化工设计7非工艺.ppt

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1、第一节第一节 公用工程公用工程 公用工程包括给排水、供电、供热与冷冻以及采公用工程包括给排水、供电、供热与冷冻以及采暖通风等专业。从设计成果形式分为设计说明书与图暖通风等专业。从设计成果形式分为设计说明书与图纸表格两种；从设计内容上讲，说明书主要包括：所纸表格两种；从设计内容上讲，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、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

2、备、材料的规格型号、尺寸、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。在说明书编制过程中及编制结束后，按数量等结果。在说明书编制过程中及编制结束后，按照工作顺序先后，完成制作相应表格与图纸。照工作顺序先后，完成制作相应表格与图纸。第七章第七章 非工艺专业设计非工艺专业设计1化工设计一、给排水一、给排水 1.设计基础条件设计基础条件 列出接收的给排水设计条件，采用的给排水设计列出接收的给排水设计条件，采用的给排水设计标准规范，指出给排水设计范围以及相关部门单位同标准规范，指出给排水设计范围以及相关部门单位同给排水的协作关系。建设单位提给的有关自然条件资给排水的协作关系。建设单位提给

3、的有关自然条件资料。阐明生产对给排水在水量与水质方面的要求、并料。阐明生产对给排水在水量与水质方面的要求、并确定给排水的基本原则，指出该工程在给排水设计上确定给排水的基本原则，指出该工程在给排水设计上的主要特点。同时根据生产、生活结给排水的水量水的主要特点。同时根据生产、生活结给排水的水量水质要求，以及根据以上条件，确定工程水量平衡方案质要求，以及根据以上条件，确定工程水量平衡方案并且绘制生产用水排水表（并且绘制生产用水排水表（表表7-17-1）、生活用水排水）、生活用水排水表（表（表表7-27-2）。）。2化工设计序序号号厂厂房房代代号号车车间间或或工工段段名名称称设设备备名名称称水水的的用

4、用途途用水量及其要求用水量及其要求排水量及其性质排水量及其性质备注用水用水量量/（m3/h）水质要求水质要求需水情况需水情况排水量排水量/（m3/h）污水性污水性排水情排水情况况排排水水系系统统经经常常最最大大水水温温/悬悬浮浮物物/（mg/L）化化学学成成份份进进水水口口水水压压/Pa连连续续及及间间断断情情况况给给水水系系统统经经常常最最大大水水温温/化学及化学及物理成物理成分分余余压压/Pa连连续续及及间间断断情情况况名名称称含量含量/（mg/L）12345678910111213141516171819202122 表表7-1 7-1 生产用水排水生产用水排水3化工设计序序号号用用水水

5、项项目目用水用水人数人数或单或单位数位数用水量用水量排水量排水量备备注注每每昼昼夜夜最最大大班班定定额额升升/人人每每昼昼夜夜/m m3 3最最大大班班/m m3 3最大最大班平班平均均/（m m3 3/h/h）参参差差系系数数最大流量最大流量每每昼昼夜夜/m m3 3最大流量最大流量/（m m3 3/h/h）/（L L/s/s）/（m m3 3/h/h）/（L L/s/s）1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515表表7-27-2生活用水排水生活用水排水4化工设计 2.2.给水水源、输送管道设计及水质处理给水水源、输送管道设计及水质

6、处理（1 1）建厂地区水源情况，包括可提供的地下水（井水、）建厂地区水源情况，包括可提供的地下水（井水、深井水等）、地表水（河水、江水、溪水、湖水、塘深井水等）、地表水（河水、江水、溪水、湖水、塘水、水库水以及城市市政供水管网等）以及它们的水水、水库水以及城市市政供水管网等）以及它们的水质、水温和可提供伯水量等。这些水源的上游或上风质、水温和可提供伯水量等。这些水源的上游或上风向有无污染源，下游或下风向对排污的要求。向有无污染源，下游或下风向对排污的要求。在经过调查实地勘察测量工作基础上，取得可在经过调查实地勘察测量工作基础上，取得可靠材料以后进行取水方案的确定工作，这是一个综合靠材料以后进行

7、取水方案的确定工作，这是一个综合比较和选择的过程，按照可供采用的水源具体情况，比较和选择的过程，按照可供采用的水源具体情况，从工程生产、生活对水质、水温、水量的要求出发，从工程生产、生活对水质、水温、水量的要求出发，比较各种水源从取水到提供本工程用水处所需取水、比较各种水源从取水到提供本工程用水处所需取水、水处理、水输送等基建投资总费用（包括设备、建构水处理、水输送等基建投资总费用（包括设备、建构筑物、管道、占地、仪表阀门等）和运行操作维修费筑物、管道、占地、仪表阀门等）和运行操作维修费用的关系，进行综合考虑各种取水方案的利弊，最终用的关系，进行综合考虑各种取水方案的利弊，最终选择确定一种取水

8、方案。选择确定一种取水方案。5化工设计（2 2）循环水处理的水质稳定）循环水处理的水质稳定 循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。碳酸钙是会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。碳酸钙是循环水结垢中的主要成分。循环水结垢中的主要成分。水中的钙离子和重碳酸根在一定的温度、水中的钙离子和重碳酸根在一定的温度、压力等到条件下发生下列可逆反应：压力等到条件下发生下列可逆反应：Ca+2HCO-3 CaCO3+H2O+CO2 6化工设计 以上反应向何方进行是由所处条件和水以上反应向何方进行是由所处条件和水质决定。如果反应向右进行质决定。如果反应

9、向右进行，则有，则有COCO2 2 逸出逸出和和CaCOCaCO3 3沉积在管壁上而形成水垢，其结果是沉积在管壁上而形成水垢，其结果是导致传热系数下降，水流动阻力上升和流量导致传热系数下降，水流动阻力上升和流量降低。然而若水中析出的降低。然而若水中析出的CaCOCaCO3 3能保持在一适能保持在一适当程度，在管壁形成一层均匀的当程度，在管壁形成一层均匀的CaCOCaCO3 3能保持能保持在一适当程度，在管壁形成一层均匀的在一适当程度，在管壁形成一层均匀的CaCOCaCO3 3薄膜，就能防止金属产生严重腐蚀，这种水薄膜，就能防止金属产生严重腐蚀，这种水称为生成水垢的水称为生成水垢的水;如果反应向

10、左进行如果反应向左进行,则水则水垢溶解不能形成钙盐水垢垢溶解不能形成钙盐水垢,金属直接与水接金属直接与水接触受到腐蚀触受到腐蚀,称为有腐蚀性的水。这两种水称为有腐蚀性的水。这两种水都是不稳定的水都是不稳定的水,均须进行水质稳定处理。均须进行水质稳定处理。7化工设计 循环水经热变换后，温度升高，造成循环水经热变换后，温度升高，造成COCO2 2含量溶解度下含量溶解度下降，降，CaCOCaCO3 3水垢形成的可能性增加。循环水在冷却塔中同大水垢形成的可能性增加。循环水在冷却塔中同大气密切接触，而大气中气密切接触，而大气中COCO2 2含量很低，水中溶解的含量很低，水中溶解的COCO2 2大量逸大量

11、逸出，上述反应向右进行促使水垢生成，在冷却塔中循环水出，上述反应向右进行促使水垢生成，在冷却塔中循环水由于部分水分蒸发，从而相对使水中的盐的浓度增加，这由于部分水分蒸发，从而相对使水中的盐的浓度增加，这种现象叫做循环水的浓缩。由此可见循环水的运行过程中种现象叫做循环水的浓缩。由此可见循环水的运行过程中 会产生水质变化。会产生水质变化。8化工设计A.A.排污排污 由于循环水的浓缩，故须排出部分含盐高循环由于循环水的浓缩，故须排出部分含盐高循环水，同时补充适当新鲜水，使其含盐浓度维持在极水，同时补充适当新鲜水，使其含盐浓度维持在极限值以下。表限值以下。表7-37-3所示为循环水系统中，为了保持适所

12、示为循环水系统中，为了保持适当盐浓度时需排出的水量。当盐浓度时需排出的水量。冷却范围冷却范围/排出水量排出水量冷却范围冷却范围/排出水量排出水量3.54580.16%0.20%0.28%0.51%1114170.74%0.97%1.20%表表7-3 7-3 循环水排出水量循环水排出水量循环水的水质稳定处理，由于出现上述的水质变循环水的水质稳定处理，由于出现上述的水质变化，所以必须对其进行水质稳定处理。化，所以必须对其进行水质稳定处理。9化工设计B.B.防垢处理防垢处理。防止或减少水垢的形成，可对补充新。防止或减少水垢的形成，可对补充新鲜水进行软化处理，以减少带入的盐量；或对循鲜水进行软化处理，

13、以减少带入的盐量；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。通常酸处理的采用阻垢剂，以阻止水垢的生成。通常酸处理的采用硫酸；阻垢剂的添加聚磷酸盐等。硫酸；阻垢剂的添加聚磷酸盐等。C.C.防腐蚀处理。防腐蚀处理。循环冷却水的腐蚀主要以电化学腐循环冷却水的腐蚀主要以电化学腐蚀形式存在，所以防腐蚀的主要措施是在水中添蚀形式存在，所以防腐蚀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（如磷加一些能生成难溶性阳极产物保护膜的盐（如磷酸盐），或能生成难溶性阴极产物保护膜的盐酸盐），或能生成难溶性阴极产物保护膜的盐（如锌盐

14、等）。（如锌盐等）。D.D.防止微生物生长。防止微生物生长。定期向循环水投加氯气以抑制定期向循环水投加氯气以抑制微生物生长。微生物生长。E.E.除机械杂质。除机械杂质。使少部分循环水经过旁滤器以滤去使少部分循环水经过旁滤器以滤去砂及微生物。砂及微生物。10化工设计 二、供电二、供电（一）设计基本知识（一）设计基本知识（1 1）化工生产车间的供电从化工生产用电电压等级而）化工生产车间的供电从化工生产用电电压等级而言，一般最高为言，一般最高为6000V6000V，中小型电机通常为中小型电机通常为380V380V，而，而输电网中都是高压电（有输电网中都是高压电（有1010 330KV330KV范围内

15、七个高压等范围内七个高压等级），所以从输电网引入电源必须经变压后方能使用。级），所以从输电网引入电源必须经变压后方能使用。11化工设计 由工厂变电所供电时，小型或用电量小的车间，由工厂变电所供电时，小型或用电量小的车间，可直接引入低压线；用电量较大的车间，为减少可直接引入低压线；用电量较大的车间，为减少输电损耗和节约电线，通常用较高的电压将电流输电损耗和节约电线，通常用较高的电压将电流送到车间变电室，经降压后再使用。送到车间变电室，经降压后再使用。一般车间高压为一般车间高压为6000V或或 3000V，低压为，低压为380V。当高压为。当高压为6000V时，时，150KW以上电以上电机选用机选

16、用6000V，150KW以下电机选用以下电机选用380V。高压为高压为3000V时，时，100KW以上电机选用以上电机选用3000V，100KW电机选用电机选用380V。12化工设计 （2 2）供电中的防火防爆）供电中的防火防爆 按照按照GB50058GB500589292爆炸爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范和火灾危险环境电力装置设计规范，关于爆炸，关于爆炸性气体环境危险区域划分规定，根据爆炸性气体性气体环境危险区域划分规定，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度与持续时间进行分区。对混合物出现的频繁程度与持续时间进行分区。对于连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境于连续出现或长期出现爆炸性气

17、体混合物的环境定为定为0 0区区,对于在正常运行时可能出现爆炸性气体对于在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境定为混合物的环境定为1 1区区,对于在正常运行时不可能对于在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅或即使出现也仅是短时存在的情况定为是短时存在的情况定为2 2区。区。13化工设计 在设计中遇到下列情况则危险区域等级要作相在设计中遇到下列情况则危险区域等级要作相应变动应变动,离开危险介质设备高度在离开危险介质设备高度在7.5m7.5m之内的立体空之内的立体空间间,对于通风良好的敞开式、半敞开式厂房或露天装对于通风良好的敞开式、半敞开式厂房

18、或露天装置区可降低一级；封闭式厂房中爆炸和火灾危险场置区可降低一级；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分隔划分，与其相邻所范围由以上条件按建筑空间分隔划分，与其相邻的隔一道有门墙的场所，可降低一级；如果通过走的隔一道有门墙的场所，可降低一级；如果通过走廊或套间隔开两道有门的墙，则可作为无爆炸及火廊或套间隔开两道有门的墙，则可作为无爆炸及火灾危险区。而对地坑、地沟因通风不良及易积聚可灾危险区。而对地坑、地沟因通风不良及易积聚可燃介质区要比所在场所提高一级。燃介质区要比所在场所提高一级。14化工设计 对区域爆炸危险等级确定以后，根据不同情况选择相应防爆炸对区域爆炸危险等级确定以

19、后，根据不同情况选择相应防爆炸电器。属于电器。属于0 0区和区和1 1区场所都应选用防爆炸电器，线路应按防爆炸敷区场所都应选用防爆炸电器，线路应按防爆炸敷设。电器设备的防爆标志是由类型、级别和组别组成。类型是指防设。电器设备的防爆标志是由类型、级别和组别组成。类型是指防爆电器的防爆结构，共分爆电器的防爆结构，共分6 6类：防爆安全型（标志类：防爆安全型（标志A A）、）、隔爆型（标隔爆型（标志志B B）、）、防爆充油型（标志防爆充油型（标志C C）、）、防爆通风（或充气）型（标志防爆通风（或充气）型（标志F F）、）、防爆安全型火花型（标志防爆安全型火花型（标志H H）、）、防爆特殊型（标志防

20、爆特殊型（标志T T）。）。级别和组别级别和组别是指爆炸及火灾危险物质的分类，按传爆能力分为四类，以是指爆炸及火灾危险物质的分类，按传爆能力分为四类，以1 1、2 2、3 3、4 4表示；按自然温度分五组，以表示；按自然温度分五组，以a,b,c,d,ea,b,c,d,e表示。类别、级别和组表示。类别、级别和组别按主体和部件顺序标出。别按主体和部件顺序标出。关于防爆电器的选型，见关于防爆电器的选型，见图表图表7 74 4所示。所示。比如主体隔爆型比如主体隔爆型3级级b组，部件组，部件II 级，则级，则标志为标志为BH3IIB。15化工设计危险区域危险区域0 0区、区、1 1区（区（Q-1Q-1）

21、2 2区（区（Q-2Q-2）2 2区（区（Q-3Q-3）电机电机隔爆、防爆通气、充气型隔爆、防爆通气、充气型任何一种防爆型任何一种防爆型防溅式、封闭式防溅式、封闭式电电器器和和仪仪表表固定固定安装安装隔爆、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、安全火花型任何一种防爆型任何一种防爆型防尘型防尘型移动式移动式隔爆、防爆充气、隔爆、防爆充气、安全火花型安全火花型隔爆、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

22、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、防爆充油防爆通气、隔爆、防爆充油防爆通气、安全火花型安全火花型隔爆、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表表7-47-4防爆电器选型防爆电器选型16化工设计（二）工艺对电气

23、专业提供条件二）工艺对电气专业提供条件（见表（见表7-57-5）（1 1）动力）动力 分为设备布置平面图，图上注明电机位置及进线方向，就地安装的分为设备布置平面图，图上注明电机位置及进线方向，就地安装的 控制按钮位置；用电设备表；电加热表；环境特性。控制按钮位置；用电设备表；电加热表；环境特性。（2 2）照明）照明 提出设备平面布置图，标出需照明位置，提出照明四周环境特性。提出设备平面布置图，标出需照明位置，提出照明四周环境特性。（3 3）弱电）弱电 指电讯设备、仪表仪器用电位置以及生产联系的讯号。指电讯设备、仪表仪器用电位置以及生产联系的讯号。（4 4）防雷设计）防雷设计 按按GB50057

24、-94GB50057-94建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范，工业建筑的防雷等级，工业建筑的防雷等级 分为三类，针对不同情况采取本应的防雷措施。分为三类，针对不同情况采取本应的防雷措施。表表7-57-5用电设备用电设备序序号号设设备备位位号号设设备备名名称称介介质质名名称称环环境境介介质质负负荷荷等等级级数量数量（台）（台）正正反反转转要要求求控控制制联联锁锁防防护护要要求求计计算算轴轴功功率率/KW电电 动动 设设 备备操操 作作备备注注常常用用备备用用型型号号防防爆爆标标志志容容量量/KW相相电电压压成成套套或或单单机机立立卧卧式式年年工工作作时时连连续续间间断断1 12 23 34 4

25、5 56 67 78 89 9101011111212131314141515161617171818191920202121222217化工设计三、供热及冷冻工程三、供热及冷冻工程 1.1.供热供热 化工生产中的热源供热作为公用工程在化工生化工生产中的热源供热作为公用工程在化工生产中普遍应用。比如产中普遍应用。比如,对吸热化学反应，为加快反对吸热化学反应，为加快反应速度和对蒸发、蒸馏、预热、干燥等各种工序，应速度和对蒸发、蒸馏、预热、干燥等各种工序，供热都是必不可少的。化工设计中必须正确选用供热都是必不可少的。化工设计中必须正确选用热源和充分利用热源。作为化工热源可分为直接热源和充分利用热源

26、。作为化工热源可分为直接热源和间接热源。前者包括烟道气及电加热。烟热源和间接热源。前者包括烟道气及电加热。烟道气加热的优点温度高，可达道气加热的优点温度高，可达10001000，使用方便，使用方便，经济简单，缺点是温度不易控制，加热不均匀和经济简单，缺点是温度不易控制，加热不均匀和带有明火及烟尘。带有明火及烟尘。18化工设计电加热的优点是电加热的优点是:加热均匀、温度高、易于调节控制、清洁卫生。加热均匀、温度高、易于调节控制、清洁卫生。缺点是：成本高；缺点是：成本高；后者包括高温载热体及水蒸气高温载热体加热温后者包括高温载热体及水蒸气高温载热体加热温度范围可度范围可160 160 500500

27、，对于，对于160160370370的常用联苯的常用联苯与苯醚的混合物，加热温度在与苯醚的混合物，加热温度在350 350 500500的常用熔的常用熔盐混合物盐混合物HTSHTS，熔点，熔点142142。水蒸气是化工生产中使用。水蒸气是化工生产中使用最广的热源，其优点是使用方便、加热均匀、速度快最广的热源，其优点是使用方便、加热均匀、速度快易控制，但温度高时压力过大，不安全，所以多用于易控制，但温度高时压力过大，不安全，所以多用于200200以下的场合。以下的场合。19化工设计供热系统及其设备与设备布置设计按表供热系统及其设备与设备布置设计按表7-67-6形式，以形式，以工艺专业为主填写工艺

28、专业为主填写“蒸汽、冷凝水条件表蒸汽、冷凝水条件表”。表表7-67-6蒸汽、冷凝水条件蒸汽、冷凝水条件工程名称工程名称工程代号工程代号蒸汽、冷凝水条件蒸汽、冷凝水条件审审 校校设计阶段设计阶段项目（或工项目（或工段）名称段）名称校校 核核提资日期提资日期编编 制制编编 号号序序号号用用汽汽车车设设备备名名称称蒸蒸汽汽用用途途使使用用班班次次(1)汽汽车车等等级级车间入口处车间入口处蒸汽用量蒸汽用量/（t/h）冷凝水回收冷凝水回收备备注注蒸汽蒸汽压力压力(绝绝压压)/MPa(2)蒸蒸汽汽温温度度/期期期期冬季冬季夏季夏季平平均均最最大大平平均均最最大大(3)回回收收量量/(t/h)温温度度/送水

29、送水水压水压(绝压绝压)/MPa(4)送送出出方方式式(5)水水质质1234567891011121314151617181920化工设计上表说明：上表说明：（1 1）级不允许间断供汽，级不允许间断供汽，级允许短时间间级允许短时间间断供汽。断供汽。（2 2）如系饱和蒸汽，可不填写温度，注明饱和如系饱和蒸汽，可不填写温度，注明饱和蒸汽。蒸汽。（3 3）只考虑除工艺加热过程可能损失的汽量。只考虑除工艺加热过程可能损失的汽量。（4 4）填写连续间断回收，间断时间，自流或加填写连续间断回收，间断时间，自流或加压回收。压回收。（5 5）填明清净回收（指无任何物料污染，可直填明清净回收（指无任何物料污染，

30、可直接回锅炉）和有污染回水落石出，污染回水水质接回锅炉）和有污染回水落石出，污染回水水质应在备注栏中注明。应在备注栏中注明。列出全厂热负荷平衡表（如表列出全厂热负荷平衡表（如表7-77-7所示），必要时所示），必要时绘制各种工况下热负荷曲线。绘制各种工况下热负荷曲线。21化工设计表表7 77 7 全厂热负荷平衡全厂热负荷平衡序序号号用用 途途热介质参数热介质参数用汽量用汽量/（t/ht/h）凝结水回水量凝结水回水量/（t/ht/h）备备注注期期期期期期期期夏季夏季冬季冬季夏夏季季冬冬季季夏夏季季冬冬季季夏季夏季冬季冬季压力压力(表表压压)/)/MPaMPa温度温度/正正常常最最大大正正常常最最

31、大大正正常常最最大大正正常常最最大大正常正常最大最大1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151 1生产生产 注出注出间断、间断、连续连续用汽用汽量及量及不同不同时使时使用系用系数数2 2采暖采暖3 3生活生活4 4小计小计5 5副产蒸汽量副产蒸汽量6 6合计合计7 7管道损失管道损失8 8对外供汽量对外供汽量9 9自用蒸汽量自用蒸汽量1010实际供汽量实际供汽量22化工设计注上表：注上表：、生产热负荷按车间或工段列出细目。、生产热负荷按车间或工段列出细目。、在备注中说明回收和处理方案。、在备注中说明回收和处理方案。、冬季：指采暖期；

32、夏季：指非采暖、冬季：指采暖期；夏季：指非采暖。23化工设计（3 3）节能技术设计）节能技术设计 尽量采用高压蒸汽系统，因为高压蒸汽的能量利用尽量采用高压蒸汽系统，因为高压蒸汽的能量利用率高，如条件具备应尽量将锅炉与热锅炉均设计为高压，蒸汽使用过程率高，如条件具备应尽量将锅炉与热锅炉均设计为高压，蒸汽使用过程可设计成逐级利用，如表可设计成逐级利用，如表7-87-8所示。其次是回收余热，回收工艺物料流所示。其次是回收余热，回收工艺物料流中余热，回收化工生产废料（通过焚烧）的热量。在设计中要减少热量中余热，回收化工生产废料（通过焚烧）的热量。在设计中要减少热量消耗和提高效率，采用节能高效设备等都是

33、节能的重要手段。消耗和提高效率，采用节能高效设备等都是节能的重要手段。系 统蒸 汽排 出用 途高压中压低压废汽冷凝水10MPa4MPa4.0MPa0.17MPa0.0350.07MPa1.0MPa0.17MPa冷凝水背压汽轮机发电或带动机泵动力、工艺加热、服务用暖气服务用回锅炉房表表7 78 8 蒸汽能量的逐级利用蒸汽能量的逐级利用24化工设计2 2、冷冻系统、冷冻系统 化工生产中的物料温度若需维持在周围环境（比如大气、水等）温化工生产中的物料温度若需维持在周围环境（比如大气、水等）温度以下，则需要由冷冻系统提供低温冷却介质（称载冷体），也可直度以下，则需要由冷冻系统提供低温冷却介质（称载冷体

34、），也可直接将制冷剂（如液氨、液态乙烯）送入工艺设备，利用其蒸发吸热获接将制冷剂（如液氨、液态乙烯）送入工艺设备，利用其蒸发吸热获取冷量。取冷量。通常采用制冷剂蒸发来冷通常采用制冷剂蒸发来冷却载冷体剂，然后由载冷却载冷体剂，然后由载冷剂提供生产所需冷量，这剂提供生产所需冷量，这种冷冻系统的优点是能集种冷冻系统的优点是能集中供应，远距离输送，使中供应，远距离输送，使用方便，易于管理，比较用方便，易于管理，比较经济经济25化工设计 选用载冷剂的温度不宜过低，以避免动力消耗过多。选用载冷剂的温度不宜过低，以避免动力消耗过多。选用的载冷剂，其冰点要低于制冷剂的蒸发温度，而选用的载冷剂，其冰点要低于制冷

35、剂的蒸发温度，而使用温度通常比冰点高使用温度通常比冰点高2 21010范围内，常用的载冷剂范围内，常用的载冷剂有水、盐水及有机物。当温度有水、盐水及有机物。当温度5 5时选用水，当温度在时选用水，当温度在0 0 -45-45范围内，可选用盐水，范围内，可选用盐水，NaClNaCl 水溶液适用于水溶液适用于 0 0 -15-15，CaClCaCl2 2 水溶液适用于水溶液适用于 0 0 -45-45，盐浓度，盐浓度越高冰点愈低。当冷却温度更低时，则选用乙醇、乙越高冰点愈低。当冷却温度更低时，则选用乙醇、乙二醇、丙醇及二醇、丙醇及F-11F-11等。等。26化工设计 全工程各部分（即车间、工段、设

36、备）用冷量、用冷方式、用冷温度全工程各部分（即车间、工段、设备）用冷量、用冷方式、用冷温度等级（或范围）以及全年用冷量变化情况（冬季、夏季过渡、最大、最等级（或范围）以及全年用冷量变化情况（冬季、夏季过渡、最大、最小、平均）按表小、平均）按表7-97-9形式填写。形式填写。工程名称工程名称工程代号工程代号工程用冷负荷及参数设计条件工程用冷负荷及参数设计条件审审 核核设计阶段设计阶段项目项目(或或工段工段)名名称称校校 核核提资日期提资日期编编 制制编编 号号 序序号号设设备备位位号号及及名名称称冷冻量冷冻量/（MJ/h）用冷情况用冷情况冷冻介质冷冻介质最最大大流流量量/(t/h)或或(m3/h

37、)备备注注产品耗冷产品耗冷期期期期连连续续间断间断操操作作时时数数/(h/a)名名称称温度温度/压力压力/MPa/(MJ/h)/(MJ/h)最最大大平平均均最最小小平平均均最最大大操操作作周周数数持持续续时时间间进进入入返返回回进进入入返返回回1234567891011121314151617181920表表7-9 7-9 工程用冷负荷及参数设计工程用冷负荷及参数设计27化工设计四、采暖通风及空气调节四、采暖通风及空气调节 采暖是指在冬季调节生产车间及生活场所的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，室内温度，从而达到生产工艺及人体生理的要求，实现化工

38、生产的正常进行。工业上采用系实现化工生产的正常进行。工业上采用系 统按统按蒸汽压力分为低压和高压两种，界线是蒸汽压力分为低压和高压两种，界线是0.07MPa0.07MPa，通常采用通常采用0.050.050.07MPa0.07MPa的低压蒸汽采暖系统，的低压蒸汽采暖系统，还有的采用热风采暖系统是将空气加热到一定的还有的采用热风采暖系统是将空气加热到一定的温度（温度（7070）送入车间，它除采暖外还兼有通风）送入车间，它除采暖外还兼有通风作用。作用。28化工设计车间为了排除余热、余湿、有害气体及粉尘，需要车间为了排除余热、余湿、有害气体及粉尘，需要通风。通风。（1 1）自然通风）自然通风 设计中

39、指的是有组织的自然通风，设计中指的是有组织的自然通风，也就是可以调节和管理的自然通风，可利用室内外也就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。空气温差引起的相对密度差和风压进行自然换气。（2 2）机械通风）机械通风 分为以下三种。分为以下三种。局部通风；局部通风；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。29化工设计根据具体情况填写采暖通风与空调、局部通风设计条件如表根据具体情况填写采暖通风与空调、局部通风设计条件如表7-107-10所示。所示。工程名称工程名称工程代号工程代号采暖通风与空调、局部通风设计条件采暖通风与空

40、调、局部通风设计条件审审 核核 设计阶段设计阶段项目项目(或或工段工段)名名称称校校 核核提资日期提资日期编编 制制编编 号号采暖通风与空调采暖通风与空调局部通风局部通风序序号号房房间间名名称称防防爆爆等等级级生生产产类类别别室温室温/湿度湿度有害有害气体气体或灰或灰尘尘事事故故排排风风设设备备位位号号其他其他设备设备备备注注序序号号设设备备位位号号及及名名称称有害有害物质物质及粉及粉尘尘密闭密闭设备设备敞开敞开设备设备要求要求通风通风方式方式特殊特殊要求要求(风风量、量、风压、风压、温湿温湿度等度等)备注正正(负负)压压/Pa洁洁净净级级别别冬冬季季夏夏季季冬冬季季夏夏季季名名称称数数量量/

41、(mg/m3)名名称称数数量量操操作作面面积积/m3排排气气温温度度/有有害害物物源源温温度度/通通风风或或排排风风间间断断或或连连续续表表7-10 7-10 采暖通风与空调、局部通风设计条件采暖通风与空调、局部通风设计条件30化工设计第二节 安全防火与环境保护 一、燃烧爆炸及防火防爆一、燃烧爆炸及防火防爆（一）化工生产中安全防火设计的重要性（一）化工生产中安全防火设计的重要性（二）燃烧与爆炸的起因及其危险程度（二）燃烧与爆炸的起因及其危险程度 （1 1）燃烧）燃烧 物质的燃烧必须具备三个条件，即物质本身具有物质的燃烧必须具备三个条件，即物质本身具有可燃烧性、环境中气体含有助燃物（比如：氧气等

42、）可燃烧性、环境中气体含有助燃物（比如：氧气等）明火（或火花）。而物质的可燃性，即燃烧危险性取明火（或火花）。而物质的可燃性，即燃烧危险性取决于其闪点、自燃点、爆炸（燃烧）极限及燃烧热四决于其闪点、自燃点、爆炸（燃烧）极限及燃烧热四个因素个因素。31化工设计 闪点是液体是否容易着火的标志，它是物质在闪点是液体是否容易着火的标志，它是物质在明火中能点燃的最低温度，液体的闪点如果等于明火中能点燃的最低温度，液体的闪点如果等于或低于环境温度的则称为易燃液体。或低于环境温度的则称为易燃液体。自燃点是指物质在没有外界引燃的条件下在自燃点是指物质在没有外界引燃的条件下在空气中能自燃的温度，它标志该物质在空

43、气中能空气中能自燃的温度，它标志该物质在空气中能加热的极限温度。加热的极限温度。爆炸极限是指在常温常压的条件下该物质在爆炸极限是指在常温常压的条件下该物质在空气中能燃烧的最低至最高浓度范围，即在该浓空气中能燃烧的最低至最高浓度范围，即在该浓度范围内，火焰能在空气混合物中传播。度范围内，火焰能在空气混合物中传播。燃烧热是可燃物质在氧气（或空）中完全燃燃烧热是可燃物质在氧气（或空）中完全燃烧时所释放的全部热量。烧时所释放的全部热量。32化工设计（2 2）爆炸）爆炸 比如：明火、静电导致的火花、转动电比如：明火、静电导致的火花、转动电气设备可能造成的火花、设备管道的操作压力超气设备可能造成的火花、设

44、备管道的操作压力超过允许值等等都是引起爆炸燃烧的直接原因，而过允许值等等都是引起爆炸燃烧的直接原因，而由于反应器加热器的温度上升失去控制设备遭到由于反应器加热器的温度上升失去控制设备遭到破坏，或者由于放热反应速度急剧增加导致爆炸破坏，或者由于放热反应速度急剧增加导致爆炸则是其间接原因。则是其间接原因。下面列出部分液体的闪点、一些液体和粉尘的爆下面列出部分液体的闪点、一些液体和粉尘的爆炸极限和部分物质的炸极限和部分物质的自然点自然点,见表见表7-117-11、表、表7-127-12、及表、及表7-137-13、表、表7-147-14。33化工设计物质名称物质名称 闪点闪点/物质名称物质名称 闪点

45、闪点/物质名称物质名称闪点闪点/甲醇甲醇乙醇乙醇乙二醇乙二醇丁醇丁醇戊醇戊醇乙醚乙醚7 7111111211235353636-45-45丙酮丙酮苯苯甲苯甲苯氯苯氯苯石油石油乙酸乙酸-20-20-14-141 12525-21-214040乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸丁酯乙酸丁酯乙酸戊酯乙酸戊酯二硫化碳二硫化碳甘油甘油二氯乙烯二氯乙烯二乙胺二乙胺1 113132525-45-45176.5176.58 82626表表7-11 7-11 物质的闪点物质的闪点34化工设计物质名称物质名称爆炸极限爆炸极限/（体积分数）（体积分数）物质名称物质名称爆炸极限爆炸极限/（体积分数）（体积分数）下限下限上限上限下限

46、下限上限上限甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷乙烯乙烯丙烯丙烯乙炔乙炔苯苯甲苯甲苯二甲苯二甲苯甲醇甲醇乙醇乙醇丙醇丙醇异丙醇异丙醇甲醛甲醛糠醛糠醛5.00%5.00%3.22%3.22%2.37%2.37%2.75%2.75%2.00%2.00%2.50%2.50%1.41%1.41%1.27%1.27%1.00%1.00%6.27%6.27%3.28%3.28%2.55%2.55%2.65%2.65%3.97%3.97%2.10%2.10%15.00%15.00%12.45%12.45%9.50%9.50%28.60%28.60%11.10%11.10%80.00%80.00%6.75%6.75%7.

47、75%7.75%6.00%6.00%36.50%36.50%18.95%18.95%13.50%13.50%11.80%11.80%57.00%57.00%丙酮丙酮氰酸氰酸乙酸乙酸乙酸甲酯乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸戊酯乙酸戊酯氢氢一氧化碳一氧化碳氨氨二硫化碳二硫化碳硫化氢硫化氢乙醚乙醚一氯甲烷溴一氯甲烷溴甲烷甲烷苯胺苯胺2.55%2.55%5.60%5.60%4.05%4.05%3.15%3.15%2.18%2.18%1.10%1.10%4.00%4.00%12.50%12.50%15.50%15.50%1.25%1.25%4.30%4.30%1.85%1.85%8.25%8.25%13.5

48、0%13.50%1.58%1.58%12.80%12.80%40.00%40.00%15.60%15.60%11.40%11.40%74.20%74.20%74.20%74.20%27.00%27.00%50.00%50.00%45.00%45.00%36.50%36.50%18.70%18.70%14.50%14.50%表表7-12 7-12 液体与气体的爆炸极限（液体与气体的爆炸极限（2020及及101.3KPa101.3KPa）35化工设计物质名称物质名称爆炸极限下限爆炸极限下限/（g/mg/m3 3）物质名称物质名称 爆炸极限下限爆炸极限下限/（g/mg/m3 3）铝粉铝粉木粉木粉松香

49、粉松香粉马铃薯淀粉马铃薯淀粉小麦粉小麦粉58.058.030.230.25.05.040.340.335.335.3甜菜糖粉甜菜糖粉硫粉硫粉烟草粉尘烟草粉尘锌粉锌粉硬橡皮粉硬橡皮粉8.98.92.32.3101.0101.0800.0800.07.67.6表表7 713 13 粉尘的爆炸下限粉尘的爆炸下限36化工设计物质名称物质名称自燃点自燃点/物质名称物质名称自燃点自燃点/物质名称物质名称自燃点自燃点/甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷乙炔乙炔苯苯甲苯甲苯乙苯乙苯二甲苯二甲苯苯胺苯胺65065054054053053042942940640662562560060055355359059062

50、0620硝基苯硝基苯蒽蒽石油醚石油醚松节油松节油乙醚乙醚丙酮丙酮甘油甘油甲醇甲醇乙醇（乙醇（96%96%）丙醇丙醇482482470470246246250250180180612612343343430430421421377377丁醇丁醇乙二醇乙二醇醋酸醋酸醋酐醋酐乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸戊酯乙酸戊酯氨氨一氧化碳一氧化碳二硫化碳二硫化碳硫化氢硫化氢337337378378500500185185451451563563651651644644112112264264表表7-14 7-14 液体与气体的自然点液体与气体的自然点37化工设计（3 3）燃烧与爆炸的危险程度）燃烧与爆炸的危险程度 燃烧