化工设计第五章教程.ppt
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1、第五章 车间布置设计目的:了解车间布置设计的程序目的:了解车间布置设计的程序,掌握车掌握车间布置、设备布置的设计,布置图的绘制。间布置、设备布置的设计,布置图的绘制。重点:车间平面布置与设备布置的原则和重点:车间平面布置与设备布置的原则和方法,设备布置图的绘制和阅读方法和步方法,设备布置图的绘制和阅读方法和步骤。骤。难点:设备布置的绘制和阅读方法和步骤。难点:设备布置的绘制和阅读方法和步骤。第一节 车间布置设计一、车间布置包括 1)车间厂房布置设计(车间各工段,各设施在(车间各工段,各设施在 车间场地范围内的平面布置)车间场地范围内的平面布置)2 2)车间设备布置设计(生产设备、电气仪表设(生
2、产设备、电气仪表设 施的布置)施的布置)以上总称车间布置设计。一、化工车间的组成一、化工车间的组成1 1、生产设施:、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 2、生产辅助设施:、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 3、生活行政福利设施:、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 4、其它特殊用室:、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二、车间布置设计的依据(一一)应遵守的设计规范和规定应遵守的设计规范和规定(二二)基础资料基础资料(一一)应遵守的设计规范和规定应遵守的设计规范和规定建
3、筑设计防火规范建筑设计防火规范(GBJ16-87)石油化工企业设计防火规定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化工企业安全卫生设计标准(HG20571-95)工业企业厂房噪声标准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)中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)(1987)等。)等。(二二)基础资料基础资料对初步设计需要带控制点工艺流程图,对施工图设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计需要
4、管道仪表流程图;物料衡算数据及物料性质(包括原料、中间体、副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,三废的产品、成品的数量及性质,三废的数据及处理方法数据及处理方法););设备一览表(包括设备外形尺寸、重量、支撑形式设备一览表(包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况及保温情况););公用系统耗用量,供排水、供电、供热、冷冻、压公用系统耗用量,供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料缩空气、外管资料;(二二)基础资料基础资料车间定员表(除技术人员、管理人员、车间化验车间定员表(除技术人员、管理人员、车间化验人员、岗位操作人员外,还包括最大人员、岗位操作人员外,
5、还包括最大班人数和男女比例的资料班人数和男女比例的资料););厂区总平面布置图(包括本车间同其他生产车间、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三、车间布置设计的内容及程序(一一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序初步设计阶段的车间布置设计内容及程序(二二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序(一一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程初步设计阶段的车间布置设计内容及程序序任务:任务:1确定生产、辅助生产及行
6、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:主要成果:初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图。(二二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序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: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:主要成果:施工图阶段的车间平面布置图和立面布置图
7、。露天布置露天布置优点: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:缺点:操作条件差,自控要求高,受大气影响等。室内布置室内布置优点: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:缺点:建筑造价较高。(三三)室内布置和露天布置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。一般情况可采用室内与露天联合布置。露天或半露天布置: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。非露天非露天布置布置:如往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备以及
8、结晶器、釜式反应器等易受气温影响的设备。(三三)室内布置和露天布置室内布置和露天布置厂房的平面布置形式:厂房的平面布置形式:长方形长方形或直线形或直线形 形形 形形 形形组合型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、装置四、装置(车间车间)平面布置方案平面布置方案化工厂房平面型式的选择原则:在满足生产工艺要求下化工厂房平面型式的选择原则:在满足生产工艺要求下尽量力求简单,力争美化,同时要按照建筑规范要求。尽量力求简单,力争美化,同时要按照建筑规范要求。(一一)
9、直通管廊长条布置直通管廊长条布置图5-1直通管廊长条布置方案(二二)组合型布置组合型布置聚丙烯装置平面布置示意图图5-2厂房的柱网布置一、柱网概念一、柱网概念 柱柱子子的的纵纵向向和和横横向向定定位位轴轴线线垂垂直直相相交交,在在平平面上排列所构成的网络线。面上排列所构成的网络线。厂房的柱网布置二、柱网间距二、柱网间距 生生产产类类别别为为甲甲、乙乙类类生生产产,宜宜采采用用框框架架结结构构,采用的柱网间距一般采用的柱网间距一般为为6m6m,也可采用也可采用7.5m7.5m。丙丙、丁丁、戊戊类类生生产产可可采采用用混混合合结结构构或或内内框框架架结构,间距采用结构,间距采用4m4m、5m5m或
10、或6m6m。框框架架结结构构或或混混合合结结构构,在在一一幢幢厂厂房房中中不不宜宜采采用用多种柱距。多种柱距。厂房的宽度 一一般般单单层层厂厂房房宽宽度度不不宜宜超超过过30m30m,多多层层厂厂房房宽宽度度不不宜宜超超过过24m24m,厂厂房房常常用用宽宽度度有有9m9m、12m12m、14.4m15m14.4m15m、18m18m和和24m24m。厂厂房房中中柱柱子子布布置置既既要要便便于于设备设备排列和工人操作排列和工人操作,又要有利于交通运又要有利于交通运输输。在在进进行行车车间间布布置置时时,要要考考虑虑厂厂房房安安全全出出入入口口,一一般般不不应应少少于于两两个个。如如车车间间面面
11、积积小小,生生产产人数少,可设一个,人数少,可设一个,车间门向外开车间门向外开。厂房的立面布置 化化工工厂厂厂厂房房的的高高度度,主主要要由由工工艺艺设设备备布布置置要要求求所所决决定定。每每层层高高度度取取决决于于设设备备的的高高低低,安安装装的的位位置置,检检修修要要求求及及安安全全卫卫生生等等条条件件。一一般般框框架架或或混混合合结结构构的的多多层层厂厂房房,层层高高多多采采用用5m5m,6m6m,最低不得低于最低不得低于4.5m4.5m。有有爆爆炸炸危危险险车车间间宜宜采采用用单单层层,厂厂房房内内设设置置多多层层操操作作台台以以满满足足工工艺艺设设备备位位差差的的要要求求。如如必必须
12、设须设在多在多层层厂房内,厂房内,则应则应布置在厂房布置在厂房顶层顶层。厂房的建筑结构一、按层次分一、按层次分 单层和多层单层和多层二、按结构形式分二、按结构形式分 排架结构和框架结构排架结构和框架结构三、按承重结构的材料分三、按承重结构的材料分 1 1)混合结构)混合结构 2 2)钢筋混凝土结构)钢筋混凝土结构 3 3)钢结构)钢结构(一一)建筑物模数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建筑物的跨度、柱距和层高等均应符合建筑物模数的要求:要求:1、跨度:、跨度:6.0,7.5,9.0,10.5,12.0,15.0,18.0(m)。2、柱距:、柱距:4.0,6.0,9.0,
13、12.0(m)。钢筋混凝土结构厂房柱距多用6m。3、开间:、开间:3.0,3.3,3.6,4.0(m)。4、进深:、进深:4.2,4.8,5.4,6.0,6.6,7.2(m)。5、层高:、层高:2.40.3的倍数(m)。6、走廊宽度:、走廊宽度:单面1.2,1.5(m);双面2.4,3.0(m)。7、吊车轨顶:、吊车轨顶:600mm的倍数(200mm)。8、吊车跨度:、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。建建 筑筑 物物(二二)敞开构筑物的结构尺寸敞开构筑物的结构尺寸1、框架、框架设备框架: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
14、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: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:框架跨度:随架空设备要求而不同。框架高度: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。框架框架布置布置: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。建建 筑筑 物物2、平台、平台主要结构尺寸应满足下列要求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
15、,与人孔底部的距离宜为0.61.2m,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。建建 筑筑 物物3、梯子的主要尺寸、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0.40.6m。(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
16、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。建建 筑筑 物物一、车间设备布置设计的内容一、车间设备布置设计的内容二、车间设备布置的要求二、车间设备布置的要求第二节第二节 车间设备布置设计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
17、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的最终成果:设备布置图。一、车间设备布置设计的内容一、车间设备布置设计的内容(一一)满足生产工艺要求满足生产工艺要求(二二)满足安装和检修要求满足安装和检修要求(三三)满足土建要求满足土建要求(四四)满足安全、卫生和环保要求满足安全、卫生和环保要求二、车间设备布置的要求二、车间设备布置的要求1、设备排列顺序、设备排列顺序2、设备排列方法、设备排列方法3、操作间距、操作间距4、安全距离、安全距离(一一)满足生产工艺要求满足生产工
18、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、回流冷凝器等设备计量罐、高位槽、回流冷凝器等设备:较高层反应设备反应设备:较低层过滤设备、贮罐等设备过滤设备、贮罐等设备:最底层。多层厂房内的设备多层厂房内的设备: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、设备排列顺序设备排列方法排列方法根据厂房根据厂房宽度和度和设备尺寸确定。尺寸确定。宽度不超度不超过9m的的车间:一:一边为设备 另一另一边作作为操作位置和通道操作位置和通道设备在厂房内的排列方法设备在厂房内的排列
19、方法 2、设备排列方法、设备排列方法中等宽度中等宽度(1215m)的车间: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设备在厂房内的排列方法 2、设备排列方法、设备排列方法宽度超过宽度超过18m的车间: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1.52m的操作位置)2、设备排列方法、设备排列方法操作间距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。3、操作间距、操作间距3、操作间距、操作间距安全距离安全距离设备与设备之间设备
20、与建筑物之间安全距离的大小: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、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区 域域内内容容最小最小间间距距/mm/mm生产控生产控制区制区控制室、配控制室、配电电室至加室至加热热炉炉1500015000两塔之两塔之间间(考考虑设虑设置平台,未考置平台,未考虑虑基基础础大小大小)24002400管廊下管廊下塔塔类设备类设备的外壁至管廊的外壁至管廊(或构筑物或构筑物)的的柱子柱子30003000或两或两侧侧容器壁或容器壁或换热换热器端部至管廊器端部至管廊(或构筑或构筑物物)的柱子的柱子2000200
21、0两排两排泵泵之之间间的的维维修通道修通道30003000相相邻邻两排两排泵泵之之间间(考考虑虑基基础础及管道及管道)800800建筑物建筑物两排两排泵泵之之间间或或单单排排泵泵至至墙墙的的维维修通道修通道20002000表5-1设备之间或设备与建、构筑物之间的净距区区 域域内内容容最小最小间间距距/mm/mm内部内部泵泵的端面或基的端面或基础础至至墙墙或柱子或柱子10001000两个卧式两个卧式换热换热器之器之间维间维修修净净距距600600两个卧式两个卧式换热换热器之器之间间有操作有操作时净时净距距(考考虑阀门虑阀门、管道、管道)750750卧式卧式换热换热器外壳器外壳(侧侧面面)至至墙墙
22、或柱或柱(通行通行时时)10001000卧式卧式换热换热器外壳器外壳(侧侧面面)至至墙墙或柱或柱(维维修修时时)600600卧式卧式换热换热器封器封头头前面前面(轴轴向向)的的净净距距10001000表5-1设备之间或设备与建、构筑物之间的净距区区 域域内内容容最小最小间间距距/mm/mm任意区任意区卧式卧式换热换热器法器法兰边兰边周周围围的的净净距距450450换热换热器管束抽出器管束抽出净净距距(L(L:管束:管束长长)L+500L+500两个卧式容器两个卧式容器(平行、无操作平行、无操作)750750两个容器之两个容器之间间15001500立式容器基立式容器基础础至至墙墙10001000
23、立式容器人孔至平台立式容器人孔至平台边边(三三侧侧面面)距离距离750750立式立式换热换热器法器法兰兰至平台至平台边边(维维修修净净距距)600600立式立式压缩压缩机周机周围围(维维修及操作修及操作)20002000压缩压缩机机24002400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项目目说说明明尺寸尺寸/mm/mm道路道路主要主要车车行道路行道路(通通过过大型大型车辆车辆)一般道路一般道路5500550045004500铁铁路路铁铁路路轨顶轨顶算起算起终终端或端或侧线侧线6000600052005200道路、道路、走道和走道和检检修所修所需需净净空空高度高度操作通道、
24、平台操作通道、平台管廊下管廊下泵泵区区检检修通道修通道两两层层管廊之管廊之间间管廊最下面梁底管廊最下面梁底斜梯:一个梯段之斜梯:一个梯段之间间休息平台的垂直休息平台的垂直间间距距直梯:一个梯段之直梯:一个梯段之间间休息平台的垂直休息平台的垂直间间距距重叠布置的重叠布置的换热换热器或其他器或其他设备设备法法兰兰之之间间需需要的要的维维修空修空间间管墩管墩21002100330033001500(1500(最小最小)4000(4000(最小最小)5500(5500(最大最大)9000(9000(最大最大)450(450(最小最小)300300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
25、离项项目目说说明明尺寸尺寸/mm/mm炉子炉子炉子下面用于炉子下面用于维维修的修的净净空空750750平平台台立式容器立式容器壳体壳体容器容器顶顶部部封封头头卧式卧式换热换热器器立式立式换热换热器、塔器、塔类类人孔中心人孔中心线线与下面平台之与下面平台之间间的的距离距离人孔法人孔法兰兰面与下面平台之面与下面平台之间间的的距离距离法法兰边缘兰边缘至平台之至平台之间间的距离的距离器身或盖的器身或盖的顶顶法法兰兰与下面平台与下面平台之之间间的距离的距离60013006001300180120018012004504501500(1500(最大最大)凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。凡通过
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