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(二)工艺设计的步骤
初步设计时的步骤为:
l.确定各车间生产任务。
2.选择生产工艺流程及主机设备。
3.确定主要工艺参数、定额指标及车间工作制度。
4.物料平衡计算。
5.设备选型及计算。
6.车间工艺布置并绘制工艺布置草图。
7.计算设备的电力安装容量以及蒸汽、压缩空气和其它动力需要量,计算人员数量和运输量。
向土建等专业工种提供资料。
8.根据土建设计,绘制正式工艺布置图。
9.主要技术经济指标计算。
10.编写工艺设计说明书。
施工图设计时,如设计方案无变化,则不用编写工艺设计说明书,而要在工艺布置图的基础上,绘制管道系统图、设备安装图和溜管、支架等非标准件图。
二、工艺流程选择
(一)选择工艺流程的原则
选择工艺流程,首先要保证产品的质量要求,在满足产品质量要求的前提下,尽可能简化流程,缩短生产周期。
工艺流程的选择还应充分体现技术上的先进性和可靠性。
要注意吸收类似工厂在实践中所积累的丰富经验。
选用新设备、新技术、新工艺时要充分调查,反复论证,认真落实。
生产过程的机械化与自动化:
是现代工厂发展的方向。
选择流程时应从工厂规模、当时当地实际情况出发,尽可能提高机械化程度,降低劳动强度。
如有条件,还应考虑自动化,暂无条件时也应充分考虑到今后技术改进和发展的可能性。
技术经济分析:
选择工艺流程时,必须进行技术经济分析,使建厂后各项技术经济指标经济合理。
此外,还应注意到生产调节的灵活性。
不同方案的分析对比:
工艺流程最后确定,需要经过不同方案的分析对比,使选用的流程可靠、适用、先进、合理。
(二)确定工艺流程的依据
l.原料的组成和性质
2.产品品种及质量要求
3.工厂规模及技术装备水平
4.建厂地区气候条件
5.半工业加工试验
三、车间工艺布置
任务——确定车间的厂房布置和设备布置。
要求:
车间工艺布置做到生产流程顺畅、简捷、紧凑,尽量缩短物料的运输距离,充分考虑设备操作、维护和施工、安装及其它专业对布置的要求。
车间工艺布置设计是以工艺专业为主导,并在其它专业如总图、土建、电气等的密切配合下共同。
(一)生产车间工艺布置设计的依据
常用的设计规范和规定有:
企业工艺管理规程;
工厂工艺设计技术规定;
工厂设计节能技术规定;
机械设备安装工程施工及验收规范;
压缩空气机站设计规范;
建筑设计防火规范;
工业企业设计卫生标准;
工业企业噪声控制设计规范;
工业环境保护设计规定;
建材工业劳动安全与工业卫生设计规定;
工业污染排放标准等。
基础资料有:
工艺计算及主机设备选型;
工艺流程图;
全厂生产车间总平面轮廓图;
设备选型图册、样本;
同类型工厂生产车间工艺布置图等。
(二)生产车间工艺布置的要求
生产车间工艺布置包括厂房布置和设备布置。
(1)进行车间工艺布置设计时重点考虑的问题:
1.最大限度地满足工艺生产、设备维修的要求;
2.充分有效地利用本车间的建筑面积和建筑体积;
3.为本车间将来的发展和厂房的扩建留有余地;
4.劳动安全与工业卫生设计符合有关的规范和规定;
5.与总体设计相配合,力求做到与相关车间的连接方便、布置紧凑、运输距离短;
6.避免人流和物流平面交叉;
7.充分注意建厂地区的气象、地质、水文等条件对车间工艺布置的特殊要求;
8.征求和了解其它专业对车间工艺布置的特殊要求。
(2)厂房布置
厂房布置——平面布置和立面布置
主要决定于生产流程、生产特点、厂区面积、厂区地形地质条件和设备布置。
它必须满足工艺要求,便于组织生产流水线。
同时也应符合国家的防火、卫生标准等各种规范和规定。
1.厂房的布置方式
厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式。
2.厂房的平面布置
厂房的平面布置主要是确定厂房的面积和柱网布置(跨度和柱距)。
1)生产区域的划分
2)生产线的组织
3)厂房面积的组成:
厂房面积主要包括以下几方面:
①设备本身和生产操作所需的面积;
②设备安装和检修所需面积;
③其他设施所需的面积,如变配电室、控制操作室、隔音室及采暖、通风、收尘用的面积等;
④生产管理及生活用室所需的面积,如车间办公室、化验室、更衣室、浴室、厕所等;
⑤辅助面积,如电工房、机修间、材料室等;
⑥各种通道、楼梯所需的面积。
4)平面布置的要求
①合理规划厂房出入门口、通道、楼梯和过桥的位置。
②各种地下构筑物如排水沟、电缆沟、工艺设备管道的地沟、地坑等应统一考虑。
合理安排,以节约基建工程量,并且避免与建筑物基础及设备基础发生矛盾;
③厂房平面布置应力求规整,
④根据生产过程的特点和要求,有些工序需留足必要的储存、堆放面积。
⑤可在露天放置的设备,不必建造厂房,以节约投资。
3.厂房的立面布置
厂房的立面布置即空间布置,主要是确定厂房的层数和高度。
1)厂房建筑形式
厂房建筑形式有单层和多层。
2)立面布置的要求
①厂房层高——设备本身的高度,基础要求的高度,设备顶部凸出物的高度,操作和维护所需的高度。
建筑结构(楼板、梁)对梁的位置及梁、楼板截面尺寸有所估计;
②走廊、地坑、操作平台等通行部分的净空高度不得低于2.0m,不经常通行部分不得低于1.9m。
空中走廊跨越公路或铁路时,公路路面上方的净空高度不低于4.5m,铁路轨顶上方的净空高度不低于5.5m;
③高温车间厂房(如烘干车间、烧成车间)可适当增加高度、并考虑加开天窗,以利通风散热;
④厂房中有个别设备(如提升机)较高时,可考虑局部地提高该部分厂房的高度。
⑤有桥式起重机的厂房空间高度。
⑥在满足生产工艺要求和卫生、安全等其他要求的情况下,厂房立面应力求简单,避免层数过多和层高过高。
厂房的立面还应注意整齐美观。
(3)设备布置
设备布置——把车间内的各种设备按照工艺流程要求加以定位。
除了主机设备外,还包括附属设备、工艺管道、检修设备,以及各种连接件和料仓等。
主机设备要与厂房建筑的主要柱网相对定位,设备与设备之间也要相对定位。
设备布置主要取决于生产流程和设备安装、操作、检修的需要,同时也要考虑其它专业对布置的要求。
设备布置的要求:
1.重型设备以及在运转中产生较大振动的设备如空气压缩机、大型通风机、破碎机等。
2.两台或两台以上的设备布置在同一厂房内时。
3.布置在走廊和地沟中的胶带输送机、空气输送机斜槽和螺旋输送机。
4.斗式提升机地坑应有足够的空间,以便于清料和检修。
5.工艺管道应尽量集中布置,力求管线最短、转弯最少且布置整齐。
6.溜管和溜槽的倾角,圆锥形包壁倾角以及角锥形包壁交线倾角,一般应大于物料自然休止角5°
~15°
。
7.设备沿墙布置时,应注意不要影响门窗的开启,不妨碍厂房的采光和通风。
8.为了安装与检修时吊运设备或部件,或在日常生产中吊运其它物件,通常在楼板上设置吊物孔,各层楼板的吊物孔一般上下对正,可贯通吊运。
9.在设备上方不设置永久性起重设施时,应预留足够的空间和面积,以架设临时起重装置。
10.当设备、管道或溜槽穿越楼板时,必须注意预留孔的大小要留有余地,更不能切断梁柱的结构,否则,将造成安装困难或使用不合理等不良后果。
(三)车间工艺布置图的内容
(1)车间平面图包括以下内容
1.车间工艺平面布置图,应注明厂房轮廓线、门窗位置、楼梯位置、柱网间距、编号以及各层相对标高;
2.设备外形俯视图和设备编号;
3.设备定位尺寸和尺寸线及各种动荷载;
4.操作平台示意图,主要尺寸和台面标高;
5.吊车和吊车梁的平面位置;
6.地坑、地沟的位置和尺寸以及其相对标高;
7.吊装孔的位置和尺寸,吊钩的位置及荷载;
8.辅助室、生活室的位置及尺寸。
(2)车间立面图包括以下内容
1.车间工艺立面图,应注明厂房轮廓线、门及楼梯位置;
柱网间距、编号;
各层相对标高和梁高度等;
2.设备外形侧视图和设备编号;
3.设备中心高度及其定位尺寸,尺寸线及动荷载;
4.设备支承方式;
5.操作台立面示意图和主要尺寸;
6.吊车梁的立面位置及高度;
7.地坑、地沟的位置及深度。
(四)车间工艺布置的方法和步骤
1.工艺人员根据本车间在总平面上的位置,生产工艺流程和物料进出方向,确定本车间的方向,厂房跨度和柱距。
2.把已选定的主机设备和部分大设备,按比例(1:
100)绘制设备外形图,为便于多方案比较亦可用塑料片或硬纸板制作设备外形图案。
3.按比例(1:
100)绘制车间工艺、立面轮廓草图。
4.在平、立面轮廓草图上,用已制成的设备外型图案进行设备布置,这时可反复考虑设备的最佳位置,以得到基本满意的不少于二个方案后,绘制成车间的平、立面工艺布置初步图纸。
5.以初步的平、立面工艺图纸为基础,征求有关专业的意见,从各方面比较优缺点,集思广益选择一个较为理想的方案,再根据有关方面的意见作必要的修改。
6.绘制成正式的车间工艺布置图。
四、原料加工车间
(一)原料的破碎、筛分
(1)破碎系统的发展
近年来,随着工厂的大型化以及矿山开采技术的发展,破碎流程和破碎设备也相应有了较大发展(如水泥厂的石灰石破碎)。
主要反映在以下几个方面:
1.破碎设备大型化
2.破碎流程单段化
3.破碎设备移动化
4.破碎设备多功能化
5.开发了自磨技术和自磨机
(2)破碎系统的选择与破碎设备的选型
1.破碎系统的选择
1)物料的性质
2)物料的粒度
(1)进料块度
(2)出料粒度
(3)破碎系统的破碎比
2.破碎设备的选型
选用破碎设备时,主要应考虑下列各项因素:
l)由全厂主机平衡计算确定的破碎车间要求小时产量,是破碎机选型的依据,可据此确定破碎机的规格与台数。
2)物料的物理性质,即物料的硬度、块度、杂质含量与形状。
(1)石灰石破碎
(2)砂岩的破碎
(3)破碎车间的布置
1.破碎车间与矿山的距离。
2.粗碎车间
3.粗碎车间的喂料设备。
4.中碎车间。
5.如采用胶带输送机将粗碎机出料送至中碎机(或中间仓)时。
6.在大型工厂中不宜将中碎机布置在同一厂房内的粗碎机之下。
7.检修及运送重大配件。
8.大、中型水泥厂的石灰石破碎车间,一般应设置检修起重机,起重机的起重量按需要检修起吊的最重部件的质量来考虑。
9.如破碎机地坑较深且低于地下水位时,除了在建筑中须考虑防水措施以外,必要时可设置小水泵,以便排除地坑内可能出现的积水。
10.粗碎机、中碎机、输送机、中间仓
(二)物料的烘干
(1)烘干系统的发展趋势和选择原则
在选择烘干系统时,主要应考虑下列一些问题:
1.尽量采用烘干兼粉磨的系统来制备煤粉和生料。
粘土预烘干至水分6~8%。
2.当采用先烘干后粉磨的流程时,烘干系统应使烘干后物料的终水分符合入磨物料水分的要求。
入磨物料对水分的要求一般为:
石灰石小于1%、粘土原料小于1.5%、铁质原料小于2%、煤小于1~2%、矿渣小于
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