车间布置设计

5车间布置设计

5－1厂房的整体布置

5－2车间设备布置设计

5－3车间布置平、立面图

一、厂房的整体布置二、厂房的平面布置三、厂房的立体布置

车间设备布置设计就是确定各个设备在车间平面与立面上的位置，确定场地（指室外场地）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。车间设备布置大体上应考虑下列问题：一、宜于露天布置的设备尽量布置在室外

二、生产工艺方面的要求

三、有合适的设备间距

四、设备的安装、检修方面的要求

五、建筑要求

六、设备布置和管线布置要密切配合

七、安全和防腐蚀方面的要求

八、典型设备的布置方案

一、车间生产辅助用室的配置

二、行政福利用室的配置

一、车间布置平面图中表现的内容二、车间布置立面图中表现的内容三、说明四、车间首页图

一．化工生产车间一般由下列各部分组成（１）生产设施，包括生产工段。原料和成品仓库。控制室、露天堆场或贮罐区等。（２）生产辅助设施，包括除尘、通风室、变电和配电室，机修间、化验室、动力间（压缩空气和真空）。（３）生活行政福利设施，包括车间办公室、休息室、更衣室、浴室、厕所等。（４）其他特殊用室如劳动保护室、保健室等。车间布置设计分初步设计和施工图设计两个阶段，这两个阶段进行的内容和深度是不相同的。

二．初步设计阶段在初步设计阶段，工艺设计人员根据工艺流程图、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情况等资料画出车间的布置草图，提供给建筑设计专业人员做厂房建筑的初步设计。在工艺设计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。初步设计阶段的车间布置设计应包括以下内容：（１）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。（２）车间场地和建筑物、构筑物的位置和尺寸。（３）设备的平面、立面布置。（４）通风系统、物料运输设计。（５）安装、操作、维修的平面和空间设计。初步设计阶段的车间布置设计的成品是一组平、立面布置图，列入初步设计的设计文件中。

三、施工图设计阶段在初步设计基础上，各专业相互配合，全面考虑土建、仪表、电气、暖气、供排水等专业与机修、安装操作等各方面的需要，最后得到一个能满足各方面要求的车间布置。在这一阶段，由于设备设计、管道设计均已进行，因而设备尺寸、管口方位、管道走向、仪表安装位置等均可由各专业设计人员协商提供，电气、仪表、暖通、供排水、外管等设计工作的进行也为最后落实车间布置提供了十分全面详尽的资料，经多方协商研究、修改和增删，最后得到施工图设计阶段的车间布置图。施工图设计阶段布置设计的内容如下：（１）落实初步设计车间布置的内容。

（２）确定设备管口和仪表接口的方位和标高。（３）物料与设备移动、运输设计。（４）确定与设备安装有关的建筑物尺寸。（５）确定设备安装方案。（６）安排管道、仪表、电气管线的走向，确定管廊位置。施工图阶段的布置设计，必须有所订设备制造厂返回的设备图（列出地脚螺栓，外形尺寸，主要管口方位、重量等）作依据，才能成为最后成品。施工图设计阶段车间布置的成品是最终的车间布置平面、立面图，列入施工图阶段的设计文件。

一、厂房的整体布置

分离式:生产规模大，车间各工段生产特点有显著差异（例如属于不同的防火等级）或位于山区等情况，可适当考虑分离式布置。

集中式

:生产规模不大，车间各工段联系频繁，生产特点无显著差异，厂区地势平坦者，可适当采用集中式布置。考虑厂房的整体布置的另一重要问题是室外场地的利用和设计。在操作上可以放在露天的设备如体形巨大的容器，贮罐，较高大的塔，原则上应尽可能布置在室外。可以大大地缩减厂房的建筑面积。

有火灾和爆炸危险的设备和能产生大量有毒物质的设备露天布置能降低厂房的防火、防爆等级，简化厂房的防火、防爆措施，降低厂房的通风要求，改善厂房内的卫生及操作条件；设备的露天布置也使厂房的改建和扩建具有更大的灵活性。所以，设备的露天布置无论在技术上还是经济上都有很大好处。设备露天布置的缺点是操作条件差，在北方地区的冬季增加操作人员的巡视困难，并要求较好的自控条件。

二、厂房的平面布置（１）厂房的平面轮廓（厂房平面布置方案）一般有直线型、Ｌ形、Ｔ形、Ⅱ形等数种形式，其中以直线型采用最多。直线形厂房常用于小型车间，而Ｔ形、Ｌ形或Ⅱ形厂房则适合于较复杂的车间。①直通管廊长条布置1

在管廊两侧布置贮罐与设备较之单侧布置占地面小，管廊长度短，这意味着管道总长度小，流体输送的动力省。控制室与配电室相邻布置方便又节约建筑费用，它们通常布置在装置的中心位置，在设备区外又要靠近经常需要观察的区域并有通路通向各操作点。管廊分开平行布置是不经济的布置，应该合并。工艺设备控制室工艺设备工艺设备工艺设备控制室

预留的扩建用地位置影响车间初始投资，将预留面积分配在管廊两侧比布置在一侧为佳，这样第一期工程管廊长度就减少一半，初始投资减少。如下图：

②Ｔ形、Ｌ形布置这种布置适合于较复杂的车间管道可由二个或三个方向进出车间。中间贮罐布置在设备或厂房附近，原料成品贮罐分类集中布置在贮罐区。易燃物料贮罐外设围堤以防止液体泄漏漫延，为操作安全，泵布置在围堤外；予留工艺设备予留工艺设备工艺设备予留槽车卸料泵靠近道路布置，贮罐的出料泵靠近管廊即方便又节约管道。厂房与各分区的周围都应有通行道路，按运输要求分成主、次二类。道路布置成环网状，除方便检修外也有利于安全消防。管廊与道路重叠，在架空管廊下布置道路是既节约用地又方便维修。③复杂车间的平面布置车间组成愈复杂，它的平面布置也愈复杂，但布置的基本原理不变，车间平面实际上就是直线形、Ｌ形、Ｔ形、Ⅱ形的组合。例图５－2是一个大型聚丙烯车间的平面布置示意图。

2

复杂车间考虑平面布置时的原则如下：

a.露天和敞开式布置。回收（精馏、吸收）、聚合、分解、干燥、料仓、无规锅炉等主要装置采用露天式或敞开式框架布置；有特殊要求的工段如控制、配电、催化剂配制、造粒、包装及成品仓库布置在封闭式厂房中。

b.流程式布置各生产工段从贮罐，回收到产品包装入库都顺流程排列，通过一条曲折的主管廊相连接。控制、配电、分析室与办公室等生活行政设施合并布置在一幢建筑物中，安排在装置工艺区的中心，位置恰当适宜。

c.平面及道路布置整齐，各工段合并成几个矩形区域，整个车间组成一个近于方形的区域，占地少，道路成网。

d.物料运输合理。

e.安全防火，对易燃、易爆、腐蚀性装置、设备设置安全围堤和留出安全区。

（２）厂房柱网布置和厂房宽度国家规定：厂房建筑以３m的倍数为优先选用的柱网，例如:３m、６m、９m、１２m、１５m、１８m等，对多层厂房，常采用6m×6m的柱网。如果生产及设备需要必须加大时，最好不超过12m。常采用的厂房宽度有6m、9m、12m、15m、18m、24m、30m等数种，由于受到自然采光和通风的限制，多层厂房总宽度一般不宜超过24m，单层厂房一般不宜超过30m。厂房的长度根据工艺要求确定。

三、厂房的立体布置厂房的立面形式有单层、多层和单层与多层相结合的形式。多层厂房占地少但造价高，而单层厂房占地多但造价低。如工艺要求设备放在厂房内，设备比较高，观察孔操作岗位安排在设备中部，这就需要设计多层厂房；如果设备大部分露天布置，厂房内只需安置泵或风机，这种情况可设计成单层厂房。对于新投产的产品设计的厂房，由于生产过程中对工艺流程和设备需要不断改进和完善，

一般设计一个较高的单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢制操作台代替钢筋混凝土操作台，其优点一是适应工艺流程和设备变化的需要，二是设备与操作楼面的改装不影响厂房的建筑物的本体。确定厂房层高时，一般应考虑设备的高度，设备安装、起吊、检修、拆卸时所需高度和管道布置占据的空间等几个方面的因素。此外，还应考虑到通风、采光、高温及是否有有害气体产生等因素。一般工厂厂房的层高为４－６m。采用框架结构或混合结构的多层厂房，层高多采用5.1m和6m，最低不得低于4.5m。各层高度尽量相同，不宜过多变化。

一、能够或宜于露天布置的设备尽量布置在室外

生产中不需要经常看管的设备，辅助设备和受气候影响较小的设备（如吸附器、吸收塔、不冻液体贮罐、大型贮罐、废热锅炉、气柜等）一般都应考虑在露天放置；需要大气来调节温度、湿度的设备如凉水塔、冷却塔等更宜于露天放置，在气候温和、没有酷寒的地区，应考虑更多的设备露天放置。但是某一些反应器和使用冷冻剂的设备，它们受大气温度的影响，而生产工艺上又不允许有显著的温度变化，这类设备就要考虑放在室内，各种传动机械如气体压缩机、冷冻机、往复泵和仪表操作盘也应布置在室内。

二、生产工艺方面的要求

设备布置应尽量使工艺流程顺、工艺管线短、工人操作方便和安全，还要考虑使原料和成品有适当的运输通道。

三、有合适的设备间距有关设备与设备、设备与建筑物之间的安全距离可参考下表：

序号

项目安全距离／m１２３４５６７往复运动机械、其运动部分离墙的距离回转机械与墙之间的距离回转机械相互间的距离泵的间距泵列与泵列间的距离（对排泵）泵的最突出部分（包括管线）与墙的距离贮罐间的距离不小于1.5不小于0.8~1.0不小于0.8~1.2不小于0.7不小于2.0不小于1.00.4~0.6设备与设备、设备与建筑物间的安全距离

续表：８９１０１１１２１３１４计量槽间的距离换热器间的距离塔与塔的间距反应设备顶盖上传动装置与天花板的距离（有搅拌轴时，考虑拆装空间）走廊及操作台通行部分净高设备边缘或最突出部分与墙的距离考虑操作地带或吊放最大设备时，两设备间距应为最大件宽度0.4~0.6至少1.01.0~2.0不小于0.8

不小于2.0~2.5不小于0.6再加0.5~1.0序号项目安全距离/m四、设备的安装、检修方面的要求１.要考虑设备安装、检修和拆卸的可能性，应考虑安放吊车起重机的位置。２.要考虑设备如何运入和运出厂房。大门------进出次数较多；安装孔或外墙预留洞口------搬进不再搬出。吊车梁和吊车------起吊设备。３.厂房内应保留进行维修的面积和空间，包括设备维修时工人操作所需的位置和设备拆下的部件及材料存放的位置。４.设备的起吊运输高度应大于运输线路上最高设备的高度。

五、建筑要求１.压缩机、巨大的通风机、破碎机、离心机等尽可能布置在底层，以减少厂房的荷载和震动。这些设备的基础也应避免与墙、柱连在一起。２.大型设备沿墙布置时应注意不使影响门窗的开启，不妨碍厂房的采光和通风条件。设备布置应尽可能做到工人背光操作。３.布置设备时要避免设备基础与建筑物基础及地下构筑物（如地沟、地坑等）之间发生碰、挤和重叠等情况。４.在不影响工艺流程的原则下，将较高的设备集中布置，可简化厂房的主体布置，避免因设备高低悬殊而造成建筑体积的浪费。５.在多层厂房楼板上布置设备时，常常要在楼板上预留孔洞，要注意不要打乱或切断建筑物上主要梁、柱的结构布置。６.操作平台必须统一考虑，以免平台支柱零乱重复，以节约厂房内构筑物所占用的面积。

六、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设计的主要内容之一，它与设备布置关系密切，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，并决定主管架的位置和操作盘的位置。

七、安全和防腐蚀方面的要求

１.危险等级相同的设备尽量集中在一个区域内，以便于在建筑设计上采取诸如设计防爆建筑物、设置防爆墙等措施。

2.将有爆炸危险的设备布置在单层厂房内比较安全，若必须布置在多层厂房内，则布置在顶层或厂房（或场地）的边缘，以利泄压和方便消防。３.处理酸、碱等腐蚀性介质的泵、池、罐宜分别集中布置在底层，这样可在较小的范围内，从土建设计上采取特殊处理，以节省投资并便于集中管理。

４安装有有毒气体、易燃易爆气体或粉尘泄漏的设备的厂房，须特别注意通风（包括自然通风和强制通风）。有时为了加强自然通风，在厂房楼板上设置中央通风口。为了解决采光和通风问题，可以设计不同的屋顶结构。

建筑常用图例见下图：

八、典型设备的布置方案

１.容器（罐、槽）

２泵和压缩机①泵泵应尽量靠近供料设备以保证良好的吸入条件。它们常集中布置在室外、建筑物底层或泵房。小功率的泵（７kw以下）布置在楼面或框架上。室外布置的泵一般在路旁或管廊下排成一行或二行，电机端对齐排在中心通道两侧，吸入与排出端对着工艺罐。图5-7是泵在管廊下（或泵房内）的排列布置。泵的排列次序由相关的设备位置与管道布置所决定。管廊或建筑物的跨度Ａ由泵的长度与它们本身的要求决定。Ａ＝６~７m时，可布置一排泵加一条３m的通道，Ａ＝１０m左右时,

可布置两排泵（泵短，Ａ可减小）。管廊的柱间距Ｂ可以按泵的布置需要调整，泵出口位置b要按泵标注。电机端Ｃ，吸入端要对着吸入罐使吸入管道短而直，泵的中心线在管廊柱间均匀排列。主通道的宽度Ｄ由电缆槽的宽度与冷却水、密封和润滑油管、下水道等地下管道的宽度所决定。基础Ｅ最好一样，它们之间的距离Ｆ要均匀相等，双排布置时中心线要对齐。泵的周围要留有空间和通道以便安装阀门和管道，控制阀布置在靠近地面和柱子附近，并固定在柱子上，基础的高度Ｇ太低时，修理不便。

当面积受限或泵较小时，可成对布置使两台泵共用一个基础，在一根支柱上装两只开关见图：室内的泵沿墙布置能节省面积，如将工艺罐放在墙外，管道穿过墙与泵相连则空间更省，操作也方便。②压缩机

a离心式压缩机离心式压缩机体积小、排量大结构简单，能利用多种动力（电动机、蒸汽透平、气体透平）带动，有利于装置的能量利用。离心压缩机的布置原理与离心泵相似，但较为庞大、复杂，特别是一些附属设备（润滑油与密封油槽、控制台、冷却器等）要占据很大的空间。如右图为电动机或背压透平带动的离心压缩机的常用布置方案。管道从顶部连接的压缩机可以安装在接近地面的基础上，不过在拆卸上盖时要同时拆去部分接管。管道从底部连接的压缩机拆卸上盖就比较方便，这种压缩机要装在抬高的框架上，支柱靠近机器，环绕机器设悬臂平台，当然压缩机的基础要与建筑物的基础分离。离心压缩机常布置在敞开式的框架结构（有顶）或压缩机室内，顶部要设吊车梁或行车以供检修时起吊零部件。

b往复式压缩机

往复式压缩机的工作原理与往复泵相似，但机器要复杂得多。振动及噪声都很大。往复压缩机结构复杂、拆卸时间长，所以都布置在压缩机室内并配有起重装置，其周围要留有足够大的空地。见图：

３换热器化工厂中使用最多的是列管式换热器和再沸器，其布置原理也适用于其他形式的换热器。设备布置的主要任务是将换热器布置在适当的位置，确定支座、安装结构和管口位置等。必要时在不影响工艺要求的条件下，可以调整原换热器的尺寸和安装方式（立式或卧式）①换热器的布置原则顺应流程和缩短管道长度，故他的位置取决于与它密切联系的设备的位置。塔的再沸器及冷凝器因与塔以大口径的管道连接，故应采取近塔布置，通常将它布置在塔的两侧。热虹吸式再沸器直接固定在塔上，还要靠近回流罐和回流泵。自容器（或塔底）经换热器抽出液体时，换热器靠近容器（或塔底），使泵的吸入管道最短，以改善吸入条件。②布置空间受限制时，如原来设计的换热器显得太长，可以换成一个短粗的换热器以适应布置空间的要求。一般从换热器的角度考虑，细而长的换热器较有利，卧式换热器换成立式的以节约面积，而立式的换热器换成卧式的以降低高度，所以在选择换热器时要根椐具体情况而定。

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以重叠布置。重叠布置除节约面积外，还可以共用上、下水管。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高于3.6米。进出口管改成弯管可降低安装高度。见图5-11。

④换热器间的间距，换热器与其它设备的间距至少要留出1m的水平距离，当位置受限制时，最少不能小于0.6m。

4、反应器反应器的形式很多，可以根据结构型式按类似的设备布置。塔式反应器可按照塔的方式布置；固定床催化反应器与容器相类似；火焰加热的反应器则近似于工业炉；搅拌釜式反应器实质上是设有搅拌器和传热夹套的立式容器。釜式反应器布置时有几种安装方式。

反应器周围的空间、操作平台宽度和离开建筑物的距离决定于：操作、维修的通道要求；反应器周围设备（如换热器、冷凝器、泵和管道）的大小和布置；反应器基础大小及其与建筑物基础的距离；减速机、电动机检修时移动和放置的空间。中小型的间歇反应器或操作频繁的反应器常布置在室内，用罐耳（挂耳）悬挂在楼板的设备孔中（或框架上）。可单排或双排布置，管道阀门应尽可能集中布置在反应器一侧，以便操作。５.塔塔的布置形式很多，常在室外集中布置。通常有独立布置、成列布置、成组布置及沿建筑物或框架布置、室内或框架内布置等。（１）独立布置（单塔或特别高大的塔可采用独立布置）利用塔身设操作平台，供进出人孔、操作、维修之用。塔或塔群常布置在设备区外侧，为便于施工与配管，操作面宜对道路，配管宜对管廊。塔顶常设起吊装置。用来吊装塔盘等零件。

填料塔常在装料孔的上空设吊车梁，供吊装填料之用。（２）成列布置将几个塔的中心排成一条直线。若将几列高度相近的塔相邻布置，通过适当调整安装高度和操作点（如适当改变塔裙高度、管道布置、在条件允许下也可适当改变塔板间距）就可采用联合平台，既方便操作，投资也省。采用联合平台时必须允许各塔有不同的热膨胀。联合平台由分别安装在各塔塔身上的平台组成。通过台间的铰链或预留缝隙来满足不同的伸长量，以免拉坏平台。相邻塔间的中心距一般为塔径的３－４倍。（３）成组布置这类布置是将数量不多、结构与大小相似的塔，利用操作平台进行集中布置，形成一个整体。这样组成的空间塔系，可提高塔群的刚度，塔的壁厚也就可降低。如果塔的高度不同，只要求将第一层操作平台取齐，其他各层可另行考虑。

（４）沿建筑物或框架布置将塔安装在高位换热器和容器的建筑物或框架旁，利用容器或换热器的平台作为塔的人孔，仪表和阀门的操作与维修的通道。将细而高的塔或负压塔的侧面固定在建筑物或框架的适当高度，这样可增强塔的刚度和减少壁的厚度。（５）室内或框架内布置较小的塔常安装在室内或框架中，平台和管道都支承在建筑物上，冷凝器可装在屋顶上或吊在屋梁下，利用位差重力回流。

一、车间生产辅助用室的配置车间生产辅助用室包括控制室、动力间（提供压缩空气及真空的机械）、高温热源或冷冻机室、变电和配电室、化验室、机修间、通风室、材料仓库等。一般来说，控制室可设在生产厂房内，但为保证安全，甲类防爆车间的控制室应单独设置。动力间可设在厂房内或行政福利用房的底层。变电和配电室、机修间、通风室可分设在厂房中单独的房间内，也可设在行政福利用室范围内。

二、行政福利用室的配置行政管理生活福利室包括车间办公室、休息室、更衣室、淋浴室、厕所等。通常，行政福利用室有两种布置方式，一种是单独设置，也就是车间和行政福利用室分开设置，单独设置的布置方式造价高不常采用，一般只用于温度、湿度或有害物质影响很大的车间。另一种布置方式是把行政福利用室与生产厂房毗连在一起，这种布置方式叫毗连式，它比单独设置方式的投资省，并且靠近车间，工人出入方便。但应注意，当车间的生产危险等级较高时，应设防火墙将生产厂房和生活福利用室隔开，以保证安全。

车间布置图的内容包括：厂房各层工艺设备排列的平面图和必要的立面图，工艺设备一览表，附加的文字说明，图框和图签。一、车间布置图中应表现的内容

1、厂房平面，包括厂房边墙轮廓线，门、窗、柱、楼梯、通道、地坑、操作台的位置。

2、厂房建筑物的长宽总尺寸。

3、柱、墙定位轴线的间距尺寸。

4、全部设备（包括主要设备、辅助设备、备用设备以及起吊用的吊轨上的行车、电动葫芦等）的外形俯视图，设备位号和设备名称。

5、设备的定位尺寸。

6、操作台等辅助设施示意图和主要尺寸。

7、预留的孔、洞以及沟、坑的位置和尺寸。

二、车间布置立面图表现的内容

1、厂房剖面，包括厂房的墙、门、窗、柱、楼梯、平台、屋面、地面、楼面、栏杆、孔、洞、沟、坑等的主要高度尺寸。

2、墙、柱定位轴线的间距尺寸。

3、设备外形的立面投影、设备位号和设备名称。

4、设备的高度定位尺寸，包括与设备安装定位有关的建筑构件的高度尺寸。

三、说明：

1、在车间布置图的标题栏上方常常列出设备一览表，此设备一览表是用来说明本布置图中所有设备的一种表格，表格中的项目应与工艺流程图相同。

2、施工图阶段的车间布置平面图右上角有方位标。

3、在布置图中，设备用粗实线画出，建筑物的墙、梁、柱、门、窗、操作台等轮廓用细实线画出。

4、设备布置图的比例一般采用1∶50，1∶100，

1∶200；个别情况（如大型贮罐或仓库等）可采用

1∶300，1∶400，1∶500。设备布置图例：施工图阶段的设备布置图。北0º270º180º90º

5、尺寸的标注设备图与建筑图之间有很多联系，图样尺寸的标注除基本要求遵照“机械图“（GB129－76）外，有些尺寸往往还要按照建筑制图标准（GBJ1－73）规定的方法进行标注。平面尺寸的标注方法厂房建筑的平面尺寸应以建筑定位轴线为基准，其单位用毫米，图中不必注明。尺寸的标注可用以下两种方法。一种为封闭链状。如下图（a）；另一种为尺寸线起止点可不用箭头而采用45º的细斜短线表示，此时最外侧尺寸线需延长至尺寸界线一段距离如图（b）。①30040030003700(a)80800100801001000(b)60

尺寸数字应尽量标注在尺寸线上方的中间，当尺寸界线距离较窄设有位置注写数字时，可采用在尺寸线上下两边错开标注，必要时也可用引出线引出后再标注。最外边的尺寸数字可以标注在尺寸界线的外侧。标高高度尺寸以标高形式标注。一般以主厂房室内地面为基准，作为零点进行标注，单