生物工程工厂设计绪论厂址选择和总平面设计

生物工程工厂设计绪论厂址选择和总平面设计第1页/共72页发酵工业是国民经济中的重要部门与发酵工业相关上市公司酿酒行业29家化肥农药行业30家生物制药行业136家食品行业42家第2页/共72页第3页/共72页绪论1、工厂设计的作用、地位和学习意义2、发酵工厂设计的内容和对设计人员的要求3、工厂设计的概念和基本任务4、工厂设计的原则和特点第4页/共72页

在发酵工业发展过程中，工厂设计发挥着重要的作用；不管是新建、改建或扩建一个发酵工厂，还是进行新工艺、新技术、新设备的研究，都需要进行设计；发酵工厂设计必须符合国民经济发展的需要，符合科学技术发展的新方向，为人民提供更多、更好、更优质的生物工程新产品。1、工厂设计的作用、地位和学习意义第5页/共72页2、发酵工厂设计的内容和对设计人员的要求发酵工厂设计是一门综合性很强的技术、它涉及经济、工程和诸多学科。工厂设计内容：工厂的总平面设计、工艺设计、动力设计、给排水设计、通风采暖设计、自控仪表、三废治理、技术经济分析及概算等专业设计。这些专业设计围绕着发酵工厂设计的主题，按工艺的要求分别进行。第6页/共72页对设计人员的基本要求：

1）精通本专业理论与技术

2）收集整理和积累相关资料

3）掌握和运用国家标准、行业标准以及设计规范如国家标准（GB）：《污水综合排放标准》、《工业企业厂界噪音标准》等。行业标准：《可行性研究报告编制内容深度规定》、

《施工图设计编制内容深度规定》等。

4）熟悉基本建设程序第7页/共72页人性化设计在进行发酵工厂设计时，除了在确定工艺流程、设备选型、车间布置和管线安排时必须遵循有关法令和规范外，还要充分考虑到工人的劳动条件，尽可能减轻其劳动强度，使工人有良好的工作条件。要结合国情尽可能采用国内外的科学技术成就，提高技术水平。第8页/共72页3、工厂设计的概念和基本任务工厂设计就是运用先进的生产工艺技术，通过工艺主导专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合，用图样并辅以文字做出一个完整的工厂建设蓝图，按照国家规定的基本建设程序，有计划按步骤地进行工业建设，把科学技术转化为生产力的一门综合性学科。第9页/共72页设计工作的基本任务要做出体现国家有关方针政策、切合实际、安全适用、技术先进、经济效益好的设计，为我国经济建设服务第10页/共72页4、工厂设计的原则和特点工程项目建设，不同于科学研究。工厂建成后，必须满足企业生产及社会需要，带来经济和社会效益。因此，工厂设计应遵循以下原则：

技术先进与经济合理相结合原则充分利用当地资源与技术条件原则注重长远发展、留有余地的原则总体设计要体现安全、卫生、健康的原则坚持保护环境、美化环境的原则第11页/共72页工厂设计阶段的特点工厂设计阶段是确定工程价值的主要阶段通过设计使项目的规模、标准、功能、结构、组成构造等各个方面都确定下来，确定了工程的“功能价值”。工厂设计阶段是影响投资的关键阶段

现代工程规模大，投资大，风险大，迫使人们在设计阶段实施投资控制设计质量对项目总体质量具有决定性影响

第12页/共72页优秀工厂设计的特点经济上合理；技术上先进；通过施工投产后在产品质量和产量均达到规定标准；各项经济指标应达到国内同类工厂水平，必须符合国家有关规范第13页/共72页第一章基本建设程序第一节基本建设程序的内容第二节项目建议书第三节可行性研究第四节设计任务书第五节初步设计第六节施工图设计第14页/共72页第一节基本建设程序的内容

建设前期阶段建设期阶段生产期阶段第15页/共72页1、建设前期阶段

包括项目建议书、可行性研究报告、设计任务书、初步设计和总概算：第16页/共72页2、建设期阶段

第17页/共72页3、生产期阶段

第18页/共72页第二节项目建议书

一、项目建议书的任务和意义项目建议书(项目申请报告)是设计工作的前奏，其任务就是向有关主管部门申请工程项目，以期获得批准立项，进行厂址选择调研工作和可行性研究工作。第19页/共72页二、项目建议书的内容

1）项目名称2）建设项目提出的必要性和依据3）产品方案、市场预测、拟建规模和建设地点的初步设想4）资源情况、建设条件、协作关系和技术、设备可能引进的国别、厂商的初步分析5）环境保护6）投资估算和资金筹措设想，包括偿还贷款能力的大体测算7）项目实施规划设想8）工厂组织和劳动定员估算9）经济效益和社会效益的初步估算第20页/共72页第三节可行性研究

一、可行性研究的任务和意义

可行性研究，是按照批准的项目建议书，由上级主管部门组织，也可委托咨询机构或者设计单位进行。他的任务就是对拟建项目的技术性、经济性和工程可实施性进行全面的调查、分析和论证，做出是否合理可行的科学评价，最后写出可行性研究报告，为国家主管部门对项目做出决策提供可靠依据。第21页/共72页他的实质就是对拟建工程项目进行全面的技术经济分析，从而避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益，是决定项目投资命运的关键。如若批准立项，可行性研究报告中确立的设计方案、设计原则以及附属的基础资料，应当作为编制设计任务书的主要依据。第22页/共72页可行性研究报告编制要点（1）设计方案

可行性研究报告的主要任务是对预先设计的方案进行论证，所以必须设计研究方案，才能明确研究对象。

（2）内容真实

可行性研究报告涉及的内容以及反映情况的数据，必须绝对真实可靠，不允许有任何偏

差及失误。其中所运用的资料、数据，都要经过反复核实，以确保内容的真实性。

第23页/共72页（3）预测准确

可行性研究报告是投资决策前的活动。它是在事件没有发生之前的研究，是对事务未来

发展的情况、可能遇到的问题和结果的估计，具有预测性。因此，必须进行深入的调查研究，充分的占有资料，运用切合实际的预测方法，科学的预测未来前景。

（4）论证严密

论证性是可行性研究报告的一个显著特点。要使其有论证性，必须做到运用系统的分析方法，围绕影响项目的各种因素进行全面、系统的分析，既要做宏观的分析，又要做微观的分析。第24页/共72页二、可行性研究的内容1总论

1）研究工作的目的、依据和范围；

2）项目提出的背景、投资的必要性和经济意义；

3）研究工作概况及结论。2市场需求预测和建设规模

1）国内外市场需求情况的预测；

2）国内现有工厂生产能力的估计；

3）销售预测、价格分析、产品竞争能力；

4）产品方案和发展远景的技术经济比较及分析；

5）拟建工程的最佳规模。第25页/共72页3原材料、燃料及资源情况

1）原料、辅助材料、燃料的种类、数量、来源和供应情况；

2）公用资源设施的数量、供应方式和供应条件。4建厂条件和厂址方案

1）厂址地理自然条件（指位置、地形、海拔、地质、气象、水文等）以及社会经济现状；

2）交通、运输及水、汽、电等现状和发展趋势；

3）生活设施状况和协作条件；

4）厂址比较和选择意见。第26页/共72页5设计方案

1）工艺路线的选择，包括技术来源和生产方法、主要技术工艺和设备选型方案的比较，引进设备的性能、来源、国别；

2）全厂布置方案的初步选择和土建工程量；

3）公用辅助设施和厂内外交通运输方式的比较选择意见；

4）改、扩建项目，要说明原固定资产能够利用的情况。

6环境保护

调查环境情况，预测项目对环境的影响，提出环境保护和三废治理的初步方案。第27页/共72页7企业组织、劳动定员和人员培训8投资估算和资金筹措

1）主体工程和配套工程投资估算；

2）生产流动资金的估算；

3）投资收益率和回收期；

4）资金来源、筹措方式和贷款偿付方式。9社会和经济效益评价

社会及经济效益要进行静态分析和动态分析。第28页/共72页第四节设计任务书

设计任务书是确定基本建设项目、编制设计文件及进行设计工作的主要依据，对设计工作具有指令性。经过批准的设计任务书，是建设单位进行基本建设的指令性文件，必须按照设计任务书所规定的内容进行基建工程，按期完成基建任务，保证工厂如期竣工投入生产；对设计单位来说，它是编制设计文件和进行设计的主要依据，必须按规定的内容与建设条件进行设计。第29页/共72页设计任务书一般应包括如下内容：

1）设计项目名称及规模，建厂的经济、社会意义；

2）产品品种和生产方法；

3）供选择建厂的地点概况及交通运输条件；

4）原料、主要辅助材料、燃料和动力（水、电、汽、制冷等）的来源和要求；第30页/共72页5）“三废”处理及资源的综合利用；6）建厂工期进度、设计要求及设计范围；7）劳动定员；8）防风、抗震的要求；9）投资估算及投资控制数；10）要求达到的经济效益和技术水平。第31页/共72页第五节初步设计

初步设计是根据已经批准的设计任务书或者可行性研究报告，确定全厂性的设计方案和重大技术问题，如总平面布置、生产方法、总工艺流程、工厂组成、水、电、气、蒸汽的供应方式和用量、关键设备和仪表选型、全厂储运方案、消防职业安全卫生、环境保护和资源综合利用等，并编制出设计文件和总概算。初步设计是确定投资额、征用土地、组织主要设备和材料的采购、进行施工准备和生产准备以及编制施工图设计的依据。第32页/共72页一、初步设计阶段的内容1、设计文件（设计说明书）

设计文件主要是解决所有生产技术经济问题，对以下问题要作重点说明：车间概况及特点；车间组织；工作制度，年工作日，日工作小时，生产班数，连续或间断生产情况；成品或半成品的主要技术规格及质量标准；生产流程简述；第33页/共72页采用新技术的内容、效益和来源；主要工艺技术指标；原料、辅助原材料及主要技术规格或质量标准，计算消耗定额；主要设备选型及其实用性、合理性评价；其他，以及其他存在的问题。第34页/共72页2、设计图纸初步设计阶段的图纸主要有：生产工艺流程图；车间设备布置图；主要生产设备一览表；主要材料估算表等。3、总概算第35页/共72页二初步设计的步骤选择生产方法并确定工艺流程，确定技术经济指标；进行生产工艺的各种计算；设备的选型和计算，确定生产设备的规格和台数；车间设备布置的方案比较，确定设备配置的平面和空间关系，设计制图；向配套专业（结构、给排水、暖通、电气、照明、消防、技术经济和概算等）提供设计要求和有关资料；正式绘制工艺流程图，车间生产设备布置图，编制设备一览表和主要材料估算表；编写初步设计有关生产工艺部分的文件。

第36页/共72页三初步设计的深度包含设计方案的分析比较和选择确定；初步设计后可以进行主要设备和材料的订货；可以进行土地征用；建设投资的控制；确定生产工人和生产管理人员的岗位、技术等级和人数，并进行技术培训；供上级有关主管部门进行审查；作为施工图设计的主要依据。第37页/共72页

初步设计在完成以后，应报上级主管部门审查，经批准后，方可进入下一个设计阶段即施工图设计阶段。第38页/共72页第六节施工图设计

依据“已经批准的初步设计”和“审批意见”、“建设单位提供的工程、水文地质的勘察报告”、“主要设备的订货资料（包含设备图纸和安装说明）”等，就可以进行施工图设计。施工图设计是把初步设计中确定的设计方案，根据安装工程要求或者设备制作的需要，进一步具体化。把工程设计各个组成部分的布置和主要的施工方法，以图样和文字的形式加以确定，并编制设备、材料明细表。第39页/共72页一、施工图设计的内容1、设计文件（施工说明书）施工图设计阶段的设计文件主要阐明以下三方面内容：如果对初步设计的某些内容必须进行修改时应详细说明修改的理由和原因。但有些主要内容如生产规模、产品方案、工艺流程、主要设备、建筑而积和标准、定员等等，须报请原来审批初步设计的主管部门批准后才能加以修改；设备（包括非标设备）安装和验收标准及其注意事项；管道安装和验收标准及其注意事项，包含管道的保温及不同管道的颜色标定等。第40页/共72页2、设计图纸生产工艺流程详图；生产设备布置安装图；管道布置安装图；非标准设备制造和安装图，按机械制图标准绘制；设备明细表，施工或安装现场制作件材料汇总表；其他为了设备订货或者安装的补充说明和图纸。第41页/共72页二、施工图设计的步骤根据审批初步设计的批复，修改工艺流程和经济技术指标；根据修改的工艺流程和经济技术指标，修正有关工艺计算和设备选型，选定所有的设备、管道和管件；与配套专业合作，互相提交资料；绘制设计图纸，编制设备一览表和材料明细表；编写安装说明书。

第42页/共72页三、施工图设计的深度必须包含所有设备、材料的订货和交货安排；能作为施工安装预算和施工组织设计的依据；可以控制施工安装质量，并可以根据施工说明书的要求进行验收。第43页/共72页第二章厂址选择

厂址选择的含义是在指定的某一地区内，根据新建厂所必须具备的条件，结合发酵工厂的特点，进行详尽的调查、勘测工作，就可能建厂的几个厂址的技术经济条件，列出几个方案，进行综合分析比较，从中择优确定厂址。最后由建设单位会同设计单位，做出厂址选择报告，呈报上级主管部门批准。第44页/共72页第一节厂址选择的重要性和原则

一、厂址选择的重要性

厂址的选择是建设前期工作的重要环节,在工厂设计中具有明显的政治经济技术意义.第45页/共72页政治意义：同国家地区的工业布局和城市规划有密切的关系。经济意义：

投资费用、原材料和成品的产供销、交通运输方式和费用等。技术意义：

按质按量按期完成工厂设计中所提出的各项指标。第46页/共72页二、厂址选择的基本原则

地点选择：就是对所建厂在某地区内的方位（即地理坐标）及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析。场地选择：就是对所建厂在某地点处的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据。第47页/共72页选择厂址的一般原则如下：1自然条件

1）地理条件；

2）环境卫生条件；

3）地形、地势、地质；

4）气象资料；

5）地震。第48页/共72页2技术经济条件

1）原辅料的供应；

2）能源供应；

3）给排水；

4）交通运输；

5）城市规划。第49页/共72页第二节厂址选择程序

一、准备工作人员组织准备;技术准备。二、现场工作三、编制厂址选择报告

第50页/共72页第三节厂址选择报告

一、概述二、主要技术经济指标三、厂址条件四、厂址方案比较五、附件BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第51页/共72页第三章工厂总平面设计

工厂总平面设计是工厂总体布置的平面设计，其任务是根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求，结合厂址条件及有关技术要求，协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理、协调一致、生产井然有序，并与四周建筑群相互协调的有机整体。“蓝图一张值千金”

第52页/共72页第一节总平面设计的内容、原则和步骤

一、基本内容1、平面布置设计先进行厂区划分，然后合理确定全厂建筑厂房、构筑物、道路、堆场、管路管线及绿化美化设施等在厂区平面上的相互位置。使其适应生产工艺流程的要求，方便生产管理的需要。

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第53页/共72页2竖向布置设计确定厂区建筑物、构筑物、道路、沟渠、管网的设计标高，使之相互协调并充分利用厂区自然地势地形，减少土方挖填量，使运输方便和地面排水顺利。此项设计中须有土方工程图方为完整。3运输设计选择厂内输送方式，分析厂内输送量以及厂内人流和物流的组织管理问题，据此进行厂内输送系统的设计。BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第54页/共72页4管线综合设计根据工艺、水、汽（气）、电等各类工程管线的专业特点，综合规定其地上成地下敷设的位置、占地宽度、标高及间距，使之布置经济、合理、整齐。5绿化设计工厂绿化是城镇绿化的重要组成部分。现代化发酵工厂由于卫生条件高标堆要求，绿化设计更为重要。内容主要是绿化方式（包括美化）选择、绿化区布置等。

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第55页/共72页二总平面设计的原则

总平面设计是依据批准的设计任务书、厂址选择报告和厂址总平面布置方案草图、工艺流程简图来进行的。1、总平面设计必须符合生产工艺流程的要求。原料、半成品、成品的作业线应顺直、通畅、避免作业线的交叉和返回。2、应将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带，以便其他部门为其配合服务。3、总平面设计应充分考虑厂区主风向的影响。生活区应处在生产区的上风侧，卫生条件要求高的车间应处在卫生要求低的车间的上风侧。

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第56页/共72页4）应该将人流、物流通道分开，避免交叉。工厂的大门至少应该设置2个或以上，正门用于职工的出入，侧门用于原辅料、产品的进出口。5）总片面设计应遵守城市规划的要求。面向城市主干道方向应做工厂的正面布置，与城市建筑保持协调美观。6）必须遵守国家有关规范和规定。如《工业企业设计卫生标准》、《建筑设计防火规范》、《厂矿道路设计规范》、《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》、《工业锅炉房设计规范》、《工业“三废”排放标准规定》、《工业与民用通用设备电力装备设计规范》等。BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第57页/共72页三、总平面设计的步骤１、初步设计阶段根据厂区各建筑物的外部轮廓设想，结合厂区地形等自然条件进行绘制。先布置主要生产车间，再布置各辅助车间，再把交通运输、给排水、厂区绿化等因素有机的结合在一起。２、施工图阶段根据审批通过的初步设计总平面图和有关审批修改意见，就可以进行施工图阶段的总平面设计。由于施工图是为现场施工服务，因此与初步设计图相比，图中必须明确标注各建、构筑物的地理位置尺寸和标高。

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第58页/共72页第二节工厂总平面布置的形式

一、工厂组成

1）生产车间：厂区内所有生产成品和半成品的工艺生产工序部门，都称为生产车间，他是全厂的主体。比如：种子间、发酵间、提取间等。2）辅助车间：协助生产车间正常生产的一些各工序和部门，称为辅助车间。比如：原材料库、包材库、成品库、机修间等。

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第59页/共72页3）动力车间：向生产车间提供水、电、气等动力，并保证生产车间正常生产的部门，称为动力车间。比如：高、低压配电室、空压站、水泵房、冷冻站、锅炉房等。4）行管部门：全厂性的行政、后勤职能部门，起指挥、管理和服务的功能。比如：办公室、医务所、食堂等。5）职工宿舍

6）运输设施、绿化设施、各种地上地下管网

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第60页/共72页二、厂区划分

通常情况下，厂前区的建筑主要是行政管理和后勤职能部门的设施；生产区主要为生产车间和辅助车间，处在厂区的正中间，为地势、地质最好的地段；厂后区和左右两侧区主要为动力车间、污水处理站、给排水等设施。BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity

全厂运输道路设置在各区片之间，主干道应与工厂大门相连。根据城市卫生规范，厂前区及主干道两侧应设置绿化设施。第61页/共72页三、建、构筑物的布置位置1、主生产车间建筑物的布置位置是决定全厂布置的关键。在确定其位置时，要考虑到生产的工艺，建筑物的高低，对采光的要求等因素。一般选定在比较平坦的地势，正面朝阳或偏南向布置。厂房要求平直整齐，沿生产流程线呈链条状布置，这样便于集中管理。BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第62页/共72页2、辅助车间建筑物

辅助车间建筑物的位置应安排在服务对象的最近距离。如二氧化碳回收厂房应靠近发酵车间；原料仓库贮量较大，应布置在粉碎车间的附近，这样可以减少管道的输送距离。

BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第63页/共72页3、动力车间建筑物动力车间包括锅炉房、冷冻站、空压站、变电所等。这些工段的位置布置应靠近其服务的具体部门，可以大部分集中在厂区的两侧。以最大限度地减少输汽、水、电、冷的管线为原则，同时动力车间应安排在厂区的下风向，以减少烟尘污染厂区和引起火灾。BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第64页/共72页4、行政管理、后勤职能部门建筑物行政管理、后勤职能部门建筑物一般情况下集中布置在厂前区，这样便于全厂性的行政事务、生产技术管理和后勤服务，同时也容易符合城市规划和市容的要求。BiochemicalEngineeringDepartmentofNorthwestUniversity第65页/共72页四、总平面布置的形式分类1、总平面水平向布置形式1）区带式以主要生产车间的定位布置，带起辅助车间和动力车间的逐一布置，称为区带式布置。这种布置方式突出了主要生产车间的中心位置，而且各区功能分明，是目前生物工厂设计中