工厂设计之车间及管道布置设计

第五章 车间及管道布置设计（车间布置设计） 第 一 节 概 述一 、 车 间 布 置 设 计 的 目 的 车 间 布 置 设 计 的 目 的 是 对 厂 房 的 配 置 和 设 备的 排 列 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 之间 与 工 段 之 间 的 相 互 联 系 。 车 间 布 置 设 计 是 以 工 艺 为 主 导 ， 并 在 其 他 专业 ， 如 总 图 、 土 建 、 设 备 、 安 装 、 电 力 、 暖 风 、外 管 等 密 切 配 合 下 完 成 的 。 二 、 车 间 布 置 设 计 的 依 据 (1) 生 产 工 艺 流 程 图 。 (2) 物 料 衡 算 数 据 及 物 料 性 质 ， 包 括 原 料 、 半 成品 、 成 品 、 副 产 品 的 数 量 及 性 质 ； 三 废 的 数量 及 处 理 方 法 。 (3) 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 表等 。 (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 等 。 (5) 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 。 (7) 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 内人 流 物 流 的 情 况 与 数 量 。 (8) 有 关 布 置 方 面 的 一 些 规 范 资 料 。 第 二 节 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 、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 。 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 上考 虑 。 (4) 要 考 虑 相 同 设 备 或 相 似 设 备 互 换 使 用 的 可能 性 和 方 便 性 。 (5) 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 。 3 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 。 (3) 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 料所 需 要 的 起 重 运 输 设 备 。 4 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 。 (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 。 (3) 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 缝处 。 (6) 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 。 (7) 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 。 5 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 。 (3) 工 艺 管 道 应 集 中 布 置 。 (4) 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 。 6 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 。 (2) 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 灭火 措 施 。 (4) 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 。7 车 间 布 置 应 符 合 生 产 发 展 的 要 求 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2 设 备 的 排 列 和 布 置3 车 间 附 属 工 程 设 计4 车 间 布 置 设 计 说 明5 车 间 布 置 设 计 的 图 纸 第 四 节 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 草图 和 布 置 图 。1 车 间 布 置 草 图 (1) 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 车间 面 积 。 (2) 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 (比 例 用 l ： 100)。 (3) 在 草 图 上 布 置 所 有 车 间 设 备 。 2 车 间 布 置 图 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 置图 。 从 工 作 程 序 上 讲 ， 一 般 为 ： 车 间 布 置 草 图 车 间 布 置 图 (初 步 设 计 阶 段 ) 车 间 布 置 图 (施 工 图阶 段 )。 1 建 筑 物 的 结 构 件 (结 构 组 成 单 元 ) 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 正常 使 用 和 耐 久 。 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 。 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 、设 备 等 上 部 的 载 荷 ， 并 将 其 传 递 给基 础 的 墙 。 (2)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 、 隔热 等 作 用 。 (3)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 其他 部 分 隔 开 。 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 刚度 和 整 体 性 。 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 次的 水 平 间 隔 。 (二 )设 备 布 置 形 式 车 间 内 设 备 布 置 要 与 主 要 生 产 流 程 (原 料 或 半成 品 流 程 )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 求管 线 最 短 。 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 。 第 六 节 设 备 布 置 图 (一 )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 一系 列 图 样 ， 它 包 括 ： (1) 设 备 布 置 图 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 。 (2) 首 页 图 车 间 内 设 备 布 置 图 需 分 区 绘 制 时 ， 提供 分 区 概 况 的 图 样 。(3) 设 备 安 装 详 图 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 梯等 结 构 的 图 样 。 (4) 管 口 方 位 图 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 。 (二 )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 关系 ： 设 备 布 置 图 是 建 筑 图 的 前 提 ， 建 筑 图 又 是 设 备布 置 图 定 稿 的 依 据 。 工 艺 专 业 人 员 首 先 绘 制 设 备 布 置 图 的 初 稿 (或初 步 设 计 )， 向 土 建 设 计 部 门 提 出 工 艺 要 求 ， 作 为厂 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 (施 工 图 )， 就 作 为 设 备 安 装 和 管 道 布置 的 依 据 。 二 、 设 备 布 置 图 的 绘 制 (一 )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 ，在 初 步 设 计 阶 段 和 施 工 图 设 计 阶 段 中 都 要 进 行 绘制 。 设 备 布 置 图 是 按 正 投 影 原 理 绘 制 的 ， 其 视 图内 容 包 括 ： (1) 一 组 视 图 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 数量 以 表 示 清 楚 为 原 则 。 (2) 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 。(3) 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 。(5) 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 。 (二 )设 备 布 置 图 的 表 示 方 法 1 分 区 原 则 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 ，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 。 当 车 间 范 围 不 很 大 ， 各 工 段 (工 序 )的 设 备 可 以联 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 。 2 比 例 与 图 幅 绘 图 比 例 通 常 采 用 1 50和 1 100。 首 页 图 可采 用 1 400、 1 500的 比 例 。 图 幅 一 般 采 用 一 号 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 要加 长 时 ， 可 按 国 家 标 准 机 构 制 图 规 定 加 以 确定 。 3 视 图 的 配 置 (1) 平 面 图 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 ，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 张 图 纸 内 绘 制 几 层 平 面 图 时 ， 应 以 0 00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 画一 粗 线 。 (2) 剖 视 图 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 。 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 、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 。 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 。4 视 图 表 示 方 法 设 备 、 建 筑 物 及 构 件 ， 是 设 备 布 置 图 中 的 主 要表 达 内 容 。 (三 )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 具有 充 分 的 定 位 尺 寸 ， 即 具 有 水 平 面 内 的 纵 横 双 向尺 寸 和 高 度 尺 寸 ， 并 标 注 设 备 的 位 号 、 名 称 、 定位 轴 线 的 编 号 ， 以 及 注 写 必 要 的 说 明 。 (四 ) 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 制设 备 布 置 图 。 但 两 者 的 设 计 深 度 和 表 达 要 求 有 所不 同 。 1 初 步 设 计 设 备 布 置 图 2 施 工 设 计 设 备 布 置 图(五 ) 设 备 布 置 图 的 绘 制 方 法 步 骤