环境工程施工图设计的程序及内容 - 1219 59页

环境工程施工图设计程序及内容\n1设计的种类2设计的工作程序3设计的内容4国家和行业的基本设计政策和规范5设计文件的编制目录\n概述:环境工程设计是将一项工程按照工艺技术要求，经工程技术人员的创造，将其全部描绘成图纸、表格及必要的文字说明，即把工程技术装备用工程语言表达出来。然后根据这一“语言”，把这个系统建立起来，并投入运行。或说：设计工作是一项能将人们的设想和想象转变成现实的一个重要步骤，通过课程的学习，我们可知道环境工程的建设程序、设计程序、主要设计内容等一些基本概念。\n环境工程设计是一种创造性活动，包括工艺设计、非工艺设计。工艺设计是环境工程设计的核心，决定了整个工程设计的概貌。非工艺设计是以工艺设计为依据，按照各专业的要求进行的设计，它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及其控制等。本章主要介绍环境工程设计的种类及工作程序，工艺设计的内容及设计文件。概述:\n设计专业配置工艺安全概预算技术经济环保通讯电气动力设备结构建筑暖通空调给排水总图运输自控概述:\n概述:\n1.新建项目设计新产品研发设计新工艺或新技术设计2.重复建设项目设计成熟工艺再建装置。由于新建厂的具体条件与原厂不同，即使产品的规模、规格及工艺完全相同，还是需要由工程设计部门进行设计。概述:\n3.已有装置改造设计改扩建原因：老装置产品的质量和设计不能满足处理需求；处理规模不能满足实际需求。改造内容：更新局部工艺和设备；扩建现有设计规模。概述:\n设计阶段方案技术方案初步确定处理流程与工艺/沿程去除率/规格与选型初设初步设计明确PFD/详细设计计算/总图/设备布置图扩初扩大初步设计在初步设计的基础上，进行可用于投资的概算施工图施工图设计用于工程施工\n1.方案设计方案设计一般较为详细的确定使用的工艺/选用的设备/消耗的能源。方案设计包括该工程的一切技术要点。设计阶段\n方案设计主要内容包括：设计基础：依据、技术来源、规模、进出水水质等；工艺流程：生产工艺、主要特点、反应原理及工艺参数等；设备名称表和设备规格说明书；设备布置建议图；装置三废的排放；自控设计说明；消耗定额/投资/占地；有关的技术资料、物性数据等；安全技术与劳动保护的说明等。设计阶段\n2.工程设计一段设计：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。两段设计：一般技术比较成熟的中小型工厂或车间的设计——按初步设计和施工图设计进行。三段设计：重要的大型企业和使用较复杂的技术时——可按初步设计、扩大初步设计及施工图设计三阶段。是将基础设计转化为工程建设所需的施工图。根据工程的重要性、技术的复杂性和技术的成熟程度，工程设计分三段设计、两段设计和一段设计，由设计单位负责进行。最后的落脚点都是施工图设计每步设计都要进行严格审查问题：为什么要将设计进行分段？\n设计依据：设计任务书；《化工厂初步设计文件内容深度规定》对设计对象进行全面研究，寻求技术上可行、经济上合理、安全适用、三废治理完善的设计方案。确定全厂性的设计原则、设计标准、设计方案和水、电、汽的供应方式和用量，关键设备的选型及产品成本，三废治理，项目投资等重大技术经济问题。设计成品：初步设计阶段应编制初步设计说明书，其内容和深度应能使对方了解设计方案、投资和基本出处为准。（1）初步设计\n是工程设计深度最浅的设计阶段，一般只要求：1、PID图；2、物料及热量衡算计算；3、对土建、公用工程提出要求；4、对工厂布置（总图）和车间布置提出要求、建议；5、工程概算书；6、初步设计说明书。（1）初步设计\n根据已批准的初步设计和有关行业规范，解决初步设计中的主要技术问题，使之更明确、更具体，能够满足控制投资或报价使用的工程概算的要求。例如工艺部分：应有工艺流程图及工艺流程说明、物料流程图和物料表、管道流程图、各车间主要设备的选择说明和计算依据、较为详细的车间平面布置图、设备一览表等。建筑部分要说明采用的建筑结构、基础工程和施工条件等技术要求。扩大初步设计阶段应编写扩大初步设计说明书及工程概算书。（2）扩大初步设计\n在初步设计的基础上，针对工程的关键技术（主要指关键设备、关键工艺）工段，补充以下文件：1、关键设备设计图纸；2、关键设备的布置图；3、关键工艺工段操作说明；4、扩初设计说明书。对于有设备创新、工艺技术创新的化学工程，扩初设计阶段是十分必要的。总体而言，扩初设计只是从初步设计到施工图设计的一个过渡阶段，它还不能指导施工建设。（2）扩大初步设计\n设计依据：已批准的扩大初步设计《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》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。根据建筑施工、设备制造及安装工程的需要将初步设计中确定的设计原则和设计方案进一步具体化。此设计阶段的设计成品包括详细的施工图纸，必要的文字说明和工程预算书。（3）施工图设计\n这是最详细、最深入的工程设计阶段。只有它的设计文件，才能指导施工建设。是针对初步设计或扩初设计的完全具体化。对化工工艺部分的设计，施工图设计要出的主要文件：1、PID最终版；2、UID图；3、（工厂、车间）平立面布置图；4、配管图（配管设计图）；5、施工材料明细表；6、工程预算书；7、施工图设计说明书等等。PFD——ProcessFlowDiagram工艺流程图PID——PipingandInstrumentationDiagram，管道和仪表流程图UID——UtilityandInstrumentationDiagram公用工程管道和仪表流程图（3）施工图设计\n三种设计的主要设计成品及内容见表1-1。工艺设计(processdesign)基础工程设计(basicengineeringdesign)详细工程设计(detailedengineeringdesign)国际习惯设计分类\n一、项目建设程序一个项目从设想到建成投产，分三个阶段：即可行性研究决策阶段、设计阶段、建设阶段。1.可行性研究决策阶段工作内容：做好技术经济分析，选择最佳技术方案，确保项目顺利进行和获得最佳经济效益。在国外分为机会研究、初步可行性研究、可行性研究、评估和决策；国内包括项目建议书、(预)可行性研究、评估和决策、编制计划任务书等内容。在决策阶段，设计单位最重要的产品是一个详细的《可行性研究报告》，送政府有关部门或建设单位董事会审查批准。设计程序\n2.设计阶段根据批准的可行性研究报告，制定设计计划任务书、完成初步设计(基础设计)、施工图设计(详细设计)。设计阶段成果是一套可供施工的图纸和说明文件汇编，作为建设阶段的依据。3.建设阶段根据施工图设计成果，编制基建计划、进行商务和技术谈判，签订合同，施工、生产准备、试车、竣工和验收等。建设阶段，设计单位需配合建设单位施工，进行现场服务，并委派现场设计代表，对施工图设计负责。必要时下达修改通知单，直至竣工验收。\n基建：基本建设的简称，一个项目从设想到建成投产的过程。基建工作主要包括：中长期规划（是建设项目立项的主要依据）项目建议书(立项报告)可行性研究设计任务书（在技术经济论证或可行性研究的基础上，进一步分析、落实各项建设条件和协作配合条件，审查各项技术、经济指标的可靠性，为项目的最后决策与初步设计提供依据，工程建设项目均应编制设计任务书）。初步设计、年度设计、施工图设计、施工生产准备、工程施工、竣工验收、投产使用等。我国化工厂基建的一般程序\n环境配套工程基建的一般程序：开发成果资源条件产品需求发展规划项目建议书初步或详细可行性研究初步决策、工程评估、最终决策设计任务书投资决策期（阶段）基建程序\n初步设计扩初设计施工图设计施工设计及施工期（阶段）试生产正式投产运行试生产期（阶段）\n一般项目试生产的顺序：1、清理现场2、清洗设备及管道（水洗、气冲，并注意清洗顺序）3、设备的单体试车（以水代料）4、整个工程以水代料联动试车5、投入物料进行试车注意：期间穿插人员的安全、健康、工艺操作培训。此外，试生产一般处于非正常工况。\n在工程基本建设过程中，设计单位根据建设单位的委托，按右图基础程序进行工作。接收委托编写设计任务书（主管部门认可）施工图设计，提出预算扩大初步设计，提出总概算组织施工，制定开车方案编制项目建议书主管部门筛选可行性研究报告主管部门评价终止否投料试车，考核验收是终止否是主管部门评价终止否是工程总结，设计回访厂址选择技术考察环境影响工作程序\n目的：报呈各级领导部门审批—汇总平衡，列入规划建设前期规划。提出：部门或企业（跨地区、跨行业建设项目及影响国计民生的重大项目，由有关部门和地区联合提出项目建议书）。编制：由建设单位或建设单位委托专业公司（如有资格的工程公司、咨询公司）完成编制。项目建议书是进行可行性研究和编制设计任务书的依据。项目建议书——对拟建设项目的一个轮廓设想，主要是从建设的必要性来衡量，初步分析和说明建设的可能性。考虑因素：国民经济发展长远规划、地区规划和行业规划、资源情况、设计布局.项目建议书\n1.项目建设的目的和意义；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);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;5.资源、主要原材料、燃料和动力的供应;10.投资效益和社会效益的初步估算;11.结论与建议。项目建议书主要内容\n可行性研究报告可行性研究——拟议中的投资项目在决定实施以前，对该项目技术上的可行性和先进性，及经济上的合理性和获利性进行调查研究、分析论证好方案选优的工作。目的：报上级部门批准——建设单位银行贷款依据编制：以批准的项目建议书为依据，由设计单位组织完成。(一)可行性研究报告的内容(1)总论项目编制的依据和原则；项目的背景、投资的必要性和经济意义；项目的范围；研究结果、主要技术经济指标、结论、存在问题和建议。\n(2)需求预测国内外需求情况的调查与预测；国内外现有生产能力、产量及销售情况；产品的销售预测、竞争能力及进入国际市场的前景。(3)产品的生产方案及生产规模生产规模和装置组成，确定规模的理由；产品方案的选择和对比，包括产品、中间产品和副产品。(4)工艺技术方案国内外工艺技术概括；工艺技术的对比和选择，新技术的先进性和可靠性；引进技术来源、特点及推荐理由，转让费估算，引进方式及消化吸收建议；\n生产工艺流程说明；主要设备选择，如需引进技术应提出国内外设备分交方案；消耗指标。(5)原材料、燃料及动力供应(6)建厂条件、厂址选择厂址自然、经济、社会、交通运输等条件的概述；几个可供比较方案的比较与论证、选定的理由。(7)总图、储运、土建和公用工程、辅助设施(8)环境保护及安全、工业卫生本项目三废、粉尘、放射性废物排放情况好治理措施;本项目对环境的影响，并进行评价。\n(9)工厂组织、劳动定员和人员培训(10)项目实施规划建设周期的规划，各阶段实施进度及正式投产的时间；建筑安装工作量及施工组织计划、进度表；(11)投资估算和资金筹措投资估算的原则和依据；单项工程及建设总投资的估算；资金来源(包括人民币和外汇来源)、筹措方式、利率及计息方法、贷款偿还年限及偿还方式。(12)经济效益评价及社会效益评价产品成本估算，销售收入估算;编制财务计算报表，主要有财务现金流量表、利润表、财务平衡表、借款偿还平衡表；涉外项目还要有外汇流量表和资产负债表。\n按规定计算主要评价指标，静态指标有投资利润率、投资利税率、投资收益率、投资净产值率、投资回收期等；动态指标有财务内部收益率、财务净现值、财务外汇净现值、净现值率、投资回收期。清偿能力分析；不确定性分析，包括盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析；方案比较指标，有差额投资收益差额投资回收期、差额内部收益率及现值比较法、年费用比较法等；社会效益评价：如节能、环境、节汇创汇、合理利用资源、就业等(13)综合评价及结论主要方案的选择和推荐意见；对项目方案从技术和经济、从宏观经济效益与微观经济效益作出结论。\n(二)可行性研究的步骤（1）开始筹措（2）调查研究（3）优化选择方案（4）详细研究（5）编写报告（6）资金筹措(三)可行性研究的依据、作用和注意事项1.主要依据(1)项目建议书和委托单位的设想说明；(2)国家经济建设的方针、政策和长远规划；(3)经国家正式批准的资源报告、土地开发整治规划等；(4)可靠的自然、地理、气象、地质、社会经济的基础资料；(5)有关工程技术方面的标准、规范、指标等；(6)国家公布的用于进行项目评价的有关参数。\n2.主要作用(1)作为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据(2)作为向银行申请贷款的依据(3)作为与建设项目有关的各部门商谈合同的依据(4)作为建设项目开展初步设计的基础(5)作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的依据(6)作为环保部门审查建设项目对环境评价的依据3.应注意事项(1)可行性研究应具有科学性和独立性(2)可行性研究的深度需满足要求(3)承担可行性研究工作的单位应具备条件(4)可行性研究报告要进行审批\n编制设计任务书可行性研究报告经上级主管部门批准后，即可编写设计任务书—项目设计依据。(1)项目设计的目的和依据；(2)生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；(3)矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；(4)资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；(5)厂址与占地面积和城市规划的关系；(6)防空、防震等的要求；(7)建设工期与进度计划；(8)投资控制数；(9)劳动定员及组织管理制度；(10)经济效益、资金来源、投资回收年限。设计任务书内容\n初步设计任务：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、经济上合理的最佳方案。目的：提供给建设单位和主管部门审查编制：设计单位项目部组织各专业完成，工艺专业总负责。工作内容：确定全厂性的设计原则、标准和方案及水、电、汽供应方式和用量，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说明书，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。根据项目的大小，还可能进行扩大初步设计。\n原料用量、消耗定额及三废排放表设计任务书工艺路线与生产方法的确定物料衡算能量衡算设备工艺计算及选型号工艺流程图设计车间布置设计概算编写设计说明书工艺流程方框图物料平衡图能量消耗综合表带控制点工艺流程图设备一览表车间平面及立面布置图非定型设备条件表扩大初步设计说明书概算书、投资额及材料表扩大初步设计程序图\n扩大初步设计的任务：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。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。目的：提供施工用的施工图纸及说明、工程预算书。编制：设计单位项目计划部组织各专业完成，一般由工艺和配管专业总负责。\n施工图设计的工作内容：在扩大初步设计基础上，完善流程图设计和车间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温防腐设计。工艺专业在施工图设计的主要工作内容工艺图纸目录工艺流程图设备布置图设备一览表非定型设备制造图设备安装图管架管件图管道布置图保温及防腐设计设备管口方位图\n现场服务在向施工单位和建设单位进行设计交底之后，工程建设正式开始，设计工作转入现场服务阶段。设计代表：在设计的各阶段，有大量的各专业人才参加；在基本建设和试车阶段，只需少量的各专业设计代表参加了。设计代表的任务：参加基本建设的现场施工和安装（必要时修正设计），装置建成后参加试车运转工作，使装置达到设计所规定的各项指标要求。现场服务：一般抽调相关专业设计人员组成现场小分队，并由设计单位委任一名设计代表，负责组织处理现场出现的相关问题，必要时向设计单位汇报请示处理方案。这一阶段最大的工作量是根据现场情况出修改通知单。\n试车、考核、验收工程建成后，要进行吹扫试密、质检验收、投料试车等工作，直到操作正常，生产出合格产品(各项指标满足设计要求），交付建设单位使用，设计工作才告一段落。工程总计、设计回访设计工作全面结束，且试车成功后，应做工程总结，积累经验，以利于设计质量的不断提高。为了设计工作的精益求精，设计回访也是一项有着重要意义的工作，设计人员可以向一线操作人员学习很多有价值的知识。\n工程设计工艺设计总图设计设备设计管路设计土建设计电气设计自控设计给排水设计采暖通风设计技术经济非工艺设计工程设计是工艺设计人员和非工艺设计人员集体智慧的结晶，各个专业之间紧密联系，同时又有不同的任务和要求。工艺设计是主体；工艺设计为其他专业提供设计条件和数据；解决和统一各专业的合理要求，确保设计质量。设计内容\n工艺设计内容(1)原料路线和技术路线的选择(2)工艺流程设计(3)物料衡算(4)能量衡算(5)工艺设备的设计和选型(6)车间布置设计(7)管道设计(8)非工艺设计基础数据(9)编制设计文件：包括编制设计说明书、附图和附表。在设计不同阶段，工艺设计的内容和深度各不相同，如物料衡算和能量衡算一般在初步设计阶段进行，管道设计则在施工图阶段才能进行。\n工艺设计(一)设计准备工作1.熟悉设计任务书全面、深入、正确领会设计任务书提出的要求，以及提供的基础资料和数据——设计依据。2.了解设计内容、方法、步骤参照设计进度制订工作计划。3.查阅文献资料根据设计要求，查阅工艺路线、流程及重点设备方面的文献资料。深刻领会资料中的数据，估计资料数据的适用范围和精确程度。\n4.收集第一手资料深入生产与试验现场调查研究，广泛收集原始数据。方案设计——确定生产方法和工艺流程，即运用掌握的各种资料，对不同生产方法和工艺流程进行分析、对比，确定最优方案。1.方法确定同一污染物不同的处理方方法。例如：NH3、采用生化/吹脱/化学等处理方案。选择时要通过定量的技术经济比较、评价总投资和成本，从而选择一条技术上先进、经济上合理、安全可靠、三废得到处理，而且又是因地制宜可以实施的生产方法（工艺路线）。(二)方案设计\n2.工艺流程工艺流程设计的工作历程比较长，从规划轮廓到完善定型，要经过物料衡算、热量衡算、设备设计和车间布置设计等过程，工作量非常大。目前使用计算机效果较好。计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。在计算基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图经验表明，在计算阶段会用到大量的基本理论、基本概念和基本技能（数据处理、计算技能、绘图能力等）。(三)设计计算\n车间布置设计是决定车间面貌的一个重要设计项目；车间布置设计的任务——确定整个设计中全部设备的框架在平面上和空间中的具体位置，确定厂房的框架结构形式。车间布置设计完成之后要绘制平面与立面的车间布置图。管路配置设计是在工艺流程设计与车间布置设计的基础上进行的，是施工图中最重要的设计内容。管路配置设计的任务——根据工艺生产要求，确定装置全部管线、阀件、管件及各种管架的位置。应注意节约管材，便于操作、检查和安装检修，而且做到整齐美观。(四)平面布置(五)管路布置\n提供其他各专业的设计条件；设计条件内容包括：总图、土建、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、空调、给排水、工业炉等非工艺专业的设计条件。概算书是设计阶段编制的车间投资大概预算，是作为银行对基建投资的依据，主要提供车间建筑、安装和设备工程费用。编制概算可以帮助判断和促进设计的经济合理性。(六)提供设计条件(七)编制概算书及编制设计文件\n编制设计文件：初步设计阶段与施工图设计阶段的设计工作完成后都要编制设计文件。它是设计成果的汇总，是进行下一步工作的依据。设计文件内容包括：设计说明书、附图（流程图、布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。\n设计过程除考虑其技术上的可行性外，还必须符合国家的政治、经济政策方针，遵循国家和行业的设计规范和相关的政策、法规。1.化工企业总图运输设计规范HG/T20649－19982.工矿企业总平面设计规范GB50187－19933.石油化工工艺装置布置设计通则SH3011-20004.石油化工给水排水管道设计图例SH3089-19985.石油化工管道器材标准（合订本1996年）SH3401-34106.石油化工管道布置设计通则SH3012-20007.石油化工企业给水排水系统设计规范SH3015-2003政策和规范\n本节重点介绍工艺专业设计文件的内容和格式。包括扩大初步设计阶段和施工图设计阶段。一、扩大初步设计文件的编制包括设计说明书和附图、附表两部分。1.设计依据(1)文件，如设计计划任务书及其他上级主管部门的批文等；(2)技术资料，如中试试验报告、调查报告等。2.设计指导思想和设计原则(1)设计所遵循的具体方针政策和指导思想。(2)包括各专业的设计原则，如工艺路线的选择、设备的选型和材质选用、自控水平等原则。文件编制\n3.产品方案⑴产品名称和性质；⑵产品质量规格；⑶产品规模(吨/年)；⑷副产品数量(吨/年)；⑸产品包装方式。4.处理方法和工艺流程(1)处理方法。(2)设计参数。(3)工艺流程①工艺简图，用方块图表示。②带控制点工艺流程图和流程简述。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备、物料管线、阀件、设备的辅助管路以及工艺和自控仪表图例、符号。\n5.车间（装置）组成和生产制度(1)车间（装置）组成。(2)生产制度，年工作日、操作班制，间歇或连续生产。6.原料、中间产品的主要技术规格(1)原料、辅助原料的主要技术规格。(2)中间产品及成品的主要技术规格。7.工艺计算⑴物料计算①物料计算的基础数据；②物料计算结果以物料平衡图表示，采用的计量单位要统一。\n⑵主要工艺设备的选型、计算和选材①基础数据来源包括物料及热量计算数据、主要化工数据等。②主要工艺设备的工艺计算按流程编号为序进行编写。⑶一般工艺设备以表格形式分类表示计算和选择结果。⑷工艺用的水、蒸汽、冷冻用量。⑸分批操作的设备要排列工艺操作时间表和动力负荷曲线。8.主要原料、动力消耗定额及消耗量9.生产控制分析10.仪表和自动控制（方案体现在流程图上，设备列表）11.技术保安、防火及工业卫生\n12.车间布置（车间布置说明及设备平面图与剖面图）13.公用工程（水、电、蒸汽等）14.“三废”治理及综合利用15.车间维修（人员、设备）16.土建（设计说明、图、表）17.车间装置定员18.概算19.技术经济(1)投资(2)产品成本\n20.存在问题及建议21.扩大初步设计中必要的附表及附图附表：工艺设备一览表自控仪表一览表公用工程设备材料表附图：带控制点工艺流程图车间布置图（平面图及剖面图）关键设备总图建筑平面、立面、剖面图\n二、施工图设计文件的编制1.施工图设计文件目录编制各主项施工图设计时，应编写主项图纸总目录、非定型设备图纸目录和工艺图纸目录。2.工艺施工图设计文件(1)工艺设计说明书。(2)带控制点工艺流程图（施工流程图）。带控制点工艺流程图应表示出全部工艺设备和物料管路、阀件等，进出设备的辅助管线和工艺及自动仪表的图例、符号。(3)辅助管路系统图。(4)首页图。\n(5)设备布置图。(6)设备一览表。(7)管路布置图。(8)配管设计模型。(9)管段图。(10)管架和非标准管件图。(11)管段表。(12)管架表。(13)综合材料表。(14)管口方位图。(15)换热器条件图。