化工设计第七章PPT讲稿.ppt

化工设计第七章第1页，共29页，编辑于2022年，星期五 工艺专业在工艺专业在初步设计阶初步设计阶段向其他专业提供第一段向其他专业提供第一次设计条件次设计条件，各专业根，各专业根据条件确定各自的方据条件确定各自的方案，开始设计。案，开始设计。在施工图设计阶段，在施工图设计阶段，提提供二次条件，为各专业供二次条件，为各专业完善设计提供条件。完善设计提供条件。化化工工设设计计 工艺设计工艺设计总图设计总图设计设备设计设备设计管路设计管路设计土建设计土建设计电气设计电气设计自控设计自控设计给排水设计给排水设计采暖通风设计采暖通风设计技术经济技术经济非工艺设计非工艺设计7.1 土建设计土建设计设计内容：设计内容：全厂全厂所有建筑物、构筑物所有建筑物、构筑物，包括框架、设备基础、平台、，包括框架、设备基础、平台、爬梯等构件设计。爬梯等构件设计。第2页，共29页，编辑于2022年，星期五建筑专业建筑专业结构专业结构专业 根据建筑标准，对根据建筑标准，对化工厂各类建筑物化工厂各类建筑物进行设计；进行设计；根据建设单位根据建设单位环境，提出新建建筑环境，提出新建建筑物的物的立面处理和立面处理和内外装修标准内外装修标准；说明墙说明墙体、门、窗、地平、楼面和屋面的体、门、窗、地平、楼面和屋面的工程做法工程做法 对有防腐、对有防腐、防爆、高温等防爆、高温等特殊要求的车间提出处理特殊要求的车间提出处理措施。措施。确定确定地基处理方案、厂房结构型式地基处理方案、厂房结构型式；对对主主要结构构件要结构构件如基础、柱、楼层梁、板、屋架等如基础、柱、楼层梁、板、屋架等进行设计和选型进行设计和选型；说明地区性特殊问题、在设计中采取的措施及对施说明地区性特殊问题、在设计中采取的措施及对施工的特殊要求等。工的特殊要求等。第3页，共29页，编辑于2022年，星期五化工建筑设计中应注意以下几方面的问题：化工建筑设计中应注意以下几方面的问题：(1)有易燃、易爆产品及危险的生产车间必须有易燃、易爆产品及危险的生产车间必须在建筑结构和布置上考在建筑结构和布置上考虑防火、防爆要求虑防火、防爆要求，并采取必要的措施。，并采取必要的措施。(2)要考虑要考虑建筑结构的耐腐蚀性建筑结构的耐腐蚀性。(3)散发有害气体的车间，建筑上要散发有害气体的车间，建筑上要保证工人的操作环境卫生和安保证工人的操作环境卫生和安全全。(4)考虑特殊的考虑特殊的温度和湿度要求温度和湿度要求。(5)有强烈震动的机械装置的工艺车间，如离心机、压缩机、破碎机有强烈震动的机械装置的工艺车间，如离心机、压缩机、破碎机等，要考虑等，要考虑建筑结构的抗震要求和坚固性建筑结构的抗震要求和坚固性。第4页，共29页，编辑于2022年，星期五7.2 设备设计设备设计对于对于非标准设备非标准设备则由工艺专业提供工艺参数，由设备专业进行设则由工艺专业提供工艺参数，由设备专业进行设计，图纸交付设备制造厂进行制造。计，图纸交付设备制造厂进行制造。化工生产中的反应器、换热器、分离器、贮运容器等化工生产中的反应器、换热器、分离器、贮运容器等都属于压力都属于压力容器。容器。(1)按压力大小将容器分为四个等级按压力大小将容器分为四个等级低压容器：低压容器：0.1 p1.6MPa中压容器：中压容器：1.6 p10.0MPa高压容器：高压容器：10.0 p100MPa超高压容器：超高压容器：p100MPa常压容器常压容器p0.1MPa和真空容器不属于压力容器范围和真空容器不属于压力容器范围。(2)按压力容按压力容器监察规程将器监察规程将容器分为三类容器分为三类第5页，共29页，编辑于2022年，星期五介质性质非易燃无毒/轻毒性易燃中度毒性高度毒性/极度毒性PV值/MPam0.5100.2低压/MPa0.1P1.6换热容器分离容器一类容器储存容器反应容器管壳式余热锅炉搪玻璃压力容器中压/MPa1.6P10换热容器二类容器分离容器储存容器反应容器管壳式余热锅炉搪玻璃压力容器第6页，共29页，编辑于2022年，星期五介质性质非易燃无毒/轻毒性易燃中度毒性高度毒性/极度毒性PV值/MPam0.5100.2高压/MPa10P100换热容器分离容器三类容器储存容器反应容器管壳式余热锅炉搪玻璃压力容器使用强度级别较高材料制造压力容器移动式压力容器球形储罐(容积50m)低温液体储存容器(容积5m)注：表中P第7页，共29页，编辑于2022年，星期五国家监察部门规定：无论是国家监察部门规定：无论是设计单位或是制造单位设计单位或是制造单位，必须经过，必须经过申报申报与考核与考核，方可取得进线一类、二类或三类容器设计的，方可取得进线一类、二类或三类容器设计的设计许可证，设计许可证，或制造许可证。或制造许可证。7.3 电气设计电气设计电气部分包括电气部分包括动力、照明、避雷、弱电、变电、配电动力、照明、避雷、弱电、变电、配电等。等。一、供电一、供电1.供电电压及负荷等级供电电压及负荷等级 化工生产用电电压化工生产用电电压最高为最高为 6000V，中小型电机为，中小型电机为 380V；输电网是高压电，一般在输电网是高压电，一般在 10330kV 范围范围内，须经过变压才能使内，须经过变压才能使用。用。车间高压一般为车间高压一般为 6000V 或或 3000V(多为多为6000V)，低压为，低压为380V。150kW以上电机选用以上电机选用 6000V，150kW以下电机选用以下电机选用 380V；当高压为当高压为 3000V 时，时，100kW 以上电机选用以上电机选用 3000V，100kW 以下电以下电第8页，共29页，编辑于2022年，星期五 根据设备要求，将其电力负荷分成根据设备要求，将其电力负荷分成一级负荷、二级负荷、三级负一级负荷、二级负荷、三级负荷荷。一一级负荷要求最高级负荷要求最高，用电设备要求连续运转，突然停电将造成火，用电设备要求连续运转，突然停电将造成火、爆炸、机械损、爆炸、机械损爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92）根据）根据爆炸性物质出现的爆炸性物质出现的频繁程度、持续时间与危险程度频繁程度、持续时间与危险程度，将爆炸性气体环，将爆炸性气体环境分为境分为 0 区、区、1 区和区和 2 区区三个危险区域。三个危险区域。0 区：区：正常情况下，正常情况下，连续、短时间频繁出现连续、短时间频繁出现或或长时间存在爆炸性气体长时间存在爆炸性气体混合物混合物的环境；的环境；1 区：区：正常运行时正常运行时可能出现爆炸性气体混合物可能出现爆炸性气体混合物的环境；的环境；2 区：区：正常运行时正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现的环境，或即使出现也仅是短时存在的环境也仅是短时存在的环境 。第9页，共29页，编辑于2022年，星期五在下列情况，危险区域等级要作相应变动：在下列情况，危险区域等级要作相应变动：离开危险介质设备在离开危险介质设备在7.5m之内的立体空间，对于之内的立体空间，对于通通风良好的敞风良好的敞开式、半敞开式厂房或露天装置开式、半敞开式厂房或露天装置区可降低一级；区可降低一级；封闭式厂房中爆炸和火灾危险场所范围由以上条件按建筑空间封闭式厂房中爆炸和火灾危险场所范围由以上条件按建筑空间分隔划分，与其分隔划分，与其相邻的隔一道有门墙的场所，可降低一级相邻的隔一道有门墙的场所，可降低一级；如果如果通通过走廊或套间隔开两道有门的墙过走廊或套间隔开两道有门的墙，则可作为无爆炸及火，则可作为无爆炸及火灾危险区；灾危险区；而而对地坑、地沟因通风不良及易积聚可燃介质区对地坑、地沟因通风不良及易积聚可燃介质区要比所在场所要比所在场所提高一级。提高一级。第10页，共29页，编辑于2022年，星期五电器设备选择：电器设备选择：区域爆炸危险等级区域爆炸危险等级确定后，根据不同情况选择相应的防爆电器。确定后，根据不同情况选择相应的防爆电器。属于属于 0 区、区、1 区和区和2区的都应区的都应选用防爆电器选用防爆电器，线路应，线路应按防爆要求敷按防爆要求敷设设。防爆防爆电气设备应根据爆炸危险环境区域和爆炸物质的类型、级别、电气设备应根据爆炸危险环境区域和爆炸物质的类型、级别、组别选型。组别选型。防爆安全型防爆安全型(标志标志A)、隔爆型隔爆型(标志标志B)、防爆充油型防爆充油型(标志标志C)、防爆通风防爆通风(或充气或充气)型型(标志标志F)防爆安全型火花型防爆安全型火花型(标志标志H)防爆特殊型防爆特殊型(标志标志T)。第11页，共29页，编辑于2022年，星期五防爆电器选型防爆电器选型危险区域危险区域电机电机0区、区、1区区隔爆、防爆通气、充气型隔爆、防爆通气、充气型2区区任何一种防爆型任何一种防爆型2区区防溅式、封闭式防溅式、封闭式表表固定固定电电 安装安装器器和和 移动式移动式仪仪隔爆、防爆充油、防爆通隔爆、防爆充油、防爆通风充气、安全火花型风充气、安全火花型隔爆、防爆充气、隔爆、防爆充气、安全火花型安全火花型任何一种防爆型任何一种防爆型隔爆、防爆充气、隔爆、防爆充气、安全火花型安全火花型防尘型防尘型除防爆充油型外，任何一种防除防爆充油型外，任何一种防爆型或密封型爆型或密封型携带式携带式隔爆、防爆安全型隔爆、防爆安全型隔爆、安全火花型隔爆、安全火花型隔爆乃至密封型隔爆乃至密封型照照明明灯灯具具固定安固定安装及移装及移动式动式隔爆、防爆充气型隔爆、防爆充气型隔爆安全型隔爆安全型防尘型防尘型携带式携带式隔爆型隔爆型隔爆型隔爆型隔爆、防爆安全型乃至密封型隔爆、防爆安全型乃至密封型变压器通变压器通讯电器配讯电器配电装置电装置隔爆、防爆通风型隔爆、防爆通风型隔爆、防爆充油防爆通隔爆、防爆充油防爆通气、安全火花型气、安全火花型隔爆、防爆通风充气型隔爆、防爆通风充气型隔爆安全花型、防隔爆安全花型、防爆充油型爆充油型隔爆安全型隔爆安全型任何一种防爆型任何一种防爆型防尘型防尘型密封型密封型密封型密封型第12页，共29页，编辑于2022年，星期五二、电气设计条件二、电气设计条件1.动力设计条件动力设计条件 生产特点，生产特点，用电要求用电要求；提出设备布置平面图，标明提出设备布置平面图，标明用电设备的名称和位置用电设备的名称和位置；提供提供用电设备条件表用电设备条件表，如表，如表 8-4 所示；所示；电加热表电加热表（温度、控制精度、热量、工作时间）；（温度、控制精度、热量、工作时间）；用电设备的用电设备的自控要求及其他用电量自控要求及其他用电量。2.照明条件照明条件 在设备平面布置图上在设备平面布置图上标明照明位置及照明度标明照明位置及照明度；照明照明地区的地区的面积和体积及照度面积和体积及照度；照明照明四周的四周的环境要求环境要求；特殊要求，特殊要求，如事故照明、检修照明、接地等。如事故照明、检修照明、接地等。第13页，共29页，编辑于2022年，星期五3.弱电弱电 标明弱电设标明弱电设在设备平面布置图上位置在设备平面布置图上位置(电讯设备、仪表用电位置电讯设备、仪表用电位置)；设置火警信号、警卫信号；设置火警信号、警卫信号；生产联系讯号、电话、扬声器、电视监视器等。生产联系讯号、电话、扬声器、电视监视器等。4.避雷设计避雷设计按按建设物防雷设计规范建设物防雷设计规范（GB5005794）执行，）执行，根据工业建筑的防雷等级，针对不同情况采取相应的防雷措施。根据工业建筑的防雷等级，针对不同情况采取相应的防雷措施。防雷等级分类：防雷等级分类：第一类：建筑物中第一类：建筑物中存在爆炸物或经常产生爆炸性混合物存在爆炸物或经常产生爆炸性混合物，故有可能，故有可能由于电火花而引起爆炸者。由于电火花而引起爆炸者。第二类，类似于第一类，但第二类，类似于第一类，但仅在事故时才能形成爆炸性混合物仅在事故时才能形成爆炸性混合物的场的场合，且不致引起大破坏和人身死亡者。合，且不致引起大破坏和人身死亡者。第三类，不属于第一类和第二类，但还第三类，不属于第一类和第二类，但还需要保护的建筑物需要保护的建筑物，如水，如水塔、烟囱、木材加工车间等。塔、烟囱、木材加工车间等。第14页，共29页，编辑于2022年，星期五7.4 自控设计（略）自控设计（略）7.5 给排水设计给排水设计生产用水生产用水工艺用水、冷却用水和锅炉给工艺用水、冷却用水和锅炉给水水辅助生产用水辅助生产用水清洗设备及清清洗设备及清洗工作环境用水洗工作环境用水生活用水生活用水消防用水消防用水化工工化工工业用水业用水水源水源自备水源自备水源深井水深井水(地下水地下水)或河流水、湖泊水或河流水、湖泊水(地面水地面水)市政供水系统市政供水系统第15页，共29页，编辑于2022年，星期五给排水水质要求：给排水水质要求：SH 3099-2000 石油化工给排水水质标准石油化工给排水水质标准SHJ 1080-1991 炼油厂给排水水质标准炼油厂给排水水质标准第16页，共29页，编辑于2022年，星期五一、采暖一、采暖 采暖采暖在冬季调在冬季调节节生产车间及生活场所生产车间及生活场所的室内温度，达到的室内温度，达到生产工生产工艺及人体生理要求艺及人体生理要求，实现化工生产的正常进行。，实现化工生产的正常进行。按采暖系统蒸汽压力分低压和高压按采暖系统蒸汽压力分低压和高压(界线为界线为0.07MPa)，常采用，常采用0.050.07MPa低压蒸汽低压蒸汽采暖系统。采暖系统。还可还可采用热风采暖系统采用热风采暖系统将空气加热到一定的温度（将空气加热到一定的温度（70）送入）送入车间，它除采暖外还兼有通风作用。车间，它除采暖外还兼有通风作用。7.6 采暖通风设计采暖通风设计第17页，共29页，编辑于2022年，星期五二、通风二、通风通风作用：通风作用：排除车间余热、余湿、有害气体及粉尘。排除车间余热、余湿、有害气体及粉尘。通风方式：通风方式：(1)自然通风自然通风设计中指的是设计中指的是有组有组织的自然通风织的自然通风（可以调节和管（可以调节和管理），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理），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。气。(2)机械通风机械通风分三种分三种 局部通风局部通风局部吸风罩；局部吸风罩；全面通风；全面通风；有毒气体的净化和高空排放。有毒气体的净化和高空排放。第18页，共29页，编辑于2022年，星期五7.7 安全防火安全防火一、安全技术措一、安全技术措施施1.生产和贮存按危险化学品火灾危险性分类生产和贮存按危险化学品火灾危险性分类 贮存易贮存易燃、可燃液体的燃、可燃液体的火灾危险性分类火灾危险性分类 按闪点分甲，乙，丙类，即：甲级贮存，乙级贮存，丙级贮存按闪点分甲，乙，丙类，即：甲级贮存，乙级贮存，丙级贮存(库存库存)工艺装置及其工艺装置及其设备、机械、建筑物设备、机械、建筑物火灾危险性分类火灾危险性分类 按危险化学品的按危险化学品的闪点、自燃点、爆炸下限及其性质等闪点、自燃点、爆炸下限及其性质等将生产车间分将生产车间分为甲，乙，丙，丁，戊类别；为甲，乙，丙，丁，戊类别；即：甲级生产，乙级生产即：甲级生产，乙级生产.第19页，共29页，编辑于2022年，星期五第20页，共29页，编辑于2022年，星期五第21页，共29页，编辑于2022年，星期五化工设计电子课件第22页，共29页，编辑于2022年，星期五化工设计电子课件第23页，共29页，编辑于2022年，星期五化工设计电子课件第24页，共29页，编辑于2022年，星期五耐火等级耐火等级建筑层数建筑层数防爆电机电气防爆电机电气甲级生产贮存甲级生产贮存 1.2级级单层单层隔爆型隔爆型乙级生产贮存乙级生产贮存 1.2级级13层层放宽（充砂型，充油型）放宽（充砂型，充油型）丙级生产贮存丙级生产贮存 13级级放宽放宽2.预防形成爆炸性混合物预防形成爆炸性混合物 防止泄漏：防止泄漏：防危险化学品的跑，冒，滴，漏；防危险化学品的跑，冒，滴，漏；惰性介质保护：惰性介质保护：N2、CO2、水蒸汽等；、水蒸汽等；通风换气；通风换气；安全监测及连锁安全监测及连锁（如多位阀）（如多位阀）色标：色标：如气焊的氧气胶管为黑色（或蓝色），乙炔胶管为红色。如气焊的氧气胶管为黑色（或蓝色），乙炔胶管为红色。根据根据不同危险类型采取相应的安全措施不同危险类型采取相应的安全措施。第25页，共29页，编辑于2022年，星期五3.消除着火源消除着火源着火源主要有：着火源主要有：电能转化为着火源电能转化为着火源：电火花，电弧，静电放电，短路，雷击，电电火花，电弧，静电放电，短路，雷击，电磁辐射磁辐射(BP机、手机等机、手机等)；机械能转化为着火源机械能转化为着火源：摩擦，撞击，绝热压缩等；：摩擦，撞击，绝热压缩等；化学能转化为着火源化学能转化为着火源：自热自燃，化学反应热，各种明火：自热自燃，化学反应热，各种明火(炉炉子，喷灯，烟头子，喷灯，烟头)热表面热表面：烟囱，暖气片，炽热物体：烟囱，暖气片，炽热物体 光能光能(日光照射日光照射)转化为着火源等。转化为着火源等。采取安全措施采取安全措施：如静电防护，防雷，防爆电机电器，保护性接地接如静电防护，防雷，防爆电机电器，保护性接地接零，机器润滑消除摩擦，采用不产生火花的工具（铜制工具），严零，机器润滑消除摩擦，采用不产生火花的工具（铜制工具），严禁烟火，防日晒等等。禁烟火，防日晒等等。第26页，共29页，编辑于2022年，星期五4.限制火灾蔓延的措施限制火灾蔓延的措施如防火门，阻火装置如防火门，阻火装置(细孔铜网等细孔铜网等)，防爆泄压装置，防爆泄压装置(防爆膜防爆膜爆破爆破片片)等等。5.安全间距安全间距防止防止燃烧三个基本条件的相互作用燃烧三个基本条件的相互作用，如规定气焊工作点距乙炔瓶，如规定气焊工作点距乙炔瓶10m以上；电石库距铸工车间以上；电石库距铸工车间30m以上等。以上等。6.工艺参数的控制工艺参数的控制工艺参数主要指温度、压力、流量、物料配比等。工艺参数主要指温度、压力、流量、物料配比等。防超压：防超压：压力表，安全阀等；压力表，安全阀等；防超温防超温：温度计，连锁等；：温度计，连锁等；防泄漏：防泄漏：气密性检验等。气密性检验等。第27页，共29页，编辑于2022年，星期五7.运输安全要求运输安全要求8.储存安全要求储存安全要求 在在选择工艺操作条件选择工艺操作条件时，对物料配比要避免可燃气体或蒸气同空时，对物料配比要避免可燃气体或蒸气同空气的混合物落在爆炸极限范围内；气的混合物落在爆炸极限范围内；需要使用溶剂时，在工艺生产允许的前提下，设计上尽量选用需要使用溶剂时，在工艺生产允许的前提下，设计上尽量选用火火灾危险性小灾危险性小的溶剂；的溶剂；使用的使用的热源尽量不用明火热源尽量不用明火(可采用蒸汽或熔盐加热可采用蒸汽或熔盐加热)；在易燃易爆车间在易燃易爆车间设置氮气贮罐设置氮气贮罐，用氮气作为事故发生时的安全用，用氮气作为事故发生时的安全用气等等。气等等。二、安全防火设计二、安全防火设计第28页，共29页，编辑于2022年，星期五7.8 环境保护环境保护设计中考虑设计中考虑:尽可能尽可能减少和控制减少和控制生产过程产生的污染物生产过程产生的污染物 对这些污染物加以对这些污染物加以工程治理工程治理的手段的手段 按环境保护按环境保护设计标准、规范设计设计标准、规范设计允许排放的有害允许排放的有害物质的最高浓度物质的最高浓度废水中第一类物质最高允许排放浓度（废水中第一类物质最高允许排放浓度（GB8978-1996）废水中第二类物质最高允许排放浓度（废水中第二类物质最高允许排放浓度（GB8978-1996）新污染源大气污染物排放限值（新污染源大气污染物排放限值（GB16297-1996）第29页，共29页，编辑于2022年，星期五