化工設計實訓指導書

《化工設計實訓指導書》結合化工設計中的工藝部分、設備部分和輔助工程等系統化知識體系，介紹了化工設計法律法規、工藝設計、設備設計（傳統方法、應力分析部分）、設備製造檢驗、控制設計、設備管理、輔助工程等理論知識及典型案例，使本書更具實用性，非常適合作為實習和實踐環節教材。

本書邏輯清楚、內容詳細、實用性強，適合過程裝備與控制工程、化工機械等專業高年級本科生使用，也適合剛進入化工行業的從業者和化學工程與工藝專業高年級本科生拓展知識面使用。

第1章化工設計概論1
1.1緒言1
1.2化工設計規範、標準簡介5
1.3化工設計的品質保證體系及安全監察5

第2章化工設計基礎8
2.1化工設計的分類8
2.1.1根據建設專案性質對化工設計進行分類8
2.1.2按專案開發過程對化工設計進行分類9
2.1.3根據設計範圍對化工設計進行分類13
2.2化工廠初步設計階段的工作程式13
2.3車間設計工作程式及內容14
2.4國際通用設計程式及內容16
2.4.1工藝設計階段17
2.4.2基礎工程設計階段18
2.4.3詳細工程設計階段19
2.4.4工程設計步驟19
2.4.5相應檔要達到的目標20
2.5石油化工裝置設計程式及內容20
2.6化工設計的流程21
2.7設計檔的組成23
2.7.1初步設計檔24
2.7.2施工圖設計檔24
2.8設計文件的說明24
2.9設計圖樣的說明25
2.10化工設計圖樣的基本畫法26
2.10.1化工設備圖的基本內容27
2.10.2化工設備圖的視圖特點27
2.10.3化工設備視圖的表達特點28
2.10.4化工設備圖簡化畫法29
2.10.5化工設備圖中焊縫的表示32
2.10.6化工設備圖的繪製步驟及有關要求35

第3章工藝設計36
3.1物料衡算與能量衡算36
3.1.1物料衡算37
3.1.2能量衡算41
3.2化工設備選用概述44
3.3化工設備選型和工藝計算45
3.3.1泵的設計與選型47
3.3.2氣體輸送及壓縮設備的設計與選型55
3.3.3換熱器的設計與選型60
3.3.4貯罐容器的設計與選型66
3.3.5塔設備的設計與選型70
3.3.6反應器的設計與選型71
3.3.7液固分離設備的選型78
3.3.8乾燥設備的設計與選型83
3.3.9其他設備和機械的選型89

第4章結構強度設計91
4.1化工設備的結構特點及選材91
4.1.1壓力容器結構特點91
4.1.2壓力容器選材92
4.2筒體、封頭及其連接102
4.2.1筒體102
4.2.2封頭104
4.3化工設備零部件設計110
4.3.1法蘭110
4.3.2容器支座124
4.3.3手孔、人孔和視鏡133
4.3.4介面管及凸緣136
4.3.5開孔補強137
4.4焊接結構141
4.4.1焊接結構的設計原則141
4.4.2焊接材料及接頭142
4.4.3焊接接頭坡口形式和尺寸選擇147
4.4.4坡口和邊緣的加工方法及基本技術資料148
4.5安全閥與爆破片150
4.5.1安全閥151
4.5.2爆破片152

第5章壓力容器常規設計156
5.1概述156
5.2壓力容器常規設計基礎157
5.2.1設計壓力、設計溫度和設計載荷157
5.2.2許用應力與安全係數161
5.2.3壓力容器壁厚164
5.2.4壓力試驗與氣密性試驗167
5.3壓力容器典型殼體強度計算170

第6章壓力容器分析設計171
6.1定義171
6.2JB4732—1995的適用範圍171
6.3分析設計的基本步驟172
6.4GB150與JB4732的對比172
6.5壓力容器分析設計實例—膨脹節強度分析173

第7章壓力容器的監造、檢驗與驗收192
7.1壓力容器的監造192
7.2壓力容器的檢驗與驗收194
7.2.1檢驗技術管理194
7.2.2產品品質檢驗195
7.3無損檢測197
7.3.1無損檢測的特點197
7.3.2無損檢測分類198
7.3.3無損檢測方法的選擇199
7.3.4無損檢測比例200
7.3.5焊縫無損檢測符號201
7.3.6無損檢測通用標準202
7.4容器的壓力試驗202
7.4.1壓力試驗準備和要求202
7.4.2水壓試驗203
7.4.3氣壓試驗205
7.4.4氣密性試驗205
7.4.5壓力試驗的安全技術規定205
7.5板殼式換熱器製造過程品質驗收檢驗大綱206
7.5.1總則206
7.5.2原材料207
7.5.3焊接207
7.5.4無損檢驗208
7.5.5尺寸檢查209
7.5.6熱處理及試板209
7.5.7壓力試驗及包裝發運210
7.5.8其他要求210

第8章化工設備控制211
8.1概述211
8.2換熱器控制214
8.2.1換熱器的自動控制214
8.2.2蒸汽加熱器的自動控制216
8.2.3冷卻器的自動控制217
8.3精餾塔控制218
8.3.1精餾塔的控制目標218
8.3.2精餾塔的干擾因素219
8.3.3精餾塔生產過程品質指標的選擇220
8.3.4精餾塔生產過程的自動控制整體方案224
8.4反應器控制226
8.4.1化學反應器的控制要求226
8.4.2化學反應器的自動控制227
8.5泵類控制231
8.5.1離心泵的流量控制231
8.5.2往復泵運行過程的自動控制233
8.6壓縮機控制234
8.6.1往復式壓縮機的自動控制234
8.6.2離心式壓縮機的自動控制235

第9章化工設備安裝工程預算240
9.1基礎知識240
9.1.1石油化工工業設備及投資240
9.1.2工程預算定額及費用定額244
9.1.3石油化工設備製作與安裝工程施工圖預（結）算書的組成及編制245
9.1.4施工圖預（結）算書的審核247
9.2化工機械設備安裝工程施工圖預（結）算書的編制248
9.2.1風機248
9.2.2泵252
9.2.3氣體壓縮機262
9.2.4石油化工工業專用機械設備272
9.3化工靜置設備製作及安裝工程施工圖預（結）算書的編制285
9.3.1容器285
9.3.2分離器286
9.3.3反應器290
9.3.4熱交換器295
9.3.5塔器298
9.3.6橇塊304

第10章車間佈置設計306
10.1概述306
10.2車間設備佈置設計309
10.2.1化工車間佈置的依據309
10.2.2車間佈置的原則310
10.2.3車間佈置設計的內容310
10.2.4車間佈置設計的程式311
10.3典型設備的佈置方案311
10.3.1反應器的佈置311
10.3.2塔的佈置314
10.3.3容器的佈置315

第11章管道佈置設計316
11.1概述316
11.1.1化工車間管道佈置設計的內容316
11.1.2化工車間管道佈置設計的要求317
11.2管架和管道的安裝佈置319
11.2.1管道在管架上的平面佈置原則320
11.2.2管道和管架的立面佈置原則320
11.3典型設備的管道佈置321
11.3.1容器的管道佈置321
11.3.2換熱器的管道佈置323
11.3.3塔的管道佈置325

第12章化工設計的輔助要求329
12.1公用工程329
12.1.1給排水329
12.1.2供電331
12.1.3供熱及冷凍工程333
12.1.4採暖通風及空氣調節337
12.1.5土建設計339
12.1.6自動控制341
12.2安全與環境保護342
12.2.1燃燒爆炸及防火防爆342
12.2.2防雷設計346
12.2.3環境污染及其治理347

第13章化工設備管理349
13.1設備管理的基本內容350
13.2設備管理標準化352
13.3的設備管理制度356

附錄359
附錄1物料衡算計算舉例359
附錄2熱量衡算計算舉例362
附錄3壓力容器常規設計舉例363
附錄4壓力容器分析設計舉例378

參考文獻408