009《化工裝置設備布置設計規定》和SH/T3032-2002《石油化工企業總體布置設計規范》的有關規定，滿足施工、操作和檢修的要求，其主要任務是確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的正確的具體位置，相應地確定廠房或框架的結構型式。車間布置對生產的正常進行和經濟指標都有重要影響，同時為土建、電氣、自控、給排水、外管等專業開展設計提供重要依據。

1.3化工車間工藝設計的程序及內容

第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》設計文件

初步設計文件初步設計的設計文件應包括以下兩部分內容：設計說明書和說明書的附圖、附表。化工廠初步設計說明書內容和編寫要求，依據《化工廠初步設計文件內容深度規定》和設計的范圍（整個工廠，一個車間，或一套裝置）、規模的大小和主管部門的要求而不同。初步設計說明書的內容詳見教材。1.4設計文件

第一章化工廠設計的內容與程序《化工設計》工藝流程設計藝流程設計的方法

工藝流程設計方法，首先要看所確定的生產方法是正在生產或曾經運行過的成熟工藝，還是待開發的新工藝。前者是可以參考借鑒但需要局部改進或局部采用新技術、新工藝的問題；后者須針對新技術開發進行概念設計。工藝流程分為四大部分：原料預處理過程、反應過程、產物的后處理（分離凈化）過程和“三廢”的處理過程2.2工藝流程設計第二章工藝流程設計

《化工設計》工藝流程圖

工藝流程圖定義：把各個生產單元按照一定的目的要求有機地組合在一起，形成一個完整的生產工藝過程，并用圖形描繪出來。一、工藝流程圖的種類（一）工藝流程草圖

工藝流程草圖又稱方案流程圖或流程示意圖，是用來表達整個工廠或車間生產流程的圖樣。它是設計開始時供工藝方案討論常用的流程圖，是工藝流程圖設計的依據。定性表示由原料轉化成產品的變化、流向順序及化工單元及設備。由物料流程、圖例與設備一覽表組成。物料流程繪制內容

設備示意圖（大致幾何形狀，標出設備名稱及位號）物流管線及流向箭頭（全部物料管線和部分輔助管線）必要的文字注釋（設備編號和名稱、物料名稱、物料流向）2.3工藝流程圖第二章工藝流程設計

《化工設計》工藝流程圖

工藝流程圖的種類工藝物料流程圖

工藝物料流程圖是在物料衡算和熱量衡算完成后繪制，是以圖形與表格相結合的形式來反映物料衡算和熱量衡算的結果。繪制內容包括哪些？圖形（設備、儀表、及管線示意圖）標注內容（設備位號、名稱及特性，物料組分、流量）設備一覽表(名稱、圖號等）物料表（流程表下方，名稱、流量、質量分數等）2.3工藝流程圖第二章工藝流程設計

《化工設計》工藝流程圖

管道儀表流程圖(PI圖)管道的表示方法1．管道的畫法

管道應按《管道儀表流程圖管道和管件圖形符號》HG20559.3-93規定的圖形符號繪制。 (1)線型規定（工藝物料管道、主產品管道用粗線條；次要物料、輔助管道用中線條；儀表管線、伴管、夾套管線用細線條）

(2)管道的交叉與轉彎（避免穿過設備及管道交叉；盡量水平和垂直）

(3)放氣、排液及液封（放氣口在上，排液管繪于下）

(4)管道儀表流程圖中的工藝物料管道一般采用左進右出的方式（管道圖紙接續標志旁，注明所來自（或去）的設備位號或管道號）2.3工藝流程圖第二章工藝流程設計

《化工設計》2、管道的標注管道及儀表流程圖的管道應標注的內容有四個部分，即管段號（由三個單元組成）、管徑、管道等級和絕熱（或隔聲）代號，總稱為管道組合號。水平管道宜平行標注在管道的上方，豎直管道宜平行標注在管道的左側。在管道密集、無處標注的地方，可用細實線引至圖紙空白處水平（豎直）標注。2.3工藝流程圖第二章工藝流程設計

(1)第1單元為物料代號。按HG/T20519.2-2009行業標準規定，物料代號通常按物料的名稱和狀態取其英文名詞的字頭組成。一般采用2~3個大寫英文字母表示。常用（部分）物料代號，見表2-5。(2)第2單元為主項編號。按工程規定的主項（工序）編號填寫。(3)第3單元為管道序號。相同類別的物料在同一主項內以流向先后為序，順序編號。 以上三個單元組成管段號。《化工設計》2.3工藝流程圖第二章工藝流程設計

(4)第4單元為管道規格，一般標注公稱直徑，以mm為單位，只注數字，不注單位。(5)第5單元為管道等級。 如A1A中（P41,42)：A－管道的公稱壓力等級代號1－管道材料等級順序號A－管道材質類別代號HG/T20519.6-2009規定的常用材質類別代號為：A－鑄鐵、B－碳鋼、C－普通低合金鋼、D－合金鋼E－不銹鋼、F－有色金屬、G－非金屬、H－襯里及內防腐(6)第6單元為絕熱或隔聲代號。《化工設計》2.3工藝流程圖第二章工藝流程設計

《化工設計》典型設備的自控方案

泵類的自控方案1.離心泵

離心泵的流量調節一般是采用出口節流的方法，如圖2-8(a)。也可以使用旁路調節方法(見圖2-8(b))，旁路調節耗費能量，其優點是調節閥的尺寸比直接節流的小。2.4典型設備的自控方案第二章工藝流程設計

《化工設計》典型設備的自控方案

泵類的自控方案容積式泵

容積式泵主要指往復泵、齒輪泵、螺桿泵和旋渦泵等，當流量減小時容積式泵的壓力急劇上升，因此不能在容積式泵的出口管道上直接安裝節流裝置來調節流量，工程上通常采用旁路調節或改變轉速、改變沖程大小來調節流量。2.4典型設備的自控方案第二章工藝流程設計

第二節無反應物料衡算計算舉例1．無反應例1采用蒸發方法將濃度為10％NaOH及10％NaCl的水溶液進行濃縮。蒸發時只有部分水分汽化成為水蒸氣而逸出，部分NaCl結晶成晶粒而留在母液中。操作停止后，分析母液的成分為：50％NaOH，2％NaCl及48％H2O。若每批處理1000kg原料液，試求每批操作中：1)獲得的母液量，2)蒸發出的水分量，3)結晶出的NaCl量。計算過程解：本題為間歇過程，因此以每批處理量為基準進行物料衡算。流程示意圖2-2組分物料衡算：NaOH平衡1000x0.1=0.5F4NaCl平衡1000x0.1=0.02F4+F3H2O平衡

1000(1-0.1-0.1)=F2+0.48F4解方程得：F2=704kg，F3=96kg，

F4=200kg22⑴轉化率轉化率=⑵選擇性選擇性=xA=Φ=第三章物料衡算與能量衡算反應：aA+bBcC+dD3.1基本概念23⑶收率收率=轉化率×選擇性=η=ΦxA

=⑷限制反應物(p64)⑸過量反應物(p64)第三章物料衡算與能量衡算24例：已知丙烯氧化法生產丙烯醛的一段反應器，原料丙烯投料量為600kg/h，出料中有丙烯醛640kg/h，另有未反應的丙烯25kg/h，試計算原料丙烯的轉化率、選擇性及丙烯醛的收率。一段反應器丙烯600kg/h丙烯25kg/h丙烯醛640kg/h解：丙烯氧化生成丙烯醛的化學反應方程式：25丙烯的選擇性：

丙烯的轉化率：丙烯醛的收率：例2甲醇制造甲醛的反應過程為：

CH30H+1/2O2HCHO+H20

反應物及生成物均為氣態，若使用50％的過量空氣，且甲醇的轉化率為75％，試計算反應后氣體混合物的摩爾組成。解：（1）畫出流程圖

空氣(過量50%)CH3OHHCHOH2ON2催化反應器CH3OH基準：1molCH3OH根據反應方程式O2(需要)=0.5mol；O2(輸入)=1.5×0.5=0.75mol；N2(輸入)=N2(輸出)=0.75(79/21)=2.82molCH3OH為限制反應物反應的CH3OH=0.75×1=0.75mol因此HCHO(輸出)=0.75molCH3OH(輸出)=1-0.75=0.25molO2(輸出)=0.75-0.75x0.5=0.375molH2O(輸出)=0.75mol計算過程計算結果2023/3/14化工設計30

化工設備圖的基本內容

一份完整的化工設備圖，除繪有設備本身的各種視圖外，應有如下基本內容:

1.標題欄

2.明細欄

3.管口表

4.設計數據表

5.技術要求

6.簽署欄

7.注

8.其他2023/3/14化工設計31化工設備圖的繪制化工設備圖的視圖選擇1.選擇主視圖Q:主視圖的作用？A:能充分表達其工作原理、主要裝備關系

及主要零部件的形狀結構。Q:主視圖一般采用什么表達方法？A:剖視圖2.確定其他基本視圖3.選擇輔助視圖和各種表達方法Q:輔助視圖多采用什么表達方法？A:局部放大圖、局部視圖等

反應器2023/3/14化工設計32:化工設備圖的繪制方法及步驟A:1.確定繪圖比例、選擇圖幅、布圖2.畫圖3.尺寸和焊縫代號標注4.編寫零部件序號和管口符號5.填寫明細欄和管口表6.填寫設計數據表、標題欄等。2023/3/14化工設計33化工設備圖的閱讀Q:化工設備圖閱讀的基本要求?了解設備的性能，作用和工作原理；了解設備的總體結構、局部結構及各零件之間的裝配關系和安裝要求；了解設備各零部件的主要形狀、材料、結構尺寸及強度尺寸和制造要求；了解設備在設計、制造、檢驗和安裝等方面的技術要求。2023/3/14化工設計34Q:閱讀化工設備圖的方法和步驟?A:1.概括了解

2.視圖分析3.零部件分析4．設備分析Q:通過什么途徑，可以了解設備名稱、規格、材料、重量、繪圖比例等內容？A:標題欄Q:視圖分析的作用？A:了解表達設備所采用的視圖數量和表達方法，找出各視圖、剖視等的位置及各自的表達重點。

敞開構筑物的結構尺寸1、框架設備框架：可與管廊結合一起布置，也可獨立布置。也可根據各類設備的要求設置獨立的框架，如塔框架、反應器框架、冷換設備和容器框架等。框架的結構尺寸：取決于設備的要求，在管廊附近的框架，其柱距一般應與管廊柱距對齊，柱距常為6m。框架跨度：隨架空設備要求而不同。框架高度：應滿足設備安裝檢修、工藝操作及管道敷設的要求，框架的層高應按最大設備的要求而定。框架布置：盡可能將尺寸相近設備安排在同一層框架上以節省建筑費用。五、建筑物

2、平臺主要結構尺寸應滿足下列要求：(1)平臺寬度一般≮0.8m，平臺上凈空≮2.2m；(2)相鄰塔器的平臺標高應盡量一樣，并盡可能布置成聯合平臺；(3)為人孔、手孔設置的平臺，與人孔底部的距離宜為0.6~1.2m，≯1.5m；(4)為設備加料口設置的平臺，距加料口頂≯1.0m；(5)直接裝設在設備上的平臺，不應妨礙設備的檢修，否則應做成可拆卸式的平臺；(6)平臺的防護欄桿高度為1.0m，標高20以上的平臺的防護欄桿高度應為1.2m。五、建筑物

3、梯子的主要尺寸(1)斜梯的角度一般為45°，由于條件限制也可采用55°，每段斜梯的高度≯5m，超過5m時應設梯間平臺，分段設梯子。(2)斜梯的寬度≮0.7m，也≯1.0m。(3)直梯的寬度宜為0.4~0.6m。(4)設備上的直梯宜從側面通向平臺，每段直梯的高度≯8m，超過8m時必須設梯間平臺，分段設梯子，超過2m的直梯應設安全護籠。(5)甲、乙、丙類防火的塔區聯合平臺及其他工藝設備和大型容器或容器組的平臺，均應設置不少于兩個通往地面的梯子作為安全出口，各安全出口的距離≯25m。但平臺長度不大于8m的甲類防火平臺和≯15m的乙、丙類平臺，可只設一個梯子。五、建筑物

設備之間或設備與建、構筑物之間的凈距設備之間或設備與建、構筑物之間的凈距道路、鐵路、通道和操作平臺上方的凈空高度或垂直距離道路、鐵路、通道和操作平臺上方的凈空高度或垂直距離（1）考慮設備安裝、檢修所需的空間和面積。（2）要考慮設備能順利進出車間。（3）對樓上設備要考慮設置吊裝孔。（4）考慮設備檢修、拆卸以及運送物料所需的起重運輸設備。滿足安裝和檢修要求滿足土建要求（1）笨重設備和會產生很大振動的設備應設置在底層。（2）布置設備應避開建筑物的柱子和主梁。（3）設備不應布置在建筑物的沉降縫和伸縮縫。（4）設備不應布置在樓梯、大門和窗前。

使操作人員位于設備和窗之間，背光操作。特別高大的設備要避免靠窗布置背光操作示意圖

滿足安全、衛生和環保要求獨立布置塔身設操作平臺：供進出人孔、操作、維修儀表及閥門之用。塔或塔群：在設備區外側操作側面對道路，配管側面對管廊，便于施工安裝、維修與配管塔頂部設有吊桿，用以吊裝塔盤等到零件。填料塔常在裝料人孔的上空設吊梁，供吊裝填料。單塔或特別高大的塔塔和立式容器的布置成列布置將幾個塔的中心排成一條直線將高度相近的塔相鄰布置聯合平臺優點：方便操作省投資塔和立式容器的布置沿建筑物或框架布置高位換熱器的和容器的建筑物或框架旁。容器或換熱器的平臺：作塔的人孔，儀表和閥門的操作與維修的通道。將細而高的或負壓塔的側面固定在建筑或框架的適當高度：增加剛度，減少壁厚塔和立式容器的布置室內或框架內布置較小的塔平臺和管道都支承在建筑物上，冷凝器可裝在屋頂上或吊在屋頂梁下，利用位差重力回流。塔和立式容器的布置換熱器的布置布置原則：順應流程和縮短管道長度，其位置取決于與之密切聯系的設備的位置。

如塔的換熱器近塔布置，再沸器及冷凝器則與塔以大口徑的管道連接，應取近塔布置，通常將它們分別布置在塔的兩側。

布置空間受限制時

如原來設計的換熱器顯得太長，可以換成一個短粗的換熱器以適應布置空間的要求。傳熱：細而長的換熱器較有利。臥式換熱器：換成立式的以節約面積；立式換熱器：換成臥式的以降低高度。換熱器的布置設備布置圖設備布置圖的內容在設備布置過程中，一般應提供下列圖樣：設備布置圖、設備安裝詳圖、管口方位圖。其中設備布置圖是設備布置的主要圖樣。設備布置圖定義：用來表示一個車間（裝置）或一個工段（分區或工序）的生產和輔助設備在廠房建筑內務安裝布置的圖樣稱為設備布置圖。設備布置圖的內容1、一組視圖：廠房建筑基本結構和設備布置情況。

2、尺寸及標注：建筑物定位軸線編號，設備布置有關尺寸，設備的位號與名稱等。

3、安裝方位標：方位基準圖標。

4、說明與附注：對設備安裝有特殊要求說明。

(1)通用附注設備布置圖中都應附注如下內容：①立面圖見圖號×××××。②地面設計標高為EL×××.×××。③圖例簡化畫法見×××××。

(2)其它附注5、設備一覽表：列表填寫設備位號﹑名稱等。6、標題欄：注寫圖名﹑圖號﹑比例等。繪制設備布置圖的一般規定(1)線型及線寬

設備輪廓采用粗線(0.9～1.2mm)；設備支架與設備基礎采用中粗線(0.5～0.7mm)；對于動設備（機泵等）如只繪出設備基礎，圖線寬度用0.9mm；除此之外均采用細線(0.15～0.3mm)。(2)圖例及簡化畫法見表5-3（第4版p161-164;第三板p141-144)。(3)設備布置圖常用的縮寫詞

見表5-4。(4)圖名分成兩行，上行寫“××××設備布置圖”，下行寫“EL×××．×××平面”或“×—×剖視”等。設備布置圖的視圖(一)繪圖比例、圖幅及尺寸單位繪圖比例通常采用1﹕50，1﹕100，在個別情況下（如大型貯罐或倉庫等）可采用１﹕200或1﹕500。允許在一張圖紙上各視圖采用不同的比例，將主要采用比例注明在標題欄中，個別視圖不同比例則在該視圖名稱的下方或右方予以注明。圖幅一般采用一號(A1)圖紙，如需分開繪制在幾張圖紙上，則每張圖紙的幅面應力求統一。

標高、坐標以m為單位，小數以下應取三位數至mm為止。其余一律以mm為單位，只注數字，不注單位。設備布置圖的視圖圖示方法設備布置圖中視圖的主體是設備與建筑物及構件，采用正投影法繪制。設備布置圖表達內容：建筑物及其構件、設備。⑴建筑物及其構件①均用中實線畫出。②廠房建筑空間大小﹑內部分隔，以及與設備安裝定位有關的基本結構按比例用規定圖例畫出。③門﹑窗等構件只在平面圖中畫出它們的位置﹑門窗開啟方向等，在剖視圖上一概不予表示。④承重墻﹑柱等結構應按建筑圖要求用細點劃線畫出建筑定位軸線。各設計階段設備布置圖的內容詳細工程設計階段的設備布置圖共編制三版設備布置圖。1、研究版或詳1版設備布置圖(簡稱“E”版)2、設計版或詳2版設備布置圖(簡稱“F”版)3、施工版設備布置圖(簡稱“G”版，如圖5-11所示)。根據《化工裝置設備布置設計規定》：基礎工程設計階段的設備布置圖可只繪制初版和確認版，詳細工程設計階段的設備布置圖課只繪制設計版和施工版。設備布置圖的繪制方法和程序(1)考慮設備布置圖的視圖配置。(2)選定繪圖比例。(3)確定圖紙幅面。(4)繪制平面圖。(5)繪制剖視圖。繪制步驟同平面圖。(6）繪制方位標。(7）編制設備一覽表，注寫有關說明，填寫標題欄。(8)檢查、校核，最后完成圖樣。設備安裝圖設備安裝圖的內容與作用作用：表達安裝、固定設備的非定型支架、支座、操作平臺及附屬的棧橋、鋼梯、傳動設備等。作為制造和安裝的依據。內容：(1)一組視圖(正視圖和俯視圖）(2)尺寸標注(3)說明和附注(4)明細欄和標題欄2023/3/14化工設計60三、化工車間應注意的問題

1、安全問題：易燃、易爆、有毒、腐蝕性管道不得鋪設在生活間、樓梯、走廊和門等處，這些管道上還應設置安全閥、防爆膜、阻水器和水封等防火防爆裝置，并應將放空管引至指定地點或高過屋面2m以上。

2、有腐蝕性管道，不得鋪設在通道上空和并列管線的上方或內側。2023/3/14化工設計613、管道鋪設時應有一定的坡度，坡度方向一般是沿物流的方向，坡度一般為1/100~5/1000。粘度小的液體物料管道可取5/1000左右，含固體的物料管道可取1/100左右。

4、真空管線盡量短，盡量減少彎頭和閥門，以降低阻力，達到更高的真空度。

5、管道應盡量集中布置在公用管架上，平行走直線，少拐彎，少交叉，不妨礙門窗開啟和設備、閥門及管件的安裝維修，并列管道的閥門應盡量錯開排列。2023/3/14化工設計626、支管多的管道應布置在并行管線的外側，引出支管時，氣體管道應從上方引出，液體管道應從下方引出，管道應盡量避免出現“氣袋”、“口袋”和“盲腸”。7、管道應盡量沿墻面鋪設，或布置在固定在墻上的架管上，管道與墻面之間的距離以能容納管件、閥門及方便安裝維修為原則。2023/3/14化工設計638、管道穿過墻壁和樓板時，應在墻面和樓板上預埋一個直徑套管，讓管線穿過套管，防止管道移動或振動時對墻面或樓板造成損壞。套管應高出樓板、平臺表面50mm。9、為了安裝和操作方便，管道上的閥門和儀表的布置高度可以參考以下數據：閥門（包括球閥、截止閥、閘閥）1.2~1.6m

安全閥2.2m

溫度計、壓力計1.4~1.6m10、為了方便管道的安裝、檢修及防止變形后碰撞，管道間應保持一定的間距。閥門、法蘭應盡量錯開排列，以減小間距。2023/3/14化工設計6411、架空管道與地面的距離除符合工藝要求外，還應便于操作和檢查。管道跨越通道時，最低點離地：通過人行道時不小于2m；通過公路時不小于4.5m；通過鐵路時不小于6m；通過廠區高主要交通干線時離地5m。2023/3/14化工設計6511、架空管道與地面的距離除符合工藝要求外，還應便于操作和檢查。管道跨越通道時，最低點離地：通過人行道時不小于2m；通過公路時不小于4.5m；通過鐵路時不小于6m；通過廠區高主要交通干線時離地5m。2023/3/14化工設計6612、直接埋地或管溝中鋪設的管道通過道路時應加套管等加以保護。13、為了防止介質在管內流動產生靜電聚集而發生危險，易燃、易爆介質的管道應采取接地措施，以保證安全生產。14、長距離輸送蒸汽或其他熱物料的管道，應考慮熱補償問題，如在兩個固定支架之間設置補償器和滑動支架。2023/3/14化工設計6715、玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹，避免管道破裂時濺出液體，發出意外。16、為了避免發生電化學腐蝕，不銹鋼管道不宜與碳鋼管道直接接觸，要采用膠墊隔離等措施。17、管道與閥門一般不宜直接支承在設備上。18、距離較近的兩設備間的連接管道，不應直連，應用45。或90。彎接。19、管道布置時應兼顧電纜、照明、儀表及采暖通風等到其他非工藝管道的布置。2023/3/14化工設計68管架和管道的安裝

管架是用來支承、固定和約束管道的。管架可分為室外管架和室內管架兩類。管道支架（管卡、支架、吊架）已有標準設計，按《管架通用系列》選用。

管道支架按其作用分為四種：1、固定支架用在管道上不允許有任何位移的地方。2、滑動支架滑動支架只起支撐作用，允許管道在平面上一定位移。3、導向支架用于允許軸向位移而不允許橫向位移的地方。4、彈簧吊架用于管道有垂直位移。

2023/3/14化工設計69一、管道在管架的平面布置原則

1、較重的管道（大直徑、液體管道等）就布置在靠近支柱處，這樣梁和柱所受彎矩小，節約管架材料。

2、連接管廊同側設備的管道布置在設備同側的外邊；連接管架兩側的設備的管道布置在公用工程管線的左、右兩邊。

3、當采用雙層管架時，一般將公用工程管道置于上層，工藝管道置于下層。2023/3/14化工設計704、管架上支管上切斷閥應布置成一排，其位置應能從操作臺或管廊上的人行道上進行操作和維修。

5、高溫或低溫的管道要用管托，將管道從管架上升高0.1m，以便于保溫。

6、支架間的距離要適當，固定支架距離太大時，可能引起因熱膨脹而產生彎曲變形；活動支架距離大時，兩支架之間的管道因管道自重而產生下垂。2023/3/14化工設計71二、管道和管架的立面布置原則

1、當管架下方為通道時，管底距車行道路路面的距離要大于4.5m；道路為主干道時要大于6m；是人行道時要大于2.2m；管廊下有泵時要大于4m。2、通常使同方向的兩層管道的標高相差1.0-1.6m,從總管上引出的支管比總管高或低0.5-0.8m。在管道改變方向要同時改變標高。大口徑管道需要在水平面上轉向時，要將它布置在管架最外側。2023/3/14化工設計723、管架下布置機泵時，其標高應符合機泵布置時的凈空要求。若操作平臺下面的管道進入管道上層，則上層管道標高可根據操作平臺標高來確定。4、裝有孔板的管道宜布置在管架外側，并盡量靠近柱子。自動調節閥可靠近柱子布置，并用柱子固定。若管廊上層設有局部平臺或人行道時，需常操作或維修的閥門和儀表宜布置在管架上層。2023/3/14化工設計73管道布置圖的閱讀閱讀管道布置圖的目是通過圖樣了解該工程設計的設計意圖和弄清楚管道、管件、閥門儀表控制點及管架等到在車間中具體布置情況。在閱讀管道布置圖之前，應從帶控制點的工藝流程圖中，初步了解生產工藝過程和流程中的設備、管道的配置情況和規格型號，從設備布置圖中了解廠房建筑的大致構造和各個設備的具體位置及管口方位。讀圖時建議按照下列步驟進行，可以獲得事半功倍的效果。2023/3/14化工設計74（1）概括了解首先要了解視圖關系，了解平面圖的分區情況，平面圖、立面剖視圖的數量及配置情況，在此基礎上進一步弄清楚各立面剖視圖在平面圖上剖切位置及各個視圖之間的關系。注意管道布置圖樣的類型、數量、有關管段圖、管件圖及管架圖等。（2）詳細分析，看懂管道的來龍去脈對照帶控制點的工藝流程圖，按流程順序，根據管道編號，逐條弄清楚各管道的起始設備和終點設備及其管口。公用工程水源的選擇一般而言，規模比較大的工廠宜在河道或湖泊等水源地建立給水基地。當附近沒有河道、湖泊、水庫時，可鉆深井取水；而規模小的工廠且又靠近城市，則宜直接使用城市自來水作為水源。對于建在海邊的化工廠可考慮取海水，但需要對其增設處理設施。第一節公用工程用水種類與用水量化工廠用水一般分為生產用水、生活用水和消防用水三類。1.生產用水：主要包括工藝用水、鍋爐用水和冷卻用水。

工藝用水是指直接構成某些產品組成的用水，如需要水作反應物、稀釋劑以及作為精制過程或直接冷卻過程的介質等。因此對生產用水都有明確的水質要求，需要經過必要的處理，分別按不同水質用管輸送至裝置，如軟化水、去離子水或蒸汽凝結水等，對水質要求不高時也可以直接接新鮮水系統。

鍋爐用水用于供給鍋爐產生蒸汽。地表水或地下水都含有鈣鎂離子，這類水統稱硬水。如果鍋爐直接使用，容易導致鍋爐結垢、惡化蒸汽品質、腐蝕鍋爐氣體，增加燃料消耗，嚴重時使鍋爐開裂而引起爆炸。一般要經過沉淀軟化、離子交換、除氧等處理過程以達到水質水質要求。用水種類與用水量2.生活用水：化工廠內除了生產用水外，還需要飲用水、洗浴以及烹調、化驗室用水等，這些水統稱生活用水。生活用水必須符合國家規定的衛生標準，要與生產用水分系統供應。生活用水可以在廠內自設凈化設備供應，也可用市政部門供應的自來水。3.消防用水：是正常使用水外的緊急用水，在短時間內用水量很大，一般設置獨立系統，包括消防水池、消防水泵和消防水管道系統。當工廠附近有大的水庫、河流和湖泊時可不設消防水池。公用工程公用工程供熱及冷凍工程(一)供熱：化工廠供熱工程一般有供汽和供導熱油兩種方式。也可以按接觸方式分為：1、直接熱源(1)煙道氣加熱優點是溫度高，可達1000℃，使用方便，經濟簡單，缺點是溫度不易控制、加熱不均勻和帶有明火及煙塵。(2)電加熱優點是加熱均勻、溫度高、易于調節控制、清潔衛生，缺點是成本高2、間接熱源(1)高溫載熱體加熱溫度范圍可達160-500℃，對于160-370℃的常用聯苯與聯苯醚的混合物，加熱溫度在350-500℃的常用熔鹽混合物HTS（即NaNO240%、KNO353%、NaNO37%），熔點142℃。(2)水蒸氣化工生產中使用最廣的熱源，其優點是使用方便、加熱均勻、速度快及易控制，但溫度高時壓力過大，不安全，所以多用于200℃以下的場合。公用工程供熱及冷凍工程2、鍋爐給水水質處理自來水難以達到鍋爐給水水質標準，因此必須在保證鍋爐安全運行又能使蒸汽滿足相關規定的條件下對鍋爐給水進行軟化處理。(1)爐外化學水處理主要包括水的凈化、軟化、除鹽、除氧、磁場處理5個方面。常見的水處理方法有沉淀軟化處理法和陽離子交換處理法。前者是加入化學處理劑；后者是通過離子交換使水得到軟化。(2)爐內加藥處理：防止結垢及腐蝕，在鍋爐內投入藥劑，通過物理化學作用生成泥渣，作為污垢排出。公用工程供熱及冷凍工程3、工業鍋爐的選擇自來水難以達到鍋爐給水水質標準，因此必須在保證鍋爐安全運行又能使蒸汽滿足相關規定的條件下對鍋爐給水進行軟化處理。(1)工業鍋爐選擇的考慮因素第一：所選擇鍋爐的蒸汽參數應該與生產、生活、空調及采暖通風的需要相適應；第二：當熱負荷較大時，應選用大容量的鍋爐，同時為了避免因故障而影響生產，應選用至少2臺鍋爐；第三，燃料的選擇應該和爐型一致；第四，根據就近原則選擇鍋爐。

(2)鍋爐型號說明

工業鍋爐產品型號由I,II,III三部分組成，其中，I部分包括型式代號、燃燒方式及蒸發量；II部分包括工作壓力及過熱蒸汽溫度；III部分包括燃料總類、設計次序。供熱及冷凍工程4、蒸汽供熱設計條件(1)車間或裝置設備平面布置圖,標注出蒸汽管道進出口方位及標高；(2)供汽條件表5.供導熱油系統優點：加熱均勻、粘度小、傳熱好、易調節、不爆炸、對碳鋼無腐蝕等缺點：有毒、氣味難以忍受切滲透力強、易從閥門及法蘭泄露等缺點。與供汽系統的差別，（1）供汽系統是蒸汽冷凝放出汽化潛熱，導熱油供熱是降溫放出顯熱的過程；前者有相變發生；后者沒有相變發生。（2）蒸汽加熱是非封閉、部分冷凝水循環過程或非循環加熱過程，而導熱油加熱是封閉式強制循環。導熱油加熱的熱損失明顯小于蒸汽加熱。導熱油的選擇原則：導熱性能好，穩定性好，壽命長，凝固點低，腐蝕性小，毒性小；安全性好，價格適宜。導熱油供熱系統類型：生產供熱型和綜合供熱型。安全防火與環境保護一、燃燒爆炸及防火防爆(一)化工生產中安全防火設計的重要性執行“生產必須安全、安全為了生產”的方針，任何一種違背安全原則的設計方案都不能采用。(二)燃燒與爆炸的起因及其危險程度

(5)燃燒熱1、燃燒(1)燃燒三要素：物質本身具有可燃燒性、環境中氣體含有助燃物（比如：氧氣等）、明火（或火花）。(2)閃點物質在明火中能點燃的最低溫度。(3)自燃點物質在沒有外界引燃的條件下在空氣中能自燃的溫度。(4)爆炸極限在常溫常壓的條件下該物質在空氣中能燃燒的最低至最高濃度范圍。可燃物質在氧氣（或空氣）中完全燃燒時所釋放的全部熱量。燃燒爆炸及防火防爆燃燒與爆炸的起因及其危險程度2、爆炸由于巨大能量在瞬間的突然釋放造成的一種沖擊波。一般爆炸是和燃燒緊密相聯的，當燃燒非常劇烈時燃燒物釋放出大量能量，使周圍體積劇烈膨脹而引起爆炸；而由于其他原因引起爆炸時，因為逸出的可燃性氣體遇到火種就會燃燒。

要減少爆炸和燃燒危險就應消除引起爆炸燃燒的直接原因與間接原因比如：明火、靜電導致的火花、轉動電氣設備可能造成的火花、設備管道的操作壓力超過允許值等等都是引起爆炸燃燒的直接原因；而由于反應器加熱器的溫度上升失去控制使設備遭到破壞，或者由于放熱反應速度急劇增加導致爆炸則是其間接原因。燃燒與爆炸的危險程度(1)氣體評定氣體火災爆炸危險性的主要指標是爆炸極限和自燃點。氣體的爆炸極限越寬,爆炸下限越低,其火災爆炸危險性越大；氣體的自燃點越高,其火災爆炸危險性越小。(三)提供安全防火設計條件工藝人員應提供原料、中間體、成品的火災危險性特征、物料用量和貯存量等數據資料。(2)液體評定液體火災爆炸危險性的主要指標是爆炸極限和閃點。液體的閃點越低越易燃燒,炸極限越寬爆炸危險性越大。(3)固體固體物質的火災危險性主要取訣于固體的熔點、燃點、自燃點、比表面積和熱分解性等。熔點或自燃點低的固體比較容易燃燒,燃燒速度較快；單位比表面積越大,燃爆危險性越大；受熱分解溫度越低,其火災危險性越大。安全防火與環境保護環境污染及其治理基礎知識1、化學物質的急性毒性2、水質污染程度LD50-是指染毒動物半數死亡的劑量LC50-是指染毒動物半數死亡的濃度化學耗氧量(COD)-污水中所含有機物質與強氧化劑起反應的所有還原物質的總含量。一般用1升污水耗氧量的毫克數表示。生化需氧量(BOD)-1升污水中所含有機物質全部被氧化時所需的氧氣量(mg/L)。一般以培養五天的結果,即五天生化所需氧量(BOD5)作為衡量水質污染的指標。溶解氧DO-單位體積水中含有溶解的游離氧氣的質量(mg/L)。二、環境污染及其治理基礎知識廢水處理方法(1)按作用原理分為物理法、生物化學法、化學法和物理化學法①物理法：利用物理原理和機械作用對廢水進行治理,包括采用沉降、均衡調節、過濾及離心分離等。②生物化學法：利用微生物去除廢水中的溶膠物質和有機物質,包括活性污泥法、生物膜法和厭氧處理方法等。③物理化學法：通過物理化學過程處理廢水除去水中污染物質,包括吸附、浮選、反滲透、電滲析、超過濾和超吸附等方法。④化學法：采用化學藥劑或其他化學反應手段對廢水進行治理,包括中和、氧化還原、電解和離子交換等方法。工程概算費用與概算項目化工設計在擴初沒計階段編制概算,在施工圖設計階段編制預算,施工結束后編制決算。預算和決算可由施工單位和建設單位編制。設計概算是確定和控制建設項目全部投資的法定性文件。是編制固定資產投資計劃,簽訂建設項目總承包合同和貸款合同、實行投資包干、控制施工圖預算和考核設計的經濟合理性的依據。通過概算可以衡量設計是否經濟合理。編制概算時應遵循原化學工業部頒發的“化工設計概算編制辦法”(化基發(1993)599號文件)、“化工引進項目工程建設概算編制規定”(化基發(1991)786號文件)和“化工工程建設其他費用編制