化工工艺设计手册（第五版）下册

《化工工艺设计手册》是化工行业一部经典的大型畅销工具书，是中石化上海工程有限公司几十年从事化工、石油化工、医药工程等领域的技术开发、工程咨询、工程设计、工程总承包、工程管理中，广大科技工作者技术和智慧的结晶，凝结了该公司几代设计人员的辛勤汗水。手册自1986年首次出版后，至今总发行量已达15余万套，深受读者好评。本次修订版（第5版）集中体现了近年来化工工艺设计技术和方法上的新进展、科研成果和先进的设备器材，以及国家和行业有关法律、法规、标准的新变化。手册从化工工艺设计入手，辅以相关专业的知识，循序渐进，简洁明了，系统全面，源于实践，具有很强的指导意义，真正满足了化工工艺设计人员的工作需求。手册主要针对化工、石油化工、医药等行业从事化工工艺设计的工程师及高校相关专业师生，同时对上述行业生产企业的技术管理人员也有很高的参考价值。 

《化工工艺设计手册》（第五版）分上、下两册出版，共含6篇53章。上册包括工厂设计、化工工艺流程设计、化工单元工艺设计3篇；下册包括化工系统设计、配管设计、相关专业设计和设备选型3篇。《化工工艺设计手册》在保持原有内容框架的基础上，在化工工艺设计内容的系统性、完整性上实现了跃升，以化工工艺流程设计、设备工艺设计、工艺系统设计的三大基本程序为核心，形成了化工企业工艺设计内容的完整序列。本次修订反映了第四版出版以来化工工艺设计技术和方法上的新进展，除新增化工工艺流程设计一篇外，其他各篇在专业内容和设计现代化方面都进行了充实，内容更为翔实和丰富。本书可供化工、石油化工、医药、轻工等行业从事工艺设计的工程技术人员使用，也可供其他行业和有关院校的师生参考。

中石化上海工程有限公司（原“中国石化集团上海工程有限公司”，英文简称SSEC）创建于1953年，曾用名“上海医药设计院”、“中国石化集团上海医药工业设计院”等，是从事石油化工、医药、化工工程设计和总承包的大型综合性工程公司。上海工程公司的主要业务领域分为三大类，一是石化、化纤、炼油化工等，二是医药化工和生物能源化工等，三是环保、电子、轻纺食品、天然气储运工程等；服务范围覆盖工程项目的规划咨询、项目建议书、可行性研究和基础工程设计、详细工程设计，以及工程采购、工程总承包、工程项目管理、技术开发等。 上海工程公司现持有“工程设计综合甲级资质”证书，可承接化工石化医药、石油天然气、商物粮、轻纺、建筑、冶金、电子通信广电、市政等21个行业的工程设计和工程总承包业务，公司还持有环境评价、工程咨询、工程造价、压力容器、压力管道等多项甲级设计资质和建筑业企业贰级资质证书。公司依据GB/T19001 idt ISO9001及GB/T 24001 idt ISO 14001、GB/T28001 idt OHSAS18001标准，取得了英国劳氏认证公司颁发的质量、环境、职业健康安全管理体系认证证书。公司拥有一大批专利和专有技术，建立了先进的万兆以太计算机办公网络，主办出版《化工设备与管道》、《化工与医药工程》两种技术刊物。 上海工程公司拥有一支技术精湛的工程技术队伍，在1300多名员工中80％以上是从事工程设计和服务的工程技术人员，其中，有设计大师12名，高、中级职称人员700多人，各类执业资格人员300多人。 六十多年来，上海工程公司已完成国内外各类工程项目6000多项，荣获国家、部、省（市）级工程咨询、工程设计、工程总承包、项目管理、科技进步奖等各类奖项400多项，其中包括一大批代表我国化工、石化、医药等领域先进水平的重点工程项目。 多年来，上海工程公司保持与壳牌（Shell）、英国石油（BP）、埃克森美孚（Exxon Mobil）、巴斯夫（BASF）、拜尔（Bayer）、道化学（Dow Chemical）、诺华（Novatis）、施贵宝、辉瑞、杨森、葛兰素等国际石油化工、医药行业巨头合作，并提供工程设计和项目管理服务；与Bachtel、Fluor、Toyo、Chiyoda、Technip、JGC、Lugi、Amec、CTCI、Lummus、FW、TR、Aker等国际工程公司建立了紧密合作关系，共同承担过一系列国内外重大工程项目，赢得了良好的赞誉和知名度。

第4篇化工系统设计

第30章管道及仪表流程图设计3

1管道及仪表流程图的设计基础3

1.1工艺设计包提交的内容3

1.1.1设计基础3

1.1.2工艺说明3

1.1.3工艺流程图4

1.1.4物料平衡和能量平衡4

1.1.5管道及仪表流程图4

1.1.6工艺设备表5

1.1.7主要工艺设备的工艺规格书5

1.1.8自动控制和仪表5

1.1.9管道设计5

1.1.10电气设计5

1.1.11泄放阀和安全阀5

1.1.12分析手册5

1.1.13工艺操作手册5

1.2P&ID设计需要的资料5

2管道及仪表流程图的设计过程9

2.1管道及仪表流程图A版（初步条件版）9

2.2管道及仪表流程图B版（内部审核版）9

2.3管道及仪表流程图C版（用户批准版）10

2.4管道及仪表流程图0版（设计版）10

2.5管道及仪表流程图1版（详细设计1版）10

2.6管道及仪表流程图2版（详细设计2版）10

2.7管道及仪表流程图3版（施工版）10

3管道及仪表流程图的管道编号10

3.1管道编号11

3.1.1需要编号的管道11

3.1.2不需要编号的管道11

3.1.3管道号的组成11

3.2管道编号的标注规则11

3.2.1一般要求11

3.2.2标注规则11

3.3管道特性表12

3.3.1管道特性表的填写方法12

3.3.2管道特性表的内容说明12

4管道及仪表流程图校审提纲12

5设计压力和设计温度19

5.1设计压力19

5.1.1术语说明19

5.1.2设计规范20

5.1.3设备设计压力的确定原则20

5.1.4各类系统中设备最高压力的确定20

5.1.5管道设计压力的选取22

5.2设计温度22

5.2.1设备设计温度的确定22

5.2.2管道设计温度的确定23

第31章管道及仪表流程图基本单元典型设计24

1泵的管道及仪表流程图设计24

1.1离心泵的典型设计24

1.2往复泵的典型设计25

2容器的管道及仪表流程图设计25

3塔设备的管道及仪表流程图设计27

3.1蒸馏塔的典型设计27

3.2再沸器的典型设计27

3.3冷凝器和回流罐的典型设计27

4储罐的管道及仪表流程图设计31

5换热器的管道及仪表流程图设计31

6空冷器的管道及仪表流程图设计32

7加热炉的管道及仪表流程图设计33

8压缩机的管道及仪表流程图设计33

9除尘分离设备的管道及仪表流程图设计35

9.1袋式过滤器除尘系统的典型设计35

9.2洗涤塔除尘系统的典型设计35

10其他37

10.1管道分界37

10.2控制阀组37

10.3两相流管道37

10.4锁与铅封37

10.5保温37

10.6伴热37

10.7夹套管37

10.8取样38

参考文献40

第32章公用工程分配系统和辅助系统设计41

1工业水系统41

2冷却水系统41

3锅炉给水系统41

4蒸汽系统42

5蒸汽冷凝水系统42

6工业和仪表用压缩空气系统42

7燃料气系统42

8燃料油系统43

9惰性气体系统43

10化学品注入系统43

11含油污水排放系统43

12物料排净系统43

13冷冻系统44

14附图44

参考文献44

第33章管道流体力学计算45

1管道流体力学计算的基本方法和原理45

1.1工艺管道设计原则45

1.1.1经济管径45

1.1.2压力降要求45

1.1.3工艺控制要求46

1.1.4限制管壁磨损46

1.1.5满足介质安全输送的规定46

1.1.6满足噪声控制要求47

1.1.7符合管材的标准规格47

1.2流体流动的伯努利方程47

1.3管道的流体力学计算方法49

1.4初步管径计算50

2管道压力降计算52

2.1流体阻力的分类52

2.2单相流管道的压力降计算58

2.3单相流管道的压力降计算60

2.4气液两相流管道的压力降计算61

2.5气液两相流管道的压力降计算65

2.6真空系统65

3管道流体力学计算的计算机应用68

参考文献68

第34章安全泄放设施的工艺设计69

1安全阀工艺设计69

1.1概述69

1.2安全阀与容器的压力关系69

1.3安全阀的设置场合70

1.4超压原因及其泄放量的确定原则70

1.5安全阀所需泄放量的计算实例78

1.6安全阀的结构型式及分类78

1.7安全阀的选择79

1.8安全阀的安装及出入口管道的设计原则80

2爆破片工艺设计81

2.1概述81

2.2爆破片的分类82

2.3爆破片的设置场合82

2.4爆破片的爆破压力83

2.5爆破片的选择85

2.6爆破片的安装原则86

3安全阀、爆破片泄放能力的计算87

3.1安全阀有效通过面积的计算87

3.2单个安全阀、爆破片泄放能力的计算87

4呼吸阀工艺设计91

4.1呼吸阀的用途和分类91

4.2呼吸阀的计算91

4.3呼吸阀的选用和安装93

参考文献94

第35章火炬系统设计95

1火炬系统概述95

1.1火炬作用95

1.2火炬系统设计范围、设计原则和设置要求95

1.2.1火炬系统设计范围95

1.2.2火炬系统设计原则95

1.2.3火炬系统设置要求96

1.3火炬系统规范标准96

1.4火炬系统典型图97

2火炬气泄放系统设计97

2.1工艺装置至火炬系统排放条件97

2.2火炬气排放管网的组成97

2.3至火炬系统的排放系统管网设计97

2.3.1排放管道条件选择97

2.3.2管网系统设计98

2.3.3管道设计98

2.4火炬防辐射间距99

2.5火炬管网计算软件介绍99

3火炬主要设备100

3.1火炬的分类及选择100

3.1.1火炬的分类100

3.1.2火炬的选择100

3.2火炬头与筒体102

3.2.1高架火炬头102

3.2.2地面火炬102

3.2.3高架火炬头设计要求及计算103

3.3分液罐105

3.3.1分液罐的作用105

3.3.2分液罐的设计原则105

3.4水封罐107

3.4.1水封罐的作用107

3.4.2水封罐的设计原则108

3.4.3水封罐的计算108

3.5气体密封109

3.6其他设备110

3.6.1点火设备110

3.6.2排液泵110

4火炬系统安全设计110

4.1火炬的点火与燃烧情况监控 112

4.2防止回火措施113

4.2.1气体吹扫113

4.2.2水封113

4.3防止火炬带液下火雨114

5火炬气回收系统及环保措施114

5.1火炬气回收系统114

5.1.1水封系统114

5.1.2火炬气压缩机组114

5.2火炬气回收环保措施115

参考文献115

第36章典型管道配件的工艺设计116

1阀门的工艺设计116

1.1阀门的选用原则116

1.1.1选用时需考虑的因素116

1.1.2各种类型阀门的特点及适用范围116

1.1.3阀门与管路的连接方式117

1.2阀门的设置117

1.2.1边界处阀门设置117

1.2.2根部阀的设置118

1.2.3双阀118

1.2.4公用工程站119

1.2.5塔119

1.2.6换热器120

1.2.7容器121

1.2.8压缩机121

1.2.9泵121

2管道限流孔板的工艺设计122

2.1管道限流孔板的应用场合122

2.2管道限流孔板的选型要点123

2.2.1分类123

2.2.2选型要点123

2.2.3孔数的确定123

2.2.4计算方法123

3管道过滤器的工艺设计124

3.1管道过滤器的分类124

3.1.1按用途分类124

3.1.2按结构分类124

3.2管道过滤器的安装125

4疏水器的工艺设计125

4.1疏水器的设置场合125

4.2疏水器的种类及主要技术性能126

4.2.1疏水器的种类126

4.2.2疏水器的工作原理和主要技术性能126

4.3疏水器的选型130

4.3.1疏水器的选用要点130

4.3.2疏水器的分类131

4.3.3疏水器的规格参数确定131

4.4疏水器系统的设计要求134

4.4.1疏水器的入口管134

4.4.2疏水器的出口管134

4.4.3疏水器组的典型示意图136

5阻火器的工艺设计136

5.1阻火器的分类137

5.2阻火器的设置场合137

5.3阻火器的选用137

5.4阻火器安装的注意事项138

6盲板的工艺设计138

6.1盲板的分类及作用138

6.2盲板设置的场合138

6.3盲板设置应注意的事项139

7检流器的工艺设计139

7.1检流器的类型139

7.2检流器的设置场合139

7.3检流器的安装140

8人身防护设施的工艺设计140

8.1人身防护设施的应用范围140

8.2人身防护设施的设置场所140

8.3人身防护设施的设计要求140

8.4人身防护设施的性能数据141

9静态混合器的工艺设计141

9.1静态混合器的应用范围141

9.2静态混合器的类型142

9.3主要技术参数的确定142

9.3.1流型选择142

9.3.2静态混合器的混合效果与长度的关系143

9.3.3静态混合器的压力降计算143

9.3.4五类静态混合器参数表144

9.4静态混合器的安装要求146

10消声器的工艺设计146

10.1消声器的分类146

10.2消声器的选用原则147

10.3排气消声器的性能数据147

11气封的工艺设计148

11.1气封装置的作用和组成148

11.2气封装置的选择计算149

12液封的工艺设计149

12.1液封的类型149

12.2液封的设置150

12.2.1需要设置液封的场合150

12.2.2液封设置举例150

12.3设置液封的注意事项152

12.4液封高度的确定152

参考文献153

第5篇配管设计

第37章装置（车间）布置设计157

1一般装置（车间）157

1.1设计依据157

1.1.1标准、规范和规定157

1.1.2基础资料157

1.2装置（车间）布置157

1.2.1装置（车间）组成157

1.2.2装置（车间）布置的原则158

1.3装置（车间）布置的技术要素158

1.3.1装置（车间）内各工段的安排158

1.3.2装置（车间）布置158

1.3.3设备布置159

1.3.4罐区布置161

1.3.5外管架的设置162

1.3.6辅助和生活设施的布置162

1.3.7安全和卫生162

1.4装置（车间）布置方法和步骤163

1.5装置（车间）布置成品图163

1.5.1装置（车间）平面布置图163

1.5.2装置（车间）立面布置图163

1.5.3装置总平面图163

1.5.4设备布置分区索引图164

1.6典型设备布置164

1.6.1塔、立式容器和反应器164

1.6.2换热器和卧式容器167

1.6.3转动机械168

1.6.4其他设备174

1.6.5空冷器176

1.6.6加热炉177

1.6.7罐区177

1.6.8管廊177

1.7装置（车间）布置图示例179

2医药工业洁净车间181

2.1常用设计规范和标准181

2.2洁净车间布置181

2.2.1洁净车间组成181

2.2.2洁净车间布置原则182

2.2.3主要生产区域布置要点182

2.2.4生产辅助用室布置要点183

2.2.5人员净化用室、生活用室布置要点184

2.2.6物料净化用室布置要点184

2.2.7设备布置及安装184

2.3洁净车间布置示例185

参考文献185

第38章管道布置和设计186

1管道设计基础186

1.1压力管道定义186

1.2压力管道设计类别、级别的划分186

1.3压力管道检验187

1.4常用标准规范187

1.5特殊说明189

1.6钢管壁厚189

1.6.1钢管壁厚表示方法189

1.6.2常用公称压力下管道壁厚选用189

1.7阀门型式选用191

1.8法兰型式选用193

1.9垫片型式选用193

1.10紧固件型式选用194

1.11法兰、垫片、紧固件选配195

1.12常用管道的类型、选材和用途199

1.13弯管最小弯曲半径201

1.14热力管道地沟的敷设尺寸201

1.15管道连接201

1.16管径当量换算202

1.17埋地管道204

1.18管道刷油面积计算204

1.19管道系统试验205

1.20管道留孔205

1.21管道坡度205

1.22管道间距205

1.23管架跨距205

1.24地漏的安装尺寸214

1.25车间排水量216

1.26支管上卫生设备配置数量216

1.27环焊缝间距216

2装置（车间）内管道设计的依据和要求216

2.1设计依据216

2.2基本要求216

3装置（车间）内管道设计的分区原则和绘制方法216

4管道设计的一般原则217

5主管设计217

6管道布置图的绘制218

6.1一般规定218

6.2设计规定218

6.3管道平立面布置图的绘制方法219

6.4单元配管设计221

6.4.1塔的配管设计221

6.4.2立式容器的配管设计221

6.4.3泵的配管设计222

6.4.4冷换设备的配管设计223

6.4.5压缩机的配管设计225

6.4.6蒸汽轮机的配管设计225

6.4.7排放管的设计225

6.4.8取样管的设计226

6.4.9双阀的设计226

6.4.10一次仪表的安装和配管设计226

6.4.11防静电设计230

6.5公用工程管道的设计231

6.5.1蒸汽管道231

6.5.2上下水管道232

6.5.3压缩空气管道232

6.6洁净厂房的管道设计232

6.6.1设计规定232

6.6.2管道和管件材料规定232

6.7管道轴测图233

6.7.1图面表示233

6.7.2尺寸和方位的标注233

6.7.3装配用的特殊标记234

6.7.4隔热（隔音）分界235

6.7.5轴测图上材料表填写要求235

7管道支吊架的编号和表示方法236

7.1管道支吊架的编号236

7.2管道支吊架在管道布置图中的表示方法236

7.3管道支吊架的定位236

8管道等级号和管道材料等级表236

8.1管道等级号说明（管道等级的编制方法不一，下列说明也不一）236

8.2选用原则236

9配管图的校核236

9.1图面的校核236

9.2配管图与各专业设计条件的校核236

9.2.1与土建专业建筑图、结构图的校核236

9.2.2与工艺流程图的校核237

9.2.3与设备安装图的校核237

9.2.4与仪表专业的校核237

9.2.5与暖风专业的校核237

9.2.6与电力专业的校核237

9.2.7与给排水专业的校核237

10计算机配管设计238

10.1计算机配管设计软件的功能和应用238

10.1.1配管设计软件的功能238

10.1.2工程项目中配管设计人员的组织238

10.1.3配管专业应用三维设计技术的效果239

10.1.4主要设计软件240

10.2三维模型设计240

第39章金属管道和管件243

1金属管243

1.1钢管的外径和壁厚系列243

1.2钢管的技术参数247

1.3管螺纹253

1.4钢管254

1.4.1无缝钢管254

1.4.2焊接钢管262

1.5许用应力和焊缝系数267

1.6使用限制269

1.7铝和铝合金管270

1.7.1挤压无缝圆管270

1.7.2拉（轧）无缝圆管270

1.7.3焊接圆管270

1.7.4化学成分270

1.8钛和钛合金管271

1.9铜和铜合金管273

1.9.1铜和铜合金拉制管（GB/T 1527—2006）273

1.9.2铜和铜合金挤制管（YS/T 662—2007）274

1.10铅和铅合金管274

1.11金属管常用规格、材料及适用温度276

2标准管件276

2.1可锻铸铁管件（GB/T 3287—2011）276

2.2对焊管件276

2.2.1弯头276

2.2.2异径管280

2.2.3等径三通、异径三通尺寸系列284

2.2.4管帽284

2.2.5对焊管件形位偏差（ASME/ANSI B16.9、B16.28）287

2.3翻边短节288

2.4管法兰288

2.4.1欧洲体系管法兰288

2.4.2美洲体系管法兰293

2.4.3法兰材料和标准304

2.4.4法兰压力-温度等级305

2.5螺纹、承插焊及其他管件314

2.5.1螺纹管件（GB/T 14383—2008、ASME B16.11）314

2.5.2承插焊管件（GB/T 14383—2008、ASME B16.11）317

2.5.3其他管件321

2.6垫片330

2.6.1欧洲体系垫片330

2.6.2美洲体系垫片330

2.7紧固件331

2.7.1欧洲体系紧固件331

2.7.2美洲体系紧固件331

3管道附件331

3.1过滤器331

3.1.1过滤器选用原则331

3.1.2过滤器常用标准和主要技术参数331

3.1.3过滤器的结构型式和特性331

3.2阻火器（SH/T 3413—1999）331

3.2.1阻火器的选用原则331

3.2.2阻火器主要技术参数331

3.2.3阻火器结构长度334

3.3视镜335

3.4喷嘴337

3.5软管（SH/T 3412—2017）337

3.5.1金属软管337

3.5.2非金属软管340

3.6快速接头341

3.7取样冷却器343

3.8冲洗式液（气）体取样阀344

3.9排液放空闸阀345

3.10呼吸阀、阻火呼吸阀346

3.11静态混合器348

3.12SQS系列汽水混合器350

3.13疏水阀351

3.13.1疏水阀的选用原则351

3.13.2疏水阀的类型和工作原理352

3.13.3疏水阀的主要特征352

4阀门354

4.1常用阀门的选用说明354

4.2阀门结构长度354

4.2.1结构长度基本系列356

4.2.2同型系列闸阀结构长度356

4.2.3等压系列结构长度356

4.3阀门材料359

4.4压力-温度等级（GB/T 9124—2010）359

4.5阀门压力试验（GB/T 13927—2008）369

第40章非金属管道和管件370

1非金属管道370

1.1纤维缠绕增强热固性树脂压力（RTRP-FW）管（JC/T
552—2011）370

1.1.1承插胶粘直管、对接直管和O形环承插连接直管370

1.1.2玻璃钢管和管件（HG/T 21633—91）370

1.2增强聚丙烯管和管件（HG 20539—92）372

1.2.1直管372

1.2.2管件372

1.3玻璃钢增强聚丙烯（FRP/PP）复合管（HG/T
21579—1995）378

1.3.1承插式直管、法兰式直管378

1.3.2管件379

1.4玻璃钢增强硬聚氯乙烯（FRP/PVC）复合管（HG/T
21636—87）380

1.4.1硬聚氯乙烯复合直管380

1.4.2复合平焊法兰380

1.5塑料衬里复合管（HG/T 2437—2006）381

1.5.1螺纹法兰连接直管381

1.5.2管件381

1.6钢衬聚四氟乙烯（CS/PTFE）推压管（HG/T
21562—94）384

1.6.1法兰式直管384

1.6.2管件384

1.7钢滚衬聚乙烯管385

1.7.1法兰式直管385

1.7.2管件386

1.8工业用硬聚氯乙烯管材（GB/T 4219.1—2008）386

1.9高密度聚乙烯管387

1.9.1高密度聚乙烯直管387

1.9.2高密度聚乙烯管件388

1.10无规聚丙烯（PPR）管396

1.10.1无规聚丙烯直管396

1.10.2无规聚丙烯管件397

1.11其他398

1.11.1钢骨架高分子聚合物复合软管398

1.11.2网孔钢管骨架增强复合塑料管399

1.11.3聚四氟乙烯波纹软管尺寸399

1.11.4聚四氟乙烯膨胀节399

2非金属阀门400

2.1球阀400

2.2隔膜阀401

2.3截止阀401

2.4衬氟塑料旋塞阀401

2.5止回阀401

2.6蝶阀403

2.6.1衬氟塑料蝶阀403

2.6.2增强聚丙烯（FRPP）蝶阀407

第41章管道应力分析设计408

1管道上作用的荷载及其分类408

2管道应力分析的内容408

2.1静力分析408

2.2动力分析409

3管道应力分析的目的409

4管道应力分析409

4.1管道应力分析方法409

4.2管道应力分析方法的选择411

5管道系统安全性的评定411

5.1管道系统内应力的评定411

5.2设备管口荷载的评定412

6管道系统应力分析的调整417

6.1调整支吊架417

6.2增加自然补偿417

6.3增设柔性补偿装置417

6.4冷紧417

7其他418

7.1金属直管的壁厚确定418

7.2管道跨距418

参考文献419

第42章设备及管道的绝热、伴热、防腐和标识420

1设备与管道的绝热420

1.1设备与管道的绝热的功能及目的420

1.2绝热的要求及应用范围420

1.3绝热材料的要求420

1.4绝热计算422

1.4.1保温计算的工艺要求422

1.4.2保温层厚度计算422

1.5绝热层典型结构和典型图424

2管道伴热426

2.1管道伴热的类型及选用原则426

2.2管道伴热介质的温度确定原则427

2.3管道伴管伴热427

2.4管道夹套管伴热427

2.5管道电伴热428

2.5.1电伴热的加热方法428

2.5.2电伴热的应用范围430

2.5.3电伴热的类型430

2.5.4电伴热电缆的类型430

2.5.5电伴热加热电缆的表面温度431

2.5.6电伴热的典型图示431

3设备和管道的防腐431

3.1防腐涂料选用及要求431

3.2钢材表面腐蚀的分类431

3.3钢材表面预表面处理锈蚀等级431

3.4地上管道及设备防腐蚀433

3.5埋地管道及设备防腐蚀434

3.6设备及管道防腐施工的要求435

3.6.1设备及管道防腐施工的前期要求435

3.6.2表面预处理方法435

3.6.3地上管道防腐蚀施工436

3.6.4埋地管道防腐蚀施工436

4设备和管道的表面色和标识437

4.1设备和管道表面色的设置要求及规定437

4.2设备和管道表面色及标志色的标识方法437

4.2.1设备标志的标识方法437

4.2.2管道标志的标识方法437

4.3设备和管道表面色及标志色一览表438

4.3.1设备的表面色和标志文字色438

4.3.2电气、仪表设备的表面色和标志文字色438

4.3.3管道表面色438

4.3.4管道标志438

4.3.5阀门和管道附件的表面色438

参考文献439

第6篇相关专业设计和设备选型

第43章自动控制443

1工业自动化仪表的文字代号和图形符号443

1.1字母代号443

1.2被测变量和仪表功能字母组合示例445

1.3仪表及其安装位置的图形符号446

1.4逻辑功能块图例符号447

1.5控制、运算功能块图例符号448

1.6仪表连接线符号452

1.7分散控制/计算机用图例符号452

1.7.1分散控制/集中显示符号452

1.7.2计算机符号452

1.7.3逻辑和顺序控制符号452

1.7.4内部系统功能符号453

1.7.5标识符453

1.8应用举例及典型流程图453

1.8.1应用举例453

1.8.2典型流程图455

2DCS/SIS/PLC控制系统的工程设计456

2.1DCS/SIS/PLC工程项目的执行步骤456

2.2系统工程设计的执行步骤458

2.2.1项目人员配备458

2.2.2软件设计458

2.2.3软件生成462

2.2.4硬件设计及选定462

2.2.5网络结构选定466

2.3仪表选型468

2.3.1温度仪表468

2.3.2压力仪表468

2.3.3流量仪表469

2.3.4物位仪表471

2.3.5在线分析仪471

2.3.6其他仪表472

3安全仪表系统472

4控制系统473

4.1串级控制系统474

4.1.1原理474

4.1.2工程设计应考虑的问题474

4.2均匀控制系统475

4.3比值控制系统475

4.3.1控制原理475

4.3.2工程设计应考虑的问题476

4.4分程控制系统476

4.4.1控制原理476

4.4.2工程设计应考虑的问题477

4.5选择性（超驰）控制系统477

4.5.1控制原理477

4.5.2工程设计应考虑的问题477

4.6前馈控制系统478

4.6.1控制原理478

4.6.2工程设计应考虑的问题479

5典型化工单元的控制479

5.1泵及压缩机的控制479

5.1.1离心泵的控制479

5.1.2容积式泵的控制480

5.1.3压缩机的喘振控制480

5.2传热设备的控制485

5.2.1一般传热设备的控制486

5.2.2复杂控制系统486

5.3乙烯裂解炉的控制487

5.3.1简单乙烯裂解炉控制方案487

5.3.2复杂乙烯裂解炉控制方案489

5.4精馏塔的控制491

5.4.1精馏塔的常规控制491

5.4.2精馏塔的压力控制系统494

5.4.3精馏塔的复杂控制系统495

6调节阀的选用要点496

6.1调节阀的作用496

6.2调节阀的分类496

6.3调节阀的附件497

6.4调节阀的固有流量特性498

6.5调节阀的泄漏等级498

6.6气开和气关499

6.7液体流量系数计算499

6.8气体和蒸汽流量系数计算500

6.9调节阀推荐流速500

6.10调节阀口径的选择501

6.11调节阀的手轮和阀组501

6.12调节阀的噪声501

6.13调节阀的气源要求502

6.14调节阀的安装502

7现场总线503

7.1现场总线控制系统（FCS）与分散控制系统（DCS）503

7.2现场总线主要特点504

7.3FF H1现场总线设计要点504

7.4PROFIBUS现场总线设计要点505

7.4.1PROFIBUS PA网段505

7.4.2PROFIBUS DP网段505

参考文献505

第44章电气设计507

1用电负荷分级及对电源系统的要求507

1.1用电负荷分级507

1.2对电源系统的要求507

2爆炸危险环境及电力装置设计508

2.1一般规定508

2.2气体环境危险区域508

2.3粉尘环境危险区域509

2.4电力装置设计509

3变电所布置的基本要求509

3.1对变电所位置的要求509

3.2对配电装置布置的要求510

4照明510

4.1照明方式和种类510

4.1.1照明方式510

4.1.2照明种类510

4.2光源种类510

4.3照度标准510

5电动机511

5.1Y系列三相交流异步电动机511

5.2YB系列隔爆型三相交流异步电动机524

5.2.1YB系列隔爆型电动机的选用要求524

5.2.2安装结构型式524

5.2.3端子接线盒524

5.2.4技术数据525

5.2.5安装和外形尺寸527

5.2.6订货说明530

5.2.7YB2系列电动机的技术数据530

5.2.8YB3系列电动机的技术数据532

5.3YA系列增安型三相交流异步电动机535

5.3.1技术数据535

5.3.2安装结构型式538

5.3.3安装和外形尺寸538

5.3.4订货说明538

5.4电动机的调速542

5.4.1交流异步电动机的调速542

5.4.2直流电动机的调速543

5.5电动机的节能543

参考文献544

第45章电信设计545

1火灾报警系统的设计要求545

1.1一般规定545

1.2火灾报警设备选型547

2工业电视系统的设计要求547

2.1一般规定547

2.2工业电视设备选型548

3通信系统的设计要求549

3.1一般规定549

3.2通信设备选型550

第46章给排水设计551

1给排水系统划分551

1.1系统划分551

1.2水量计算551

1.3污水、初期雨水的收集与储存系统555

1.4事故排水的收集与储存系统555

2给排水及消防管道设计556

2.1一般规定556

2.1.1设计压力556

2.1.2试验压力556

2.2管道设计556

2.2.1一般规定556

2.2.2压力流管道设计557

2.2.3重力流管道设计557

2.2.4埋地管道间距557

2.2.5管道埋深558

2.2.6地上给排水管道的涂色558

2.2.7管道的保温559

2.3管材选择559

2.4井类设计559

2.4.1一般规定559

2.4.2检查井的设置560

2.4.3水封井的设置560

2.4.4沉砂井的设置560

2.4.5跌水井的设置560

2.4.6阀门井和仪表井的设置560

2.4.7倒虹吸井的设置560

2.4.8化粪池的设置561

2.4.9保温井的设置561

2.5管道防腐561

2.6管道基础和支架设计562

2.7装置室外给排水附件选用562

2.7.1地漏562

2.7.2漏斗562

2.7.3清扫口562

2.7.4排气管562

2.7.5排气阀562

2.7.6泄水阀562

3生产装置消防设施设计562

3.1一般规定562

3.2消防设施的组成563

3.3消防水炮563

3.4消火栓563

3.5消防给水竖管563

3.6消防软管卷盘564

3.7固定消防冷却设施564

3.8固定干粉灭火设施564

3.9固定式泡沫灭火设施564

3.10移动式泡沫灭火设施565

3.11半固定泡沫灭火设施565

3.12灭火器565

4变配电间、控制室、仪表机柜间消防设施设计565

4.1一般规定565

4.2灭火器设计565

4.3气体灭火系统设计565

4.4室外消火栓设计565

5循环冷却水系统566

5.1一般规定566

5.2系统组成566

5.3循环水场布置原则566

5.4循环水场平面布置设计566

5.5循环水场控制及配电要求566

5.6冷却塔设计566

5.7循环水泵选择567

5.7.1循环水泵的流量和扬程确定567

5.7.2循环水泵的选型和有关规定567

5.8循环冷却水水质处理设计567

5.9循环水水质分析项目567

5.10循环水管道567

5.11循环水场环境保护567

6装置区排水防渗设计567

6.1石油化工装置区给排水典型污染区防治类别567

6.2石油化工装置区地下排水管道防渗设计568

参考文献568

第47章热力设计569

1锅炉房热负荷确定569

1.1根据热负荷曲线定规模569

1.1.1热负荷计算569

1.1.2关于热负荷的几个系数计算570

1.1.3热负荷的统计与整理570

1.1.4年持续热负荷曲线570

1.2根据热负荷资料计算定规模571

1.2.1最大计算热负荷Qmax571

1.2.2平均热负荷Qav571

1.2.3全年热负荷Qa571

2锅炉选型571

2.1锅炉类型选择原则572

2.1.1锅炉类型应能满足供热介质和参数要求572

2.1.2应能有效地燃烧所采用的燃料573

2.2锅炉台数选择方法574

3锅炉设备575

3.1燃料及燃烧计算575

3.1.1燃料的成分575

3.1.2发热量575

3.1.3锅炉常用的燃烧576

3.1.4空气需要量及烟气量576

3.2锅炉机组的热平衡及燃料消耗量计算579

3.2.1空气和烟气的比焓值579

3.2.2锅炉热平衡580

3.2.3燃料的消耗量582

3.3锅炉产品型号编制方法582

3.3.1工业锅炉产品型号编制方法582

3.3.2电加热锅炉产品型号组成583

3.3.3电站锅炉产品型号编制方法583

4锅炉机组通风583

4.1烟、风道设计要点584

4.1.1设计参数584

4.1.2烟、风道布置一般规定584

4.1.3烟道布置特点584

4.1.4冷风道585

4.1.5管道规格与材料585

4.1.6材料586

4.1.7道体及加固肋588

4.1.8异形件优化选型588

4.2烟、风道流速及断面尺寸计算590

4.3烟、风管道阻力计算591

4.3.1燃烧设备阻力Δhfs591

4.3.2炉膛负压Δhf592

4.3.3对流管束阻力Δhconv592

4.3.4省煤器阻力Δhec592

4.3.5空气预热器阻力Δhah592

4.3.6锅炉本体气固分离器阻力Δhgss592

4.3.7除尘器阻力Δhc592

4.3.8风烟管道摩擦阻力Δhd592

4.3.9局部阻力Δhj592

4.3.10烟囱阻力Δhch592

4.3.11烟囱自生通风力592

4.3.12风烟管道系统的计算总阻力及其修正593

4.4烟囱的计算593

4.4.1烟囱出口内径计算593

4.4.2烟囱高度计算594

4.4.3烟气腐蚀性指数595

4.5鼓、引风机选择及计算595

4.5.1风机选择要点595

4.5.2鼓风机的计算596

4.5.3引风机的计算596

4.5.4风机轴功率计算596

5烟气净化597

5.1锅炉大气污染物排放标准597

5.1.1工业锅炉大气污染物排放限制597

5.1.2火电厂大气污染物排放标准597

5.1.3更严格的电站锅炉烟气污染物排放限制要求598

5.2烟气污染物排放浓度计算598

5.2.1烟气污染物排放量598

5.2.2大气污染物排放浓度计算599

5.3烟气处理技术601

5.3.1除尘601

5.3.2脱硝604

5.3.3脱硫606

6锅炉房水系统609

6.1锅炉给水系统609

6.1.1锅炉给水标准609

6.1.2除氧器611

6.2锅炉加药系统612

6.2.1锅炉给水加药计算612

6.2.2炉水水质调整613

6.3锅炉排污系统613

6.3.1锅炉连续排污计算613

6.3.2定期排污扩容器计算614

6.4锅炉水系统泵的选择614

6.4.1锅炉给水泵扬程计算614

6.4.2给水泵汽蚀余量校核计算615

6.5锅炉房给排水量计算615

6.5.1小时最大用水量615

6.5.2小时平均用水量615

6.5.3小时最大排水量615

参考文献616

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一部优秀的工具书，能成为工程师们的良师益友。这是我们编撰《化工工艺设计手册》的初衷，也是我们持续升版的动力。《化工工艺设计手册》由中石化上海工程有限公司(原上海医药工业设计院)倾力打造，凝结了公司几代资深技术专家和设计大师们几十年从事化工、石油化工、医药工程等领域技术开发、工程咨询、工程设计、工程总承包、工程管理的智慧结晶和技术积淀，自1986年首次出版以来，广受化工工艺设计人员欢迎，已成为化工工艺设计人员的必备手册，成为行业内颇具影响力的大型化工工艺设计工具书。手册第四版荣获中国石油和化学工业联合会“科技进步二等奖”及中国石油和化学工业“优秀出版物奖（图书类）一等奖”。本次修订主要反映第四版出版以来化工工艺设计技术和方法上的新进展，并以持续提升、精益求精的理念对第四版内容进行修订、补充和完善，延续手册“精品图书”的一贯风格，努力把手册推向新的高度。值得欣喜的是，手册第五版入选国家新闻出版广电总局《“十三五”国家重点出版物出版规划项目》，成为手册一个新的起点。我国经济发展进入新常态，供给侧结构性改革不断深化，工程公司面临市场激烈竞争的新形势和环保绿色高附加值发展模式的新要求，创新开发提升工程公司的核心竞争力比以往更为重要，尤为迫切。为此，本次修订增设了化工工艺流程设计一篇，从过程工程着手，阐明化工工艺设计主要程序和内容，并具体说明化工过程技术开发和化工工艺流程设计的内容、程序和方法，以及化工装置工艺节能技术和综合能耗的计算。本次修订在化工工艺设计内容的系统性、完整性上实现了跃升，形成了工厂设计、化工工艺流程设计、化工单元工艺设计、化工系统设计、配管设计、相关专业设计和设备选型六大篇，并以工艺设计的化工工艺流程设计、设备工艺设计、工艺系统设计的三大基本程序为核心，形成了化工企业工艺设计内容的完整序列。在修订过程中，充分吸收了中石化上海工程有限公司近年来工程业务成果和丰富实践经验，除新增化工工艺流程设计一篇外，其他各篇在专业内容和设计现代化方面都进行了充实，从原来的37章增加至现在的53章，内容更为翔实和丰富。衷心感谢广大专家和读者给予我们的支持和对本手册的厚爱，同时也期待广大专家和读者继续提供宝贵意见，以便我们不断改进和完善。吴德荣