冶金工厂设计基础课件

冶金工厂设计基础江苏大学王宏明[e-mail]第一章冶金工厂设计概论（4学时）1.1冶金工厂设计及其目的A）什么是设计？设计是一门应用科学，它是以科学原理为指导，以生产实践和科学实验为依据，采用设计图纸和文字为表达方式，为实现某项工程而编制的一种文献资料。设计过程是基本建设中不可缺少的一个重要环节，成熟的生产经验，先进的科学技术和最新的科研成果的应用，都必须通过工程设计来实现。B）什么是冶金工厂设计？冶金工厂设计是将一个系统（一冶金工厂、一个生产车间）按照其工艺技术的要求，经工程设计人员的创造，将其全部描绘成图纸、表格及必要的文字说明的过程，也就是用文件化的语言将工艺技术转化为图纸的全过程，它属于生产原材料的工程设计。C）冶金工厂设计的目的？目的是根据原料的特点，依据生产实践和科学实验，设计合理的工艺流程，选择合适的工艺设备并进行合理配置，设计适宜的厂房结构和辅助设施，确定合适的劳动组织及劳动定员，确保建成的冶金生产过程能正常运行。D）设计的分类按照设计项目的性质可分为新建、扩建、改建和恢复建设项目设计4类。新建项目设计：要求全面系统，要完成项目建议书、可行性研究、厂址选择、初步设计直至施工图设计一整套设计任务。（完整的设计过程）1.2冶金工厂的设计原则冶金工厂设计应遵循如下原则：(1)遵守国家的法律、法规，执行行业设计标准、规范和规定，严格把关，精心设计。(2)设计中应对主要工艺流程应进行多方案比较，以采用最佳方案。(3)设计中应尽量采用国内外成熟的技术。（所采用的新工艺、新设备和新材料必须遵循工业性试验或通过技术鉴定的原则。）(4)对节约能源，节约用水和节约用地给予充分重视。(5)设计中必须充分注意有价元素综合回收的设计。（绝大多数矿物，除含有主金属外，常常伴生有其他有价元素。）(6)设计中必须注意生态环境的保护，必须有“三废”治理工程，尽量做到变废为宝。(7)特别注意安全防护措施的设计，尽量提高机械化、自动化和计算机控制水平。（冶金生产作业大多在高温、高压、有毒、腐蚀等环境下进行，为确保人员和设备的安全，必须特别注意安全防护措施的设计，并尽量提高机械化、自动化和计算机控制水平。）(8)基础设施建设的共用性。（应充分利用建厂地区的自然经济条件，尽可能与当地其他企业协作，共同投资解决某些公共设施。）1.3冶金工厂设计程序和内容1.3.1冶金工厂设计程序图1-1表明的设计程序包括8个主要步骤。这8个步骤可分为三个阶段：设计阶段：项目建议书、可行性研究、初步设计和施工图设计；施工阶段：施工与安装为施工阶段；投产总结阶段：试运转和试生产、投产与工程验收和工程总结。冶金工厂设计的工作内容主要在设计阶段。设计阶段又可分为方案设计和施工图设计两部分。1.3.2冶金工厂设计的主要内容1、项目建议书A)什么是项目建议书？项目建议书是建设单位向国家提出申请建设某一具体项目的建议文件。B）项目建议书包括哪些内容？项目建议书的主要内容包括以下几方面。(1)项目名称和主要内容摘要。(2)建设项目提出的目的、必要性和依据。（属于引进技术和设备的项目，还有说明国内外技术差距和概况以及进口的理由。技术改造项目，要说明技术改造企业生产技术的现状及国内外技术的差距）(3)产品方案，拟建规模，建设地点的初步设想及市场需求的初步预测。(4)资源情况，建设条件及外部协作关系。(5)投资估算和资金筹措设想及清偿能力的测算。(6)项目的主要内容和进度安排。(7)经济效益和社会效益的初步分析。2、可行性研究该阶段给出可行性研究报告和设计任务书A）什么是可行性研究可行性研究主要是对拟建项目在技术、经济和环境等方面是否可行进行分析、论证和评价。B）可行性研究是工程建设前期不可缺少的关键性工作。工程建设需要投入大量人力、物力和财力，建设周期长，尤其是冶金工厂的建设，投资多，工程复杂，对供电、供排水、交通运输和其他外部条件都有严格的要求，为了使工程建设达到较好的效果，必须在建设前进行可行性研究。C）可行性研究的执行方式：可行性研究，一般采取主管部门下达计划或有关部门、建设单位向设计或咨询单位进行委托的方式进行。D）可行性研究的成果—可行性研究报告可行性研究报告的基本要求：①是否符合国家的建设方针和投资优先方向；②能否与现有企业的生产技术协调匹配；③产品是否适应市场需求，有足够的销售市场；④能否得到足够的物质和人力投入；⑤引进设备的水平，国内配套设备和操作技术水平能否与之相适应；⑥设计方案和投资计划是否合理；⑦贷款能否按期偿还；⑧财务收益率和经济效益率是否高于规定折现率；⑨项目有无较大风险；⑩多方案比较时是否属于最佳方案。可行性研究报告的主要内容：①总论。包括项目提出的背景和依据，拟建设项目的基本情况，必要性和意义。②市场需求预测和拟建规模。国内外需求情况预测；国内现有生产能力的估计；销售预测，价格分析，产品竞争能力，进入国际市场的前景；拟建项目规模、产品方案和发展方向的技术经济比较。③资源、原材料、燃料及公用设施情况。正式批准的资源储量、品位、成分以及开采利用条件的评述；原料、燃料、辅料的种类、数量、来源等；所需的公用设施的数量，供应方式和供应条件。④建厂条件及厂址方案的比较。建厂的地理位置，气象、水文、地质、地形条件和社会经济现状；交通运输及水电供应条件；厂址比较和选择意见。⑤设计方案。主要包括生产方法和技术来源；工艺流程的选择和设备的比较；全厂布置方案；公用辅助设施和厂内外的交通、运输方式的初步选择。⑥环境保护和“三废”治理方案。主要污染源和主要污染物；可能引起的生态变化；控制污染和生态破坏的方案；存在问题和建议。⑦劳动安全和工业卫生。⑧节能措施与综合利用方案。⑨企业组织，劳动定员及人员培训计划。⑩实施进度安排。⑾投资概算和资金筹措。工程总投资；生产流动资金的估算；资金来源，筹措方式及偿付方式。⑿主要技术经济指标，经济效益和社会效益分析。⒀附图，包括厂总平面图，工艺流程图和必要的车间配置图。可行性研究报告经主管部门批准以后生效。可行性报告的作用：可作为以下几方面工作的依据。①编制设计任务书(可行性研究报告通常作为设计任务书的附件下达给有关单位)。②筹措建设资金。③与建设项目有关的各部门签订协议。④开展新技术、新工艺、新设备研究的计划和补充勘探，补充工艺实验等工作计划。E）设计任务书设计任务书的编制及作用：设计任务书的编制是在可行性研究基础上进行的，由设计单位的主管部门组织编制，设计单位参加。经审查批准后，向设计单位正式下达，作为编制初步设计的依据。设计任务书的主要内容包括：①生产规模，服务年限，产品方案，产品质量要求和主要技术经济指标。②建厂地区或具体厂址。③矿产资源，主要原材料、燃料、水、电等的供应和交通运输条件。④生产流程，车间组成，主要工艺设备及装备水平的推荐意见。⑤“三废”治理，劳动安全和工业卫生要求。⑥建设期限及建设程序。⑦投资限额。⑧要求达到的经济效果。设计任务书一般应附有说明，对上述内容作出简要说明。对于拟采用的新技术、新工艺、新设备以及存在的问题，也应给予说明，并规定需要开展试验研究项目的具体安排和进度要求。3初步设计A）什么是初步设计？初步设计是设计承担单位根据设计任务书的内容和要求，在掌握了充分而可靠的主要资料基础上进行具体的工作步骤。B）初步设计的内容要求：有比较详细的设计说明书；有标注物料流向和流量的工艺流程图；有反映车间设备配置的平面图和剖面图；有供订货用的设备清单和材料清单；还有全厂的组织机构及劳动定员等。C）初步设计的作用：(1)上级主管部门审批。(2)安排基建计划和控制基建投资。(3)建设单位进行主要设备订货、生产准备(订协议、培训工人等)和征购土地工作。(4)施工单位进行施工准备。(5)绘制施工图等。D）初步设计的执行与完成内容：新建冶金厂设计是以冶金工艺专业为主体，其他有关专业(设备、土建、动力和仪表、水道及采暖通风、机修、总图运输、技术经济等)相辅助的整体设计。整个初步设计由各专业共同完成，应完成：各自编写其专业设计说明书、绘制有关图纸，列出设备表，制定概算书。设计说明书（按专业分别编写）(1)总论和技术经济部分。总论部分应简明扼要地论述主要的设计依据，重大设计方案的概述与结论，企业建设的进度和综合效果，以及问题与建议等。各专业的共同性问题如规模、厂址及原材料、燃料、水、电等的供应和产品品种也在总论部分论述。技术经济部分包括主要设计方案比较，劳动定员与劳动生产率，基建投资，流动资金，产品成本及利润，投资贷款偿还能力，企业建设效果分析及综合技术经济指标等。(2)冶炼工艺设计。这是主体部分，包括设计依据及生产规模，原材料、燃料等的性能、成分、需要量及供应，产品品种和数量，工艺流程和指标的选择与说明，工艺过程冶金计算，主要设备的设计计算与选择，车间组成及车间设备配置和特点，厂内外运输量及要求，主要辅助设施及有关设计图纸等。(3)总图运输部分。企业整体布置方案的比较与确定，工厂总平面布置和竖向布置，厂内外运输(运输条件、运输量和运输方式、铁路与公路的设计技术标准、车站及接轨站的决定和行车组织等)及厂内外道路的确定以及有关设计图纸等。(4)土建设计。包括有关土壤、地质、水文、气象、地震等的资料，主要建筑物和构筑物的设计方案比较与确定，行政福利设施和职工住宅区的建设规划，主要建筑物平、剖面图，建筑一览表及建筑维修等。(5)供电、自动控制及电讯部分。供电包括用电负荷及等级和供配电系统的确定，主要电力设备及导线的选择，防雷设施及线路接地的确定，集中控制系统的选择，室内外电气照明及有关设计图纸等。自动控制包括工厂计量和控制水平的确定，各种检测仪表和自动控制仪表的选型，控制室和仪表盘的设计以及电子计算机控制系统等。电讯设施包括企业生产调度的特点及电讯种类的选择，各种电讯系统及电讯设施的确定，电讯站或生产总调度室主要设备的选择和配置，有关设计图纸等。(6)热工和燃气设施部分。包括锅炉间、软水站、空压机房、炉气压缩站、重油库及泵房、厂区热力管网等的设计。应列出用户性质及消耗量一览表和供应系统及供销平衡表，各种参数的选择与说明，管道系统图、总平面图及管道敷设方法，设备选择、技术控制及安全设施的说明，锅炉房的燃料排灰说明，主要建(构)筑物的工艺配置图，设备运转技术指标等。(7)机修部分。备品、备件的供应和车间机修设施的设计，确定机修体制、任务及车间组成，主要设备的选型和配制。(8)给排水部分。确定水源和全厂供排水量，全厂供排水管网和供水、排水系统的设计以及污泥处理等。(9)采暖、通风、除尘、环境保护、安全及工业卫生设计。(10)工程投资概算。建筑工程费用概算，设备购置及安装概算，主要工业炉费用概算，器具、工具的购置概算，总概算及总概算书等。上述内容是对于较完整的工程设计而言的，可根据具体要求不同而予以增减。初步设计图纸初步设计一般包括如下图纸：(1)区域位置图；(2)厂区总平面图；(3)全厂生产车间工艺平面布置图、车间纵剖图和横剖图；(4)建筑物和构筑物特征一览表；(5)其它专业的主要系统、总体图等。设备表（按专业分别填写）：在设备表中写清楚主要设备型号、规模、技术性能、台数、质量、来源。满足编制概算的要求。各专业的设备表要集中装订成册，作为初步设计的文件之一。概算书包括编制说明和概算表格两部分，在编制说明中，应包括以下内容：概算表格分总概算表、综合概算表和单项工程概算表。以上是初步设计的整体内容。冶金工艺专业编写的初步设计说明书应包括以下几部分内容。(1)绪论。主要说明设计的依据、规模和服务年限，原料的来源、数量、质量、特性及供应条件，产品品种及数量，厂址及其特点，运输、供水、供电及“三废”治理条件，采用的工艺流程及自动控制水平，建设顺序及扩建意见，主要技术经济指标等。(2)工艺流程和指标。从原料及当前技术条件出发，通过数种方案的技术经济比较，