第四章 设备的工艺设计及化工设备图

2019/8/12化工设计1第四章设备的工艺设计及化工设备图教学内容：化工设备选用原则设备图的绘制及表示方法设备工艺及设备图的计算机辅助设计教学重点：设备的选择教学难点：非定型设备设计2019/8/12化工设计2第一节化工设备选用的一般原则•教学内容：•理解化工设备选型和工艺设计的一般原则。•重点和难点：•重点应理解设备选型和工艺设计的合理性和安全性的要求。2019/8/12化工设计3第一节化工设备选用的一般原则化工设备一般分为两类：•标准设备或定型设备•非定型标准设备2019/8/12化工设计41.标准设备或定型设备，是成批系列生产的设备，可现成购买。标准设备有产品目录或手册样本，有各种型号，有不同生产厂家。工艺设计的任务是根据生产需要，计算并选择某种型号，以便订货。2.非定型标准设备，需专门设计和特殊设备。非标准设备也是化工厂生产中大量存在的设备，它是化工厂生产的一种特色，非标准设备工艺设计就是根据工艺要求，通过工艺计算提出、材料、尺寸和其他一些具体要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂进行制造。在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸。2019/8/12化工设计5•造型和工艺设计的原则：•综合考虑合理性、先进性、安全性、经济性和系统性的原则，审慎研究，认真设计。•合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。•先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。2019/8/12化工设计6•安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。•经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，并易于被国内消化吸收改进利用，避免盲目性。•系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。2019/8/12化工设计7第二节非定型设备设计的主要程序•教学内容：•结合具体实例，理解非定型设备设计的主要内容和工作程序。•重点和难点•重点应掌握非定型设备基本设计的内容和方法，正确选择并填写非定型设备设计条件单。•难点是确定合适的设备基本结构形式和基本尺寸、主要工艺参数，以及正确选择并填写非定型设备设计条件单。2019/8/12化工设计8第二节非定型设备设计的主要程序•设备的工艺设计，是化工工程设计中的一项繁重、量大、技术要求高的工作，下表（设计文件编制、校审签署规定表）列出了设备设计主要工作内容和相应的文件，以及各个环节校审要求。标准设备和定型设备可根据工艺设计条件从有关资料中查出，直接列表，但非定型设备则要求进行设计。2019/8/12化工设计9序号设计文件名称专业负责人专业组长设计校核审核审定1初步设计文件(编制)√(校核)√√2工程设计规定(编制)√(校核)√√3设备简图(设备工程图总图及详图√√√计算书√√√4三类容器和复杂关键特殊设备总图√√√（注1）√零部件图√√√（注2）√计算书√√√（注1）√说明书√√√2019/8/12化工设计105一、二类特殊设备总图√√√零部件图√√√计算书√√√6一般特殊设备总图√√√零部件图√√√计算书√√√7工程标准、程序说明书(编制)√(校核)√√（注2）√8标准图、通用图√√√（注2）√9设备通用技术规定(编制)√(校核)√√（注2）√10采购(询价)技术规格书或请购单(校核)√(审核)√（注3）√2019/8/12化工设计11注:1.超标准的压力容器总图和计算书以及新开发设计的复杂关键特殊设备的总图和计算书，也需经压力容器技术负责人审定和签署。2.重要或关键部件图和工程标准、标准图等才需审定。3.当几台设备组成一个采购包时，该文件由指定工程师编制。2019/8/12化工设计12第三节化工设备图•教学内容：•结合具体实例，理解化工设备图的基本知识，化工设备图的基本内容和表格形式、化工设备图的表达特点，化工设备图的件号和尺寸标注内容和方法，化工设备图的绘制方法和步骤，化工设备图的阅读方法和步骤。•重点和难点•重点应掌握化工设备图的有关规范、相关表格填写，化工设备图的视图表达特点，化工设备图尺寸标注内容和标注基准，阅读化工设备图的方法和步骤。•难点是如何确定化工设备的主、辅视图，化工设备图的尺寸标注内容、标注基准和方法。2019/8/12化工设计13第三节化工设备图•一、化工设备图的基本知识(1)工程图表示设备的化工工艺特性、使用特性、制造要求的图纸。它依据工艺数据表编成，用于基础设计审核、设备询价、订货和制造，以及向相关专业提出设计条件。图纸布置见图4-1.2019/8/12化工设计14图4-1工程图的布置2019/8/12化工设计15图4-2装配图的布置2019/8/12化工设计16•(2)施工图•供设备制造、安装、生产使用的图纸(最终使用为竣工图)，施工图由下列部分组成：•a.装配图表示设备的全貌、组成和特性的图样，它表达设备各主要部分的结构特征、装配和连接关系、特征尺寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求等。•b.部件图表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以及所属零部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料的图样。2019/8/12化工设计17（a）（b）图4-3部件图的布置2019/8/12化工设计18c.零件图表示零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检验等资料的图样。图4-4零件图的布置（a）（b）2019/8/12化工设计19d.零部件图由零件图、部件图组成的图样。•图4-5零部件图的布置图4-6特殊工具图的布置2019/8/12化工设计20•e.表格图用表格表示多个形状相同．尺寸不同的零件的图样。•f.特殊工具图表示设备安装、试压和维修时使用的特殊工具的图样。2019/8/12化工设计21g.标准图(或通用图)指国家部门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件的标准图和通用图。图4-7标准图的布置2019/8/12化工设计22h.梯子平台图支承于设备外壁上的梯子、平台结构的图样。图4-8梯子平台图和预焊件图的布置2019/8/12化工设计23i.预焊件图设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外壁上需预先焊接的零件的图样。j.管口方位图设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换热器折流板缺口位置；地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位的图样。k.技术要求设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。2019/8/12化工设计24l.计算书设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时，应将输入数据和计算结果作为计算文件。m.说明书设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使用、维护、检修及其它需说明的文件。n.图纸目录每个设备的图纸及技术文件的全套设计文件的清单。2019/8/12化工设计25(3)图纸的幅面和文字工程图一般为A2或A3；施工图一般为A1，A1、A2、A3、A4的加长或加宽幅面尽量不用。A3幅面不允许单独竖放，A4幅面不允许横放，A5幅面不允许单独存在。字体应符合GB/T14691规定，采用下列字体。a．文字、汉字为仿宋体，拉丁字母(英文字母)为B型直体。b．阿拉伯数字为B型直体1、2、3……。c．放大图序号为B型直体罗马数字I、II、III……。d．焊缝序号为阿拉伯数字。e.焊缝符号及代号按国标或行业标准。f．标题放大图用汉字表示。g．剖视图、向视图符号以大写英文字母表示：如A向、A—A、B—B等。2019/8/12化工设计26表4-6常用管口符号管口名称或用途手孔液位计口液位开关口液位变送器口人孔压力计口压力变送器口在线分析口安全阀接口温度计口温度计口(现场)裙座排气口裙座入口管口符号HWLSLTMPIPTQESVTETIVSWh．管口符号以大写的英文字母A、B、C……表示。常用管口符号推荐按表所示。同一用途、规格的管口，数量以下标1、2、3表示．如TI1~2、LG1~2等。2019/8/12化工设计27二、化工设备图的基本内容一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应有如下基本内容:1.标题栏2.明细栏3.管口表4.设计数据表5.技术要求6.签署栏7.注8.其他2019/8/12化工设计281．标题栏•本栏主要为说明本张图纸的主题，包括：设计单位名称，设备(项目)名称，本张图纸名称，图号，资质等级，比例，图纸张数(共张、第张)等，可分为4种。•图4-9（a）标题栏1的内容和尺寸a.标题栏1（又名图纸标题栏）。2019/8/12化工设计29b.标题栏2（又名技术文件标题栏），用于技术文件(专用技术要求、计算书、说明书、图纸目录等)的首页。图4-9（b）标题栏2的内容和尺寸2019/8/12化工设计30c.标题栏3(又名工程图标题栏)，用于工程图。图4-9（c）标题栏3的内容和尺寸2019/8/12化工设计31d.标题栏4(又名标准图标题栏)，用于标准图(复用图)。图4-9（d）标题栏4的内容和尺寸2019/8/12化工设计322.明细栏明细表是说明组成本张图纸的各部件的详细情况，分为3种。a.明细栏1，用于装配图及零件图。2019/8/12化工设计33b.明细栏2，用于零部件图。c.明细栏3，用于管口零件明细栏。2019/8/12化工设计343.管口表管口表是将本设备的各管口用英文小写字母从上至下按顺序填入表中，以明确各管的位置和规格等，具体见下表（两个尺寸中，小尺寸用于工程图，大尺寸用于施工图，下同）：2019/8/12化工设计354.设计数据表设计数据表是化工设备图的一个重要组成部分，补充替代了以往“技术特性表”。它将设备的主要设计、制造、使用的主要参数(设计压力、工作压力、设计温度、工作温度、各部件的材质、焊缝系数、腐蚀裕度、物料名称、容器类别及专用化工设备的接触物料的特性等)技术特性以以列表供施工、检验、生产中执行。又分为工程图用和施工图用设计数据表。2019/8/12化工设计362019/8/12化工设计375.技术要求(1)通用技术条件通用技术条件是同类化工设备在加工、制造、焊接、装配、检验、包装、防腐、运输等方面的技术规范，已形成标准，在技术要求中直接引用。在书写时，只需注写“本设备按×××××(具体写上某标准的名称及代号)制造、试验和验收”即可。(2)焊接要求化工设备的焊接工艺十分广泛，在技术要求中，通常对焊接接头型式，焊接方法，焊条(焊丝)、焊剂等提出要求。(3)设备的检验一般有对主体设备的水压和气密性进行试验，对焊缝的射线探伤，超声波探伤、磁粉探伤等，这些项目都有相应的试验规范和技术指标。(4)其它要求a.机械加工和装配方面的规定和要求。b.设备的油漆、防腐、保温(冷)、运输和安装、填料等要求。2019/8/12化工设计386.签署栏2019/8/12化工设计39•7.注常写在技术要求的下方。用来补充说明技术要求范围外，但又必须作出交待的问题。•8.其他•(1)一些图纸中列有修改表和选用表，供在设备修改及选用时填写，以便随时掌握设备变更和选用的情况。•(2)相关的图纸简单目录，方便检索。•(3)为明确责任，便于联系多数图纸还在图左上侧内外轮廓线间，列出描图、校核、及会签签字栏。•(4)具体细节请参照GB4457-84、GB4458-84、GB4459-84、GB4460-84（机械制图和技术制图相关的国家标准）和HG/T20668-2000（化工设备设计文件编制规定）。2019/8/12化工设计40三、化工设备图的表达特点(一)化工设备的基本结构特点1.基本形体以回转体为主2.各部结构尺寸大小相差悬殊3.壳体上开孔和管口多4.广泛采用标准化零部件5.采用焊接结构多6.对材料有特殊要求7.防泄漏安全结构要求高2019/8/12化工设计41(二)