工厂设计基础PPT课件

.,工厂设计基础,课时：16,.,主要内容,第一章基本建设前期工作（2学时）第二章水泥厂总平面布置（2学时）第三章工艺设计的原则、程序和工艺平衡计算（3学时）第四章工艺流程、工艺设备选择、工艺布置（4学时）第五章生产车间工艺设计（5学时）第六章工艺设计所需其他专业知识*（自学）,.,第一章基本建设前期工作,1基本建设程序2项目建议书3厂址选择4可行性研究报告和设计任务书5设计阶段和基础资料,主要内容：,.,第一章基本建设前期工作,1基本建设程序基本建设中各项工作进行的先后次序。,.,第一章基本建设前期工作,2项目建议书根据国家、地区和行业规划，以矿点报告、原料报告、市场预测为基础，阐明建设的必要性和理由，拟定工厂的建设规模和生产方式，落实建设资金，估计建设项目的经济效果和社会效益。,.,第一章基本建设前期工作,建设项目：又称基本建设项目或基本建设单位，是指在一个总体设计或初步设计范围内有一个或几个单项工程组成，经济上独立核算、行政上实行统一管理的建设单位,也是编制和实施基本建设计划的基层单位。一般以一个企业、事业单位或独立工程作为一个建设项目。例如：单纯购置设备、工具、器具等不作为建设项目；属于一个总体设计中的主题工程和相应的附属配套工程、综合利用、环境保护工程、供电、供水工程只作为一个建设项目。,2.1定义,.,第一章基本建设前期工作,2.2分类按建设性质来分：新建、扩建、迁建和恢复建设。按建设规模分：大、中、小型三类。比如：钢铁联合企业年产量万吨计：大型100,中型10-100，小型100，中型20-100，小型20。按建设阶段分：筹建项目、施工项目、建成投产项目。,.,第一章基本建设前期工作,2.3项目建议书的内容和审批主要内容（1）建设项目提出的目的、必要性和依据。（2）产品方案、拟建规模、建设地点的初步设想及市场需求的初步预测。（3）资源情况、建设条件、协作关系和可能引进国别、厂商的初步分析。（4）投资估算和资金筹措（5）项目的主要内容和进度安排（6）经济效益和社会效益的初步估算或估计（7）环境影响进行简单说明,.,第一章基本建设前期工作,2.3项目建议书的内容和审批审批总投资在3000万元及以上的大中型项目由国家计委审批；2亿元以上的项目，由国家计委审核报国务院审批。地方投资的大中型项目由市计委审批，报国家计委有关部门备案。小型项目按项目隶属关系由市计委审批。,.,第一章基本建设前期工作,3厂址选择厂址选择一般由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水文地质初探、地形测量、环境影响初评、厂内外交通、供电、供水、供汽、供油方案以及资源勘探报告。,.,第一章基本建设前期工作,3.1建厂条件一资源、能源及公共设施条件（1）资源所在地及原料的供应条件（2）辅助原料的供应条件（3）燃料的品种、质量、数量及其可供情况（4）电源及电力供应条件，要求电量充足，电价便宜，稳定可靠供电（5）水源及供排水条件（6）运输条件,.,第一章基本建设前期工作,二自然条件（1）地震，地震烈度为9度及9度以上的地区，一般不宜建设工业企业（2）工程地质条件：对场地的稳定性、适宜性评价（3）水文地质条件：厂区附近的河流流量、流速、含沙量、降雨量、蒸发量，地下水位，防洪排涝等（4）地形、地貌条件：耕地、村庄、已有建筑物、地下资源、自然保护区（5）气象条件：风向、风速、温度、降雨量、土壤冻结深度,.,第一章基本建设前期工作,三人文经济条件（1）劳动力条件：来源、数量、质量（2）当地经济情况：人均收入（3）教育条件：医疗保健设施、有无地方病（4）交通条件,.,第一章基本建设前期工作,3.2厂址选择意义对生产力的布局、城市的发展、项目的投资、建设时间及建成投产后的生产条件、生产成本、生产经营管理和效益都有深远影响。3.3厂址选择的原则根据相似建设项目的技术经济要求，结合建厂地区的自然地理特征、运输条件、水源和动力条件，建筑施工条件以及职工住宅布置条件等，进行多方案的技术经济比较，选择一个能最大限度满足建设和生产经营要求，建厂费用和经营费用最省的整个经济寿命期间的外部条件变动最有利的建厂位置。,.,第一章基本建设前期工作,3.4厂址选择的因素（1）企业规模建厂规模不同，建厂条件影响程度不同，首先应满足建厂规模的要求。（2）自然条件地形：宽阔平坦、稍带倾斜，坡度以1-2%最好工程地质条件：避免有矿藏、活断层、溶洞、滑坡水文地质条件：地下水位在地表5m以下，不处于水库和堤坝附近的下游，厂址标高应在50-100年周期洪水标高加0.5m。,.,第一章基本建设前期工作,（3）交通运输条件：保证有足够的运输能力，又要能常年保证正常生产。因地制宜解决铁路、公路、水路运输。（4）水电供应所选厂址能够保证水电供应（5）资源考虑如何解决资源供应问题，大部分厂受资源的约束，无选择余地。,.,第一章基本建设前期工作,3.5厂址选择报告的内容和深度要求（1）厂址选择的依据（2）各厂的具体位置、地形、地势和占地情况（3）各厂址的建设条件、交通情况、工程、水文地质、地震烈度、供电供水、防洪要求和施工条件。（4）工厂位置与居民区、矿山、附近居民点的关系是否合理（5）环境保护和生态平衡的预评价（6）各厂址建设工期、投资和经营费用的比较（7）各厂址优缺点的综合评定（8）附表和附图,.,第一章基本建设前期工作,4可行性研究报告和设计任务书是确定了的基本建设项目和重大更新改造项目编制设计文件的主要依据。按照批准的项目建议书，部门、地区或企业负责组织可行性研究的编制工作，对项目在技术、工程、经济和外部协作条件上是否合理和可行进行全面分析论证，做多方案比较，认为项目可行后，推荐最佳方案，编制设计任务书,.,第一章基本建设前期工作,4.1基本建设项目可行性研究报告编制内容与深度一项目的概要说明；项目提出的背景；投资必要性和经济意义；可行性研究的依据和范围二根据经济预测、市场预测确定项目建设的规模和产品方案：（1）需求情况的预测（2）国内现有企业生产能力的估计（3）销售预测、价格分析、产品竞争能力（4）国外需求预测和国际市场分析（5）拟建项目的规模、产品方案和发展方向的技术经济比较,.,第一章基本建设前期工作,三资源、原材料、燃料、辅助材料及共用设施的落实情况（1）资源储量、品位、成分及开采、利用条件（2）原料、辅助原料、燃料的种类、数量、来源和供应可能（3）所需共用设施的数量、供应方式和供应条件,.,第一章基本建设前期工作,四建厂条件和厂址选择方案（1）建厂的地理位置、气象、水文、地质、地形条件和社会经济现状（2）交通运输及水、电气的现状和发展趋势（3）厂址比较与选择意见,.,第一章基本建设前期工作,五设计方案（1）技术来源、生产方法、主要技术工艺、主要设备选型、建设标准、和相应的技术经济指标（2）成套设备进口项目要有维修材料、辅料及配件的供应安排（3）对有关部门协作配套件供应的要求（4）说明主要单项目工程、公用辅助设施、协作配套工程的构成（5）全厂布置的初步方案和土建工程量估算（6）厂内外交通运输方式和初步选择,.,第一章基本建设前期工作,六城市规划、防震、防洪、文物保护等的要求和采取的相应措施方案七企业组成、劳动定员和人员培训设想八投资估算和资金筹措（1）主体工程和辅助配套工程所需的投资（2）生产流动资金的估算（3）资金来源、筹措方式及贷款的偿付方式、偿还年限,.,第一章基本建设前期工作,九建设工期和实施进度十经济效果和社会效益计算项目本身的微观效果，衡量项目对国民经济的宏观效果和分析对社会的影响十一环境保护三废处理,.,第一章基本建设前期工作,4.2审批大中型项目附有可行性研究报告交有资格的单位评估，提出评估报告，再由国家计委审批；2亿元以上的项目，由国家计委审核报国务院审批。地方投资的大中型项目由市计委审批，报国家计委有关部门备案。小型项目按项目隶属关系由市计委审批。,.,第一章基本建设前期工作,5设计阶段和基础资料设计阶段可分为初步设计和施工图设计，但对重大项目和特殊项目，可根据各行业的特点，经主管部门同意，增加技术设计。初步设计是设计的第一阶段，是根据批准的可行性研究报告、设计任务书的要求，进一步收集准确的设计资料，对建设项目的建设方案、工艺路线、产品方案、设备、建筑、资金等进行的通盘的研究、设计和计算，作出合理的总体安排。施工图设计是根据批准的初步设计进行的，主要内容是绘制详细的施工图纸，确定所有设备、建筑物、构筑物、道路、管线的确切位置及其相互之间的关系尺寸。技术设计*是指对一些技术复杂或有特殊要求的建设项目，经主管部门指定增加的阶段。其目的在于进一步论证确定初步设计中所采用的工艺过程和建筑结构上的主要技术问题；校正设备选型及其数量、建设规模及一些技术指标。,.,第一章基本建设前期工作,（1）设计指导细想（2）建设规模、产品方案（3）总体布置（4）工艺流程与生产技术（5）设备选型与计算（6）主要设备清单和原辅材料及燃料动力的用量（7）劳动定员（8）主要技术经济指标（9）主要建筑物,（10）综合利用（11）生活区建设（12）占地面积（13）建设工期、工程实施进度、主要建筑材料品类及用量（14）总概算（15）环境保护及“三废”治理（16）能源的合理利用与节约（17）附表、附图、附件,5.1初步设计主要内容：,.,第一章基本建设前期工作,（1）企业的原料、辅助原料、燃料、动力的特点（2）企业组成、全厂及主要车间工程项目的产品规格、产品名称（3）生产方法的选择和方案比较（4）物料平衡计算（5）生产设备的选择和计算（6）热平衡计算（7）企业及其主要车间的工作制度（8）企业的工艺流程图,（9）主要车间的工艺过程图（10）生产设备连接图（11）车间配置图（12）堆场、仓库及中间物料储存（13）劳动定员（14）向有关专业提供的技术资料、技术要求（15）编制主要设备明细表（16）对新设备及装置编制技术说明、总图、分图、简图、插图等，以便绘制制造设备图,5.1.1工艺流程与生产技术,.,第一章基本建设前期工作,5.1.2主要技术经济指标（1）主要品种的产品单价（2）每单位生产能力的投资（3）每一在册工人的年产量（4）与类似现有设计或竣工工程项目的技术经济比较（5）工程造价（6）主要设计方案论述（7）综合技术经济指标,.,第一章基本建设前期工作,（1）总平面图（2）建筑物，构筑物详图（3）共用设施详图（4）工艺流程图,（5）设备安装图（6）非标设备制作详图（7）施工图预算（8）设备、材料明细表,5.2施工图设计5.2.1主要内容包括：,.,第一章基本建设前期工作,5.2.2施工图设计的要求（1）满足设备及材料的订购（2）能进行非标准设备及其构件的加工制造（3）编制施工图预算及施工预算，并作为预算包干，工程估算的依据，满足工程价款结算的要求（4）可进行建筑安装工程，设备安装、管道铺设与非标准设备、装置和金属结构的制造,.,第一章基本建设前期工作,（1）项目建议书及其批准文件（2）建厂可行性研究报告（3）矿山资源地质报告（4）厂址选择报告（5）厂区工程地质、水文勘探报告（6）区域地形图（7）厂区及矿山地形图（8）水源地水文地质报告和工程地质勘探报告（9）供电协议书,（10）专用线接轨协议书（11）专用线沿线地形图（12）建设地区的气象及环境资料（13）燃料供应协议书（14）原料加工实验报告（15）当地建筑材料价格（16）与其他有关企业协作协议书（17）地震部门对建设地区的地震烈度的鉴定书（18）环境影响报告书和环境保护部门对设计的意见,5.3设计基础资料,.,第二章水泥厂总平面布置,总平面设计是根据厂区地形、进出厂物料运输方向和运输方式、工程地质、电源进线方向，全面合理布置所有建筑物、构筑物、道路交通以及地上和地下工程管线的平面的相互位置，使之适合于工艺过程，使工厂组成一个有机整体，发挥最大的生产效能。,.,第二章水泥厂总平面布置,第一节总平面设计的内容和步骤一、主要内容（一）平面布置决定全厂建筑物、构筑物在平面上的相对位置，包括主要生产车间、辅助生产车间、住宅区等。（二）竖向布置决定建筑物、构筑物的设计标高。目的是既要工艺流程合理顺畅，又要节约土方量，节约投资。（三）土石方工程解决建厂区域内场地平整、土石方挑拨、计算土石工程量。（四）运输设计进行厂内外铁路专用线、公路、道路、码头设计。（五）管线汇总统筹安排电缆、电线、给排水管道、生产管道及热力管道等地上地下各种管道。,.,第二章水泥厂总平面布置,二水泥厂总平面设计步骤（一）初步设计1、工厂总平面轮廓图设想各项建筑物的外形轮廓尺寸，结合所选厂址的厂区地形、主导方向、铁路专用线及公路布置、电源等具体条件，绘出生产车间总平面轮廓资料图。,.,第二章水泥厂总平面布置,2、工厂总平面布置图（初步设计成品图）以轮廓图为基础，绘制总平面布置图，比例一般为：1:500，1:1000，1:2000。主要内容为：厂区地形测量坐标网和等高线；厂区设计坐标网；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实际标高等；图上标注工厂总平面设计的主要技术指标和风向玫瑰图。同时还必须绘制厂区位置图。,.,第二章水泥厂总平面布置,风向玫瑰图是根据各地气象台站多年对风向频率统计资料绘制，一般为多边形。,所示风向由外边吹向中心，向心线最短的方向，即表示最小频率风向。风玫瑰图一般可分为全年风向玫瑰图和夏季风向玫瑰图。,N,.,第二章水泥厂总平面布置,工厂总平面图的主要技术指标：（1）厂区面积；（2）建筑面积；（3）厂区建筑系数；（4）厂区利用系数；（5）铁路长度；（6）道路长度；（7）围墙长度；（8）绿化面积厂区面积按水泥年产量计算，一般在0.25-1.20m2/t之间。建筑系数是指建筑物、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。一般在22-30%之间，扩建后一般为27-35%之间。利用系数是指建筑物、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。,.,第二章水泥厂总平面布置,（二）施工图设计1、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，作为各项专业人员绘制施工图的依据。2、工厂总平面布置施工图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。同时绘制竖向布置图、土方工程图、铁路专用线施工图、厂区道路及雨水排除施工图和管线汇总施工图。,.,第二章水泥厂总平面布置,第二节水泥厂总平面设计的基本原则水泥厂的建筑物、构筑物及其他设施可分为三类：基本生产车间、辅助车间及生产服务设施。必须处理好原、燃料和产品进出厂的交通运输关系，主要生产车间与辅助车间及生活服务设施之间的关系，使工厂各个部门形成有机整体。,.,第二章水泥厂总平面布置,水泥厂总平面设计的基本原则：1、建筑物与构筑物的相对位置及其系统和各种设备的布置应按照工艺过程，保证有合理的生产作业线，工艺过程顺畅。物料运输没有交叉、短距径直。生产线可根据不同的生产工艺及厂区地形做不同的布置，如“一”字形、“L”字形“U”字形。,.,第二章水泥厂总平面布置,2、进行适当的功能区分：（1）将工艺过程类似的或用途一致的系统加以合并。（2）按系统的运输方式和工程管线的特点分区，以使运输路线、工程线路的长度最短。（3）按卫生与防火条件要求，将系统合并或划分区域。（4）按系统构筑物对工程地质或水文地质的复杂程度要求，进行分区。水泥厂可根据全厂按功能划分为备料区、烧成系统区、燃料准备区、加工系统区及包装系统区以及化验室及厂部办公室等建筑物的厂前区。,.,第二章水泥厂总平面布置,3、辅助车间和生产服务性设施，应尽量配置在靠近其所服务的主要生产系统地区。（1）机修、电修车间机修车间提供厂内设备维修之用，需要大量金属材料且人数较多，要求通风好、交通方便尽可能靠近原料及熟料的破碎、粉磨和烧成部分。电修车间尽量避免灰尘污染。靠近供电较多的原料磨、熟料粉磨和烧成部分。,.,第二章水泥厂总平面布置,（2）堆场与仓库水泥厂都设有机械化露天堆场，承担铁路及公路运输进厂的原料、辅助原料、燃料和中间物料的运输和储存。则，应布置在铁路进线方便和地形平坦之处。为减轻其他车间的灰尘污染，需设置在下风侧。如材料仓库和耐火材料库应靠近铁路公路以便运输。原料库应处以下风则。（3）动力设施靠近用电量大的原料、熟料粉磨及水泥窑和空气压缩机，尽可能布置近场区外部供电方向和灰尘较少的地方。,.,第二章水泥厂总平面布置,4、减少占地面积、利用建筑物和构筑物的上部空间。5、布置工厂的建筑物、构筑物要考虑地形起伏和工程地质及水文地质条件，以便保证以最少的建筑费用达到较好的建筑质量。6、应根据工厂的发展计划考虑工厂今后发展的可能性。7、必须满足防火卫生要求，建筑物应按采光和主导方向予以适当布置，避免煤烟和灰尘，最大利用天然采光、通风；烟囱、沉降室等以及噪音非常大的设备（如粉碎机、空气压缩机等）应有隔音措施。,.,第二章水泥厂总平面布置,8、工厂与铁路干线、公路、动力、工程和地区内其他各种设施的连接，应当合理，与住宅区的连接应当方便。9、工厂的总平面图，应具有合理的建筑艺术，必须先考虑到厂区的整齐及其美化，使每个建筑物及工厂整体都赋有建筑艺术的表现力。,.,第二章水泥厂总平面布置,第三节总平面布置的竖向布置一、竖向布置任务书（一）合理选择竖向布置的系统和方式（二）选择全部建筑