第三章设备平面布置

第三章设备平面布置3.1设备平面布置概述在现代工程设计的理念中，设备布置是最重要的环节之一。设备布置的合理性，直接关系到装置建成后能否满足工艺流程的要求，是否符合环境保护、防火及其它安全生产的要求，能否创造更良好的操作条件，便于安装和维修，以及最大限度满足经济合理的要求。对其进行研究和总结，可以促使我们的工程设计更加完美，给社会带来更大的经济效益。3.1.1方法车间设备布置不当往往会给生产操作中造成人流、物流的紊乱，不利设备的安装和维修还会延长物料输送管路、增加设备费用及造成不良通风、采光，甚至无法生产和造成事故发生，因此设计前必须成分准备有关资料，如总平面布置、工艺流程图、物料衡算等各阶段的资料，设计过程中深入研究领会应用各方面的原则及要求。车间设备布置涉及面较广，但大致可归纳为以下的几个方面。一、设备布置要求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。设备布置一般按流程式布置，使由原料到产品的工艺路线最短，投资也最小。对于有压差的设备，应充分利用高位差布置，以节省动力设备及费用。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，这样可以统一管理，集中操作，还可减少备用设备即互为备用。设备布置时除了要考虑设备本身所占的地位外，必须有足够的操作、通行及检修需要的位置。要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性，设备排列要整齐，避免过松过紧。设备布置的同时应考虑到管道布置空间、管架和操作阀门的位置，设备管口方位的布置要结合配管，力求设备间的管道走向合理，距离最短，无管道相互交叉现象，并有利于操作。车间内要留有堆放原料、成品和包装材料的空地，以及必要的运输通道且尽可能的避免固体物料的交叉运输。传动设备要安装安全防护装置的位置。要考虑防火、防爆、防毒及控制噪声的要求，对噪声大的设备宜采用封闭式隔间等。设备之间距离的确定主要取决于设备和管道的安装、检修、安全生产以及节约投资等因素。间距过大会增加建筑面积，延长管道而增加投资；间距过小会导致操作、安装和检修的困难，甚至发生安全事故。设备安装与检修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。要考虑设备能顺利进出车间，经常搬动的设备应在设备附近设置大门或安装孔，大门宽度比最大设备宽0.5米，不经常检修的设备，可在墙上设置安装孔。通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。厂房比较短时，吊装孔设在靠山强的一端，厂房长度超过36m时，则吊装孔应设在厂房中央。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、运送场地及预装吊钩等。3.1.2原则一、反应器的布置本设计应用的是釜式反应器，所以布置时要考虑便于加料和出料，液体物料通常是经高位槽计量后依靠位差加入釜中，固体物料大多是用吊车从人孔或加料口加入釜内，因此人孔或加料口离地面、楼面或操作平台面的高度以800mm为宜。1.反应器周围的空间、操作平台的宽度、与建筑物间的距离取决于操作和维修通道的要求、反应器周围设备的大小和布置、反应器基础及建筑物基础的大小、内部构件以及减速机与电动机检修时移动和放置空间的大小。2.中小型的间歇反应器或操作频繁的反应器常布置在室内，用耳架支承在建筑物上或操作台的梁上。对大型的搅拌釜式反应器，由于重量大，又有震动和噪声，常单独布置在框架或室外，用支脚直接支撑在地面上；有时也布置在室内的底层，但布置设计时必须注意将其基础与建筑物的基础分开，以免将噪声和震动传给建筑物。3.多台反应器在布置时尽量排成一条线，反应器之间的距离可根据设备的大小、辅助设备和管道情况而定，管道、阀门等应尽可能布置于反应器的一侧，便于操作。4.带搅拌的反应器，其上部应设安装和检修用地起吊装置或吊钩，设备顶端与建筑物顶间必须留出足够的距离，以便抽出搅拌器。5.跨楼板布置的反应器，要设置出料阀门操作台；反应物黏度大，或含有固体物料的反应器要考虑疏通堵塞和管道清洗等问题。6.物料从反应器底部出料口自流进入离心机要有1-1.5m距离；底部不设出料口，有人通过时，底部离基准面最小距离为1.8m；搅拌器安装在设备底部时设备底部应留出抽取搅拌器的空间，净空高度不小于搅拌器轴的长度。7.对于处理易燃易爆介质的反应器，或反应激烈易出事故的反应器，布置时要考虑足够的安全措施，以免发生事故。混合设备的布置本设计的混合器是带有搅拌器，物料从混合器顶部或一端加入，产品从中部或底部排出。进、出料输送机可以布置成任何水平角度，输送机与混合器之间用溜槽衔接，溜槽要保持一定角度以保证物流畅通。容器的布置1.立式储罐布置时，按罐外壁取齐，卧式储罐按封头切线对齐。2.在室外布置易挥发液体储罐时，应设置喷淋冷却设施。3.液位计、进出料接管、仪表尽量集中于储罐的一侧，另一侧供通道与检修用。4.罐与罐之间的距离，除应遵守“建筑设计防火规范”中的有关规定外，在没有阀门或仪表时，容器之间的通道应不小于750mm，有阀门或仪表时，应保证操作通道净宽不小于1m。5.易燃、可燃液体储罐周围应按规定设置防火堤，贮存腐蚀性物料罐区的地坪应作防腐蚀处理。6.立式储罐安装高度应根据接管需要及输送泵的净正吸入压头的需求决定。卧式储罐安装高度除按上述条件确定外，对多台不同大小的储罐，其底部宜布置在同一标高上。7.立式储罐的人孔若设置在罐侧，其离地高度应不大于800mm，若设置在罐顶，应设检修平台，多台储罐设联合检修平台，单只储罐设直爬梯上下。8.有搅拌器的储罐，必要时需设置能安装修理搅拌器的起吊设施。9.中间储罐一般按流程顺序，布置在与之有关的设备附近，以缩短流程、节省管道长度和占地面积，对于盛有有毒、易燃、易爆物料的中间储罐，则尽量集中布置，并采取必要的防护措施。对于原料和成品储罐，一般集中布置在储罐区，是其特点决定是靠近与之有关的厂房还是远离厂房。塔类设备的布置1.布置塔时，应以塔为中心把与塔有关的设备如中间槽、冷凝器、回流泵、进料泵等就近布置，尽量做到流程顺、管线短、占地少、操作维修方便。2.根据生产需要，塔有配管侧和维修侧，配管侧应靠近管廊，而维修侧则布置在有人口并靠近通道和吊装空地之处；爬梯宜位于两者之间，常与仪表协调布置。3.大型塔类设备常采用室外露天布置，以裙座支撑于地面基础上。4.直径1m以下的塔设备不能靠自身重量单独直立安装，需依附于建筑物或构筑物上，可布置在室内，靠楼梯支承，也可布置在框架中或沿建筑物外沿进行布置。5.在满足工艺要求的前提下，塔类设备既可单独布置，也可集中布置。但相邻塔间的中心距一般为塔直径的3-4倍，一般塔与塔的净距约为2m。塔群与管廊或塔群与框架的净距离约为1.5m。6.塔上设置公用平台，互相联结既便于操作又起到结构上互相加强的好处。平台应与框架相通，平台宽度原则上不小于1.2m，最下层平台高度应高出地面2.1m以上，以确保通行。最上层平台最好围绕整个塔设备，这样较安全。上下层平台距离最大为8m，超过8m应设中间平台，二层平台间设直爬梯，直爬梯距地面2.5m以上的梯子应设保护围栏。换热器的布置1.与分馏塔关联的管壳式换热设备,如塔底重沸器、塔顶冷凝冷却器等宜按工艺流程顺序布置在分馏塔的附近。2.两种物料进行热交换的换热器,宜布置在两种物料进出口相连的管道最近的位置。3.一种物料与几种不同物料进行换热的管壳式换热器,应成组布置。4.用水或冷剂冷却几组不同物料的冷却器,宜成组布置。5.成组布置的换热设备,宜取支座基础中心线对齐,当支座间距不相同时,宜取一端支座基础中心线对齐。为了管道连接方便,地面上布置的换热器也可采用管程进出口管嘴中心线对齐。6.换热设备应尽可能布置在地面上,但是换热设备数量较多可布置在构架上。7.为了节约占地或工艺操作方便可以将两台换热设备重叠在一起布置。但对于两相流介质或壳体直径大于或等于1.2m的换热器不宜重叠布置。8.换热器之间、换热器与其他设备之间的净距不宜小于0.7m。9.操作温度高于物料自燃点的换热器的上方,如无楼板或平台隔开,不应布置其他设备。六、泵的布置1.对于露天或半露天布置的泵，一般使泵与原动机的轴线与管廊轴线垂直。2.对于室内布置的泵，当其输送液体温度高于自燃点或输送液体为液态烃时，应与其它泵分别布置在各自的房间内，并用防火墙隔开。3.成排布置的泵应按防火要求、操作条件和物料特性分组布置；泵露天、半露天布置时；操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵宜集中布置；与操作温度低于自燃点的可燃液体泵之间应有不小于4.5m的防火间距；与液体烃泵之间应有不小于7.5m的防火间距；4.泵成排布置时，宜将泵端出。人口中心线对齐，或将泵端基础边线对齐；5.泵双排布置时，宜将两排泵的动力端相对，在中间留出检修通道；6.泵布置在主管廊下方或外侧时，泵区通道的最小净宽为2m，最小净高为3m，泵端前面操作通道的宽度，不应小于1m；7.泵布置在管廊下方或外侧时，不论是单排或双排，泵和驱动机的中心线宜与管廊走向垂直；8.泵布置在室内时，两排泵净距不应小于2m。泵端或泵侧与墙之间的净距应满足操作、检修要求且不宜小于lm；9.除安装在联合基础上的小型泵外，两台泵之间的净距不宜小于0.7m；10.泵的基础面宜高出地面200mm。最小不得小于100mm；在泵吸入口前安装过滤器时，泵基础高度应考虑过滤器能方便清洗和拆装；11、公用备用泵宜布置在相应泵的中间位置；12.泵布置在室内时，一般不考虑机动检修车辆的通行要求。泵端或泵侧与墙之间的净距不宜小于1.2-1.5m，两排泵之间净距不应小于2m；蒸汽往复泵的动力侧和泵侧应留有抽出活塞和拉杆的位置；立式泵布置在管廊下方或框架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需要的空间；管道布置时，泵的两侧至少要留出一侧做维修用。13.两台泵之间的净距不宜小于700mm，泵前端操作通道不应小于1000mm，对于多级泵，泵前端的检修通道宽度不应小于1800mm。一般泵的前端检修通道宽度不应小于1250mm，以便小型叉车通过。七、管道的布置1.管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求。2.管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观。3.在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调。4.厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单元）、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉。5.管道宜集中成排布置。地上的管道应敷设在管架或管墩上。6.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求。7.管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行。8.管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少。9.应在管道规划的同时考虑其支承点设置。宜利用管道的自然形状达到自行补偿。10.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。管道布置应减少“盲肠”；11.操作情况不同流体按其性质、状态和操作要求的不同，应选用不同的流速。粘度较高的液体，摩擦阻力较大，应选较低拐涟，允许压力降较小的管道。为了防止因介质流速过高而引起管道冲蚀、磨损、振动和噪声等现象，液体流速一般不宜超过4m/s;气体流速一般不超过其临界速度的85%，真空下最大不超100m/s;含有固体物质的流体，其流速不应过低，以免固体沉积在管内而堵塞管道，但也不宜太高，以免加速管道的磨损或冲蚀。12.管径的计算举例：由于本设计的催化剂具有腐蚀性所以管道的材质选择衬里及内防腐的材质，而循环气选择碳钢材质等。接下来以循环气压缩机吸入管为例：取循环气流速u=12流量q=2.4由知r=(q/πu)^0.5=[2.4/(3.14×12)]^0.5=0.25m=250mm则管道直径d=2r=500mm3.1.3设备布置注意事项1、满足工艺要求。满足工艺要求，必须对工艺流程、原材料和产品物性、操作条件比较熟悉，布置设备时才能顺畅，紧凑、合理