车间布置设计4-4

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工艺流程设计,设备设计并选型,将各工段、设备按生产流程在空间上组合、布置,用管道将各工段、设备连接起来,装置布置设计涉及的专业：,以,工艺、配管,专业为主导；,在,管道、总图、土建、自控、电力、设备,等专业配合下；,征求,建设单位,意见；,最后由工艺或配管集中各方面意见后完成。,车间布置,管道布置,车间布置设计概述,车间设备布置设计,典型设备的布置方案,设备布置图,车间布置设计,1.1,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,车间布置,将上述各设施、工段在,平面和立面,上进行组合布置，并对车间内各设施进行布置和排列。,车间组成,一、车间布置设计概述,1.2,车间布置设计的依据,1.2.1,相关标准、规范和规定,GBJ 16-1987,（,2001,年版）建筑设计防火规范,GB 50160-1992,（,1999,年版） 石油化工企业设计防火规范,HG2057-95,化工企业安全卫生设计规定,GBJ 87-1985,工业企业噪声控制设计规范,GB 12348-1990,工业企业厂界噪声标准,GB 50058-1992,爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范,1.2.2,基础资料,初步设计阶段需要带控制点的工艺流程图,、,施工图设计阶段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、产品的,数量及性质，三废的数量及处理方法。,(3),设备一览表：,设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况,(4),公用系统消耗,：,水、电、热、冷冻、压缩空气、外管资料；,(5),车间定员表,：,技术人员、管理人员、车间化验人员、岗位操作人员外，最大班人数和男女比例等；,(6),厂区总平面布置图,：,包括车间之间、辅助部门、生活部门的相互联系，厂内人流、物流的情况和数量。,(7),建厂地形和气象资料,。,车间布置设计,车间总布置,车间内设备布置,是对整个车间厂房的各个组成部分，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面布置和安排。,是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绘制。,1.3,车间布置设计的内容和程序,车间布置设计分,初步设计,和,施工图设计阶段,两个阶段。,1.3.1,初步设计阶段：,根据工艺流程图、设备一览表、工厂总平面布置图，配,电控制室、生活行政福利设施的要求以及物料贮存和运输等,资料画出,布置草图,，提供给建筑设计专业人员做厂房建筑的,初步设计。工艺人员取得,建筑设计图,后，再对车间布置草图,进行修改，然后画出初步设计阶段的车间,平面、立面布置图,。,初步设计阶段车间设计的内容：,生产工段、生产辅助设施、生活行政福利设施的平面、,立面布置,车间场地和建筑物、构筑物的位置和尺寸。,设备的平面、立面布置,通道系统、物料运输设计,安装、操作、维修的平面和空间设计,成果：一组平、立面布置图，列入初步设计的设计文件,施工图设计阶段车间设计的内容：,落实初步设计车间的布置内容,确定设备管口和仪表接口的方位和标高,物料和设备移动、运输设计,确定与设备安装有关的建筑物尺寸,确定设备安装方案,安排管道、仪表、电气管线的走向，确定管廊的位置。,1.3.2,施工图设计阶段,成果：车间布置平面、立面图，列入施工图阶段的设计文件中,1.4,厂房的整体布置,分离式布置或集中式布置,露天布置或室内布置,分离式布置：,生产规模比较大，车间和各工段成产特点有显著差异，,或者位于山区等情况下，可适当考虑分离式。,集中式布置：,生产规模不大，车间各工段联系频繁，生产特点无显,著差别，厂区地势平坦，可适当采用集中式布置。,室内布置,：,生产中需经常操作或可用自动化仪表控制设备；,不允许有显著温湿度变化,或,不能受大气影响,设备；（,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）,露天布置,:,如大型的容器，贮罐，有火灾和爆炸危险的设备等。,(P285),建筑投资少、用地少，利于安装和检修，通风、防火、防燥等。,操作条件差,，,自控要求高,，,受大气影响,等。,1.4.1,厂房的平面布置,厂,房,平,面,轮,廓,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,型等,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,。,I,型,(,长方形,),为了便于安装及装置的整洁美观，通常都设集中管廊；,管廊的布置首先要考虑工艺流程，来去管道做到最短、最省，尽量减少交叉重复；,一般管廊布置在长方形装置并且平行于装置的长边，其两侧均布置设备，以节约占地面积、节省投资；,管廊宽度根据管道数量、管径大小、配管配线的数量而定，一般预留,20%,的余量；,管廊上管道布置为一层、二层或多层，多层管廊要考虑管道安装和维修人员通道。,a.,管廊布置：,直通管廊长条布置,露天布置的基本方案,直通管廊是在厂区中间设置管廊，在管廊两侧布置工艺,设备，与单侧布置比，占地面积小，管廊长度短，而且流程顺畅,。,b.,组合型布置,聚,丙,烯,装,置,平,面,布,置,示,意,图,1.4.2.,厂房的立体布置,主要是确定厂房的层数与高度,厂房的里面有单层、多层、单层与多层相结合的形式；,厂房的每层高度主要取决于设备的高低、安装的位置、检修要求及安全卫生等条件，一般每层高度采用,4,6m,，最低层不宜低于,3.2m,，净空高不得低于,2.6m,，每层高度尽量相同，且应尽可能符合建筑规模的要求；,在有高温及有毒气体的厂房中，要适当加高建筑物的层高或设置避风式气楼，以便形成自然通风、散热；,有爆炸危险的车间宜采用单层，厂房内设置多层操作台以满足工艺设备位差的要求，车间内防爆区与非防爆区应设置防爆墙，有爆炸危险车间的楼梯宜采用封闭式楼梯间。,常见厂房的剖面形式,单层厂房,有天窗的单层厂房,多层厂房,有天窗多层厂房,有内走廊多层厂房,有内走廊及天窗多层厂房,不等高的多层厂房,1.5,土建基础知识,1.5.1,建筑物的构件,1.5.2,建筑物的结构,砖木结构,混合结构,钢筋混凝土结构和钢结构等,组成建筑物的构件有：地基、基础、墙、柱、梁、 楼板、,屋顶、隔墙、楼梯、门、窗及天窗等。,1.5.3,建筑物模数制,建筑物的跨度、柱距和层高等均应符合建物模数的要求,:,(1),跨度,:6.0,，,7.5,，,9.0,，,10.5,，,12.0,，,15.0,，,18.0(m),(2),柱距,:4.0m,，,6.0m,，,9.0m,，,12.0m;,(3),开间,:3.0m, 3.3m, 3.6m, 4.0m;,(4),进深,:4.2m, 4.8m,7.2m;,(5),走廊宽度,:,单面,1.2,，,1.5m,；双面,2.4,，,3.0(m);,(6),吊车轨顶,:0.6,的倍数,;,(7),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,。,柱网：厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格,沿厂房长度方向的各承重柱,自左向右,用、,依次编号,与厂房长度方向垂直的方向上，各承重柱,自下而上,用 、 、,依次编号。,厂房建筑的柱、墙及其它构配件均以,定位轴线为基准,标定其位置及标志尺寸。,1.5.4,建筑的定位,厂,房建筑的定位尺寸：,厂房建筑的定位轴线：,纵向定位轴线,（与厂房的长度方向平行）,横向定位轴线,（与厂房的长度方向垂直）,跨度：,相邻,纵向,定位轴线间的距离,柱距：,相邻,横向,定位轴线间的距离,1.5.5,房屋建筑图的视图,(1),立面图, 沿底层切开的，称为底层平面图，或以楼层标高,表示为,0.00,平面图或者,EL100.000,平面,；,沿第二层切开的，称为二层平面图，或以楼层标高,表示之；,正立面图（或称南立面图）；,侧立面图（或称东立面图或西立面图,),；,背立面图（或称北立面图）。,(2),平面图,假设用正平面或侧平面的垂直方向把房屋剖开,(,注意剖面,均应通过门和窗）将处于观察者和剖开之间的部分移去，其余部分方向投影所得到的图形称为垂直剖面图。,(3),剖面图,二、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,确定室外场地与建筑物、构筑物的尺寸,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,车间设备布置的最终结果表现是,设备布置图。,确定各,设备在车间平面与立面上的位置,，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,。,设备布置总要求：,经济合理，操作维修方便安全，设备排列,紧凑整齐。,2.2.1,设备布置应最大限度采用室内露天联合布置,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,。,设备布置要求,2.2.2,应考虑生产工艺对设备布置的要求,满足,工艺流程顺序，保证水平方向和垂直方向的连续性,。对有压差的设备，可利用高位差布置。如：塔,冷凝器,回流罐,同类型设备或操作性质相似,的设备，应尽可能布置在一起，如塔群、换热区、泵区。, 尽可能,缩短设备间管线,。, 根据生产发展的需要和可能，适当,预留扩建余地,。, 设备之间或设备与墙之间的,安全距离和操作距离,。,序号,项目,尺寸,/m,1,泵与泵的间距,不小于,0.7,2,泵列与泵列间的距离,不小于,2.0,3,泵与墙之间的净距,不小于,1.2,4,回转机械离墙距离,不小于,0.8,1.0,5,回转机械彼此间的距离,不小于,0.8,1.2,6,往返运动机械的运动部分与墙面的距离,不小于,1.5,7,被吊车吊动的物件与设备最高点的距离,不小于,0.4,8,贮槽与贮槽间的距离,不小于,0.4,0.6,9,计量槽与计量槽间的距离,不小于,0.4,0.6,10,换热器与换热器间的距离,不小于,1.0,11,塔与塔间的距离,1.0,2.0,12,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,0.8,13,通道、操作台通行部分的最小净空,不小于,2.0,2.5,14,操作台梯子的坡度（特殊时可作成,6,度）,一般不超过,45,15,一人操作时设备与墙面的距离,不小于,1.0,16,一人操作并有人通过时两设备间的净距,不小于,1.2,17,一人操作并有小车通过时两设备间的距离,不小于,1.9,18,工艺设备与道路间的距离,不小于,1.0,19,平台到水平人孔的高度,0.6,1.5,20,人行道、狭通道、楼梯、人孔周围的操作平台,0.75,21,换热器管箱与封盖端间的距离，室外,/,室内,1.2/0.6,22,管束抽出的最小距离（室外）,管束长,+0.6,23,离心机周围通道,不小于,1.5,24,过滤机周围通道,1.0,1.8,25,反应罐底部与人行通道距离,不小于,1.8,2.0,26,反应罐卸料口至离心机的距离,不小于,1.0,1.5,27,控制室、开关室与炉子之间距离,15,28,产生可燃性气体的设备和炉子间距离,不小于,8.0,29,工艺设备和道路间距离,不小于,1.0,30,不常通行的地方，净高不小于,1.9,宽度不超过,9m,的车间,宽度,(1215m),的车间,宽度超过,18m,的车间,3,米,1.52,米,31,操作人员、操作设备所需的最小距离,2.2.3,便于安装和检修,A.,要考虑安装、检修,和拆卸的可能性。,B.,要考虑设备如何运入和运出厂房。,次数较多：设大门,次数很少：外墙预留洞口，大设,备安装后砌封。,氨合成塔的框架,C.,设备通过楼层面或安装在二楼以上时，可在楼板上,预设安装孔，也可在厂房中央设吊梁和吊车供设备,起吊使用。,D.,为了便于设备维修，厂房内应保留维修的面积和空间，,包括设备维修时工作操作所需要的位置和设备拆下的部件,及材料存放位置。,E.,在一组或者一列设备中，,安装或维修其中某一设备,时，应不妨碍其余设备的,正常使用和操作。这样就,要求运输高度大于线路上,最高设备的高度。,(1),笨重设备或运转时产生很大震动的设备,尽可能布置在,厂房地面层；,(2),大型设备沿墙布置时应注意不影响门窗的开启，不妨碍,厂房的采光和通风。,(3),设备布置时要避免设备基础与建筑物基础等碰、挤和重叠。,(4),有剧烈震动的机械，操作平台不要和建筑物的柱、墙相连。,(5),预留孔洞时，不要任意打乱或者切断建筑物上梁和柱的结,构布置。,2.2.4,满足土建要求,(6),在布置设备时，应避开厂房的沉降缝和伸缩缝,(7),厂房内操作台应统一考虑，整片操作台应尽可能取同一标高,2.2.5,设备布置和管线布置要密切配合,工艺管道、通风管道及电气、仪表管道是车间布置,的主要内容之一，在设备布置时，要同时安排好管道的,走向，留好管道布置的空间并决定主架管道的位置和操,作盘的位置。,2.2.6,满足安全和防腐蚀方面的要求,对于有防火、防爆要求的设备，布置时必须符合防火、,防爆的规定。,具体做法：把危险等级相同的设备尽量集中在一个区域中,b.,有爆炸危险的设备尽量放在单层车间，若必须安装,在多层，则布置在顶层或者厂房的边缘，以利于解压,和方便消防。,c.,处理酸、碱等腐蚀介质的泵、池、罐宜分别集中布置,在底层。,d.,安装有毒气体、易燃易爆气体或粉尘泄露的设备的,厂房，必须注意通风,e.,采光和通风,2.3,车间布置的方法和步骤,(1),根据工艺流程、物料性质及各专业的要求，车间在总平面图上的位置，,初步划分生产、辅助生产和生活福利区及位置,，,确定厂房柱距、宽度、层高等，按,1:50,或,1:100,比例,绘制平立面轮廓草图,。,(2),把,同一工段的设备,尽量布置在同一幢厂房中，按设备布置原则，满足各方面要求。,(3),安排,辅助生产室和生活福利室,。,(4),按,1:50,或,1:100,比例,制成车间布置模型,。,可做,23,个方案，征求有关专业的意见，从各方面比较其优缺点，绘制,车间平立面布置草图，提交建筑设计人员设计建筑图,。, 工艺设计人员取得建筑设计图后，根据,布置草图绘制正式的车间平立面布置图,。,三、典型设备的布置方案,反应器的布置,塔和立式容器的布置,换热器的布置,卧式容器的布置,泵的布置,压缩机的布置,3.1,泵的布置,平面布置方式,(1),露天布置,一般布置在管廊下方。,(2),半露天布置,用于多雨地区，一般在管廊下方布,置,(,管道上部设顶棚,),，或布置在框架下层地面上。,(3),室内布置,工艺要求，用于寒冷或多风沙地区。,小型车间：生产用泵多数装在抽吸设备的附近,大中车间：用泵数量较多，应尽量集中布置,集中布置的泵应尽量排列成一直线，可单排或双排布置，同时要注意操作和检修方便。,大型泵编组布置在室内，便于生产检修。,泵与泵的间距：取决于泵的大小，一般不小于,0.7m,。,双排泵的布置：电机端与电机端相对，间距不小于,2m,，泵与墙的净间距至少为,0.7m,。,泵要布置在高于地面,150mm,的基础上。,多台泵置于同一基础上时，基础必须有坡度，以便泄漏物流出。,重量较大的泵和电机应设检修用的设备，建筑物高度要留出必要的净空。,压缩机布置方式：,压缩机的功率大，在平面布置时应尽可能使压缩机靠近与之相连的主要工艺设备。,压缩机通常布置在专用的压缩机房,利于压缩机的维护和检修。,压缩机的基础应考虑隔震，基础要与厂房的基础脱开。,中小型压缩机厂房一般为单层，压缩机基础直接放在地面上；大型压缩机多采用双层厂房，分上下两层布置，主机操作面、指示仪表，阀门组布置在上层，,辅助设备和管线布置在下层。,多台压缩机布置一般是横向并列，机头在同侧，便于接管和操作，布置的间距要满足主机和电动机的拆卸检修等要求。,3.2,压缩机的布置,3.3,容器的布置,容器包括立式容器和卧式容器,立式容器的布置,立式容器可以安装在地面、楼板或平台上，也可以穿越楼板或平台用支耳支撑在楼板或平台上,立式容器穿越楼板或平台时，应避免容器上的液面指示、控制仪表也穿越楼板或者平台。,立式容器为防止粘稠物料的凝固或固体物料的沉降，其内部可能有大负荷的搅拌器时，为避免振动影响，应尽可能的设置支撑结构。,卧式设备宜成组布置。成组布置的卧式设备容器宜按支座基础中心线或按封头切线对齐。卧式容器之间的净空,0.7m,左右。,在工艺设计中确定卧式容器尺寸时，尽可能选用相同长度不同直径的容器，以利于设备布置。,卧式设备的平台的设置要考虑人孔和液面计等操作因素。对于集中布置的卧式容器可设联合平台。,卧式设备的布置,3.4,换热器布置,化工厂使用最多的是,列管式换热器与再沸器,。,换热器布置任务,将其布置在适当的位置，决定支座等安装结构、管口方位等。,(1),换热器的布置原则：,顺应流程和缩短管道长度,塔的再沸器及冷凝器,应取近塔布置,：,热虹吸式再沸器是,直接固定在塔上,，采用口对口的,直接连接。,塔的回流冷凝器要,靠近塔、回流罐及回流泵,。,(2),布置空间受限制：,可将长换热器改为短粗换热器,(3),换热器常采用成组布置,：,水平的换热器可以,重叠布,置,，串联的、非串联的相同的或大小不同的换热器,都可重叠。,为了便于抽取管束，,上层换热器不能太高,，一般管壳的顶部高度不能大于,3.6m,；将,进出口管改成弯管,可降低安装高度。,(1),大型塔设备：,室外,布置，用,裙座,直接安装于基础上。,(2),小型塔设备：,室内,布置，支承于,楼板或操作台,上；,室外,布置，用,框架,支承。,(3),多个塔设备：,按,工艺流程的顺序成排布置,，尽可能,按塔 筒中心线取齐,。,3.5,塔,塔设备的布置形式,(1),独立,布置,(2),成列,布置,(3),成组,布置,(4),沿建筑物或框架,布置,（,1,）独立布置,塔身设操作平台：,供进出人孔、操作、维修仪表及阀门之用。,塔或塔群：,在设备区,外侧,操作侧面,对道路，,配管侧面,对管廊,，便于施工安装、维修与配管,塔顶部,设有,吊杆,，用以吊装塔盘等零件。,填料塔常在,装料人孔的上空,设,吊梁,，供吊装填料,。,单塔或特别高大的塔,(2),成列布置,将,几个塔的中心,排成一条直线,将,高度相近的塔,相邻,布置,联合平台,优点：,方便操作,省投资,成排布置的蒸馏塔和冷凝器,(3),成组布置,数量不多、结构和大小相似的塔,可成组布置,如果塔的高度不一致，只要求第一层平台对齐，其他各层另行考虑。,联合平台,优点：几个塔组成空间体系，增加了塔群的刚度，塔的壁厚可以适当降低。,（,4,）沿建筑物或框架布置,高位换热器和容器,的,建筑物或框架旁,。,容器或换热器的平台：,作塔的人孔，仪表和阀门的操作与维修的,通道,。,将细而高的或负压塔的侧面固定在建筑或框架的适当高度,塔式反应器,可按塔来布置；,固定床,催化反应与容器差不多；,火焰加热的反应器,则近似于工业炉,乙烯裂解炉,搅拌釜式反应器,是加上搅拌与传热夹套的立式容器。,釜式反应器的布置：,(1),一般间歇操作，要,考虑加料和出料,。,(2),一般用,支耳架支撑在建筑物或操作台,的梁上。,(3),两台以上相同反应器,排成直线,。管道阀门集中布置在一侧。,(4),带搅拌器的反应器，在其上部应设置,安装检修用的起吊设备,。,可按,类似设备,布置。,3.6,反应器的布置,(5),跨楼板布置的反应器，要设置,出料阀门操作台,。,(6),反应器底部,出口离地面高度,受下游设备的影响。,(7),易燃易爆反应器，尤其是反应剧烈，容易出事故的反应器，要考虑,安全措施，包括泄压及排放方向,。,