了得網計算機/網絡_計算機輔助化工設計案例分析

編輯推薦

1.計算機輔助化工設計成為設計人員必須掌握的手段。

內容簡介

本書簡單介紹了化工設計的基本方法，繫統地介紹了基於SmartPlant P&ID軟件、AutoCAD軟件的管道儀表流程圖的繪制；基於HAZOPkit軟件的工藝流程危險與可操作性分析；基於CADWorx軟件的三維建模、設備布置和管道布置；基於CAESAR Ⅱ的管道設計。以應用案例的形式分析了：化工設計常用的Aspen Plus軟件；管道儀表流程圖繪制用的SmartPlant P&ID軟件；包括CADWorx、SmartPlant 3D和PDMS在內的三維工廠軟件；管道設計計算軟件CAESAR Ⅱ。附圖包括：工藝方案流程圖和管道儀表流程圖的圖例及其圖紙9張。本書適用於化工設計人員使用，可以作為化學工程與工藝、安全工程、過程裝備與控制工程、自動化、能源與動力工程、機械工程等專業大學生、研究生參加全國大學生化工設計競賽、課程設計和畢業設計的教材或參考書，也可以作為技術人員和社會其他讀者繼續教育的參考書。

作者簡介

劉超鋒，鄭州輕工業學院，副教授，從事20多年的高等學校教學工作，主講的課程包括化工設備設計、工程熱力學、過程裝備維護、過程裝備CAD；作為指導教師，指導學生獲得全國第7屆大學生過程裝備實踐與創新大賽三等獎。科研：公開發表期刊論文70多篇，其中EI收錄5篇；中國國家知識產權局授權劉超鋒發明人的發明專利4項；完成人完成省級科技成果鋻定4項。

第1章Aspen Plus運用分析1

1.1關於Aspen Plus軟操作模型1

1.2關於Aspen Plus軟件的工具3

1.2.1Design Spec3

1.2.2Optimization3

1.2.3Sensitivity3

1.2.4Case Study3

第1章Aspen Plus運用分析1

1.1關於Aspen Plus軟操作模型1

1.2關於Aspen Plus軟件的工具3

1.2.1Design Spec3

1.2.2Optimization3

1.2.3Sensitivity3

1.2.4Case Study3

1.3關於Aspen Plus軟件的界面及其操作4

1.3.1基本操作過程4

1.3.2模擬文件的類型8

1.3.3設計規定工具的操作過程8

1.3.4計算器工具的操作過程9

1.3.5靈敏度分析工具的操作過程10

1.3.6優化工具的操作過程10

1.3.7工況分析工具的操作過程10

1.4關於計算方法11

1.4.1物性方法11

1.4.2收斂算法12

1.4.3過程模擬的解法12

第2章Aspen物性數據估算案例分析14

2.1關於物性數據計算15

2.2關於相平衡數據15

2.3案例分析16

第3章Aspen Pl操作計算案例分析22

3.1關於精餾塔22

3.2精餾塔相關案例分析26

3.3關於反應器43

3.4反應器相關案例分析46

3.5關於泵送裝置47

3.6泵送裝置相關案例分析48

3.7關於混合器49

3.8關於液液分相器49

3.9關於閃蒸裝置50

3.10閃蒸裝置相關案例分析50

3.11關於列管式換熱器54

3.12列管式換熱器相關案例分析55

第4章Aspen Plus流程模擬案例分析59

4.1Aspen Plus軟件建立的典型流程59

4.1.1多級逆流萃取59

4.1.2萃取精餾分離甲基環己烷和甲苯60

4.1.3二氧化碳捕集60

4.1.4二氯二氫硅反歧化60

4.2案例分析61

4.3流程模擬用於估算溶解度81

4.3.1Mixer RGibbs的方法81

4.3.2Mixer Heater的方法82

第5章管道儀表流程圖的繪制84

5.1設備的表示方法85

5.2管道的表示方法88

5.2.1調節閥的管道等級分界89

5.2.2安全閥的管道等級分界89

5.3閥門、管件和管道附件的表示方法90

5.4儀表控制繫統及分析取樣點的表示方法91

5.4.1監控儀表的圖形符號92

5.4.2檢測點和儀表連接線的圖形符號93

5.4.3執行器的圖形符號93

5.4.4儀表的功能標志94

5.4.5儀表位號的表示方法94

5.4.6儀表控制點的表示方法95

5.4.7分析取樣點的表示方法95

5.5設備的標注95

5.6管道的標注96

5.7特殊管件和特殊閥門的標注98

5.8尺寸標注99

5.9基於AutoCAD的管道儀表流程圖的繪制99

5.9.1圖紙要求99

5.9.2繪圖過程100

5.9.3圖層和線型的定義101

5.9.4文字的定義102

5.9.5圖形單位的設置103

5.9.6反復使用、參數值變化的圖形的繪制103

5.9.7標題欄的繪制過程106

5.9.8基於VBA的流程圖形、設備一覽表自動生成107

第6章基於軟件的化工工藝流程危險與可操作性分析110

6.1危害事件發生的可能性評價112

6.2危害及影響後果的嚴重性評價113

6.3風險矩陣113

6.4風險等級114

6.5分析記錄表的建立過程114

6.6軟件分析前的說明117

6.7項目準備119

6.8節點劃分128

6.9開始分析129

6.10輸出項目分析報告130

第7章過程工廠三維模型設計軟件分析131

7.1關於SP 3D軟件132

7.1.1與SmartPlant繫列軟件的數據集成132

7.1.2過濾器134

7.1.3工作空間結構瀏覽器135

7.1.4踫撞檢查135

7.1.5模塊化設計135

7.1.6關於設備模型137

7.2關於PDMS軟件138

7.3關於二次開發138

第8章基於CADWorx的設備和鋼結構的三維建模141

8.1運行CADWorx Equipment的方式141

8.1.1直接運行的方式141

8.1.2第二種方法是間接運行141

8.1.3兩種啟動方式的對比142

8.2設備三維建模的思想143

8.3泵類設備的建模143

8.4塔類設備的建模146

8.5臥式換熱器的建模148

8.6基於CADWorx Plant Steel的鋼結構建模151

8.6.1框架的創建151

8.6.2編輯鋼結構細節153

8.6.3添加平板153

8.6.4添加底板154

8.6.5添加樓梯154

8.6.6生成欄杆154

第9章基於CADWorx Plant的裝置布置156

9.1裝置布置的一般要求156

9.2布置條件157

9.3塔設備的布置157

9.3.1塔設備的布置原則及要求157

9.3.2塔設備的布置158

9.4泵的布置159

9.4.1泵的布置原則及要求159

9.4.2泵的布置159

9.5分離器的布置160

9.5.1臥式容器的布置原則及要求160

9.5.2氣液分離器和碘分離器的布置160

9.6換熱器的布置161

9.6.1換熱器的布置原則及要求161

9.6.2換熱器的布置161

9.7鋼結構的布置162

9.8在使用CADWorx Plant進行管道布置之前的設置164

9.8.1當前圖紙設置165

9.8.2配置設置165

9.8.3等級/尺寸設置165

9.8.4管道設計規則165

9.8.5管線號的設置167

9.9離心泵的進出口附近的管件和閥門的布置過程167

9.10設備布置小結169

第10章CADWorx軟件應用案例分析170

10.1關於CADWorx的組件170

10.件庫和等級庫170

10.3關於軟件操作前的準備171

10.4關於三維建模172

10.5關於設計成果的輸出173

10.6關於與CEASAR的數據庫共享178

第11章PDMS軟件應用案例分析179

11.1關於工程項目的建立181

11.2關於PDMS數據庫的建立181

11.3關於數據結構層次與命名183

11.4關於管道布置185

11.5關於暖通空調194

11.6關於照明199

11.7關於成套裝置三維設計201

11.8關於設計校核209

11.9關於設計文件的生成209

第12章SmartPlant P&ID軟件應用分析211

12.1軟件的模塊211

12.2繪圖過程214

12.3生成報表216

12.4關於SmartPlant P&ID軟件的二次開發218

第13章SmartPlant 3D軟件應用案例分析224

13.1關於軸線設置225

13.2關於結構設計226

13.3關於設備的創建226

13.4關於管道模型的建立230

13.5關於管道平面布置圖的生成及軸測圖的抽取235

13.6關於材料統計237

13.7關於電纜敷設240

13.7.1數據庫導入240

13.7.2電纜批量建模241

13.7.3電纜敷設241

13.7.4電纜敷設效果242

13.8關於電纜橋架設計243

13.8.1建立橋架數據庫243

13.8.2橋架設計244

13.8.3踫撞檢查244

13.8.4橋架材料統計245

13.9關於二次開發插件246

13.9.1多功能搜索插件246

13.9.2命令工具集247

13.9.3自動備份工具248

第14章基於CAESAR Ⅱ軟件的管道設計優化249

14.1軟件的輸入輸出249

14.2被計算的管道251

14.3單位設置251

14.4具體運算過程257

14.5計算結果分析259

14.6輸出雲圖263

14.7進一步的優化264

第15章CAESARⅡ軟件應用案例分析266

15.1建立模型時266

15.2分析計算時267

15.3輸出結果及安全評定時268

15.4關於大口徑、厚壁管271

15.5關於土壤約束272

15.6關於地震載荷275

15.7關於彈簧支弔架277

15.8關於π型彎優化280

15.9關於管道柔性282

附圖286

附圖1化工工藝方案流程圖的圖例286

附圖2反應工段的方案流程圖288

附圖3精餾及脫碘工段方案流程圖290

附圖4吸收工段的方案流程圖292

附圖5化工工藝管道儀表流程圖的圖例294

附圖6反應工段的管道儀表流程圖296

附圖7精餾及脫碘工段的管道儀表流程圖(1)298

附圖8精餾及脫碘工段的管道儀表流程圖(2)300

附圖9吸收工段的管道儀表流程圖302

參考文獻304

前言

化工流程行業具有技術領域廣、流程問題復雜等的特殊性。目前，針對化工設計，借助計算機輔助的繫統化手段，將化工設計內容轉化為工程師語言。並且，隨著化工設計要求的提高，計算機輔助化工設計成為設計人員必須掌握的手段之一。本書內容全面，以案例式編寫，給出的圖紙、圖樣的符號、代號參考有關規範，圖文並茂，各章均有設計案例的軟件操作，便於讀者根據本書介紹的軟件操作截圖重復這些操作過程，直觀地學習相關的知識並便於“學以致用”，解決讀者多年來在多本參考書之間所面臨的對化工設計領域復雜工程問題無從下手的問題，有利於提高本書的參考價值。本書介紹了化工設計的基本原則和基本方法，繫統地介紹了：基於SmartPlant P&ID軟件、AutoCAD軟件的管道儀表流程圖的繪制；基於HAZOPkit軟件的工藝流程危險與可操作性分析；基於CADWorx軟件的三維建模、設備布置和管道布置；基於CAESAR Ⅱ的管道設計。以應用案例的形式分析了以下軟件：化工設計常用的Aspen Plus軟件；管道儀表流程圖繪制用的SmartPlant P&ID軟件；包括CADWorx、SmartPlant 3D和PDMS在內的三維工廠軟件；管道設計計算軟件CAESAR Ⅱ。附圖包括工藝方案流程圖和管道儀表流程圖的圖例及其圖紙9張。本書以化工設計人員為主要的讀者對像，可以作為化學工程與工藝、安全工程、過程裝備與控制工程、自動化、能源與動力工程、機械工程等專業大學生、研究生參加全國大學生化工設計競賽、課程設計和畢業設計的教材或參考書，也可以作為技術人員和社會其他讀者繼續教育的參考書。本書由鄭州輕工業學院劉超鋒編著。在成書過程中，得到鄭州輕工業學院相關學院領導的熱情鼓勵；學生陳振毅、司豪鵬、張滿東、趙湧濤、常天文、杜騰飛參與本書的圖文輸入。此外，本書還參考了大量的文獻資料。在此一並致謝！限於作者的水平，難免存在不妥之處，敬請讀者批評指正。編著者2017年10月

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