生物工厂设计01课件

生物生物工程工程生物工厂生物工厂设计绪论绪论一、课程目的和任务二、生物工厂的特点三、设计工作的任务和内容四、工艺设计是总体设计的主导设计 五、生产工艺设计的依据、内容和深度六、生物工厂设计的发展趋势 七、工厂设计工作原则 八、AutoCAD一、课程目的和任务一、课程目的和任务 本课程需要学生应用所学各种专业基础知识分析和解决实际问题，是后续毕业实习和毕业设计的指引，是一门综合性和实践性很强的专业课。许多生物制品可以通过发酵过程来获得，而生物工业的发展离不开工程设计，本课程的教学目的就是生物工厂设计的内容、原则、程序、步骤、方法；讲授设计工作中的基本概念、基本计算、基本要求；介绍一些主要的设计规范、标准和有关经验数据，进行工程师基本素质的训练，为学生的毕业设计和今后参加工业、企业设计工作打下一定基础。学好这门课程的关键是以物料和能量衡算为核心，工艺流程图为指导，深刻理解生物工厂生产工艺设计与总体设计和公用工程的关系，掌握厂址选择与工厂总平面设计、工艺计算、设备的设计与选型、车间布置设计、管道设计与布置等单项设计环节。1）掌握基本建设的的工作程序，各阶段内容、任务和分工；2）熟练掌握物料和能量衡算；3）深刻理解工艺设计是总体设计中的主导设计，掌握工艺设计的范围、要求、内容、基本方法和步骤等基本知识；4）深刻理解并熟悉掌握厂址选择与工厂总平面设计、工艺流程设计、工艺计算、设备的设计与选型、车间布置设计、管道设计与布置、清洁生产与末端治理等单项设计环节；5）理解和掌握工艺设计与公用工程设计的协作关系；6）了解工厂设计的有关规范标准、技术经济概算的内容和要求；7）熟练掌握设计说明书和工艺设计图的内容、特点、表示方法、规范和标准等，掌握绘图软件如AutoCAD等。二、生物工厂的特点二、生物工厂的特点 生物工厂的设计，既含有化工设计的通用性，又必须重视生物技术产品生产所要求的特殊性。对于生物工厂的设计，除了要求工艺设计人员掌握化学工业过程的一般特点外，还应具备微生物发酵和生物化学的基本知识及无菌操作的概念。1、卫生卫生要求要求严严 与一般工厂包括化工厂不同的地方，生物工程工厂，尤其是发酵车间对无菌要求的特殊性，要求从天上（空气）到地面（绿化、无露土）、到地下（地下水）均无污染。2、技、技术术要求高要求高 生物工厂是生物技术产业的重要组成部分，利用微生物的某种特性，通过现代工程技术手段进行工业规模生产，涉及到微生物学、生物学、化学工程、热工、机械、电气、自控仪表、环保等专业。3、发发展速度快展速度快 生物（发酵）产品品种和产量发展速度快，涉及的生产部门包括酒精和饮料酒工业、氨基酸工业,酶制剂工业、有机酸工业、食品工业、化学工业、医药工业以及农业和环境保护等行业。食品行业：啤酒、酒精、葡萄酒有机酸：柠檬酸、醋酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、酶制剂：淀粉酶、糖化酶氨基酸：味精、赖氨酸、蛋氨酸等抗生素：青霉素、红霉素等生物制品：4、动动力消耗大力消耗大 水、电、汽、气用量大，并且发酵工厂要求不间断供电，属二类负荷用电单位。降低能耗是重要课题。5、运、运输量大量大 原料如淀粉、糖蜜，燃料等用量大，因此运输要方便。6、“三三废”治理工作量大治理工作量大 生物工厂排放的废水、废渣，属于高浓度有机废水，经微生物作用后，会产生难闻气味，直接排放会造成堵塞河道，秧及鱼虾，环境污染严重。推进清洁生产三、三、设计工作的任工作的任务和内容和内容n n体现国家有关方针政策n n切合实际n n安全适用n n技术先进n n经济效益好n n凡是设计范围涉及到整个工业企业的，称总体设计。n n凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容，而只是其中的某些部分，甚至于某一个部分或某一个设备，称局部设计。n n总体设计与局部设计的审批程序不同。n n发酵工厂的总体设计是由各个车间设计组成。设计设计工作一般包括有：工作一般包括有：总总（整整）体体设计设计与与局部局部设计设计 工厂工厂设计工作的内容工作的内容 包括参加建设项目的决策，编制各个阶段设计文件，配合施工和参加验收，进行总结的全过程。四、工四、工艺设计是是总体体设计的主的主导设计1）工艺设计贯穿整个工厂设计的全过程并且负责组织和协调其他各专业设计；2）其他专业必须根据工艺设计的合理要求来进行配套设计。3）工艺设计的先进性、合理性、环境保护、安全性等直接影响到其他配套设计的先进性、合理性、环境保护与安全性。如节能环保等。五、生五、生产工工艺设计的依据、内的依据、内容和深度容和深度 必须依据批准的设计计划任务书和/或其他批准的文件。而工艺设计内容和深度则必须遵循国家和行业的有关规定，以满足有关部门的审核要求，保证设计标准统一、适宜和有效，提高设计质量。n n有关设计工作深度规定，设计人员在应用时，应根据内容需要，结合项目实际，结合现行的其它规范、规定和上级有关部门的要求，灵活掌握、应用，在符合总体框架的前提下，可作适当的增、减。n n本课程及毕业设计的目的是为了完成工程师的综合性基本训练，所以内容和深度以初步设计中的工艺设计为主，兼顾部分设备设计，设计范围以车间为主。六、生物工厂六、生物工厂设计的的发展展趋势主要趋势：n n1、过程工程 Process Engineering n n2、多用途工厂 Multipurpose Plantsn n3、质量源于设计（QbD）过程过程 process:n nSequence of chemical,physical or biological operations for the conversion,transport or storage of material or energy.过程装置过程装置/工厂工厂process plant:n nFacilities and structures necessary for performing a process.过过程工程程工程 Process Engineeringn n过程工程是研究物质的化学、物理和生物转化过程中物质的运动、传递和反应及其相互关系的一门工程科学。n n过程工程的主要研究方法是数学模拟，包括模型化和模拟两部分内容。n n过程工程研究的基本问题：最最优设计优设计最最优优控制控制企企业业的的组织组织管理和管理和经营经营技技术术过程工厂过程工厂n nchemical plantschemical plantsn nBiotech plantsBiotech plantsn nBrewery Brewery n nCrude oil refineriesCrude oil refineriesn nFood processingFood processingn nFertilizer plantsFertilizer plantsn nOil&GasOil&Gasn nNuclear Power plantsNuclear Power plantsn nPharmaceuticalPharmaceuticaln nPulp Paper millsPulp Paper millsn nWater Treatment plantsWater Treatment plants多用途工厂多用途工厂 Multipurpose Plantsn nJ Just in time delivery and ever more efficient ust in time delivery and ever more efficient processesprocessesn nHigh end products require a wide product diversity High end products require a wide product diversity resulting in lower quantities of each single productresulting in lower quantities of each single productn nA At design stage,different potential requirements t design stage,different potential requirements are taken into consideration allowing technical are taken into consideration allowing technical equipment to be installed according to the desired equipment to be installed according to the desired product.product.n nReconfiguration can be achieved quickly through Reconfiguration can be achieved quickly through exchange of readily available components without exchange of readily available components without costly refitting ot the entire plant.costly refitting ot the entire plant.Single-lineMultiline/Multipath/NetworkStructual FlexibilityProduct-assortment flexibilityFlexibility in capacity质质量源于量源于设计设计Quality by Design，QbDn n过过去比去比较较流行流行“质质量是制造出来的量是制造出来的”，但是在，但是在实际实际中却中却发现发现那些那些“制造合格制造合格”的的产产品在使用中出品在使用中出现许现许多不良反多不良反应应，不得不被迫召回，最根本的原因在于，不得不被迫召回，最根本的原因在于药药品品设计设计上的缺陷。上的缺陷。n n质质量源于量源于设计设计（QbDQbD），是近年来以美国），是近年来以美国FDAFDA为为代表代表提出的国提出的国际药际药品生品生产质产质量管理的新方向，它量管理的新方向，它强调强调通通过设计过设计提高提高产产品品质质量，量，实现药实现药品生品生产产企企业业、监监管机管机构和患者的三方共构和患者的三方共赢赢。n n动态药动态药品生品生产产管理管理规规范范/现现行行药药品生品生产产管理管理规规范范（Current Good Manufacture PracticesCurrent Good Manufacture Practices，cGMPcGMP），），要求在要求在产产品生品生产产和物流的全和物流的全过过程都程都实实行更行更为严为严格格规规范的管理。范的管理。七、工厂七、工厂设计工作原工作原则1.设计工作要以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观为中心，贯彻落实节能减耗、节水、节地、节材和资源综合利用，积极采用清洁生产和循环利用，从源头减少资源消耗和污染物的产生。2.设计工作必须认真进行调查研究。设计的经济技术指标达到或超过国内同类工厂的平均先进水平。3.解放思想、积极采用新技术，技术上做到适用性和先进性，经济上合理。尽可能提高劳动生产率，尽量实现机械化、自动化。4.结合实际，因地制宜，体现通用性和独特性结合，不能千厂一貌；工厂规模、品种，要适应市场；考虑资金来源、建厂地点、时间、三废综合利用的条件，并留有发展余地。5.生物工厂设计应考虑微生物发酵的独特要求，注意周围环境的清洁卫生，和厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。食品类发酵工厂，要符合食品卫生法的有关规定充分体现卫生、优美、流畅，并能让参观者放心的原则。6.设计工作必须加强计划性，各阶段工作要有明确的进度。工厂设计软件工厂设计软件n nAutoCAD/AutoCAD Plant 3D 2010/AutoCAD P&ID 2010n nCADWork 三维工厂设计软件n nCATIA（Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application）模块CCPlantP&IDn nProcess and instrument drawingn na complex diagram that uses process symbols to describe a process unit;also called piping and instrumentation drawing.八、八、AutoCADn n要求掌握AutoCAD绘图技能第一章第一章 基本建基本建设程序程序第一节 概述第二节 项目申请报告第三节 可行性研究第四节 设计任务书第五节 初步设计阶段第六节 施工图设计阶段第一第一节 概述概述n n一、国家投资基本建设项目类型n n二、规定基本建设程序的必要性n n三、基本建设程序的内容一、国家投一、国家投资基本建基本建设项目目类型型n n建设项目按管理需要的不同，有不同的分类方法：（一）（一）按建按建设性性质划分划分n n是指从无到有，“平地起家”，新开始建设的项目。有的建设项目原有基础很小，经扩大建设规模后，其新增加的固定资产价值超过原有固定资产价值三倍以上的，也算新建项目。1 新建新建项目目2 扩建建项目目n n是指原有企业、事业单位、为扩大原有产品生产能力（或效益），或增加新的产品生产能力，而新建主要车间或工程项目。3 改建改建项目目n n是指原有企业，为提高生产效率，增加科技含量，采用新技术，改进产品质量，或改变新产品方向，对原有设备或工程进行改造的项目。有的企业为了平衡生产能力，增建一些附属、辅助车间或非生产性工程，也算改建项目。4 迁建迁建项目目n n是指原有企业、事业单位，由于各种原因经上级批准搬迁到另地建设的项目。迁建项目中符合新建、扩建、改建条件的，应分别作为新建、扩建或改建项目。迁建项目不包括留在原址的部分。5 恢复恢复项目目n n是指企业、事业单位因自然灾害、战争等原因，使原有固定资产全部或部分报废，以后又投资按原有规模重新恢复起来的项目。在恢复的同时进行扩建的，应作为扩建项目。（二）按建（二）按建设规模大小划分模大小划分n n基本建设项目可分为大型项目、中型项目、小型项目；n n更新改造项目分为限额以上项目、限额以下项目。n n基本建设项目大中小型划分标准，是国家规定的，按总投资划分的项目，能源、交通、原材料工业项目5000万元以上，其他项目3000万元以上的为大中型项目，在此标准以下的为小型项目。（三）按（三）按项目在国民目在国民经济中的中的作用划分作用划分1.生产性项目，指直接用于物质生产或直接为物质生产服务的项目，主要包括工业项目（含矿业）、建筑业、地质资源勘探及农林水有关的生产项目、运输邮电项目、商业和物资供应项目等。2.非生产性项目，指直接用于满足人民物质和文化生活需要的项目，主要包括文教卫生、科学研究、社会福利、公用事业建设、行政机关和团体办公用房建设等项目。（四）按建（四）按建设过程划分程划分1.筹建项目，指尚未开工，正在进行选址、规划、设计等施工前各项准备工作的建设项目。2.施工项目，指报告期内实际施工的建设项目，包括报告期内新开工的项目、上期跨入报告期续建的项目、以前停建而在本期复工的项目、报告期施工并在报告期建成投产或停建的项目。3.投产项目，指报告期内按设计规定的内容，形成设计规定的生产能力（或效益）并投入使用的建设项目，包括部分投产项目和全部投产项目。4.收尾项目，指已经建成投产和已经组织验收，设计能力已全部建成，但还遗留少量尾工需继续进行扫尾的建设项目。5.停缓建项目，指根据现有人财物力和国民经济调整的要求，在计划期内停止或暂缓建设的项目。（五）按（五）按项目工作目工作阶段划分段划分1.前期工作项目，指已批准项目建议书，正在做可行性研究或者进行初步设计（或扩大初步设计）的项目。2.预备项目，指已批准可行性研究报告和初步设计（或扩初设计），正在进行施工准备待转入正式计划的项目。3.新开工项目，指施工准备已经就绪，经批准，报告期内计划新开工建设的项目。4.续建项目（包括报告期建成投产项目），指在报告期之前已开始建设，跨入报告期继续施工的项目。（六）按（六）按项目隶属关系划分目隶属关系划分1.中央项目，亦称部直属项目。它是指中央各主管部门直接安排和管理的企业、事业和行政单位的建设项目。这些项目的基本建设计划，由中央各主管部门编制、报批和下达。所需的统配物资和主要设备以及建设过程中存在的问题，均由中央各主管部门直接供应和解决。2.地方项目，指由省、市、自治区和地（市）、县等各级地方直接安排和管理的企业、事业、行政单位的建设项目。这些项目的基本建设计划由各级地方主管部门编制、报批和下达，所需物资和设备由各地方地方主管部门直接供应。二、二、执行基本建行基本建设程序的必要性程序的必要性n n基本建设程序，是指基本建设项目全过程中各项工作必须遵循的先后顺序。n n基本建设程序是基本建设项目全过程中各环节、各步骤之间客观存在的不可破坏的先后顺序，是由基本建设项目本身的特点和客观规律决定的；n n基本建设程序是基本建设的客观规律 进行基本建设，坚持按科学的基本建设程序办事，就是要求基本建设工作必须按照符合客观规律要求的一定顺序进行，正确处理基本建设工作中从制定建设规划、确定建设项目、勘察、选址、设计、建筑、安装、调试，直到竣工验收交付使用等各个阶段、各个环节之间的关系，达到提高投资效益的目的，这是关系基本建设工作全局的一个重要问题，也是按照自然规律和经济规律管理基本建设的一个根本原则。为此，国家对建设项目的决策和设计制订了基本建设程序。三、基本建三、基本建设程序的内容程序的内容 基本建设程序是从时间角度对基本建设项目中的出现复杂问题进行分解，把项目发展的过程依次划分为若干个阶段，各个阶段有严格的先后顺序和分工，每个阶段都有相对独立的目标、内容和任务，然后逐步完成每个阶段的任务。基本建设程序的内容就是对基本建设划分成若干个阶段，对各个阶段的目标、内容和任务进行分工，制订每个阶段相应的工作程序（流程）。在我国，一般规定对于一个新建项目从计划建设到建成投产，建设程序要经过以下三个阶段：建设前期、建设期和交付使用期。1、建、建设设前期前期的工作的工作程序程序1 1）项目申报阶段项目申报阶段：（1 1）可行性报告可行性报告、环境影响评价、安全评价、环境影响评价、安全评价、能源评估；能源评估；（2 2）土地资源、能源供应、原材料供应、水资）土地资源、能源供应、原材料供应、水资源等部门有关证明和协议；源等部门有关证明和协议；（3 3）厂址选择、地址勘测、水资源勘查；）厂址选择、地址勘测、水资源勘查；（4 4）项目申请报告）项目申请报告2 2）初步设计阶段初步设计阶段：初步设计、总概算初步设计、总概算2、建、建设期期 设计单设计单位位：施工：施工图设计图设计 筹建筹建单单位位：征地；：征地；设备设备材料定材料定货货，签签定施工安装合同并准定施工安装合同并准备备；生生产产准准备备施工安装施工安装单单位位：预预算；施工算；施工组织设计组织设计；开工准开工准备备 施工安装总进度表开工报告上报开工建设单项验收调试试生产主管部门验收移交生产批准的初步设计、总概算 3、交付使用交付使用期期 移交正式投产企业经营管理 设计单设计单位位回回访访、设计总结设计总结整理整理编编制技制技术术档案档案第二第二节 项目申目申请报告告n n向有关主管部向有关主管部门门提出申提出申请请工程项目工程项目，以期，以期备案核准备案核准立立建设建设。n n项项目申目申请报请报告是告是对拟对拟建建项项目的一个目的一个轮轮廓廓设设想，主要想，主要作用是作用是为为了了说说明明项项目建目建设设的必要性，条件的可行性的必要性，条件的可行性和和获获利的可能性。利的可能性。n n根据项目性质，或报政府有关部门，根据项目性质，或报政府有关部门，主要从主要从维护经维护经济济安全、合理开安全、合理开发发利用利用资资源、保源、保护护生生态环态环境、境、优优化化重大布局、保障公共利益、防止出重大布局、保障公共利益、防止出现垄现垄断等方面断等方面进进行行审查审查。n n根据核准的根据核准的项项目申目申请报请报告告，开展可行性研究工作。开展可行性研究工作。项项目申目申请报请报告的关告的关键问题键问题是是“这这是一个什么是一个什么项项目？目？”应应重点重点阐阐述述项项目的外部性、公共性等事目的外部性、公共性等事项项。一、任一、任务和意和意义项目申目申请报告告n n按照国家发展和改革委员会二七年五月二十八日发布的“项目申请报告通用文本”二、二、项目申目申请报告主要内容告主要内容 按照国家发展和改革委员会按照国家发展和改革委员会二七年五月二十八二七年五月二十八日日发布的发布的“项项目申目申请报请报告通用文本告通用文本”：1.1.申申报单报单位及位及项项目概况；目概况；2.2.发发展展规规划、划、产业产业政策和行政策和行业业准入分析；准入分析；3.3.资资源开源开发发及及综综合利用分析合利用分析 4.4.节节能方案分析；能方案分析；5 5.建建设设用地、征地拆迁及移民安置分析用地、征地拆迁及移民安置分析；6 6.环环境和生境和生态态影响分析影响分析；7 7.经济经济影响分析影响分析；8 8.社会影响分析社会影响分析；n n编编写写项项目申目申请报请报告告时时，应应根据政府公共管理根据政府公共管理的要求，的要求，对拟对拟建建项项目从目从规规划布局、划布局、资资源利用、源利用、征地移民、生征地移民、生态环态环境、境、经济经济和社会影响等方和社会影响等方面面进进行行综综合合论证论证，为为有关部有关部门对门对企企业业投投资项资项目目进进行核准提供依据。行核准提供依据。n n至于至于项项目的市目的市场场前景、前景、经济经济效益、效益、资资金来源、金来源、产产品技品技术术方案等内容，不必在方案等内容，不必在项项目申目申请报请报告告中中进进行行详细详细分析和分析和论证论证，而，而由企由企业业根据决策根据决策需要和需要和项项目情况相目情况相应应确定。确定。第三第三节 可行性研究可行性研究n n可行性研究是对拟建项目进行全面分析及多方面比较，对其是否应该建设及如何建设作出论证和评价。n n可行性研究的关键问题是“这个项目的建设的经济效益”，如果项目得以进行，则可行性报告中所确定的设计方案、设计原则及基础资料，就是编制设计任务书的主要依据。n n可行性研究已经是一种规范的方法。一、任一、任务和意和意义Cash Flow Profile of a project二、可行性研究二、可行性研究报告的内容告的内容n nQBJS 5-2005 轻工业建设项目可行性研究报告编制内容深度规定可行性研究可行性研究报告告(1)研究工作的目的、依据和范围；(2)项目提出的背景、投资的必要性和经济意义；(3)研究工作概况及结论。1、总论2、市、市场需求需求预测和建和建设规模模 (1)国内外市场需求情况的预测；(2)国内现有工厂生产能力的估计；(3)销售预测、价格分析、产品竞争能力；(4)产品方案和发展远景的技术经济比较及分析；(5)拟建工程的最佳规模。3、原原材材料料、燃燃料料及及资源源情情况况 (1)原料、辅助材料、燃料的种类、数量、来源和供应情况；(2)公用资源设施的数量、供应方式和供应条件。4、建厂条件和厂址方案、建厂条件和厂址方案 (1)厂址地理自然条件(指位置、地形、海拔、地质、气象、水文）)和社会经济现状；(2)交通运输及水汽电等现状和发展趋势；(3)生活设施状况和协作条件；(4)厂址比较和选择意见。5、设计方案方案(1)工艺路线的选择，包括技术来源和生产方法主要技术工艺和设备选型方案的比较，引进技术设备的性能、来源、国别；(2)全厂布置方案的初步选择和土建工程量；(3)公用辅助设施和厂内外交通运输方式的比较选择意见；(4)改、扩建项目，要说明原固定资产能够利用的情况。6、环境保境保护 调查环境情况，预测项目对环境的影响，提出环境保护和三废治理的初步方案。7、企、企业组织、劳动定定员和人和人员培培训8、投、投资估算和估算和资金筹措金筹措(1)主体工程和配套工程投资估算；(2)生产流动资金的估算；(3)投资收益率和回收期；(4)资金来源、筹措方式和贷款偿付方式9、社会及、社会及经济效果效果评价价 社会及经济效果要进行静态分析和动态分析：投资利润率 投资利税率 内部收益率三、可行性研究的深度三、可行性研究的深度 按照投按照投资资体制改革的要求，政府不再体制改革的要求，政府不再审审批企批企业业投投资项资项目的可行性研究目的可行性研究报报告，告，项项目的市目的市场场前景、前景、经济经济效益、效益、资资金来源、金来源、产产品技品技术术方案等都由企方案等都由企业业自主决策。尽管不需再自主决策。尽管不需再报报政府政府审审批，但批，但为为了了防止和减少投防止和减少投资资失失误误、保、保证证投投资资效益，企效益，企业业在在进进行自主决策行自主决策时时，仍，仍应编应编制可行性研究制可行性研究报报告，告，对对上述内容上述内容进进行分析行分析论证论证，作，作为为投投资资决策的重决策的重要依据。因此，投要依据。因此，投资资体制改革之后，可行性研体制改革之后，可行性研究究报报告的主要功能是告的主要功能是满满足企足企业业自主投自主投资资决策的决策的需要，其内容和深度可由企需要，其内容和深度可由企业业根据决策需要和根据决策需要和项项目情况相目情况相应应确定。确定。可行性研究可行性研究报告告编制内容深度制内容深度规定定n nQBJS 5-2005 轻工业建设项目可行性研究报告编制内容深度规定 n n医药建设项目初步设计编制内容及深度规定n n“国家高技术产业发展项目”等按国家和省有关部门规定的统一格式。第四第四节 设计任任务书n n设计任务书是一个指令性的文件。n n是确定建设项目，编制设计文件的依据。一、一、设计任任务书的内容的内容1.项目设计的目的和依据；项目名称2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；3.原材料、燃料、动力、供水、运输、矿产资源、水文地质、等协作条件；4.厂址与占地面积和城市规划的关系；地理自然条件、防空、防震等的要求；5.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；6.建设工期与进度计划；施工单位名称7.投资控制；8.劳动定员及组织管理制度；9.经济效益、资金来源、投资回收年限10.扩改建项目的原因，以及现有资产的利用情况和现有生产潜力的发挥程度。二、二、设计任任务书的附件的附件1.原材料的供应和原料基地情况；2.厂址地区的地形与地势、工程地址、水文、气象和地震等资料；3.土地使用批准书及能源、交通等协议书；4.可行性研究报告中有关预测经济效果的资料和计算依据；5.如采用新工艺、新产品或新设备，则提供有关的鉴定证书或试验报告；6.扩建工程则要附原厂总平面布置图及主要设备一览表。第五第五节 初步初步设计阶段段 一、概述 二、初步设计的内容 三、初步设计的步骤 四、初步设计的深度 五、初步设计阶段工艺设计人员应向协同设计的相关专业提交的资料一、概述一、概述 按项目规模的大小、重要性、技术的复杂性、设计条件和水平，可以将设计工作分为三阶段设计、二阶段设计、一阶段设计。三三阶段段设计：初步设计-技术设计-施工图设计 二二阶段段设计：（扩大）初步设计-施工图设计 一一阶段段设计：施工图设计n n二阶段设计综合了三阶段和一阶段设计的优点，将设计工作划分为初步设计和施工图设计两个阶段，既可靠又节省时间，是我国目前大多数改建、扩建和新建工程项目普遍采用的设计模式。在两阶段设计中，初步设计是建设前期工作的组成部分，施工图设计是建设期工作的组成部分。n n本课程主要介绍二阶段设计。n n初步设计是基本建设前期的组成部分，是实施项目工程建设的基本依据，所有新建、改建、扩建、技术改造的项目，都必须有初步设计。n n初步设计的主导专业是生产工艺设计。初步初步设计目的目的：n n保证项目投产后收到预期的经济效益。n n要求技术资料和基础数据准确，经济技术指标先进合理，工艺设备成熟先进。初步初步设计设计的的依据依据：1)批准的项目申请报告2）可行性研究报告以及设计计划任务书。3)项目工程师或项目总负责人下达的设计工作提纲和总工程师作出的技术决定。4)如采用新原料品种、新技术和新设备，必须在技术上有切实把握并且依据正式的试验研究报告和技术鉴定书，经设计部门领导核准后方可作为设计依据。5)其它可靠的设计基础资料。初步初步设计的的成果成果：n n初步初步设计说明明书n n图纸二、初步设计阶段的内容和成果二、初步设计阶段的内容和成果 初步设计是在下达的设计任务书或与建设单位签署的设计合同基础上，确定全厂设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题。设计内容包括总论、运输、工艺、公用工程、仪表及自动控制、设备、给排水、动力及设计概算等。初步设计是以大量的图、表和必要的文字说明完成的，其成果是设计说明书和设计图纸。（一）全厂初步设计说明书的内容（一）全厂初步设计说明书的内容按照国家或行业规定的要求编写 设计依据和设计范围 设计指导思想、建设规模和产品方案 生产方法及工艺流程的比较和阐述 主要生产技术经济指标和生产定额 主要设备选型及计算 车间布置的说明 存在问题及解决问题的建议 初步设计说明书一、全厂初步一、全厂初步设计说设计说明明书书的的编编写内容写内容 按照按照轻轻工工业业建建设项设项目初步目初步设计编设计编制内容深制内容深度度规规定定QBJS 6-2005QBJS 6-2005，全厂初步，全厂初步设计说设计说明明书书的的编编写内容写内容为为：1.1.总论总论 2.2.技技术经济术经济 3.3.总总平面布置及运平面布置及运输输 4.4.工工艺艺 5.5.自自动动控制控制测测量量仪仪表表 6.6.建筑建筑结结构构 7.7.给给水排水水排水 8.8.供供电电 9.9.电电信信10.10.供供热热 11.11.采暖通采暖通风风12.12.空空压压站、氮氧站、冷站、氮氧站、冷冻冻站站 13.13.维维修修14.14.仓库仓库与堆与堆场场15.15.中心化中心化验验室室16.16.环环保与保与综综合利用合利用17.17.节约节约能源能源18.消防19.计量20.职业安全卫生21.生活福利设施22.总概算书：按轻工业工程设计概预算编制办法QBJS 10-2005 QBJS 10-2005 及项目所在地区有关规定编制。（二）（二）车间初步初步设计说明明书的的内容内容n n按照轻工业建设项目初步设计编制内容深度规定工艺部分说明书的内容，并根据行业特点和工厂的繁简条件编写；n n按车间编写。车间初步初步设计说明明书（工（工艺部部分）的内容分）的内容 p1314（1 1）车间车间概况及特点。概况及特点。（2 2）车间组织车间组织。（3 3）工作制度，年工作日，日工作小）工作制度，年工作日，日工作小时时等。等。（4 4）成品或半成品的主要技）成品或半成品的主要技术规术规格及格及质质量量标标准准（注明国家、行（注明国家、行业业或国或国际标际标准）。准）。（5 5）生）生产产流程流程简简述。述。（6 6）采用新技）采用新技术术的内容、及来源。的内容、及来源。（7 7）主要工）主要工艺艺技技术术指指标标（需列表（需列表说说明）明）等等等等8.原原辅材料用量及主要技材料用量及主要技术规格或格或质量量标准：准：根据工艺流程，经过计算列出单位产品原材料、物料、动力消耗指标(如水、电、汽等)，与国内已达到的先进指标的比较说明(见表12-1)。9.主要设备选择。10.车间化验站的设置和主要设备选择。11.测量、计量器具的配置说明。12.室外工艺管道 (1)主要管道的负荷与参数。(2)管道系统选择。(3)管道设计、敷设方式，穿越特殊地区 案，采用特殊材质的说明。(如特殊地质、地貌、高压线等)的技术方案、采用特殊材质的说明 (4)(4)特殊技特殊技术术要求和措施要求和措施(防爆、防雷、防静防爆、防雷、防静电电、蒸汽伴管或套管加蒸汽伴管或套管加热热等等)。(5)(5)防腐及保温要求防腐及保温要求简简述。述。(6)(6)绘绘制室外工制室外工艺艺管道系管道系统图统图，厂外管道，厂外管道线线路路图图，管架及管沟管架及管沟线线路路图图。13.13.存在存在问题问题及建及建议议。14.14.附件附件 (1)(1)工艺流程图工艺流程图。标标明原料、明原料、辅辅助材料、各种介助材料、各种介质质流向、工流向、工艺艺参数和控制点等。参数和控制点等。(2)(2)设备布置图设备布置图。标标明平面、剖面布置。明平面、剖面布置。(3)(3)设备一览表设备一览表。(4)(4)主要材料估算表主要材料估算表。编撰设计说明书应注意的问题编撰设计说明书应注意的问题n n确定设计范围n n按规范撰写1）封面）封面n n一定要包括项目名称、设计人员姓名、完成日期等。2 2）摘要摘要n n要求完整、准确、简洁并且自成一体。n n前两句说明本项目的重要性/意义，接下来两三句说明本设计题目和要解决的问题，然后几句说明本设计的独特性，最后几句总结本设计。3 3）说明书目录及内容说明书目录及内容n n设计说明书要分章节并编号，因此一定要有目录。n n目录要完整前言前言前言前言第一章第一章第一章第一章 总论总论第一第一节节 设计设计依据和范依据和范围围第二第二节节 设计设计原原则则第三第三节节 生生产规产规模和模和产产品方案品方案第四第四节节 生生产产工工艺艺流程流程第五第五节节 主要原主要原辅辅料供料供应应情况情况第六第六节节 厂址概述厂址概述第七第七节节 公用工程和公用工程和辅辅助工程助工程第八第八节节 技技术经济术经济第二章第二章第二章第二章 总总平面布置及运平面布置及运平面布置及运平面布置及运输输第一第一节节 总总平面布置平面布置第二第二节节 工厂运工厂运输输第三章第三章 全厂物料衡算全厂物料衡算第一第一节节 工工艺艺流程及相关工流程及相关工艺艺参数参数第二第二节节 物料衡算物料衡算第四章第四章第四章第四章 设备设计设备设计与与与与选选型型型型第一第一节节 设备设计设备设计和和选选型的原型的原则则第二第二节节 主要工主要工艺设备艺设备的的设计设计和和选选型型第三第三节节 主要主要设备设备一一览览表表第五章第五章第五章第五章 车间车间布置布置布置布置设计设计第一第一节节 建筑概述建筑概述第二第二节节 常用常用设备设备的布置的布置设计设计参考文献参考文献参考文献参考文献4 4）参考文献参考文献n n不要省略（三）初步设计的图纸、附表、附表（1）生产工艺流程图（带控制点）（2）车间设备布置图 比例1：100 或 1：200（3）全厂总平面布置图 比例1：500 或 1：1000（4）主要生产设备和电动机一览表（5）主要材料估算表三、初步三、初步设计的步的步骤n n设计准备1-3、n n编制开工报告4-8、n n签定条件往返协作时间表9、n n编制初步设计文件10-15、n n校审16、n n复制17、n n报批和归档18等程序设计设计准准准准备备1313编编制开工制开工制开工制开工报报告告告告4848签协签协作作作作时间时间表表表表编编制初制初制初制初设设文件文件文件文件10151015校校校校审审16 16 复制复制复制复制 17 17报报批批批批 归归档档档档1818四、初步设计的深度四、初步设计的深度初步设计的深度，应满足以下要求：1.设计方案的比较选择和确定；2.主要设备和材料定货；3.土地征用；4.建设投资控制；5.确定劳动定员和安排人员技术培训；6.提供主管部门和有关单位进行设计审查；7.施工图设计的依据；8.进行施工安装准备和生产准备。初步初步设计设计内容内容和和深度深度要求要求规规定定n nQBJS 6-2005 轻工业建设项目初步设计编制内容深度规定（实施日期2006-05-01）n n医药建设项目初步设计编制内容及深度规定n n民用建筑和一般工业建筑（房屋部分）项目按建设部建筑工程设计文件编制深度规定2003年版；初步初步设计的的审批及批及变更更 大型项目的初步设计文件，按隶属关系由国家主管部门（省、市、区）提出审查意见，报国家发展和改革委员会审批。特大或特殊工程项目，由国家发展和改革委员会报国务院审批。中型项目的初步设计文件，按隶属关系由国家主管部门（省、市、区）审批，批准文件抄送报国家发展和改革委员会备案。国家指定的中型工程项目的设计文件，要报国家发展和改革委员会报审批。小型项目的初步设计文件，按隶属关系由各部门和省、直辖市、自治区自行审批。经过批准的文件有一定的严肃性，不能随意更改。五、五、初步初步设计阶设计阶段工段工艺设计艺设计人人员员应应向向协协同同设计设计的相关的相关专业专业提交的提交的资资料料 初步设计阶段，工艺专业向协同设计的相关专业应提供的资料见下表第六第六节 施工施工图设计阶段段一、施工图设计的内容二、施工图设计的步骤三、施工图设计的深度四、施工图设计阶段工艺设计人员应向协同设计的相关专业提交的资料 施工图设计是根据批准的初步设计及其审批意见，完成各类施工图纸、施工说明和工程概算书，作为施工的依据。施工图设计主要工作使初步设计的内容更完善、具体、详尽，达到指导施工的要求。施工图阶段的设计文件由设计单位直接负责，不再上报审批。一、施工图设计的内容与成果一、施工图设计的内容与成果n n施工图设计阶段的内容，是连贯并依据批准的初步设计，使之更加具体化，按某一个单项工程成套出图。n n施工说明书提出施工安装验收的质量标准以及特殊施工安装方法和注意事项。n n施工图阶段的图纸必须是可按期进行施工安装的图纸。1、设计文件、设计文件施工图设计阶段的设计文件主要是施工说明书，应阐明以下三个内容：(1)如果对初步设计的某些内容进行了修改，应详细说明修改的理由和原因。(2)设备和管道的安装依据、验收标准及注意事项。对安装、试压、保温、油漆、吹扫、运转安全等要求。(3)管道安装和验收标准和注意事项。2、设计图纸、设计图纸 生产工艺系统详图 生产设备布置安装图、管道布置安装图比例1：50，1：25；细部详图可采用更小比例 非标设备制造和安装图，按机械制图标准绘制 设备电动机明细表，施工、安装、现场制作件材料汇总表 其他为了定货和安装的补充说明和图纸二、施工二、施工图设计的步的步骤施工图设计阶段大致要经历：n n设计准备(13)、n n编制开工报告(46)、n n签订工程项目设计内部联系合同(7)、n n编制施工图设计文件(89)、n n校审(10)、会签(11)、复制(12)、发图(13)、归档(14)等工作程序。编编制开工制开工制开工制开工报报告告告告4646签时间表编制各专业文件校审 会签 复制 发图 归档设计设计准准准准备备1313n在施工图设计阶段，专业之间的联系内容多，设计条件往返多。因此，各专业必须密切配合，协调工作，才能保证设计任务的顺利完成。三、施工三、施工图设计的深度的深度施工图设计的深度，应满足下列要求：(1)全部设备及材料的订货和交货安排。(2)非标设备的订货、制造和交货安排。(3)施工准备及编制施工预算和施工组织计划的要求。(4)土建、安装工程的要求。(5)对施工质量进行监控和验收的要求。施工施工图设计内容深度内容深度规定定n nQBJS 34-2005 轻工业建设项目施工图设计编制内容深度规定n n化工工艺设计施工图内容和深度统一规定 （HG20519-92）n n化工机械化运输工艺设计施工图内容和深度规定（HG/T20560-1997）n n化工工厂总图运输施工图设计文件编制深度规定（HG/T20561-1994）n n化工设备设计文件编制规定 （HG/T20668-2000）n n化工工厂工业炉设计施工图内容深度统一规定（HG/T21536-1992）n n自控专业施工图设计内容深度规定（一）、（二）（HG/T20506-1992）n n化工装置自控工程设计规定（上册）（下册）HG/T2063620639-1998n n化工企业电力设计施工图内容深度统一规定（一）、（二）、（三）（HG/T21507-1992）n n化工企业给排水设计施工图内容深度统一规定（HG/T20572-1995）n n化工建筑、结构施工图内容深度统一规定 （HG/T20588-1996）n n化工采暖通风与空气调节详细设计内容和深度的规定（HG/T20656-1998）n n化工企业热工设计施工图内容深度统一规定（HG/T20692-2000）施工图设计阶段，如果有些数据经过核查，或在审批初步设计时经修改补充而必须修改时，则对所涉及的数据必须另提修正资料作为施工图设计依据，并应进一步提供详细资料，主要内容如下：四四、施工、施工图设计阶图设计阶段工段工艺设计艺设计人人员应员应向向协协同同设计设计的相关的相关专业专业提交的提交的资资料料思考题：n n生物工厂有哪些主要特点？n n什么是总体设计和局部设计？n n为什么工艺设计是总体设计的主导设计？n n工厂设计工作基本原则是什么？n n新建项目的建设程序有哪三个阶段？n n什么是什么是新建新建项项目目、扩扩建建项项目目、改建改建项项目目？n n项项目申目申请报请报告告应应按照什么格式文本？按照什么格式文本？n n生物工厂可行性研究生物工厂可行性研究报报告告应应按照什么按照什么规规定定编编写写？n n简简述述项项目申目申请报请报告、可行性研究告、可行性研究报报告告书书和和设计设计任任务书务书的用途和相互关系。的用途和相互关系。n n什么是两什么是两阶阶段段设计设计？n n简简述述初步设计阶段的初步设计阶段的车间车间初步初步设计说设计说明明书书的内容。的内容。n n简简述述初步设计阶段的深度。初步设计阶段的深度。n n简简述施工述施工图设计图设计阶段的深度。阶段的深度。n n生物工厂初步生物工厂初步设计设计的内容和深度的内容和深度应应按照什么按照什么标标准准进进行？行？n n生物工厂施工生物工厂施工图设计图设计内容深度内容深度应应按照什么按照什么标标准准进进行？行？