工厂设计之车间及管道布置设计1

2021/3/101第五章 车间及管道布置设计（车间布置设计）2021/3/102第一节 概 述一、车间布置设计的目的一、车间布置设计的目的 车间布置设计的车间布置设计的目的目的是对是对厂房的配置厂房的配置和和设备设备的排列的排列作出合理的安排，并决定车间、工段的长作出合理的安排，并决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。间与工段之间的相互联系。车间布置设计是以工艺为车间布置设计是以工艺为主导主导，并在其他专，并在其他专业，如总图、土建、设备、安装、电力、暖风、业，如总图、土建、设备、安装、电力、暖风、外管等外管等密切配合密切配合下完成的。下完成的。2021/3/103二、车间布置设计的依据二、车间布置设计的依据 (1)生产工艺流程图。生产工艺流程图。(2)物料衡算数据及物料性质，包括原料、半成物料衡算数据及物料性质，包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法。量及处理方法。(3)设备资料，包括设备外形尺寸、重量、支撑设备资料，包括设备外形尺寸、重量、支撑形式、保温情况及其操作条件，设备一览表形式、保温情况及其操作条件，设备一览表等。等。2021/3/104 (4)公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等。冻、压缩空气、外管资料等。(5)土建资料和劳动安全、防火、防爆资料。土建资料和劳动安全、防火、防爆资料。(6)车间组织及定员资料。车间组织及定员资料。(7)厂区总平面布置，包括本车间与其他生产车厂区总平面布置，包括本车间与其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内间、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。人流物流的情况与数量。(8)有关布置方面的一些规范资料。有关布置方面的一些规范资料。2021/3/105第二节第二节 车间布置设计的原则车间布置设计的原则 一个优良的车间布置设计应该是，技术先进、一个优良的车间布置设计应该是，技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。简洁、紧凑、整齐、美观。在进行具体的车间布置设计时，必须从工艺、在进行具体的车间布置设计时，必须从工艺、操作、安全、维修、施工、经济、美观及扩建上操作、安全、维修、施工、经济、美观及扩建上考虑。考虑。2021/3/106 (4)要考虑相同设备或相似设备互换使用的可要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性和方便性。能性和方便性。(5)设备的自动测量仪表要集中控制，阀门控设备的自动测量仪表要集中控制，阀门控制尽量集中，便于工人操作。制尽量集中，便于工人操作。3车间布置应符合设备安装、检修的要求车间布置应符合设备安装、检修的要求 (1)根据设备大小及结构，考虑设备安装、检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。修及拆卸所需要的空间和面积。(2)满足设备能顺利进出车间的要求。满足设备能顺利进出车间的要求。(3)通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。(4)必须考虑设备的检修和拆卸以及运送物料必须考虑设备的检修和拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备。所需要的起重运输设备。2021/3/107 4车间布置应符合厂房建筑的要求车间布置应符合厂房建筑的要求 (1)凡是笨重设备或运转时会产生很大振动的设凡是笨重设备或运转时会产生很大振动的设备，应该尽可能布置在厂房的底层，以减少备，应该尽可能布置在厂房的底层，以减少厂房楼面的荷载和振动。厂房楼面的荷载和振动。(2)有剧烈振动的设备，其操作台和基础不得与有剧烈振动的设备，其操作台和基础不得与建筑物的柱、墙连在一起，以免影响建筑物建筑物的柱、墙连在一起，以免影响建筑物的安全。的安全。(3)设备布置时，要避开建筑的柱子及主梁。设备布置时，要避开建筑的柱子及主梁。(4)厂房内所有操作台必须统一考虑，避免平台厂房内所有操作台必须统一考虑，避免平台支柱零乱重复。支柱零乱重复。(5)设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处。处。2021/3/108 (6)在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门和行人出入。影响开门和行人出入。(7)在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置。高设备尽量集中布置。5车间布置应符合节约建设投资的要求车间布置应符合节约建设投资的要求 (1)尽可能采取露天或半露天布置，减少建筑面尽可能采取露天或半露天布置，减少建筑面积，节约厂房建筑费。积，节约厂房建筑费。(2)厂房非高层化是近代工厂的设计特点。厂房非高层化是近代工厂的设计特点。(3)工艺管道应集中布置。工艺管道应集中布置。(4)尽量采用一般的土建结构。尽量采用一般的土建结构。(5)设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。2021/3/1096车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求 (1)发酵工厂车间卫生是正常生产的首要环节。发酵工厂车间卫生是正常生产的首要环节。(2)要为工人操作创造良好的安全卫生条件。要为工人操作创造良好的安全卫生条件。(3)易燃易爆车间要考虑方便工人疏散和防火灭易燃易爆车间要考虑方便工人疏散和防火灭火措施。火措施。(4)凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围地面、墙、柱都要采取防护措施。围地面、墙、柱都要采取防护措施。7车间布置应符合生产发展的要求车间布置应符合生产发展的要求2021/3/1010车间布置设计的内容，一般为：车间布置设计的内容，一般为：1厂房的整体布置和轮廓设计厂房的整体布置和轮廓设计2设备的排列和布置设备的排列和布置3车间附属工程设计车间附属工程设计4车间布置设计说明车间布置设计说明5车间布置设计的图纸车间布置设计的图纸2021/3/1011第四节第四节 车间布置设计的步骤和方法车间布置设计的步骤和方法 车间布置图的设计可分两个阶段进行：布置草车间布置图的设计可分两个阶段进行：布置草图和布置图。图和布置图。1车间布置草图车间布置草图 (1)初步划分生产、辅助生产和生活设施的分初步划分生产、辅助生产和生活设施的分隔及位置，初步选定厂房柱距、跨度及车隔及位置，初步选定厂房柱距、跨度及车间面积。间面积。(2)用坐标纸按厂房建筑设计的要求，绘制厂用坐标纸按厂房建筑设计的要求，绘制厂房建筑平面轮廓草图房建筑平面轮廓草图(比例用比例用l：100)。(3)在草图上布置所有车间设备。在草图上布置所有车间设备。2021/3/10122车间布置图车间布置图 工艺设计人员在取得建筑设计图后，即可在工艺设计人员在取得建筑设计图后，即可在布置草图的基础上绘制正式的车间平、立面布置布置草图的基础上绘制正式的车间平、立面布置图。图。从工作程序上讲，一般为：车间布置草图从工作程序上讲，一般为：车间布置草图车间布置图车间布置图(初步设计阶段初步设计阶段)车间布置图车间布置图(施工图施工图阶段阶段)。2021/3/10131建筑物的结构件建筑物的结构件(结构组成单元结构组成单元)地基：是建筑物的地下土壤部分。它支承建地基：是建筑物的地下土壤部分。它支承建筑物的全部重量，包括设备和材料等筑物的全部重量，包括设备和材料等的重量，地基必须有足够的强度即承的重量，地基必须有足够的强度即承载力和稳定性，才能保证建筑物的正载力和稳定性，才能保证建筑物的正常使用和耐久。常使用和耐久。基础：是建筑物或设备支架的下部结构。一基础：是建筑物或设备支架的下部结构。一般埋在地面之下或一部分大部分埋在般埋在地面之下或一部分大部分埋在地下，作用是支承建筑物和设备，并地下，作用是支承建筑物和设备，并将它们的负荷传递到地基上去。建筑将它们的负荷传递到地基上去。建筑物的可靠性与耐久性往往在很大程度物的可靠性与耐久性往往在很大程度上取决于基础的可靠性和耐久性。上取决于基础的可靠性和耐久性。2021/3/1014 墙：墙一般分三种，其作用也各不相同。墙：墙一般分三种，其作用也各不相同。(1)承重墙：承重墙是承受屋顶、楼板、横梁、承重墙：承重墙是承受屋顶、楼板、横梁、设备等上部的载荷，并将其传递给设备等上部的载荷，并将其传递给基础的墙。基础的墙。(2)填充墙：填充墙填充于建筑物的框架上，不填充墙：填充墙填充于建筑物的框架上，不承重，仅起围护、保温、隔音、隔承重，仅起围护、保温、隔音、隔热等作用。热等作用。(3)防爆墙和防火墙：在工厂房中，易燃易爆防爆墙和防火墙：在工厂房中，易燃易爆生产部分应用防爆墙和防火墙与其生产部分应用防爆墙和防火墙与其他部分隔开。他部分隔开。2021/3/1015 梁：梁是建筑物种水平放置的受力构件。它梁：梁是建筑物种水平放置的受力构件。它除承担楼板、设备的载荷外，近起着联除承担楼板、设备的载荷外，近起着联系各构件的作用，与柱、承重墙等组成系各构件的作用，与柱、承重墙等组成建筑物的空间体系，以增强建筑物的刚建筑物的空间体系，以增强建筑物的刚度和整体性。度和整体性。柱：柱是建筑物中垂立放置的受力构件。柱：柱是建筑物中垂立放置的受力构件。屋盖：屋盖主要起防止风、砂、雨、雪的侵袭屋盖：屋盖主要起防止风、砂、雨、雪的侵袭和保温、隔热的作用。和保温、隔热的作用。楼板：楼板就是沿建筑物的高度将其分成层次楼板：楼板就是沿建筑物的高度将其分成层次的水平间隔。的水平间隔。2021/3/1016(二二)设备布置形式设备布置形式 车间内设备布置要与主要生产流程车间内设备布置要与主要生产流程(原料或半原料或半成品流程成品流程)顺序相一致，使生产线路呈链状排列而顺序相一致，使生产线路呈链状排列而无交叉迂回现象，并尽可能利用自流输送，力求无交叉迂回现象，并尽可能利用自流输送，力求管线最短。管线最短。发酵工厂通常是把设备整齐的排列在一条或发酵工厂通常是把设备整齐的排列在一条或两条链状轴线上，且按工序分区要明确。两条链状轴线上，且按工序分区要明确。2021/3/1017第六节 设备布置图 (一一)设备布置设计的图样设备布置设计的图样 设备布置设计的最终成果，是设备布置图等一设备布置设计的最终成果，是设备布置图等一系列图样，它包括：系列图样，它包括：(1)设备布置图设备布置图 表示一个车间或一个工段的生产表示一个车间或一个工段的生产和辅助设备在厂房建筑内外安装布置的图样。和辅助设备在厂房建筑内外安装布置的图样。(2)首页图首页图 车间内设备布置图需分区绘制时，提车间内设备布置图需分区绘制时，提供分区概况的图样。供分区概况的图样。(3)设备安装详图设备安装详图 表示用以固定设备的支架、吊表示用以固定设备的支架、吊架、挂架及设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯架、挂架及设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯等结构的图样。等结构的图样。(4)管口方位图管口方位图 表示设备上各管口以及支座、地表示设备上各管口以及支座、地脚螺栓等周向安装方位的图样。脚螺栓等周向安装方位的图样。2021/3/1018(二二)设备布置图与建筑图的关系设备布置图与建筑图的关系 设备布置图与建筑图之间存在着相互依赖的关设备布置图与建筑图之间存在着相互依赖的关系：设备布置图是建筑图的系：设备布置图是建筑图的前提前提，建筑图又是设备，建筑图又是设备布置图定稿的布置图定稿的依据依据。工艺专业人员首先绘制设备布置图的初稿工艺专业人员首先绘制设备布置图的初稿(或或初步设计初步设计)，向土建设计部门提出工艺要求，作为，向土建设计部门提出工艺要求，作为厂房建筑设计的依据。厂房建筑设计的依据。待厂房建筑设计完成后，工艺人员再根据厂房待厂房建筑设计完成后，工艺人员再根据厂房建筑图进行修改、补充，使其更趋合理，最后定稿建筑图进行修改、补充，使其更趋合理，最后定稿的设备布置图的设备布置图(施工图施工图)，就作为设备安装和管道布，就作为设备安装和管道布置的依据。置的依据。2021/3/1019二、设备布置图的绘制二、设备布置图的绘制 (一一)设备布置图的视图内容设备布置图的视图内容 设备布置图是设备布置设计中的主要图样，设备布置图是设备布置设计中的主要图样，在初步设计阶段和施工图设计阶段中都要进行绘在初步设计阶段和施工图设计阶段中都要进行绘制。制。设备布置图是按正投影原理绘制的，其视图设备布置图是按正投影原理绘制的，其视图内容包括：内容包括：(1)一组视图一组视图 表示厂房建筑的基本结构和设备在表示厂房建筑的基本结构和设备在厂房内外的布置情况。平、立面图，剖面图的数厂房内外的布置情况。平、立面图，剖面图的数量以表示清楚为原则。量以表示清楚为原则。2021/3/1020(2)尺寸及标注在图形中注写与设备布置有关的尺寸尺寸及标注在图形中注写与设备布置有关的尺寸和建筑轴线的编号、设备的位号、名称等。和建筑轴线的编号、设备的位号、名称等。(3)安装方位标指示安装方位基准的图标。安装方位标指示安装方位基准的图标。(4)说明与附注对设备安装布置有特殊要求的说明。说明与附注对设备安装布置有特殊要求的说明。(5)设备一览表列表填写设备位号、名称等。设备一览表列表填写设备位号、名称等。(6)标题栏注写图名、图号、比例、设计阶段等。标题栏注写图名、图号、比例、设计阶段等。2021/3/1021(二二)设备布置图的表示方法设备布置图的表示方法 1分区原则分区原则 当车间范围较大，以车间为单位绘制图样不能当车间范围较大，以车间为单位绘制图样不能清晰和详细表达时，则应绘制该车间的首页图，清晰和详细表达时，则应绘制该车间的首页图，首页图上分区范围可以用粗双点划线表示，然后首页图上分区范围可以用粗双点划线表示，然后按首页图上所划分的区域再分绘其设备布置图。按首页图上所划分的区域再分绘其设备布置图。当车间范围不很大，各工段当车间范围不很大，各工段(工序工序)的设备可以的设备可以联合布置，表达清楚时，可统一出图，以车间为联合布置，表达清楚时，可统一出图，以车间为单位绘制设备布置图。单位绘制设备布置图。2021/3/10222比例与图幅比例与图幅 绘图比例通常采用绘图比例通常采用150和和1 100。首页图可。首页图可采用采用1 400、1500的比例。的比例。图幅一般采用图幅一般采用一号一号幅面，如需绘制在几张图幅面，如需绘制在几张图纸上，各张图纸的幅面规格尽量相同。图幅需要纸上，各张图纸的幅面规格尽量相同。图幅需要加长时，可按国家标准加长时，可按国家标准机构制图机构制图规定加以确规定加以确定。定。2021/3/10233视图的配置视图的配置 (1)平面图平面图 设备布置图一般以平面图为主，表设备布置图一般以平面图为主，表明各设备在平面内的布置状况。当厂房为多层时，明各设备在平面内的布置状况。当厂房为多层时，应分别绘出各层的平面布置图，即每层厂房绘制应分别绘出各层的平面布置图，即每层厂房绘制一个平面图。一个平面图。一张图纸内绘制几层平面图时，应以一张图纸内绘制几层平面图时，应以000平面开始画起，由下而上，从左至右顺序排列。平面开始画起，由下而上，从左至右顺序排列。在平面图下方各注明其相应标高，并在图名下画在平面图下方各注明其相应标高，并在图名下画一粗线。一粗线。2021/3/1024(2)剖视图剖视图 剖视图是在厂房建筑的适当位置上，垂剖视图是在厂房建筑的适当位置上，垂直剖切后绘出的立面剖视图，以表达在高度方向设直剖切后绘出的立面剖视图，以表达在高度方向设备安装布置的情况。在保证充分表达清楚的前提下，备安装布置的情况。在保证充分表达清楚的前提下，剖视图的数量应尽可能少。剖视图的数量应尽可能少。在剖视图中要根据剖切位置和剖视方向，表达在剖视图中要根据剖切位置和剖视方向，表达出厂房建筑的墙、柱、地面、屋面、平台、栏杆、出厂房建筑的墙、柱、地面、屋面、平台、栏杆、楼梯以及设备基础、操作平台支架等高度方向的结楼梯以及设备基础、操作平台支架等高度方向的结构和相对位置。构和相对位置。剖视图的剖切位置需在平面图上加以标记，标剖视图的剖切位置需在平面图上加以标记，标记方法与机械制图国家标准规定相同。记方法与机械制图国家标准规定相同。4视图表示方法视图表示方法 设备、建筑物及构件，是设备布置图中的主要设备、建筑物及构件，是设备布置图中的主要表达内容。表达内容。2021/3/1025(三三)设备布置图的标准设备布置图的标准 设备布置图是供设备布置定位用的，所以图设备布置图是供设备布置定位用的，所以图面上与设备布置定位有关的建筑物、构筑物、设面上与设备布置定位有关的建筑物、构筑物、设备与设备之间、设备与建构筑物之间，都必须具备与设备之间、设备与建构筑物之间，都必须具有充分的定位尺寸，即具有水平面内的有充分的定位尺寸，即具有水平面内的纵横纵横双向双向尺寸和尺寸和高度高度尺寸，并标注尺寸，并标注设备的位号、名称设备的位号、名称、定、定位轴线的位轴线的编号编号，以及注写必要的，以及注写必要的说明说明。2021/3/1026(四四)不同设计阶段中的设备布置图不同设计阶段中的设备布置图 在初步设计和施工图设计阶段中，都要绘制在初步设计和施工图设计阶段中，都要绘制设备布置图。但两者的设计深度和表达要求有所设备布置图。但两者的设计深度和表达要求有所不同。不同。1初步设计设备布置图初步设计设备布置图 2施工设计设备布置图施工设计设备布置图(五五)设备布置图的绘制方法步骤设备布置图的绘制方法步骤2021/3/10272021/3/10282021/3/10292021/3/10302021/3/10312021/3/10322021/3/10332021/3/1034