车间布置设计

教学重点：（1）车间布置设计的内容和程序（2）典型设备的布置方案（3）车间布置图的绘制和阅读教学难点：车间设备布置图的绘制第五章车间布置设计车间布置设计的主要任务对厂房的平、立面结构、内部要求、生产设备、电气仪表设施等按生产流程的要求，在空间上进行组合、布置，使布局既满足生产工艺、操作、维修、安装等要求，又经济实用、占地少，整齐美观。第一节车间布置设计概述车间布置设计是各专业（工艺、土建、仪表、电气）共同协作的阶段！建筑物组成地基、基础、墙体、柱、梁、楼地层、楼梯、楼顶、屋面、门窗车间布置设计的内容车间布置设计车间厂房布置设备布置全厂车间组成车间组成生产设施：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段、控制室、贮罐区、露天堆场生产辅助设施：化验室、机修间、动力间、变电配电室、除尘室、通风室行政福利设施：办公室、休息室、更衣室、浴室、厕所其他特殊用室：劳动保护室、保健室车间平面布置——将上述车间组成在平面上进行组合布置。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。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。车间布置设计的内容1．车间厂房的整体布置设计车间组成：生产设施，生产辅助设施，生活行政设施等。2．车间设备布置设计3．绘制车间布置图确定各设备在车间平面与立面上的准确位置，确定场地(室外场地)与建筑物、构筑物尺寸，确定工艺管道、电气仪表、管线及采暖通风管道的走向和位置。——设备布置图车间布置设计的原则1．车间布置设计要适应总图布置要求，与其它车间、公用系统、运输系统组成有机体。2．最大限度地满足工艺生产包括设备维修要求。3．经济效果要好；有效地利用车间建筑面积和土地；要为车间技术经济先进指标创造条件。4．便于生产管理，安装、操作、检修方便。5．要符合有关的布置规范和国家有关的法规，妥善处理防火、防爆、防毒、防腐等问题，保证生产安全，还要符合建筑规范和要求。人流货流尽量不要交错。6．要考虑车间的发展和厂房的扩建。7.考虑地区的气象、地质、水文等条件。车间布置设计的方法和步骤1．准备资料①管道仪表流程图；②设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况）；③厂区总平面布置图（包括本车间同其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量）。④有关规划和标准•《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)•《石油化工企业设计防火规定》(GB50160-99)•《化工企业安全卫生设计标准》(HG20571-95)•《工业企业厂房噪声标准》(GB2348-90)•《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定》(GB50058-92)•《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程》（试行）（1987）等。①露天布置优点：建筑投资少、用地少省，利于安装和检修，通风、防火、防爆等。化工厂的设备布置优先考虑露天布置。缺点：操作条件差，自控要求高，受大气影响等。②室内布置优点：气候影响小，劳动条件好，适应于小型化工装置、间歇操作、操作频繁、在气温较低的地区或有特殊要求的设备。缺点：建筑造价较高。2．确定各工段的布置方式露天布置：如大型贮罐、精馏塔、吸收塔、凉水塔、喷淋式冷却器等设备。室内布置：如往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备以及结晶器、釜式反应器等易受气温影响的设备。以下情况可以考虑露天布置：1、生产中不需要经常看管的设备2、受气候影响较小的设备3、需要大气调节温度、湿度的设备4、不需要人工操作，高度自动化的设备5、气温温和的地区3．确定厂房布置和设备布置方案采用按流程布置和同类设备集中布置的方案。同时注意车间内交通、运输和人行通道以及维修场地与空间的安排。4．绘制车间布置草图将厂房和所有设备按1:100或1：50绘于图上，经反复调整确定最经济合理的方案。5．绘制车间设备布置图。第二节车间厂房的整体布置设计车间整体布局根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形及地址条件，可采用以下两种方式布置：(1)规模较小的车间，各工段联系紧密，生产特点无显著差异时，可将车间的生产、辅助、生活部门集中布置在一幢厂房内，如医药、农药生产车间。(2)生产规模较大，各工段生产有显著差异，需要严格分开，应采用分散式厂房。如大型石油化工厂多采用分散式。注意：尽可能采用露天化布置（节省基建投资，加快基建进度，降低防火防爆等级，安全，易改扩建等）车间整体平面设计方案1）直通（I型）管廊长条布置2）L形、T形管廊布置厂房平面轮廓I型(长方形):总图布置、设备布置和管线布置方便，有利自然采光和通风。缺点：流程长，车间过长，常用于中小型车间L型T型适应地形及生产流程的需要也有采用L型、T型；缺点：采用L型、T型应充分考虑采光、通风、通道和立面等各方面因素，适用于较复杂的车间。化工厂房平面型式的选择原则：在满足生产工艺要求下尽量力求简单，力争美化，同时要按照建筑规范要求。柱子、墙、门窗户厂房的柱网布置一、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。6000D3000CBA600060001260006000600060006000600060003456789跨度：纵向定位轴线间的尺寸。柱距：柱列间的尺寸。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，称为柱网。柱距跨度•柱网间距生产类别为甲、乙类生产，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。厂房的宽度•单层厂房不宜超过30m，多层厂房不宜超过24m，常用宽度有9m、12m、14.4m、15m、18m、24m、30m等。•单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。•多层厂房宽度为6m时，可不设柱子，跨度为9m以上时，厂房中间需要立柱，两柱间距离为跨度，常用跨度为6m。•如宽度为12m、14.4m、15m、18m的厂房，常分为6-6、6-2.4-6、6-3-6、6-6-6的形式。•一般车间的短边（即宽度）常为2~3跨，长边则根据生产规模及工艺要求决定。•车间布置还要考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。钢筋混凝土排架结构单层厂房厂房的立面布置厂房高度：考虑设备高低、安装位置、检修要求及安全卫生。框架或砖混多层厂房，多用5m、6m，最低≮4.5m，每层尽量相同有高温、有毒气体厂房，应适当加高或设置拔风式气楼(天窗)，以利于自然通风，采光及散热。(a)单层厂房(b)有天窗的单层厂房(c)多层厂房(d)有天窗的多层厂房(e)有内走廊的多层厂房(f)有内走廊及天窗的多层厂房常见厂房的剖面形式有爆炸危险车间宜采用单层，在厂房内可设置多层操作台；如必须设在多层厂房内，应布置在厂房顶层。如整个厂房均有爆炸危险，则在每层楼板上设置一定面积的泄爆孔或泄压面积。有中央通风孔的厂房厂房布置设计注意问题1.厂房设计首先应满足生产工艺的要求，顺应生产工艺的顺序；路线最短，占地最少，投资最低。2.厂房设计时应考虑到重型设备或震动性设备如：压缩机、大型离心机等，尽量布置在底层，在必须布置在楼上时，应布置在梁上。3.操作平台应尽量统一设计，以免平台较多时，平台支柱零乱繁杂，厂房内构筑物过多，占用过多的面积。4.厂房的进出口、通道、楼梯位置要安排好，大门宽度要比最大设备宽出0.2米以上，当设备太高、太宽时，可与土建专业协商，预留安装孔解决，当需要有运输设备进出厂房时，厂房必须有一个门的宽度比满载的运输设备宽0.5米，高0.4米以上。5.注意安全，一般层高不宜少于3.2米（单层），楼层、平台要有安全出口。1.设备布置应最大限度采用室内露天联合布置温度不允许有显著变化的设备应布置在室内——如反应罐、机械传动设备、装有精密度极高仪表的设备等。不经常操作或用自动化仪表控制的设备都可布置在室外——如塔、冷凝器、液体原料贮罐、成品贮罐、气柜等。需大气调节温度、湿度的设备应露天布置或半露天布置——如凉水塔、空气冷却器等；有火灾及爆炸危险的设备，采用露天布置可降低厂房的耐火等级。第三节车间设备布置设计2、主导风向对设备布置的要求3、生产工艺对设备布置的要求（流程通畅，生产连续正常）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；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。设备排列方法根据厂房宽度和设备尺寸确定。宽度不超过9m的车间：一边为设备另一边作为操作位置和通道设备在厂房内的排列方法操作位置和通道√中等宽度(12~15m)的车间：布置两排设备。集中布置在厂房中间，两边留出操作位置和通道。分别布置在厂房两边，中间留出操作位置和通道。设备在厂房内的排列方法操作位置和通道操作位置和通道操作位置和通道√宽度超过18m的车间：厂房中间留出3m左右的通道两边分别布置两排设备(每排设备各留出1.5~2m的操作位置)计量罐、高位槽、回流冷凝器等设备：较高层反应设备：较低层过滤设备、贮罐等设备：最底层。多层厂房内的设备：既保证垂直方向的连续性，又要减少操作人员在不同楼层间的往返次数。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。序号项目尺寸/m1泵与泵的间距不小于0.72泵列与泵列间的距离不小于2.03泵与墙之间的净距不小于1.24回转机械离墙距离不小于0.8～1.05回转机械彼此间的距离不小于0.8～1.26往返运动机械的运动部分与墙面的距离不小于1.57被吊车吊动的物件与设备最高点的距离不小于0.48贮槽与贮槽间的距离不小于0.4～0.69计量槽与计量槽间的距离不小于0.4～0.610换热器与换热器间的距离不小于1.0车间布置设计的有关尺寸和设备之间的安全距离11塔与塔间的距离1.0～2.012反应罐盖上传动装置离天板距离（如搅拌轴拆装有困难时，距离还须加大）不小于0.813通道、操作台通行部分的最小净空不小于2.0～2.514操作台梯子的坡度（特殊时可作成6度）一般不超过4515一人操作时设备与墙面的距离不小于1.016一人操作并有人通过时两设备间的净距不小于1.217一人操作并有小车通过时两设备间的距离不小于1.918工艺设备与道路间的距离不小于1.019平台到水平人孔的高度0.6～1.520人行道、狭通道、楼梯、人孔周围的操作平台0.7521换热器管箱与封盖端间的距离，室外/室内1.2/0.622管束抽出的最小距离（室外）管束长+0.623离心机周围通道不小于1.524过滤机周围通道1.0～1.825反应罐底部与人行通道距离不小于1.8～2.026反应罐卸料口至离心机的距离不小于1.0～1.527控制室、开关室与炉子之间距离1528产生可燃性气体的设备和炉子间距离不小于8.029工艺设备和道路间距离不小于1.030不常通行的地方，净高不小于1.94.安全、卫生和防腐对设备布置的要求①尽可能使工人背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。②有效地利用自然对流通风；对放热量大或产生易燃、易爆、有毒气体或粉尘的工段应采取必要的防护措施。使操作人员位于设备和窗之间，背光操作。特别高大的