化工厂系统设计 第3版PDF电子书下载

第1章 引言 11

1.1 系统工程的定义 11

1.2 基本知识和熟练要求 12

1.3 系统设计的重要性 12

第2章 管道仪表流程图的图面布置和制图要求 13

2.1 图面布置 13

2.1.1 工艺管道仪表流程图 13

2.1.2 公用工程发生管道仪表流程图 14

2.1.3 公用工程分配管道仪表流程图 14

2.1.4 辅助系统管道仪表流程图 14

2.2 管道仪表流程图的图号编制 14

2.3 管道仪表流程图的制图要求 14

2.4 管道仪表流程图的设计内容 21

2.4.1 设备 21

2.4.2 配管 22

2.4.3 仪表和仪表配管 23

2.5 管线号的编制 25

2.5.1 需要编号的管线 25

2.5.2 不必编号的管线 25

2.5.3 管线编号原则 25

2.5.4 管线表 26

2.5.5 管线表填写原则 28

2.5.6 管线表内容 28

参考文献 29

第3章 化工装置建造材料选用 30

参考文献 33

第4章 配管 34

4.1 工业用管和管件 34

4.1.1 工业用管 34

4.1.2 管件 39

4.1.3 法兰 39

4.2 阀门 41

4.2.1 阀门种类 41

4.2.2 阀门的选用 42

4.3 管道设计考虑要点 42

4.3.1 管道 42

4.3.2 切断措施 46

4.3.3 控制阀 47

4.3.4 放空和放净 48

4.3.5 取样 50

参考文献 50

第5章 仪表和控制 52

5.1 基本控制方案 52

5.2 工艺测量用仪表 59

5.2.1 压力仪表 59

5.2.2 温度仪表 60

5.2.3 流量仪表 61

5.2.4 液面仪表 64

5.2.5 分析仪 65

5.2.6 其他检测仪表 67

5.2.7 传感器和变送器 68

5.2.8 控制阀及其附件 68

5.3 联锁和可编程序控制器（PLC） 73

5.4 集中分散控制系统（DCS） 74

参考文献 74

第6章 供电和电动机 76

6.1 化工厂的供电 76

6.2 不间断电源（UPS）和备用电源 76

6.3 电动机的运行 77

参考文献 78

第7章 工艺设备 79

7.1 泵 79

7.1.1 动力泵 80

7.1.2 容积式泵 93

7.2 风机和鼓风机 98

7.2.1 离心式风机和鼓风机 99

7.2.2 容积式鼓风机 107

7.3 压缩机 109

7.3.1 离心式压缩机 109

7.3.2 往复式压缩机 125

7.4 真空设备 135

7.5 蒸汽透平 144

7.6 压力容器 149

7.7 塔 159

7.7.1 蒸馏塔 159

7.7.2 吸收、汽提和急冷塔 172

7.8 储罐 179

7.8.1 常压储存 179

7.8.2 压力储存 182

7.9 换热器 188

7.9.1 管壳式换热器 193

7.9.2 螺旋板换热器 198

7.9.3 板式换热器 199

7.9.4 空冷器 201

7.10 加热炉和蒸汽锅炉 206

7.10.1 加热炉 206

7.10.2 蒸汽锅炉 232

7.11 过滤器 237

7.12 输送机 247

7.13 其他设备 252

参考文献 255

第8章 环境保护和生产人员的健康及安全 259

8.1 环境保护 259

8.2 生产人员的健康和安全 261

参考文献 263

第9章 操作 264

9.1 工厂的组织架构和运行 264

9.2 设计和生产人员的立场和观点的不同 265

第10章 安全 267

10.1 安全设计理念 267

10.2 安全分析方法 270

10.3 压力泄放装置的选择与应用 276

10.3.1 有关压力泄放装置的专业名词 276

10.3.2 压力泄放设施的组合结构及分类 278

10.3.3 制定压力泄放装置需要泄放量和考虑要点 282

10.3.4 选用压力泄放装置考虑要点 288

10.3.5 安全阀泄放能力的计算 290

10.3.6 安全阀计算实例 297

10.3.7 安全阀的安装 299

10.3.8 安全阀规格书的填写 304

参考文献 311

第11章 公用工程系统设计 313

11.1 水系统、水处理和分配 313

11.1.1 生水系统 313

11.1.2 生活用水系统 314

11.1.3 杂用水系统 314

11.1.4 冷却水系统 315

11.1.5 消防水系统 318

11.2 蒸汽分配、锅炉给水和蒸汽冷凝水系统 322

11.2.1 蒸汽分配系统 322

11.2.2 锅炉给水系统 324

11.2.3 蒸汽冷凝水系统 328

11.3 杂用压缩空气和仪表压缩空气系统 331

11.4 惰性气体和氮封 336

11.5 燃料的分配 341

11.5.1 燃料油系统 341

11.5.2 燃料气系统 342

11.6 乙二醇系统 343

11.7 火炬系统 345

参考文献 347

第12章 水力计算 349

12.1 流体物理特性和水力计算基本概念 349

12.2 基本管道尺寸和压降的计算方法 355

12.2.1 流速法 355

12.2.2 压降法 356

12.3 特殊管线的水力计算 363

12.3.1 重力流 363

12.3.2 长距离气体输送管线 365

12.3.3 真空管线 365

12.3.4 安全阀的进口和出口管道的尺寸计算 365

12.3.5 气液两相流管线 367

12.3.6 蒸汽冷凝水管线的压降 368

12.3.7 热虹吸再沸器的水力计算 370

12.3.8 加热炉的传输管线 371

12.3.9 泵净正吸入压头NPSH的计算 372

12.4 控制阀的选用原则 373

12.5 泵的计算 378

12.6 压缩机的计算 388

参考文献 397

第13章 管道仪表流程图的设计 398

13.1 管道仪表流程图设计步骤 398

13.1.1 管道仪表流程图初步分析考虑要点 398

13.1.2 绘制初步管道仪表流程图 401

13.1.3 初步的水力计算 403

13.1.4 工艺流程图的危险和操作分析（HAZOP） 404

13.1.5 确定设计压力、设计温度、最高温度、最低设计温度 404

13.1.6 管道仪表流程图的设计 416

13.1.7 管道仪表流程图安全性的详细分析 418

13.1.8 故障类型和影响分析（FMEA）复查 421

13.2 工程设计中的管道仪表流程图开展的实践 422

13.2.1 管道仪表流程图的初步条件版 422

13.2.2 管道仪表流程图的内部审核版 422

13.2.3 管道仪表流程图的供安全分析版 423

13.2.4 管道仪表流程图的供建设单位批准版 423

13.2.5 管道仪表流程图的设计版 424

13.2.6 管道仪表流程图的施工版 424

13.2.7 管道仪表流程图的竣工版 425

13.2.8 管道仪表流程图的修改管理 425

参考文献 426

第14章 管道仪表流程图的设计实例 427

14.1 设计实例（一）——油田气凝液储罐设施 427

14.1.1 装置工艺流程说明 427

14.1.2 工艺管道仪表流程图 428

14.1.3 公用工程分配系统管道仪表流程图 436

14.2 设计实例（二）——原油减压分馏塔 438

14.2.1 减压分馏系统简单的流程说明 438

14.2.2 减压分馏系统的操作 440

14.2.3 管道仪表流程图的设计 441

参考文献 509

第15章 寻找系统故障 510

15.1 熟练人员的短缺 510

15.2 寻找故障的过程 511

15.3 一个寻找系统故障的个案 512

参考文献 514

第16章 严重错误个案 515

16.1 乙烯塔现场退火处理 515

16.2 热空气注入已运行的燃料气和火炬系统 515

16.3 大型冷却水泵气蚀 517

16.4 减压塔压力达不到设计指标 518

16.5 压缩机系统重大设计错误 519

参考文献 525

附录 526

附录1 设计常用的图表 526

附表1 流水穿越Sch.40壁厚钢管 526

附表2 饱和水和饱和蒸汽的特性（压力） 528

附表3 过热蒸汽的特性 529

附图1 烃类的蒸气压力（摘自API技术数据手册，1977.9） 531

附图2 水在钢管内流动的流速和压头损失 532

附图3 水的比定压热容值 533

附图4 混合物组分分子摩尔分数和质量分数的计算 533

附录2 英制/SI制计算单位对换表 534

结束语 538