化工廠系統(tǒng)設(shè)計（第三版）

代號索引

第1章　引言　11

1.1　系統(tǒng)工程的定義 11

1.2　基本知識和熟練要求 12

1.3　系統(tǒng)設(shè)計的重要性 12

第2章　管道儀表流程圖的圖面布置和制圖要求　13

2.1　圖面布置 13

2.1.1　工藝管道儀表流程圖 13

2.1.2　公用工程發(fā)生管道儀表流程圖 14

2.1.3　公用工程分配管道儀表流程圖 14

2.1.4　輔助系統(tǒng)管道儀表流程圖 14

2.2　管道儀表流程圖的圖號編制 14

2.3　管道儀表流程圖的制圖要求 14

2.4　管道儀表流程圖的設(shè)計內(nèi)容 21

2.4.1　設(shè)備 21

2.4.2　配管 22

2.4.3　儀表和儀表配管 23

2.5　管線號的編制 25

2.5.1　需要編號的管線 25

2.5.2　不必編號的管線 25

2.5.3　管線編號原則 25

2.5.4　管線表 26

2.5.5　管線表填寫原則 28

2.5.6　管線表內(nèi)容 28

參考文獻(xiàn) 29

第3章　化工裝置建造材料選用　30

參考文獻(xiàn) 33

第4章　配管　34

4.1　工業(yè)用管和管件 34

4.1.1　工業(yè)用管 34

4.1.2　管件 39

4.1.3　法蘭 39

4.2　閥門 41

4.2.1　閥門種類 41

4.2.2　閥門的選用 42

4.3　管道設(shè)計考慮要點(diǎn) 42

4.3.1　管道 42

4.3.2　切斷措施 46

4.3.3　控制閥 47

4.3.4　放空和放凈 48

4.3.5　取樣 50

參考文獻(xiàn) 50

第5章　儀表和控制　52

5.1　基本控制方案 52

5.2　工藝測量用儀表 59

5.2.1　壓力儀表 59

5.2.2　溫度儀表 60

5.2.3　流量儀表 61

5.2.4　液面儀表 64

5.2.5　分析儀 65

5.2.6　其他檢測儀表 67

5.2.7　傳感器和變送器 68

5.2.8　控制閥及其附件 68

5.3　聯(lián)鎖和可編程序控制器(PLC) 73

5.4　集中分散控制系統(tǒng)(DCS) 74

參考文獻(xiàn) 74

第6章　供電和電動機(jī)　76

6.1　化工廠的供電 76

6.2　不間斷電源(UPS)和備用電源 76

6.3　電動機(jī)的運(yùn)行 77

參考文獻(xiàn) 78

第7章　工藝設(shè)備　79

7.1　泵 79

7.1.1　動力泵 80

7.1.2　容積式泵 93

7.2　風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī) 98

7.2.1　離心式風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī) 99

7.2.2　容積式鼓風(fēng)機(jī) 107

7.3　壓縮機(jī) 109

7.3.1　離心式壓縮機(jī) 109

7.3.2　往復(fù)式壓縮機(jī) 125

7.4　真空設(shè)備 135

7.5　蒸汽透平 144

7.6　壓力容器 149

7.7　塔 159

7.7.1　蒸餾塔 159

7.7.2　吸收、汽提和急冷塔 172

7.8　儲罐 179

7.8.1　常壓儲存 179

7.8.2　壓力儲存 182

7.9　換熱器 188

7.9.1　管殼式換熱器 193

7.9.2　螺旋板換熱器 198

7.9.3　板式換熱器 199

7.9.4　空冷器 201

7.10　加熱爐和蒸汽鍋爐 206

7.10.1　加熱爐 206

7.10.2　蒸汽鍋爐 232

7.11　過濾器 237

7.12　輸送機(jī) 247

7.13　其他設(shè)備 252

參考文獻(xiàn) 255

第8章　環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)人員的健康及安全　259

8.1　環(huán)境保護(hù) 259

8.2　生產(chǎn)人員的健康和安全 261

參考文獻(xiàn) 263

第9章　操作　264

9.1　工廠的組織架構(gòu)和運(yùn)行 264

9.2　設(shè)計和生產(chǎn)人員的立場和觀點(diǎn)的不同 265

第10章　安全　267

10.1　安全設(shè)計理念 267

10.2　安全分析方法 270

10.3　壓力泄放裝置的選擇與應(yīng)用 276

10.3.1　有關(guān)壓力泄放裝置的專業(yè)名詞 276

10.3.2　壓力泄放設(shè)施的組合結(jié)構(gòu)及分類 278

10.3.3　制定壓力泄放裝置需要泄放量和考慮要點(diǎn) 282

10.3.4　選用壓力泄放裝置考慮要點(diǎn) 288

10.3.5　安全閥泄放能力的計算 290

10.3.6　安全閥計算實(shí)例 297

10.3.7　安全閥的安裝 299

10.3.8　安全閥規(guī)格書的填寫 304

參考文獻(xiàn) 311

第11章　公用工程系統(tǒng)設(shè)計　313

11.1　水系統(tǒng)、水處理和分配 313

11.1.1　生水系統(tǒng) 313

11.1.2　生活用水系統(tǒng) 314

11.1.3　雜用水系統(tǒng) 314

11.1.4　冷卻水系統(tǒng) 315

11.1.5　消防水系統(tǒng) 318

11.2　蒸汽分配、鍋爐給水和蒸汽冷凝水系統(tǒng) 322

11.2.1　蒸汽分配系統(tǒng) 322

11.2.2　鍋爐給水系統(tǒng) 324

11.2.3　蒸汽冷凝水系統(tǒng) 328

11.3　雜用壓縮空氣和儀表壓縮空氣系統(tǒng) 331

11.4　惰性氣體和氮封 336

11.5　燃料的分配 341

11.5.1　燃料油系統(tǒng) 341

11.5.2　燃料氣系統(tǒng) 342

11.6　乙二醇系統(tǒng) 343

11.7　火炬系統(tǒng) 345

參考文獻(xiàn) 347

第12章　水力計算　349

12.1　流體物理特性和水力計算基本概念 349

12.2　基本管道尺寸和壓降的計算方法 355

12.2.1　流速法 355

12.2.2　壓降法 356

12.3　特殊管線的水力計算 363

12.3.1　重力流 363

12.3.2　長距離氣體輸送管線 365

12.3.3　真空管線 365

12.3.4　安全閥的進(jìn)口和出口管道的尺寸計算 365

12.3.5　氣液兩相流管線 367

12.3.6　蒸汽冷凝水管線的壓降 368

12.3.7　熱虹吸再沸器的水力計算 370

12.3.8　加熱爐的傳輸管線 371

12.3.9　泵凈正吸入壓頭NPSH的計算 372

12.4　控制閥的選用原則 373

12.5　泵的計算 378

12.6　壓縮機(jī)的計算 388

參考文獻(xiàn) 397

第13章　管道儀表流程圖的設(shè)計　398

13.1　管道儀表流程圖設(shè)計步驟 398

13.1.1　管道儀表流程圖初步分析考慮要點(diǎn) 398

13.1.2　繪制初步管道儀表流程圖 401

13.1.3　初步的水力計算 403

13.1.4　工藝流程圖的危險和操作分析(HAZOP) 404

13.1.5　確定設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、最高溫度、最低設(shè)計溫度 404

13.1.6　管道儀表流程圖的設(shè)計 416

13.1.7　管道儀表流程圖安全性的詳細(xì)分析 418

13.1.8　故障類型和影響分析(FMEA)復(fù)查 421

13.2　工程設(shè)計中的管道儀表流程圖開展的實(shí)踐 422

13.2.1　管道儀表流程圖的初步條件版 422

13.2.2　管道儀表流程圖的內(nèi)部審核版 422

13.2.3　管道儀表流程圖的供安全分析版 423

13.2.4　管道儀表流程圖的供建設(shè)單位批準(zhǔn)版 423

13.2.5　管道儀表流程圖的設(shè)計版 424

13.2.6　管道儀表流程圖的施工版 424

13.2.7　管道儀表流程圖的竣工版 425

13.2.8　管道儀表流程圖的修改管理 425

參考文獻(xiàn) 426

第14章　管道儀表流程圖的設(shè)計實(shí)例　427

14.1　設(shè)計實(shí)例(一)——油田氣凝液儲罐設(shè)施 427

14.1.1　裝置工藝流程說明 427

14.1.2　工藝管道儀表流程圖 428

14.1.3　公用工程分配系統(tǒng)管道儀表流程圖 436

14.2　設(shè)計實(shí)例(二)——原油減壓分餾塔 438

14.2.1　減壓分餾系統(tǒng)簡單的流程說明 438

14.2.2　減壓分餾系統(tǒng)的操作 440

14.2.3　管道儀表流程圖的設(shè)計 441

參考文獻(xiàn) 509

第15章　尋找系統(tǒng)故障　510

15.1　熟練人員的短缺 510

15.2　尋找故障的過程 511

15.3　一個尋找系統(tǒng)故障的個案 512

參考文獻(xiàn) 514

第16章　嚴(yán)重錯誤個案　515

16.1　乙烯塔現(xiàn)場退火處理 515

16.2　熱空氣注入已運(yùn)行的燃料氣和火炬系統(tǒng) 515

16.3　大型冷卻水泵氣蝕 517

16.4　減壓塔壓力達(dá)不到設(shè)計指標(biāo) 518

16.5　壓縮機(jī)系統(tǒng)重大設(shè)計錯誤 519

參考文獻(xiàn) 525

附錄　526

附錄1　設(shè)計常用的圖表 526

附表1　流水穿越Sch.40壁厚鋼管 526

附表2　飽和水和飽和蒸汽的特性(壓力) 528

附表3　過熱蒸汽的特性 529

附圖1　烴類的蒸氣壓力(摘自API技術(shù)數(shù)據(jù)手冊， 1977.9) 531

附圖2　水在鋼管內(nèi)流動的流速和壓頭損失 532

附圖3　水的比定壓熱容值 533

附圖4　混合物組分分子摩爾分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算 533

附錄2　英制/SI制計算單位對換表 534

結(jié)束語 5382100433B

本書在第二版的基礎(chǔ)上增加了材料介紹、尋找系統(tǒng)故障以及作者見證過的嚴(yán)重錯誤案例等內(nèi)容， 并且對化工單元設(shè)備管道儀表流程圖和有關(guān)計算也進(jìn)行了補(bǔ)充， 使其更加完善、系統(tǒng)化， 實(shí)用性和系統(tǒng)性更強(qiáng)。

本書對在工廠直接操作生產(chǎn)的人員有很大幫助， 也可指導(dǎo)化工、石油化工、醫(yī)藥、發(fā)電、環(huán)保等行業(yè)的設(shè)計人員進(jìn)行工廠設(shè)計， 還可作為大學(xué)化工專業(yè)即將畢業(yè)的本科生或研究生的輔助閱讀資料。

• 配套教材

《工程制圖（第三版）》擁有配套教材《工程制圖習(xí)題集（第三版）》。

• 課程資源

《工程制圖（第三版）》配有立體模型動畫演示、二維碼課堂教學(xué)等課程資源。

工程制圖（第三版）修訂情況

《工程制圖（第三版）》在《工程制圖（第二版）》的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，按照“互聯(lián)網(wǎng) 教材 數(shù)字資源”三位一體的立體化教材編寫思路，遵循“重視基礎(chǔ)、結(jié)合應(yīng)用、突出重點(diǎn)、注重創(chuàng)新”的原則修訂而成。

《工程制圖（第三版）》由郭紅利主編，編寫工作的分工如下：劉慶立（第1章）、張曼（第2章、第3章）、徐英英（第4章、第5章）、郭紅利（第6章、第7章）、王靚（第8章、第9章）、張春俠（第10章）、史鵬濤（第11章），書中動畫、視頻由劉慶立完成。

工程制圖（第三版）出版工作

2018年1月1日，《工程制圖（第三版）》由科學(xué)出版社出版。

• 數(shù)字課程

《力學(xué)（第三版）》開通有Abook數(shù)字課程，該數(shù)字課程與紙質(zhì)教材一體化設(shè)計，涵蓋電子教案、授課視頻、實(shí)物錄像、演示動畫等視頻資源。

該書配有輔導(dǎo)書《力學(xué)習(xí)題解答》。