化工設計概論

本書為教育部高等學校化學工程與工藝專業教學指導分委員會推薦教材，詳細介紹了化工設計的基本程序、內容、方法和步驟及工藝設計圖紙的繪製方法、規範、內容和技巧。全書共分11章，主要包括：化工設計程序和內容、工藝流程設計、物料衡算與能量衡算、設備的工藝計算與選型、車間佈置設計、管道設計與佈置、向非工藝專業提供的設計條件、設計概算和技術經濟、設計文件的編制、工廠選址及總佈置設計、計算機輔助化工設計。本書中所引用的代、符號及圖紙主要選自國家或行業標準。本書以工藝設計為主線，層次脈絡清晰，密切聯繫化工設計的實際情況，內容具有很好的系統性、科學性、實用性。本書可作為高校化學工程與工藝、製藥工程、輕化工等專業的教材，也可作為化工企業職工繼續教育指導書及工程技術人員用書。 ^[1] 

緒論1

01化工設計的概念及意義1

02化工設計類型及內容1

03化工設計的特點2

04化工設計總原則3

05學習本課程的意義3

思考與練習題3

第1章化工設計程序和內容4

11設計前期工作步驟與內容6

111國外作法6

112國內作法7

12初步設計階段工作內容與程序10

121初步設計階段的目的10

122初步設計階段的任務10

123初步設計階段的內容深度11

124初步設計的工作程序11

13施工圖設計階段工作內容與程序11

131施工圖設計階段的目的11

132施工圖設計階段的基本要求11

133施工圖設計階段的設計內容12

134施工圖設計階段的工作程序12

135施工圖設計的深度13

14車間工藝設計13

141生產方法的選擇13

142工藝流程設計13

143工藝計算14

144車間佈置設計14

145管道設計14

146提供設計條件14

147編寫設計説明書15

148概(預)算書的編制15

思考與練習題15

第2章工藝流程設計16

21工藝路線選擇16

211選擇原則16

212工作步驟18

22工藝流程的設計20

221工藝流程設計的原則20

222工藝流程設計中應解決的問題21

223工藝流程設計的步驟21

23工藝流程圖的繪製32

231方框流程圖和工藝流程

草（簡）圖32

232工藝物料流程圖33

233管道及儀表流程圖36

24典型設備的控制方案47

241泵的流量控制方案47

242換熱器的温度控制方案48

243精餾塔的控制方案48

思考與練習題49

第3章物料衡算與能量衡算50

31物料衡算50

311物料衡算的概念及分類50

312物料平衡方程51

313物料衡算的基本步驟52

314計算舉例55

32能量衡算57

321能量衡算的目的58

322能量衡算可以解決的問題58

323能量平衡方程58

324熱量衡算59

325計算舉例61

思考與練習題66

第4章設備的工藝設計與選型67

41設備工藝設計與選型原則及方法67

411設備工藝設計與選型原則67

412設備工藝設計的主要工作和

方法68

42化工設備的材料和選材原則69

421化工設備使用材料分類概況69

422材料選用的一般原則70

43泵的設計與選型71

431泵的類型和特點71

432選泵的原則73

433選泵的工作方法和基本程序75

44氣體輸送、壓縮設備的設計與選型77

45換熱器的設計與選型82

451換熱器的分類82

452換熱器設計的一般原則84

453管殼式換熱器的設計及

選用程序85

46貯罐容器的設計與選型89 ^[1] 

461貯罐的類型89

462貯罐系列89

463貯罐設計的一般程序90

47塔設備的設計與選型92

471板式塔92

472填料塔93

48反應器的設計與選型94

481反應器分類與選型95

482反應器的設計要點97

483釜式反應器的結構和設計98

49液固分離設備的選型102

491離心機102

492過濾機104

493離心機的選型106

494過濾機的選型107

410乾燥設備的設計與選型108

4101常用乾燥器109

4102乾燥設備的選型原則113

411其他設備和機械的選型114

4111起重機械114

4112運輸機械114

4113加料和計量裝置114

412彙編設備一覽表114

思考與練習題115

第5章車間佈置設計116

51車間佈置設計概述116

511車間佈置設計的依據116

512車間佈置設計的內容117

513車間佈置設計的原則117

514車間佈置設計的方法和步驟118

52車間廠房的整體佈置設計119

521廠房的平面佈置121

522廠房的立面佈置122

523廠房的建築結構123

524車間廠房佈置設計時須注意的

問題123

53設備佈置設計123

531主導風向對設備佈置的要求124

532生產工藝對設備佈置的要求124

533安全、衞生和防腐對設備佈置的

要求125

534操作條件對設備佈置的要求126

535設備安裝、檢修對設備佈置的

要求126

536廠房建築對設備佈置的要求127

537車間輔助室及生活室的佈置128

538車間佈置整齊美觀的要求128

539建築要求129

54常用設備的佈置129

541反應器129

542混合設備131

543蒸發設備132

544結晶器133

545容器133

546加熱爐134

547塔類設備135

548換熱器138

549泵、風機等運轉設備142

5410過濾機146

5411乾燥器148

5412氣體淨化設備149

5413運輸設備149

5414罐區149

5415控制室150

5416主管廊151

55設備佈置圖的繪製152

551設備佈置圖的內容152

552設備佈置圖的繪製方法152

553設備佈置圖的繪圖步驟158

56設備安裝圖158

思考與練習題160

第6章管道設計與佈置161

61管道設計與佈置的內容161

62管道、管件及閥門的選用162

621基本概念162

622管道163

623常用閥門168

624常用管件174

625法蘭、法蘭蓋、緊固件及墊片176

63管道壓力降計算176

631直管阻力H1計算177

632局部阻力H2計算177

64管道熱補償設計179

641管道的熱變形與熱應力計算179

642管道熱補償設計180

65管道的絕熱設計181 ^[1] 

651絕熱範圍182

652絕熱結構182

653管道熱力計算的基本任務182

654管道保温計算183

66化工管道的防腐與標誌184

661管道防腐184

662管道標誌186

67管道佈置設計187

671管道佈置設計的內容187

672管道佈置設計的依據187

673管道佈置設計的主要原則188

674管道敷設方式191

68常用設備的管道佈置192

681泵的管道佈置192

682換熱器的管道佈置194

683容器的管道佈置196

684塔的管道佈置197

685管廊上的管道佈置202

686其他管道佈置203

69管道佈置圖的繪製204

691管道佈置圖的內容204

692管道佈置圖的繪製要求204

693管道佈置圖的繪製212

610管道軸測圖213

6101管道軸測圖要求的圖示內容213

6102管道軸測圖的圖示方法213

6103管道軸測圖的尺寸及其標註217

611管架圖與管件圖219

6111管架圖219

6112管件圖220

612管口方位圖220

6121管口方位圖的作用與內容220

6122管口方位圖的畫法221

613管段表及綜合材料表222

思考與練習題224

第7章向非工藝專業提供的設計

條件226

71土建設計條件226

711化工建築基本知識226

712工藝專業向土建設計提供的

條件230

72非定型設備設計條件233

73變配電及電氣設計條件235

731變配電235

732電氣設計條件235

74自動控制設計條件236

75給排水、暖通條件237

751供水設計條件237

752排水設計條件238

753採暖通風設計條件238

76供熱及冷凍設計條件239

761供熱系統條件239

762冷凍系統條件239

思考與練習題240

第8章設計概算和技術經濟241

81設計概算241

811概算的內容241

812概算費用的分類242

813概算的編制依據243

814概算的編制辦法244

82技術經濟248

821投資估算249

822產品生產成本估算250

823經濟評價252

思考與練習題257

第9章設計文件的編制258

91初步設計階段設計文件的編制258

911設計説明書的編制內容258

912設計説明書的附圖和附表260

92施工圖設計文件的編制262

921施工圖設計圖紙目錄262

922工藝專業施工圖設計技術文件263

923設計文件歸檔265

思考與練習題265

第10章工廠選址及總佈置設計266

101廠址選擇266

1011工廠選址的指導方針266

1012工廠選址的一般要求266

102廠址選擇的程序268

1021準備工作階段268

1022現場勘查工作階段268

1023編制廠址選擇報告階段268

103廠址方案比較269

1031廠址方案比較的重要性269

1032廠址方案比較的內容269

104廠址選擇報告270

1041廠址選擇報告的基本內容270

1042有關附件資料272

105工廠總平面設計272

1051工廠總平面設計內容272

1052總平面佈置原則及方法273

1053工廠分區274

1054平面佈置274

1055豎向佈置276

1056管廊佈置277

106總平面佈置圖內容278

1061圖紙內容278

1062總平面設計主要技術經濟

指標279

1063實例280

思考與練習題280

第11章計算機輔助化工設計281

111化工設計軟件概述282

1111化工設計軟件主要作用282

1112常用化工設計軟件282

1113應用化工設計軟件的重要性284

112化工流程模擬軟件284

1121化工流程模擬軟件用途285

1122流程模擬方法及軟件組成286

1123穩態模擬和動態模擬288

1124常用化工流程模擬軟件簡介288

1125ASPEN PLUS流程模擬應用

舉例296

113化工裝置及系統設計軟件305

1131換熱器設計軟件305

1132換熱流程與PINCH308

1133塔內件水力學計算軟件309

1134管網計算軟件309

1135CFD軟件311

114化工裝置佈置設計軟件314

1141設備佈置設計軟件314

1142管道應力計算軟件319

11434D模型技術320

115計算機繪圖軟件323

1151常用的製圖軟件323

1152AutoCAD基礎知識323

1153AutoCAD繪製工藝流程圖324

1154AutoCAD繪製設備佈置圖327

附錄330

附錄1管道及儀表流程圖中的縮寫330

附錄2管道及儀表流程圖中設備、機器

圖例333

附錄3管道佈置圖和軸測圖上管子、管件、

閥門及管道特殊件圖例337

附錄4設備佈置圖圖例及簡化畫法346

附錄5工廠總佈置圖圖例349

附錄6首頁圖352

主要參考文獻354 ^[1]