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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