化工设计与工厂设计-车间布置设计

车间布置设计车间布置设计——是对车间建筑物、设备等设施配置的安排作出合理的布局，主要是对设备按生产流程在空间上（水平和垂直方向）进行组合、布置。5.1概述车间布置设计以工艺为主导，并在其他专业的密切配合下完成的。工艺专业除工艺设计本身外，还需了解和考虑总图、土建、设备、仪表、电气、供排水等非工艺专业的及机械、安装操作等方面的要求车间布置包括：1）车间厂房布置设计（车间各工段，各设施在车间场地范围内的平面布置）2）车间设备布置设计（生产设备、电气仪表设施的布置）车间组成：生产设施，包括：生产工段，原料产品仓库，控制室，露天堆场或罐区等；生产辅助设施，包括除尘通风室、机修间、化验室等；生活行政设施，包括车间办公室、更衣室、浴室、厕所等；其他特殊用室，如劳动保护室、保健室等。5.1概述车间布置设计的内容：车间整体设计——集中布置或分散布置、室内或露天。厂房轮廓设计——厂房建筑的大小、平立面结构、跨度、层次、门窗、楼梯等以及与生产操作、设备安装有关的平台、预留孔等。设备布置设计——根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。5.1概述成果：一组初步设计平（剖）面布置图。车间布置设计阶段划分：初步设计阶段、施工图阶段。初步设计阶段主要任务：①生产、生产辅助和生活行政设施的空间布置；②确定车间场地与建筑物、构筑物的大小，包括厂房轮廓、层数、层高和柱网、樑的位置；③设备的空间(水平和垂直方向)布置；④通道系统、物料运输设计；⑤安装、操作、维修所需的空间设计；5.1概述成果：一组平（剖）面布置图——是工艺专业提供给其他专业(土建、设备设计、电气仪表等)的基本技术条件。施工图设计阶段主要任务：在车间布置初步设计的基础上完成①绘制设备管口及仪表位置的详图；②确定与设备安装有关的建筑与结构尺寸；③确定设备安装方案；④安排管道、仪表、电气管路的走向，确定管廊位置。5.1概述车间布置设计的原则：①最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。②有效地利用车间建筑面积(包括空间)和土地。③要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。④考虑其他专业对本车间布置的要求。⑤要考虑车间的发展和厂房的扩建。5.1概述⑥车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。⑦本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。⑧考虑建厂地区的气象、地质、水文等条件。⑨人员流动、物流不能交错。5.1概述车间布置的方法–图样法（纸块法）•纸块（比例）摆列•形成平面图形–模型法•设备（立体模型）布置•形成立体图形优点：直观、返工少缺点：制模麻烦、工作量大、不易携带5.1概述补充（化工建筑知识）一、建筑物的构件1．地基。建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。2．基础。基础是建筑物的下部结构，埋在地面以下，它的作用是支承建筑物，并将它的荷载传到地基上去。3．墙。墙按材料分有：砖墙、石墙、混凝土墙及钢筋混凝土墙等。4．柱。柱是建筑物中垂直受力的构件，靠柱传递荷载到基础上去。按材料可分为木柱、砖柱、钢柱和钢筋混凝土柱等。5．梁。梁是建筑物中水平受力构件，它与承重墙、柱等垂直受力构件组合成建筑结构的空间体系。6．楼板。楼板是将建筑物分层的水平间隔，它的上表面为楼面，底面为下层的顶棚（天花板）。7．屋顶。屋顶的作用主要是保护建筑物的内部，防止雨雪及太阳辐射的侵入，使雪水汇集并排出，保持建筑物内部的温度等。8．地面。地面是厂房建筑中的一个重要组成部分，由于车间生产及操作的特殊性，要求地面防爆、耐酸碱腐蚀、耐高温等，同时还有卫生及安全方面的要求。9．门。为了组织车间运输及人流、设备的进出、车间发生事故时安全疏散等，设计中应合理地布置门。10．窗。保证建筑物采光和通风的要求11．楼梯。按使用的性质可分为主要楼梯、辅助楼梯和消防楼梯。二、建筑物的结构建筑物的结构钢筋混凝土结构钢结构混合结构砖木结构建筑物模数1.跨度：6.0m，7.5m，9.0m，10.5m，12.0m，15.0m，18.0m等2.柱距：4.0m，6.0m，9.0m，12.0m3.开间：3.0m，3.3m，3.6m，4.0m4.进深：4.2m，4.8m，5.4m，6.0m，6.6m，7.2m5.层高：2.4+0.3m的倍数6.走廊宽度：单面1.2m，1.5m；双面：2.4m，3.0m7.吊车轨顶：600mm的倍数8.吊车跨度：手动1.0m，电动和桥式：1.5m平台：1.平台宽度一般不小于0.8m，高度一般不低于2.0m2.相邻平台标高应尽量一致（联合更好）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，不宜大于1.5m4.为加料口设置的平台：距离加料口顶高度不宜大于1.0m5.直接装设在设备上的平台，不能妨碍设备的检修（做成可拆）6.平台护栏1.0m(标高20m以上，为1.2m)梯子：1.斜梯的角度一般45度（条件限制60度），每段长度不超过5m，大于5m设梯间平台；2.斜梯宽度不小于0.7m，也不大于1.0m3.直梯宽度0.4-0.6m5.2.1厂房布置技术一、厂房安排——集中式和分散式根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形以及地质情况等对厂房进行安排，厂房形式有集中式，分散式。集中式——一般对生产规模较小，各工段联系频繁、生产特点无显著差异，厂区地势平坦，可将车间的生产、辅助、生活部门集中布置在一幢厂房内。分散式或单体式——对生产规模较大，各工段生产特点有显著差异或位于山区等。5.2车间设计技术二、厂房层数根据工艺流程的需要将厂房设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。一般，单层厂房的利用率高，建设费用低。1、厂房的平面布置厂房的平面形式：厂房的平面设计应力求简单，车间厂房外形一般有长方形、L型、T型和л型等。5.2车间设计技术三、厂房布置长方形厂房是比较常用的形式，一般适用于中小型车间。优点：施工方便，设备布置有较大灵活性，有利于今后的发展，也有利于采光和通风。但有时由于厂房总长度较长，在总图布置较困难。有时为了适应地形的要求或者生产的需要，也有采用L型或T型的，此时应充分考虑采光、通风、交通和立面等各方面的因素。至于л型，除了特殊需要外，一般不予采用。5.2车间设计技术（2）厂房结构——根据要求可以是框架结构、轻钢及混合结构等。（3）厂房的柱网和跨度：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，当需要大于或小于6m时，宜采用300mm建筑模数的倍数增加或减少。丙、丁、戊类生产可采用混合结构或框架结构，开间采用4.5m或6m等。5.2车间设计技术注意：①不论框架结构或混合结构，在一幢厂房中不宜采用多种柱距。②柱距要尽可能符合建筑模数的要求，这样可以充分利用建筑结构上的标准预制构件，节约设计和施工力量，加速基建进度。③一般单层、多层厂房宜采用6×6m柱网的布置。5.2车间设计技术（4）厂房的宽度：①一般单层厂房宽度不宜超过30m；②多层厂房宽度不宜超过24m；③厂房常用宽度有9m、12m、14.4m、15m，18m，也有用24m。④单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。⑤多层厂房若跨度为9m，厂房中间若不立柱子，所用的梁就要很大，因而不经济，所以6m是常用的跨度。5.2车间设计技术⑥一般车间的短边(即宽度)常为2—3跨，其长边(即长度)则根据生产规模及工艺要求决定。在进行车间布置时，要考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。如车间面积小，生产人数少，可设一个，但应慎重考虑防火安全等问题。5.2车间设计技术例如12m，14.4m，15m，18m宽度的厂房，常分别布置成6—6，6—2.4—6，6—3—6，6—6—6的形式，6—2.4—6表示三跨，跨度为6m-2.4m-6m，中间的2.4m是内走廊的宽度。2、厂房垂直布置厂房的垂直布置要充分利用空间，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，每层高度尽量相同，不宜变化过多。在设计厂房的高度时，除设备本身的高度外，还要考虑设备顶部突出部分，如仪表、阀门和管路以及设备安装和检修的高度，还要考虑设备内取出物的高度(如搅拌器等)。5.2车间设计技术在决定厂房高度时，应尽量符合建筑模数的要求。在有高温及有毒害性气体的厂房中，要适当加高建筑物的层高。有爆炸危险的车间宜采用单层，如必须设在多层厂房内，则应布置在厂房顶层。车间内防爆区与非防爆区(生活、辅助及控制室等)间应设防火墙分隔。5.2车间设计技术5.2.2设备布置技术一、设备布置的露天化：露天布置的优点：①节省大量建筑面积，节省基建投资；②节约土建施工工程量，加快基建进度；③对于有火灾及爆炸危险的设备，露天布置可降低厂房的耐火等级，降低厂房造价；④有利于化工生产的防火、防毒、防爆。⑤对厂房的整体改扩建具有较大的灵活性。5.2车间设计技术下列设备可以露天布置：①生产中一般不需要经常操作的或可用自动化仪表控制的设备，如塔、冷凝器、液体原料贮援、成品贮罐、气柜等都可布置在室外。②需要大气调节温湿度的设备，如凉水塔、空气冷却器等也都露天布置或半露天布置。5.2车间设计技术下列情况不允许露天布置：①气候恶劣的地区，尤其是气温较低的地区。②不允许有显著的温度变化，不能受大气影响的一些设备，如反应器；③各种机械传动设备；④装有精度很高仪表的设备；⑤需要经常操作的设备；⑥生产控制操作台等。5.2车间设计技术主导风向对布置的要求①在设备布置时要满足工艺流程的顺序，保证水平方向和垂直方向的连续性。②在设备布置时，应充分利用位差布置有压差的设备。例如通常把计量槽、高位槽布置在最高层，主要设备如反应器等布置在中层，贮槽等布置在底层。这样既可利用位差进出物料，又可减少楼面的荷重，降低造价。③在垂直布置时，应避免操作人员在生产过程中过多地往返于楼层之间。④相同设备或同类型的设备应尽可能布置在一起，例如塔体集中布置，热交换器、泵成组布置在一处等。5.2车间设计技术二、生产工艺对设备布置的要求：⑤设备布置时，应留有一定的间隙，有利于操作及检修。⑥运转设备应考虑其备用设备的位置。⑦车间内要留有原料、中间体、产品贮存及运输、操作通道。⑧考虑传动设备安装安全防护装置的位置。⑨考虑物料的防火、防爆、防毒及控制噪声的要求，譬如对噪声大的设备，宜采用封闭式间隔等（例如大型风机、真空泵等），生产剧毒物及处理剧毒物料的场所，要和其他部分完全隔开，并单独设置自己的生活辅助用室。⑩根据生产发展的需要，适当预留扩建余地。5.2车间设计技术5.2车间设计技术三、厂房建筑对设备布置的要求①笨重设备或运转时会产生很大振动的设备如压缩机、真空泵、粉碎机等，应该布置在厂房的底层，并和其他生产部分隔开，以减少厂房楼面的荷载和振动。如由于工艺要求离心机不能布置在底层时，应由土建专业在结构设计中采取有效的减震措施。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．以免影响建筑物的安全。5.2车间设计技术③布置设备时，要避开建筑物的柱子及主梁，如设备吊装在柱子或梁上，其荷重及吊装方式需事先告知土建专业人员，并与其商议。④操作台必须统一考虑，以防止平台支柱林立。⑤设备不应布置在建筑物的沉阵缝或伸缩缝处。⑥在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门并确保行人出入畅通。4.2车间设计技术（16）⑦设备应避免布置在窗前，以免影响采光和开启，如必需布置在窗前时，设备与墙间的净距应大于600mm。⑧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。四、操作条件对设备布置的要求装置布置应该为操作人员创造一个良好的操作条件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。五、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