化学纤维工厂设计1要点Word文档格式.docx
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1982年化纤总产量已超过50万吨。
中小型化纤企业遍及全国。
同时在部分省、市建立了以石油、天然气为原料的大型石油化纤联合企业。
但是，与世界工业发达国家相比，无论是产量、质量，还是规格品种，我国的化纤工业都还有很大差距，也还不能满足纺织工业发展的娶求。
随着社会主义现代化建设的进展，我国的化纤工业，必将进一步得到发展。
化纤工业的建设和发展，首先涉及到规划和设计问题。
因此，作好化纤厂设计工作，对于化纤工业的发展具有重要关系。
工厂设计是基本建设过程中一个重要环节。
设计工作是在党的建设社会主义有关方针、政策指引下，运用多种科学技术进行有机组合的过程。
这是一门政治、经济、技术密切相关的应用科学，是在同一目标下，进行的集体性的劳动与创作。
化纤厂的设计工作，一般会涉及到化纤工程学、化学工程学、纺织工程学、土木工程学、机械工程学、电气工程学、控制工程学、地质工程学以及工程画、机械制图等专业。
在设计工作中直接为化纤工艺服务的有：
建筑、结构、采暖通风、上下水、电气、自控、机械、锅炉、冷陈、概算、电算等部门。
将这么多的专业，几十个甚至几百个各种专业的设计人员组合在一起，协调工作，最后以图纸和文字的形式表现出来，这就需要有严格的科学态度和一定的设计程序。
（二）关于项目的可行性研究
一、可行性研究的目的和作用
以往的化纤建设项目，大体要经历勘察设计、施工安装、验收投产等阶段。
可是，随着生产规模的扩大，投资金额的增加，最终产品的多样化，生产技术的复杂化以及生产同一产品的生产技术可有多种选择等情况的出现，建设项目投资前的研究工作即可行性研究工作显得越来越重要。
可行性研究的目的在于，一个建设项目在末列入基本建设计划之前，先从技术、经济两个方面进行全面系统地研究。
分析和论证拟建项目能否行通，有无成功的把握，供投资时决策。
显然，可行性研究是编制和审查设计任务书的依据。
为适应我国社会主义经济发展的需要，吸取过去基本建设的经验教训，合理使用资金，避免建设项目决策的失误，提高生产建设的经济效益，国务院有关部门已明确规定；
所有建设项目，都必须进行可行性研究；
凡列入基本建设计划的项日，必须以经过审议通过的可行性研究报告作为依据；
在可行性研究报告的基础上编制建设项目的任务书；
报请审批的大、中型建设项目的设计任务书需附可行性研究报告。
近几年新建的化纤项目，在决定建设之前均经过了可行性研究阶段。
二、化纤工业可行性研究阶段的划分和内容
建设项目的可行性研究，可分为一段或两段进行。
一般建设项目只进行可行性研究即可，而重大项目则要按预可行性研究及可行性研究两段进行。
化纤项目一般只需进行可行性研究。
其深度和广度视项目的具体情况而定，但一般应有下列几个方面的内容：
1．总论，说明该化纤项目建设的背景（或项目要点），建设此项目的必要性和意义，可行性研究的依据和范围。
2．市场需求和拟建项目的规模：
说明拟建项目中产品的国内外现有生产能力；
国内外市场近期需求和预测，进行价格与产品竞争能力分析；
拟建项目的规模、产品方案和发展方向；
合理建设规模的技术经济比较和分析；
老企业技术改造与新建项目的技术经济比较和分析。
3．原材料及公用设施情况：
说明化纤生产中所用原料、辅助材料、化学药品、燃料的种类、数量、主要技术规格、供应来源以及水、电、汽等公用工程的数量、规格、来源和供应方式。
4．厂址方案和建厂条件：
说明拟建项目所在的地理位置和自然、社会经济条件；
交通和能源供应现状以及今后发展趋势；
厂址方案的比较与选则意见。
5．设计方案：
包括全厂总体布置和厂内、外交通运输方式的比较和选择；
主要技术工艺和设备选型方案的比较；
全厂土建结构形式和工程量估算及其他公用设施的考虑等。
6．三废治理和环境保护：
包括环境现状描述，三废治理和回收；
对环境影响的预评价等内容。
7．生产组织：
劳动定员和全厂人员情况。
8．拟建项目的实施计划：
包括勘察设计；
设备订货与制造；
工程施工和安装；
调试和投产时间；
拟建项目实施的可行方案。
9．投资估算和资金筹措：
包括各单项工程及外部协作配套工程的资金估算和建设资金总额；
生产流动资金的估算；
资金来源、筹措方式、数额和利率估计等内容。
10．产品成本估算：
包括原材料消耗定额、价格、各种费用的定额标准；
折旧、税金、利息及总成本与单位成本估算。
11．经济效果评价：
包括财务评价（主理是计算项目的内部收益率和资金回收期）、敏感性分析、国民经济评价和评价结论。
承担可行性研究的单位，应按要求对项目进行研究并提出报告。
承担单位对原始数据、工艺方法、计算方法、经济分析和对项目的结论负有责任。
承担可行性研究的单位，须经国务院有关部委或省、市、自治区进行资格审定。
目化纤项目可行性研究工作刚刚开始，一般由经资格审定合格的设计院承担。
（三）设计依据和设计程序（设计内容）
一、设计任务书
设计工作的依据是设计任务书（或称计划任务书）。
这是在设计工作开展之前发给设计单位和组织设计人员研究讨论设计任务的指令性文件。
其作用是为拟建项目的设计工作提出有关设计的原则、要求和指示。
有关设计的原则和要求规定得越明确，越具体。
越便于设计工作的开展。
设计任务书应由筹建单位的上级主管部门编制和下达委托。
当产品种类繁多，生产过程复杂时，也常吸收设计单位参加或委托设计单位进行编制。
化纤厂设计任务书一般应包括下列内容：
1．编制设计任务书的依据（上级领导机关确定拟建项目的文件或指示）。
2．建设规模和产品规格（产品、副产品名称、规格及年产量）。
3．厂址和占地面积。
4．工厂组成和生产方法。
5．原材料技术规格，燃料种类及其供应情况。
6．水、电、汽等动力的主要规格及来源。
7．与其他工业企业的协作关系（主要指交通运输、机修等）。
8．设计分工和进度要求。
9．施工单位和建厂期限。
10．投资估算。
设计任务书一般均应有上述诸项的附件，有时还需要附有说明书，以论证其中的重要部分。
二、设计的类型和阶段划分
化学纤维工厂设计同其他行业基建设计一样，也有三种设计类型：
新建工厂设计、原有工厂的改建或扩建设计以及车间、厂房的局部修建设计。
其中以新建工厂的设计牵涉面最广，设计工作量最大，也最有代表性，故作为本书的编写范围。
根据工厂设计的客观规律，在设计工作方法上，一般采用由浅入深，由原则到具体，分阶段进行的办法，即先确定主要的设计原则，再进一步考虑技术上的细节。
在设计过程中形成了明显的阶段。
设计阶段的划分，一般按工程的大小，技术的复杂程度，设计水平高低等因素而定。
大、中型工程项目，一艇采用两段设计，即初步设计和施工图设计。
重大项目和特殊项目，根据需要，经主管部门指定，可以增加技术设计阶段。
对于某些比较简单的项目，在设计人员工作经验丰富的前提下，也可采用一段设计。
目前，化学纤维工厂设计均采用两段设计，即初步设计和施工图设计。
初步设计的要求是着重解决设计中各个专业的设计原则和主要技术经济问题。
具体包括设计依据及设计指导思想，设计条件和原则；
厂址概况、车间组成和设计分工；
生严能力、产品方案及发展远景；
设备特征及数量；
原材料及水、电、汽等公用工程用量、规格及来源；
工厂总平面图的布置及原则、厂内外运输方案；
各生产车间、辅助车间、生活福利设施建筑物及构筑物的设计原则；
厂区供排水、“三废”治理、环境保护的设计原则及方案；
供电、供热系统的设计原则；
采暖通风设计原则；
劳动组织和定员；
综合概算基建投资以及存在的主要问题等。
上述内容要通过文字说明（总论说明书及各专业的说明书）和相应的图（如总平面布置图、有关专业的工艺流程图、平面布置图及设备布置图等）、表（设备表、定员表、原材料及公用工程消耗量汇总表及总概算表等）的形式表现出来。
初步设计的作用是供筹建单位的主管部门进行设计审查之用。
在初步设计审查通过之后，设计中已经确定并审定的原则，便成为下一阶段进行施工图设计的依据。
施工图设计在已经审批的初步设计的基础上进行，把已经批准的原则进一步具体化。
这是工厂设计的最后阶段。
这一设计阶段的成品是工艺设备布置及安装图，管道设计图，建筑、结构等有关专业的施工图，供电、供水等各有关专业的设备、管线施工、安装图及必要的文字说明，以及工程预算书等。
施工图设计的成品是施工、安装部门进行施工和安装的唯一依据。
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一、化学纤维的品种和分类
化学纤维品种繁多，在生产上受到重视的就有二、三十种。
其中以聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、粘胶纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维的技术成熟，产量大，应用广，是化学纤维的六大品种。
根据化学纤维生产所用原料性状和加工方法，人们曾进行过种种分类，目前采用比较多的是把化学纤维分为再生纤维素纤维、半合成纤维、合成纤维和无机纤维。
二、化学纤维的制造
化学纤维品种繁多，生产过程也较为复杂。
但是，若以制造过程的功能来分，绝大部分的化纤生产过程都要包括纺丝液制备、纺丝成形和后处理三大部分。
1．纺丝液制备：
化学纤维属于高分子化合物的一种，是由成纤高聚物经一系列化学、物理变化而制成。
首先把原料化合物设法制成流态状物质（液体、熔体），而且这种流态物质必须符合下—步纺丝工序的要求。
这样的过程一般称为原液制备或纺丝液制备。
对于黏胶、铜氮纤维等再生纤维索纤维，首先要使棉短绒或木材等天然高分子化合物，经化学和机械加工，使其分子量和分子量分布符合纤维生产的要求，然后经一系列加工过程制成纺丝液。
对于合成纤维，先要将有关单体（如己内6胺、对苯二甲酸或其二甲酯、丙烯腈、丙烯等）通过聚合而制成具有一定官能团、一定分子量和分子量分布的线型高聚物，进而利用溶解或熔融的方法，制成符合成纤要求的纺丝液成纺丝熔体。
2．纤维的纺丝成形：
将成纤高聚物的溶被、熔体或乳液．经喷丝孔在凝固浴或空气中凝固、冷却而成纤的过程称为纤维的纺丝成形。
目前，化学纤维生产所采用的纺丝成形方法及举例见表1—1。
在化学纤维纺丝成形过程中，受温度、压力、介质性质及操作环境等影响很大，在进行工厂设计时，必须予以注意。
3．后处理：
用上述方法制得的纤维，无论是湿法纺丝制得的，还是熔融纺丝、：
干法纺处制得的丝或丝束，其物理机械性能部比较差，有的纤维上还附有少量药剂和杂质，实际上还没有使用价值。
因此，必须进行一系列后处理，使之成为符合要求的纤维。
不同化纤品种的后处理内容不尽相同。
短纤维生产一般包括集束、洗涤（精练）、拉伸、干燥、热定型、上油、切断等工序。
生产长丝和帘子线时，除需拉伸、热定型外，还需进行加捻、络丝等纺织加工过程。
生产变形纱需增加变形加工过程。
（四）化纤厂的设计特点和主要内容
化学纤维生产兼有化工品生产和纺织品生产的特征。
因此，化纤厂在设计上也兼有化工厂和纺织厂的特点。
化纤厂的设计，必须充分反映出化工、纺织两种类型企业的特征。
与化工厂相类似的地方有下列各点：
1．和化工企业一样，化纤生产中使用大量化工原料和化学药剂。
化学纤维中的合成纤维，其原料本身就是化工产品。
另外，化纤生产中还而一定量的溶剂、助剂、油剂等，绝大部分也是化工原材料。
采用硫氰酸钠（Na5cX）法生产肪纶，所用化工原料多达二十余种。
据粗略估算，目前我国涤纶、锦纶、脂纶、维纶、丙纶五种合纤生产中，平均每吨纤维用化工原材料2．35吨，所用配套原材料共达205种。
日本1965年苛性钠耗量的24．7％用于化纤生产。
化纤生产过程中还副产相当数量的化工产品，如聚酯生产中副产乙二醇，有的副产甲醇；
粘胶纤维生产中副产芒硝等。
因此，化纤厂设计时必须考虑化工料和化学药品的使用、运输和储存。
2．化纤厂的某些车间，如粘胶纤维厂的二硫化碳（cs2）生产车间，涤纶、锦纶、腈纶等聚合部分完全是化工生产性质，历以有不少国家把包括聚合在内的车闹就称化学车间。
有些工段，如粘胶纤维和维尼纶生产中凝固浴的精制和调配，涤纶生产中缩聚部分甲醇、乙二醇的回收、聚酯切片的干燥；
腈纶生产中溶剂的回收、浴液的精制和单体回收等，则是化工过程中常见的蒸发、精馏、干燥、结晶等单元操作。
由于上述两种情况，化纤厂的不少车间和工段与化工厂一样，属于易燃、易爆、腐蚀性大的部门。
因此，化纤厂设计中有关防火、防爆、防腐蚀等问题，应按化工型企业考虑。
在厂房形式上，工厂外观上也具有化工型企业的特征。
如适应垂直流程的多层厂房，地基防腐蚀处理，庞大的污水处理场和高大的排烟排毒塔设施等。
3．同化工生产一样，化纤生产中用水量也较大，而且对水质要求高。
这是在建厂时特别需要注意的问题。
4．原材料费用大，能量消耗多。
化纤生产与化工生产一样，原材料和动力费用在总成本中占相当大的比重。
日本在六十年代中期，化工、化纤产品的生产总成本中，原料和动力费用要占70％以上。
这个时期我国粘胶纤维生产成本组成大致如表1—3：
目前，我国合成纤维生产中，原材科和动力费用约占总生产成本的70一90％。
国外1977年在涤纶、锦纶、腈纶的总成本中，原材料和动力费用所占的比重分别为50％、69％和63％。
化学纤维工业是消耗能量多的工业，以生产1吨纤维耗电量为例，涤纶短纤维为200一800度，涤纶长丝为2000—4000度，腈纶为650一1300度。
随着世界能源价格上涨，尽管化纤生产中节能取得很大成绩，但能源在化纤生产成本中的比重仍然不断增加。
以日本为例，1975年随田费约占化纤生产成本的10．1％。
五年之后，此比例数已提高到14．8％。
这足以说明，原材料及能源对于发展化学纤维的重要性。
在进行化纤厂设计时，选择原材料和公用工程单耗低的生产技术，对于降低生产成本有举足轻重的作用。
5．化纤工业同石油化工行业一样，技术发展极快，技术老化现象明显。
如涤纶抽丝的主要设备大约每五、六年就要更新一次。
拉伸、后处理部分每二、三年就有新设备出现。
我国1964年开始制造用于涤纶、锦纶生产的纺丝机，最初的型号为VD402，以后又陆续研制出VD403、VD404、VD405、VD406等型号的设备，平均每隔三、四年就研制出新的设备。
再以弹力加工设备为例．七十年代初，法国ARCT公司变形纱设备的加工速度仅为140m／min，而1975年己达400m／min，1978年达到700m／min，最近的新设备其加工速度已达1000m／min。
国内外化纤技术发展的特点都充分说明，化纤厂的设计和建设应特别强调时间概念。
尽力缩短建设时间，尽快发挥人力、物力和资金的效果。
化纤厂的许多地方和纺织行业也很相近：
1．化学纤维生产中的不少工序和纺织厂一样，要求有较高的清洁度和稳定的温湿度操作环境。
为达到上述条件，对厂房形式和空调有特殊要求，国外化纤厂的不少工序的厂房为封闭式的，配备较大的空调设施。
采暖、通风、空气调节系统的设计和管理在化纤生产过程中同样极为重要。
2．化纤生产中的长丝后加工和牵切纺、毛条等生产过程与纺织厂的纺纱工程类似。
从建厂条件看，要求大面积地势平坦的地形，这是在选择厂址时需注意的。
3．化纤厂的后加工部分，特别是长丝，间歇操作较多，操作人员多，车间内部运输量大，各种运输车辆也较多，在工厂设计时，要从生产管理、生活设施以及安全生产等各个方面充分体现这一特征。
出于化纤厂既有化工厂特点，又有纺织厂的特点，在从事化纤厂设计时，必须兼顾化工和纺织两个行业的特点，以保证化纤厂安全、正常生产。
化学纤维工厂设计的内容是比较广的。
按功能作用可分为总图设计、生产主车间（主厂房）设计、辅助生产车间、生活福利设施、安全和三废治理等设计，各项具体设计内容如下：
1。
总图设计：
确定各车间相互关系，厂区综合管线以及厂区道路，防洪排涝措施等整个建设范围内地面上的布置原则等。
上述设计内容以总平面图的形式体现出来。
2。
生产主车间（主厂房）设计：
化纤厂的主厂房设计是指纺丝液制备、纺丝及拉伸后处理工序的设计，湿法纺丝还应包括纺丝浴液的治化和调配工序的设计。
3．辐助生产部门设计：
指为工艺生产服务的各辅助生产部门的设计，如冷冻站、废电站、锅炉房、供排水设施、中心试验室、空调室、成品及原材料库以及机修、电修、仪表检修间等设计。
4．生活福利设施的设计：
通常包括厂部办公楼、食堂、车库、传达室、医务室、托儿所、哺乳室等。
若工厂规模小，而且又位于居民区或者附近有可以协作的厂矿时，拟建工厂的生活福利设施，可视具体情况从简考虑；
最好由工厂所在地区的行政部门统筹设置生活福利设施，以实现社会化。
5．安全和三废治理问题的考虑；
包括消防系统、污水处理及排气塔等。
从专业角度划分，化纤厂设计可分为总图设计、化纤工艺设计和包括土建、电气、暖通、水道等在内的公用工程设计。
本书以化纤工艺设计为主要内容，同时介绍为工艺生产服务的公用工程各专业的设计。
从设计任务性质来划分，又可分为任务设计、通用设计或标准设计。
本书所编写的对象为任务设计。
总之，化纤厂设计的内容十分丰富，牵涉面很广。
有关化纤厂设计各部分、各阶段的设计细则，将按章节分别叙述。
由于化纤品种繁多，各种不同品种的化纤厂在设计时，除共性外，还各有特点和具体要求，本书不可能对各个品种不同的化纤厂的设计都逐一进行介绍，而只是围绕化纤厂设计中的有关共同规律性的问题进行叙述，并对几个主要化纤品种作重点说明。
项目二厂址选择
厂址选择是根据国民经济建设计划和工业布局的要求，选择确定工厂的建设位置。
一个工厂的厂址选择是否合理，将对建厂速度、建设投资、产品成本、生产发展以及工农关系等方面产生直接的影响，所以厂址选择是工业建设前期工作的重要环节，也是一项政策性和科学性很强的综合性工作。
（一）基本原则
1．根据国家城市或区域规划要求，坚持工业布点要大分散小集中的原则，既要避免工业高度集中，又要考虑与邻近企业的协作关系。
2．贯彻以农业为基础以工业为主导的方针，节约用地，尽量不占或少占农田。
3．坚持调查研究，实事求是的原则，对建厂基本条件（如原料、水源、投资、地质、交通运输、动力供应等条件）进行科学的分析和比较，应有多个可供选择的方案进行比较与评价。
4．注意厂址的防洪排涝，保证不被洪水淹没。
5．注意环境保护，工厂与居住区要满足卫生防护标准，重视对三废处理场地的合理选择，尽量减少对生态、自然风景的破坏和影响。
化纤厂的厂址选择应遵循以上基本原则。
并要结合化纤生产的特点，切实做好。
（二）工作程序
一、选厂前的准备
1．组织准备：
一般由部或省、市、自治区主管部门的有关领导，组织建设、设计
（包括工艺、总图、给排水、电力、土建、概算等专业）、勘测（包括工程地质、水文
地质、测量等专业）等有关单位的人员组成选厂工作组。
2．技术准备：
（1）深入了解计划任务书的内容和要求，编制工艺布置方案，确定工厂组成（主要
生产车间和辅助生产车间），初步确定厂区外形和占地估算面积。
（2）收集同类型化纤厂的有关参考资料，根据计划任务书要求，对下列各项指标进
行估算：
①全厂职工总人数。
②全厂设备总重量及主要生产设备台数。
⑤全厂建筑面积（分列生产区、仓库区、厂前区、生活区的建筑面积），主要建筑
物的名称及主要厂房（如纺丝车间）的尺寸。
①厂址总用地面积，并分列生产区、生活区及厂外工程的片地面积。
⑤原材料及成品运输量（包括运入及运出量）及运输方式。
⑥用电量。
⑦用水量及对水质的要求。
⑧有害或无害污水排出量，三废处理量。
⑨燃料（煤、油）及蒸汽用量。
⑩总投资估算数。
⑾施工期间主要建筑材料（包括地方建筑材料）的运输量。
施工用电、用水量及劳
动力的需要数量。
（3）拟定搜集资料提纲（评见第四节），向规划、测绘、地质等有关部门了解选厂
地区的工业布局等情况，搜集部分资料，并先在地形图（1：
50000—1：
100000）上试行
选点，经过比较后确定现场踏勘方案。
二、现场踏勘
现场踏勘的主要任务是按照厂址选择的主要技术条件到现场进行调查研究，
搜集技术资料，具体落实厂址条件。
在踏勘中应取得当地政府部门的协助，并邀请当地有关领导和熟悉情况的人员参加，
必要时还应邀请地方铁路、公路和航运部门参加。
另外要依靠当地工农群众，他们最熟
悉情况，能提供我们在文献上找不到的宝贵资料。
三、编写选厂报告
根据踏勘所取得的资料，编写选厂报告，送上级机关审批。
选厂报告的编写内容包
括：
1.概述：
扼要叙述选厂依据、主要原则、选厂工作组的组成及工作过程，对可供比较选择的
几个厂址方案进行简单叙述，推荐其中一个作为该厂厂址。
2.主要选厂指标：
说明化纤厂的性质、生产特点及要求，并列出下列主要选厂指标：
（1）全厂占地面积（公顷），其中，厂区占地、生活区占地。
（2）全厂建筑面积（㎡）其中：
厂区建筑面积、生活区建筑面积。
（3）全厂职工总人数（人）。
（4）用电量（kw），全厂设备安装总容量及需要容量。
（5）用水量（t／天）。
（6）用汽量（t／时）。
（7）耗煤量（t／年）。
（8）运输量（t／年），其中：
运入、运出。
3．区域位置及厂址概况：
说明所选厂址的地理位置，海拔高度，行政区划，所在县
（市）、乡、镇、村和详细地点名称，厂址与周围城镇的距离及市场条件，与附近工矿
企业的协作条件等，并附区域位置图（1：
50000一1：
100000）。
叙述厂址的地形地貌及可利用场地的面积与形状。
根据化纤厂生产特点，说明初步
拟定的）厂区、生活区及三废处理场的规划意见。
有条件时应作比例为l：
5000一1：
2000
的总平面规划示意图。
4．占地及迁民情况：
说明厂址占地范围内有多少耕地（水田、旱田）及其单位产
量。
有无果木林或其他经济作物。
需拆迁民房的间数、户数及人口。
估算所需补偿费用。
5．工程地质及水文地质情况：
介绍厂址所在地区的一般地质情况及工程地质现象
（如溶岩、泥石流、滑坡、湿陷黄土等），初步提供地耐力及岩石强度资料，并提出建
设时应注意的事项。
说明地表水及地下水资源情况。
地下水
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