华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计

第七章车间布置设计第一节车间布置设计的重要性•车间布置设计是工艺设计中的重要组成部分，它关系着整个车间的命运。即使有了先进的生产工艺流程及正确的设备选型和设计，而没有合理的车间布置相配合，生产也难以正常、顺利地进行，将会影响整个生产管理。•不合理的布置带来的问题：–对设备的操作和维修带来困难；–造成人流、物流的紊乱；–使车间动力介质造成不正当的损失；–增加输送物料的能耗；–增加建筑和安装费用；–对于发酵工厂，还容易引起成品、半成品的污染损失等。第二节车间布置设计的原则•符合生产工艺的要求•符合生产操作的要求•符合设备安装、检修的要求•符合厂房建筑的要求•符合建设投资的要求•符合安全、卫生和防腐蚀的要求•符合生产发展的要求。车间布置设计的依据•1．厂区总平面布置图。•2．已掌握本车间与其它各生产车间、辅助生产车间、生活设施以及本车间与车间内外的道路、铁路、码头、输电、消防等的关系，了解有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等国家标准与设计规范。•3．熟悉本车间的生产工艺并已绘出管道及仪表流程图；熟悉有关物性数据、原材料和主、付产品的贮存、运输方式和特殊要求。•(未完）•4．熟悉本车间各种设备、设备的特点、要求及日后的安装、检修、操作所需空间、位置。如根据设备的操作情况和工艺要求，决定设备装置是否露天布置，是否需要检修场地，是否经常更换等。•5．了解与本车间工艺有关的配电、控制仪表等其它专业和办公、生活设施方面的要求。•6．具有车间设备一览表和车间定员表。第三节车间布置设计的内容•厂房的整体布置和轮廓设计–厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等–门窗楼梯的位置–吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸–标高•设备的排列和布置–设备外形的几何轮廓–设备的定位尺寸–操作台位置及标高•车间附属工程设计–配电室、配汽室、空气压缩室、化验室、贮藏室等–生活用房配置，办公室、会议室等•车间布置设计说明•车间布置设计的图纸–平面图、立面图、剖面图第四节车间布置设计的方法和步骤•1．准备资料。•2．确定各工段的布置方式。•3．确定厂房布置和设备布置方案。•4．绘制车间布置草图。•5．绘制车间设备布置图第五节车间布置设计的有关技术与参数1.厂房的整体布置–集中式•将车间各工段及辅助房间集中在一个厂房–分离式–露天化的问题•节约建筑•减少工程量•安全•改扩建灵活•厂房的立面布置–单层–层次混合–多层•标高–地面标高–柱顶标高300mm的倍数–吊车轨顶标高600mm的倍数•多层厂房的剖面高度–300mm的倍数–4.5m、5.1m、6m2.厂房的立面布置–单层–层次混合–多层•化工厂厂房的高度，主要由工艺设备布置要求所决定。每层高度取决于设备的高低，安装的位置，检修要求及安全卫生等条件。一般框架或混合结构的多层厂房，层高多采用5m，6m，最低不得低于4.5m。•有爆炸危险车间宜采用单层，厂房内设置多层操作台以满足工艺设备位差的要求。如必须设在多层厂房内，则应布置在厂房顶层。标高•地坪标高•柱顶标高（300mm的整数倍）•吊车梁上钢轨顶部标高（600mm的整数倍3.厂房的平面布置–发酵工厂厂房外形一般有长方形、L型、T型和π型等数种。其中以长方形最常采用。–长方形便于总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，便于安排进出口和交通，有较多可供自然采光和通风的墙面，而且采用结构的统一模数，造价低、施工快。柱网概念•柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网络线2134600060006000+10.00+5.00±0.00+16.00柱网间距•柱距：柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的。厂房的柱距尺寸是表示纵向柱列每柱间的尺寸。•规定：柱距应采用6m或6m的倍数，如6m或12m(必要时也可用9m)。目前采用6m柱距的比较广泛•生产类别为甲、乙类生产（生产火灾危险性分类），宜采用框架结构，采用的柱网间距一般为6m，也可采用7.5m。•丙、丁、戊类生产可采用混合结构或内框架结构，间距采用4m、5m或6m。•框架结构或混合结构,在一幢厂房中不宜采用多种柱距单层厂房平面柱网跨度的选择•跨度：跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的。跨度是根据设备的尺寸、布置情况以及运输和生产操作所需要的空间等来决定的。•规定：对单层厂房，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数；跨度在18m以上时，应采用6m的倍数。目前最常用的跨度是9m、12m、15m、18m、24m、30m、36m等几个尺寸，其他尺寸用得很少。(2)多层厂房平面柱网的选择•跨度：多层厂房的总宽度，由于受到自然采光和通风的限制，一般不宜超过24m。若跨度为9m，厂房中间如不立柱子，所用的梁要很大，不经济。一般较经济厂房的常用跨度，控制在6m左右。•柱距多层厂房的柱距应采用6m，当采用方格式柱网时，一般由6×6m组成。目前有一些工厂为满足工艺布置和设计的需要而采用较大的柱网尺寸，如6×9，6×12，6×15m等。4.1设备布置形式4.2生产工艺对设备布置的要求•①在布置设备时一定要满足工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性；•②凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能布置在一起；•③设备布置时要考虑必须有足够的操作、通行及检修需要的位置；•④要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性；•⑤要尽可能地缩短设备间管线。•⑥车间内要留有堆放原料、成品和包装材料的空地；•⑦传动设备要有安装安全防护装置的位置；•⑧要考虑物料特性对防火、防爆、防毒及控制噪音的要求；•⑨根据生产发展的需要与可能，适当预留扩建余地；•⑩设备间距4.2设备布置的安全要求•（1）车间内建筑物、构筑物、设备的防火间距一定要达到工厂防火规定的要求。•（2）有爆炸危险的设备最好露天布置，室内布置要加强通风，防止易燃易爆物质聚集，将有爆炸危险的设备宜与其它设备分开布置，布置在单层厂房及厂房或场地的外围，有利于防爆泄压和消防，并有防爆设施，如防爆墙等。•（3）处理酸、碱等腐蚀性介质的设备应尽量集中布置在建筑物的底层，不宜布置在楼上和地下室，而且设备周围要设有防腐围堤。•（4）有毒、有粉尘和有气体腐蚀的设备，应各自相对集中布置并加强通风设施和防腐、防毒措施。•（5）设备布置尽量采用露天布置或半露天框架式布置形式，以减少占地面积和建筑投资。比较安全而又间歇操作和操作频繁的设备一般可以布置在室内。•（6）要为工人操作创造良好的采光条件，布置设备时尽可能作到工人背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。•（7）要最有效地利用自然对流通风，车间南北向不宜隔断。放热量大，有毒害性气体或粉尘的工段，如不能露天布置时需要有机械送排风装置或采取其他措施，以满足卫生标准的要求。•（8）装置内应有安全通道、消防车通道、安全直梯等。4.3操作对设备布置的要求•1、操作和检修通道；•2、合理的设备间距和净空高度（见下图)；•3、必要的平台，楼梯和安全出入；•4、尽可能地减少对操作人员的污染和噪音；•5、控制室应位于主要操作区附近设备的安全距离•设备之间以及设备与墙之间的净间距大小，无统一规定，设计者应根据设备大小，车间布置要求，设备上连接管线多少，管径粗细，检修的频繁程度等各种因素，再根据生产经验，决定安全间距。4.4设备安装、检修对设备布置的要求•①要根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积。•②要考虑设备能顺利进出车间，大门宽度比最大设备宽0.5m•③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔•④必须考虑设备检修拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备，运送场地及予装吊钩等5.5厂房建筑对设备布置的要求•①凡是笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层；•②有剧烈振动的设备，其操作台和基础不得与建筑物的柱、墙连在一起；•③布置设备时，要避开建筑物的柱子及主梁；•④厂房中操作台须统一考虑，防止支柱重复；•⑤设备不应布置在建筑物的沉降或伸缩缝处；•⑥设备应尽可能避免布置在窗前以免影响采光；•⑦设备布置时应考虑设备的运输线路，安装、检修方式，以决定安装孔、吊钩及设备间距等。通道的宽度与净空高度5.6常用设备布置的原则动设备静设备5.6.1泵的布置1.泵的一般布置（1）泵出口管线一般布置成一条直线；（2）泵基础要对齐；（3）电机侧要留有通道；（4）泵前方的操作检修通道不应小于1.25m，多级泵前宽度不应小于1.8m。2．泵距和基础标高（1）泵距小型泵0.75～1.2m中型泵1.5～2.1m大型泵1.5～2.7m（2）泵设备基础标高一般在0.3m。3.管廊下多泵的布置(1)有多台泵的装置，泵宜在管廊下成排布置，泵出口中心线取齐。(2)在管廊上无空冷器时，泵在管廊内侧，泵出口中心距管廊柱中心0.6m。(3)在管廊上方有空冷器时①如泵的操作温度为340℃以下则泵布置在管廊外侧，泵出口中心线伸出管廊距柱中心线0.6m，泵的驱动机在管廊内侧。②如泵的操作温度等于或大于340℃，则泵布置在管廊外侧(包括泵的驱动机)，泵出口中心线距管廊中心线3m。(4)管廊内两排泵对称布置时，中间通道宽度不应小于2m，两台泵之间的最小净距为0.8m(5)立式泵布置在管廊或框架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间。泵的平面布置5.6.2压缩机的布置1.往复式压缩机的布置1）有规律地排列，出口管线布置成一条线；2）压缩机前后空，能有活塞抽出的空间；3）压缩机进出口配管应避免在机上方，可沿地板或地下配管；4）多台压缩机布置时中心间距2.4m，设备基础标高为0.3～1.2m；5）当压缩机布置在厂房内时，机组一侧应有检修时放置机组部件的场地，靠道路端的厂房楼板上设置吊装孔；（6）压缩机上方应设置检修用吊车，根据制造厂提供的压缩机最大起吊部件的最小起吊高度确定吊车梁的轨顶标高；（7）压缩机厂房基础应与压缩机基础分开，以防引起共振；（8）机组及其附属设备的布置应满足制造厂的要求。往复式压缩机应布置在厂房或带遮阳板的敞棚内。2.可燃气体压缩机的布置及其厂房的设计燃气体压缩机的布置应符合《石油化工企业设计防火规范》有关规定。厂房内通风应符合国家现行《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》的规定。3.可燃气体压缩机布置可燃气体压缩机宜露天或半露天布置，但严寒或多风沙地区应布置厂房内。室内离心压缩机的平面布置室内离心压缩机的立面布置静设备5.6.3容器的布置1.立式容器的布置(1)为了操作方便，立式容器可以安装在地面，楼板或平台上，也可以穿越楼板或平台，采用支耳支承。(2)立式容器穿越楼板或平台时，应避免液位计和液位控制器穿越楼板或平台。(3)大型立式容器宜从地面支承，如带有大负荷的搅拌器时更应如此。(4)对于顶部设有加料口的立式容器，加料点的高度不宜高出楼板或平台1.0m，否则应考虑增设加料平台或台阶。2.卧式容器的布置(1)成组布置的卧式容器宜按支座基础中心线取齐或按封头切线对齐，不同规格的容器上部水平，可设置联合平台。(2)卧式容器之间如无阀门或仪表时巡视检查通道不宜小于0.75D，当有阀门或仪表时，操作通道净空应不小于1.0D。容器下方需设通道时，容器底部配管与地面净空不应小于2.2m。(3)卧式容器的安装高度应满足物料重力流或泵吸入高度的要求。(4)卧式容器在地下坑内布置，应妥善处理坑内的积水和有毒、易爆、可燃介质的积聚，坑内尺寸应满足容器的操作和检修要求。(5)卧式容器的平台设置要考虑人孔和液面计等操作因素，对于集中布置的卧式容器可设联合平台。(6)大型容器的支座应位于构筑物的梁上。当多台容器布置在同一框架上时，框架高度按最高的容器标高考虑，容器上空要考虑在容器顶部如设置操作平台所需的净空要求。卧式容器立式容器5.6.4换热器的布置1.地面上换热器的布置(1)成组布置的换热器应排列整齐，其管箱接管中心线宜在一条直线上。(2)换热器安装间距①两台换热器外壳间无配管时，最小净距为0.6m；②两台换热器外壳之间有配管但无操作要求时，仅巡视用通道，其最小净距为0.75m；③两台换热器外壳间有操作阀门或仪表时，操作通道最小距离为1.0m。（3）换热器