1第1章化工设计程序与内容

第1章化工设计程序与内容一、化工厂建立过程及设计流程二、化工设计阶段的划分三、设计前期的工作步骤与内容四、初步设计阶段工作内容与程序五、施工图设计阶段工作内容与程序六、车间工艺设计程序与内容七、设计文件教学目标与要求1.了解化工基建程序及设计流程2.了解国外通用设计程序与内容3.理解项目建议书、可行性研究、设计任务书的主要内容4.掌握化工设计阶段的划分以及各阶段的工作程序与内容5.掌握车间工艺设计的工作程序与内容6.掌握初步设计和施工图设计文件的编制方法及规范投资设想机会研究项目建议书可行性研究投资决策设计任务书初步设计施工图设计施工安装人员培训试车验收投产设计（建设）前期设计后期（建设期）设计期一、化工厂建立过程及设计流程化工厂建立的全过程(化工厂基建程序)•一般的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书，经上级主管部门认可后写出可行性研究报告，上级批准后，编写设计任务书，进行初步(扩初)设计，后者经上级主管部门认可后进行施工图设计。根据上述化工厂的基本建设要求,化工厂整套设计的程序为:化工厂设计程序的具体步骤:（9）进行扩大初步设计；•设计前期工作,主要包括项目建议书、可行性研究、设计任务书。•设计阶段工作,包括初步设计、扩初设计、施工图设计。•设计后期工作,主要包括施工配合，参加试产、竣工，设计总结，设计回访和参加项目后评价。根据上述程序，化工厂设计的工作程序可分为三大段工作：•化工工艺设计•厂址的选择与总图运输设计•设备设计•土建设计•公用工程（水、电、热、采暧通风）设计•自动控制设计•机修、电修等辅助车间设计•外管设计•工程概算与预算化工厂整套设计的内容化工项目设计流程1.设计准备(1)确定立项:①签订设计合同;②确定人员、组建项目组(2)技术准备:①项目建议书;②上机批文、协议;③收集基础资料;④建厂条件调查;⑤专业条件调查;⑥确定工艺技术方案2.进行设计:①专业间条件往返;②各专业完成设计条件;③各专业设计条件校审3.完成设计:①设计文件评审;②各专业会签;③入库前规格检查;④文件复制、归档、发送;⑤完工报告二、化工设计阶段的划分1.国外设计阶段的划分国际上，通常把全部设计过程划分为由专利商承担的工艺包（基础设计）和由工程公司承担的工程设计两大设计阶段工程设计又划分为：工艺设计、基础工程设计和详细工程设计三个阶段表1国际通用设计程序的阶段划分项目专利商工程公司阶段名称工艺包或基础设计工艺设计基础工程设计详细工程设计主导专业工艺工艺系统/管道系统/管道主要文件1.工艺流程图(PFD)2.工艺控制图(PCD)3.工艺说明书4.设备表5.工艺数据表6.概略布置图1.工艺流程图(PFD)2.工艺控制图(PCD)3.工艺说明书4.物料平衡表5.工艺设备表6.工艺数据表7.安全备忘录8.概略布置图9.主要专业设计条件1.管道仪表流程图(PID)2.设备计算及分析草图3.设计规格说明书4.材料选择5.请购文件6.设备布置图(分区)7.管道平面图(分区)8.地下管网图9.电气单线图10.各专业设计条件1.详细配管图2.管段图(空视图)3.基础图4.结构图、建筑图5.仪表设计图6.电气设计图7.设备制造图8.其他为施工所需的各专业全部设计图纸、文件9.各专业施工安装说明用途供工程公司作为工程设计的依据把专利文件转化为工程公司设计文件为详细工程设计、设备材料采购提供全部资料提供施工图纸和文件，作为施工、材料补充订货依据定义：工艺包是专用的技术名词,特指某个化工产品生产技术方面的全部技术文件的总和,是一个化工厂工艺的核心技术文件。工艺包设计来源•国内外高等院校、研究院所•国外专利商•工艺包的范围•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)•物料及能量核算•PID图•设备一览表(设备规格、材质、数量等）•布置建议•化验、检修要领等从工艺包的内容来看,基本达到了工艺初步设计的深度,我国化工设计院基本都是从接受工艺包开始,直到做项目过程的扩初设计和施工图设计。工艺包的主要内容：二、化工设计阶段的划分2.国内设计阶段的划分根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度,工程设计分三段设计、两段设计和一段设计,由设计单位负责进行。一段设计:技术上比较简单,规模较小的工厂或车间的设计,可直接进行施工图设计。两段设计:一般技术比较成熟的大型工厂或车间的设计,按扩大初步设计和施工图设计进行。三段设计:重要的大型企业和使用较复杂的技术时,可按初步设计、扩大设计及施工图设计三阶段进行。三、设计前期的工作步骤与内容国外分为:机会研究、初步可行性研究、可行性研究、评价及决策几个阶段。国内分为:项目建议书、可行性研究、编制设计任务书等几个阶段。三、设计前期的工作步骤与内容1.国内设计前期的工作步骤（1）编写项目建议书,向国家推荐项目；（2）进行可行性研究(市场销售,技术路线,工程条件,人力资源,实施计划,资金成本,经济效果等研究,成品:可行性研究报告)；（3）编写设计任务书。三、设计前期的工作步骤与内容2.国内设计前期的主要工作内容(1)项目建议书项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据，根据原化工部化计发(1992)995号《化工建设项目建议书内容和深度的规定》(修订本)中的有关规定制订。项目建议书应包括下列内容（13项）a.项目建设目的和意义，包括项目提出的背景和依据，投资的必要性及经济意义。b.市场初步预测分析。c.产品方案和生产规模d.工艺技术初步方案，包括原料路线、生产方法和技术来源。f.原材料、燃料和动力的供应。g.建厂条件和厂址初步方案。h.公用工程和辅助设施初步方案。i.环境保护。j.工厂组织和劳动定员估算。k.项目实施初步计划。l.投资估算和资金筹措方案。m.经济效益和社会效益的初步评价。n.结论与建议。项目建议书的主要内容三、设计前期的工作步骤与内容2.国内设计前期的工作内容(2)可行性研究可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价，为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。根据中石化协产发[2006]76号《化工投资项目可行性研究报告编制办法》和中国石化咨[2005]154号《石油化工项目可行性研究报告编制规定》中的有关规定制订(见教材P4-5,有23项)。三、设计前期的工作步骤与内容2.国内设计前期的工作内容(3)设计任务书设计任务书的编写依据:可行性研究呈报给上级主管部门，当被上级主管部门认可后，便可根据《化工厂初步设计文件内容深度规定》HG/T20688-2000编写设计任务书，以作为设计项目的依据。设计任务书的主要内容(见教材P5-6)①项目设计的目的和依据。②生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则。③矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件。④资源综合利用和环境保护、“三废”治理的要求。⑤建设地区或地点，占地面积的估算。⑥防空、防震等的要求。⑦建设工期与进度计划。⑧投资控制数。⑨劳动定员控制数。⑩经济效益、资金来源、投资回收年限。设计任务书的主要内容四、初步设计阶段工作内容与程序1.初步设计的主要任务2.初步设计的依据与规范3.初步设计的工作内容4.初步设计的工作程序5.初步设计的成果（成品）1.初步设计的主要任务确定全厂性设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题最终编制初步设计说明书，其内容和深度能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准2.初步设计的依据与规范设计任务书(或可行性报告)行业标准《化工厂初步设计文件内容深度规定》HG/T20688-20003.初步设计的具体工作内容确定总工艺流程、生产方法、工厂组成、总图布置、水电汽的供应方式和用量、关键设备及仪表选型、全厂贮运方案、消防、劳动保护与工业卫生、环境保护及综合利用以及车间或单项工程工艺流程和各专业设计方案等编制出初步设计文件和概算扩大初步设计:是根据批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之更明确、更具体，能够满足控制投资或报价使用的工程概算的要求4.初步设计的工作程序初步设计准备讨论编制初步设计方案提供设计条件完成各专业的具体设计中间审查完成设计文件及图纸,最后审核进行经济分析概算审定设计文件(复制、归档、报批)原料用量、消耗定额及三废排放表设计任务书工艺路线与生产方法的确定物料衡算能量衡算设备工艺计算及选型号工艺流程图设计车间布置设计概算编写设计说明书工艺流程方框图物料平衡图能量消耗综合表带控制点工艺流程图设备一览表车间平面及立面布置图非定型设备条件表扩大初步设计说明书概算书、投资额及材料表扩大初步设计程序图4.工艺初步设计的工作程序5.初步设计的成果(成品)•初步设计说明书•附表:设备一览表,主要材料估算表•附图:物料流程图,管道及仪表流程图,总平面布置图,车间设备布置图,关键设备总图•附：概算书和技术经济分析资料五、施工图设计阶段工作内容与程序1.施工图设计的主要任务2.施工图设计的依据与规范3.施工图设计的主要工作内容4.施工图设计的工作程序5.施工图设计的深度6.施工图设计的成果(成品)1.施工图设计的主要任务把初步设计中确定的设计原则和设计方案，根据建筑安装工程或设备制作的需要，进一步具体化。把工程设计各个组成部分的布置和主要施工方法，以图样及文字的方式加以确定，并编制设备、材料明细表。2.施工图设计的依据与规范已审批的初步(或扩初)设计行业标准《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20519-20093.施工图设计的主要工作内容在扩大初步设计的基础上,根据行业标准《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20519-2009，完善流程图设计和车间布置设计,进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计;向非工艺专业提供设计条件和提出设计要求;完成施工图设计文件。工艺专业在施工图设计的主要工作内容工艺图纸目录工艺流程图设备布置图设备一览表非定型设备制造图设备安装图管架管件图管道布置图保温及防腐设计设备管口方位图工艺专业施工图设计的主要内容工艺施工图设计的内容与成品4.施工图设计的工作程序修改完善初步设计文件各专业的协调，向配套专业提供正式资料完成必要的图纸，表格等编写施工安装说明书5.施工图设计的深度施工图设计的深度除了和初步设计互相连贯衔接之外,还必须满足:全部设备、材料的订货和交货安排非标准设备的订货、制造和交货安排能作为施工安装预算和施工组织设计的依据控制施工安装质量,并根据施工说明要求进行验收6.施工图设计的成果(成品)详细的施工图纸，必要的文字说明和工程预算书。工艺专业施工图设计的成品:(1)设计说明书:包括工艺修改说明,设备和管道安装说明(2)附图:见教材P6(3)附表:见教材P6六、车间工艺设计的内容与程序1.车间工艺设计内容（1）工艺方案设计（即工艺方案的确定与论证）（2）工艺流程设计（3）工艺计算（4）车间布置设计（5）管路设计（6）提供设计条件（7）编写设计说明书（8）概（预）算书的编制2.车间工艺设计程序化工厂整套初步设计说明书，按《化工厂初步设计文件内容深度规定》HG/T20688-2000）中的规定进行编制（具体内容见教材P11-20）。下面着重介绍工艺设计文件的内容和格式（教材P14-15（四）化工工艺及系统部分）。•设计说明书•说明书的附图和附表•工艺初步设计文件七、设计文件（一）初步设计文件•装置概况及特点：综述装置设计规模、车间（装置）组成概况、生产方法、流程特点及技术先进性、相关生产工艺和工程的国内外水平，运行可靠性和经济性。•设计依据（设计任务书、建设单位提供或调研取得的有关资料）•本设计规模及产品方案(产品品种和规格)•原材料规格(见教材表1-6,7)、来源及水电汽供应情况•生产制度，包括年操作日、生产班数•本设计的主要节能措施与实际效果•本设计的“三废”治理及环境保护的措施与实际效果工艺初步设计说明书的编制1.概述•按生产顺序即简