工廠工藝設(shè)計(jì)及車間工藝布置.ppt

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1、第四章 工藝設(shè)計(jì)及車間工藝布置,工藝設(shè)計(jì)是工廠設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)，是決定全局的關(guān)鍵。 工藝設(shè)計(jì)的主要任務(wù)確定生產(chǎn)方法、選擇生產(chǎn)工藝流程；確定生產(chǎn)設(shè)備的類型、規(guī)格、數(shù)量，選取各項(xiàng)工藝參數(shù)及定額指標(biāo)；確定勞動(dòng)定員及生產(chǎn)班制；進(jìn)行合理的車間工藝布置。 從工藝技術(shù)上、生產(chǎn)設(shè)備上、勞動(dòng)組織上保證設(shè)計(jì)廠投產(chǎn)后能正常生產(chǎn)，在產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量上達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。,第一節(jié) 工藝設(shè)計(jì)的基本原則和步驟,一、工藝設(shè)計(jì)的基本原則 1安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn) 2合理地選擇工藝流程和設(shè)計(jì)指標(biāo) 3為生產(chǎn)挖潛和發(fā)展留有余地 4合理考慮機(jī)械化、自動(dòng)化裝備水平 5注意環(huán)境保護(hù)，減少污染 6要考慮其它專業(yè)設(shè)計(jì)的要求，并為其設(shè)計(jì)提供可靠

2、依據(jù)。,二、工藝設(shè)計(jì)的步驟,初步設(shè)計(jì)時(shí)的步驟為: l確定各車間生產(chǎn)任務(wù)。 2選擇生產(chǎn)工藝流程及主機(jī)設(shè)備。 3確定主要工藝參數(shù)、定額指標(biāo)及車間工作制度。 4物料平衡計(jì)算。 5設(shè)備選型及計(jì)算。 6車間工藝布置并繪制工藝布置草圖。,7計(jì)算設(shè)備的電力安裝容量以及蒸汽、壓縮空氣和其它動(dòng)力需要量，計(jì)算人員數(shù)量和運(yùn)輸量。向土建等專業(yè)工種提供資料。 8根據(jù)土建設(shè)計(jì)，繪制正式工藝布置圖。 9主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算。 10編寫工藝設(shè)計(jì)說明書。 施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，如設(shè)計(jì)方案無變化，則不用編寫工藝設(shè)計(jì)說明書，而要在工藝布置圖的基礎(chǔ)上，繪制管道系統(tǒng)圖、設(shè)備安裝圖和溜管、支架等非標(biāo)準(zhǔn)件圖。,第二節(jié) 工藝流程選擇,一、選擇工藝流

3、程的原則 選擇工藝流程，首先要保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，盡可能簡化流程，縮短生產(chǎn)周期。工藝流程的選擇還應(yīng)充分體現(xiàn)技術(shù)上的先進(jìn)性和可靠性。 要注意吸收類似工廠在實(shí)踐中所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)。選用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝時(shí)要充分調(diào)查，反復(fù)論證，認(rèn)真落實(shí)。,生產(chǎn)過程的機(jī)械化與自動(dòng)化：是現(xiàn)代工廠發(fā)展的方向。選擇流程時(shí)應(yīng)從工廠規(guī)模、當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā)，盡可能提高機(jī)械化程度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。如有條件，還應(yīng)考慮自動(dòng)化，暫無條件時(shí)也應(yīng)充分考慮到今后技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展的可能性。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析：選擇工藝流程時(shí)，必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，使建廠后各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)合理。此外，還應(yīng)注意到生產(chǎn)調(diào)節(jié)的靈活性。 不

4、同方案的分析對(duì)比：工藝流程最后確定，需要經(jīng)過不同方案的分析對(duì)比，使選用的流程可靠、適用、先進(jìn)、合理。,二、確定工藝流程的依據(jù),l原料的組成和性質(zhì) 2產(chǎn)品品種及質(zhì)量要求 3工廠規(guī)模及技術(shù)裝備水平 4建廠地區(qū)氣候條件 5半工業(yè)加工試驗(yàn),第三節(jié) 車間工藝布置,任務(wù)確定車間的廠房布置和設(shè)備布置。 要求：車間工藝布置做到生產(chǎn)流程順暢、簡捷、緊湊，盡量縮短物料的運(yùn)輸距離，充分考慮設(shè)備操作、維護(hù)和施工、安裝及其它專業(yè)對(duì)布置的要求。 車間工藝布置設(shè)計(jì)是以工藝專業(yè)為主導(dǎo)，并在其它專業(yè)如總圖、土建、電氣等的密切配合下共同 。,一、生產(chǎn)車間工藝布置設(shè)計(jì)的依據(jù),常用的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定有： 企業(yè)工藝管理規(guī)程；工廠工藝設(shè)計(jì)

5、技術(shù)規(guī)定；工廠設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)規(guī)定；機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范；壓縮空氣機(jī)站設(shè)計(jì)規(guī)范；建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范；工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范；工業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定；建材工業(yè)勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定；工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)等。,基礎(chǔ)資料有： 工藝計(jì)算及主機(jī)設(shè)備選型； 工藝流程圖； 全廠生產(chǎn)車間總平面輪廓圖； 設(shè)備選型圖冊、樣本； 同類型工廠生產(chǎn)車間工藝布置圖等。,二、生產(chǎn)車間工藝布置的要求,生產(chǎn)車間工藝布置包括廠房布置和設(shè)備布置。 （一）進(jìn)行車間工藝布置設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮的問題： 1最大限度地滿足工藝生產(chǎn)、設(shè)備維修的要求； 2充分有效地利用本車間的建筑面積和建筑體積； 3為本車間將來的發(fā)展和廠

6、房的擴(kuò)建留有余地；,4勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)符合有關(guān)的規(guī)范和規(guī)定； 5與總體設(shè)計(jì)相配合，力求做到與相關(guān)車間的連接方便、布置緊湊、運(yùn)輸距離短； 6避免人流和物流平面交叉； 7充分注意建廠地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文等條件對(duì)車間工藝布置的特殊要求； 8 征求和了解其它專業(yè)對(duì)車間工藝布置的特殊要求。,（二）廠房布置,廠房布置平面布置和立面布置 主要決定于生產(chǎn)流程、生產(chǎn)特點(diǎn)、廠區(qū)面積、廠區(qū)地形地質(zhì)條件和設(shè)備布置。它必須滿足工藝要求，便于組織生產(chǎn)流水線。同時(shí)也應(yīng)符合國家的防火、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等各種規(guī)范和規(guī)定。 1廠房的布置方式 廠房布置通常采用集中式布置和分散式布置兩種形式。,2廠房的平面布置,廠房的平面布置主要是

7、確定廠房的面積和柱網(wǎng)布置（跨度和柱距）。 1）生產(chǎn)區(qū)域的劃分 2）生產(chǎn)線的組織 3）廠房面積的組成 ：,廠房面積主要包括以下幾方面:,設(shè)備本身和生產(chǎn)操作所需的面積； 設(shè)備安裝和檢修所需面積； 其他設(shè)施所需的面積，如變配電室、控制操作室、隔音室及采暖、通風(fēng)、收塵用的面積等； 生產(chǎn)管理及生活用室所需的面積，如車間辦公室、化驗(yàn)室、更衣室、浴室、廁所等； 輔助面積，如電工房、機(jī)修間、材料室等； 各種通道、樓梯所需的面積。,4）平面布置的要求,合理規(guī)劃廠房出入門口、通道、樓梯和過橋的位置。 各種地下構(gòu)筑物如排水溝、電纜溝、工藝設(shè)備管道的地溝、地坑等應(yīng)統(tǒng)一考慮。合理安排，以節(jié)約基建工程量，并且避免與建筑物

8、基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)發(fā)生矛盾； 廠房平面布置應(yīng)力求規(guī)整， 根據(jù)生產(chǎn)過程的特點(diǎn)和要求，有些工序需留足必要的儲(chǔ)存、堆放面積。 可在露天放置的設(shè)備，不必建造廠房，以節(jié)約投資。,3廠房的立面布置,廠房的立面布置即空間布置，主要是確定廠房的層數(shù)和高度。 1）廠房建筑形式 廠房建筑形式有單層和多層。 2）立面布置的要求 廠房層高設(shè)備本身的高度，基礎(chǔ)要求的高度，設(shè)備頂部凸出物的高度，操作和維護(hù)所需的高度。建筑結(jié)構(gòu)(樓板、梁)對(duì)梁的位置及梁、樓板截面尺寸有所估計(jì)；,走廊、地坑、操作平臺(tái)等通行部分的凈空高度不得低于2.0 m，不經(jīng)常通行部分不得低于1.9 m。 空中走廊跨越公路或鐵路時(shí)，公路路面上方的凈空高度不低于4

9、.5 m，鐵路軌頂上方的凈空高度不低于5.5 m； 高溫車間廠房(如烘干車間、燒成車間)可適當(dāng)增加高度、并考慮加開天窗，以利通風(fēng)散熱； 廠房中有個(gè)別設(shè)備（如提升機(jī)）較高時(shí)，可考慮局部地提高該部分廠房的高度。,有橋式起重機(jī)的廠房空間高度 。 在滿足生產(chǎn)工藝要求和衛(wèi)生、安全等其他要求的情況下，廠房立面應(yīng)力求簡單，避免層數(shù)過多和層高過高。 廠房的立面還應(yīng)注意整齊美觀。,（三）設(shè)備布置,設(shè)備布置把車間內(nèi)的各種設(shè)備按照工藝流程要求加以定位。 除了主機(jī)設(shè)備外，還包括附屬設(shè)備、工藝管道、檢修設(shè)備，以及各種連接件和料倉等。 主機(jī)設(shè)備要與廠房建筑的主要柱網(wǎng)相對(duì)定位，設(shè)備與設(shè)備之間也要相對(duì)定位。 設(shè)備布置主要取決

10、于生產(chǎn)流程和設(shè)備安裝、操作、檢修的需要，同時(shí)也要考慮其它專業(yè)對(duì)布置的要求。,設(shè)備布置的要求 ：,1重型設(shè)備以及在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大振動(dòng)的設(shè)備如空氣壓縮機(jī)、大型通風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)等。 2兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的設(shè)備布置在同一廠房內(nèi)時(shí)。 3布置在走廊和地溝中的膠帶輸送機(jī)、空氣輸送機(jī)斜槽和螺旋輸送機(jī)。 4斗式提升機(jī)地坑應(yīng)有足夠的空間，以便于清料和檢修。 5工藝管道應(yīng)盡量集中布置，力求管線最短、轉(zhuǎn)彎最少且布置整齊。 6溜管和溜槽的傾角，圓錐形包壁傾角以及角錐形包壁交線傾角，一般應(yīng)大于物料自然休止角515。,7設(shè)備沿墻布置時(shí)，應(yīng)注意不要影響門窗的開啟，不妨礙廠房的采光和通風(fēng)。 8為了安裝與檢修時(shí)吊運(yùn)設(shè)備或部件，或在日常

11、生產(chǎn)中吊運(yùn)其它物件，通常在樓板上設(shè)置吊物孔，各層樓板的吊物孔一般上下對(duì)正，可貫通吊運(yùn)。 9在設(shè)備上方不設(shè)置永久性起重設(shè)施時(shí)，應(yīng)預(yù)留足夠的空間和面積，以架設(shè)臨時(shí)起重裝置。 10當(dāng)設(shè)備、管道或溜槽穿越樓板時(shí)，必須注意預(yù)留孔的大小要留有余地，更不能切斷梁柱的結(jié)構(gòu)，否則，將造成安裝困難或使用不合理等不良后果。,三、車間工藝布置圖的內(nèi)容,(一)車間平面圖包括以下內(nèi)容 1車間工藝平面布置圖，應(yīng)注明廠房輪廓線、門窗位置、樓梯位置、柱網(wǎng)間距、編號(hào)以及各層相對(duì)標(biāo)高； 2設(shè)備外形俯視圖和設(shè)備編號(hào)； 3設(shè)備定位尺寸和尺寸線及各種動(dòng)荷載； 4操作平臺(tái)示意圖，主要尺寸和臺(tái)面標(biāo)高； 5吊車和吊車梁的平面位置； 6地坑、地

12、溝的位置和尺寸以及其相對(duì)標(biāo)高； 7吊裝孔的位置和尺寸，吊鉤的位置及荷載； 8輔助室、生活室的位置及尺寸。,(二)車間立面圖包括以下內(nèi)容,1車間工藝立面圖，應(yīng)注明廠房輪廓線、門及樓梯位置；柱網(wǎng)間距、編號(hào)；各層相對(duì)標(biāo)高和梁高度等； 2設(shè)備外形側(cè)視圖和設(shè)備編號(hào)； 3設(shè)備中心高度及其定位尺寸，尺寸線及動(dòng)荷載； 4設(shè)備支承方式； 5操作臺(tái)立面示意圖和主要尺寸； 6吊車梁的立面位置及高度； 7地坑、地溝的位置及深度。,四、車間工藝布置的方法和步驟,1工藝人員根據(jù)本車間在總平面上的位置，生產(chǎn)工藝流程和物料進(jìn)出方向，確定本車間的方向，廠房跨度和柱距。 2把已選定的主機(jī)設(shè)備和部分大設(shè)備，按比例(1:100)繪制

13、設(shè)備外形圖，為便于多方案比較亦可用塑料片或硬紙板制作設(shè)備外形圖案。 3按比例(1:100)繪制車間工藝、立面輪廓草圖。,4在平、立面輪廓草圖上，用已制成的設(shè)備外型圖案進(jìn)行設(shè)備布置，這時(shí)可反復(fù)考慮設(shè)備的最佳位置，以得到基本滿意的不少于二個(gè)方案后，繪制成車間的平、立面工藝布置初步圖紙。 5以初步的平、立面工藝圖紙為基礎(chǔ)，征求有關(guān)專業(yè)的意見，從各方面比較優(yōu)缺點(diǎn)，集思廣益選擇一個(gè)較為理想的方案，再根據(jù)有關(guān)方面的意見作必要的修改。 6繪制成正式的車間工藝布置圖。,第四節(jié) 原料加工車間,一、原料的破碎、篩分 （一）破碎系統(tǒng)的發(fā)展 近年來，隨著工廠的大型化以及礦山開采技術(shù)的發(fā)展，破碎流程和破碎設(shè)備也相應(yīng)有了

14、較大發(fā)展（如水泥廠的石灰石破碎）。主要反映在以下幾個(gè)方面： 1破碎設(shè)備大型化 2破碎流程單段化 3破碎設(shè)備移動(dòng)化 4破碎設(shè)備多功能化 5開發(fā)了自磨技術(shù)和自磨機(jī),（二）破碎系統(tǒng)的選擇與破碎設(shè)備的選型,1破碎系統(tǒng)的選擇 1）物料的性質(zhì) 2）物料的粒度 （1）進(jìn)料塊度 （2）出料粒度 （3）破碎系統(tǒng)的破碎比,2破碎設(shè)備的選型 選用破碎設(shè)備時(shí)，主要應(yīng)考慮下列各項(xiàng)因素： l）由全廠主機(jī)平衡計(jì)算確定的破碎車間要求小時(shí)產(chǎn)量，是破碎機(jī)選型的依據(jù)，可據(jù)此確定破碎機(jī)的規(guī)格與臺(tái)數(shù)。 2）物料的物理性質(zhì)，即物料的硬度、塊度、雜質(zhì)含量與形狀。 （1）石灰石破碎 （2）砂巖的破碎,（三）破碎車間的布置,1破碎車間與礦山的

15、距離。 2粗碎車間 3粗碎車間的喂料設(shè)備。 4中碎車間。 5如采用膠帶輸送機(jī)將粗碎機(jī)出料送至中碎機(jī)（或中間倉）時(shí)。,6在大型工廠中不宜將中碎機(jī)布置在同一廠房內(nèi)的粗碎機(jī)之下。 7檢修及運(yùn)送重大配件。 8大、中型水泥廠的石灰石破碎車間，一般應(yīng)設(shè)置檢修起重機(jī)，起重機(jī)的起重量按需要檢修起吊的最重部件的質(zhì)量來考慮。 9如破碎機(jī)地坑較深且低于地下水位時(shí)，除了在建筑中須考慮防水措施以外，必要時(shí)可設(shè)置小水泵，以便排除地坑內(nèi)可能出現(xiàn)的積水。 10粗碎機(jī)、中碎機(jī)、輸送機(jī)、中間倉。,設(shè)有錘式破碎機(jī)的石灰石破碎車間布置圖,設(shè)有錘式破碎機(jī)的石灰石破碎車間布置圖,二、物料的烘干,（一）烘干系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和選擇原則 在選擇

16、烘干系統(tǒng)時(shí)，主要應(yīng)考慮下列一些問題： 1盡量采用烘干兼粉磨的系統(tǒng)來制備煤粉和生料。 粘土預(yù)烘干至水分68%。 2當(dāng)采用先烘干后粉磨的流程時(shí)，烘干系統(tǒng)應(yīng)使烘干后物料的終水分符合入磨物料水分的要求。 入磨物料對(duì)水分的要求一般為：石灰石小于1%、粘土原料小于1.5%、鐵質(zhì)原料小于2%、煤小于12%、礦渣小于2%。,3回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的順流式或逆流式布置。 4燃燒室（熱風(fēng)爐）塊煤燃燒室、噴燃燃燒室及沸騰式燃燒室 。 5劣質(zhì)無煙煤或無煙煤摻煤矸石（或石煤）作燃料。 6搞好收塵，防止環(huán)境污染。 （二）回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的選型計(jì)算 1回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的產(chǎn)量和水分蒸發(fā)量的計(jì)算 1）回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的產(chǎn)量，終水分烘干物料，絕對(duì)干物

17、料，初水分濕物料表示，換算公式：,Gd = G,GF = G,式中 G、Gd、GF分別按烘干物料、絕對(duì)干物料、濕物料表示的烘干機(jī)產(chǎn)量(t/h)；,分別表示物料烘干前后的初水分、終水分(%)。,2）每千克烘干物料的水分蒸發(fā)量及烘開機(jī)每小時(shí)的水分蒸發(fā)量，可用下列公式計(jì)算：,=,W = 1000 G,式中,按每千克烘干物料計(jì)算的水分蒸發(fā)量(kg水/kg干物料)；,W烘干機(jī)每小時(shí)的水分蒸發(fā)量（kg水/h）。,3）回轉(zhuǎn)烘干機(jī)產(chǎn)量，可按單位容積水分蒸發(fā)量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算：,G =,式中 V按回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的容積，（m3）； A回轉(zhuǎn)烘干機(jī)單位容積蒸發(fā)強(qiáng)度，（kg水/m3.h）。A值隨烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和物料的種類、初

18、水分而異。參見表42至表44。,2回轉(zhuǎn)烘干機(jī)規(guī)格的計(jì)算,1）當(dāng)需要烘干的濕物料量（或要求烘干機(jī)的產(chǎn)量）以及物料烘干前的初水分和終水分已知時(shí)，回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的容積可用下式計(jì)算：,V =,=,=,2）選擇烘干機(jī)的長徑比 58。,（三）烘干車間的布置,1原料、煤粉，窯尾預(yù)熱器框架附近； 2混合材、煤粉，窯頭(熟料庫)附近； 3喂料倉的下部應(yīng)設(shè)捅料孔； 4烘干機(jī)的喂料和輸送設(shè)備，一般采用電磁振動(dòng)喂料機(jī)或圓盤喂料機(jī)和膠帶輸送機(jī)。膠帶輸送機(jī)中心線與烘干機(jī)中心線之間應(yīng)偏離一定尺寸，并且順著喂料管上方樓板上亦需留有孔洞以便烘干機(jī)的喂料管在檢修時(shí)能從燃燒室頂部抽出；,5燃燒室用塊煤時(shí)，一般采用膠帶輸送機(jī)供煤。燃燒室用煤粉時(shí)，可考慮單獨(dú)設(shè)置煤粉制備系統(tǒng)或由窯的煤粉制備系統(tǒng)將煤粉輸送至烘干系統(tǒng)。在后一種情況下，烘干系統(tǒng)的燃燒室可考慮設(shè)置煤粉倉； 6烘干機(jī)中心距應(yīng)考慮檢修、燃燒室出渣及收塵設(shè)備布置等方面的要求； 7為了使烘干機(jī)的基礎(chǔ)不致太高，烘干機(jī)出料的輸送設(shè)備一般布置在地面以下的地溝內(nèi)，并在溝上適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)加設(shè)人行過橋； 8烘干系統(tǒng)廠房應(yīng)考慮通風(fēng)散熱，廠房頂部應(yīng)加設(shè)天窗； 9電收塵或袋收塵器,