工厂工艺设计：总平面布置.ppt

第二章 工厂总平面布置及运输设计,第一节 任务和程序 工厂的总平面及运输设计，是根据工厂的生产性质、规模、生产过程的组织及特点，在已选定的厂址上，对主要生产工艺设施、辅助生产设施及办公生活设施等所进行的总体设计和竖向布置，并全面地解决它们互相间的协调问题。 一、设计任务 1在满足生产要求的条件下，经济合理地进行厂区划分，并确定厂区内各建筑物、构筑物、堆场及其他设施之间的相互位置；,2选定厂外与厂内的交通运输系统，合理地组织人流及货流； 3确定竖向布置方案，包括场地平整、厂区防洪和排水，选择所有建筑物、构筑物、堆场及各种管线、铁路和道路的标高； 4布置地上和地下的各种工程技术管道； 5完善卫生防火条件，进行厂区的绿化和美化，为工人创造良好的工作条件和休息场所； 6合理地布置厂前区，使之与居住区和城市有较好的联系，并选择合适的建筑物形式，组成完整的建筑群体。,原始资料： 工厂的生产工艺流程、工厂组成。生产特点和各个建筑物、构筑物、堆场及其它设施之间的生产联系、厂址场地地形、工程地质、水文地质和气象、厂区周围环境、居住区、交通运输、电力、动力、水源以及卫生、防火、地震等方面的资料，然后进行总平面及运输设计工作。,二、设计程序,1进行厂区的划分，并确定它们之间的位置； 2绘制各建筑物、构筑物和堆场的面积和形状； 3选定厂内外和车间相互之间的运输方式和运输设施； 4在以上各项基础上，绘制总平面布置图的设计方案； 5按照总平面设计方案，编制运输线路并确定竖向布置的方式和方法； 6进行方案的分析比较，在所考虑的各种方案中选定经济合理的最佳方案； 7在已选定方案基础上，做进一步详尽的总平面及运输设计，即具体的总平面布置、交通运输和竖向布置。,第二节 总平面布置的原则,一、基本原则 1厂区内的建筑物、构筑物及交通运输线路的布置应使工艺流程顺捷，并保证合理的生产作业线； 2原料、燃料、半成品和成品的运输应当是连续的短距离运输，避免交叉和往返； 3适当地把厂区划分成几个地段，把生产性质、防火、卫生条件、动力要求和交通运输等同类的建筑物、构筑物布置在一个地段，按生产作业线分布于工厂的厂区内； 4建筑物、构筑物的外形应简单，布置应紧凑，以便厂区利用率达到最大限度； 5辅助车间及仓库应尽可能地靠近所服务的主要车间； 6动力设施应尽量靠近负荷中心；,7厂内人行道距离应最短，并尽可能避免与货运线路交叉，特别是在工作紧张及行人往返多的地段内； 8厂区的管线网，除必须转弯外，应尽可能取直，不应在铁路和道路路基下面敷设各种管线，集中埋放地下管线地带应位于建筑物和道路之间； 9布置建筑物时应考虑日照方位及主导风向，应保证室内天然采光、自然通风及防止日照辐射热的投入，若有往大气中大量排出煤气、烟、灰尘及不良气体的建筑物，当主导风向非常明显时，该建筑物须布置在其他建筑物的下风侧； 10必须根据工厂的发展预先考虑将来扩建的可能，以便在用少量的投资，不影响工厂的正常生产、不改变原有总平面图的设计意图和不拆毁较大建筑物、构筑物的条件下，达到扩建的目的；,11根据地形起伏、工程地质和水文地质等条件，把主要建筑物、构筑物布置在条件好的地段，以节约建设投资； 12应满足运输线路、防火卫生条件及工程技术管线的要求； 13应使厂内外铁路、公路、动力线路、卫生工程线路和本地区的其它设施连接合理、工厂与住宅区的联系方便； 14易燃、可燃和燃料仓库必须布置在生产性建筑物和构筑物的下风侧，经常散出大量火花以及有明火源的车间，均应布置在易燃、可燃和燃料仓库的下风侧； 15合理地选择建筑型式，使之便于生产并缩小工厂占地面积，缩短工程技术管线及运输线路；,16厂区内不允许修建医疗所、消防、警卫人员宿舍和运动设施等，但某些设施可设在厂区外的防护区内； 17规模较大的企业分期建设时，必须尽量缩减第一期工程的占地面积和生产作业线长度，以降低工厂的建设投资和经营费用； 18工厂总平面图应有合理的艺术性，建筑物和构筑物应与周围的环境及建筑物相配合，外观轮廓和道路系统平直整齐，各个建筑物相互协调，适当地美化绿化使工厂成为一个建筑艺术的整体； 19建筑物、构筑物应作行列式或节间式布置，并应与建设场地的长轴或短轴线平行或呈一小角度。,二、主要措施,1按功能划分厂区 主要生产区： 辅助生产区： 仓库、堆场区： 动力区： 厂前区： 2合理组织人流、物流 3选择建筑形式 工厂的厂房可分为两大类: 单层厂房与多层厂房。多层厂房占地面积较小，可以缩短物料的运输线路，生产工序联系较紧密。可以按照生产工艺要求适当选用，如立体空间工艺设施较多的车间。,单层厂房的形式又可以分为分离式和联合式两种。 分离式厂房是将一个车间或一个工段布置于一个建筑物中，整个工厂形成了一组整齐的建筑行列群。 4布置紧凑 （1）建筑物轮廓力求简单规正 （2）沿建筑红线布置建筑物 5考虑扩建与改建 （1）扩建 （2）改建 6防火卫生要求,第三节 工厂组成及总平面布置图 的内容,一、工厂的组成 主要生产车间，辅助及修理车间，生产服务设施。 （一）主要生产车间 1水泥厂 （1）石灰石破碎车间 （2）粘土烘干车间 （3）生料粉磨车间 （4）熟料烧成车间,（5）混合材烘干车间 （6）水泥粉磨车间 （7）水泥包装车间 2陶瓷厂 （1）坯料制备车间 （2）成型车间 （3）焙烧车间 （4）上釉及彩饰车间 （5）检查和装配车间,3玻璃厂 （1）原料车间 将进厂的大块原料进行破碎及精选； （2）熔制、成型车间 将配合料熔制成玻璃液并成型； （3）切裁及包装车间,(二)辅助生产车间 1陶瓷厂的匣钵、耐火材料车间 2陶瓷厂的石膏模车间 3实验室及试制工场 4金工车间 5铸锻车间 6木工车间 (三)动力设施 1锅炉房与煤气站 2变电所和配电房,(四)仓库设施 1总材料库 2金属材料库 3油库和危险品库 4成品库和半成品库 5废料堆场 (五)行政管理和生活福利设施 1厂部办公楼 2食堂、托儿所、哺乳室 (六）运输设施 1汽车库 2电瓶车库,二、总平面布置图的内容,（一）初步设计 1工厂总平面轮廓图（资料图） 2工厂总平面布置图（初步设计成品图） 在调整、补充、完善工厂总平面轮廓图的基础上，绘制工厂总平面布置图（比例一般为: 1:500、1:1000或1:2000），作为初步设计主要附图之一，由总图专业人员完成。 图面内容： 厂区地形测量座标网和等高线；厂区设计座标网；所有建筑物和堆场的平面位置、名称、设计地坪标高，铁路和道路的平面布置和设计标高等；图上标注工厂总平面设计的主要技术指标和风向玫瑰图。,风向玫瑰图:,1、风向与总平面布置： 厂内环境；工厂与村镇位置。 2、风向玫瑰图的画法： 1）收集气象资料，计算某方向年刮风百分数或日数； 2）画方位坐标图（4，8，16）； 3）按某方向年刮风百分数或日数截取线段； 4）连接各线段顶端组成封闭的多边形既是风向玫瑰图。 风频图。,夏季风频图,全年风频图,风速频率,3、风向玫瑰图表达的意义： 1）所示风向由外边吹向中心； 2）向心线最短的风向，表示最小频率风向。 4、全年风向玫瑰图、夏季风向玫瑰图,工厂总平面图的主要技术指标：,（1）厂区面积（m2）； （2）建筑面积（m2）； （3）厂区建筑系数（%）； （4）厂区利用系数（%）； （5）铁路长度（km）； （6）道路长度（km）； （7）围墙长度（km）； （8）绿化面积（%）。,厂区的建筑系数： 指建筑物、构筑物和堆场的面积总和占全厂面积的百分数。 反映厂内建筑的密度。建筑系数太高，表示建筑分布太密，可能对防火、卫生和生产经营管理有不利影响；建筑系数太低，表示建筑物分布太疏，既浪费用地又增加车间之间运输和管线等的投资和经营管理费用。 工厂的建筑系数，一般在2230%之间，工厂扩建后，一般在2735%之间。,厂区的利用系数：,指建筑物、构筑物、堆场、铁路、道路、地下管线的总占地面积占全厂面积的百分数。 反映厂区面积有效利用的程度。,（二）施工图设计,l工厂总平面资料图 根据初步设计审批意见，调整工厂总平面布置，绘制工厂总平面资料图，规定各项建筑物、构筑物、交通道路、管线的相对位置及标高，作为各专业人员绘制施工图的依据。 2工厂总平面布置施工图 施工放线的依据，具体表示设计坐标网与测量坐标网的关系数字和铁路、公路及所有建筑物、构筑物的坐标和标高数字。 （1）竖向布置图：（2）土方工程图：（3）铁路专用线施工图：（4）厂区道路及雨水排除施工图：（5）管线汇总施工图：,第四节 总平面布置的竖向布置,一、竖向布置设计任务 竖向布置的任务是对厂区的天然地形进行改造，使之适合企业的建设和生产经营要求; 合理地确定建筑物、构筑物、铁路和道路的标高，使相互之间的关系协调，满足生产和运输技术的要求; 合理地组织场地排水，确定排水措施，保证及时排出厂区的积水，不受雨水和洪水的危害。 在完成上述任务时，要最大限度地节约土石方工程量，以节省投资、缩短建设周期。力求填方、挖方能就近平衡。确定建筑场地标高时应避免大挖、大填。,二、竖向布置的方法 （一）竖向布置的方式 1连续式竖向布置 这种方式是将整个厂区的地面进行全面平整，如图2.41所示。适用于厂区建筑密度大，建筑系数大于25%，地下管线较复杂，有密集的铁路或道路，厂区面积不大和地形比较平坦的工厂。,图2.41 连续式竖向布置 l. 自然地面 2. 整平地面 3. 道路中心 4. 厂房,3,3,2重点式竖向布置 这种布置方式只是平整建筑物、构筑物及其它工程有关地段和为了排水所必须整平的区域。厂区的其余部分仍保留自然地形，如图2.42所示。采用重点式竖向布置的厂区上，道路一般为郊区型且有明沟排水。这种布置方式一般适用于厂区建筑密度不大，建筑系数小于15%，运输线路及管线较简单且自然地形起伏较大的工厂。,图2.42 重点式竖向布置 1自然地面 2整平地面 3道路中心 4厂房,3混合式竖向布置（区段式竖向布置） 在整个厂区内预先按地段分出连续和重点两种布置方式。这种竖向布置方式可以在大中型工厂中采用。因场地大，可按上述两种系统分区布置。 上述三种布置方式应视厂区自然地形及生产工艺特点而定。 厂址的地质构造对竖向布置方式有很大影响。,（二）地面的连接方法,1平坡法 将设计地形整平为向一个方向或几个方向倾斜的整平面。在各个主要平面连接处，设计坡度与设计标高没有急剧的变化，如图2.43所示。此法一般适用于厂区较宽和自然地形坡度不大于2%的地面。当厂区宽度很小，自然地形坡度虽然达到3%4%也可采用平坡法。,图2.43 平坡式连接 1自然地面 2整平地面 3道路中心 4厂房,2阶梯法 两个连接的整平面高差较大，整平面的连接处采用陡坡式挡土墙，如图2.44所示。一般适用于厂区布置在自然地形坡度大于3%4%的地区。当厂区宽度超过500米和自然地形坡度大于2%时，也可考虑采用此法。它的主要优点是可以节省土方工程量。,图2.44 阶梯式连接 1自然地面 2整平地面 3道路中心 4厂房 5挡水沟,（三）竖向标高的选择,竖向布置设计中选择标高的根据是: 所采用的竖向布置方式、主要整平面的连接方法以及竖向布置所涉及的其它各种因素，例如建筑物和构筑物的地坪标高、城市干道标高、交通运输的联系条件和附近地段的整平情况等。 厂区的铁路、道路的标高要与国家铁路和附近公路的标高相适应，与厂内建筑物、构筑物及其他设施的标高相协调。还要满足各种运输设备允许的坡度，如电瓶车4%、手推车1.5%，汽车8%和火车2%，(如果条件困难时，不得大于8%)。 场地的水文地质条件也是影响因素。,第五节 工厂总平面布置实例,一、新型干法水泥厂 在现代化干法水泥厂中，普遍利用350左右的窑尾废气来烘干原料或利用冷却机的热风来烘干混合材。因此，常将原料烘干及粉磨设备布置在窑的预热器附近，以缩短高温废气管道的长度。用预均化堆场、圆形库或环形库等储存物料。 现代水泥厂总平面布置的特点是设置中央控制室，主机机组和喂料点都围绕中心控制室集中布置。,图2.51为一日产2500t熟料的现代化干法生产水泥厂的总平面布置。场地较小且不规整，生产线的布置受到一定限制。总体呈L形布置，中央控制室布置在窑头附近，生料粉磨、窑系统、熟料库直线排布；水泥粉磨、水泥库、水泥包装及成品库一字排列。窑尾预热分解系统、生料粉磨、废气收尘器及生料库有机联系，充分体现了新型干法水泥生产原料的烘干兼粉磨及窑磨一体机的技术特点。,图2.52为一日产4000t熟料的现代化干法生产水泥厂的总平面布置。其特点是进行了适当的功能分区，厂前区位于厂区的西南角，在主导风向的上风方位。,二、建筑陶瓷厂,采用喷雾干燥造粒工艺、高效自动成型、自动码坯、人工干燥（利用余热）等机械化自动化程度较高的陶瓷墙地砖厂，多采用集中布置方式，即将喷雾干燥、成型、施釉、烧成布置在联合式厂房内。这样，设备布置紧凑，半成品运输线路短捷，但必须考虑干燥和烧成厂房的散热条件。 图2.53为一年产280万m2内墙砖厂总平面布置；图2.54为一年产180万m2玻化砖、彩釉砖厂总平面布置。,三、浮法玻璃厂,浮法工艺玻璃厂，总平面布置以熔制锡槽退火窑联合车间为中心。 由于浮法联合车间厂房达400600m长，为了组织好厂内交通运输，应考虑在联合车间中部尽可能设置一通道，在符合生产工艺要求的前提下，尽可能集中布置建筑。另外，还应预见到平板玻璃深加工产品的发展情况，例如: 涂层、中空、水平钢化等玻璃产品，因而在成品库附近应有适当的发展余地。 图2.55、图2.56为两个浮法工艺玻璃厂总平面布置图。皆以熔制锡槽退火窑联合车间为中心展开布置。,第六节 交通运输,一、运输方式的选择 1铁路运输 对于年运输量较大、运输距离较远的大型水泥