化化工设计课程
学学习报告
姓 名：褚娟娟
学 号：07046226
班 级：化工08-9
指导教师：赫佩军
目录
第一章 自我介绍... 1
第二章 化工厂设计的内容与程序... 1
第一节 概述... 1
2.1.1 化工设计概念... 1
2.1.2 化工设计的分类... 2
2.1.3化工设计的特点及分类... 3
第二节 化工厂设计的工作程序... 3
第三节 化工车间工艺设计的程序及内容... 4
2.3.1设计内容... 4
2.3.2 初步设计及施工图设计两阶段设计成品... 4
第四节 设计文件... 5
2.4.1扩大初步设计工作程序和设计成品... 5
2.4.2施工图设计特点及主要内容... 5
2.4.3 初步设计说明书及施工图文件设计说明内容... 5
第三章 工艺流程设计... 6
第一节 生产方法和工艺流程的选择... 6
3.1.1 生产方法和工艺流程选择的原则... 6
3.1.2 生产方法和工艺流程确定的步骤... 6
第二节 工艺流程设计... 6
3.2.1 工艺流程设计的任务... 6
3.2.2工艺流程设计方法... 7
3.2.3工艺流程设计内容... 7
3.2.4工艺流程图分类... 7
3.2.5管道仪表流程图... 8
第三节 典型设备的自控方案... 10
3.3.1泵的流量控制方案... 10
3.3.2换热器的温度控制方案... 11
3.3.3蒸馏塔控制方案... 12
第四章 车间布置设计... 13
第一节车间平面布置... 13
4.1.1 车间平面布置图内容... 13
4.1.2车间平面布置要求... 14
（1）适合全厂总图布置（2）经济（3）方便（4）安全（5）发展即装置是否有4.1.3车间平面布置方法 14
第二节 车间设备布置... 14
4.2.1设备布置的内容：... 14
4.2.2设备布置的要求：... 14
4.2.3车间设备布置方法——工艺专业和土建专业... 15
4.2.4典型设备布置图案... 15
第三节 设备布置图绘制... 16
4.3.1 设备布置图的内容... 16
4.3.2设备布置图的绘制... 16
4.3.3设备布置图的识读... 17
4.3.4立面图的识读：... 17
第五章 管道的布置设计... 18
第一节 概述... 18
5.1.1 化工车间管道布置设计的任务... 18
5.2.2 化工车间管道布置设计的要求... 18
第二节 管架和管道的安装布置... 18
5.2.1 管道支架分类... 18
5.2.2 管道在管架上的平面布置原则... 19
5.2.3 管道和管架的立面布置原则... 19
第三节 典型设备的管道布置... 19
5.3.1 容器的管道布置... 19
5.3.2 换热器的管道布置... 20
5.3.3 塔的管道布置... 20
第四节 管道布置图... 20
5.4.1 管道及附件的常用画法... 20
5.4.2 视图的配置与画法... 21
5.4.3 管道布置图的标注... 21
5.4.4 管道布置图的绘制... 21
第六章 致谢... 23
第一章 自我介绍
首先来向老师介绍一下我自己。
我是化工08-9班的褚娟娟，07年进入中国石油大学机电工程学院学习，由于比较喜欢化学并出于就业的考虑，09年转入化学工程学院学习。通过这两年多的学习，熟悉了化学工程与工艺专业的各种课程，对化工行业也有了比较详细的认识。
说到性格，我不是特别活泼开朗，但是也不内向，就是比较容易相处的类型吧，同学中会有很多谈得来的朋友。最大的缺点是不太善于跟老师交流，面对老师会觉得找不到话题，一直在努力改正，但是效果却不明显。
每个人都会有自己的兴趣爱好，我也不例外。平时喜欢去图书馆看课外书，经济类的杂质、名人传记、旅游景点介绍以及小说等都非常喜欢，从这些书中能够学到很多课堂上没有的东西，而且乐趣很多，能拓宽自己的知识面。
相信通过以上的自我介绍，老师也对我有了一定的了解，下面我就正式开始介绍学习这门课的心得体会吧。
第二章 化工厂设计的内容与程序
第一节 概述
2.1.1 化工设计概念
设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。化工设计是根据一个化学反应或过程设计出一个生产流程，并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济可行性，再根据工艺流程以及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等，进行合理的工厂布局设计以满足生产的需要，最终使工厂建成投产的全过程。化工设计是一种创造性活动，它包括工艺设计和非工艺设计。工艺设计是化工厂设计的核心，决定了整个化工设计的概貌。非工艺设计是以工艺设计为依据，按照各专业的要求进行的设计，它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及其控制等。设计可以用三种描述方式来进行描述——图纸、表格和文字说明。
工艺是主体是龙头，非工艺专业服从工艺专业，工艺专业应尊重其他非工艺专业。
2.1.2 化工设计的分类
（一）根据项目性质分类：
（1）新建项目设计
这类设计往往由开发研究单位提供基础设计，然后由工程研究部门根据建厂地区的实际情况进行工程设计。
（2）重复建设项目设计
由于市场需要或者设备老化，有些产品需要再建生产装置，由于新建厂的具体条件与原厂不同，即使产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。
（3）已有装置的改造设计
已有装置的改造包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”，优化生产过程操作控制，提高能量的综合利用率和局部的工艺或设备改造更新等。这类设计通常由生产企业的设计部门进行设计，对于生产工艺过程复杂的大型装置可以委托工程设计部门进行设计。
（二） 根据化工过程开发程序分类
（1） 概念设计
概念设计是以过程研究中间结果为基础，从工程角度出发按照未来生产规模所进行的一种假想设计，内容包括：过程合成、分析和优化，得到最佳工艺流程，给出物料流程图；进行全系统的物料恒算、热量衡算和工艺设备计算，确定工艺操作条件及主要设备的形成和材质；进行参数的灵敏度和生产安全性分析，确定三废处理方案；估算装置投资与产品成本等主要技术经济指标。
（2） 中试设计
中试的主要目的是检验和修改小试与大型冷模实验结果所形成的综合模型，考察基础研究结果在工业规模下实现的技术、经济方面的可行性；考察工业因素对过程和设备的影响，消除不确定性，为工业装置设计提供可靠数据。
（3） 基础设计
基础设计除了一般的工艺条件外，还包括了大量的化学工程方面的数据，特别是反应工程方面的数据以及利用这些数据进行设计计算的结果，
（4） 工程设计
工程设计分为三段设计、两段设计和一段设计。为了保证设计质量，可以按初步设计、扩大初步设计及施工图设计两个阶段进行设计。
2.1.3化工设计的特点及分类
化工设计具有政策性强、技术性强、经济性强、综合性强、创造性强和受多方条件约束的特点。
第二节 化工厂设计的工作程序
化工厂设计的工作程序如图所示：
否
是
否
是
否
图2-1 化工厂设计的工作程序
第三节 化工车间工艺设计的程序及内容
化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、“三废”处理设施和厂外工程等构成。化工车间设计是化工厂设计的核心部分，而车间设计的主体是工艺设计。
2.3.1设计内容
（1）熟悉设计任务书，确定设计基础
（2）方案设计（生产方法确定和工艺流程设计）
（3）工艺计算（物料、能量衡算及设备计算与选型）
（4）车间布置设计
（5）配管工程设计
（6）提供设计条件
（7）编制概算设计书及编制设计文件
值得注意的是第（4）、（5）、（7）为施工图阶段的内容。
2.3.2 初步设计及施工图设计两阶段设计成品
设计图纸：①工艺流程方框图②物料平衡图（PFD）③能量平衡图④非定型设备条件图⑤带控制点工艺流程图（PID）⑥车间平面及立面布置图⑦设备平面及立面布置图。
文字说明和表格：①物料平衡表②原料用量、消耗定额及“三废”排放表③能量平衡表④能量消耗综合表⑤设备一览表⑥非定型设备条件表⑦概算书、投资额及材料表⑧扩大初步设计说明书
第四节 设计文件
每一设计阶段都要编制设计文件。内容包括：扩大初步设计（设计说明书、附图、附表）和施工图设计（施工说明、施工图纸、表格）。
2.4.1扩大初步设计工作程序和设计成品
工作程序：①设计任务书②工艺路线与生产方法的确定③物料衡算④能量衡算⑤设备工艺计算及选型⑥工艺流程图设计⑦车间布置设计⑧概算⑨便写设计说明书
设计成品：工艺流程方框图，物料平衡表，物料平衡图（PFD），原料用量、消耗定额及“三废”排放表，能量平衡表，能量平衡图，能量消耗综合表，设备一览表，非定型设备条件表，非定型设备条件图，带控制点工艺流程图（PID），车间平面及立面布置图，设备平面及立面布置图，概算书、投资及材料表，扩大初步设计说明书。
作用：①为项目实验方案的审批提供依据②作为施工图设计的基础③提供项目订货依据（原材料、定型、设备）。
2.4.2施工图设计特点及主要内容
特点：图纸工作量大，根据已批准的扩大初步设计和行业标准《化工工艺设计施工图内容和深度同统一规定》HG/T 20519-92，结合建厂条件，满足安全、进度及控制投资等前提。
施工图设计的工作内容①完善PID和车间设备布置设计②完成管道布置设计③编制精确的投资估算。最主要的设计内容是管道布置图。
2.4.3 初步设计说明书及施工图文件设计说明内容
初步设计说明书应该包括：总论，技术经济，总图运输，化工工艺及系统，布置与配管，空压站、氮氧站、冷冻站，分析化验，设备（含机泵、工业炉），自动控制及仪表，供配电，电信，土建，给排水，供热系统，采暖通风及空气调节，维修，原料与产品储运，全厂设备与材料仓库，消防、环保、劳动安全与卫生，节能，行政管理与居住区，概算。
施工图设计文件设计说明由工艺设计、管道设计、隔热隔声及防腐设计说明构成。
第三章 工艺流程设计
第一节 生产方法和工艺流程的选择
3.1.1 生产方法和工艺流程选择的原则
（1）先进性
先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理可行。
（2）可靠性
可靠性主要是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。
（3）合理性
合理性是指在进行化工厂设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。
3.1.2 生产方法和工艺流程确定的步骤
（1）材料搜集与项目调研
（2）生产设备类型与制造厂商调研
（3）对调研结果进行全面分析对比
第二节 工艺流程设计
3.2.1 工艺流程设计的任务
（1）确定整个流程的组成
（2）确定每个过程或工序的组成
（3）确定工艺操作条件
（4）控制方案的确定
（5）原料与能量的综合利用
（6）制定“三废”处理方案
（7）制定安全生产措施
（8）保温、防腐设计
3.2.2工艺流程设计方法
（1）先判断是成熟工艺还是待开发工艺，如果是成熟工艺可以参考借鉴已有装置
（2）工艺流程：原料与处理过程、反应过程、产物处理过程。
3.2.3工艺流程设计内容
工艺流程图是把各个生产单元按照一定的目的要求有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺流程。
（1）确定生产过程的内容、顺序、组合方式；
（2）绘制工艺流程图（包括PFD、PID）。
3.2.4工艺流程图分类
按国内惯例，分为三类：①工艺流程示意图（工艺流程草图、原则流程图、方案流程图、方块流程图、流程简图）②工艺物料平衡图（PFD）③工艺管道及仪表流程图（PID）。
（1）工艺流程示意图
工艺流程图又称方案流程图或流程示意图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
示意图作用：①说明确定的工艺过程，包含主要的工艺步骤②定性说明原料到产品的物料变化、流向、设备等③方案讨论用（科研中提供）④物料平衡、设备计算的依据⑤PFD、PID设计依据。
组成内容：①设备示意图（细实线矩形框或外形）②流程管线（主物流，粗实线）③物料流向（箭头）④必要注释（设备名称、物料名称、物料流向）。
（2）工艺物料平衡图（PFD）
在物料衡算和能量衡算后绘制，以图形和表格相结合的形式反映衡算结果的图样，表达主要设备或关键结点的物料性质（P、T）、流量和组成。
作用为：①为设计审查提供资料②为进一步设计提供依据③为生产操作提供参考。
形式：①全场总物料流程图（组成单元为装置）②装置内部物料流程图（组成单元为设备）。
图面内容包括：①图形（装置方块或设备轮廓图形）②流程管线和流向箭头③标注（装置或设备名称、位号及物料名称来源去向）。
（3）工艺管道及仪表流程图（PID）
工艺和自控人员合作完成，初步设计和施工图设计都提供。
作用：①后续设计的依据②施工安装的依据③生产、检修、管理、考核的指南④人员培训、实习和指导的教材
图面内容包括①图形（设备、管道、阀件、仪表）②标注（设备位号名称、物料名称、管制编号、控制点代号）③图例（图形代号、符号及其他标注在图右侧图签上方）④标题栏（图签）⑤说明⑥设备一览表
3.2.5管道仪表流程图
（一）通用规定
（1）图纸规格与图幅：管道仪表流程图的图纸应采用标准规格并带有设计单位名称的统一标题栏。图幅一般采用0号标准尺寸图纸也可用1号标准尺寸图纸，对同一装置只能使用一种规格的图纸，不允许加长、缩短。（2）线条与比例：所有线条要清晰、光洁、均匀，线与线间要有充分的间隔，平行线之间的最小间隔不小于最宽线条宽度的两倍，且不得小于1.5mm，最好为10mm。在同一张图上，同一类的线条宽度应一致，一根线条的宽度在任何情况下，都不应小于0.25mm。（3）文字与字母的标注：各种文字字体，要求匀称、工整，以仿宋字体为宜。字或字母之间要留适当间隙，汉字高度不宜小于2.5mm，0号和1号标准尺寸图纸的汉字高度应大于5mm。指数、分数、注脚尺寸的数字一般采用小一号字体。分数数字最小高度为3mm，且和分数线之间至少应有1.5mm的空隙。（4）工艺管道仪表流程图：一般按装置的工序来分别绘制，只有当工艺过程比较简单时才按装置绘制。（5）备注栏、详图和表格：一般在工艺管道仪表流程图的右侧。
（二）设备的表示方法
1.图形
化工设备在图上一般可不按比例、用中线条、按HG20519.31规定的设备和机械的图例画出能够显示设备形状特征的主要轮廓，并表示出设备类别特征以及内部、外部构件。
2.设备的标注
①标注内容 工艺管道仪表流程图上应标注设备位号及名称。
②设备位号 由设备分类代号、主项代号、设备顺序号及相同设备的数量尾号组成。如P-201A/B，P为设备分类代号，代表泵，不同的设备类别，代号不同；第一个数字2为主项代号，表示工段号；01为设备在该工序同类设备中的顺序号，由两位数字顺序表示；A/B为相同设备的数量尾号。
③标注位置 PI图上通常要表示两处设备位号，第一处设备位号表示在设备旁，再设备位号线上部注写设备位号，不注设备名称；第二处位号表示在设备相对应位置的图纸上方或下方，在位号线上部注写设备位号，在位号线下部注写设备名称。在图纸同一高度方向出现两个设备图形时，将偏在上方的设备位号标注在图纸上方，另一个设备的位号标注在图纸的下方。
（三）管道表示方法
1.管道画法
①线形规定 工艺物料管道、主产品管道用粗线条绘制；次要物料、产品管道和其他辅助物料管道，用中线条绘制；仪表管线、伴管、夹套管线及其他辅助管线用细线条绘制。
②交叉与转弯 尽量避免穿过设备或使用管道交叉，不能避免时，应将其中一根管道断开一段，断开处的间隙应为线粗的5倍左右。管道要尽量画成水平和垂直，不用斜线。若斜线不可避免，应只画出一小段，以保持图画整齐。
③放气、排液及液封 管道上的取样口、放气口、排液管、液封管等应全部画出。
④管道仪表流程图中的工艺物料管道一般采用左进右出的方式。
2. 管道标注
管道标注一般标注在水平管道的上方和垂直管道的左侧。管道及仪表流程图的管道标注应该标注四个部分，即基本管道号、管径、管道等级和隔热或隔声等级。管道号和管径为一组，用一短横线隔开；管道等级和隔热为另一组，用一短横线隔开，两组间留适当的空隙。
（四）阀门与管件的表示方法
以符号表示，用细实线画出全部阀门和部分管件。
（五）仪表控制点表示方法
符号画出及仪表位号（字母及数字）。
图形符号是直径10mm的圆，分为两类，圆中带一个横线的圆适用于集中盘面安装仪表，不带横线的圆适用于就地安装仪表。
仪表位号中的字母有两个大写字母组成，第一字母表示被测变量字母代号，为T（温度）、P（压力）、F（压力）、L（液位）之一。后继字母表示功能字母代号，为C（控制）、I（指示）、R（记录）、A（报警）之一。
数字由工段号及序号组成，序号用两位数字表示。
字母和数字分别位于图形符号中横线的上方和下方，且在圆形附近横线上下方位置分别标注H（高位报警功能）、L（低位报警功能）。
第三节 典型设备的自控方案
3.3.1泵的流量控制方案
（一）离心泵
①出口节流控制，一般采用泵的出口阀门开度控制方案。
②旁路控制，旁路调节耗费能量，其优点是调节阀的尺寸比直接节流的小。
（二）容积式泵
工程上通常采用旁路调节或改变转速、改变冲程大小来调节流量。
3.3.2换热器的温度控制方案
（一）有相变时的换热控制方案
（1）加热器的温度控制方案
①调节换热介质流量：当介质流量和其他工艺条件比较稳定时，可采用改变入口介质流量来控制被加热物料的出口温度；当加热介质压力有波动时可以对介质总管增设压力定制控制系统或采用温度与介质压力的串级控制方案。当物料出口温度过高时增大入口介质流量调节阀的开度。
②调节传热面积：在传热系数和传热温差基本保持不变的情况下，改变换热器的有效换热面积，也可以达到控制出口温度的目的。可以将调节阀安装在冷凝液的排出口上，当调节阀的开度发生变化时，冷凝液的排出量也跟着发生变化，导致加热器内部液位发生变化，从而使加热器的实际传热面积发生改变；为了克服控制系统的滞后性，也可以采用串级控制，包括温度与冷凝液液位之间的串级控制和温度与蒸汽流量之间的串级控制。当物料出口温度过高时减小冷凝液排出口调节阀的开度，增大传热面积。
③分流调节：在介质入口处设三通调节阀，使一部分介质进入换热器加热介质，另一部分直接与换热器出口介质汇合。当物料出口温度过高时，应加大三通阀与换热器出口介质汇合支路的开度，使进入换热器加热物料的介质流量减少，降低温度，从而达到控制的目的。
（2）冷却器的温度控制方案
①用冷却剂的流量控制，如通过改变介质的流量调节介质汽化带走的热量从而达到控制物料温度的目的。当物料出口温度过高时，应加大入口处介质流量调节阀开度，使物料与冷却剂间的温差加大，物料出口温度下降，从而达到控制的目的。
②用温度-液位串级控制，如以介质流量为操纵变量、以被控物料出口温度作为主变量、以冷却器的液位为副变量，进行串级控制，是引起液位变化的一些干扰（如介质压力等）包含在副回路中，从而提高控制质量。当物料出口温度过高时，应加大入口处介质流量调节阀开度，使物料与冷却剂间的温差加大，物料出口温度下降，从而达到控制的目的。
③用冷却剂的汽化压力控制，在控制冷却器液位的同时，再根据被控物料的温度，改变介质的汽化压力，即调节汽化温度，从而达到控制的目的。当物料出口温度升高时，加大汽化介质出口调节阀的开度，是液态介质汽化压力降低导致蒸发温度下降，使物料与冷却剂间的温差加大，随之传热量亦加大，使物料出口温度下降，从而达到控制的目的。
（二）无相变时换热器的自控方案
①载热体流量控制方案，这是一种用载热体的流量作为操作变量的控制方案，当载热体的流量发生变化对物料出口温度影响较明显，载热体入口的压力平稳，且负荷变化不大时，常采用单回路控制方案；若载热体入口压力波动较大，可以采用以被控物料的温度为主变量，以载热体的流量（或压力）为副变量的串级控制；当载热体也是一种换热物料时，其流量是不允许调节的，此时，可用一个三通分流调节阀取代单回路控制方案中的调节阀，用三通调节阀调节进入换热器的载热体流量与旁路流量比例，实现换热器出口温度的控制。
②被控物料流量控制方案，这是将被控物料的流量作为系统操纵变量的控制方案，，若被控物料不允许控制时，则可将一小部分物料直接通过旁路流到换热器出口与热物料混合，达到控制出口温度的目的。
3.3.3蒸馏塔控制方案
（一）温度控制
（1）精馏段温度控制方案
适合于釜液的纯度要求较之馏出液位高的情况，及塔底为主要产品时，常用此方案；而当是液相进料，对塔顶和塔底产品的质量要求相近，也往往采用此方案。此方案是以提馏段温度为衡量质量的间接指标，以改变再沸器加热量为控制手段。用提馏段塔板温度控制加热蒸汽量，从而控制塔内蒸汽量Vs，并保持回流量Ls恒定，馏出液量D和釜液量W都按物料平衡关系，由液位调节器控制。这是目前应用最多的蒸馏塔控制方案，它比较简单，调节迅速，一般情况下可靠性较好。
（2）提馏段温度控制方案
此方案是以精馏段温度为衡量质量的间接指标，以改变回流量为控制手段。取精馏段某点成分或温度为被调参数，而以LR、D或Vs作为调节参数。它适合于馏出液的纯度要求较之釜液为高时。采用按精馏段指标控制方案时，必须在LR、D、Vs和W这四个参数中，选择一个作为控制成分的手段，选择另一个保持流量恒定，其余两个则按回流罐和重沸器的物料平衡，由液位调节器进行调节。用精馏段塔板温度控制回流量LR，并保持蒸汽量Vs流量恒定，这是精馏段控制中最常用的方案。
（二）压力控制
塔顶有大量不凝气时，塔顶压力过高，此时通过加大塔顶冷凝器入口介质阀门开度，增加冷凝介质流量，使部分不凝器液化降低塔顶压力，从而达到控制的目的。
塔顶气体全部冷凝是，塔顶压力偏低，此时通过减小塔顶冷凝器入口介质阀门开度，减少冷凝介质流量，减少不凝器的液化增加塔顶压力，从而达到控制的目的。
（三）液位控制
需要调节的液位有回流罐液位和塔釜液位，两者均是通过调节采出液流量来控制液位。当液位过高时，加大采出液出口阀门开度，使液位降低，达到控制的目的。
（四）流量控制
进装置的第一塔必须加进料控制。通过调节进料管线阀门开度调节进料流量。
第四章 车间布置设计
第一节车间平面布置
4.1.1 车间平面布置图内容
（1）生产设施（2）辅助设施（3）生活行政（4）场地大小，建、构筑物大小（5）通道、物料运输设计（6）安装、操作、维修所需空间设计（办公室可归
入行政设施）
4.1.2车间平面布置要求
（1）适合全厂总图布置（2）经济（3）方便（4）安全（5）发展即装置是否有4.1.3车间平面布置方法
（1）准备资料：包括PID图，厂区总平面布置图，有关的规范、标准等
（2）确定各工段的整体布置：其分为露天布置、室内布置以及敞开式框架布置。其中露天布置具有投资少，利于安装、检修，防火防爆，但是其受气候影响比较大，操作条件差，自动控制要求高，因此露天布置多是用于较大型化工厂。 注意：车间平面愈接近于方形愈经济；道路布置时应避免弯曲和尖角。
4.1.4车间布置方案（以管廊布置形式划分）
直通道管廊长条布置：分为直线型和一字型，其适合小型装置。
T型与L型管廊布置：适合较复杂车间。
组合型布置：适合组成复杂的车间。
第二节 车间设备布置
4.2.1设备布置的内容：
（1）工艺设备在车间平面、立面的位置（2）辅助或公用设备在车间平立面的布置（3）通道位置和尺寸（4）建筑物和场地的尺寸（5）其他
4.2.2设备布置的要求：
（1）满足工艺要求
①设备布置、平面、高低符合工艺要求：其中小型设备应放在较高处，大型贮槽、动设备等放在底层；（注：泵、压缩机不建议放于平台，因为有震动）
②设备布置方式：流程式布置和同类设备集中布置相结合，这样可以避免管道的多次往返;
③操作中有联系或工艺要求靠近的设备采用集中布置；
（2）符合经济原则
①满足安全距离：包括最小距离，经济距离；
②充分利用位能（高位能）：例如回流罐低于冷凝器；
③尽量露天布置；
④连接管线最短，钢结构最少；
（3）符合安全生产的要求
①爆炸危险性的要露天布置；
②有毒或有污染的物料布置在下风口；
③腐蚀性介质应集中于围堤；
④对于人员安全：设备间距合理（净安全距离是保证安全的最低限，还要考虑维修、安装时人员的安全），操作平台设护栏，平台安全出口两个以上；
（4）便于安装、操作、检修：
①排列时避免过松或过紧；
②注意安装、检修时所需的空间、面积：例如浮头式换热器需要有一个抽管区域，该区域长为管束长度加2m；
③立式设备人孔对空地或检修通道：只要是平面布置就有方位标，管子左侧走，维修在右侧；
（5）考虑通道与管廊的布置情况：成排布置的设备一侧留有通道，管廊一般沿通道布置；
（6）装置布置发展趋势：露天化、流程化、集中化、定型化；
4.2.3车间设备布置方法——工艺专业和土建专业
1，工艺专业：设备布置到草图绘制（初步）；
2，草图修改（修改时考虑总管、基础、支架、上下水管、平台）
3，工艺专业到土建专业：土建专业设计建筑图；
4，工艺专业根据设计建筑图绘制设备布置图（施工图设计阶段）
4.2.4典型设备布置图案
1，塔
（1）塔的布置要求：相关联设备按流程顺序靠近布置，塔和管廊间布置管道（走管道的为配管侧），背向管廊侧设检修管道，人孔朝向检修侧，净距 大于或等于2m；
（2）塔的布置方式：可分为单排布置，非单排布置（成组布置），框架式布置
（3）塔的支撑：可分为直立式裙座（适用于高径比小的塔），锥形裙座（适用于高径比大的塔）以及平台；
2，换热器
按流程顺序布置（常用）；多台换热器成排布置（适用于换热器很多的情况）；可重叠布置（适用换热器很多，并为了节省空间）；浮头式换热器留出管束抽出空间；换热器与换热器间距至少为安全距离（≮1.0m）；离地面或平台距离满足工艺要求（≮0.8m）；
3，泵
（1）泵的平面布置方式：根据泵的布置方式可分为露天布置、半露天布置、室内布置；根据泵的数量不同，排列方式可分为单排、双排、多排等；
（2）泵的布置要求：
a，露天布置的泵紧靠设备布置；
b，集中布置时排成一列或几列；
c，间距符合要求；
d，泵基座离地面高度＞150mm，T或E的基础高度可取0.5-0.6m；
e，泵吸入管线尽可能短（防气蚀）
4，容器（罐、槽）
对于中间罐，多按流程顺序布置，并且布置于相关设备附近；对于原料罐和产品储罐，多集中布置于装置一侧，成排布置。
第三节 设备布置图绘制
4.3.1 设备布置图的内容
1.设备布置设计提供的图样：
设备布置图；首页图；设备安装详图；管口方位图；
2.设备布置图的内容：
（1）一组视图（平、立面图）：包括厂房建筑的基本结构，设备和设施在其内外的布置情况；
（2）尺寸和标注：包括设备的定位尺寸（平面图中）和标高（立面图中）；建筑物的定位轴线编号；设备位号及名称等；
（3）安装方位标（平面图）
（4）设备一览表
（5）标题栏
（6）说明与附注
4.3.2设备布置图的绘制
1.确定视图配置
（1）设备平面布置图：
表达某层平面上设备布置的水平剖视图；多层的应分别画出；可绘于不同图纸上，一层平面画一张图，也可以绘制于一张图上，按顺时针方向布置；
（2）设备立面剖视图：
对于复杂或多层设备，平面表示不清楚，需要绘制立面剖视图；需要表达高度方向上的位置（标高）；须注明剖视图名称，如“A-A剖视图”“I-I剖视图”等；
2.选定绘图比例和图幅
比例一般为1：100或1：50；图幅为A1（841×594）；
3.绘制平面图（由底层逐层绘制）
（1）绘制建筑物的定位轴线——用细点划线
（2）绘制厂房建筑的基本结构——用细实线
（3）画设备中心线——用点划线
（4）画设备、支架、基础、平台等基本轮廓——用粗实线
（5）画界区——用粗双点划线
（6）标注尺寸——平面图只有设备厂房的定位尺寸，没有定型尺寸
设备布置图的标注包括厂房建筑物及其构件尺寸，设备与建筑物间尺寸，设备件尺寸；尺寸又分为分尺寸（框架间）、总尺寸（总的）、纵向尺寸、
横向尺寸。
（7）标注定位轴线编号，设备位号等
（8）绘制方位标
4.绘制立面图
其主要反映设备在高度方向上的位置关系，绘制步骤同平面图。
注意：平立面图的不同点如下所示：
（1）立面图不标方位标，平面图需要标注；
（2）立面图标注高度方向定位尺寸时单位为m，而平面图标注尺寸时单位为mm；
（3）基准：立面图的基准是地面，而平面图的基准是建筑定位轴；
（4）标高：在立面图中，对于设备，标高为设备主要管口标高或中心线标高；对于平台，标高为各层地坪、楼板、平台标高；对于基础，标高为基础标高或支撑点标高。
5.绘制设一览表（由下往上写）
6.填写标题栏
7.注写有关说明
4.3.3设备布置图的识读
4.3.3.1.设备布置图识读的目的：确定设备与建筑、设备间的定位，指导安装施工，为管道布置设计提供基础。
4.3.3.2.设备布置图识读的步骤：
（1）明确视图关系：张数→配置→剖切位置→关系；
（2）看懂建筑物结构：分析层次→标高、位置、大小；
（3）分析设备位置：了解设备一览表及方位标→定位及标高；1，
4.3.3.3平面图的识读：一层层逐级往上读
（1）厂房或框架方位、大小、定位建筑物结构、位置；
（2）设备的平面布置及位号、名称；
（3）定位轴线尺寸、设备、基础定位尺寸；
（4）操作通道、设备吊装孔等；
（5）每台设备主要管口；
平面图识读中注意：设备、设备的定位尺寸、建筑物定位轴线编号、方位标、对称设备要有特定管孔等。
4.3.4立面图的识读：
（1）每层分割情况，楼梯位置；
（2）设备的位号、名称；
（3）设备在每层的安装布置情况，基础立面形状；
（4）标高尺寸（设备的主管口、平台、基础）；
立面图识读中注意：高度定位尺寸即标高、有无方位标、设备需用粗实线、联系PID图中各线的含义等。
第五章 管道的布置设计
第一节 概述
5.1.1 化工车间管道布置设计的任务
（1）确定车间中各个设备的管口方位与之相连接的管段的接口位置；
（2）确定管道的安装连接和铺设、支撑方式；
（3）确定各管段（包括管道、管件、阀门及控制仪表）在空间的位置；
（4）画出管道布置图，表示出车间中所有管道在平面和立面的空间位置，作为管道安装的依据；
（5）编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。
5.2.2 化工车间管道布置设计的要求
（1）符合生产工艺流程的要求，并能保证安全生产；
（2）便于操作管理，并能保证安全生产；
（3）便于管道的安装和维护；
（4）要求整齐美观，并尽量节约材料和投资；
（5）管道布置设计应符合上述原则性要求外，还应仔细考虑下列问题：
①物料因素②考虑施工、操作及维修③全厂性管架或管墩上应该留有10%—30%的空位，并考虑其荷重，装置主管廊管架宜留有10%—20%的空位，并考虑其荷重④管道布置应使管道系统具有必要的柔性⑤管道应尽量集中布置在公用管架上，管道应平行走直线，少拐弯，少交叉，不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装和维修，并列管道上的阀门应尽量错开排列⑥支管多的管道应布置在并列管线的外侧，引出支管时气体管道应从上方引出，液体管道应从下方引出⑦管道应尽量沿墙面铺设，或布置在固定在墙上的管架上，管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则⑧各种弯管的最小弯曲半径应符合课本表6-1的规定⑨管道布置时管道焊缝的设置也要符合一定的要求⑩管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。
第二节 管架和管道的安装布置
5.2.1 管道支架分类
（1）固定支架
（2）滑动支架
（3）导向支架
（4）弹簧吊架
5.2.2 管道在管架上的平面布置原则
（1）较重的管道应布置在靠近支柱处；
（2）连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边，连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左右两边；
（3）当采取双层管架时，将公用工程管道置于上层，工艺管道置于下层；
（4）管架上支管上的切断阀应布置成一排，其位置应能从操作台或者管廊上的人行横道上进行操作和维修；
（5）高温或者低温的管道要用托管；
（6）管道支架间距要适当；
5.2.3 管道和管架的立面布置原则
（1）管架下方为通道时，管架距车行道路路面的距离要大于4.5m；道路为主要干道时，距路面高度要大于6m；遇人行道时距路面高度要大于2.2m；管廊下有泵时要大于4m。
（2）同方向的两层管道的标高相差1.0—1.6m，从总管上引出的支管比总管高或低0.5—0.8m。
（3）管架下布置机泵时，其标高应符合机泵布置时的净空要求。
（4）装有孔板的管道宜布置在管架外侧，并尽量靠近柱子。
第三节 典型设备的管道布置
5.3.1 容器的管道布置
（1）立式容器
1.管口方位 加料口、温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区，排出管布置在容器底部。
2.管道布置 成排布置，把操作相同的管道一起布置在容器的相应位置。
（2）卧式容器
1.管口方位 液体和气体的进口一般布置在容器一端的顶部，液体出口一般布置在另一端的底部，蒸汽出口则在液体出口的顶部。
放空管在容器一端的顶部，放净口在另一端的底部，同时使容器向放净口一边倾斜。
安全阀最好放在有阀的管道附近。
吹扫蒸汽进口在排气口另一侧的侧面。
进出口分布在容器的两端。
人孔可布置在顶部、侧面或封头中心。
接口靠近相连的设备。
液位计接口应布置在操作人员便于观察和方便维修的位置。
2.管道布置 管口一般布置在一条直线上，各种阀门也直接安装在管口上。
5.3.2 换热器的管道布置
（1）平面配管 平面布置时换热器的管箱正对道路，配管前先确定换热器两端和法兰周围的安装和维修空间。
（2）立面配管 与管廊链接的管道、管廊下泵的出口管、高度比管廊低的设备和换热器的接管的标高，均应比管廊低0.5—0.8m。
5.3.3 塔的管道布置
（1）塔的管口方位
1.人孔 应布置在操作区，同一塔上的几个人孔布置在同一条直线上，正对着道路。
2.再沸器连接管 塔的出液口布置在角度为2a的扇形区域内，再沸器返回管或塔底蒸汽进口气流不能正对着液封板，最好与之平行。
3.回流液管口 布置在配管区内任何地方。
4.进料管口 布置在操作区的边缘。
5.塔顶蒸汽出口 可从塔顶向上引出，也可采用内部弯管从塔顶中心引向侧面。
6.仪表 液面计、温度计及压力计布置在操作区的平台上方，塔釜液面计下侧管口从塔身上引出。
（2）塔的配管
1.平面配管 管道、管口、人孔、操作平台、支架和梯子在平台的位置参考教材图6—10(a)的方案。
2.立面配管 立面配管参考教材图6—10（b）方案。
3.管道固定与热补偿 配管时处理好热膨胀问题。
第四节 管道布置图
5.4.1 管道及附件的常用画法
（1）管道与管件
管道布置图中的主要物流管道一般用粗实线单线画出，其他管道用中粗实线画出。对于重要管道，可以用中粗实线双线绘出。当上下或前后两根管道交叉，可用两种方法画出：1.将下方（或后方）被遮住的管道投影在交叉处断开2.将上方的管道投影在交叉处断裂，并画出断裂符号。
（2）阀门
详见HG/T20549.2—1998，一般在视图上表示出阀的手轮安装方向，并画出主阀所带的旁路阀。
（3）仪表控制点 用细实线按规定符号画出，每个控制点一般只在能清楚表达其安装位置的一个视图中画出，控制点的符号与管道仪表流程图的规定符号相同，有时其功能代号可以省略。、
（4）管道支架 管架采用图例在管道布置图中表示，并在其旁边标注管架编号，管架编号有以下五部分组成：管架类别、管架生根部位的结构、区号、管道布置图的尾号、管架序号。
5.4.2 视图的配置与画法
（1）管道平面布置图
用细实线画出全部容器、换热器、工业路、机泵、特殊设备、有关管道、平台、梯子、建筑物外形、电缆沟、仪表电缆和管缆托架等。除按比例画出设备上的轮廓外形，还要画出设备上连接管口和预留管口的位置。非定形设备还应画出连接管口和预留管口的位置。
（2）立面剖视图
尽可能与被剖切平面所在的管道平面布置图画在同一张图纸上，也可画在另一张图纸上。剖切平面位置线的画法及标注方式与设备布置图想同。
5.4.3 管道布置图的标注
（1）建筑物的标注
在平面和立面剖视图上应标注建筑定位轴线的编号，定位轴线间的分尺寸和总尺寸，平台和地面、楼板、层盖、构筑物的标高，标注方法与设备布置图相同，地面设计标高为EL100.000m。
（2）设备的标注
应标注设备位号、名称及定位尺寸，标注方法与设备布置图相同。
（3）管道的标注
在平面布置图上除标注所有管道的定位尺寸、物料的流动方向和管号外，如绘有立面剖视图，还应该在立面剖视图上标注所有管道的标高。
（4）管件、阀门、仪表控制点
管接头、异径接头、弯头、三通、管堵、法兰应按规定符号画出关键，但一般不标注尺寸；在平面布置图上按规定符号画出各种阀门，一般也不标注尺寸，只在立面剖视图上标注阀门的安装标高；管道布置图中的仪表控制点的标注与带控制点的工艺流程图一致，一般不标注定位尺寸。
5.4.4 管道布置图的绘制
（1）比例、图幅、尺寸单位、分区原则和图名
①比例 常用1：30，也可采用1：25或1：50，同区的或各分层的平面图，应采用同意比例。
②图幅 采用A0，比较简单的也可采用A1或A2，同区的图应采用同一种图幅，不宜加长或加宽。
③尺寸单位 标注的标高以m为单位，小数点后取3位，至mm为止，其余的尺寸以mm为单位，只注数字，不注单位，管子公称直径用mm表示。
④分区原则 以各工段或工序为单位划分区段，每个区段以该区在车间内所占的墙或柱的定位轴线为分区界限，区域分界线用双点划线表示，在区域分界线的外侧标注分界线的代号、坐标和与该图标高相同的相邻部分的管道布置图图号。
⑤图名 标题栏的图名分两行写，上行写“管道布置图”，下行写“ELXXX.XXX平面”或“A—A、B—B、、、、、剖视”等。
（2）视图配置
1.管道布置图一般只绘平面图，当表示不清楚时，可以绘制剖面图或轴测图，该剖视图或轴测图可画在管道平面布置图边界线以外的空白处，或绘在单独的图纸上。绘制剖视图应按比例，可根据需要标注尺寸。轴测图可不按比例，但应标注尺寸。
2.对于多层建筑、构筑物的管道平面布置图应按层次绘制，在同一张纸上绘制几层平面图时，应从最底层起，在图纸上由下至上或由左至右依次排列。
3.在绘有平面图的图纸右上角，管口表的左边，应画一个与设备布置图的设计北向一致的方向标。在标题栏上方应列出相关设备的管口表，包括关口符号、公称直径、公称压力、密封面形式、连接法兰标注号、长度、标高、坐标及方位等内容。
（3）绘制管道布置图
1.管道平面布置图的画法
1.1用细实线画出厂房平面图
1.2用细实线画出所有设备的简单外形和所有管口，加注设备位号和名称
1.3用粗单实线画出所有工艺物料管道和辅助物料管道平面图，在管道上方或者左方标注管道编号、规格、物料代号及其流向箭头
1.4用规定的符号或者代号在要求的部位画出管件、管架、阀门和仪表控制点
1.5标注厂房定位轴线的分尺寸和总尺寸，设备的定位尺寸，管道定位尺寸和标高
（4）管道布置平面图尺寸标注
1.管道定位尺寸以建筑物或构筑物的轴线、设备中心线、设备管口中心线、区域界限等作为基准
2.对于异径管，应标出前后端管子的公称直径
3.非90度的弯管和非90度的支管连接，应标注角度
4.在管道布置平面图上，不标注管段的长度尺寸，只标注管子、管件、阀门、过滤器、限流孔板等元件的中心定位尺寸或以一端法兰面定位
5.在一个区域内，管道方向改变时，支管和在管道上的管件位置尺寸应按容器、设备管口或临近管道的中心线来标注
6.标注仪表控制点的符号及定位尺寸
7.允许缩小书写尺寸，允许用附加线标注标高和管道号
8.水平管道上的异径管以大端定位，螺纹管件或氶插焊管件以一端定位
9.按比例画出人孔、楼面开孔、吊柱，不需要标注定位尺寸
10.当管道倾斜时，应标注工作点标高，并把尺寸线指向可以进行定位的地方。
第六章 致谢
在本课程学习报告即将结束之际，我向任课老师赫佩军老师表示衷心的感谢，谢谢她在课程学习过程中的详细讲解与指导；同时，也向我的同学周明明表示感谢，在写此报告的过程中，她也给予了我很大的帮助。再次向她们表示真诚的谢意！