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序
目次
商品簡介
本教材以工業案例為項目，通過“項目導言”闡述公用工程在化工生產中的作用，以項目運行所必需的供水、供冷、供熱、供氣、供電五項公用工程為子項目，通過“工作任務”“技術理論及必備知識”“任務實施及技術評估”“技術應用及知識拓展”闡述化工生產對相應公用工程的要求，並對供應系統、關鍵設備、影響因素、運行操作等方面作了介紹，從而讓高職化工技術類學生掌握其對應的生產崗位所需要具備的水、冷、熱、氣、電等公用工程知識，培養其與公用工程崗位人員工作交流的綜合工作能力。每個項目都設立了學習目標，項目結尾處列出習題與思考題。以“能”做什麼、“會”做什麼明確學生的能力目標；以“掌握”“理解”“了解”三個層次明確學生的知識目標，力求強調學生能力、知識、素質培養的有機統一。
本教材適用於化工技術、生物與化工技術、製藥技術、環保及其相關專業的高職課程，也可用作其他各類化工及製藥技術類職業學院參考教材和職工培訓教材，也可供從事化工生產管理、調度崗位的技術人員參考閱讀。
本教材適用於化工技術、生物與化工技術、製藥技術、環保及其相關專業的高職課程，也可用作其他各類化工及製藥技術類職業學院參考教材和職工培訓教材，也可供從事化工生產管理、調度崗位的技術人員參考閱讀。
作者簡介
劉承先，常州工程職業技術學院，教授，常州大學有機化工專業畢業後，在常州市化工中等專業學校任化工工藝專業教師；在常州化工設計任化工工藝工程師10年，負責化工工藝設計工作；在常州工程職業技術學院任化工專業教師，擔任專業課程教學，同時任學校應用化工技術專業帶頭人，負責應用化工技術專業和專業課程的改革建設，負責化工實訓設施的建設，國內首先將驗證性實驗設施創新建設操作性實訓設施。應用化工技術專業先後評為江蘇省特色專業、江蘇省品牌專業。
序
前言
本教材是在2015年出版的《化工生產公用工程》基礎上修訂的第二版教材。修訂過程中，遵循了《國家職業教育改革實施方案》對高職教材提出的新要求，並融合了2019年教育部新頒布的高等職業教育《應用化工技術專業教學標準》相關內容。
第二版教材體現《國家職業教育改革實施方案》所倡導的“工作手冊式”“工作過程導向”“項目驅動”等先進高職教育教學改革特點；在內容上對接“化工總控工”職業技能四級證書要求；在編排上盡量做到簡明扼要、重點突出。以工業案例為項目，通過“項目導言”闡述公用工程在化工生產中的作用；以項目運行所必需的供水、供冷、供熱、供氣和供電公用工程為子項目，據此提出“工作任務”；通過學習“技術理論及必備知識”為完成任務準備知識，在此基礎上進行“任務實施及技術評估”；完成項目過程中未涉及的理論知識和操作技能，在“技術應用及知識拓展”部分進行補充。為便於教學和學生對所學內容掌握理解，每個項目設立了學習目標，配有相應的習題與思考題。這些修訂之處能夠更好地達成化工生產一線技術技能型人才的培養目標。
第二版教材內容僅涉及化工生產必需的供水、供冷、供熱、供氣、供電五個基本的公用工程。涉及的重要理論知識、設備工作原理等較難理解的內容，以微課、動畫、視頻等多種形式表現，掃描二維碼即可學習直觀生動的知識和技能，不僅實現了教材形式的創新，使教材更加情景化、動態化和形象化，也更符合高職學生的學習規律，有利於高職學生對知識和技能的掌握與遷移。
本教材由常州工程職業技術學院劉承先、樊亞娟任主編，新陽科技集團蘇勝平工程師任副主編。劉承先負責項目一供水技術方案之供水系統、水源、供水管網、循環冷卻水系統、冷卻塔部分及附錄的編寫和全書的統稿工作；樊亞娟負責項目一供水技術方案之純水系統部分和全書富媒體資源制作、整理；蘇勝平負責企業崗位任職要求、崗位職業能力的調研和編制。項目二供冷技術方案由常州工程職業技術學院傅璞編寫；項目三供熱技術方案由河南應用技術職業學院趙揚編寫；項目四供氣技術方案由蘇州健雄職業技術學院顧曉吳編寫；項目五供電技術方案由常州工程職業技術學院徐進編寫。華潤化學材料科技股份有限公司生產總監楊明擔任本書的主審，並提出了許多寶貴的修改意見。
本書在編寫過程中，還得到了化學工業出版社及有關單位領導和老師的大力支持與幫助，參考借鑒了大量國內各類院校的相關教材、文獻資料，參考文獻名錄列於書後。在此謹向上述各位領導、專家及參考文獻作者表示衷心的感謝。
由於編者水平有限，加之時間倉促，書中疏漏之處在所難免，敬請讀者批評指正。
編者
2020年12月
第一版前言
一座化工廠實際上是各種不同裝置的集合，生產裝置如同化工廠的大腦和心臟，而公用設施則圍繞著大腦的思索和心臟的跳動而運行，因此，公用設施是化工廠的重要組成部分，公用設施必須與主要生產裝置相適應。化工廠公用工程，或與主要生產裝置分開自成系統，如循環冷卻水系統、熱工系統、儀表空壓系統、冷凍供應系統等；或與生產裝置融為一體，如設備的配電系統、測量與控制系統、通風系統等。無論與生產裝置融為一體還是自成體系，它們與主裝置共同構成一座完整的工廠，沒有完整配套公用工程的化工廠是運轉不起來的，除非在其附近具有能提供相應公用工程的設施。
廣義上，化工廠公用工程是指除主要生產裝置以外的公用工程裝置，包括熱電站、變配電所、凈水站、循環水、空分裝置、儀表空壓站、制冷裝置、消防站、氣體防護站等。本教材內容為公用設施提供的化工生產必需的供水、供冷、供熱、供氣、供電五個方面的公用工程。
本教材旨在介紹今後從事化工生產運行的高職化工技術類專業學生所需要了解的水、冷、熱、氣、電等公用工程知識，培養學生對於這些公用工程能否滿足生產要求的判斷能力，並對水、冷、熱、氣、電等公用工程崗位提出要求；培養與化工生產配套的公用工程崗位人員工作交流的綜合工作能力。
為便於教學和學生對所學內容的掌握理解，在每章前設立了學習目標，章後列出習題與思考題。以“能”做什麼、“會”做什麼明確學生的能力目標；以“掌握”“理解”“了解”三個層次明確學生的知識目標，力求強調學生能力、知識、素質培養的有機統一。
整套教材中，除特別指明以外，計量單位統一使用我國的法定計量單位。物理量符號的使用是以在GB 3100～3102—93規定的基礎上，尊重習慣表示方法為原則，並在每模塊開始前列有“主要符號意義說明”以供查詢。設備與材料的規格、型號盡可能采用最新標準，以利於實際應用。
《化工生產公用工程》共五章。第一章第一～第四節由常州工程職業技術學院劉承先和承德石油高等專科學校丁玉興編寫，第五節的離子交換樹脂脫鹽技術、反滲透脫鹽技術由常州工程職業技術學院李雪蓮編寫，第五節的電滲析脫鹽技術和超濾技術由常州工程職業技術學院姜春揚編寫；第二章由常州工程職業技術學院傅璞編寫；第三章由河南應用技術職業學院趙揚編寫；第四章由蘇州健雄職業技術學院顧曉吳編寫；第五章由常州工程職業技術學院徐進編寫。
本書由劉承先任主編，丁玉興任副主編。常州新陽科技集團總工程師孫斌擔任本書的主審，並提出許多寶貴的修改意見。
本書在編寫過程中，還得到了化學工業出版社及有關單位領導和老師的大力支持與幫助，參考借鑒了大量國內各類院校的相關教材和文獻資料，參考文獻名錄列於書後。在此謹向上述各位領導、專家及參考文獻作者表示衷心的感謝。
由於編者水平有限，加之時間倉促，不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。
編者
2015.5
本教材是在2015年出版的《化工生產公用工程》基礎上修訂的第二版教材。修訂過程中，遵循了《國家職業教育改革實施方案》對高職教材提出的新要求，並融合了2019年教育部新頒布的高等職業教育《應用化工技術專業教學標準》相關內容。
第二版教材體現《國家職業教育改革實施方案》所倡導的“工作手冊式”“工作過程導向”“項目驅動”等先進高職教育教學改革特點；在內容上對接“化工總控工”職業技能四級證書要求；在編排上盡量做到簡明扼要、重點突出。以工業案例為項目，通過“項目導言”闡述公用工程在化工生產中的作用；以項目運行所必需的供水、供冷、供熱、供氣和供電公用工程為子項目，據此提出“工作任務”；通過學習“技術理論及必備知識”為完成任務準備知識，在此基礎上進行“任務實施及技術評估”；完成項目過程中未涉及的理論知識和操作技能，在“技術應用及知識拓展”部分進行補充。為便於教學和學生對所學內容掌握理解，每個項目設立了學習目標，配有相應的習題與思考題。這些修訂之處能夠更好地達成化工生產一線技術技能型人才的培養目標。
第二版教材內容僅涉及化工生產必需的供水、供冷、供熱、供氣、供電五個基本的公用工程。涉及的重要理論知識、設備工作原理等較難理解的內容，以微課、動畫、視頻等多種形式表現，掃描二維碼即可學習直觀生動的知識和技能，不僅實現了教材形式的創新，使教材更加情景化、動態化和形象化，也更符合高職學生的學習規律，有利於高職學生對知識和技能的掌握與遷移。
本教材由常州工程職業技術學院劉承先、樊亞娟任主編，新陽科技集團蘇勝平工程師任副主編。劉承先負責項目一供水技術方案之供水系統、水源、供水管網、循環冷卻水系統、冷卻塔部分及附錄的編寫和全書的統稿工作；樊亞娟負責項目一供水技術方案之純水系統部分和全書富媒體資源制作、整理；蘇勝平負責企業崗位任職要求、崗位職業能力的調研和編制。項目二供冷技術方案由常州工程職業技術學院傅璞編寫；項目三供熱技術方案由河南應用技術職業學院趙揚編寫；項目四供氣技術方案由蘇州健雄職業技術學院顧曉吳編寫；項目五供電技術方案由常州工程職業技術學院徐進編寫。華潤化學材料科技股份有限公司生產總監楊明擔任本書的主審，並提出了許多寶貴的修改意見。
本書在編寫過程中，還得到了化學工業出版社及有關單位領導和老師的大力支持與幫助，參考借鑒了大量國內各類院校的相關教材、文獻資料，參考文獻名錄列於書後。在此謹向上述各位領導、專家及參考文獻作者表示衷心的感謝。
由於編者水平有限，加之時間倉促，書中疏漏之處在所難免，敬請讀者批評指正。
編者
2020年12月
第一版前言
一座化工廠實際上是各種不同裝置的集合，生產裝置如同化工廠的大腦和心臟，而公用設施則圍繞著大腦的思索和心臟的跳動而運行，因此，公用設施是化工廠的重要組成部分，公用設施必須與主要生產裝置相適應。化工廠公用工程，或與主要生產裝置分開自成系統，如循環冷卻水系統、熱工系統、儀表空壓系統、冷凍供應系統等；或與生產裝置融為一體，如設備的配電系統、測量與控制系統、通風系統等。無論與生產裝置融為一體還是自成體系，它們與主裝置共同構成一座完整的工廠，沒有完整配套公用工程的化工廠是運轉不起來的，除非在其附近具有能提供相應公用工程的設施。
廣義上，化工廠公用工程是指除主要生產裝置以外的公用工程裝置，包括熱電站、變配電所、凈水站、循環水、空分裝置、儀表空壓站、制冷裝置、消防站、氣體防護站等。本教材內容為公用設施提供的化工生產必需的供水、供冷、供熱、供氣、供電五個方面的公用工程。
本教材旨在介紹今後從事化工生產運行的高職化工技術類專業學生所需要了解的水、冷、熱、氣、電等公用工程知識，培養學生對於這些公用工程能否滿足生產要求的判斷能力，並對水、冷、熱、氣、電等公用工程崗位提出要求；培養與化工生產配套的公用工程崗位人員工作交流的綜合工作能力。
為便於教學和學生對所學內容的掌握理解，在每章前設立了學習目標，章後列出習題與思考題。以“能”做什麼、“會”做什麼明確學生的能力目標；以“掌握”“理解”“了解”三個層次明確學生的知識目標，力求強調學生能力、知識、素質培養的有機統一。
整套教材中，除特別指明以外，計量單位統一使用我國的法定計量單位。物理量符號的使用是以在GB 3100～3102—93規定的基礎上，尊重習慣表示方法為原則，並在每模塊開始前列有“主要符號意義說明”以供查詢。設備與材料的規格、型號盡可能采用最新標準，以利於實際應用。
《化工生產公用工程》共五章。第一章第一～第四節由常州工程職業技術學院劉承先和承德石油高等專科學校丁玉興編寫，第五節的離子交換樹脂脫鹽技術、反滲透脫鹽技術由常州工程職業技術學院李雪蓮編寫，第五節的電滲析脫鹽技術和超濾技術由常州工程職業技術學院姜春揚編寫；第二章由常州工程職業技術學院傅璞編寫；第三章由河南應用技術職業學院趙揚編寫；第四章由蘇州健雄職業技術學院顧曉吳編寫；第五章由常州工程職業技術學院徐進編寫。
本書由劉承先任主編，丁玉興任副主編。常州新陽科技集團總工程師孫斌擔任本書的主審，並提出許多寶貴的修改意見。
本書在編寫過程中，還得到了化學工業出版社及有關單位領導和老師的大力支持與幫助，參考借鑒了大量國內各類院校的相關教材和文獻資料，參考文獻名錄列於書後。在此謹向上述各位領導、專家及參考文獻作者表示衷心的感謝。
由於編者水平有限，加之時間倉促，不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。
編者
2015.5
目次
項目導言001
項目一供水技術方案002
學習目標002
主要符號意義說明002
工作任務003
技術理論及必備知識003
單元一供水系統003
一、化工廠用水及水質的要求003
二、供水方式004
三、化工廠供水系統的劃分004
單元二水源005
一、水源的選擇005
二、地下水取水006
三、地面水取水007
四、凈水工藝010
單元三供水管網011
單元四循環冷卻水系統013
一、循環冷卻水系統013
二、循環冷卻水系統的水平衡014
三、循環冷卻水系統的布置017
四、加藥設備018
單元五冷卻塔019
一、冷卻塔的工作原理020
二、冷卻塔的分類022
三、冷卻塔的結構023
四、冷卻塔熱力計算簡介029
單元六純水系統031
一、離子交換樹脂脫鹽技術032
二、反滲透脫鹽技術045
三、電滲析脫鹽技術050
四、超濾技術052
任務實施及技術評估054
一、循環冷卻水系統方案054
二、選擇純水制備058
技術應用及知識拓展060
一、冷卻塔的安裝與驗收060
二、冷卻塔的維護管理061
三、循環冷卻水系統操作與水質監控063
習題與思考題067
項目二供冷技術方案070
學習目標070
主要符號意義說明070
工作任務071
技術理論及必備知識071
單元一制冷概述071
一、載冷劑071
二、制冷劑072
三、制冷方法072
單元二蒸氣壓縮制冷循環074
一、蒸氣壓縮式制冷循環074
二、單級蒸氣壓縮式制冷機的組成和工作過程079
三、制冷系統換熱設備080
四、蒸氣壓縮式制冷機工藝流程090
單元三吸收式制冷循環092
一、吸收式制冷的基本原理092
二、吸收式制冷機的工質094
任務實施及技術評估096
一、選擇制冷機096
二、供冷系統方案098
技術應用及知識拓展102
一、深冷102
二、其他制冷形式105
習題與思考題108
項目三供熱技術方案109
學習目標109
主要符號意義說明109
工作任務109
技術理論及必備知識109
單元一水蒸氣110
一、水蒸氣在化工生產中的應用110
二、水蒸氣的性質及定壓產生114
三、水蒸氣的工程特性115
四、蒸汽發生系統構成115
單元二導熱油118
一、油品的性質118
二、導熱油加熱系統119
三、液相加熱系統運行125
四、系統清洗127
單元三熔鹽加熱系統128
一、熔鹽128
二、熔鹽爐129
三、熔鹽加熱系統131
四、熔鹽加熱系統運行131
單元四煙道加熱系統132
一、煙道氣加熱系統132
二、焰煙高溫輻射加熱系統133
任務實施及技術評估134
一、選擇加熱介質134
二、水蒸氣管道135
三、蒸汽加熱系統使用注意事項146
技術應用及知識拓展148
一、蒸汽系統開車148
二、電加熱系統149
習題與思考題150
項目四供氣技術方案152
學習目標152
主要符號意義說明152
工作任務153
技術理論及必備知識153
單元一空氣與儀表空氣153
一、空氣的性質153
二、儀表空氣155
單元二儀表空氣的制備157
一、儀表空壓站工藝流程157
二、主要生產單元功能157
單元三氮氣制備技術159
一、深冷制氮技術159
二、變壓吸附制氮技術161
三、膜分離制氮技術162
任務實施及技術評估163
一、儀表空氣制取技術163
二、儀表空氣供氣系統167
三、選擇制氮裝備168
技術應用及知識拓展169
一、無熱再生空氣乾燥器運行169
二、微加熱再生式空氣乾燥器運行170
習題與思考題171
項目五供電技術方案173
學習目標173
主要符號意義說明173
工作任務173
技術理論及必備知識174
單元一化工廠用電形式174
一、三相正弦交流電174
二、直流電175
單元二負荷等級及供電175
一、負荷等級175
二、負荷供電要求176
單元三供電系統177
一、供電電源177
二、供電電壓179
三、工廠供電系統180
四、220V/380V低壓配電系統182
五、電路保護184
單元四化工電氣設備185
一、爆炸性氣體環境185
二、爆炸性粉塵環境188
三、爆炸性環境的電力裝置防爆要求189
四、防腐電氣設備189
單元五儀表及自控系統供電190
一、負荷類別及供電要求190
二、供電電源191
三、供電系統192
任務實施及技術評估193
一、供電要求193
二、電氣設備防爆要求194
技術應用及知識拓展199
一、防雷措施199
二、防靜電及接地200
習題與思考題201
附錄203
一、計量單位換算203
二、空氣的重要物理性質（p=101.3kPa）205
三、水的重要物理性質205
四、水的飽和蒸氣壓（-20～75℃）207
五、飽和水蒸氣表（以溫度排列）208
六、水的黏度（0～100℃）209
七、流體輸送用無縫鋼管規格（GB/T 6183）210
八、間冷開式系統循環冷卻水水質指標（摘自GB/T 50050—2017）213
九、常用循環水泵（清水泵）的規格（摘錄）213
參考文獻216
項目一供水技術方案002
學習目標002
主要符號意義說明002
工作任務003
技術理論及必備知識003
單元一供水系統003
一、化工廠用水及水質的要求003
二、供水方式004
三、化工廠供水系統的劃分004
單元二水源005
一、水源的選擇005
二、地下水取水006
三、地面水取水007
四、凈水工藝010
單元三供水管網011
單元四循環冷卻水系統013
一、循環冷卻水系統013
二、循環冷卻水系統的水平衡014
三、循環冷卻水系統的布置017
四、加藥設備018
單元五冷卻塔019
一、冷卻塔的工作原理020
二、冷卻塔的分類022
三、冷卻塔的結構023
四、冷卻塔熱力計算簡介029
單元六純水系統031
一、離子交換樹脂脫鹽技術032
二、反滲透脫鹽技術045
三、電滲析脫鹽技術050
四、超濾技術052
任務實施及技術評估054
一、循環冷卻水系統方案054
二、選擇純水制備058
技術應用及知識拓展060
一、冷卻塔的安裝與驗收060
二、冷卻塔的維護管理061
三、循環冷卻水系統操作與水質監控063
習題與思考題067
項目二供冷技術方案070
學習目標070
主要符號意義說明070
工作任務071
技術理論及必備知識071
單元一制冷概述071
一、載冷劑071
二、制冷劑072
三、制冷方法072
單元二蒸氣壓縮制冷循環074
一、蒸氣壓縮式制冷循環074
二、單級蒸氣壓縮式制冷機的組成和工作過程079
三、制冷系統換熱設備080
四、蒸氣壓縮式制冷機工藝流程090
單元三吸收式制冷循環092
一、吸收式制冷的基本原理092
二、吸收式制冷機的工質094
任務實施及技術評估096
一、選擇制冷機096
二、供冷系統方案098
技術應用及知識拓展102
一、深冷102
二、其他制冷形式105
習題與思考題108
項目三供熱技術方案109
學習目標109
主要符號意義說明109
工作任務109
技術理論及必備知識109
單元一水蒸氣110
一、水蒸氣在化工生產中的應用110
二、水蒸氣的性質及定壓產生114
三、水蒸氣的工程特性115
四、蒸汽發生系統構成115
單元二導熱油118
一、油品的性質118
二、導熱油加熱系統119
三、液相加熱系統運行125
四、系統清洗127
單元三熔鹽加熱系統128
一、熔鹽128
二、熔鹽爐129
三、熔鹽加熱系統131
四、熔鹽加熱系統運行131
單元四煙道加熱系統132
一、煙道氣加熱系統132
二、焰煙高溫輻射加熱系統133
任務實施及技術評估134
一、選擇加熱介質134
二、水蒸氣管道135
三、蒸汽加熱系統使用注意事項146
技術應用及知識拓展148
一、蒸汽系統開車148
二、電加熱系統149
習題與思考題150
項目四供氣技術方案152
學習目標152
主要符號意義說明152
工作任務153
技術理論及必備知識153
單元一空氣與儀表空氣153
一、空氣的性質153
二、儀表空氣155
單元二儀表空氣的制備157
一、儀表空壓站工藝流程157
二、主要生產單元功能157
單元三氮氣制備技術159
一、深冷制氮技術159
二、變壓吸附制氮技術161
三、膜分離制氮技術162
任務實施及技術評估163
一、儀表空氣制取技術163
二、儀表空氣供氣系統167
三、選擇制氮裝備168
技術應用及知識拓展169
一、無熱再生空氣乾燥器運行169
二、微加熱再生式空氣乾燥器運行170
習題與思考題171
項目五供電技術方案173
學習目標173
主要符號意義說明173
工作任務173
技術理論及必備知識174
單元一化工廠用電形式174
一、三相正弦交流電174
二、直流電175
單元二負荷等級及供電175
一、負荷等級175
二、負荷供電要求176
單元三供電系統177
一、供電電源177
二、供電電壓179
三、工廠供電系統180
四、220V/380V低壓配電系統182
五、電路保護184
單元四化工電氣設備185
一、爆炸性氣體環境185
二、爆炸性粉塵環境188
三、爆炸性環境的電力裝置防爆要求189
四、防腐電氣設備189
單元五儀表及自控系統供電190
一、負荷類別及供電要求190
二、供電電源191
三、供電系統192
任務實施及技術評估193
一、供電要求193
二、電氣設備防爆要求194
技術應用及知識拓展199
一、防雷措施199
二、防靜電及接地200
習題與思考題201
附錄203
一、計量單位換算203
二、空氣的重要物理性質（p=101.3kPa）205
三、水的重要物理性質205
四、水的飽和蒸氣壓（-20～75℃）207
五、飽和水蒸氣表（以溫度排列）208
六、水的黏度（0～100℃）209
七、流體輸送用無縫鋼管規格（GB/T 6183）210
八、間冷開式系統循環冷卻水水質指標（摘自GB/T 50050—2017）213
九、常用循環水泵（清水泵）的規格（摘錄）213
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