化工设计第五章

1、骤。骤。一、化工车间的组成一、化工车间的组成1 1、生产设施：、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 2、生产辅助设施：、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 3、生活行政福利设施：、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 4、其它特殊用室：、其它特殊用室：如劳动保护室、保健室等。二、车间布置设计的依据二、车间布置设计的依据( (一一) )应遵守的设计规范和规定应遵守的设计规范和规定( (二二) )基础资料基础资料(一一)应遵守的设计规范和规定应遵守的设计规范和规定建筑设计防火规范建筑设计防火规范(GBJ

2、 16-87)石油化工企业设计防火规定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化工企业安全卫生设计标准(HG20571-95) 工业企业厂房噪声标准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）中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（试行）（1987）等。）等。(二二)基础资料基础资料对初步设计需要带控制点工艺流程图，对施工图设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计需要管道仪表流程图；物料衡算数据及物

3、料性质（包括原料、中间体、副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，三废的产品、成品的数量及性质，三废的数据及处理方法数据及处理方法）；）；设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况及保温情况）；）；公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压公用系统耗用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料缩空气、外管资料；(二二)基础资料基础资料车间定员表（除技术人员、管理人员、车间化验车间定员表（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

4、班人数和男女比例的资料）；）；厂区总平面布置图（包括本车间同其他生产车间、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厂内人流物流的情况与数量）。）。三、车间布置设计的内容及程序三、车间布置设计的内容及程序(一一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序初步设计阶段的车间布置设计内容及程序(二二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序(一一)初步设计阶段的车间布置设计内容及程序初步设计阶段的车间布置设计内容及程序任务：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

5、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：主要成果：初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图。(二二)施工图设计阶段的车间布置设计内容及程序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：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：主要成果：施工图阶段的车间平面布置图和立面布置图。露天布置露

6、天布置优点：优点：建筑投资少、用地少省，利于安装和检修， 通风、防火、防燥等。化工厂的设备布置优 先考虑露天布置。缺点：缺点：操作条件差，自控要求高，受大气影响等。室内布置室内布置优点：优点：气候影响小，劳动条件好，适应于小型化工 装置、间歇操作、操作频繁、在气温较低的 地区或有特殊要求的设备。缺点：缺点：建筑造价较高。 ( (三三) )室内布置和露天布置室内布置和露天布置一般情况可采用室内与露天联合布置。一般情况可采用室内与露天联合布置。露天或半露天布置：露天或半露天布置： 如大型贮罐、精馏塔、吸收塔、凉水塔、喷淋式冷却器等设备。非露天非露天布置布置： 如往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备

7、以及结晶器、釜式反应器等易受气温影响的设备。 ( (三三) )室内布置和露天布置室内布置和露天布置厂房的平面布置形式：厂房的平面布置形式：长方形长方形或直线形或直线形 形形 形形 形形组合型组合型当厂房较长或受工艺、地形等条件所限，应充分考虑采光、通风、交通通道、进出口等问题。 最常用。结构简单、施工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点，适用于中小型车间。 四、装置四、装置(车间车间)平面布置方案平面布置方案化工厂房平面型式的选择原则：在满足生产工艺要求下化工厂房平面型式的选择原则：在满足生产工艺要求下尽量力求简单，力争美化，同时要按照建筑规范要求。尽量力求简单，力争美化，同时要按照建筑

8、规范要求。 (一一)直通管廊长条布置直通管廊长条布置控制室工艺设备贮罐区工艺设备工艺设备贮罐区管廊道路图5-1 直通管廊长条布置方案 (二二)组合型布置组合型布置 聚 丙 烯 装 置 平 面 布 置 示 意 图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图5-2 (一一)建筑物模数建筑物模数建筑物的跨度、柱距和层高等均应符合建筑物模数建筑物的跨度、柱距和层高等均应符合建筑物模数的要求：的要求：1、跨度：、跨度：6.0，7.5，9.0，10.5，12.0，15.0，18.0(m)。2、柱距：、柱距：4.0，6.0，9.0，12.0(m)。钢筋混凝土结构厂房柱距

9、多用6m。3、开间：、开间：3.0，3.3，3.6，4.0(m)。4、进深：、进深：4.2，4.8，5.4，6.0，6.6，7.2(m)。5、层高：、层高：2.40.3的倍数(m)。6、走廊宽度：、走廊宽度：单面1.2，1.5(m)；双面2.4，3.0(m)。7、吊车轨顶：、吊车轨顶：600mm的倍数(200mm )。8、吊车跨度：、吊车跨度：电动梁式和桥式吊车的跨度为1.5m；手动吊车的跨度为1m。建建 筑筑 物物 (二二)敞开构筑物的结构尺寸敞开构筑物的结构尺寸 1、框架、框架设备框架：设备框架：可与管廊结合一起布置，也可独立布置。也可根据各类设备的要求设置独立的框架，如塔框架、反应器框架

10、、冷换设备和容器框架等。框架的结构尺寸：框架的结构尺寸：取决于设备的要求，在管廊附近的框架，其柱距一般应与管廊柱距对齐，柱距常为6m。框架跨度：框架跨度：随架空设备要求而不同。框架高度：框架高度：应满足设备安装检修、工艺操作及管道敷设的要求，框架的层高应按最大设备的要求而定。框架框架布置布置：尽可能将尺寸相近设备安排在同一层框架上以节省建筑费用。建建 筑筑 物物 2、平台、平台主要结构尺寸应满足下列要求主要结构尺寸应满足下列要求：(1)平台宽度一般 0.8m，平台上净空 2.2m；(2)相邻塔器的平台标高应尽量一样，并尽可能布置成联合平台；(3)为人孔、手孔设置的平台，与人孔底部的距离宜为0.

11、61.2m， 1.5m；(4)为设备加料口设置的平台，距加料口顶 1.0m；(5)直接装设在设备上的平台，不应妨碍设备的检修，否则应做成可拆卸式的平台；(6)平台的防护栏杆高度为1.0m，标高20以上的平台的防护栏杆高度应为1.2m。建建 筑筑 物物 3、梯子的主要尺寸、梯子的主要尺寸(1)斜梯的角度一般为45，由于条件限制也可采用55，每段斜梯的高度 5m，超过5m时应设梯间平台，分段设梯子。(2)斜梯的宽度 0.7m，也 1.0m。(3)直梯的宽度宜为0.40.6m。(4)设备上的直梯宜从侧面通向平台，每段直梯的高度 8m，超过8m时必须设梯间平台，分段设梯子，超过2m的直梯应设安全护笼。

12、(5)甲、乙、丙类防火的塔区联合平台及其他工艺设备和大型容器或容器组的平台，均应设置不少于两个通往地面的梯子作为安全出口，各安全出口的距离 25m。但平台长度不大于8m的甲类防火平台和 15m的乙、丙类平台，可只设一个梯子。建建 筑筑 物物 一、车间设备布置设计的内容一、车间设备布置设计的内容 二、车间设备布置的要求二、车间设备布置的要求第二节第二节 车间设备布置设计车间设备布置设计 确定各个设备在车间平面与立面上的位置；确定场地与建、构筑物的尺寸；确定管道、电气仪表管线、采暖通风管道的走向和位置。主要包括主要包括：1、确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置。2、确定某些在工艺流程图中一般不予

13、表达的辅助设备或公用设备的位置。3、确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸。4、在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸。5、其它。设备布置的最终成果设备布置的最终成果：设备布置图。 一、车间设备布置设计的内容一、车间设备布置设计的内容(一一)满足生产工艺要求满足生产工艺要求(二二)满足安装和检修要求满足安装和检修要求 (三三)满足土建要求满足土建要求(四四)满足安全、卫生和环保要求满足安全、卫生和环保要求二、车间设备布置的要求二、车间设备布置的要求1、设备排列顺序、设备排列顺序2、设备排列方法、设备排列方法3、操作间距、操作间距4、安全距离、安全距离(一一)满足生产工艺要求满足生产

14、工艺要求1按照工艺流程的顺序进行布置；2保证水平方向和垂直方向的连续性；3避免物料的交叉往返；4充分利用厂房的垂直空间布置设备。计量罐、高位槽、回流冷凝器等设备计量罐、高位槽、回流冷凝器等设备：较高层反应设备反应设备：较低层过滤设备、贮罐等设备过滤设备、贮罐等设备：最底层。多层厂房内的设备多层厂房内的设备：既保证垂直方向的连续性，又要减少操作人员在不同楼层间的往返次数。1、设备排列顺序、设备排列顺序 设备排列方法设备排列方法 根据厂房宽度和设备尺寸确定。根据厂房宽度和设备尺寸确定。宽度不超过宽度不超过9m的车间：一边为设备的车间：一边为设备 另一边作为操作位置和通道另一边作为操作位置和通道设备

15、在厂房内的排列方法设备在厂房内的排列方法 操操作作位位置置和和通通道道2、设备排列方法、设备排列方法中等宽度中等宽度(1215m)的车间：的车间：布置两排设备。集中布置在厂房中间，两边留出操作位置和通道。分别布置在厂房两边，中间留出操作位置和通道。设备在厂房内的排列方法设备在厂房内的排列方法 操操作作位位置置和和通通道道操作位置和通道操作位置和通道操作位置和通道操作位置和通道2、设备排列方法、设备排列方法宽度超过宽度超过18m的车间：的车间： 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1.52m的操作位置)2、设备排列方法、设备排列方法操作间距操作间距 考虑相应的操作位

16、置和运输通道。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。 50012001500800 70050070090050070010001200b+400bl+300 900650800100010002000l 9003、操作间距、操作间距 3、操作间距、操作间距 安全距离安全距离 设备与设备之间 设备与建筑物之间安全距离的大小：安全距离的大小： 设备的种类和大小 设备上连接管线的多少、管径的大小 检修的频繁程度4、安全距离、安全距离表5-1 设备之间或设备与建、构筑物之间的净距 表5-1 设备之间或设备与建、构筑物之间的净距 表5-1 设备之间或设备与建、构筑物之间的净距

17、 表5-2 道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离 表5-2 道路、铁路、通道和操作平台上方的净空高度或垂直距离 凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。厂房较短：厂房较短：吊装孔可设在厂房的一端；厂房较长厂房较长(36m)：吊装孔设在厂房的中央。吊装孔及设备运输通道吊装孔及设备运输通道 ( (二二) )满足安装和检修要求满足安装和检修要求多层楼面的吊装孔：多层楼面的吊装孔： 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，以便需吊装的设备顺利进出。( (二二) )满足安装和检修要求满足安装和检修要求釜式反应器、塔器、蒸

18、发器等：釜式反应器、塔器、蒸发器等： 直接悬挂在楼面或操作台上 相应位置预留设备孔设备孔设备孔 正方形 圆形 吊装孔及吊装孔及 设备运输通道设备运输通道 管管道道防防滑滑钢钢板板保保温温层层d保保温温层层d( (二二) )满足安装和检修要求满足安装和检修要求（1）考虑设备按装、检修所需的空间和面积。）考虑设备按装、检修所需的空间和面积。（2）要考虑设备能顺利进出车间。）要考虑设备能顺利进出车间。（3）对楼上设备要考虑设置吊装孔。）对楼上设备要考虑设置吊装孔。（4）考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需）考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需的起重运输设备。的起重运输设备。( (二二) )满足安装和检修

19、要求满足安装和检修要求设备的起吊高度设备的起吊高度 1122334566( (二二) )满足安装和检修要求满足安装和检修要求 ( (三三) )满足土建要求满足土建要求（1）笨重设备和会产生很大振动的设备应设置在）笨重设备和会产生很大振动的设备应设置在底层。底层。（2）布置设备应避开建筑物的柱子和主梁。）布置设备应避开建筑物的柱子和主梁。（3）设备不应布置在建筑物的沉降缝和伸缩缝。）设备不应布置在建筑物的沉降缝和伸缩缝。（4）设备不应布置在楼梯、大门和窗前。）设备不应布置在楼梯、大门和窗前。采光采光 形状各异的屋顶结构形状各异的屋顶结构厂房的屋顶结构厂房的屋顶结构 (四四)满足安全、卫生和环保要

20、求满足安全、卫生和环保要求 使操作人员位于设备和窗之间，背光操作。使操作人员位于设备和窗之间，背光操作。 特别高大的设备要避免靠窗布置特别高大的设备要避免靠窗布置背光操作示意图背光操作示意图 操操作作人人员员的的操操作作位位置置(四四)满足安全、卫生和环保要求满足安全、卫生和环保要求通风通风 有中央通风孔的厂房有中央通风孔的厂房 (四四)满足安全、卫生和环保要求满足安全、卫生和环保要求容器（罐、槽）容器（罐、槽）一、卧式容器的布置一、卧式容器的布置减少承重横粱跨度减少承重横粱跨度减小钢架的尺寸减小钢架的尺寸吊在框架或楼板上吊在框架或楼板上钢筋混凝土支柱钢筋混凝土支柱合并支在一跨上合并支在一跨上

21、组合支架组合支架容器（罐、槽）容器（罐、槽）贮罐贮罐(槽槽) 贮罐的立面布置示意图贮罐的立面布置示意图 一、卧式容器的布置一、卧式容器的布置卧式贮罐平台示意图卧式贮罐平台示意图 (a) 联合平台联合平台 (b) 联合平台联合平台 (c)独立平台独立平台 一、卧式容器的布置一、卧式容器的布置塔式反应器：塔式反应器：按塔来布置；固定床催化反应固定床催化反应器：器：与容器差不多；火焰加热的反应器：火焰加热的反应器：近似于工业炉；搅拌釜式反应器：搅拌釜式反应器：加大搅拌与传热夹套的立式容器反应器反应器可按类似设备布置可按类似设备布置二、反应器的布置二、反应器的布置大型的搅拌釜式反应器：大型的搅拌釜式反

22、应器：大多数露天布置，用支脚直接支承在地面上。 反应器的搅拌与密封系统需要经常维修，要考虑它们的拆卸与吊装。反应器反应器二、反应器的布置二、反应器的布置二、反应器的布置二、反应器的布置釜式反应器釜式反应器 (a) 立面布置图立面布置图 计量罐计量罐800考虑抽出搅拌器轴的高度考虑抽出搅拌器轴的高度反应器反应器 二、反应器的布置二、反应器的布置(b) 平面布置图平面布置图 釜式反应器布置示意图釜式反应器布置示意图 操作通道操作通道反应器反应器计量罐计量罐操作区集中于180操作区集中于180o o加料或检修加料或检修 二、反应器的布置二、反应器的布置三、换热器的布置三、换热器的布置（1）布置原则：

23、）布置原则：顺应流程和缩短管道长度，其位置取决于与之密切联系的设备的位置。 如塔的换热器近塔布置，再沸器及冷凝器则与塔以大口径的管道连接，应取近塔布置，通常将它们分别布置在塔的两侧。 （2）布置空间受限制时）布置空间受限制时 如原来设计的换热器显得太长，可以换成一个短粗的换热器以适应布置空间的要求。传热：传热：细而长的换热器较有利。卧式换热器：卧式换热器：换成立式的以节约面积；立式换热器：立式换热器：换成卧式的以降低高度。三、换热器的布置三、换热器的布置三、换热器的布置三、换热器的布置立式贮罐平台示意图立式贮罐平台示意图 (a) 联合平台联合平台 (b) 独立平台独立平台 四、塔和立式容器的布

24、置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置塔设备塔设备 (1) 大型塔设备：大型塔设备： 室外布置，用裙座直接安装于基础上。 小型塔设备：小型塔设备： 室内布置，支承于楼板或操作台上； 室外布置，用框架支承。 (2) 多个塔设备：多个塔设备：按工艺流程的顺序成排布置， 尽可能按塔筒中心线取齐。 (3) 塔附属设备的框架和接管：塔附属设备的框架和接管：一侧 塔：塔：另一侧换换热热器器贮贮罐罐贮贮 罐罐泵泵泵泵换换 热热 器器再再沸沸器器再再沸沸器器精精馏馏塔塔精精馏馏塔塔平平 台台平平 台台平平 台台平平 台台直直梯梯直直梯梯四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置

25、塔设备的布置形式塔设备的布置形式 (1)独立布置 (2)成列布置 (3)成组布置 (4)沿建筑物或框架布置 四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置单塔或特别高大的塔单塔或特别高大的塔四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置四、塔和立式容器的布置五、泵的布置五、泵的布置五、泵的布置五、泵的布置应尽量靠近供料设备以保证良好的吸入条件。应尽量靠近供料设备以保证良好的吸入条件。集中布置在室外、建筑底层或泵房集中布置在室外、建筑底层或泵房小功

26、率的泵（小功率的泵（7kw以下）：以下）：布置在楼面或框架上。室外布置的泵：室外布置的泵： 在路旁或管廊下面排成一行或二行，电机对齐排在中心通道的两侧，吸入与排出端对着工艺罐。五、泵的布置五、泵的布置(4)当，。在剖视图中设备的钢筋混凝土基础与设备的外形轮廓组合在一起时，可将其与设备一起画成粗实线。位于室外而又与厂房不连接的设备和支架、平台等，一般只需在底层平面图上予以表示。(5)在设备平面布置图上，还应根据检修需要，用(如换热器管束用地)，按比例画出，不标尺寸。 (6)剖面图中如沿剖视方向有几排设备，为使设备表示 清楚。图样绘有两个以上剖面时，设备在各剖面图上一般只应，无特殊必要不予重复画出。(7)在设备布置图中还需要等。(8)，可在图中用。(a)厂房建筑物、构筑物的尺寸标注与建筑制图的要求相同，应以相应的(b)一般采用建筑物的(c)尺寸线的起止点用箭头或450的倾斜短线表示，在尺寸链最外侧的尺寸线需延长至相应尺寸界线外35mm。(d)尺寸数字一般应尽量标注在，当尺寸界线之间的距离较窄，无法在相应位置注写数字时，可将数字标注在相应尺寸界线的外侧，尺寸线的下方或采用引出方式标注在附近适当位置；定位轴线的标注。建筑物、构筑物的轴线和柱网要按整个装置统一编号，在建筑物轴线一端画出直径810毫米(视图纸比例而定)的细线圆，标高注法。标高一般以，作为零点进行标注，单位用米(不注)取