制浆造纸工程与设计

《制浆造纸工程设计》复习要点

第一章 绪论、工程建设程序 1.1工程设计概念： 工程设计是运用先进的生产工艺技术，通过工艺主导专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合，用图纸并辅以文字做出一个完整的工程建设蓝图，按照国家规定的工程建设程序，有计划按步骤地进行工业建设，把科学技术转化为生产力的一门综合性学科。 工程设计对工程的“功能价值”起到了决定性的作用。 1.2工程设计原则 1）技术先进与经济合理相结合原则；2）充分利用当地资源和技术条件原则；3）注重长远发展、留有余地的原则；4）总体设计要体现安全、健康的原则；5）坚持保护环境、美化环境原则； 1.3工程设计阶段的特点 1） 是确定“工程价值”的主要阶段； 2） 是影响投资的关键阶段； 3） 设计质量对项目总体质量具有决定性影响 1.4工程建设程序：可分为三大阶段 1） 项目决策阶段(投资意向、项目建议书、可行性研究) 2） 项目实施阶段（初步设计、施工图设计、物资采购、施工安装、试生产、竣工验收、交付使用） 3） 项目后评价阶段 1.5 我国目前工程建设程序中的配套机制――四大机制 业主负责制、咨询评估制、招标投标制、建设监理制 第二章 工程项目建设决策 2.1项目建议书（或项目申请报告）：项目建议书是建设某一项目的建议性文件，是对拟建项目的轮廓设想。它的主要作用是推荐拟建的项目，以便有关部门（发改委）审批或备案。 2.2 可行性研究概念：可行性研究是项目建议书批准或核准之后开展的一项重要的决策性工作，是对拟建的工程项目进行技术和经济的可行性分析、论证和多方案比较，提出科学、客观的评价意见，确认可行后，编制可行性研究报告，供业主决策。 2.3编制可行性研究报告的内容及要求（QBJS5-2005） 2.4市场需求预测方法 主要有消费水平法和趋势外推法。 2.5节能措施： 1） 使用节能设备、节能电机 2）采用先进的工艺路线 3）采用热电联网生产 4）回收并利用余热 5）热力管道保温 2.6劳动定员 1） 劳动定员依据：①车间生产计划（劳动定额、产量定额、设备看管定额。参见《制浆造纸厂设计规范》QBJ101-88） ②工作制度：生产工人――四班三运转、管理人员和服务人员――白班或二班。全年300-340d，每天22.5h计。 ③劳动法规（如《劳动法》） 2） 职工人员分类：65－70％

管理人员及供销人员――15－20％ 服务及其它人员――10－15％ 3） 劳动生产率： 年总产量（或总产值）

劳动生产率＝（t或元/人.年） 年平均在册职工人数 第三章 工程经济分析（考试计算题） 3.1投资估算与设计概算 工程建设项目投资，是指进行项目工程建设所花费的全部费用。它主要由设备工器具购置投资、建筑及安装工程投资、工程建设其它投资（土地转让费、勘察设计费、监理费、生产试运转费、建设管理费等）、建设预备费投资（不可抗力造成）及流动资金构成。 1、估算概念 【我们对投资的计算，分为投资估算－概算－预算－结算－决算，它所对应的建设阶段是可行性研究－初步设计－施工图设计－施工、安装－竣工验收。随着工程建设程序的层层递进、步步细化，投资误差越来越小。估算是较粗略的投资计算方式。】 2、 总投资（看书，此处有问题） 总投资＝建设投资＋投资方向调节税＋流动资金 建设投资＝固定资产投资＋建设期贷款利息

流动资金：在生产过程中，从购置原料、辅料、燃料等到产品销售回收资金这段时期所需周转的资金。 3、 融资方案：一般分为资本金、银行贷款及社会集资等。 3.2财务评价： 1、技术经济分析 1）原材料、辅料、燃料定额及耗用表 2）产品成本（以t纸或t浆计） 车间成本＝（原材料＋辅料＋燃料＋动力＋水）费用＋（折旧＋ 维修＋三废处理）费用＋工人工资及附加＋车间经费＋„ 工厂成本＝车间成本＋企业管理费 销售成本＝工厂成本＋销售费用 出厂价格＝销售成本＋税金＋利润 2、经济评价指标 1) 静态投资回收期 建设总投资（元）（不含流动资金） ＝（年） 年利润额（元/年）

上年累计净现金流量的绝对值 ＝累计净现金流量出现正值的上一年＋ 出现正值年份的净现金流量 2)利润（年）＝年销售收入－年总成本（销售成本）－税金 3)净现金流量＝销售收入－总投资费用－运行费用－税金4）投资利润率＝1/投资回收期x100％＝1/6.44x100％＝15.5％ 4）投资利税率＝年利润、税金总额/项目总投资x100% 【造纸厂项目一般都投资大、回收期长，基准投资回收期多在10年以上。】 3、盈亏平衡分析 年销售收入 Y=P·X (P:销售单价；X：销售量) 年总支出： Y1=V·X+f+T·X

(V:产品单价成本；f:年固定成本；T：单位产品税金) 当利润＝0时 Y=Y1 P·X=V·X+f+T·X

X＝f/P－V－T （X即为盈亏平衡产量或保本产量）

【例：某造纸厂产量10x104

t/a，售价4000元/t，年固定成本为7500万元，产品单价成本2350元/t，税金180元/t。

则：盈亏平衡产量 X=7500x104

/4000-2350-180=51700(t) BEP=51700/100000=51.7%

当生产量达到51700t时，即可保本。一般不大于75％。】 注：40—70%比较合适，

① 若成本上升10％ 或下降10％ ② 若售价上升10％ 或下降10％ ③ 若投资上升10％ 或下降10％ ④ 若生产能力上升10％ 或下降10％

【一般销售价格的提高和变化最为敏感，其次是生产成本的变化。因此，在项目建设中和生产过程中，抓好建设质量和产品质量，争取实现最大的净利润，以取得良好的经济效益。】

5、财务评价评价与国民经济评价

1）财务评价和国民经济评价均可行，项目可行；

2）财务评价和国民经济评价均不可行，项目不可行；

3）财务评价可行，而国民经济评价不可行，原则上不可行； 4）财务评价不可行，而国民经济评价可行，应采取优惠政策扶持。

总之：市场需求预测是项目可行性研究的前提；

技术方案和建设条件是项目可行性研究的基础； 经济评价是项目可行性研究的核心。

第四章 厂址选择和厂区总平面布置

4.1概念：厂址的选择一是指该工程项目建设“地区”的选择，一是指该地区某一“地点”的选择。在某一地区内某一地点建设该项目就是我们所指的“厂址”。 4.2厂址选择的原则

1） 要符合厂址所在地城市建设总体规划； 2） 接近原材料、燃料基地和产品消费地区； 3） 有良好铁路、水路、公路等交通运输条件；

4） 接近水源、电源、具有废水排放条件，且不造成污染； 5） 有良好的基建、安装和生产协作条件。 4.3各个拟建厂址的方案比较和评价

1) 技术条件比较2）建设投资比较 3）经营费用比较 4.4 厂区总平面布置和运输设计

1、概念：厂区总平面布置是指工程所有建筑物、构筑物、露天堆场、交通运输道路、工程管线及绿化等相互位置的布置。 2、总平面布置的原则：总平面布置必须按照工艺流程合理、布置紧凑、消防通道畅通、运输方便、美化和绿化环境的原则进行。

4.5总平面布置的内容（以“制浆造纸工程”为例）

1、原料贮存区：制浆造纸厂所用原料量很大，占地面积也很大，且易着火，所以须布置在锅炉房的上风向，在整个厂区的下风向，并保持一定距离。(50m以上) 2、生产区：生产区是工程的主要组成部分，占地面积也较大，应布置在工厂的中心地带，靠近大门，直通福利区，上下班方便。 1） 备料车间的布置：靠近蒸煮工段，靠近原料场，方便运输，

避免交叉，布置在下风向，有一定的空地以方便回车和暂存废料。 2）化浆车间的布置：蒸煮因含硫气体（H2S）、漂白工段有氯气（Cl2）排出，并有大量湿热气体排出，因此应布置在远离厂前区并在其全年最多风频的下风向；化浆车间温度较高，车间的纵向避免与主导风向平行；

3）造纸间的布置：造纸车间一般由打浆、抄纸、完成工段组成。造纸车间要整洁壮观，易布置在厂前区；由于车间较长，尽量布置在地形平整的地方，减少土方量；造纸车间温度较高，通风条件要好，在上风向。

4） 碱回收车间布置：碱回收车间在生产过程中排出含硫成份等有害气体和废渣、废炉料，环境较差，应与清洁车间和厂前区有适当的防护间距并应位于上述建筑物的下风向，并设有废渣、废料堆场。

3、动力区：包括锅炉房（或热电站）、变电所、空压站等，靠近生产车间布置。锅炉房（或热电站）易布置在厂区的下风向。

4、给水净化站：布置在不受污染和环境清洁的地区，一般在上风向或地势较高的地方,注重绿化。

5、污水处理场：下风向或地势较低的地方，充分绿化。 6、辅助生产区：如机修车间、空压站等，应靠近生产区。 7、仓库区：一般有成品库、化学品库、备品备件库、综合材料库、贵重设备贮藏库等。应布置在材料备品的入口处，成品的出口处，方便运输。

8、厂前区：易布置如办公楼、中心化验室、食堂、俱乐部、医务所等，布置得美观、整齐、大方。

9、住宅区：须布置在厂区主导风向的上风向，并有卫生防护地带与厂区隔离，以防噪音、灰尘和有毒气体。 4.6风频玫瑰图（风向由大头向对面刮）

【风玫瑰图分为风频玫瑰图和风速玫瑰图，我们一般在总平面图上只表示出风频玫瑰图作为我们布置总图的依据。在看风玫瑰图时，风向是由外边吹向中心的。实线表示全年风频情况，即若每年统计300次，有90次刮北风，那么北风的风频为90/300＝30％。虚线表示6-8月夏季风频情况。正上方箭头方向指向北“N”。虽然我们布置总平面以常年主导风向频率布置，但是有时次主导风向频率虽然小，但风力强，危害也很大，有时我们必须考虑风速玫瑰图的影响。所以，我们也只能做到相对合理。】 4.7总平面技术经济指标 1、建筑系数（25-40）

S 建构物＋S堆垛场＋S作业场

建筑系数＝ 厂区总面积 2、厂区利用系数50-70

S铁路、道路、地上下管线、散水等

厂区利用系数= 建筑系数 + x100% 厂区总面积 3、绿化系数>15

厂区绿化覆盖面积总和

绿化系数厂区总面积

注：【造纸厂的建筑系数不宜低于25％，利用系数不宜

于50％，绿化系数不宜低于15％。】 4.8运输

运输一般分为厂内运输和厂外运输。

第五章 生产工艺设计

生产工艺设计在总体设计中起着主导的决定性的作用。 5.1生产工艺设计内容、要求及步骤：设计阶段一般分为初步设计和施工图设计。初步设计主要解决生产技术经济问题；施工图设计主要解决工程项目的施工、安装、制造及生产问题。

1、初步设计（类比于可行性研究，很重要）：初步设计是根据批准的《可行性研究报告》、《环境影响预评价报告》、《厂址选择报告》等设计基础资料，对项目进行系统、全面的研究，在投资额度内和质量要求下，在指定的时间、空间限制条件下，做出技术上可行，经济上合理的设计和规定，并编制项目总概算。（QBJS6-2004）

2、施工图设计：在初步设计的基础上，进行施工图设计，使工程设计达到施工、安装的要求（详细化、具体化），并编制项目施工图预算。(QBJS34－2004) 3、生产工艺设计的深度要求 初步设计的深度应满足： 1） 主要设备和材料的订货； 2） 建设投资的控制

3） 提供主管部门进行设计审查； 4） 确定劳动定员和培训； 5） 进行施工安装准备工作； 6） 施工图设计的主要依据 施工图设计的深度应满足：

1） 全部设备、材料的订货和交货安排； 2） 非标准设备的订货、制造和交货安排； 3） 能进行施工安装预算；

4） 控制施工安装质量，并根据施工说明要求进行验收 4、生产工艺设计的步骤（或程序）

1） 选择并确定生产流程，确定技术经济指标及工艺参数； 2） 进行生产工艺的计算(如物料平衡、浆水平衡、热平衡、设备平衡等)； 3） 确定生产设备的规格和台数（设备一览表）； 4） 进行车间设备布置的方案比较； 5） 工艺设备布置图、总平面布置图； 6） 进行相关文字说明。 5.2 工艺流程图设计

1、选型和设计生产流程图的基本原则

1） 产品质量必须符合国家或行业质量标准；

2） 采用先进可靠的生产方法和高效率低能耗设备； 3） 根据不同的规模，选型合理的生产流程及相关设备； 4） 必须充分考虑对废水、废气、废渣以及余热的循环使用

和综合利用。

5） 工艺流程设计要考虑到产品的适当改变及扩建的要求。 2、工艺流程图的作用：只有确定了工艺流程，才能确定工艺技术指标和工艺参数；才能进行平衡计算和设备选型；才能进行设备布置和管道布置。 2、画法要求：比 例：示意 ，流 程 图 要 标 明 设备 编 号 及 设 备 名 称。 1） 介质线：主介质线，1.2～1.4mm，一般介质，0.6～0.8mm，设备线或引线，0.2～0.3mm，介质线交叉时一般是“横断竖不断”。

2）介质代号： P(Pulp): 浆 W(Water):水 S(Steam):蒸汽 WW：白水 VA:真空 SL: 碱液 BE(Bleacher): 漂液 CM：涂料 LC(Chlorine): 液氯 WL：白液 BL: 黑液 FS:填料乳液 3）仪表首字母：

L:液位 T:温度 P:压力 C:浓度 F：流量 S:速度 4）仪表后续字母：

Q:累计 C:调节 R:记录 I:指示 A:报警 S:连锁。如：LIA:表示仪表的“液位指示报警”，FIQ:表示“流量指示累积”。就地仪表和集中仪表的画法。

5）图例：流程图应设置图例，解释代号含义。 5.3 生产工艺平衡计算

生产工艺平衡计算有物料平衡计算、浆水平衡计算、热平衡计算、设备平衡计算。 1、 料平衡计算

物料平衡计算是根据生产过程中的药品、液体、加工品等多种物料所发生的反应转化，并根据质量守恒定律，进行平衡计算。

n1+n2+„„ = p1+p2+„+P损 n—进入设备的物料量

p—从设备中输出的产品或成品量 p损――从设备中输出的废料量（损失） 2、浆水平衡计算（Page80）（课堂举例Q/V=C）

Q = Q1+Q2 (物料平衡) Q—进入某设备的纤维量 Kg/t(1t风干浆10％水分为基准) Q1—自某设备输出的纤维量 Kg/t Q2--自某设备损失的纤维量 Kg/t Q/C = Q1/C1+ Q2/C2

V = V1+ V2 (体积平衡方程) （要求：熟悉浆水平衡计算） 3、热平衡计算 4、 设备平衡计算

设备能力要大于设计能力20％，尽量选用定型设备 5.4 设备布置图

车间布置设计是工艺设计中的重要组成部分。它是在确定生产流程与设备的型号、规格、数量的基础上进行的。车间布置的目的是确定各车间、工段每台设备与特殊构筑物的具体位置，决定车间、工段的长度、宽度、高度与建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。车间布置的是否合理，对工程建成后的生产和管理效率、生产的经济性、操作和维修条件、卫生和安全等均有重要的影响。同时，也在一定程度上决定着建筑投资。

1、设备布置要求：1）设备布置方向与流程图走向相一致；2）设备间通道及停放空间：操作面应保持最大部件拉出后还有宽1m的通道；非操作面应有0.8m的检修通道或相同宽度和净空不低于2m的高架走台；同时还应考虑最大物件的检修时的停放空间。3）厂房变形缝上不允许放置设备：厂房一般在不超过60m时 ,设置伸缩缝。4）吊物孔位置及大小布置：5）大型或具有强烈振动的设备布置。6）噪声大的设备布置：远离操作人员或设立隔音封闭室隔离。7）有可能产生有害气体的设备布置：有大量粉尘产生的设备布置：对于运转时产生粉尘的设备，应采取隔断和加强通风除尘的措施，保证操作

人员的健康。8）露天构筑物设备的布置及防雷。9）车间辅助设施布置：10）车间跨度、长度及高度：设备布置在满足生产工艺特点需要的同时，要尽量符合建筑结构标准化要求。对于单层厂房来说跨度在18m以内者，采用3m的倍数，即6、9、12、15、18m，18m以上一般采用6m的倍数，即24、30、36、42m等。长 度 柱 距 以 6m 进 位。厂 房 的 高 度一 般 都 以300mm进 位。通 过 工 艺 计 算 算 出 车 间 跨 度 、长 度 及 高 度 ，再 按 跨 度、长 度 及 高 度 的 模 数 确 定。

2、设备布置图画法

1）设备布置图的比例：主要是1：100； 2）设备布置图首层方位：指北针

3）设备定位：布置图上要按比例详细准确地表示出设备的定位尺寸。设备外形轮廓用粗实线绘制，预留设备用虚线绘制，假想设备采用细双点划线绘制。主要设备应绘制主剖面图，必须标注设备特征部位的标高，中心线使用点划线 4）编号：设备编号必须和工艺流程图编号相一致，可以不写设备名称。 5） 设备布置图中的地沟、孔洞、平台等表示方式：用细实线绘制地沟、孔洞、操作平台或钢梯，并注明图号、标高。 6） 设备布置图建筑物中如：柱墙、门窗、楼梯及楼板面等表示方式：平面图用细实线绘制门窗、柱墙、楼梯、楼板面等设施，

7） 设备布置图的辅助设施。

4.5工艺管道布置图画法：比例主要是1：50。（施工阶段） 1、 管道布置图常用的比例：采用1：20、1：50或1：100。 2、 管道:

1）介质线：主介质用粗实线，宽度为1.2-1.5mm，一般小于DN300时，用单粗线表示，大于DN300时用双粗线表示，两线的间距等于管径，并用细点划线华出管中心线。一般介质用中粗实线，宽度0.6-0.8mm，表示药液、水、蒸汽等介质线；细实线宽度0.2-0.4mm。表示工艺设备、建构筑物以及中心线、尺寸线等。 2） 道走向表示：（中心均有“黑点”） 3）管道间距：以管道上的阀门、法兰或保温层外沿确定，并有一定的净空隙。

4）管道平面定位尺寸：一般以设备中心线、建筑物轴线、墙壁面或相邻的管路中心线为基准。

5）进出车间的管道：标注定位及标高，并注明管道的来源去向。

6）管材：管材分金属管和非金属管

金属管：无缝钢管、不锈钢管、铜管和焊接钢管、铸铁管等 (无缝钢管、不锈钢管、铜管一般用－Φ外径x壁厚表示，如：Φ108x4.0；其它包括非金属用DN表示)

非金属管：有玻璃管、胶管、水泥管、塑料管等。塑料管又有聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）、聚氯乙烯（PVC）及聚四氟乙烯（PTFE）等。 7）管道颜色说明：

浆料：P黄色；蒸汽：S红色；水：W绿色；黑液：BL深灰色；废水：WF黑色；白液：WL白色 绿液：GL绿色；碱液：SL 深灰色； 酸液：紫色

第六章 辅助生产工程与公用工程设计 6.1辅助生产工程：办公楼、餐厅、中心化验室

6.2土建工程：我们这里所说的土建专业是指“建筑”和“结构”两个专业。工艺专业向土建专业提供资料或要求。土建内容有:

基础、柱子、墙、梁、楼板、屋顶、门窗、楼梯、吊物孔等。 工艺投资内容：①工艺设备布置图、车间要求的层数、高度； ②设备一览表；设备自重、荷载、振动系数；

6.3 给排水工程：造纸厂用水一般分为生产用水、消防用水和生活用水。造纸产品取水定额。 注：国标排水：GB3544-2800

COD

工艺向给排水提供资料：造纸专业工艺人员向给排水专业提资：①给水的用量、水质水压情况，②工艺设备布置图：给水入口位置、标高、管径；排出废水的水质水量，如：SS(悬浮物)、pH、BOD5(生物耗氧量)、COD（化学耗氧量）排水口位置、标高、管径等。 ③消防水及消防设施。 6.4 动力配电工程：动力配电工程设计的内容：供电系统（包括变配电所）、生产用电、照明用电、弱电通讯及厂区外线及防雷接地。

工艺向电力提供资料：①工艺设备布置图，设备一览表，耗电设备的装机容量、转动级数（如2级：r=2950转/min）；②每天的开机时间、每年生产天数等。③工艺特殊照明及异地控制。

6.5供热、热电站工程和节能措施 热电站规模设计的原则：“以热定电”。

工艺向热力提供资料：造纸专业工艺人员向热力专业人员提资要提出：①各车间生产需要的蒸汽量、蒸汽压力，②生活采暖需要的蒸汽量、蒸汽压力、采暖周期等。③工艺设备布置图

6.6采暖通风：抄纸车间在冬季是自上而下式通风（防滴），夏季抄纸车间在冬季是自下而上式通风，使湿热尽快排出。 工艺向采暖提供资料：①工艺设备布置图，②各车间需要的通风面积、排气量（散热量、散湿量），③根据当地的气候，各车间及办公室需要的采暖面积等。 6.7计量检测仪表和自动控制工程

DCS：集散式控制系统 QCS：质量控制系统 DDC：数字调整系统 MCC：设备运行系统

工艺向自控提供资料：工艺人员向自控仪表专业人员提资要提供：①各生产车间工艺流程，提出控制点，控制介质、需控制的参数及范围以及要到达的控制目的。②工艺设备布置图。 6.8 三废治理和综合利用工程

造纸企业的三废有：废水、废气、飞尘和废渣。 （1） 废水：悬浮固体（SS）、溶解有机物（BOD）、溶解的无机物和色素物质； 如《制浆造纸工业水污染物排放标准》（3544-2008）漂白木浆的COD为100mg/L，BOD为20mg/L.,SS 为30mg/L. （2） 废气：硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二氧化硫和三氧化硫等。

（3）废渣：锅炉废煤渣、白泥、树皮、浆渣及活性污泥等。 6.9 维修、仓库、空压站

机修：制浆造纸企业都设有机修车间，大型的机修也可以请专业机修厂修理。仓库：制浆造纸工程仓库一般分为：成品库、化工原料库、液氯库、危险品库及备品备件库等。 6.10 劳动安全卫生 （1）危险因素

（2）劳动安全措施（安全警告标识）

（3）劳动卫生措施