化工设计车间布置设计

第五章车间布置设计基本要求：(1）掌握车间布置设计的内容和程序(2）了解土建基础知识(3）熟悉典型设备的布置方案(4）掌握车间布置图的绘制和阅读一、化工车间的组成二、车间布置设计的依据三、车间布置设计的内容及程序四、装置(车间)平面布置方案第一节车间布置设计概述一、化工车间的组成1、生产设施：生产工段、原料和产品仓库、控制室、露天堆场或贮罐区等。2、生产辅助设施：除尘通风室、变电配电室、机修仪修室、化验室和贮藏室等。3、生活行政福利设施：车间办公室、工人休息、更衣室、浴室、厕所等。4、其它特殊用室：如劳动保护室、保健室等。二、车间布置设计的依据(一)应遵守的设计规范和规定(二)基础资料(一)应遵守的设计规范和规定《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。(二)基础资料①对初步设计需要带控制点工艺流程图，对施工图设计需要管道仪表流程图；②物料衡算数据及物料性质（包括原料、中间体、副产品、成品的数量及性质，三废的数据及处理方法；③设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况）；④公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料；(二)基础资料⑤车间定员表（除技术人员、管理人员、车间化验人员、岗位操作人员外，还包括最大班人数和男女比例的资料）；⑥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）。三、车间布置设计的内容及程序(一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序(二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序(一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序任务：1确定生产、辅助生产及行政生活等区域的布局；2确定车间场地及建(构)筑物的平面尺寸和立面尺寸；3确定工艺设备的平面布置图和立面布置图；4确定人流及物流通道；安排管道及电气仪表管线等；5编制初步设计布置设计说明。主要成果：初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图。(二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序根据初步设计的审查意见，对初步设计进行修改、完善和深化。任务：1确定设备管口、操作台、支架及仪表等的空间位置；2确定设备的安装方案；3确定与设备安装有关的建筑和结构尺寸；4确定管道及电气仪表管线的走向等。主要成果：施工图阶段的车间平面布置图和立面布置图。厂房的平面布置形式：长方形或直线形形形形组合型当厂房较长或受工艺、地形等条件所限，应充分考虑采光、通风、交通通道、进出口等问题。最常用。结构简单、施工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点，适用于中小型车间。四、装置(车间)平面布置方案(一)直通管廊长条布置控制室工艺设备贮罐区工艺设备工艺设备贮罐区管廊道路图5-1直通管廊长条布置方案(二)组合型布置聚丙烯装置平面布置示意图仓库无规锅炉生活行政控制配电造粒回收催化剂配制分解干燥贮罐泵房冷油分离器聚合却塔图5-2①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、防燥等。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。(三)室内布置和露天布置一般情况可采用室内与露天联合布置。露天或半露天布置：如大型贮罐、精馏塔、吸收塔、凉水塔、喷淋式冷却器等设备。非露天布置：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。(三)室内布置和露天布置(一)建筑物模数建筑物的跨度、柱距和层高等均应符合建筑物模数的要求：1、跨度：6.0，7.5，9.0，10.5，12.0，15.0，18.0(m)。2、柱距：4.0，6.0，9.0，12.0(m)。钢筋混凝土结构厂房柱距多用6m。3、开间：3.0，3.3，3.6，4.0(m)。4、进深：4.2，4.8，5.4，6.0，6.6，7.2(m)。5、层高：2.4＋0.3的倍数(m)。6、走廊宽度：单面1.2，1.5(m)；双面2.4，3.0(m)。7、吊车轨顶：600mm的倍数(±200mm)。8、吊车跨度：电动梁式和桥式吊车的跨度为1.5m；手动吊车的跨度为1m。五、建筑物(二)敞开构筑物的结构尺寸1、框架设备框架：可与管廊结合一起布置，也可独立布置。也可根据各类设备的要求设置独立的框架，如塔框架、反应器框架、冷换设备和容器框架等。框架的结构尺寸：取决于设备的要求，在管廊附近的框架，其柱距一般应与管廊柱距对齐，柱距常为6m。框架跨度：随架空设备要求而不同。框架高度：应满足设备安装检修、工艺操作及管道敷设的要求，框架的层高应按最大设备的要求而定。框架布置：尽可能将尺寸相近设备安排在同一层框架上以节省建筑费用。五、建筑物2、平台主要结构尺寸应满足下列要求：(1)平台宽度一般≮0.8m，平台上净空≮2.2m；(2)相邻塔器的平台标高应尽量一样，并尽可能布置成联合平台；(3)为人孔、手孔设置的平台，与人孔底部的距离宜为0.6~1.2m，≯1.5m；(4)为设备加料口设置的平台，距加料口顶≯1.0m；(5)直接装设在设备上的平台，不应妨碍设备的检修，否则应做成可拆卸式的平台；(6)平台的防护栏杆高度为1.0m，标高20以上的平台的防护栏杆高度应为1.2m。五、建筑物3、梯子的主要尺寸(1)斜梯的角度一般为45°，由于条件限制也可采用55°，每段斜梯的高度≯5m，超过5m时应设梯间平台，分段设梯子。(2)斜梯的宽度≮0.7m，也≯1.0m。(3)直梯的宽度宜为0.4~0.6m。(4)设备上的直梯宜从侧面通向平台，每段直梯的高度≯8m，超过8m时必须设梯间平台，分段设梯子，超过2m的直梯应设安全护笼。(5)甲、乙、丙类防火的塔区联合平台及其他工艺设备和大型容器或容器组的平台，均应设置不少于两个通往地面的梯子作为安全出口，各安全出口的距离≯25m。但平台长度不大于8m的甲类防火平台和≯15m的乙、丙类平台，可只设一个梯子。五、建筑物一、车间设备布置设计的内容二、车间设备布置的要求第二节车间设备布置设计确定各个设备在车间平面与立面上的位置；确定场地与建、构筑物的尺寸；确定管道、电气仪表管线、采暖通风管道的走向和位置。主要包括：1、确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置。2、确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置。3、确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸。4、在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸。5、其它。设备布置的最终成果：设备布置图。一、车间设备布置设计的内容(一)满足生产工艺要求(二)满足安装和检修要求(三)满足土建要求(四)满足安全、卫生和环保要求二、车间设备布置的要求1、设备排列顺序2、设备排列方法3、操作间距4、安全距离(一)满足生产工艺要求1按照工艺流程的顺序进行布置；2保证水平方向和垂直方向的连续性；3避免物料的交叉往返；4充分利用厂房的垂直空间布置设备。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。1、设备排列顺序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2、设备排列方法中等宽度(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2、设备排列方法宽度超过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)2、设备排列方法操作间距考虑相应的操作位置和运输通道。考虑堆放一定数量的原料、半成品、成品和包装材料所需的面积和空间。5001200~1500800≥700500700~90050020007001000~1200b+400bl+300≤900650800~100010002000l≤9003、操作间距5001200~1500800≥700500700~90050020007001000~1200b+400bl+300≤900650800~100010002000l≤9003、操作间距安全距离设备与设备之间设备与建筑物之间安全距离的大小：设备的种类和大小设备上连接管线的多少、管径的大小检修的频繁程度4、安全距离表5-1设备之间或设备与建、构筑物之间的净距区域内容最小间距/mm生产控制区控制室、配电室至加热炉15000两塔之间(考虑设置平台，未考虑基础大小)2400管廊下塔类设备的外壁至管廊(或构筑物)的柱子3000或两侧容器壁或换热器端部至管廊(或构筑物)的柱子2000两排泵之间的维修通道3000相邻两排泵之间(考虑基础及管道)800建筑物两排泵之间或单排泵至墙的维修通道2000表5-1设备之间或设备与建、构筑物之间的净距区域内容最小间距/mm内部泵的端面或基础至墙或柱子1000两个卧式换热器之间维修净距600两个卧式换热器之间有操作时净距(考虑阀门、管道)750卧式换热器外壳(侧面)至墙或柱(通行时)1000卧式换热器外壳(侧面)至墙或柱(维修时)600卧式换热器封头前面(轴向)的净距1000表5-1设备之间或设备与建、构筑物之间的净距区域内容最小间距/mm任意区卧式换热器法兰边周围的净距450换热器管束抽出净距(L：管束长)L+500两个卧式容器(平行、无操作)750两个容器之间1500立式容器基础至墙1000立式容器人孔至平台边(三侧面)距离750立式换热器法兰至平台边(维修净距)600立式压缩机周围(维修及操作)2000压缩机2400表5-2道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离项目说明尺寸/mm道路主要车行道路(通过大型车辆)一般道路55004500铁路铁路轨顶算起终端或侧线60005200道路、走道和检修所需净空高度操作通道、平台管廊下泵区检修通道两层管廊之间管廊最下面梁底斜梯：一个梯段之间休息平台的垂直间距直梯：一个梯段之间休息平台的垂直间距重叠布置的换热器或其他设备法兰之间需要的维修空间管墩210033001500(最小)4000(最小)5500(最大)9000(最大)450(最小)300表5-2道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离项目说明尺寸/mm炉子炉子下面用于维修的净空750平台立式容器壳体容器顶部封头卧式换热器立式换热器、塔类人孔中心线与下面平台之间的距离人孔法兰面与下面平台之间的距离法兰边缘至平台之间的距离器身或盖的顶法兰与下面平台之间的距离600~1300180~12004501500(最大)凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。厂房较短：吊装孔可设在厂房的一端；厂房较长(36m)：吊装孔设在厂房的中央。运输通道运输通道运输通道吊装孔及设备运输通道(二)满足安装和检修要求多层楼面的吊装孔：在每一楼层相同的平面位置设置，并在底层吊装孔附近设一大门，以便需吊装的设备顺利进出。(二)满足安装和检修要求釜式反应器、塔器、蒸发器等：直接悬挂在楼面或操作台上相应位置预留设备孔设备孔正方形圆形吊装孔及设备运输通道管道防滑钢板保温层d保温层d(二)满足安装和检修要求（1）考虑设备按装、检修所需的空间和面积。（2）要考虑设备能顺利进出车间。（3）对楼上设备要考虑设置吊装孔。（4）考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需的起重运输设备。(二)满足安装和检修要求设备的起吊高度1122334566(二)满足安装和检修要求(三)满足土建要求（1）笨重设备和会产生很大