化工工艺系统设计.ppt

《化工工艺系统设计》

;1概述

1.1化工工艺系统设计人员必须具备的根本条件

要建设一个化工厂，必须具有一批化工工艺专业技术人员，同时也必须具有一批化工工艺系统专业设计人员，这些专业人员必须具备的根本化工专业知识与工艺专业根本相同且各有侧重，包括以下几点：

●掌握化工根本理论

●掌握化工工艺系统设计方法和技能

●熟悉较广泛的相关专业知识

●熟悉有关的国家标准标准

●实际的工程经验;1.2化工工艺专业和工艺系统专业的区别

工艺系统专业主要是将工艺专业提供的PFD开展成为能指导施工、安装、正常开车停车、事故停车、满足生产要求的PID。

;;2工艺系统设计的内容和深度

2.1管道及仪表流程图〔PID)

PID在工艺包阶段就开始形成初版，随着设计阶段的深入，不断补充完善深化，它分阶段和版次分别发表。PID各个版次的发表，说明了工程设计进展情况，为工艺、自控、设备、电气、电讯、配管、管机、管材、设备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的设计信息。PID是根底设计和详细设计中主要成品之一，它反映的是工艺设计流程、设备设计、设备和管道布置设计、自控仪表设计的综合成果。;2.2公用工程管道及仪表流程图(UID)

UID包含了：

(1)在工艺流程中重要考虑的公用工程配套设施，如工艺用水、蒸汽、仪表空气、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空系统等。

(2)与其他专业密切配合的公用工程，如生产用电、给排水、空调采暖通风等。

2.3化工管道设计

2.4设置和选择必要的平安设施，如平安阀、爆破片、限流孔板、阻火器等。;2.5机泵的安装设计

2.6确定设备、管道的布置原那么及要求

2.7编制管道数据表

2.8进行必要的系统平安分析;3化工管道设计

3.1化工管道设计的原那么

化工装置的工艺管道设计应在满足工艺要求和平安生产的前提下，求得最经济的管径。要求工艺系统专业根据流体力学知识，从生产装置的不同工艺要求进行管道工艺设计，并符合有关介质平安设计规定。在管道工艺设计时，一般应考虑以下原那么。;3.1.1经济管径

管径选择方法对化工装置的经济效果十分重要，一个化工???置的管道投资往往占整个装置投资的10%?20%，如果任意放大管径，不仅增大了管壁厚度和管子重量，还增大了相应的阀门和关键的尺寸，增加了保温材料的用量以及管子支吊架的荷重。因此在计算管径时应尽量选用较高的流速，以减小管径。但是，随着流速的增大，管内摩擦阻力也加大，增加压缩机和泵的功率消耗和操作费用。因此，需在建设投资和操作费用之间寻找最正确结合点，即本钱最低，来求得经济管径。;在初选管径时，由于条件所限，还无法从建设投资和操作费用两者中寻找最正确结合点的角度来求得经济管径，但可以采用查取常用流速范围，〔见P606?609,〕和管道压力降控制表〔见P610?611,，表〕的方法，这样计算得到的管径比较接近经济管径。

3.1.2压力降要求

一般情况下，管道是按阀门全开情况下计算压力降的，否那么流量将难以满足工艺需要。

一般对于允许压力降较小的流体，流量小的流体、粘度较大的流体那么应选取较低的流速。反之，那么应选取较高的流速。;3.1.3工艺控制要求

在一般情况下，调节阀压降应占整个控制系统总压力降的30%左右，这样调解阀的开大关小对流量控制就比较明显，易于调节。

3.1.4限制管壁磨损

金属的耐腐蚀性能，在大多数情况下，主要依靠其接触腐蚀介质外表的一层保护膜，管内流速过高会损坏保护膜，引起管道冲蚀和磨损的现象，最终将缩短管道的预期使用寿命。因此，在进行管道工艺计算时，应该注意在以下条件下会使腐蚀速率加快，必须采取限制流速的措施。;〔1〕腐蚀介质会引起管壁脆弱。

〔2〕软金属管〔如铅或铜〕

〔3〕工艺介质中存在有腐蚀性的固体颗粒

〔4〕带有大量管件的管道将导致高的湍流

如遇到上述问题时，应采取限制流速的方法，建议液体最大的流速为2m/s,局部腐蚀介质的最大流速见下表;介质名称;3.1.5满足介质平安输送的规定

特殊介质的流速还应符合相应的标准，例如：

氧气流速应符合〔GB50030-1991)氧气站设计标准

氢气流速应符合〔GB5077-1993)氢气站设计标准

乙炔流速应符合〔GB50031-1991)乙炔站设计标准

局部流体最大流速可参见下表：;介质;3.1.6满足噪声控制要求

流体在阀门或管道内的流速越高，噪声也越高，降低流速可以减小噪声。一般气体管道内流速的限制值见下表：

;3.2系统阻力降分析

3.2.1伯努利方程

3.2.2管内流动的雷诺数

3.2.3磨擦产生的压力损失

3.2.4摩擦系数和