工艺设计及车间工艺布置培训课件

第四章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、生产车车间工艺布布置的要求求生产车间工工艺布置包包括厂房布置和设备布置。（一）进行行车间工艺艺布置设计计时重点考考虑的问题题：1．最大限限度地满足足工艺生产产、设备维维修的要求求；2．充分有有效地利用用本车间的的建筑面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．劳动动安全与与工业卫卫生设计计符合有有关的规规范和规规定；5．与总总体设计计相配合合，力求求做到与与相关车车间的连连接方便便、布置置紧凑、、运输距距离短；；6．避免免人流和和物流平平面交叉叉；7．充分分注意建建厂地区区的气象象、地质质、水文文等条件件对车间间工艺布布置的特特殊要求求；8．征征求和了了解其它它专业对对车间工工艺布置置的特殊殊要求。。（二）厂厂房布置置厂房布置置——平面布置置和立面面布置主要决定定于生产产流程、、生产特特点、厂厂区面积积、厂区区地形地地质条件件和设备备布置。。它必须须满足工工艺要求求，便于于组织生生产流水水线。同同时也应应符合国国家的防防火、卫卫生标准准等各种种规范和和规定。。1．厂房房的布置置方式厂房布置置通常采采用集中式布置和分散式布置两种种形式。。2．厂房房的平面面布置——厂房房的平面面布置主主要是确定厂房房的面积积和柱网网布置（（跨度和和柱距））。1）生产产区域的的划分2）生产产线的组组织3）厂房房面积的的组成：：厂房面积积主要包包括以下下几方面面:①设备本本身和生生产操作作所需的的面积；；②设备安安装和检检修所需需面积；；③其他设设施所需需的面积积，如变变配电室室、控制制操作室室、隔音音室及采采暖、通通风、收收尘用的的面积等等；④生产管管理及生生活用室室所需的的面积，，如车间间办公室室、化验验室、更更衣室、、浴室、、厕所等等；⑤辅助面面积，如如电工房房、机修修间、材材料室等等；⑥各种通通道、楼楼梯所需需的面积积。4）平面面布置的的要求①合理规规划厂房房出入门门口、通通道、楼楼梯和过过桥的位位置。②各种地地下构筑筑物如排排水沟、、电缆沟沟、工艺艺设备管管道的地地沟、地地坑等应应统一考考虑。合合理安排排，以节节约基建建工程量量，并且且避免与与建筑物物基础及及设备基基础发生生矛盾；；③厂房平平面布置置应力求求规整，④根据生生产过程程的特点点和要求求，有些些工序需需留足必必要的储储存、堆堆放面积积。⑤可在露露天放置置的设备备，不必必建造厂厂房，以以节约投投资。3．厂房房的立面面布置——厂房房的立面面布置即即空间布置置，主要要是确定定厂房的的层数和和高度。1）厂房房建筑形形式——厂房房建筑形形式有单单层和多多层。2）立面面布置的的要求①厂房层层高———设备本身身的高度度，基础础要求的的高度，，设备顶顶部凸出出物的高高度，操操作和维维护所需需的高度度。建筑筑结构(楼板、、梁)对对梁的位位置及梁梁、楼板板截面尺尺寸有所所估计；；②走廊、、地坑、、操作平平台等通通行部分分的净空空高度不不得低于于2.0m，不经常常通行部部分不得得低于1.9m。空中走廊廊跨越公公路或铁铁路时，，公路路路面上方方的净空空高度不不低于4.5m，铁路轨轨顶上方方的净空空高度不不低于5.5m；③高温车间间厂房(如如烘干车间间、烧成车车间)可适适当增加高高度、并考考虑加开天天窗，以利利通风散热热；④厂房中有有个别设备备（如提升升机）较高高时，可考考虑局部地地提高该部部分厂房的的高度。⑤有桥式起起重机的厂厂房空间高高度。⑥在满足生生产工艺要要求和卫生生、安全等等其他要求求的情况下下，厂房立面应应力求简单单，避免层层数过多和和层高过高高。厂房的立面面还应注意意整齐美观。（三）设备备布置设备布置———把车间内的的各种设备备按照工艺艺流程要求求加以定位位。除了主机设设备外，还还包括附属属设备、工工艺管道、、检修设备备，以及各各种连接件件和料仓等等。主机设备要要与厂房建建筑的主要要柱网相对对定位，设备与设设备之间也也要相对定定位。设备布置主主要取决于于生产流程程和设备安安装、操作作、检修的的需要，同同时也要考考虑其它专专业对布置置的要求。。设备布置的的要求：1．重型设备以及在在运转中产产生较大振动的设备如空空气压缩机机、大型通通风机、破破碎机等。。2．两台或或两台以上上的设备布布置在同一一厂房内时时。3．布置在在走廊和地地沟中的胶胶带输送机机、空气输输送机斜槽槽和螺旋输输送机。4．斗式提提升机地坑坑应有足够够的空间，，以便于清清料和检修修。5．工艺管管道应尽量量集中布置置，力求管管线最短、、转弯最少少且布置整整齐。6．溜管和和溜槽的倾倾角，圆锥锥形包壁倾倾角以及角角锥形包壁壁交线倾角角，一般应应大于物料料自然休止止角5°～～15°。。7．设备备沿墙布布置时，，应注意意不要影影响门窗窗的开启启，不妨妨碍厂房房的采光光和通风风。8．为了了安装与与检修时时吊运设设备或部部件，或或在日常常生产中中吊运其其它物件件，通常常在楼板板上设置置吊物孔孔，各层层楼板的的吊物孔孔一般上上下对正正，可贯贯通吊运运。9．在设设备上方方不设置置永久性性起重设设施时，，应预留留足够的的空间和和面积，，以架设设临时起起重装置置。10．当当设备、、管道或或溜槽穿穿越楼板板时，必必须注意意预留孔孔的大小小要留有有余地，，更不能能切断梁梁柱的结结构，否否则，将将造成安安装困难难或使用用不合理理等不良良后果。。三、车间间工艺布布置图的的内容(一)车车间平面面图包括括以下内内容1．车间间工艺平平面布置置图，应应注明厂厂房轮廓廓线、门门窗位置置、楼梯梯位置、、柱网间间距、编编号以及及各层相相对标高高；2．设备备外形俯俯视图和和设备编编号；3．设备备定位尺尺寸和尺尺寸线及及各种动动荷载；；4．操作作平台示示意图，，主要尺尺寸和台台面标高高；5．吊车车和吊车车梁的平平面位置置；6．地坑坑、地沟沟的位置置和尺寸寸以及其其相对标标高；7．吊装装孔的位位置和尺尺寸，吊吊钩的位位置及荷荷载；8．辅助助室、生生活室的的位置及及尺寸。。(二)车车间立面面图包括括以下内内容1．车间间工艺立立面图，，应注明明厂房轮轮廓线、、门及楼楼梯位置置；柱网网间距、、编号；；各层相相对标高高和梁高高度等；；2．设备备外形侧侧视图和和设备编编号；3．设备备中心高高度及其其定位尺尺寸，尺尺寸线及及动荷载载；4．设备备支承方方式；5．操作作台立面面示意图图和主要要尺寸；；6．吊车车梁的立立面位置置及高度度；7．地坑坑、地沟沟的位置置及深度度。四、车间间工艺布布置的方方法和步步骤1．工艺艺人员根根据本车车间在总总平面上上的位置置，生产产工艺流流程和物物料进出出方向，，确定本本车间的的方向，，厂房跨跨度和柱柱距。2．把已已选定的的主机设设备和部部分大设设备，按按比例(1:100)绘制设设备外形形图，为为便于多多方案比比较亦可可用塑料料片或硬硬纸板制制作设备备外形图图案。3．按比比例(1:100)绘绘制车间间工艺、、立面轮轮廓草图图。4．在平平、立面面轮廓草草图上，，用已制制成的设设备外型型图案进进行设备备布置，，这时可可反复考考虑设备备的最佳佳位置，，以得到到基本满满意的不不少于二二个方案案后，绘绘制成车车间的平平、立面面工艺布布置初步步图纸。。5．以初初步的平平、立面面工艺图图纸为基基础，征征求有关关专业的的意见，，从各方方面比较较优缺点点，集思思广益选选择一个个较为理理想的方方案，再再根据有有关方面面的意见见作必要要的修改改。6．绘制制成正式的车车间工艺艺布置图图。第四节原原料加工工车间一、原料料的破碎碎、筛分分（一）破破碎系统统的发展展近年来，，随着工工厂的大大型化以以及矿山山开采技技术的发发展，破破碎流程程和破碎碎设备也也相应有有了较大大发展（（如水泥泥厂的石石灰石破破碎）。。主要反反映在以以下几个个方面：：1．破碎设备备大型化2．破碎流程程单段化3．破碎设备备移动化4．破碎设备备多功能化5．开发了自自磨技术和自自磨机（二）破碎系统统的选择与破破碎设备的选选型1．破碎系统统的选择1）物料的性性质2）物料的粒粒度（1）进料块块度（2）出料粒粒度（3）破碎系系统的破碎比比2．破碎设备备的选型选用破碎设备备时，主要应应考虑下列各各项因素：l）由全厂主主机平衡计算算确定的破碎碎车间要求小小时产量，是是破碎机选型型的依据，可可据此确定破破碎机的规格格与台数。2）物料的物物理性质，即即物料的硬度度、块度、杂杂质含量与形形状。（1）石灰石石破碎（2）砂岩的的破碎（三）破碎车车间的布置1．破碎车间间与矿山的距距离。2．粗碎车间间3．粗碎车间间的喂料设备备。4．中碎车间间。5．如采用胶胶带输送机将将粗碎机出料料送至中碎机机（或中间仓仓）时。6．在大型工工厂中不宜将将中碎机布置置在同一厂房房内的粗碎机机之下。7．检修及运运送重大配件件。8．大、中型型水泥厂的石石灰石破碎车车间，一般应应设置检修起起重机，起重重机的起重量量按需要检修修起吊的最重重部件的质量量来考虑。9．如破碎机机地坑较深且且低于地下水水位时，除了了在建筑中须须考虑防水措措施以外，必必要时可设置置小水泵，以以便排除地坑坑内可能出现现的积水。10．粗碎机机、中碎机、、输送机、中中间仓。设有锤式破碎碎机的石灰石石破碎车间布布置图设有锤式破碎碎机的石灰石石破碎车间布布置图二、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．尽量采用用烘干兼粉磨磨的系统来制制备煤粉和生生料。粘土预烘干至至水分6～8%。2．当采用先先烘干后粉磨磨的流程时，，烘干系统应应使烘干后物物料的终水分分符合入磨物物料水分的要要求。入磨物料对水水分的要求一一般为：石灰灰石小于1%、粘土原料料小于1.5%、铁质原原料小于2%、煤小于1～2%、矿矿渣小于2%。3．．回回转转烘烘干干机机的的顺顺流流式式或或逆逆流流式式布布置置。。4．．燃燃烧烧室室（（热热风风炉炉））块块煤煤燃燃烧烧室室、、喷喷燃燃燃燃烧烧室室及及沸沸腾腾式式燃燃烧烧室室。。5．．劣劣质质无无烟烟煤煤或或无无烟烟煤煤掺掺煤煤矸矸石石（（或或石石煤煤））作作燃燃料料。。6．．搞搞好好收收尘尘，，防防止止环环境境污污染染。。（二二））回回转转式式烘烘干干机机的的选选型型计计算算1．．回回转转式式烘烘干干机机的的产产量量和和水水分分蒸蒸发发量量的的计计算算1））回回转转式式烘烘干干机机的的产产量量，，终终水水分分烘烘干干物物料料，，绝绝对对干干物物料料，，初初水水分分湿湿物物料料表表示示，，换换算算公公式式：：Gd=GGF=G式中中G、、Gd、GF———分分别别按按烘烘干干物物料料、、绝绝对对干干物物料料、、湿湿物物料料表表示示的的烘烘干干机机产产量量(t/h)；；———分分别别表表示示物物料料烘烘干干前前后后的的初初水水分分、、终终水水分分(%)。。2））每每千千克克烘烘干干物物料料的的水水分分蒸蒸发发量量及及烘烘开开机机每每小小时时的的水水分分蒸蒸发发量量，，可可用用下下列列公公式式计计算算：：=—W=1000G式中中———按按每每千千克克烘烘干干物物料料计计算算的的水水分分蒸蒸发发量量(kg水水/kg干干物物料料)；；W———烘干干机每每小时时的水水分蒸蒸发量量（kg水水/h）。。3）回回转烘烘干机机产量量，可可按单单位容容积水水分蒸蒸发量量指标标进行行计算算：G=式中V———按回回转烘烘干机机的容容积，，（m3）；A———回转转烘干干机单单位容容积蒸蒸发强强度，，（kg水水/m3.h））。A值随随烘干干机的的结构构型式式和物物料的的种类类、初初水分分而异异。参参见表表4——2至至表4—4。2．回回转烘烘干机机规格格的计计算1）当当需要要烘干干的湿湿物料料量（（或要要求烘烘干机机的产产量））以及及物料料烘干干前的的初水水分和和终水水分已已知时时，回回转烘烘干机机的容容积可可用下下式计计算：：V===2）选选择烘烘干机机的长长径比比———5～～8。。（三））烘干干车间间的布布置1．原原料、、煤粉粉，窑窑尾预预热器器框架架附近近；2．混混合材材、煤煤粉，，窑头头(熟熟料库库)附附近；；3．喂喂料仓仓的下下部应应设捅捅料孔孔；4．烘烘干机机的喂喂料和和输送送设备备，一一般采采用电电磁振振动喂喂料机机或圆圆盘喂喂料机机和胶胶带输输送机机。胶胶带输输送机机中心心线与与烘干干机中中心线线之间间应偏偏离一一定尺尺寸，，并且且顺着着喂料料管上上方楼楼板上上亦需需留有有孔洞洞以便便烘干干机的的喂料料管在在检修修时能能从燃燃烧室室顶部部抽出出；5．燃烧室室用块煤时时，一般采采用胶带输输送机供煤煤。燃烧室室用煤粉时时，可考虑虑单独设置置煤粉制备备系统或由由窑的煤粉粉制备系统统将煤粉输输送至烘干干系统。在在后一种情情况下，烘烘干系统的的燃烧室可可考虑设置置煤粉仓；；6．烘干机机中心距应应考虑检修修、燃烧室室出渣及收收尘设备布布置等方面面的要求；；7．为了使使烘干机的的基础不致致太高，烘烘干机出料料的输送设设备一般布布置在地面面以下的地地沟内，并并在沟上适适当地点加加设人行过过桥；8．烘干系系统厂房应应考虑通风风散热，厂厂房顶部应应加设天窗窗；9．电收尘尘或袋收尘尘器9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。13:09:5913:09:5913:0912/29/20221:09:59PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2213:09:5913:09Dec-2229-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。13:09:5913:09:5913:09Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2213:09:5913:09:59December29,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。29十二月月20221:09:59下午13:09:5912月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月221:09下下午午12月月-2213:09December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2913:09:5913:09:5929December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。1:09:59下午1:09下下午13:09:5912月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。13:09:5913:09:5913:0912/29/20221:09:59PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2213:09:5913:09Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。13:09:5913:09:5913:09Thursday,December29,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2213:10:0013:10:00December29,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。