第四章 设备的工艺设计及化工设备图
化工设计 第四章 设备工艺设计 2015 (二)( ASPEN Plus 设计精馏塔)
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3 RadFrac——配置（4收敛方法） 收敛方法从六个选项中选择一种： 1、标准方法（Standard） 2、石油/宽沸程（Petroleum/Wide-Boiling） 3、强非理想液相（Strongly Non-ideal Liquid） 4、共沸体系（Azeotropic） 5、深度冷冻体系（Cryogenic） 6、用户定义（Custom）
1、釜式再沸器（Kettle）
2、热虹吸式再沸器（Thermosyphon）
3、无再沸器 (None)
化工设计
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3 RadFrac——配置（4有效相态） 有效相态从四个选项中选择一种： 1、汽-液（Vapor-Liquid） 2、汽-液-液（Vapor-Liquid -Liquid ） 3、汽-液- 冷凝器游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor） 4、汽-液- 任意塔板游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage）
化工设计
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3 RadFrac——压强（2）
冷凝器压力
PN2塔顶压力
全塔压降= 塔底-塔顶
化工设计
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3 RadFrac——冷凝器（1）
冷凝器设定有两组参数：
1、冷凝器指标（Condenser Specification）
仅仅应用于部分冷凝器。只需指定冷凝温 度（Temperature）和蒸汽分率（Vapor Fraction）两个参数之一。
在Specification表单中设定以下参数： 理论板数 Number of stages 加料板位置 Feed stage 回流比 Reflux ratio 馏出物/进料摩尔比
冷凝器类型 冷凝器压强 再沸器压强
化工设备的工艺设计
6. 结构设计 在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各种设备常用结构，
参考有关资料与规范，详细设计设备各零部件的结构尺寸。如填 料塔要设计液体分布器、再分布器、填料支承、填料压板和各种 接口等；板式塔要确定塔板布置、溢流管、各种进出料口结构、 塔板支承、液体收集器与侧线出入口和破沫网等。还有各种构件 的材料选择、壁厚计算，塔板、塔盘等的机械设计；各种辅助结 构如支座、吊架、保温支架等的设计；内件与管口方位设计；全 设备总装配图及零件图绘制；全设备材料表。
3.2.2 鼓风机
➢ 化工厂中常用的鼓风机 有旋转式和离心式两类 。
罗茨鼓风机是旋转式鼓 风机中应用最广的一种, 外形如图5-4所示.罗茨鼓 风机的风量为2-500m3／ min，出口压强不超过 81KPa(表压)。出口压强 大高,则泄漏量增加,效率 降低。罗茨鼓风机工作 时,温度不能超85℃,否则 易田转子受热膨胀而发 生卡住现象。
技术指标
型号:以圆型单级单吸离心泵为例说明泵 的型号标志如下:பைடு நூலகம்
扬程：泵在输送单位液体量时,泵出口能量的增加值,包 括液体静压头、速度头及几何位能等能量增加值总和 ，以m液柱表示
流量：泵在单位时间内抽吸或排送液体的体积数称为 流量，以m3/h或L/s表示。必需汽蚀余量(NPSHr)：为 使泵在工作时不产生汽蚀现象，泵进口处必需具有超 过输送温度下液体的汽化压力的能量．使泵在工作时 不产生汽蚀现象所必需具有的富余能量称为必需汽蚀 余量。必需汽蚀余量，国际上普遍称为必需的净正吸 入压头单位为m。
➢ 按泵作用于液体的原理可分为：
第四章化工设备图
第四章化工设备图概述在化学工业生产中，典型的化工设备有容器、热互换器、反映器和塔器。
用来表达化工设备结构、技术要求等的图样称为化工设备图，化工设备图是设计、制造、安装、维修及利用的依据。
一套完整的化工设备图通常包括以下几个方面的图样：⑴零件图表达标准零部件之外的每一零件的结构形状、尺寸大小和技术要求等，如图4-2中的丝堵和管板。
⑵部件装配图表达由假设干零件组成的非标准部件的结构形状、装配关系、必要的尺寸、加工要求、查验要求等，如设备的密封装置等。
⑶设备装配图表达一台设备的结构形状、技术特性、各部件之间的彼此关系和必要的尺寸、制造要求及查验要求等。
⑷总装配图(总图) 表示一台复杂设备或表示相关联的一组设备的要紧结构特点、装配连接关系、尺寸、技术特性等内容的图样。
零件图及部件装配图的内容、表达、画法等与一样化工机械图样类同，另外在不阻碍装配图的清楚、且装配图能表现总图的内容时，通常就可不画总图，故本章着重讨论设备装配图的表达特点及绘制阅读方式。
而且为了方便起见，将化工设备装配图简称为化工设备图。
化工设备图通常包括以下几个大体内容：⑴一组视图用一组视图表示该设备的结构形状、各零部件之间的装配连接关系，视图是图样中要紧内容。
⑵几类尺寸图中注写表示设备的整体大小、规格、装配和安装尺寸等数据，为制造、装配、安装、查验等提供依据。
⑶零部件编号及明细表组成该设备的所有零部件必需按顺时针或逆时针方向依次编号，并在明细栏内填写每一编号零部件的名称、规格、材料、数量、重量和有关图号内容。
⑷管口符号及管口表设备上所有管口均需注出符号，并在接管口表中列出各管口的有关数据和用途等内容。
⑸技术特性表表中列出设备的要紧工艺特性，如操作压力、操作温度、设计压力、设计温度、物料名称、容器类别、侵蚀裕量、焊缝系数等。
⑹技术要求用文字说明设备在制造、查验、安装、运输等方面的特殊要求。
⑺题目栏用以填写该设备的名称、要紧规格、作图比例、图样编号等项内容。
第四章设备的工艺设计及化工设备图
重量
90 90 90 100 100 100 110 110 110
2950
3.7 4.0 3.8 4.6 5.0
Design of Chemical Engineering
二、选择泵的原则
• 1）生产方式(间歇或连续)；
• 2）介质特性(粘度、腐蚀性、含固率)；
• 3）现场条件(动力提供：电、蒸汽、压缩空气)；
化工设计
转数 N r/min
功率N{Kw} 轴功率 2.4 2.8 3.0 3.1 电机功率 4.0 4.0 4.0 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 效率 % 34.0 46.5 50.0 34.0 46.5 50.0 34.0 46.5 50.0
必需汽蚀 余量 {NPSHr}{ m} 2.0 2.0 2.5 2.0 2.0 2.5 2.0 2.0 2.5
化工设计
抓主要矛盾
Design of Chemical Engineering
§4.4 换热器设计的一般原则 （3）终端温差:
考虑换热器的经济合理和传热效率 ：
1) 热端的温差应在20℃以上； 2）用水或其他冷却介质冷却时，冷端温差可以小一些， 但不要低一5℃；
3）当用冷却剂冷凝工艺流体时，冷却剂的进口温度应当高 于工艺流体中最高凝点组分的凝点59 ℃以上； 4）空冷器的最小温差应大于20℃；
§4.5 化工设备图
化工设备设计文件按设计阶段可分为基础工 程设计和详细工程设计，按文件或图纸的用 途可分为工程图和施工图。
化工设计
Design of Chemical Engineering
4.5.1 化工设备图的基本知识 1.工程图 表示设备的化工 工艺特性、使用特 性、制造要求的图 纸。用于基础设计 审核、设备询价、 订货和制造以及向 相关专业提出设计 条件。
(完整版)化工设计习题及答案
第一章化工厂设计的内容与程序1、化工设计的种类有哪些？答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。
4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？答：一、设计准备工作（1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。
二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。
三、化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的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。
四、车间布置设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。
五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。
六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。
七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容？答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。
2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性；资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。
3、工艺流程设计的步骤有哪些？答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。
设备工艺设计及化工设备
设备工艺设计及化工设备一、引言在化工工程领域，设备工艺设计是一个至关重要的环节。
它涉及到整个生产过程中所需的设备选择、工艺设计和优化以及安全运行等方面。
本文将探讨设备工艺设计的重要性，并对化工设备的选型、设计和使用提出一些建议。
二、设备工艺设计的重要性设备工艺设计在整个化工生产过程中起着至关重要的作用。
首先，设备的选型直接影响到生产效率和产品质量。
不同的工艺要求不同的设备特性，只有合适的设备才能实现高效、高质量的生产。
其次，设备的工艺设计和优化可以使生产过程更加稳定和可靠。
通过合理的设计和改善，可以降低设备故障率，延长设备的使用寿命。
此外，设备工艺设计也与环境保护密切相关。
合理的设计可以降低环境污染和能源消耗。
三、化工设备选型原则1.符合工艺要求：选择的设备要能够满足工艺流程和操作要求。
考虑设备的工作条件、工艺参数以及材料的耐久性等因素。
2.可靠性和稳定性：设备的可靠性和稳定性是保证生产连续运行的关键。
选择具有良好信誉和稳定性的设备供应商，并进行适当的设备备份和维护计划。
3.安全性：设备的安全性应是首要考虑因素之一。
设备选型应符合相关的安全规定和标准，设计中应考虑到操作员的安全，以及设备在可能发生事故时的应急响应能力。
4.经济性：设备的选型和设计应以经济效益为目标，考虑设备的购买费用、维护成本以及能源消耗等因素，综合评估设备的投资回报率。
四、化工设备设计与使用的建议1.制定详细的工艺流程：在进行设备工艺设计之前，需要制定详细的工艺流程，包括原料进料、反应过程、产品分离和处理以及废料处理等环节。
这有助于正确选择和设计设备。
2.合理利用现有设备资源：在进行设备选型时，应优先考虑已有的设备资源。
通过优化工艺流程和操作条件，合理利用现有设备，降低设备购置成本。
3.注重设备运行维护：设备的正常运行和维护对于长期稳定生产至关重要。
在使用过程中，及时进行设备的检修和保养工作，减少故障率和停机时间。
4.关注新技术和创新：随着科技的不断发展，新的设备和工艺技术不断涌现。
化工设备图分析
化工设备图的分析
识别化工设备图的类型和用途 分析化工设备的结构、功能和工作原理 识别化工设备的安全要求和操作规程 分析化工设备的维护和保养方法
化工设备图的分析方法
观察设备图：了解设备的结构、尺寸、 材料等信息
识别设备类型：根据设备图判断设备的 类型和用途
分析设备功能：了解设备的工作原理、 操作流程等
化工设备图的识别
识别化工设备图的类型：如流程图、设 备图、管道图等
识别化工设备的名称和功能：如反应器、 换热器、泵等
识别化工设备的尺寸和规格：如直径、 长度、重量等
识别化工设备的材质和结构：如不锈钢、 碳钢、玻璃钢等
识别化工设备的操作条件和环境：如温 度、压力、介质等
识别化工设备的安全措施和防护措施： 如防爆、防火、防泄漏等
化工设备图是化工生 产过程中必不可少的 工具，用于指导生产 、维修和维护
化工设备图可以帮助 工程师、技术人员和 操作人员更好地理解 和掌握化工生产过程
化工设备图的重要性
化工设备图是化工生产中不可或缺的一部分，它描述了化工设备的结构、尺寸、材料、工艺流程等 信息。
化工设备图可以帮助工程师、技术人员、操作人员等更好地理解和掌握化工设备的工作原理、操作 方法、维护保养等方面的知识。
项
设备维护：介 绍设备的维护
和保养方法
设备安全：强 调设备的安全 操作和防护措
施
化工设备图的符号与标注
符号：表示设备、管道、阀门等部件的 图形符号
标注：表示设备、管道、阀门等部件的 尺寸、材质、压力等参数
颜色：表示设备、管道、阀门等部件的 不同状态或功能
箭头：表示流体的流动方向或设备的工 作状态
注释：对设备、管道、阀门等部件进行 说明或解释
化工设计—设备的工艺设计及化工设备图
21:55
化工设计（2005-2006学年)
化工与生物技术学院
Design of Chemical Engineering 化工设计
化工设备设计与选择的主要任务
• 标准设备或定型设备选择（规格、型 号） • 非标准设备或非定型设备的设计（主 要尺寸、给设备设计人员提条件） • 编制化工设备一览表
21:55
tm计算热负荷q流体给热系数估计污垢热阻系数并初步估算传热系数k计算总传热面积a调整温差再计算一次传热面积选用系列换热器验算换热器的压力降画出换热器设备草图汇总设计数据分析设计任务根据物料衡算和工艺物料的要求特性得到物料流量温度压力和化学性质物性参数取得有关设备的负荷流程中的地位与流程中其它设备的关系等数据设计换热流程在换热设计时应该仔细探讨换热的工艺流程以利于充分利用热量充分利用热源选择换热器的材质根据介质的腐蚀性能和其他相关性能按照操作压力温度材料规格和制造价格综合选择设计与选型的基本步骤四塔器的选型与设计塔设备是一种应用极为广泛的气液液液传质设备主要应用于化工医药等行业中的吸收精馏萃取等工段
泵的选择依据 选择泵的一般步骤 泵的选择经验 确定泵的台数和备用率
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化工设计（2005-2006学年)
化工与生物技术学院
Design of Chemical Engineering 化工设计
（1）泵的选择依据
• • • • •
生产工艺对液体输送量的要求 装置扬程的高度要求 液体的性质 操作条件 地理位置(装置系统的管路布置 条件)等
各类泵的特点
• • • •
离心泵：流量大、扬程低 往复泵、旋流泵：流量较小、扬程较高 转子泵：可输送粘度较高的液体 喷射泵：可用来抽吸液体或气体
21:55
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2020/11/28
第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
第三节 化工设备图
• 一、化工设备图的基本知识
• (1)工程图 • 表示设备的化工工艺特性、使用特性、制造要
•
求的图纸。它依据工艺数据表编成，用于基础 设计审核、设备询价、订货和制造，以及向相 关专业提出设计条件。图纸布置见图4-1.
a.标题栏1（又名图纸标题栏）。
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•图4-9（a） 标题栏1的内容和尺寸
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
b.标题栏2（又名技术文件标题栏），用于技术文件(专用技术要求、
。 计算书、说明书、图纸目录等)的பைடு நூலகம்页
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•图4-9（b） 标题栏2的内容和尺寸
B—B等。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
•h．管口符号以大写的英文字母A、B、C……表示。 常用管口符号推荐按表所示。同一用途、规格的 管口，数量以下标1、2、3表示．如TI1~2、 LG1~2等。
•表4-6 常用管口符号
管口名称或 用途
手 孔
液位 计口
液位开 关口
• 先进性：要求设备的运转可靠性、自控
水平、生产能力、转化率、收率、效率 要尽可能达到先进水平。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
• 安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故
隐患。对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求；工 人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作 业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。
√
（注2）√
8
标准图、通用图
√
√
√
（注2）√
9
设备通用技术规定
10
采购(询价)技术规格书或请购 单
(编制)√ (校核)√
(校核)√ (审核)√
（注3）√
√
（注2）√
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
注: 1.超标准的压力容器总图和计算书以及新开发
设计的复杂关键特殊设备的总图和计算书 ，也需经压力容器技术负责人审定和签署 。 2. 重要或关键部件图和工程标准、标准图等 才需审定。 3. 当几台设备组成一个采购包时，该文件由 指定工程师编制。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
2.明细栏 明细表是说明组成本张图纸的各部件
的详细情况，分为3种。
a.明细栏1，用于装配图及零件图。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
•b.明细栏2，用于零部件图。 •c.明细栏3，用于管口零件明细栏。
液位变 送器口
人孔
压力 计口
压力变 送器口
在线分 安全阀
析口
接口
温度 计口
温度计口 (现场)
裙座排 气口
裙座 入口
管口符号
H
W
LS
LT
M
PI
PT
QE
SV
TE
TI
VS
W
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
二、化工设备图的基本内容
一份完整的化工设备图，除绘有设备 本身的各种视图外，应有如下基本内容:
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
• 3.管口表 • 管口表是将本设备的各管口用英文小写字母从上至下按顺序填入表 中，以明确各管的位置和规格等，具体见下表（两个尺寸中，小尺寸
用于工程图，大尺寸用于施工图，下同）：
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
校核
√ √ √ √ √ √
审核
审定
√
√
√
√
√
（注1）√
√
（注2）√
√
（注1）√
√
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
总图
√
√
√
5
一、二类特殊设备
零部件图
√
√
√
计算书
√
√
√
总图
√
√
√
6
一般特殊设备
零部件图
√
√
√
计算书
√
√
√
7
工程标准、程序说明书
(编制)√
(校核)√
1.标题栏 2.明细栏 3.管口表 4.设计数据表 5.技术要求 6.签署栏 7.注 8.其他
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
1．标题栏
• 本栏主要为说明本张图纸的主题，包括：设计单位名 称，设备(项目)名称，本张图纸名称，图号，资质等 级，比例，图纸张数(共 张、第 张)等，可分为4种。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
第二节 非定型设备设计的主要 程序
• 教学内容： • 结合具体实例，理解非定型设备设计的主要内
容和工作程序。 • 重点和难点 • 重点应掌握非定型设备基本设计的内容和方法，
正确选择并填写非定型设备设计条件单。 • 难点是确定合适的设备基本结构形式和基本尺
第四章 设备的工艺设计 及化工设备图
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
第一节 化工设备选用的一 般原则
• 教学内容： • 理解化工设备选型和工艺设计的一般原
则。 • 重点和难点： • 重点应理解设备选型和工艺设计的合理
性和安全性的要求。
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每个设备的图纸及技术文件的全套设计文 件的清单。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
(3)图纸的幅面和文字
工程图一般为A2或A3；施工图一般为A1，A1、A2、 A3、A4的加长或加宽幅面尽量不用。A3幅面不允许单 独竖放，A4幅面不允许横放，A5幅面不允许单独存在。
• a.装配图 表示设备的全貌、组成和特性的图样，它 表达设备各主要部分的结构特征、装配和连接关系、 特征尺寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技 术要求等。
• b.部件图 表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以 及所属零部件之间的关系、技术特性和技术要求等资 料的图样。
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• 经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，
没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备， 亦应反复对比报价，考察设备性能，并易于被国内消 化吸收改进利用，避免盲目性。
• 系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不
能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优 化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕 量，以免在日后扩产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
第三节 化工设备图
• 教学内容： • 结合具体实例，理解化工设备图的基本知识， 化工设
备图的基本内容和表格形式、化工设备图的表达特点， 化工设备图的件号和尺寸标注内容和方法，化工设备 图的绘制方法和步骤，化工设备图的阅读方法和步骤。 • 重点和难点 • 重点应掌握化工设备图的有关规范、相关表格填写， 化工设备图的视图表达特点，化工设备图尺寸标注内 容和标注基准，阅读化工设备图的方法和步骤。 • 难点是如何确定化工设备的主、辅视图，化工设备 图的尺寸标注内容、标注基准和方法。
•4.设计数据表
•设计数据表是化工设备图的一个重要组成部分，补充替代了以往“技 术特性表”。它将设备的主要设计、制造、使用的主要参数(设计压力、 工作压力、设计温度、工作温度、各部件的材质、焊缝系数、腐蚀裕度、 物料名称、容器类别及专用化工设备的接触物料的特性等)技术特性以 以列表供施工、检验、生产中执行。又分为工程图用和施工图用设计数 据表。
设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和 文件。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
l.计算书 设备强度、刚度等的计算文件。当用计算
机计算时，应将输入数据和计算结果作为计 算文件。 m.说明书
设备结构原理、技术特性、制造、安装、 运输、使用、维护、检修及其它需说明的文 件。 n.图纸目录
寸、主要工艺参数，以及正确选择并填写非定 型设备设计条件单。
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
第二节 非定型设备设计的主要程序
• 设备的工艺设计，是化工工程设计中的 一项繁重、量大、技术要求高的工作， 下表（设计文件编制、校审签署规定表） 列出了设备设计主要工作内容和相应的 文件，以及各个环节校审要求。标准设 备和定型设备可根据工艺设计条件从有 关资料中查出，直接列表，但非定型设 备则要求进行设计。
图样。
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•图4-8 梯子平台图和预焊件图的布 置
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第四章 设备的工艺设计及化工设备 图
i.预焊件图 设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等
安装前在设备外壁上需预先焊接的零件的图样。 j.管口方位图
设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式 塔降液波板、换热器折流板缺口位置；地脚螺 栓、接地板、梯子及铭牌等方位的图样。 k.技术要求
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