华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计

华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2024/3/29华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计第一节车间布置设计的重要性车间布置设计是工艺设计中的重要组成部分，它关系着整个车间的命运。即使有了先进的生产工艺流程及正确的设备选型和设计，而没有合理的车间布置相配合，生产也难以正常、顺利地进行，将会影响整个生产管理。不合理的布置带来的问题：对设备的操作和维修带来困难；造成人流、物流的紊乱；使车间动力介质造成不正当的损失；增加输送物料的能耗；增加建筑和安装费用；对于发酵工厂，还容易引起成品、半成品的污染损失等。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计第二节车间布置设计的原则符合生产工艺的要求符合生产操作的要求符合设备安装、检修的要求符合厂房建筑的要求符合建设投资的要求符合安全、卫生和防腐蚀的要求符合生产发展的要求。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计车间布置设计的依据1．厂区总平面布置图。2．已掌握本车间与其它各生产车间、辅助生产车间、生活设施以及本车间与车间内外的道路、铁路、码头、输电、消防等的关系，了解有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等国家标准与设计规范。3．熟悉本车间的生产工艺并已绘出管道及仪表流程图；熟悉有关物性数据、原材料和主、付产品的贮存、运输方式和特殊要求。(未完）华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4．熟悉本车间各种设备、设备的特点、要求及日后的安装、检修、操作所需空间、位置。如根据设备的操作情况和工艺要求，决定设备装置是否露天布置，是否需要检修场地，是否经常更换等。5．了解与本车间工艺有关的配电、控制仪表等其它专业和办公、生活设施方面的要求。6．具有车间设备一览表和车间定员表。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计第三节车间布置设计的内容厂房的整体布置和轮廓设计厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等门窗楼梯的位置吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸标高设备的排列和布置设备外形的几何轮廓设备的定位尺寸操作台位置及标高车间附属工程设计配电室、配汽室、空气压缩室、化验室、贮藏室等生活用房配置，办公室、会议室等车间布置设计说明车间布置设计的图纸平面图、立面图、剖面图华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计第四节车间布置设计的方法和步骤1．准备资料。2．确定各工段的布置方式。3．确定厂房布置和设备布置方案。4．绘制车间布置草图。5．绘制车间设备布置图华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计第五节车间布置设计的有关技术与参数

1.厂房的整体布置

集中式将车间各工段及辅助房间集中在一个厂房分离式露天化的问题节约建筑减少工程量安全改扩建灵活华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计厂房的立面布置单层层次混合多层标高地面标高柱顶标高300mm的倍数吊车轨顶标高600mm的倍数多层厂房的剖面高度300mm的倍数4.5m、5.1m、6m华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2.厂房的立面布置单层层次混合多层华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计化工厂厂房的高度，主要由工艺设备布置要求所决定。每层高度取决于设备的高低，安装的位置，检修要求及安全卫生等条件。一般框架或混合结构的多层厂房，层高多采用5m，6m，最低不得低于4.5m。有爆炸危险车间宜采用单层，厂房内设置多层操作台以满足工艺设备位差的要求。如必须设在多层厂房内，则应布置在厂房顶层。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计标高地坪标高柱顶标高（300mm的整数倍）吊车梁上钢轨顶部标高（600mm的整数倍华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计3.厂房的平面布置发酵工厂厂房外形一般有长方形、L型、T型和π型等数种。其中以长方形最常采用。长方形便于总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，便于安排进出口和交通，有较多可供自然采光和通风的墙面，而且采用结构的统一模数，造价低、施工快。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计柱网概念柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网络线华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2134600060006000+10.00+5.00±0.00+16.00华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计柱网间距柱距：柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的。厂房的柱距尺寸是表示纵向柱列每柱间的尺寸。规定：柱距应采用6m或6m的倍数，如6m或12m(必要时也可用9m)。目前采用6m柱距的比较广泛生产类别为甲、乙类生产（生产火灾危险性分类），宜采用框架结构，采用的柱网间距一般为6m，也可采用7.5m。丙、丁、戊类生产可采用混合结构或内框架结构，间距采用4m、5m或6m。框架结构或混合结构,在一幢厂房中不宜采用多种柱距华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计单层厂房平面柱网跨度的选择跨度：跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的。跨度是根据设备的尺寸、布置情况以及运输和生产操作所需要的空间等来决定的。规定：对单层厂房，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数；跨度在18m以上时，应采用6m的倍数。目前最常用的跨度是9m、12m、15m、18m、24m、30m、36m等几个尺寸，其他尺寸用得很少。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计(2)多层厂房平面柱网的选择跨度：多层厂房的总宽度，由于受到自然采光和通风的限制，一般不宜超过24m。若跨度为9m，厂房中间如不立柱子，所用的梁要很大，不经济。一般较经济厂房的常用跨度，控制在6m左右。柱距多层厂房的柱距应采用6m，当采用方格式柱网时，一般由6×6m组成。目前有一些工厂为满足工艺布置和设计的需要而采用较大的柱网尺寸，如6×9，6×12，6×15m等。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4.1设备布置形式华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4.2生产工艺对设备布置的要求①在布置设备时一定要满足工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性；②凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能布置在一起；③设备布置时要考虑必须有足够的操作、通行及检修需要的位置；④要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性；⑤要尽可能地缩短设备间管线。⑥车间内要留有堆放原料、成品和包装材料的空地；⑦传动设备要有安装安全防护装置的位置；⑧要考虑物料特性对防火、防爆、防毒及控制噪音的要求；⑨根据生产发展的需要与可能，适当预留扩建余地；⑩设备间距华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4.2设备布置的安全要求（1）车间内建筑物、构筑物、设备的防火间距一定要达到工厂防火规定的要求。（2）有爆炸危险的设备最好露天布置，室内布置要加强通风，防止易燃易爆物质聚集，将有爆炸危险的设备宜与其它设备分开布置，布置在单层厂房及厂房或场地的外围，有利于防爆泄压和消防，并有防爆设施，如防爆墙等。（3）处理酸、碱等腐蚀性介质的设备应尽量集中布置在建筑物的底层，不宜布置在楼上和地下室，而且设备周围要设有防腐围堤。（4）有毒、有粉尘和有气体腐蚀的设备，应各自相对集中布置并加强通风设施和防腐、防毒措施。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计（5）设备布置尽量采用露天布置或半露天框架式布置形式，以减少占地面积和建筑投资。比较安全而又间歇操作和操作频繁的设备一般可以布置在室内。（6）要为工人操作创造良好的采光条件，布置设备时尽可能作到工人背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。（7）要最有效地利用自然对流通风，车间南北向不宜隔断。放热量大，有毒害性气体或粉尘的工段，如不能露天布置时需要有机械送排风装置或采取其他措施，以满足卫生标准的要求。（8）装置内应有安全通道、消防车通道、安全直梯等。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4.3操作对设备布置的要求1、操作和检修通道；2、合理的设备间距和净空高度（见下图)；3、必要的平台，楼梯和安全出入；4、尽可能地减少对操作人员的污染和噪音；5、控制室应位于主要操作区附近华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计设备的安全距离设备之间以及设备与墙之间的净间距大小，无统一规定，设计者应根据设备大小，车间布置要求，设备上连接管线多少，管径粗细，检修的频繁程度等各种因素，再根据生产经验，决定安全间距。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4.4设备安装、检修对设备布置的要求①要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要考虑设备能顺利进出车间，大门宽度比最大设备宽0.5m③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔④必须考虑设备检修拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备，运送场地及予装吊钩等华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.5厂房建筑对设备布置的要求①凡是笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层；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；③布置设备时，要避开建筑物的柱子及主梁；④厂房中操作台须统一考虑，防止支柱重复；⑤设备不应布置在建筑物的沉降或伸缩缝处；⑥设备应尽可能避免布置在窗前以免影响采光；⑦设备布置时应考虑设备的运输线路，安装、检修方式，以决定安装孔、吊钩及设备间距等。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计通道的宽度与净空高度华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6常用设备布置的原则动设备静设备华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.1泵的布置1.泵的一般布置（1）泵出口管线一般布置成一条直线；（2）泵基础要对齐；（3）电机侧要留有通道；（4）泵前方的操作检修通道不应小于1.25m，多级泵前宽度不应小于1.8m。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2．泵距和基础标高（1）泵距小型泵0.75～1.2m中型泵1.5～2.1m大型泵1.5～2.7m（2）泵设备基础标高一般在0.3m。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计3.管廊下多泵的布置(1)有多台泵的装置，泵宜在管廊下成排布置，泵出口中心线取齐。(2)在管廊上无空冷器时，泵在管廊内侧，泵出口中心距管廊柱中心0.6m。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计(3)在管廊上方有空冷器时①如泵的操作温度为340℃以下则泵布置在管廊外侧，泵出口中心线伸出管廊距柱中心线0.6m，泵的驱动机在管廊内侧。②如泵的操作温度等于或大于340℃，则泵布置在管廊外侧(包括泵的驱动机)，泵出口中心线距管廊中心线3m。(4)管廊内两排泵对称布置时，中间通道宽度不应小于2m，两台泵之间的最小净距为0.8m(5)立式泵布置在管廊或框架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计泵的平面布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.2压缩机的布置1.往复式压缩机的布置1）有规律地排列，出口管线布置成一条线；2）压缩机前后空，能有活塞抽出的空间；3）压缩机进出口配管应避免在机上方，可沿地板或地下配管；4）多台压缩机布置时中心间距2.4m，设备基础标高为0.3～1.2m；5）当压缩机布置在厂房内时，机组一侧应有检修时放置机组部件的场地，靠道路端的厂房楼板上设置吊装孔；华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计（6）压缩机上方应设置检修用吊车，根据制造厂提供的压缩机最大起吊部件的最小起吊高度确定吊车梁的轨顶标高；（7）压缩机厂房基础应与压缩机基础分开，以防引起共振；（8）机组及其附属设备的布置应满足制造厂的要求。往复式压缩机应布置在厂房或带遮阳板的敞棚内。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2.可燃气体压缩机的布置及其厂房的设计燃气体压缩机的布置应符合《石油化工企业设计防火规范》有关规定。厂房内通风应符合国家现行《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》的规定。3.可燃气体压缩机布置可燃气体压缩机宜露天或半露天布置，但严寒或多风沙地区应布置厂房内。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计室内离心压缩机的平面布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计室内离心压缩机的立面布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计静设备华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.3容器的布置1.立式容器的布置(1)为了操作方便，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，采用支耳支承。(2)立式容器穿越楼板或平台时，应避免液位计和液位控制器穿越楼板或平台。(3)大型立式容器宜从地面支承，如带有大负荷的搅拌器时更应如此。(4)对于顶部设有加料口的立式容器，加料点的高度不宜高出楼板或平台1.0m，否则应考虑增设加料平台或台阶。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2.卧式容器的布置(1)成组布置的卧式容器宜按支座基础中心线取齐或按封头切线对齐，不同规格的容器上部水平，可设置联合平台。(2)卧式容器之间如无阀门或仪表时巡视检查通道不宜小于0.75D，当有阀门或仪表时，操作通道净空应不小于1.0D。容器下方需设通道时，容器底部配管与地面净空不应小于2.2m。(3)卧式容器的安装高度应满足物料重力流或泵吸入高度的要求。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计(4)卧式容器在地下坑内布置，应妥善处理坑内的积水和有毒、易爆、可燃介质的积聚，坑内尺寸应满足容器的操作和检修要求。(5)卧式容器的平台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。(6)大型容器的支座应位于构筑物的梁上。当多台容器布置在同一框架上时，框架高度按最高的容器标高考虑，容器上空要考虑在容器顶部如设置操作平台所需的净空要求。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计卧式容器华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计立式容器华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.4换热器的布置1.地面上换热器的布置(1)成组布置的换热器应排列整齐，其管箱接管中心线宜在一条直线上。(2)换热器安装间距①两台换热器外壳间无配管时，最小净距为0.6m；②两台换热器外壳之间有配管但无操作要求时，仅巡视用通道，其最小净距为0.75m；③两台换热器外壳间有操作阀门或仪表时，操作通道最小距离为1.0m。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计（3）换热器安装高度①换热器的安装高度，如工艺没有特殊要求，则可按其底部接管最低标高(或排液阀下部)与地面(或平台面)的净空不小于150mm考虑。②布置在管廊下的换热器，其端头侧应留有足够的检修空间和通道。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计（4）换热器安装空间①布置时要考虑换热器管束抽出的方法和所需的空间，应将管箱侧朝向通道；②在布置列管换热器时，应考虑维修卸下管道盖并用机械方法清理管子的空间；③釜式换热器壳体上装有液位计时，应考虑其操作、维修或设置操作平台的空间。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2.框架上换热器的布置浮头式管壳换热器在浮头端距平台边的最小距离为1.2m；在管箱端距平台边的最小距离为1.5m，并应考虑管束抽出所需空间以便检修吊车接近设备。换热器周围平台应留有足够的操作和维修通道，最小通道为0.8m。原则上框架平台应设置斜梯，当平台面积超过50m2时应调辅助直爬梯。应使换热器一端支座中心线取齐，以便于土建专业布置承重梁。两个换热器外壳间无配管．仅作为检查用的最小间距为600mm，如有配管最小间距为750mm。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计管廊下换热器的布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计框架上换热器的布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.4塔的布置1.塔的平面布置（1）塔的布置多数采用单排形式，按流程顺序沿管廊或框架一侧中心线对齐。这样既方便安装，又方便配管。（2）对于直径较小本体较高的塔，可以双排或成三角形布置，利用平台将塔联系在一起，也可以布置在框架内，利用联合平台或框架提高其定性。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2.塔的安装距离（1）塔和管廊立柱之间没有布置泵时，塔外壁与管廊立柱之间的距离一般为3～5m，塔和管廊立柱之间布置泵时，应按泵的操作，检修和配管要求确定，一般情况下不宜小于2.5m，（2）两塔之间净距不宜小于2.5m，以便敷设管道和设置平台。塔的操作一侧应考滤塔的吊装设施和运输通道。在塔的吊柱转动范围内，应留有起吊塔盘、填料、安全阀等的空间。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计3.塔的安装高度（1）对于利用塔的内压或塔内流体重力将物料送往其他设备和管道时，应由其内压和被送往设备或管道的压力和高度来确定塔的安装高度；（2）对于靠位差输送液体的塔的安装高度由被送设备高度决定；（3）对于用泵抽吸塔底液体时，应由泵的必要汽蚀余量和吸入管道的压力降来确定塔的安装高度；（4）带有立式热虹吸式再沸器或卧式再沸器的塔的安装高度应按塔和再沸器之间的相互关系和操作要求来确定(根据PID要求)；（5）塔的安装高度还应满足底部管道安装和操作的要求。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计塔的成组布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计成排塔的布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计成组塔与框架的联合布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计成排塔的立面华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.5反应器的布置1.反应器一般成组布置在框架内，框架顶部设有吊装催化剂和供检修用的吊车梁，框架下部应有卸催化剂的空间，框架的一侧应有通道和检修、起吊所需的窄间和场地，2.操作压力超过3.5MPa的反应器宜布置在装置的一端或一侧。3．反应器安装净间距小型反应器间距1.2m、大型反应器间距为D。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计釜式反应器的平面布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计釜式反应器的立面布置华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计4.反应器的安装高度应考滤催化剂卸料口的位置和高度。（1）卸料口在反应器正下方时，其安装高度应能使催化剂的运输车进入反应器底部，一般净空不小于3m。（2）卸料口伸出反应器底部，并充许将废催化剂就地卸去，卸料口高度不应低于1.2m。反应器的废催化剂如果结块需要处理时，在反应器底部应有废催化剂粉碎过筛所需空间。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.反应器与加热炉间距（1）反应器与提供反应热量的加热炉之间，没有防火间距要求，但应考虑操作和检修通道，或在其二者之间设管廊。加热炉的安全距离按《石油化工企业计防火规范》布置。（2）反应器和加热炉相联系的管道应在应力通过的前提下确定合理的布置，尽量缩短管道长度。易燃爆情况大于30m，温差较大的应考虑应力补偿。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计5.6.6管廊的布置1.管廊的形式管廊的形式根据装置界区的地形、地貌、占地面积和原料、产品以及公用物料进出界区的位置来确定。对设备数量较少的装置，通常采用一端式或直通式管廊，其他L形、T形、u形及组合管廊等可视为几个基本形状的组合。一端式即工艺和公用物料管道从装置的一端进出；直通式是从装置的两端进出。L形管廊，有两端进出管廊，T形管廊，有三端进出管道，其他形状管廊可根据具体情况而定。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计一端式管廊直通式管廊L形管廊T形管廊华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计U型管廊I和T组合管廊大型装置用组合形管廊华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计2.管廊的平面布置管廊在装置中的布置以能联系尽量多的设备为宜，管廊布置要结合设备的平面布置一起考虑，主管廊的位置一般由工厂总平面布置界区外管廊的位置和装置的地形条件等因素而定。当设备布置在管廊一侧时，管廊就比较长，若把设备布置在其两侧，则管廊就可缩短。如何合理布置设备和管廊是装置布置设计的重要环节，需要设计者综合考虑，精心策划。华南理工大学发酵工厂设计第七章车间布置设计设备布置图的绘制设备布置图中视图的表达内容主要是两部分，一是建筑物及其构件；二是设备。(1)设备布置图平面图，对于较复杂的装置或有多层建筑、构筑物的装置，仅用平面图表达不清楚时，可加绘剖视或局部剖视图。(2)对于有多层建筑、构筑物的装置，应依次分