化工厂系统设计 第3版

化工厂系统设计 第3版
出版时间： 2016年版
内容简介
　　本书在第二版的基础上增加了材料介绍、寻找系统故障以及作者见证过的严重错误案例等内容， 并且对化工单元设备管道仪表流程图和有关计算也进行了补充， 使其更加完善、系统化， 实用性和系统性更强。本书对在工厂直接操作生产的人员有很大帮助， 也可指导化工、石油化工、医药、发电、环保等行业的设计人员进行工厂设计， 还可作为大学化工专业即将毕业的本科生或研究生的辅助阅读资料。
目录
代号索引
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