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DesignofChemicalEngineering化工设计北方民族大学化工学院2第五章车间布置设计•目的：了解车间布置设计的程序,掌握车间布置、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方法，设备布置图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。北方民族大学化工学院3第五章车间布置设计•第一节车间布置设计的内容和程序•第二节化工建筑的基本知识•第三节车间平面布置•第四节车间设备布置•第五节典型设备的布置方案•第六节设备布置图内容北方民族大学化工学院4•基本要求•（1）掌握车间布置设计的内容和程序•（2）了解土建基础知识•（3）熟悉典型设备的布置方案•（4）熟练掌握车间布置图的绘制和阅读第五章车间布置设计北方民族大学化工学院5•第一节车间布置设计概述一、化工车间的组成二、车间布置设计的依据三、车间布置设计的内容及程序四、装置(车间)平面布置方案北方民族大学化工学院6第一节车间布置设计概述•教学内容：理解化工车间的组成，车间布置设计的依据、内容及程序，以及车间(装置)平面布置方案和工业建筑物的模数、敞开构筑物的结构尺寸。•重点和难点：结合具体实例，重点应理解初步设计阶段和施工图设计阶段的车间布置设计的内容，掌握直通管廊长条布置、组合型布置，室内布置和露天布置的方案的要点。北方民族大学化工学院7•一、化工车间的组成•1、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、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、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、其它特殊用室：如劳动保护室、保健室等。第一节车间布置设计概述北方民族大学化工学院8第一节车间布置设计概述•二、车间布置设计的依据•(一)应遵守的设计规范和规定(二)基础资料北方民族大学化工学院9第一节车间布置设计概述(一)应遵守的设计规范和规定《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)《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》(HG20571-95)《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》(GB50058-92)、《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程》（试行）（1987）等。北方民族大学化工学院10(二)基础资料第一节车间布置设计概述①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；②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，三废的数据及处理方法）；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）；④公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料；北方民族大学化工学院11第一节车间布置设计概述•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•班人数和男女比例的资料）；•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、生活设施的相互联系，•厂内人流物流的情况与数量）。(二)基础资料北方民族大学化工学院12三、车间布置设计的内容及程序第一节车间布置设计概述(一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序(二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序（三）管道布置设计在完成初步设计工艺流程图和设备选型之后，后期工作就是将各工段、各设备按生产流程进行组合、布置，并用管道连接起来。所以其包括以下内容：车间布置管道布置（配管设计）北方民族大学化工学院13北方民族大学化工学院14(一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序任务：1确定生产、辅助生产及行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：初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图。北方民族大学化工学院15(二)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：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：施工图阶段的车间平面布置图和立面布置图。北方民族大学化工学院16第二节车间布置设计的内容和程序•一、车间布置设计的程序、内容及相互关系•车间布置•管道布置（配管设计）•（一）车间布置初步设计•（二）车间布置施工图设计•（三）管道布置设计北方民族大学化工学院17第二节车间布置设计的内容和程序•二、车间布置设计的内容车间布置设计车间厂房布置设备布置北方民族大学化工学院18第二节车间布置设计的内容和程序•车间厂房布置是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面布置。•设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。设备布置中又分为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剖面布置。北方民族大学化工学院19第二节车间布置设计的内容和程序•三、车间布置设计的原则•①最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。•②有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。•③要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。•④考虑其他专业对本车间布置的要求。•⑤要考虑车间的发展和厂房的扩建。北方民族大学化工学院20•⑥车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。•⑦本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。•⑧考虑建厂地区的气象、地质、水文等条件。•⑨人流物流不能交错。第二节车间布置设计的内容和程序北方民族大学化工学院21•四、车间布置设计的组织和程序•（一）车间布置设计的组织•在进行车间布置设计时，各类专业人员须分工协作。•化工工艺设计主要有流程设计、工艺计算（物料与热量衡算）、设备的工艺设计、车间布置和管道布置五个部分。第二节车间布置设计的内容和程序北方民族大学化工学院22第二节车间布置设计的内容和程序•（二）车间布置设计的程序•1.车间布置初步设计•根据带控制点工艺流程图及设备一览表、物料贮存运输、生产辅助及生活行政等要求，结合布置规范及总图设计资料等，进行初步设计。•最后结果是画出车间布置初步设计的平（剖）面图。北方民族大学化工学院23•2.管道仪表流程设计•根据第1项的初步设计和操作要求，进行管道仪表流程设计。其主要内容是：•①进行工艺和流体力学系统的设计；•②绘制PI流程图与公用工程流程图；•③确定设备与仪表安装要求。第二节车间布置设计的内容和程序北方民族大学化工学院24•3.车间布置施工图设计•①落实车间布置（初）的内容；•②绘制设备管口及仪表位置的详图；•③进行物料与设备移动运输设计；•④确定与设备安装有关的建筑与结构尺寸；•⑤确定设备安装方案；•⑥安排管道、仪表、电气管路的走向，确定管廊位置。•最后成果是绘制车间布置平（剖）面图，这是工艺专业提供给其它专业的基本技术条件。第二节车间布置设计的内容和程序北方民族大学化工学院25第二节化工建筑的基本知识•一、建筑物的构件•1．地基。建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。•2．基础。基础是建筑物的下部结构，埋在地面以下，它的作用是支承建筑物，并将它的荷载传到地基上去。•3．墙。墙按材料分有：普通砖墙、石墙、混凝土墙及钢筋混凝土墙等。北方民族大学化工学院26第三节化工建筑的基本知识•4．柱。柱是建筑物中垂直受力的构件，靠柱传递荷载到基础上去。按材料可分为木柱、砖柱、钢柱和钢筋混凝土柱等。•5．梁。梁是建筑物中水平受力构件，它与承重墙、柱等垂直受力构件组合成建筑结构的空间体系。•6．楼板。楼板是将建筑物分层的水平间隔，它的上表面为楼面，底面为下层的顶棚（天花板）。•7．屋顶。屋顶的作用主要是保护建筑物的内部，防止雨雪及太阳辐射的侵入，使雪水汇集并排出，保持建筑物内部的温度等。北方民族大学化工学院27第三节化工建筑的基本知识•8．地面。地面是厂房建筑中的一个重要组成部分，由于车间生产及操作的特殊性，要求地面防爆、耐酸碱腐蚀、耐高温等，同时还有卫生及安全方面的要求。•9．门。为了组织车间运输及人流、设备的进出、车间发生事故时安全疏散等，设计中应合理地布置门。•10．窗。保证建筑物采光和通风的要求。•11．楼梯。按使用的性质可分为主要楼梯、辅助楼梯和消防楼梯。北方民族大学化工学院28第三节化工建筑的基本知识•二、建筑物的结构建筑物的结构钢筋混凝土结构钢结构混合结构砖木结构北方民族大学化工学院29第三节化工建筑的基本知识•三、厂房建筑的图示内容•1．建筑物的视图•正立面图：表达建筑物正面外形的主视图•左（右）侧立面图：侧视图•剖面图：将正立面图或侧立面图画成剖视图时，一般将垂直的剖切平面通过建筑物的门、窗。这种立面上的剖视图称为剖面图。•平面图：建筑物的俯视图一般都画成剖视图。这时，水平的剖切平面也是通过建筑物的门、窗。这种俯视图上的剖视图，称为平面图。北方民族大学化工学院30第三节化工建筑的基本知识北方民族大学化工学院31北方民族大学化工学院32•2.绘制建筑图应注意的问题•(1)凡未被剖切的墙、墙垛、梁、柱和楼板等结构的轮廓，都用细实线画出；被剖切后的剖面轮廓则用较粗的实线画出。•画法可查阅《国家标准建筑制图》。•(2）厂房建筑图中的墙、柱或墙垛，一般用点划线画出它们的定位轴线并编号。•平面图上的纵向定位轴线，应按水平方向从左至右顺次用阿拉伯数字编号：横向的定位轴线，则按垂直方向由下而上顺次用大写英文字母编号。第三节化工建筑的基本知识北方民族大学化工学院33第三节化工建筑的基本知识•(3)建筑物各层楼、地面和其他构筑物相对于某一基准面的高度，称为“标高”。标高数值以米（m）为单位，一般标注至小数点以后第三位。•(4）基准面。例如某层的楼，地面，其标高为零，并标注为±0.000。高于基准面的标高为正，但标高数字前后一律不加正号；低于基准面的标高为负，负数标高数字前，则应加负号。北方民族大学化工学院34第三节化工建筑的基本知识•四、化工建筑的特殊要求•（一）厂房的整体布置•根据生产规模和生产特点以及厂区面积、厂区地形、地质等条件考虑厂房的整体布置，采用分离式或集中式，亦即将车间各工段及辅助车间分散在单独的厂房内或集中合并在一个厂房内。•化工厂厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。北方民族大学化工学院35第三节化工建筑的基本知识•（二）厂房的平面布置•化工厂厂房的平面布置是根据生产工艺条件（包括工艺流程、生产特点、生产规模等）以及建筑本身的可能性与合理性（包括建筑形式、结构方案、施工条件和经济条件等）来考虑的。厂房的平面设计应力求简单，这会给设备布置来更多的可变性和灵活性，同时给建筑的定型化创造有利条件。北方民族大学化工学院36•一般多层厂房采用6米x6米的柱网。如果柱网的跨度因生产及设备要求必须加大时，一般应不超过12米。•多层厂房的宽度，由于受到自然采光和通风的限制，一般应不超过24米。单层厂房的总宽度，一般不超过30米。常用的厂房跨度有6米、9米、12米、15米、18米、24米、30米等。•多层厂房若跨度为9米，厂房中间如不立柱子，所用的梁要很大，不经济，一般经济厂房的常用柱间跨度，控制在6米左右。•一般车间短边（宽度）常为2—3跨，长边根据生产规模及工艺要求决定。第三节化工建筑的基本知识北方民族大学化工学院37ABC一层平面图上北方民族大学化工学院38(二)组合型布置仓库无规锅炉生活行政控制配电造粒回收催化剂配制分解干燥贮罐泵房冷油分离器聚合却塔聚丙烯装置平面布置示意图北方民族大学化工学院39第三节化工建筑的基本知识•（三）厂房的立体布置•化工厂厂房的立面有单层、多层或单层与多层相结合的形式，主要根据生产工艺特点决定，另外也要满足建筑上采光、通风等各方面的要求。•厂房立面也同平面一样，