《化工設(shè)計(jì)導(dǎo)論作業(yè)》課件

化工設(shè)計(jì)導(dǎo)論作業(yè)目錄化工設(shè)計(jì)概述工藝流程設(shè)計(jì)設(shè)備選型與設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣工程設(shè)計(jì)工廠布局設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)總結(jié)與展望1.化工設(shè)計(jì)概述化工設(shè)計(jì)是將化學(xué)原理和工程技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)劃和設(shè)計(jì)。它涉及從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的工藝開(kāi)發(fā)到大型工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)，涵蓋了從工藝流程設(shè)計(jì)到設(shè)備選型、管道布置、電氣工程、工廠布局、經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面。1.1化工設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)定義化工設(shè)計(jì)是指將化工生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)化為具體工程項(xiàng)目的全過(guò)程，涉及工藝流程、設(shè)備選型、管道系統(tǒng)、電氣控制等多方面的綜合設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)目標(biāo)化工設(shè)計(jì)旨在將化工生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)化為安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，滿足產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和成本等方面的要求。1.2化工設(shè)計(jì)流程1項(xiàng)目立項(xiàng)確定項(xiàng)目目標(biāo)和可行性研究2工藝設(shè)計(jì)確定生產(chǎn)工藝、設(shè)備選型3工程設(shè)計(jì)繪制圖紙、設(shè)備選型、管道設(shè)計(jì)4設(shè)備采購(gòu)采購(gòu)設(shè)備、材料5施工建設(shè)工廠建設(shè)、設(shè)備安裝1.3化工設(shè)計(jì)特點(diǎn)1復(fù)雜性化工生產(chǎn)工藝涉及復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程、物料傳遞和能量轉(zhuǎn)換。2安全性化工生產(chǎn)過(guò)程中存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要嚴(yán)格的安全設(shè)計(jì)和管理。3環(huán)保性化工生產(chǎn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生各種污染物，需要重視環(huán)保設(shè)計(jì)和污染物處理。4經(jīng)濟(jì)性化工設(shè)計(jì)需要兼顧經(jīng)濟(jì)效益，選擇最佳的工藝路線和設(shè)備。工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程圖編制工藝流程圖是描述生產(chǎn)過(guò)程的圖形表示，它用符號(hào)和線條來(lái)表示生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)步驟，并表明物料和能量的流動(dòng)方向。物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算是指在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)所有物料的輸入、輸出和轉(zhuǎn)化進(jìn)行定量分析，以確保物料的平衡。2.1工藝流程圖編制1流程圖類型工藝流程圖、設(shè)備流程圖、管道流程圖2流程圖內(nèi)容主要設(shè)備、物料流向、操作條件3流程圖繪制標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)、流程圖軟件2.2物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算是化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)保證生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率確定原料消耗和產(chǎn)品產(chǎn)量為設(shè)備選型和工藝流程優(yōu)化提供依據(jù)遵循質(zhì)量守恒定律計(jì)算過(guò)程需考慮反應(yīng)方程式和各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率能量平衡計(jì)算InputOutput3.設(shè)備選型與設(shè)計(jì)關(guān)鍵設(shè)備反應(yīng)器、分離器、換熱器、泵等設(shè)計(jì)原則安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保常用設(shè)備介紹反應(yīng)釜用于化學(xué)反應(yīng)的密閉容器，可分為間歇式、半間歇式和連續(xù)式。蒸餾塔用于分離不同沸點(diǎn)的混合物的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。換熱器用于熱量交換的設(shè)備，可分為管式、板式和螺旋式等類型。離心泵利用旋轉(zhuǎn)葉輪的離心力來(lái)輸送液體的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工、水處理等領(lǐng)域。設(shè)備規(guī)格尺寸計(jì)算1尺寸根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和物料性質(zhì)確定設(shè)備尺寸2容積容積是設(shè)備最重要的參數(shù)之一，通常由設(shè)計(jì)計(jì)算確定。3材質(zhì)選擇合適的設(shè)備材質(zhì)，以滿足耐腐蝕、耐高溫、耐壓等要求4結(jié)構(gòu)確定設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式，如立式或臥式、單層或多層等3.3設(shè)備材料選擇耐腐蝕性根據(jù)物料特性，選擇合適的材料抵抗腐蝕，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。耐溫性根據(jù)操作溫度選擇耐高溫或低溫的材料，確保設(shè)備安全運(yùn)行。耐壓性根據(jù)操作壓力選擇耐壓的材料，防止設(shè)備發(fā)生泄漏或爆炸。管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)管道布置原則簡(jiǎn)化流程、易于維護(hù)、安全可靠管徑選擇流速、壓力、物料性質(zhì)管道布置原則安全第一管道布置應(yīng)優(yōu)先考慮安全，避免交叉、重疊，并預(yù)留足夠的安全距離。便捷維護(hù)管道應(yīng)易于維護(hù)和檢修，設(shè)計(jì)應(yīng)方便操作和拆卸。合理流向管道布局應(yīng)遵循物料流動(dòng)方向，避免死角和積液，確保流暢的物料傳輸。管道尺寸選擇1流速流速過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致管道摩擦損失增加，影響輸送效率。2壓降壓降過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致泵的功率增大，增加運(yùn)行成本。3經(jīng)濟(jì)性選擇合適的管道尺寸，可以降低設(shè)備成本和運(yùn)行成本。4安全管道尺寸應(yīng)符合安全規(guī)范要求，確保運(yùn)行安全。4.3泵選型與參數(shù)參數(shù)說(shuō)明流量泵輸送的流體體積，單位為m3/h或L/min。揚(yáng)程泵克服阻力將流體提升的高度，單位為mWC。功率泵消耗的能量，單位為kW。轉(zhuǎn)速泵葉輪旋轉(zhuǎn)速度，單位為r/min。5.電氣工程設(shè)計(jì)電氣設(shè)備選型根據(jù)生產(chǎn)工藝需求，選擇合適的電機(jī)、變壓器、控制柜等電氣設(shè)備。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)，確保安全可靠的電力供應(yīng)。5.1電氣設(shè)備選型電機(jī)根據(jù)負(fù)載類型和運(yùn)行條件選擇合適的電機(jī)類型、功率和轉(zhuǎn)速。變壓器根據(jù)工藝設(shè)備用電量選擇合適容量的變壓器，確保供電安全穩(wěn)定?？刂乒窨刂乒駪?yīng)具有相應(yīng)的保護(hù)功能，并根據(jù)控制要求選擇合適的控制元件。儀表選擇精度高、穩(wěn)定性好的儀表，保證工藝過(guò)程的正常運(yùn)行。5.2供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)電源選擇選擇可靠的電源，并根據(jù)工廠用電負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理的配電系統(tǒng)，確保電力安全可靠供應(yīng)。線路敷設(shè)選擇合適的線路敷設(shè)方式，并進(jìn)行安全防護(hù)。電氣保護(hù)安裝完善的電氣保護(hù)裝置，防止事故發(fā)生。5.3儀表控制系統(tǒng)儀表壓力、溫度、流量等關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測(cè)?？刂葡到y(tǒng)PLC、DCS等自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制與優(yōu)化。報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控異常情況，確保安全運(yùn)行。工廠布局設(shè)計(jì)總平面布置規(guī)劃工廠整體布局，包括生產(chǎn)區(qū)域、輔助區(qū)域、公用工程區(qū)域等。廠房建筑設(shè)計(jì)根據(jù)工藝流程設(shè)計(jì)，確定廠房類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)等。6.1總平面布置總平面布置是工廠設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它決定了工廠的整體布局，包括各個(gè)車間、倉(cāng)庫(kù)、道路、綠化等的分布位置和相互關(guān)系。總平面布置需要考慮以下因素：生產(chǎn)流程安全消防環(huán)保要求土地利用運(yùn)輸交通經(jīng)濟(jì)效益6.2廠房建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型根據(jù)工藝要求和場(chǎng)地條件選擇合適結(jié)構(gòu)類型，如鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等，以滿足承載力和抗震要求。建筑面積合理規(guī)劃廠房建筑面積，考慮生產(chǎn)工藝、設(shè)備布局、人員流動(dòng)、安全通道等因素。通風(fēng)采光設(shè)計(jì)良好的通風(fēng)和采光系統(tǒng)，保證生產(chǎn)車間空氣質(zhì)量，提高工作效率。消防設(shè)施配置必要的消防設(shè)施，包括滅火器、消防栓、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)等，確保生產(chǎn)安全。安全與環(huán)保措施1安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估識(shí)別并評(píng)估潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)的安全措施，并確保操作人員接受安全培訓(xùn)。2緊急情況應(yīng)急預(yù)案建立完善的應(yīng)急預(yù)案，包括火災(zāi)、泄漏、中毒等事故的處理流程，并定期演練。3環(huán)境保護(hù)措施采取措施減少污染排放，例如廢氣處理、廢水處理、固體廢物處理，并符合相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)投資估算工廠建設(shè)所需資金，包括土地、建筑、設(shè)備、安裝、以及其他相關(guān)費(fèi)用。運(yùn)營(yíng)成本估算工廠運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生的各種成本，包括原材料、能源、人工、維修、管理等。投資估算7.2運(yùn)營(yíng)成本估算100原材料50人工25能源25維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本估算包括原材料、人工、能源和維護(hù)等方面的成本。這些成本是工廠運(yùn)營(yíng)的主要支出，是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算計(jì)算主要