第5章车间布置设计.ppt
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1、主要内容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设备安装图,重点:车间设备布置设计的要求典型设备的布置方案设备布置图,一.化工车间组成生产设施 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。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、动力间等。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。其他特殊用室 如劳动保护室、保健室等。,5.1车间布置设计概述,二.化工车间布置设计的依据,1.应遵守的设计规范和规定,在进行车间布置设计时,设计人员应遵守相关设计规范和规定,如建筑设计防火规范GB 50016-2006、石油化工企业设计防火
2、规范GB 50160-2008、化工企业安全卫生设计规定HG 20571-1995、工业企业厂界噪声标准GB 12348-2008、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB 50058-1992、中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)(1987)等。,2.车间布置设计所需基础资料,(1)对初步设计需要带控制点的工艺流程图,对施工图设计需要管道仪表流程图。(2)物料衡算数据及物性资料(包括原料、中间体、副产品、成品的数量及性质,“三废”数据及处理方法等)。(3)设备一览表(包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况等)。(4)公用系统耗量表,供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管材料等
3、。(5)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,还包括最大班人数和男女比例等资料)。(6)厂区总平面布置图(包括本车间同其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互关系,厂内人流物流的情况、数量等)。等等。,工艺流程设计设备选型车间布置设计管道布置(配管设计),将各工段与设备按照生产流程在空间上进行组合和布置(第5章),用管道连接工段、设备(第6章),三.车间布置的基本内容,车间布置设计分两个阶段:初步设计(基础工程设计)施工图设计(详细工程设计),初步设计,施工图设计,四、车间布置设计内容,车间厂房布置车间设备布置,把车间各工段、各设施在车间场地范围内,按照它们在生产和生活
4、中所起的作用进行合理的平面和立面布置。,把工艺设备在一定区域内进行排列。分初步设计和施工图设计两个阶段,每一个设计阶段均要求平面和立面布置,(1)确定各工序、各设施和特殊用房空间位置。(2)确定各工艺设备在车间平面和立面位置。(3)确定工艺流程图中不予表达的辅助设备或公用设备位置。(4)确定供安装、操作与维修所用通道系统位置与尺寸。(5)在上述各项的基础上确定车间建筑物、构筑物与场地的尺寸。(6)确定管道、电气仪表管线、采暖通风管道走向和位置。,五.车间布置基本条件,车间外部条件车间内部情况,车间外部条件车间在总图中所占位置及周围设施情况(与本车间有关车间、工段、部门在总图上位置。)车间所在的
5、地形条件和周围环境。本车间所在地地形开阔程度,以便考虑厂房平面及立面布局;车间所在地水文地质情况,如地下水的流向、地耐力等。,车间内部情况1.熟悉工艺流程熟悉车间生产工艺主要流程和辅助流程,满足工艺生产要求。2.了解设备情况(1)掌握设备基础资料,如设备一览表等。(2)了解各类设备安装、检修要求及操作情况。(3)物料流动及数量。(4)能量消耗。(5)了解水、电、汽等公用工程对厂房要求,如配电室要求干燥,不宜放在潮湿车间楼下。(6)生产、生活、安全方面的要求。,六、车间布置基本原则,最大限度满足工艺生产(包括设备维修)要求。有效利用车间建筑面积(包括空间)和土地。为车间技术经济指标、先进合理以及
6、节能等要求创造条件。考虑其它专业对本车间布置要求。考虑车间发展和厂房扩建。采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施符合要求。本车间与其他车间在总平面图上位置合理,力求使它们之间输送管线最短,联系最方便。考虑建厂地区气象、地质、水文等条件。人流货流要分流,七.车间布置设计的组织和程序,车间布置设计组织 车间布置设计需要各类专业人员合作车间布置设计程序 车间布置初步设计 管道仪表流程设计 车间布置施工图设计,5.2化工建筑基本知识,一、建筑物的构件,地基基础墙柱梁楼板屋顶隔墙楼梯门窗及天窗等,地基:要求足够的强度和稳定性基础:可靠性和耐久性 墙、柱(垂直受力构件)、梁(水平受力构件)
7、、楼板、屋顶、地面(特殊要求)、门(防火门向外开、其他门一般向内开)、窗(采光和通风)、楼梯(宽、坡度、踏步高度、踏步宽要求),二、建筑物的结构砖木结构(化工厂一般不用)混合结构钢筋混凝土结构钢结构,钢筋混凝土结构 需要大跨度和高度时,常用钢筋混凝土结构,一般跨度为1224m。优点:强度高,耐火性好,不必经常进行维护和修理与钢结构比较可以节约钢材,化工厂经常采用钢筋混凝土结构。缺点:自重大,施工比较复杂。,钢结构屋架梁柱用钢材制成。优点:制作简单,施工较快缺点:金属用量多,造价高,须维修保养。,混合结构一般指砖砌承重墙,屋架和楼盖用钢筋混凝土。造价经济,节约钢材、水泥和木材,适用于没有很大荷载
8、车间,化工厂经常采用。,三、化工建筑图,1房屋建筑视图 立面图、平面图、剖面图 2房屋建筑图的图例 常用的建筑配件和建筑材料的图例(参照)3房屋建筑图的比例 房屋建筑图一般采用1:50或1:100,大型贮罐或仓库等也采用1:200或1:500。,正立面图,平面图,剖面图,立体图,4 建筑图定位轴线 把房屋的柱或承重墙的中心线用细点划线引出,在端点画一圆圈,并按序编号称为定位轴线。它用来确定房屋主要承重构件的位置、房屋的柱距和跨度。在设备或管道布置图中可用来确定设备和管道的位置。定位轴线编号方法:纵向定位轴线,自左至右采用阿拉伯数字1、2、3进行编号;横向定位轴线,自下而上采用大写字母A、B、C
9、进行编号;小圆直径为8,用细实线划出,5 建筑图的尺寸标注,尺寸线画法 尺寸线上的起止点不画箭头,应画与尺寸线成45夹角(右上倾斜)的短线 平面图尺寸标注(单位mm,通常不注明单位)平面图通常需沿长、宽两个方向分三层标注尺寸,外层:房屋的总长和总宽;中层:开间(房间宽)或进深(房间长)的尺寸;里层:外墙上门、窗宽度及其定位尺寸。,6 立面图的尺寸标注 标注楼板、梁、屋面、门、窗等配件高度,单位为毫米。以标高形式标注楼板、梁、屋面、门、窗等配件的高度位置,单位为米。在图中同样不注单位。通常以底层室内地坪为零点标高。零点以上为正值,零点以下为负值。,7 总体尺寸的标注 要标注所有总体尺寸,且允许画
10、成封闭尺寸链状。为方便施工,需标注必要的重复尺寸。,6 建筑图中的方位标,建筑图一层平面图中,图面右上方应绘制表示建筑物方向的方向标,通常有三种形式 指北针 圆圈为细实线,直径约为25mm,在圈内绘制指北针,下端宽度为直径的1/8左右。方位标 玫瑰方向标 在项目工程的总平面图中,常采用玫瑰方向标来标明该项目工程所在地域每年各方向的风发生的频率。,方位标:圆为粗实线,通过圆心绘制相互垂直的两条直线,用“北”字(或字母N)标明真实的地理北向,并从北向开始顺时针方向分别标注0、90、180和270等。,风玫瑰图,风玫瑰图,四、化工建筑的特殊要求,化工建筑的特殊要求,就是要充分考虑安全生产的要求。即在
11、建筑上要采取一定的措施,以达到防火防爆和防腐目的。,1.防火防爆 涉及到闪点28的易燃液体,爆炸下限10%的可燃气体,必须按甲类建筑要求设计;涉及到闪点28,爆炸下限10%的危险物料,应按乙类建筑要求设计。(2)建筑物的耐火等级(以楼板耐火时间为基准):一级为1.5h,二级为1h,三级为0.5h,四级为0.25h。,建筑物防火采取措施以楼板为基准。其它建筑构件应按该构件在安全上的重要性分级选择耐火极限,如梁比楼板重要选2.0h,柱比梁更重要选23h,防火墙则需4h。甲类单层厂房,一级防火,建筑面积小于或等于4000,二级防火,建筑面积小于或等于3000;多层厂房,一级防火,建筑面积小于或等于3
12、000,二级防火,建筑面积小于或等于2000。甲类、乙类生产应采用一、二级耐火建筑。,为减少爆炸事故的危险作用,建筑设计中基本措施是采用泄压与抗爆结构。前者合理布置工艺设备和设计足够的泄压面积。后者采用非燃烧的钢筋混凝土框架结构和轻质墙填充的围护结构。车间内防爆区与非防爆区(生活、辅助及控制室等)应设防爆墙分隔。,2.防腐设备布置时采用集中与局部防腐措施向土建提供腐蚀情况和防腐要求,选择合适建筑材料和对基础、地基、楼面等作防腐处理。在气体介质腐蚀情况下,对门、窗、梁、柱要采用防腐措施,如涂刷防腐涂料等,同时对电气、仪表也要作防腐设计。,五、厂房的结构尺寸,1.工业建筑模数制把工业建筑的平立面布
13、置的有关尺寸统一规定成一套相应的基数,而设计各种工业建筑物时,有关尺寸必须是相应基数的倍数。这一套相应的基数及倍数制称为模数制,主要内容为:基本模数为100;门、窗洞口和墙板的尺寸,在墙的水平和垂直方向均为300的倍数;厂房的柱距应采用6m或6m的倍数;多层厂房的层高为0.3m的倍数。,2.厂房的经济结构尺寸 单层厂房 单层厂房的跨度18m时,为3m的倍数;跨度18m时,用6m的倍数。常用跨度为6、18m,柱间距为6、12m。多层厂房 框架式厂房常用方格式柱网(66m)。内廊式厂房的柱距常用跨度为6、18m。辅助建筑 开间宽度一般可取3.3m或3.6m,进深可取5.4m、6.0m或7.2m。,
14、车间厂房的整体布置厂房的轮廓设计,厂房的平面设计 厂房的立体轮廓设计,主要取决于生产规模、生产流程、生产种类、厂区面积、厂区地形和地形条件,5.3车间厂房设计布置,一、厂房的整体布置,根据车间外部条件和车间内部情况,全盘考虑车间各厂房、露天场地和各建筑物的相对位置和布局问题。,分散式和集中式布置 露天布置或半露天布置 流程式布置,1、分散式和集中式布置,将车间各工段及辅助车间分散在单独的厂房内将车间各工段及辅助车间集中合并在一个厂房内,生产规模较大,车间各工段生产特点有显著差异(如防火等级等),厂区面积较大,厂区地势不平坦或有山区地势,可适当采用分散式。生产规模较小,车间各工段联系频繁,生产特
15、点无显著差异,厂区面积较小,厂区地势平坦,可适当采用集中式。,2、露天布置或半露天布置,露天布置是优先考虑的第一方式,只要有可能,都要采用露天或半露天布置(石化)。大部分设备布置在露天或敞开式的多层框架上,部分设备布置在室内或设顶棚的框架上,生活行政控制化验室等集中在一幢建筑物内,且布置在生产设施附近。露天或半露天布置优点:建筑投资少、用地省,利于安装和检修,有利于通风和防火防爆;缺点:受气候影响大,操作条件差,自控要求高。,3、流程式布置,按流程顺序在中心管廊的两侧依次布置各个工段。这可以避免管道的重复往返、缩短管道总长,实践已证明是最经济的布置方式。各个工段分别组成一块长方形区域,再组成整
16、个车间。既便于生产管理又容易布置道路。,二、厂房的平面布置,1、厂房平面布置的内容,(1)生产设施 包括生产工段原料和产品仓库、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配电室机修仪修室化验室和贮藏室等。(3)生活行政设施 包车间办公室工人休息、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。,车间厂房平面布置就是将上述车间(装置)组成在平面上进行组合布置 厂房的平面布置是根据生产工艺流程、生产特点、生产规模、生产工艺条件以及建筑本身的可能性与合理性来安排的。旨在确定厂房的面积和柱网布置(跨度、柱距)。,2、厂房平面布置的要求,(1)适合全厂的总图布置,与
17、其他车间公用工程系统运输系统等结合成一个有机整体。(2)保证经济效益,尽量做到占地少基建和安装费用少生产成本低。(3)便于生产管理物料运输,操作维修要方便。(4)生产要安全,并妥善解决防火防毒防腐、防爆等问题,必须符合国家的各项有关规定和标准。(5)要考虑将来扩建、增建和改建的余地。,3、厂房的平面布置方案,厂房的平面轮廓有长方形、L型、T型和型。,直通管廊长条布置 T型与L型布置 组合型布置,(1)直通管廊长条布置适合于小型车间(装置),是露天布置的基本方案。外部管道可由管廊的一端或两端进出,工艺区与贮罐区用一根中心布置的管廊连接起来,流程畅通。在管廊两侧布置贮罐与设备比单侧布置占地面积小,
18、管廊长度短。,T形或L形布置适合较复杂车间,管道由二个或三个方向进出车间,(2)T型与L型布置,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露漫延;为操作安全,泵布置在围堤外;围堤内积水由堤外控制的阀门排除。必要时,在易燃物料贮罐区设安全喷水装置。一般物料贮罐区外围只需设栏杆。槽车卸料泵靠近道路布置,贮罐的出料泵靠近管廊布置既方便又节约管道。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)组合型布置,组合型布置适合于复
19、杂车间,其车间平面就是由直线形、T形和L形组合而成。,4、厂房的柱网布置,甲、乙类生产,采用框架结构,柱网间距为6m或7.5m。丙、丁、戊类生产可采用混合结构或内框架结构,开间采用4m、5m或6m。一般多层厂房采用66(m)柱网。柱网跨度因生产及设备要求必须加大时,应不超过12m。多层厂房的总宽度应不超过24m。单层厂房的总宽度不超过30m。常用的厂房跨度一般有6m、9m、12m、15m、18m、24m、30m等。,三、厂房的立体布置(确定厂房的层数和高度),单层、多层或单层与多层相结合:根据生产工艺特点决定,满足采光、通风等要求。层高取决于设备高低、安装位置、检修要求及安全卫生等条件,一般生
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