(—)新技术开发过程中的设计
化工新技术开发的工作框图见图1-1。从图中可以看出,化工新技术开发过程中要进行概念设计、中试设计和基础设计等三种设计。
工 程 研 究 概念设计 各级经济评价 工程设计 基础设计
化学试验
过 程 研 究 小试验 大型冷模试验 中间试验 图1-1 化工过程开发工作框图
(1)概念设计 概念设计的规模应是工业化时的最佳规模。概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计,其作法可参照常规的工程设计方法和步骤,设计工艺流程,进行全系统的物料衡算、热量衡算和设备工艺计算,确定工艺操作条件及主要设备的型式和材质,进行参数的灵敏度和生产安全性分析,确定三废治理措施,计算基建投资、产品成本等主要技术经济指标。
概念设计的作用是暴露和提出基础研究中存在的工艺流程、主要单元操作、设备结构及材质、过程控制方案及环保安全等方面存在的问题,并为解决这些问题提供途径或方案。另一方面,概念设计结合技术经济评价,应得出开发的新产品或新技术是否有工业化价值的结论。
(2)中试设计 按照现代技术开发的观点,中试的主要目的是验证模型和数据,即概念设计中的一些结果和设想通过中试来验证。因此,中试可以不是全流程试验,规模也不是越大越好。中试要进行哪些试验项目,规模多大为宜,均要由概念设计来确定。中试设计的内容基本上与工程设计相同。由于中试装置较小,一般可不画出管道、仪表、管架等安装图纸。
(3)基础设计 基础设计是新技术开发的最终成果,它是工程设计的依据。 (二)工程设计
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根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度及计划任务书的规定,工程设计可分为三段设计、两段设计和一段设计。重要的大型企业和使用较复杂的技术时,为了保证设计质量,可以按初步设计、扩大初步设计及施工图设计三个阶段进行。一般技术比较成熟的大中型工厂或车间的设计,可按扩大初步设计和施工图设计两个阶段的设计。技术上比较简单、规模较小的工厂或车间的设计,可直接进行施工图设计,即一个阶段的设计。
1. 初步设计
根据设计任务书,对设计对象进行全面的研究,寻求在技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。主要是确定全厂性的设计原则、标准和方案,水、电、汽的供应方式和用量,关键设备的选型及产品成本、项目投资等重大技术经济问题。编制初步设计书,其内容和深度能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准。
2. 扩大初步设计
根据已批准的初步设计,解决初步设计中的主要技术问题,使之明确、细化。编制准确度能满足控制投资或报价使用的工程概算。
3. 施工图设计
根据已批准的扩大初步设计,结合建厂地区条件,在满足安全、进度及控制投资等前提下开展施工图设计,其成品是详细的施工图纸和必要的文字说明及工程预算书。
第二节 化工厂设计的工作程序
一般的化工设计的工作程序是以基础设计为依据提出项目建议书,经上级主管部门认可后写出可行性研究报告,上级批准后,编写设计任务书,进行扩大初步设计,后者经上级主管部门认可后进行施工图设计(见图1-2)。
一、项目建议书
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项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据,应包括下列内容。 1. 项目建设目的和意义,即项目提出的背景和依据,投资的必要性及经济意义,引进项目说明理由; 2. 产品需求初步预测; 3. 产品方案和拟建规模;
4. 工艺技术方案(原料路线,生产方法和技术来源); 5. 资源、主要原材料、燃料和动力的供应; 6. 建厂条件和厂址初步方案; 7. 环境保护;
8. 工厂组织和劳动定员估算;
9. 项目实施规划设想(分几步,时间);
10. 投资估算和资金筹措设想(上级行政拨款、银行贷款、发行债券、引进外资、自筹);
11. 经济效益和社会效益的初步估算。
开发成果,资源条件 产品需求发展规划 编写设计任务书(并经主管部门认可) 项目建议书 扩大初步设计,提出总概算 否 主管部门进行筛选 终止 主管部门进行评价
是 施工设计,提出预算 可行性研究报告 组织施工,制定开车方案 否 主管部门进行评价 终止 投料试车,考核验收 是 11
图1-2 化工厂设计的工作程序
二、可行性研究
可行性研究是以拟建项目进行全面分析及多方面比较,对其是否应该建设及如何建设做出论证和评价,为上级机关投资决策和编制、审批设计任务书提供可靠的依据。
1.总论 包括项目名称、进行可行性研究的单位、技术负责人、可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见、存在问题和建议等,并附上主要技术经济指标表。
2.需求预测 包括国内外需求情况预测和产品的价格分析(趋势,前后各三年)。
3.产品的生产方案及生产规模(主副产品)。
4.工艺技术方案 包括工艺技术方案的选择、物料平衡和消耗定额、主要设备的选择、工艺和设备拟采用标准化的情况等内容。
5.原材料、燃料及水电汽的来源与供应。 6.建厂条件和厂址选择布局方案。 7.公用工程和辅助设施方案。 8.环境保护及安全卫生。
9.工厂组织、劳动定员和人员培训。 10.项目实施规划。
11.投资估算和资金筹措(上级行政拨款、银行贷款、发行债券、引进外资、自筹)。
12.经济效益评价及社会效益评价。
13.结论 包括综合评价和研究报告的结论等内容。
三、编制设计任务书
可行性研究呈报给上级主客部门,当被上级主管部门认可后,便可编写设计任务书以作为设计项目的依据。设计任务书的内容主要包括:
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