工艺设计及车间布置

工艺设计及车间工艺布置

工艺设计是工厂设计的主要环节，是决定全局的关键。

工艺设计的主要任务——确定生产方法、选择生产工艺流程；确定生产设备的类型、规格、数量，选取各项工艺参数及定额指标；确定劳动定员及生产班制；进行合理的车间工艺布置。

从工艺技术上、生产设备上、劳动组织上保证设计厂投产后能正常生产，在产品的数量和质量上达到设计的要求。

第一节工艺设计的基本原则和步骤

一、工艺设计的基本原则1．安全可靠、经济合理、技术先进2．合理地选择工艺流程和设计指标3．为生产挖潜和发展留有余地4．合理考虑机械化、自动化装备水平5．注意环境保护，减少污染6．要考虑其它专业设计的要求，并为其设计提供可靠依据。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。第二节工艺流程选择

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．半工业加工试验第三节车间工艺布置

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。基础础资资料料有有：：工艺艺计计算算及及主主机机设设备备选选型型；；工艺艺流流程程图图；；全厂厂生生产产车车间间总总平平面面轮轮廓廓图图；；设备备选选型型图图册册、、样样本本；；同类类型型工工厂厂生生产产车车间间工工艺艺布布置置图图等等。二、、生生产产车车间间工工艺艺布布置置的的要要求求生产产车车间间工工艺艺布布置置包包括括厂房房布布置置和设备备布布置置。（一一））进进行行车车间间工工艺艺布布置置设设计计时时重重点点考考虑虑的的问问题题：：1．最最大大限限度度地地满满足足工工艺艺生生产产、、设设备备维维修修的的要要求求；；2．充充分分有有效效地地利利用用本本车车间间的的建筑筑面面积积和建筑筑体体积积;3．为为本本车车间间将将来来的的发发展展和和厂厂房房的的扩扩建建留留有有余余地地；；4．劳劳动动安安全全与与工工业业卫卫生生设设计计符符合合有有关关的的规规范范和和规规定定；；5．与与总总体体设设计计相相配配合合，，力力求求做做到到与与相相关关车车间间的的连连接接方方便便、、布布置置紧紧凑凑、、运运输输距距离离短短;6．避避免免人人流流和和物物流流平平面面交交叉叉；；7．充充分分注注意意建建厂厂地地区区的的气气象象、、地地质质、、水水文文等等条条件件对对车车间间工工艺艺布布置置的的特特殊殊要要求求；；8．征征求求和和了了解解其其它它专专业业对对车车间间工工艺艺布布置置的的特特殊殊要要求求。。（二）厂房布布置厂房布置——平面布置和立立面布置主要决定于生生产流程、生生产特点、厂厂区面积、厂厂区地形地质质条件和设备备布置。它必必须满足工艺艺要求，便于于组织生产流流水线。同时时也应符合国国家的防火、、卫生标准等等各种规范和和规定。1．厂房的布置置方式厂房布置通常常采用集中式布置和分散式布置两种形式式。2．厂房的平面面布置——厂房的平面布布置主要是确定厂房的面面积和柱网布布置（跨度和和柱距）。1）生产区域的的划分2）生产线的组组织3）厂房面积的的组成：厂房面积主要要包括以下几几方面:①设备本身和和生产操作所所需的面积；；②设备安装和和检修所需面面积；③其他设施所所需的面积,如变配电室、、控制操作室室、隔音室及及采暖、通风风、收尘用的的面积等;④生产管理及及生活用室所所需的面积，，如车间办公公室、化验室室、更衣室、、浴室、厕所所等；⑤辅助面积，，如电工房、、机修间、材材料室等；⑥各种通道、、楼梯所需的的面积。4）平面布置的的要求①合理规划厂厂房出入门口口、通道、楼楼梯和过桥的的位置。②各种地下构构筑物如排水水沟、电缆沟沟、工艺设备备管道的地沟沟、地坑等应应统一考虑。。合理安排，，以节约基建建工程量，并并且避免与建建筑物基础及及设备基础发发生矛盾；③厂房平面布布置应力求规整，④根据生产过过程的特点和和要求，有些些工序需留足足必要的储存存、堆放面积积。⑤可在露天放放置的设备，，不必建造厂厂房，以节约约投资。3．厂房的立面面布置——厂房的立面布布置即空间布置，主主要是确定厂厂房的层数和和高度。1）厂房建筑形形式——厂房建筑形式式有单层和多多层。2）立面布置的的要求①厂房房层高高——设备本本身的的高度度，基基础要要求的的高度度，设设备顶顶部凸凸出物物的高高度，，操作作和维维护所所需的的高度度。建建筑结结构(楼板、、梁)对梁的的位置置及梁梁、楼楼板截截面尺尺寸有有所估估计；；②走廊廊、地地坑、、操作作平台台等通通行部部分的的净空空高度度不得得低于于2.0m，不经经常通通行部部分不不得低低于1.9m。空中走走廊跨跨越公公路或或铁路路时，，公路路路面面上方方的净净空高高度不不低于于4.5m，铁路路轨顶顶上方方的净净空高高度不不低于于5.5m；③高温温车间间厂房房(如烘干干车间间、烧烧成车车间)可适当当增加加高度度、并并考虑虑加开开天窗窗，以以利通通风散散热；；④厂房房中有有个别别设备备(如提升升机)较高时时，可可考虑虑局部部地提提高该该部分分厂房房的高高度。。⑤有有桥桥式式起起重重机机的的厂厂房房空空间间高高度度。。⑥在在满满足足生生产产工工艺艺要要求求和和卫卫生生、、安安全全等等其其他他要要求求的的情情况况下下，，厂房房立立面面应应力力求求简简单单，，避避免免层层数数过过多多和和层层高高过过高高。厂房房的的立立面面还还应应注注意意整齐齐美美观观。（三三））设设备备布布置置设备备布布置置———把车车间间内内的的各各种种设设备备按按照照工工艺艺流流程程要要求求加加以以定定位位。。除了了主主机机设设备备外外，，还还包包括括附附属属设设备备、、工工艺艺管管道道、、检检修修设设备备，，以以及及各各种种连连接接件件和和料料仓仓等等。。主机机设设备备要要与与厂厂房房建建筑筑的的主主要要柱柱网网相相对对定位位，设设备备与与设设备备之之间间也也要要相相对对定定位位。。设备备布布置置主主要要取取决决于于生生产产流流程程和和设设备备安安装装、、操操作作、、检检修修的的需需要要，，同同时时也也要要考考虑虑其其它它专专业业对对布布置置的的要要求求。。设备备布布置置的的要要求求：1．重型设备以及及在运转转中产生生较大振动的设备如如空气压压缩机、、大型通通风机、、破碎机机等。2．两台或或两台以以上的设设备布置置在同一一厂房内内时。3．布置在在走廊和和地沟中中的胶带带输送机机、空气气输送机机斜槽和和螺旋输输送机。。4．斗式提提升机地地坑应有有足够的的空间，，以便于于清料和和检修。。5．工艺管管道应尽尽量集中中布置，，力求管管线最短短、转弯弯最少且且布置整整齐。6．溜管和和溜槽的的倾角，，圆锥形形包壁倾倾角以及及角锥形形包壁交交线倾角角，一般般应大于于物料自自然休止止角5°～15°。7．设备沿墙墙布置时，，应注意不不要影响门门窗的开启启，不妨碍碍厂房的采采光和通风风。8．为为了了安安装装与与检检修修时时吊吊运运设设备备或或部部件件，，或或在在日日常常生生产产中中吊吊运运其其它它物物件件，，通通常常在在楼楼板板上上设设置置吊吊物物孔孔，，各各层层楼楼板板的的吊吊物物孔孔一一般般上上下下对对正正，，可可贯贯通通吊吊运运。。9．在在设设备备上上方方不不设设置置永永久久性性起起重重设设施施时时，，应应预预留留足足够够的的空空间间和和面面积积，，以以架架设设临临时时起起重重装装置置。。10．当当设设备备、、管管道道或或溜溜槽槽穿穿越越楼楼板板时时，，必必须须注注意意预预留留孔孔的的大大小小要要留留有有余余地地，，更更不不能能切切断断梁梁柱柱的的结结构构，，否否则则，，将将造造成成安安装装困困难难或或使使用用不不合合理理等等不不良良后后果果。。三、、车车间间工工艺艺布布置置图图的的内内容容(一)车间间平平面面图图包包括括以以下下内内容容1．车车间间工工艺艺平平面面布布置置图图，，应应注注明明厂厂房房轮轮廓廓线线、、门门窗窗位位置置、、楼楼梯梯位位置置、、柱柱网网间间距距、、编编号号以以及及各各层层相相对对标标高高；；2．设设备备外外形形俯俯视视图图和和设设备备编编号号；；3．设设备备定定位位尺尺寸寸和和尺尺寸寸线线及及各各种种动动荷荷载载；；4．操操作作平平台台示示意意图图，，主主要要尺尺寸寸和和台台面面标标高高；；5．吊吊车车和和吊吊车车梁梁的的平平面面位位置置；；6．地地坑坑、、地地沟沟的的位位置置和和尺尺寸寸以以及及其其相相对对标标高高；；7．吊吊装装孔孔的的位位置置和和尺尺寸寸，，吊吊钩钩的的位位置置及及荷荷载载；；8．辅助室室、生活活室的位位置及尺尺寸。(二)车间立面面图包括括以下内内容1．车间工工艺立面面图，应应注明厂厂房轮廓廓线、门门及楼梯梯位置；；柱网间间距、编编号；各各层相对对标高和和梁高度度等；2．设备外外形侧视视图和设设备编号号；3．设备中中心高度度及其定定位尺寸寸，尺寸寸线及动动荷载；；4．设备支支承方式式；5．操作台台立面示示意图和和主要尺尺寸；6．吊车梁梁的立面面位置及及高度；；7．地坑、、地沟的的位置及及深度。。四、车间间工艺布布置的方方法和步步骤1．工艺人人员根据据本车间间在总平平面上的的位置，，生产工工艺流程程和物料料进出方方向，确确定本车车间的方方向，厂厂房跨度度和柱距距。2．把已选定定的主机设设备和部分分大设备，，按比例(1:100)绘制设备外外形图，为为便于多方方案比较亦亦可用塑料料片或硬纸纸板制作设设备外形图图案。3．按比例(1:100)绘制车间工工艺、立面面轮廓草图图。4．在平、立立面轮廓草草图上，用用已制成的的设备外型型图案进行行设备布置置，这时可可反复考虑虑设备的最最佳位置，，以得到基基本满意的的不少于二二个方案后后，绘制成成车间的平平、立面工工艺布置初初步图纸。。5．以初步的的平、立面面工艺图纸纸为基础，，征求有关关专业的意意见，从各各方面比较较优缺点，，集思广益益选择一个个较为理想想的方案，，再根据有有关方面的的意见作必必要的修改改。6．绘制成正式的车间间工艺布置置图。第四节原原料加加工车间一、原料的的破碎、筛筛分（一）破碎碎系统的发发展近年来，随随着工厂的的大型化以以及矿山开开采技术的的发展，破破碎流程和和破碎设备备也相应有有了较大发发展（如水水泥厂的石石灰石破碎碎）。主要要反映在以以下几个方方面：1．破碎设备备大型化2．破碎流流程单段段化3．破碎设设备移动动化4．破碎设设备多功功能化5．开发了了自磨技技术和自自磨机（二）破碎碎系统的的选择与与破碎设设备的选选型1．破碎系系统的选选择1）物料的的性质2）物料的的粒度（1）进料块块度（2）出料粒粒度（3）破碎系系统的破破碎比2．破碎设设备的选选型选用破碎碎设备时时，主要要应考虑虑下列各各项因素素：l）由全厂厂主机平平衡计算算确定的的破碎车车间要求求小时产产量，是是破碎机机选型的的依据，，可据此此确定破破碎机的的规格与与台数。。2）物料的的物理性性质，即即物料的的硬度、、块度、、杂质含含量与形形状。（1）石灰石石破碎（2）砂岩的的破碎（三）破破碎车间间的布置置1．破碎车车间与矿矿山的距距离。2．粗碎车车间3．粗碎车车间的喂喂料设备备。4．中碎车车间。5．如采用用胶带输输送机将将粗碎机机出料送送至中碎碎机（或或中间仓仓）时。。6．在大型型工厂中中不宜将将中碎机机布置在在同一厂厂房内的的粗碎机机之下。。7．检修及及运送重重大配件件。8．大、中中型水泥泥厂的石石灰石破破碎车间间，一般般应设置置检修起起重机，，起重机机的起重重量按需需要检修修起吊的的最重部部件的质质量来考考虑。9．如破碎机地地坑较深且低低于地下水位位时，除了在在建筑中须考考虑防水措施施以外，必要要时可设置小小水泵，以便便排除地坑内内可能出现的的积水。10．粗碎机、中中碎机、输送送机、中间仓仓。二、物料的烘烘干（一）烘干系系统的发展趋趋势和选择原原则在选择烘干系系统时，主要要应考虑下列列一些问题：：1．尽量采用烘烘干兼粉磨的的系统来制备备煤粉和生料料。粘土预烘烘干至水分6～8%。2．当采用先烘烘干后粉磨的的流程时，烘烘干系统应使使烘干后物料料的终水分符符合入磨物料料水分的要求求。入磨物料对水水分的要求一一般为：石灰灰石小于1%、粘土原料小小于1.5%、铁质原料小小于2%、煤小于1～2%、矿渣小于2%。3．回转烘干机机的顺流式或或逆流式布置置。4．燃烧室（热热风炉）块煤煤燃烧室、喷喷燃燃烧室及及沸腾式燃烧烧室。5．劣质无烟煤煤或无烟煤掺掺煤矸石（或或石煤）作燃燃料。6．搞好收尘，，防止环境污污染。（二）回转式式烘干机的选选型计算1．回转式烘干干机的产量和和水分蒸发量量的计算1）回转式烘干干机的产量，，终水分烘干干物料，绝对对干物料，初初水分湿物料料表示，换算算公式：Gd=GGF=G式中G、Gd、GF——分别按烘干物物料、绝对干干物料、湿物物料表示的烘烘干机产量(t/h)；——分别表示物料料烘干前后的的初水分、终终水分(%)。2）每千克烘干干物料的水分分蒸发量及烘烘开机每小时时的水分蒸发发量，可用下下列公式计算算：=—W=1000G式中——按每千克烘干干物料计算的的水分蒸发量量(kg水/kg干物料)；W——烘干机每小时时的水分蒸发发量（kg水/h）。3）回转烘干机机产量，可按按单位容积水水分蒸发量指指标进行计算算：G=式中V