高分子材料工厂工艺设计
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1.3 设计各阶段的工作及完成形式

1.3.1 初步设计阶段

初步设计是最终成果的前身,相当于一幅图的草图,一般做设计的在没有最终定稿之前的设计都统称为初步设计。

初步设计根据设计任务书,对技术项目进行全面研究,找出在技术上可行,经济上合理的最符合要求的设计方案。批准后的初步设计是建设投资的拨款、成套设备的订购和施工图设计的依据。

初步设计要包括:确定主要原材料、燃料、水、动力的来源和用量;规定工艺过程、物料储运、环境保护等设计的主要原则;明确设备、建筑物和公用系统的构成和要求;进行工厂布置,设计全厂和车间的平面布置图;提出生产组织、管理信息系统和生活福利设施的方案;计算主要设备材料的数量、各项技术经济指标和工程概算。

以工厂为单位的初步设计说明书一般包括的内容如下。

①总论 阐述本设计在贯彻国家技术方针路线上的正确性和经济上的合理性等。其内容一般包括设计目的、设计原则、设计条件、生产规模及发展远景、厂址选择、市场方法、车间组成、原材料来源、产品销售、水电气供应、辅助生产设施、资源的综合利用、生产的配合、建厂的有利条件、协作关系、定员及劳动生产率、产品成本、基建投资,技术经济指标、要求上级明确或解决的问题。

②总图及运输 简要阐述总平面图的布置以及布置原则,必要时列出几个方案进行比较。在运输方面,主要叙述厂内外运输的合理性等。附全厂总平面图,必要时增加鸟瞰图。

③工艺部分 主要阐述全厂总生产流程和以车间为单位的工艺设计说明书。其中主要包括车间生产规模、生产方法、工艺流程、定额表、安全技术等。附工艺流程图和主要设备简图(或设备技术特征一览表)。

④建筑部分 主要阐述全厂各生产车间、辅助车间、构筑物以及生活室的设置原则等。阐明全厂辅助生产基本设施,包括机修车间、生产控制车间、中心化验车间、仓库等。附主要建筑物、构筑物草图。

⑤阐述厂内供排水、废水处理、软化水、冷凝水系统等方案的选择,供电及供热系统的选择,采暖通风设计原则,必要时还应阐述生产废热的利用方案等。附供水管网图、排水管网图、供电线路图、弱电装置系统图等。

上述介绍的只是初步设计说明书的一般情况,可根据生产规模、技术难度等具体情况适当的增减。

1.3.2 技术设计和扩大初步设计阶段

技术设计一般是根据已批准的初步设计,解决初步设计中主要的技术问题,使之进一步明确化,具体化。在技术设计和扩大初步设计阶段,应编写出技术说明书和工程概算书。在采用二阶段设计的初步设计时,在内容上和技术设计接近,它应满足初步设计和技术设计二个阶段的要求。根据技术设计,即可进行一切不需要施工蓝图的各项准备工作,包括工厂设备及主要基建材料的加工订货和施工准备工作等。

技术设计和扩大初步设计说明书的项目与初步设计大致相同,但其深度比初步设计深。例如,工艺部分应该有主要设备的选择说明及计算依据、车间平剖面布置图、详细的设备一览表、设备总图等;建筑部分必须阐述设计中采用的建筑结构、基础工程及施工条件等基本设计要求,建筑物和构筑物技术设计图等。

扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容:设计说明书和说明书的附图、附表。设计说明书内容和编写要求,根据设计的范围(整个工厂,一个车间或一套装置)、规模的大小和主管部门的要求而不同。对于一个装置或一个车间,其设计说明书的内容如下。

(1)设计依据

①文件,如计划任务书以及其他批文等。

②技术资料,如中试试验报告、调查报告等。

(2)设计指导思想和设计原则

①设计所遵循的具体方针政策和指导思想。

②总括各专业的设计原则,如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自动控制水平等原则。

(3)产品方案

①产品名称和性质;

②产品质量规格;

③产品规模(吨/年);

④副产品数量(吨/年);

⑤产品包装方式。

(4)生产方法和工艺流程

①生产方法 扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线。

②化学反应方程式 写出方程式,注明化学反应名称、主要操作条件。

③工艺流程 工艺划分简图,用方块图表示;带控制点工艺流程图和流程简述,流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图例、符号。

(5)车间(工段)组成和生产制度

①车间(工段)组成;

②生产制度,年工作日、操作班制,间歇或连续生产。

(6)原料、中间产品的主要技术规格

①原料、辅助原料的主要技术规格;

②中间产品及成品的主要技术规格。

(7)工艺计算

1)物料计算。

①物料计算的基础数据;

②物料计算结果以物料平衡图表示,计量单位用小时(h,连续操作)或每批投料量(kg或m3,分批操作),采用的计量单位在一个项目内要统一。

2)主要工艺设备的选型、工艺计算和材料选择。

①基础数据来源包括物料及热量计算数据、主要理化数据等;

②主要工艺设备的工艺计算按流程编号为序进行编写。

3)一般工艺设备以表格形式分类表示计算和选择结果。

工艺设备一览表按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制。

4)工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。

5)分批操作的设备要排列工艺操作时间表和动力负荷曲线。

(8)车间设备及管道布置
(9)公用工程

土建,仪表和自动控制,电气电路,给排水,空调等。

(10)技术保安、防火及工业卫生
(11)“三废”治理及综合利用
(12)车间维修
(13)概算
(14)技术经济分析

投资,产品成本。

(15)存在问题及建议
(16)必要的附表及附图

附表: 主要原料、动力消耗定额及消耗量表,工艺设备一览表,自控仪表一览表,公用工程设备材料表。

附图:带控制点工艺流程图、车间布置图(平面图及剖面图)、关键设备总图、建筑平面、立面、剖面图。

设计工作内容及完成形式见图1-2。

图1-2 设计工作内容及完成形式

1.3.3 施工图设计阶段

施工图设计是根据已批准的技术设计或扩大初步设计进行的。它是施工的依据,为施工服务。此阶段的设计主要目的是为施工服务。施工图是全部施工的依据,用于进行建筑安装工程、设备安装、管道敷设及标准和非标准设备、装置和金属结构的制造。

施工图设计的主要工作内容是在技术设计的基础上完善流程图设计和车间布置设计,进而完成管道配置设计、设备及管路的保温及防腐设计。内容包括工艺图纸目录,工艺流程图,设备制造图、布置图、安装图,管道布置图,管架管件图,设备管口方位图,设备和管路保温及防腐设计等;非工艺专业方面有土建施工图,供电、供水排水弱电装置线路安装图等。

施工图设计阶段的文件有如下。

(1) 施工图设计文件目录

编制各主项施工图设计时,应编写主项图纸总目录、非定型设备图纸目录和工艺图纸目录。

(2)工艺施工图设计文件

工艺设计说明。工艺设计说明可根据需要按下列各项内容编写。

①带控制点工艺流程图(施工流程图) 带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备和物料管路、阀件等,进出设备的辅助管线和工艺及自动仪表的图例、符号。

②辅助管路系统图 辅助管路系统图应表示出系统的全部管路。一般在带控制点工艺流程图左上方绘制,如辅助管路系统复杂时,可单独绘制。

③首页图 当某一个设计项目(装置)范围较大(如除主要生产厂房或构筑物外,附有生活室、控制室、分析室或有较多的室外其他生产和辅助生产部分),设备布置和管路安装图需分别绘制首页图。

④设备布置图 设备布置图包括平面图与剖面图,其内容应表示出全部工艺设备的安装位置和安装标高,以及建筑物、构筑物、操作台等。

⑤设备一览表 根据设备订货分类的要求,分别做出非定型设备表、定型设备表等。

⑥管路布置图 管路布置图包括管路布置平面图和剖面图,其内容表示出全部管路、管件和阀件及其在空间的位置,简单的设备轮廓线及建、构筑物外形。

⑦配管设计模型 做模型设计时,可用配管设计模型代替管路布置图。

⑧管段图 管段图表示一段管道在空间的位置的图形,也叫做空视图或单线图。

⑨管架和非标准管件图。

管段表 当绘制管段图时,可不单独绘制管段表,其相应内容可填入管段图的附表中去。

管架表。

综合材料表综合材料表应按以下三类材料进行编制。

管口方位图 管口方位图应表示出全部管口、吊耳、支脚及地脚螺栓的方位,并标注管口编号、管口和管径名称。对塔还要表示出地脚螺栓、吊柱、直爬梯和降液管位置。

换热器条件图。