第八章 车间布置设计DOC.docx

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第八章车间布置设计

第八章车间布置设计

•第一节概述

•第二节厂房建筑和车间组成

•第三节化工车间的布置设计

•第四节制药洁净车间的布置设计

•第五节设备布置图

8.1概述

•8.1.1.车间布置的重要性和目的

•车间布置设计目的是对厂房的配置和设备的排列作出合理地安排。

•制药工程设计中的一个重要环节。

既与施工、安装、建设投资密切相关，且与生产、管理、安全和经济效益密切相关。

•以工艺专业为主导，在非工艺专业如土建、设备、安装、电力照明、采暖通风、自控仪表、环保等的密切配合下，由工艺人员完成的。

•工艺设计人员要集思广益，从各种方案中找出最佳方案进行设计，以保证车间布置的合理性。

8.1.2.车间布置设计的依据

1、有关设计规范和规定

《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）

《工业企业厂界噪声标准》（GB2348-90）

《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定》（GB50058-92）、

《洁净厂房设计规范》（GBJ73-84）、

《药品生产质量管理规范》（国家药品监督管理局，1998年修订版）、

《采暖通风和空气调节设计规范》（GBJ19-87）等。

2、有关的设计基础资料

•不同深度的工艺流程图。

•物料衡算、能量衡算的计算资料和结果。

•工艺设备设计结果。

•厂区的总平面布置示意图。

•其它相关资料。

8.1.3车间布置设计应考虑的因素

（1）本车间与其它车间及生活设施在总平面图上的位置，力求联系方便、短捷。

（2）满足生产工艺及建筑、安装和检修要求。

（3）合理利用车间的建筑面积和土地。

（4）车间内应采取的劳动保护、安全卫生及防腐蚀措施。

（5）人流物流通道应分别独立设置，尽可能避免交叉往返。

（6）对原料药车间的精制、烘干、包装工序以及制剂车间的设计，应符合《药品生产质量管理规范》的要求。

（7）要考虑车间发展的可能性，留有发展空间。

（8）厂址所在区域的气象、水文、地质等情况。

8.1.4.车间布置设计的程序

（1）收集有关的基础设计资料

（2）确定车间的防火等级

（3）确定车间的洁净等级

（4）初步设计

（5）施工图设计

8.1.5车间布置设计的成果

•两阶段设计即初步设计和施工图设计。

•初步设计阶段，主要成果是初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图；

•施工图设计阶段，主要成果是施工阶段的车间平面布置图和立面布置图。

8.2厂房建筑和车间组成

•8.2.1建筑的分类

•8.2.2建筑模数

•8.2.3厂房建筑的定位尺寸

•8.2.4常见工业厂房

•8.2.5车间组成和布置形式

8.2.1建筑的分类

•建筑是建筑物和构筑物的总称。

8.2.2建筑模数

•建筑模数是建筑的标准尺寸单位。

•建筑物的长度、宽度、高度及立柱之间的距离应按照《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86）中规定的模数进行设计。

•《标准》中采用的基本模数为100mm，建筑物的有关尺寸应是基本模数的倍数。

建筑物在水平方向可分别按300、600、1200、1500、3000、6000mm的尺寸进级，在垂直方向可分别按300、600mm的尺寸进级。

•建筑物的柱距、跨度以及门、窗洞口在墙的水平或垂直方向的尺寸等均为300mm的倍数。

8.2.3厂房建筑的定位尺寸

•厂房建筑的定位尺寸可用柱距和跨度来表示。

•柱网——厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格。

•沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用①、②、③¡¡依次编号

•与厂房长度方向垂直的方向上，各承重柱自下而上用Ⓐ、Ⓑ、Ⓒ、Ⓓ?

c?

c依次编号。

•厂房建筑的柱、墙及其它构配件均以定位轴线为基准标定其位置及标注尺寸。

•厂房建筑的定位轴线包括纵向定位轴线和横向定位轴线。

•相邻纵向定位轴线间的距离称为跨度，横向定位轴线间的距离称为柱距。

图8-1厂房建筑的定位尺寸

8.2.4常见工业厂房

•1、平面形式

•厂房的平面形式主要有长方形、∟形、Τ形和Π形，其中长方形厂房是最常用的厂房平面形式。

•当厂房较长或受工艺、地形等条件所限，厂房的平面形式也可采用∟形、Τ形和Π形，此时应充分考虑采光、通风、交通通道、进出口等问题。

•确定厂房的平面形式时，工艺、土建等专业的设计人员应密切配合，对各种方案进行认真的分析和比较，以确定适宜的厂房平面形式。

2、层数

图8-2常见制药厂房的剖面形式

3、结构形式

•单层原料药厂房的宽度≯30m，多层则≯24m。

人工照明的厂房，宽度可根据需要增加。

•厂房的常见宽度有9m、12m、15m、18m和24m

•宽度较小的单层厂房一般采用单跨，跨度为厂房的宽度。

宽度较大的单层厂房或多层厂房，厂房内常设有立柱，其跨度一般为6m。

内走廊间的跨度一般为3m（内走廊宽度）。

•厂房的宽度通常为2～3跨，柱网按6-6、6-3-6、6-6-6的形式布置。

•厂房的长度由生产规模和工艺要求决定，柱距一般为6m。

•厂房高度主要取决于工艺设备的布置要求。

首先考虑工艺设备本身的高度及工艺对设备位差的要求。

此外考虑设备安装、检修所需高度以及仪表、阀门、管道等突出部分的高度。

多层厂房高度5～6米（≮4.5米）。

常见工业厂房的网柱示意图

8.2.5车间组成和布置形式

•1¡¢车间组成

一般化工车间的组成

制药洁净车间的组成

2、车间布置形式

•车间布置形式可采用集中式或单体式。

•车间的生产区、辅助生产区和行政生活区集中布置在一栋厂房内，即为集中式布置形式；

•车间的一部分或几部分分散布置在几栋独立的单体厂房中，即为单体式布置形式。

•一般地，对于生产规模较小，且生产特点（主要指防火防爆等级和毒害程度）无显著差异的车间，常采用集中式布置形式

•而对于生产规模较大或各工段的生产特点有显著差异的车间，则多采用单体式布置形式

8.3.化工车间布置设计

•车间布置设计既要考虑车间内部各区域之间的协调,又要考虑车间与厂区的供水、供电、供热（蒸汽）和管理部门之间的协调,使之密切配合,成为一个有机的整体。

8.3.1设备的布置

•设备布置的任务主要是确定工艺设备的空间位置以及管道、电气仪表管线的走向和位置，从而为进一步确定建筑物的平面尺寸和立面尺寸提供依据。

•8.3.1.1.设备的布置的基本要求

1、满足生产工艺的要求

（1）设备排列顺序

车间内部设备布置尽量与工艺流程一致，尽可能利用工艺过程使物料自动流送，避免物料交叉往返。

一般将计量设备布置在最高层，主要设备（如反应器）布置于中层，储槽及重型设备布置在最底层。

（2）设备排列方法

•设备在厂房内的排列方法可根据厂房宽度和设备尺寸来确定。

对于宽度≯9m的车间，可将设备布置在厂房的一边，另一边作为操作位置和通道，如图所示。

•对于中等宽度（12～15m）的车间，厂房内可布置两排设备。

两排设备可集中布置在厂房中间，也可将两排设备分别布置在厂房两边。

对于宽度>18m的车间，可在厂房中间留出3m左右的通道，两边分别布置两排设备，每排设备各留出1.5～2m的操作位置。

（3）操作间距

不仅要考虑设备自身所占的位置，且要考虑相应的操作位置和运输通道。

有时还要考虑堆放一定数量的原料、半成品、成品和包装材料所需的面积和空间。

（4）安全距离

•设备与设备之间以及设备与建筑物之间还应留有一定的安全距离。

设备的安全距离可参考表8-1中的数据选取。

设备安全距离

2、满足安装和检修要求

•

（1）要根据设备的大小、结构和安装方式，留出设备安装、检修和拆卸所需的面积和空间。

•

（2）考虑设备的水平和垂直运输通道，以便设备能顺利进出车间，并达到相应安装位置。

•（3）凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。

当厂房较短时，吊装孔可设在厂房的一端；当厂房较长（>36m）时，吊装孔应设在厂房的中央。

多层楼面的吊装孔应在每一楼层相同的平面位置设置，并在底层吊装孔附近设一大门，以便需吊装的设备能够顺利进出。

（4）釜式反应器、塔器、蒸发器等可直接悬挂在楼面或操作台上，应在楼面或操作台预留出设备孔。

设备孔可以做成正方形，安装时可将设备直接由设备孔中吊至一定高度后再旋转45°放下。

穿越楼面或操作台的管道可经方孔角通过，剩余处可辅上防滑钢板。

设备孔也可以做成圆形，安装时设备只能由上往下放入设备孔中。

空隙d的尺寸一般应比支座下部突出物（含保温层）的最大尺寸大0.1～0.3m。

Ø（5）在布置设备时还要考虑设备安装、检修、拆卸以及运送物料所需的起重运输设备。

Ø不设永久性起重运输设备，要考虑安装临时起重设备所需的空间及预埋吊钩，以便悬挂起重葫芦。

Ø设置永久性起重运输设备，要确保设备的起重运输高度能大于运输线上最高设备的高度。

3、满足土建要求

•笨重设备及运转时会产生很大振动的设备尽可能置于厂房的底层。

•有剧烈震动的设备其操作台和基础不得与建筑物的柱墙连在一起。

•穿过楼面的各种孔道必须避开厂房的柱子和梁。

•在布置设备时，应避开厂房的沉降缝或伸缩缝。

•在满足工艺要求的前提下，较高的设备可集中布置在一起。

•厂房内的操作台应统一考虑，整片操作台应尽可能取同一标高，并避免平台支柱的零乱或重复。

4.满足安全、卫生和环保要求

（1）采光

•厂房建筑的结构应最大限度地提高自然采光效果。

设计出不同的建筑结构形式，特别是形状各异的屋顶结构，以提高自然采光和通风效果。

•布置设备应尽可能使操作人员位于设备和窗之间，让操作人员背光操作，便于操作人员读取仪表和有关数据

•特别高大的设备要避免靠窗布置，以免影响采光。

（2）通风

•首先应考虑加强自然对流通风，其次才考虑机械送风和排风。

•在厂房楼板上设置中央通风口，并在房顶上设置天窗，中央通风孔既可提高自然通风效果，又有利于采光。

（3）防火防爆

•甲、乙类厂房须采取防火防爆措施。

•

（1）甲类厂房又称为防爆车间，其厂房应是单层的，内部不能有死角，以防爆炸性气体或粉尘的积累。

•

（2）当甲、乙类厂房与其它厂房相连时，中间必须设置防火墙。

车间内的防火防爆区域与其它区域也必须用防火墙分隔开。

•（3）厂房的通风效果须保证厂房中易燃易爆气体或粉尘的浓度不超过规定限度。

•（4）在防火防爆区域内，要采取措施防止各种静电放电和着火的可能性。

（4）环境保护

•设计时要考虑相应的环保设施，避免环境污染。

•凡产生腐蚀性介质的设备，其基础及设备附近的地面、墙、梁、柱等建（构）筑物都要采取相应的防护措施，必要时可加大设备与墙、梁、柱等建（构）筑物之间的距离。

•对运转时会产生剧烈震动和噪声的设备，应采取相应的减震降噪措施。

8.3.1.2.常见设备的布置方法

•1、贮罐（槽）

•大型贮罐常设置专门贮罐区，小型贮罐常按工艺流程顺序与其它设备一起布置。

•

（1）卧式贮罐一般直接布置在地面、楼面或操作台上，立式贮罐可布置在地面、楼面或操作台上，也可悬挂在楼面或操作台上。

•

（2）立式贮罐可按罐外壁或中心线取齐；卧式贮罐可按支座基础中心线或封头切线取齐。

•（3）贮罐附件如液位计、仪表、进出料管尽可能布置于贮罐的一侧，另一侧作通道和检修之用。

图8-14贮罐的立面布置示意图

•（4）穿过楼面或操作台布置的立式贮罐，其液面指示、仪表不宜穿过楼面或操作台。

•（5）带搅拌的贮罐应考虑安装、修理、拆卸所需的起吊