工藝流程設計及設備布置設計課件

第三章工藝流程設計及設備布置設計

內(nèi)容提要3.1工藝流程設計與工藝流程圖3.2工藝平衡計算3.3工廠總平面布置3.4設備布置設計及設備布置圖3.5生產(chǎn)車間工藝流程及工藝布置

2023/3/301過程裝備成套技術教學要求本章重點掌握工藝流程設計的基本原則及工藝流程圖繪制的基本要求，能讀懂工藝流程圖，并能繪制簡單的工藝流程；掌握工藝平衡計算；掌握工廠總平面布置、設備布置設計的基本原則與要求，了解設備布置圖的功能及繪制的基本要求．能讀懂總平面布置圖、設備布置圖，井能繪制工藝流程圖、工廠總平面圖，簡單的設備布置圖。2023/3/302過程裝備成套技術工藝流程設計是工藝設計的關鍵步驟和核心技術部分，是在確定的原料路線和技術路線基礎上的物化勞動，是決定整個車間(裝置)基本面貌的關鍵性步驟，對設備設計和管道設計等單項設計也起著決定性的作用。主要包括工藝流程設計及工藝流程圖；工藝平衡計算；工廠總平面布置；設備布置設計及設備布置圖；生產(chǎn)車間工藝流程及工藝布置。2023/3/303過程裝備成套技術1．工藝流程設計的原則1.1盡可能采用先進設備、先進生產(chǎn)方法及成熟的科學技術成果，以保證產(chǎn)品質(zhì)量；1.2盡可能采用能使原料和能量有高利用率的連續(xù)過程；1.3盡可能增大反應物間、熱傳遞間、多相混合物均化的接觸界面，維持各個反應在最適宜的工藝條件下進行；1.4盡可能簡化工藝流程,充分利用當?shù)卦?，減少儲運費用，降低成本，1.5盡可能使器械構造、反應系統(tǒng)的操作和控制簡單、靈敏和有效；1.6充分考慮到工藝過程中條件的變化,如溫度壓力流速濃度成份等,及由此產(chǎn)生的工藝及安全狀況的變化.1.7充分重視環(huán)境保護．搞好“三廢”治理，實施清潔生產(chǎn),實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟.1.8提高自動控制水平面,創(chuàng)造安全工作環(huán)境，改善體力勞動

2023/3/305過程裝備成套技術2.工藝流程圖的內(nèi)容和深度由淺入深、由定性到定量逐步分段進行的，因此按設計的不同階段，流程圖的深度也有所不同。一般可將流程圖分為：工藝流程草圖、工藝物料流程圖、帶控制點工藝流程圖和管道儀表流程圖。2023/3/306過程裝備成套技術2.1工藝流程草圖在設計的初始階段繪制流程草圖，或叫工藝流程方塊圖，為物料衡算、能量計算、工藝計算服務不編入設計文件。2.2工藝物料流程圖以圖形與表格相結合的形式來反映物料衡算結果的流程圖。為進一步設計提供依據(jù)，為日后生產(chǎn)操作作參考。2.3帶控制點工藝流程圖在車間布置設計時，作為設計成果編入初步設計階段的設計文件中。由物料流程、控制點和圖例三部分組成。2.4管道儀表流程圖詳細描繪全部生產(chǎn)過程，著重表達全部設備的全部管道連接關系，測量、控制及調(diào)節(jié)的全部手段。是設備布置設計和管道布置設計的基本資料，也是儀表測量點和控制調(diào)節(jié)器安裝的指導性文件,又叫施工流程圖現(xiàn)行設計中通常將后二者合并簡化程序.2023/3/307過程裝備成套技術設備位號在流程圖、設備布置圖及管道布置圖中書寫時，在規(guī)定的位置畫線——設備位號線。線上方書寫位號，線下方在需要時可書寫名稱。3.1.4建材生產(chǎn)工藝流程框圖中目前較多采用方框中只標序號，在明細欄或圖注中說明各序號名稱規(guī)格等,也有將設備名稱直接注入框圖中。2023/3/309過程裝備成套技術3.2工藝物料流程圖工藝物料流程圖一般以車間為單位繪制，保證圖樣清晰設備盡可能具有外形特征，設備在圖上要標注位號和名稱，有時還要注明某些特性數(shù)據(jù)。物料經(jīng)過設備產(chǎn)生變化時，則需標注物料變化前后各組分的名稱、流量、質(zhì)量分數(shù)、可在流程的起始部分和物料產(chǎn)生變化的設備后．從流程線上用指引線引出，列表表示。若在圖形部分列表困難時，可在流程圖上，按流程順序編制序號，并列表注釋序號，物料主要參數(shù)可在流程線旁注出。2023/3/3010過程裝備成套技術3.3帶控制點的工藝流程圖及管道儀表流程圖管道儀表流程圖是用圖示的方法表示工藝流程和所需的全部設備、機器、管道、管件和儀表。它是設計和施工的依據(jù)，也是操作運行及檢修的指南。繪制原則同上,但詳細些,一般設備圖例只取相對比例。當一個流程中包括有兩個或兩個以上相同的系統(tǒng)時，可以繪制出一個系統(tǒng)的流程圖，其余系統(tǒng)以細雙點劃線的方框表示，框內(nèi)注明系統(tǒng)名稱及其編號。當這個流程比較復雜時，可以繪制一張單獨的局部系統(tǒng)流程圖。在總流程圖中，局部系統(tǒng)采用細雙點劃線方框表示，框內(nèi)注明系統(tǒng)名稱、編號和局部系統(tǒng)流程圖圖號。如圖2023/3/3011過程裝備成套技術對于需隔熱的設備和機器要在其相應部位畫出一段隔熱層圖例。

管道儀表流程圖中的管道應標注管道組合號,分四個部分．即管道號、管徑、管道等級和隔熱或隔聲，管道號和管徑為一組，用一短橫線隔開；管道壓力等級代號和隔熱為另一組，用一短橫線隔開，兩組間留適當?shù)目障?。一般標注在管道的上方。也可將管道號、管徑、管道等級和隔?或隔聲)分別標注在管道的上下方，如：管道號由3個單元組成:第1單元為物料代號，如PG工藝氣體、PW—工藝水；SW—軟水、HW—回水CW—循環(huán)冷卻水,SC—代表蒸汽第2單元為主項編號，按工程主項編號填寫，采用兩位數(shù)字，第3單元為管道順序號，相同類別的物料在同一主項內(nèi)以流向先后為序編號、采用兩位數(shù)宇，從01開始．至99為止。2023/3/3013過程裝備成套技術2023/3/3014過程裝備成套技術每根管道都要以箭頭表示出其物料流向(箭頭畫在管線上)。以空心箭頭標出物流方向(入或出)，注明管道編號。管道上的閥門、管件、管道附件的公稱通徑與所在管道公稱通徑不同時要注出它們的尺寸，如有必要還需要注出它們的型號。繪出和標注全部與工藝有關的檢測儀表、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、分析取樣點和取樣閥(組)。其符號、代號和表示方法要符合自控專業(yè)規(guī)定。取樣點繪制及代號如圖示其中A表示人工取樣點，1301為取樣點編號(13為主項編號，01為取樣點序號)。2023/3/3015過程裝備成套技術物料平衡計算的基礎資料是：工廠規(guī)模(一般為窯的產(chǎn)量，窯的年運轉(zhuǎn)率及時間)；生料各組分配合比及生料外加物比例、水分、消耗定額；水泥各組分配合比，水分；燃料品種，水分，熱值；熟料燒成熱耗，物料烘干熱耗和車間工作制度等。而窯的熟料產(chǎn)量是物料平衡的計算基準。生料各組分配合比，由配料計算確定。水泥各組分配合比，即水泥中熟料、石膏和混合材的比例，視水泥品種和質(zhì)量要求而定。物料烘干熱耗取決于所選烘干機的熱工特性和濕物料的含水量，它用以計算烘干所需的燃料量。車間工作制度包括生產(chǎn)周制度(連續(xù)周每周7天工作，不連續(xù)周為每周6天工作)和生產(chǎn)班制度(每日的生產(chǎn)班數(shù)和每班的生產(chǎn)小時數(shù))，它用以確定年平衡法的設備年利用率，或周平衡法的設備每周運轉(zhuǎn)小時數(shù)。2023/3/3017過程裝備成套技術1.1燒成車間生產(chǎn)能力和工廠生產(chǎn)能力計算1.1.1要求的熟料年產(chǎn)量：

(3-1)式中Qy——要求的熟料年產(chǎn)量(t熟料／年)；

Gy——工廠規(guī)模(t水泥／年)；

d——水泥中石膏的摻入量(%)，

e——水泥中混合材的摻入量(%)，

p——水泥的生產(chǎn)損失(%)，可取為3～5%。當計劃任務書規(guī)定的產(chǎn)品品種有兩種或兩種以上、但所用的熟料相同時，可按式(3-1)分別求出每種水泥要求的熟料年產(chǎn)量，然后計算熟料年產(chǎn)量的總和。2023/3/3018過程裝備成套技術

1.1.2窯的臺時能力可按式(3-2)計算：

(3-2)式中Qy——要求的熟料年產(chǎn)量(t／y)；

Qh0——工藝要求的臺時產(chǎn)量(t／h)；η——窯的年運轉(zhuǎn)率，以小數(shù)表示。濕法窯0.90機立窯0.8-0.85；懸浮預熱器窯，預分解窯0.8～0.85根據(jù)Qh0選取窯產(chǎn)能規(guī)格表中1Qh1≥Qh0,如確實選不到滿足此條件的1Qh1,則選2Qh1≥Qh0,或者更改設計任務書并報告2023/3/3019過程裝備成套技術1.1.4工廠能力工廠能力由反求得Gd=24Gh(3-8)Gy=8760ηGh(3-9)2023/3/3021過程裝備成套技術1.2原燃料消耗定額,1.2.1原料消耗定額1.2.1.1考慮煤灰摻入時,1t熟料的干生料理論消耗量式中:KT——干生料理論消耗量,( t/t熟料);GA——煤灰摻入量,(%);L——干生料燒失量,(%);

2023/3/3022過程裝備成套技術

熟料中的煤灰摻入量可按下式計算式中GA——熟料中煤灰摻入量，％;q——單位熟料熱耗，kJ／kg熟料;可參考表3-1數(shù)值

Ay——煤應用基灰分含量，％，

S——煤灰沉落率，％，煤灰沉落率因窯型而異，當窯后不設電收塵或電收塵窯灰不入窯時，可參考表3-2數(shù)值確定。

QYDW——煤的應用基低熱值；kJ／kg煤;因煤而異,如無資料,可參考表3-3數(shù)值確定。

P——煤耗，kJ／kg熟料。2023/3/3023過程裝備成套技術表3-3煤的工業(yè)分析統(tǒng)計資料值揮發(fā)物固定碳灰分Ay熱值QYDW水分22.42%49.029628.56％20930kJ／kg0.6%2023/3/3025過程裝備成套技術1.2.1.2考慮煤灰摻入時，1t熟料的干生料消耗定：式中:KO——干生料消耗定額(t／t熟料)；

PO——生料的生產(chǎn)損失(%)，可參考下列數(shù)值：回轉(zhuǎn)窯有電收塵時3～5%;無收塵設備時6—10%；立窯:6%。1.2.1.3各種干原料消耗定額KI=KO*X(3-12)式中KI——某種干原料的消耗定額(t/t熟料)；

KO——干生料消耗定額(t/t熟料)；

x——干生料中該原料的配合比(%)2023/3/3026過程裝備成套技術10.8上次課程檢查與回顧第三章工藝流程設計及設備布置設計

3.1工藝流程設計與工藝流程圖工藝流程設計的原則(8點)3.2工藝平衡計算2023/3/3029過程裝備成套技術1.1盡可能采用先進設備、先進生產(chǎn)方法及成熟的科學技術成果，以保證產(chǎn)品質(zhì)量；1.2盡可能采用能使原料和能量有高利用率的連續(xù)過程；1.3盡可能增大反應物間、熱傳遞間、多相混合物均化的接觸界面，維持各個反應在最適宜的工藝條件下進行；1.4盡可能簡化工藝流程,充分利用當?shù)卦?，減少儲運費用，降低成本，1.5盡可能使器械構造、反應系統(tǒng)的操作和控制簡單、靈敏和有效；1.6充分考慮到工藝過程中條件的變化,如溫度壓力流速濃度成份等,及由此產(chǎn)生的工藝及安全狀況的變化.1.7充分重視環(huán)境保護．搞好“三廢”治理，實施清潔生產(chǎn),實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟.1.8提高自動控制水平面,創(chuàng)造安全工作環(huán)境，改善體力勞動。2023/3/3030過程裝備成套技術1.2.4.燒成用干煤消耗定額式中Kf1——燒成用干煤消耗定額,(kg／kg熟料)；

q——熟料燒成熱耗(kJ/㎏熟料)；、

——干煤低位熱值，（KJ/㎏干煤）；

Pf——煤的生產(chǎn)損失%，一般取3%。2023/3/3031過程裝備成套技術

1.2.5.烘干用干煤消耗定額(3-16)式中Kf2-—烘干用干煤消耗定額(㎏/㎏熟料)；

Mw——須烘干的濕物料量(t/y)Qs——燒成系統(tǒng)生產(chǎn)能力，(t熟料/y);Wi~W3-—分別表示烘干前、后物料的含水量(%)；

qh——蒸發(fā)lkg水分的耗熱量(kJ/㎏水分)；因烘干品種、初水分烘干機不同而變,可參考烘干機經(jīng)驗數(shù)據(jù)，而準確的數(shù)據(jù)應通過具體烘干機的熱工計算求得。

2023/3/3032過程裝備成套技術式中:Kw、Kd——分別表示濕物料.干物料消耗定額(kg／kg熟料)；wo——該濕物料的天然水分(%)。(3-17)上述各種干物料消耗定額換算為含天然水分的濕物料消耗定額時，可用下式：2023/3/3033過程裝備成套技術消耗定額t/t熟料物料平衡表(t)備注干料含天然水分料干料含天然水分料小時日年小時日年

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5678101114石灰石粘土鐵粉生料石膏混合材.熟料水泥燒成用煤烘干用煤燃煤合計備注中可列出：各生料組分，物料配合比，生熟料消耗定額，燒成熱耗和烘干熱耗、煤的低熱值等。1.3原燃材料需要量的計算和物料平衡表的編制2023/3/3034過程裝備成套技術2、主機平衡計算步驟：根據(jù)車間工作制度，選取主機的年利用率，并根據(jù)物料年平衡量，求出該主機要求的小時產(chǎn)量。2023/3/3035過程裝備成套技術主機名稱年利用率生產(chǎn)周制日倜生產(chǎn)班制…石灰石破碎機生料磨閉路開路濕法窯干法窯機械立窯煤磨⑦水泥磨閉路開路回轉(zhuǎn)烘干機包裝機

0.2～0.240.4—0.48<0.78<0.800.900.850.80～0.850.65～0.75<0.82<0.850.70～0.800.20

～

0.240.40

～0.480.23

～0.280.46

～0.56

667777777776677每日一班，每班6—?小時每日兩班，每班6—7小時每日一班，每班6～?小時每日兩班，每班6—7小時每日一班，每班6—7小時每日兩班，每班6—7小時2023/3/3036過程裝備成套技術主機名稱主機型號規(guī)格主機產(chǎn)量t/h)主機臺數(shù)(臺)要求主機小時產(chǎn)量t/h主機生產(chǎn)能力t/h主機工作制度。實際年利用率表3—82023/3/3037過程裝備成套技術3儲庫計算儲庫名稱規(guī)格數(shù)量庫容量儲存期單個總共4附屬設備選型計算2023/3/3038過程裝備成套技術第三節(jié)工廠總平面布置1總平面設計的主要內(nèi)容1.1平面布置

決定全廠建筑物，構筑物在平面上的相對位置，包括主要生產(chǎn)車間，輔助生產(chǎn)車間、行政福利設施和住宅區(qū)等。1.2豎向布置決定建筑物、構筑物的設計標高。1.3土方工程1.4運輸設計1.5管線匯總1.6給排水設計2023/3/3039過程裝備成套技術2總平面設計的步驟2.1初步設計2.1.1工廠總平面輪廓圖(資料圖)繪出生產(chǎn)車間總平面輪廓資料圖。是對工廠總平面布置的初步設想，在布置過程中應考慮廠外道路及預留各種管線位置。2.1.2工廠總平面布置圖(初步設計成品圖)廠區(qū)地形測量座標網(wǎng)和等高線;廠區(qū)設計座標網(wǎng);所有建筑物和堆場的平面位置。設計地坪標高;鐵路和道路的平面布置和設計標高等；圖上標注工廠總平面設計的主要技術指標和風向玫瑰圖。2023/3/3040過程裝備成套技術圖2-1風玫瑰圖風向玫瑰圖—根據(jù)各地氣象臺站多年對風向頻率統(tǒng)計資料繪制,通常呈多邊形。所示風向系由外邊吹向中心，向心線最短的風向，即表示最小頻率風向。一般作總平面布置設計時，往往以夏季主導風向為依據(jù)，因為夏季氣溫較高，建筑物大多門窗敞開，因而灰塵及廢氣的污染較冬季更為嚴重。2023/3/3041過程裝備成套技術2.1.3工廠總平面圖的主要技術指標(1)廠區(qū)面積(㎡)，0.25～1.20㎡／t水泥/a大廠取下限。

(2)建筑面積(m2)；(3)廠區(qū)建筑系數(shù)(%)：建筑物，構筑物和堆場的面積總和占全廠面積的百分數(shù)，一般在23-30％之間，工廠擴建后，一般在27～35%之間。(4)廠區(qū)利用系數(shù)(%)，建筑物，構筑物，堆場，鐵路，道路，地下管線的總占地面積占全廠面積的百分數(shù)，它反映廠區(qū)面積有效利用的程度。(5)鐵路長度(km)：(6)道路長度(km)；(7)圍墻長度(km)：(8)綠化面積(%);

·初步設計文件中，工廠總平面布置設計還需繪制廠區(qū)位置圖(區(qū)域地形圖)，主要表示：建廠地區(qū)的地形地物，鐵路、車站、道路、河流、城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、廠區(qū)外廓、資源礦山、住宅區(qū)以及設計的廠外工程(如鐵路，道路，管線)。2023/3/3042過程裝備成套技術2.2施工圖設計2.2.1工廠總平面資料圖根據(jù)初步設計審批意見，調(diào)整工廠總平面布置，繪制工廠總平面資料圖，規(guī)定各項建筑物、構筑物、交通道路、管線的相對位置及標高，作為各專業(yè)人員繪制施工圖的依據(jù)。2023/3/3043過程裝備成套技術2.2.2工廠總平面布置施工圖工廠總平面布置施工圖必須具體表示設計坐標網(wǎng)與測量坐標網(wǎng)的關系數(shù)字和鐵路、公路及所有建筑物，構筑物的坐標和標高數(shù)字。此外，還需繪制下列各項施工圖:2.2.2.1豎向布置圖:具體表示廠區(qū)設計標高的關系和邊坡處理。2.2.2.2土方工程圖：2.2.2.3鐵路專用線施工圖；表示鐵路專用線坐標，標高，橋涵，縱橫剖面等施工要求。2.2.2.4廠區(qū)道路及給排水施工圖：廠內(nèi)道路和排水明溝，暗管的坐標、標高，縱橫剖面等。2.2.2.5管線匯總施工圖：表示廠區(qū)內(nèi)各種管線的關系。2.2.2.6綠化設計施工圖2023/3/3044過程裝備成套技術2.3水泥廠總平面設計的基本原則l建筑物與構筑物的相對位置應按照工藝過程,順序布置,保證工藝流程順暢,輸送距離盡可能短,避免物料往返交叉,以節(jié)省運輸費用。2進行適當?shù)墓δ芊謪^(qū)。3．輔助車間和生產(chǎn)服務性設施，應盡量配置在靠近其所服務的主要生產(chǎn)系統(tǒng)地區(qū)。3.應盡可能縮小工廠的占地面積，并盡可能利用建筑物或構筑物的上部空間。5．布置工廠的建筑物，構筑物時必須考慮地形起伏和工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，以便保證以最少的建筑費用達到較好的建筑質(zhì)量。6．應根據(jù)工廠的發(fā)展計劃合理安排建設程序、工藝流程和總平面設計。7．必須滿足防火衛(wèi)生采光通風排水要求。8．交通運輸和動力設施連接應當合理,節(jié)能。9．工廠的總平面圖，應具有合理的建筑藝術。2023/3/3045過程裝備成套技術三、總平面布置的豎向布置1豎向布置設計任務1.1合理選擇豎向布置的系統(tǒng)和方式。1.2選擇全部建筑物室內(nèi)地坪標高，露天堆場及場地平整標高。1.3選擇廠內(nèi)鐵路，道路及人行道的標高及坡度，使之既滿足運輸和行人要求，又能與建筑物標高相適應。1.4確定排水系統(tǒng)，配置排水構筑物，使雨水盡快排出廠外。1.5使地下工程技術管線及構筑物深度適應設計地形。1.6計算土方工程量，盡量使填，挖方工程量最少而且能平衡。1.7與場地的綠化美化設施相適應。2023/3/3046過程裝備成套技術圖3-2平坡式系統(tǒng)2.1平坡式系統(tǒng)將場地整平為單向坡或多向坡，而其坡度和標高沒有劇烈變化的平面，當場地寬度不大、自然坡度達3～5%以下時，也可采用此種系統(tǒng)，但建筑物基礎填土深度不應超過1～2.5m(根據(jù)土壤性質(zhì))2.2階梯式系統(tǒng)由數(shù)個不同標高的整平面組成，其連接處坡面高差很大,該系統(tǒng)適合自然地形坡度大于5%的場地。2.3混合式系統(tǒng)系由平坡式和階梯式二種系統(tǒng)混合組成，如圖3-4所示。當場地很大時，可按上述兩種系統(tǒng)分區(qū)布置之。2豎向布置的方式圖3-3階梯式系統(tǒng)圖3-4混合式系統(tǒng)2023/3/3047過程裝備成套技術4、總平面布置實例2023/3/3048過程裝備成套技術圖3-5(插頁)為一日產(chǎn)4000t熟料的現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠的總平面布置。其特點址進行了適當?shù)墓δ芊謪^(qū)，廠前區(qū)位于廠區(qū)的西南角，在主導風向的上風方位。整個廠區(qū)呈長方形，其特點是原料烘干兼粉磨的原料磨布置在窯尾附近，利用窯尾廢氣余熱來烘干原料中央控制室布置在窯房的附近，主要生產(chǎn)系統(tǒng)成直線布置。因用煤作燃料，故除去設石灰石預均化庫外，還設立了煤的預均化堆場。由于鐵路接軌方向和地形的關系，水泥庫與鐵路專用線及生產(chǎn)廠房縱向平行，由于裝卸車與物料儲存等原因，水泥磨房與水泥庫之間布置了石膏堆場，因而水泥需輸送較遠的距離。2023/3/3049過程裝備成套技術2023/3/3050過程裝備成套技術圖3-6與圖3-7為兩個日產(chǎn)700t熟料的預分解窯干法生產(chǎn)水泥廠的總平面布置圖。由于其運輸方式，主導風向，廠區(qū)地形，工藝流程等各方面條件不同，因而其總平面布置也有很大的差別。如圖3-6所示總平面圖，該廠廠址緊靠江邊，生產(chǎn)所用主要原燃料均由水路船運，因而這些物料的裝卸堆存以靠近河邊較為方便。由于在南方多雨地區(qū)建廠，雨季石灰石水分偏高，含泥砂較多，故采用聯(lián)合儲庫而不用圓庫儲存；熟料．礦渣等干物料則采用圓庫儲存。按照功能分區(qū)，廠前區(qū)位于廠區(qū)東南角，在夏季主導風向的上風方位，因而可減少生產(chǎn)車間對廠前區(qū)的污染。輔助車間則因考慮到另配件及材料的水、陸運輸便利，以及人流出入方便，故布置在廠區(qū)西南部靠近水運碼頭及廠前區(qū)，位于聯(lián)合儲庫和主要生產(chǎn)：車間之間。由于廠址地形近似正方形，故其主要生產(chǎn)車間按照工藝生產(chǎn)流程呈“U”字形布置。為利用窯尾廢氣余熱烘干生料及煤，原料磨房及煤磨房均布置在窯尾框架附近。該廠采用低溫烘干機烘干礦渣，因而將礦渣烘干機房布置在窯頭附近。全廠生產(chǎn)工藝流程順暢，布置緊湊。但由于聯(lián)合儲庫與生產(chǎn)車間之間布置了輔助車間區(qū)，因而加長了石灰石，煤等物料的輔送距離。2023/3/3051過程裝備成套技術2023/3/3052過程裝備成套技術圖3-7所示的工廠總平面布直，其廠址基本上近于長方形。進廠原，燃材料及出廠成品主要均靠鐵路運輸，物料部分儲于露天堆場，其余則儲存于長方形儲庫及圓庫中。堆場與進廠鐵路線平行，以方便物料的裝卸。主要生產(chǎn)車間按生產(chǎn)流程順序成“一”字形布置，位于物料堆場和輔助車間之間。生產(chǎn)流程順暢，物料的運輸距離較短，但設計中僅考慮到利用窯頭冷卻機廢氣烘干煤，而未考慮到窯尾低溫廢氣余熱利用。由該廠區(qū)的風向玫瑰圖可見，主導風向為東北風，因而廠前區(qū)布置在廠區(qū)的東北角。輔助車間布置在廠區(qū)的北側(cè)，既照顧到人流進出廠方便，又照顧到靠近主要服務車間的要求，且不受主要生產(chǎn)車間揚塵的污染立窯水泥廠的總平面布置，也與是否采用聯(lián)合儲庫有密切關系。當采用聯(lián)合儲庫時，主要生產(chǎn)系統(tǒng)也布置在聯(lián)合儲庫的兩側(cè)。目前，我國絕大多數(shù)立窯已不采用聯(lián)合儲庫而采用圓庫來儲存熟料及其他粉粒狀材料，故主要生產(chǎn)系統(tǒng)可布置成直線或根據(jù)建廠地形布置成其他形式。2023/3/3053過程裝備成套技術2023/3/3054過程裝備成套技術圖3-8圓厙集中布置的立窯水泥廠總平面圖1-石灰石，石膏，螢石破碎;2-粘土、鐵粉，混合材，煤烘干;3-石灰石，石膏，螢石提升;3-粘±，鐵粉，混合材，煤提升;5-石灰石庫;6-粘土庫;7-螢石庫;8-石膏庫;9-煤庫;10-螺旋線樓梯，吊物孔;11-生料磨房;12-生料提升機;13-生料空氣攪拌，貯存庫;13-立窯;15-熟料破碎;16-熟料提升;17-熟料庫;18-混合材庫;19-水泥磨房;20-水泥提升;21-水泥庫;22-包裝機房;23-成品庫;23-空壓機房;25-變電所;26-石灰石堆棚;27-綜合物料堆柵;28-露天堆場;29-化驗室,辦公室;30-鐵粉庫圖3-8所示為圓庫集中布置方式的立窯水泥廠總平面示意。采用分別磨房，主要生產(chǎn)車間按照工藝流程呈“U”字形布置，除生料庫外的所有物料儲存在集中布置的圓庫內(nèi)o12個圓庫之間的空間形成5個星形小庫，用以儲存石膏，煤，螢石等量少易堵的物料。這樣既可使工藝布置緊湊，又可節(jié)省基建投資。但此種布置僅適用于比較寬闊的廠址地形。2023/3/3055過程裝備成套技術第四節(jié)設備布置設計及設備布置圖影響設備布置的因素很多，在設備布置前，必須充分掌據(jù)有關工藝流程與規(guī)劃設計資料，有關規(guī)范標準及生產(chǎn)、安全、衛(wèi)生等資料，全面考慮，仔細推敲，求得最佳設備布置方案。設備布置設計是以工藝為主導，并在其他專業(yè)(如總圖、土建、電力、采暖通風、外管等)密切配合下匯總完成的。2023/3/3056過程裝備成套技術一、設備布置設計1設備布置的原則1.1滿足工藝及流程的要求。1.2

符合經(jīng)濟原則。1.3符合安全生產(chǎn)要求。1.4便于安裝和維修1.5

有良好的操作條件。2023/3/3057過程裝備成套技術2設備布置設計的步驟2.1根據(jù)初步設計方案畫成1：50或1：100比例的車間建筑平面圖。2.2將選用設備按同一比例畫外廓簡圖(只要平面或立面投影輪廓)并標明設備名稱。2.3車間設備的多工藝布置擺放,按布置原則在多工藝方案中優(yōu)選一個方案,繪制成平立面草圖。2.4安排輔助室和生活室。2.5征詢意見,修改草圖。2.6繪制正式的設備布置圖。2023/3/3058過程裝備成套技術1.1滿足工藝及流程的要求1.2符合經(jīng)濟原則1.3符合安全生產(chǎn)要求。1.4便于安裝和維修1.5有良好的操作條件2023/3/3059過程裝備成套技術二、設備布置圖的功能及繪制1設備布置圖的作用及內(nèi)容設備布置圖是用來表示一個車間(一個工段或一套裝置)的全部設備及設備管口方位在廠房建筑內(nèi)外安裝布置的詳圖。廠房平面圖上的設備布置圖稱為設備平面布置圖或設備布置平面圖。工程設計一般分為兩個階段：基礎工程設計階段和詳細工程設計階段。在不同設計階段，需繪制不同的設備布置圖?；A工程設計階段共編制4版設備布置圖：2023/3/3060過程裝備成套技術1.1初版設備布置圖(簡稱。A”版)，根據(jù)工藝流程、專家建議及布置規(guī)定，結合工程的具體情況形成的初步概念編制的設備布置圖；1.2內(nèi)部審查版設備布置圖(簡稱“B”版)；1.3用戶審查版設備布置圖(簡稱“c”版)；1.4確認版設備布置圖(簡稱“D”版)。詳細工程設計階段共編制3版設備布置圖：1.5研究版或詳1版設備布置圖(簡稱“E”版)，在詳細工程設計開始，各專業(yè)開展工作，經(jīng)多方研究改進后的設備布置圖，此布置已成定局．作為下一步設計及提出條件的重要依據(jù)；2023/3/3061過程裝備成套技術1.6設計版或詳2版設備布置圖(簡稱“F”版)，此版用于開展正式施工圖的設計，布置圖上應標讓出全部設備定位尺寸，并表示出所有操作平臺等；1.7施工版設備布置圖(簡稱“G”版)，根據(jù)管道設計的要求及其他問題的處理而對設計版作出修改，成為最終施工版設備布置圖。2023/3/3062過程裝備成套技術2設備布置圖的繪制步驟考慮設備布置圖的視圖配置→選定繪圖比例，確定圖紙幅面，→繪制平面圖(從底層平面起逐張繪制)→畫建筑定位軸線，畫與設備安裝布置有關的廠房建筑基本結構；→畫設備中心線，畫設備、支架、基礎、操作平臺等的輪廓形狀，標注尺寸→標注定位軸線、編號及設備位號、名稱→必要時畫分區(qū)界線，并作標注，→繪制剖視圖(繪制步驟與平面圖大致相同．必要時才繪制剖視圖)→繪制方位標→編制設備一覽表→注寫有關說明→填寫標題欄；檢查、校核．最后完成圖樣。2023/3/3063過程裝備成套技術3設備布置圖的繪制3.1比例:常用1:100，也可用1:200或1:50,視裝置疏密情況而定；圖中的標高、坐標以m為單位，小數(shù)以下應取三位數(shù)至mm為止。其余的尺寸一律以mm為單位．只注數(shù)字，不注單位。不清楚時，可繪制剖視圖。

3.2設備布置圖一般只繪平面圖。對于較復雜的裝置或有多層建筑物的裝置．當平面圖表示不清楚時，可繪制剖視圖。

3.3設備市置圖一般以聯(lián)合布置的裝置或獨立的主項為單元繪制，界區(qū)以粗雙點劃線表示,在界區(qū)外側(cè)標注坐標，以界區(qū)左下角為基準點?；鶞庶c坐標為NE(或N、w)。同時注出其相當于在總圖上的坐標X、Y數(shù)值。3.4對于設備較多、分區(qū)較多的主項，此主項的設備布置圖．應在標題欄正上方列一設備表，便于識圖。如下表。2023/3/3064過程裝備成套技術

3.5多層建筑物或構筑物，應依次分層繪制各層的設備布置平面圖。如在同一張圖紙上繪幾層平面時，應從最底層平面開始，在圖中由下至上或由左至右按層次順序排列，并在圖形下方注明“EL××．×××平面”等。

3.6一般情況下，每一層只畫一個平面圖，當有局部操作平臺時在該平面圖上可以只畫操作平臺下的設備．局部操作平臺及其上面的設備另畫局部平面圖如不影響圖面清晰，也可用一個平面圖表示．操作平臺下的設備畫虛線。

3.7一個設備穿越多層建、構筑物時，在每層平面上均需畫出設備的平面位置．并標注設備位號。各層平面圖是以上一層樓板底面水平剖切的俯視圖。

3.8在繪制平面圖的圖紙的右上角，應畫一個與建筑圖的制圖方向一致的方向標。

3.9按土建專業(yè)圖紙標注建筑物和構筑物的軸線間尺寸，并標注室內(nèi)外的地坪、標高。2023/3/3065過程裝備成套技術3.10按建筑圖紙所示位置畫出門、柱、樓梯、操作平臺(注出平臺頂面標高)、下水篦子、管溝(注出溝底標高)、明溝(注出溝底標高)、散水坡等。3.11輔助間和生活間應寫出各自的名稱。3.12用虛線表示預留的檢修場地，不標注尺寸。3.13非定型設備可適當簡化畫出其外形，包括附屬的操作臺、梯子和支架。臥式設備應畫出其特征管口或標注固定側(cè)支座。移動設備可只畫基礎．表示出特征管口和驅(qū)動機的位置。在設備圖形中心線上方標注出設備位號。3.14設備的平面定位尺寸盡量以建、構筑物的軸線或管架、管廊的柱中心線為基準線進行標注。也可采用坐標系進行標注定位尺寸。2023/3/3066過程裝備成套技術3.15設備的標高：臥式設備以中心線標高表示(φELxxxx)；立式設備常以支承點標高表示(POSELxxxx)，對管廊、管架則應注出架頂?shù)臉烁?TOSELxxxx)。3.16標題欄中的圖名一般分成兩行，上行寫“xxxx設備布置圖”，下行寫“ELxxx.xx“平面”或“×一×剖視等。設備布置圖應單獨編號。同一主項的設備布置圖不得采用一個號，并應加上共幾張—第幾張的編號。2023/3/3067過程裝備成套技術10.09上次課程檢查與回顧

1設備布置的原則1.1滿足工藝及流程的要求。1.2

符合經(jīng)濟原則。1.3符合安全生產(chǎn)要求。1.4便于安裝和維修1.5

有良好的操作條件。2023/3/3068過程裝備成套技術第五節(jié)生產(chǎn)車間工藝流程及工藝布置生產(chǎn)車間工藝流程的選擇、工藝設備選型與生產(chǎn)車間的工藝布置密切相關，因為工藝布置直接取決于所選定的工藝流程和設備；同時，工藝布置對工藝流程和設備的選擇又有很大的影響。例如，選擇開路粉磨系統(tǒng)時，磨房的布置比較簡單，而選擇閉路粉磨系統(tǒng)時，則需要較高的多層廠房，將使布置比較復雜，投資費用亦較大。又如，由于布置的要求，粉狀物料輸送的距離比較遠時，不宜采用機械輸送設備(因其布置及管理較復雜)，而如輸送距離稀近時，又不宜采用壓縮空氣輸送(因動力消耗太大)。因此，工藝布置要保證所選定的流程雕暢并滿足設備安裝、操作和檢修的要求；而工藝流程和設備的選擇，又要考慮到布置簡便合理。因此，某些附屬設備的規(guī)格(如提升機的高度，各種輸送機的長度)以及中間料倉的尺寸等，往往要與布置相配合，才能最后確定。故工藝流程、設備和工藝布置必須全面考慮，才能確保工藝設計的順利進行，并保證設計的質(zhì)量?！?023/3/3069過程裝備成套技術一、車間工藝流程選擇的基本方法選擇生產(chǎn)車間工藝流程時必須綜合考慮各種因素。如：進入生產(chǎn)車間加工物料的性質(zhì)、數(shù)量，生產(chǎn)車間加工產(chǎn)品的質(zhì)量要求、生產(chǎn)車間布置、場地的限制或要求等條件均需全面考慮，切忌顧此失彼。由于生產(chǎn)車間工藝流程的選擇必須結合主機平衡計算一起解決，所以車間工藝流程的選擇，也得按先后順序逐步解決。水泥廠通常先選定熟料燒成車間工藝流程，然后選定生料粉磨車間，水泥粉磨車間等工藝流程?，F(xiàn)代化大型干法水泥廠，為了節(jié)省能耗，要求利用窯尾廢氣余熱來烘干原料、燃料等，因此一般都將窯尾廢氣引入生料磨或煤磨作烘干介質(zhì)，出磨氣體經(jīng)電收塵凈化后再排入大氣中。這樣實際上已經(jīng)將窯系統(tǒng)與生料磨或煤磨系統(tǒng)組合成一個聯(lián)合流程，彼此聯(lián)結緊密，設備配套不容易改動。此種生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程比較簡單。2023/3/3070過程裝備成套技術中，小型水泥廠擴建、改建工程系統(tǒng)工藝流程的選擇，因受原有廠房、設備、工藝流程；的約束以及投資的限制，工藝布置方面的矛盾會顯得比較突出，設計方案的形成，對比和確定一般比新建廠還要復雜，在選用時應進行多方案比較或進行最優(yōu)化選擇。車間工藝流程選擇是在一定條件下進行的，只能在客觀現(xiàn)實條件下選擇技術經(jīng)濟效果相對較好的工藝流程。由于實際條件的限制，理論上最好，最先進的工藝流程未被選用，也是常有的事。故在選擇車間工藝流程時，應結合實際情況，慎重考慮，切不可片面追求先進性。2023/3/3071過程裝備成套技術二、車間工藝設備選型的基本方法工藝設備選型的一般步驟可概括如下：1確定車間的工作制度，選定設備的年利用率，主機要求小時產(chǎn)量。2選擇主機的型式和規(guī)格3標定主機的生產(chǎn)能力4計算主機數(shù)量5核算主機年利用率2023/3/3072過程裝備成套技術同類型同規(guī)格的設備，在不同的生產(chǎn)條件下，(如物料的易磨性，易燒性，產(chǎn)品質(zhì)量要求以及具體操作條件等)，其產(chǎn)量可以有很大的差異。所以，在確定了主機的型式和規(guī)格后，應對主機的小時生產(chǎn)能力進行標定，即根據(jù)設計中的具體技術條件，確定設備的小時生產(chǎn)能力.標定設備生產(chǎn)能力的主要依據(jù)是：定型設備的技術性能說明；經(jīng)驗公式(或理論公式)的推算；與同類型同規(guī)格生產(chǎn)設備的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比。務必使標定的設備生產(chǎn)能力，既是先進的又是可靠的。同時還要說明設備達到設計標定能力的具體條件和必須采取的措施。2023/3/3073過程裝備成套技術計算主機的數(shù)量：主機的數(shù)量可按下式(5-1)計算：n=Gh/Gh1式中n——主機臺數(shù)；Gh——要求主機小時產(chǎn)量(t/h)；

Gh1——主機標定臺時產(chǎn)量(t/h)。上式算得的n應等于或略小于整數(shù)并取整數(shù)值，否則應采取相應措施，或者另選擇主機規(guī)格，標定主機產(chǎn)量，重新進行計算。最好n=1,盡量不要>2因為設備臺數(shù)過多，將使工藝布置和生產(chǎn)管理復雜化，并將影響到各項技術經(jīng)濟指標。當n初算大于1或2而圓整時,需對運轉(zhuǎn)率核算.2023/3/3074過程裝備成套技術三生產(chǎn)車間工藝布置生產(chǎn)車間工藝布置是工藝設計的重要組成部分，它的任務是確定車間的廠房布置和設備布置。車間工藝布置關系到工廠建成后能否正常生產(chǎn)、工人操作是否方便、安全以及設備維護、檢修是否方便，并對環(huán)保，施工、安裝、擴建、建設投資和經(jīng)濟效益等都有著極大的影響。因此要求車間工藝布置做到生產(chǎn)流程順暢、緊湊，盡可能滿足設備操作，維護和施工、安裝及其它專業(yè)對布置的要求。2023/3/3075過程裝備成套技術1生產(chǎn)車間工藝布置設計的依據(jù)

1.1常用的設計規(guī)范和規(guī)定水泥企業(yè)工藝管理規(guī)程、工藝設計技術規(guī)定；節(jié)能技術規(guī)定；機械設備安裝工程施工及驗收規(guī)范；建筑設計防火規(guī)范；工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準；工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范；水泥工業(yè)勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設計規(guī)定;水泥工業(yè)污染排放標準。2023/3/3076過程裝備成套技術1.2基礎資料1.2.1工藝平衡計算(物料平衡、主機平衡，儲庫平衡)；1.2.2工藝流程圖；1.2.3主機設備選型；1.2.4全廠生產(chǎn)車間總平面輪廓圖；1.2.5設備選型圖冊、樣本；1.2.6同類型生產(chǎn)車間工藝布置參考圖2023/3/3077過程裝備成套技術2生產(chǎn)車間工藝布置要點2.1最大限度地滿足工藝生產(chǎn)、設備維修的要求；2.2充分有效地利用本車間建筑面積和建筑體積；2.3要為本車間技術經(jīng)濟指標的先進合理創(chuàng)造條件；2.4對本車間將來的發(fā)展和廠房的擴建留有余地；2.5本車間所采用的勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生等措施應符合有關的規(guī)范和規(guī)定；

2.6本車間與相關車間在總平面圖布置中的位置要適當，力求做到布置緊湊，縮短運輸距離；2.7避免人流和物流平面交叉；2.1.8充分注意建廠地區(qū)的氣象，地質(zhì)、水文等條件對車間工藝布置的特殊要求；2.9征求和了解其它專業(yè)對車間工藝布置的要求。2023/3/3078過程裝備成套技術3廠房布置要點3.1.廠房的平面布置廠房的平面布置主要是確定廠房的面積和柱網(wǎng)布置(跨度、柱距)。3.1.1建筑面積應力求合理緊湊。即在滿足工藝要求和其他要求的前提下，盡量減少建筑面積。2023/3/3079過程裝備成套技術3.1.2適當布置廠房出入口、通道和樓梯位置。3.1.3各種地下構筑物如排水溝，電纜溝、工藝設備管道的地溝、地坑等應統(tǒng)一考慮，合理安排以節(jié)約基建工程量，并避免與建筑物基礎及設備基礎發(fā)生矛盾。3.1.4廠房平面布置力求規(guī)整，并應考慮將來擴建的可能性，留有擴建的余地，還應考慮在擴建時盡量不妨礙原有生產(chǎn)的正常進行，不拆除原有建筑物和施工方便等。3.1.5可在露天放置的設備，不必建造廠房，以節(jié)約投資2023/3/3080過程裝備成套技術3.2廠房的立面布置廠房的立面布置即空間布置，主要都確定廠房的層數(shù)和高度。3.2.1在考慮廠房層高時，不僅要考慮設備本身的高度而且要考慮基礎要求的高度、設備頂部凸出物的高度、工人在操作和維護檢修時所需的高度。此外應特別注意建筑結構(樓板、粱)本身的高度對廠房凈空高度的影響，故在進行廠房空間布置時，必須對梁的位置及梁、板截面尺寸有所估計。3.2.2走廊，地坑、操作平臺等通行部分的凈空高度不得低于2m，不經(jīng)常通行部分不得低于1.9m?？罩凶呃瓤缭焦坊蜩F路時，路面或軌頂面上方的凈空高度，公路不低于3.5m’鐵路為不低于5.5m。3.2.3高溫車間廠房(如烘干機房，熱風爐房，窯房)可適當增加層高，并考慮加開天窗，以利通風散熱。3.2.4在符合工藝要求的情況下，廠房立面應力求簡單，避免層數(shù)過多和高度過高，以便于施工和達到經(jīng)濟合理的效果。此外，廠房主立面應適當注意整齊美觀。2023/3/3081過程裝備成套技術3.3設備布置設備布置就是要把車間內(nèi)的各種設備按照工藝流程要求加以定位。除了主要設備以外，也包括附屬設備、工藝管道，檢修設備以及各種連接件和料倉等。主機設備要與廠房建筑物的主要柱網(wǎng)相對定位，設備與設備之間也要相對定位。設備布置主要取決于生產(chǎn)流程和設備安裝，操作、檢修的需要，同時也要考慮其它專業(yè)對車間工藝布置的要求。2023/3/3082過程裝備成套技術3.3.1重型設備以及在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大振動的設備如空氣壓縮機，大型通風機、破碎機等，應盡可能布置在廠房的地面。如不能布置在地面時，其支承結構應與廠房結構分開，以減少廠房的荷載及振動。安裝大型設備(如磨機等)的廠房，設備基礎和建筑物基礎應同時施工，并在設備就位或已搬進廠房內(nèi)以后，再繼續(xù)進行廠房地面以上的土建施工。3.3.2.兩臺或兩臺以上設備布置在同一廠房內(nèi)時，應注意設備之間的間距，不能互相影響運轉(zhuǎn)和維修，同時要充分考慮工人操作，檢修的要求和通行的便利，并要避免設備基礎之間以及設備基礎和建筑物基礎發(fā)生矛盾。2023/3/3083過程裝備成套技術3.3.3布置在走廊和地溝的膠帶運輸機，空氣輸送機斜槽和螺旋輸送機，其人行道一側(cè)座有600—800mm的凈空距離，不通行一側(cè)應有200—300mm的凈空距離。膠帶輸送機上方與料倉或與工藝設備相連接時，凈空距離應適當加大。膠帶輸送機傾斜布置時，應根據(jù)輸送物料的種類和粒度情況，選擇適當?shù)男倍取?.3.4.斗式提升機地坑應有足夠的空間，以便于清料和檢修。斗式提升機地坑的一側(cè)應保證在抽出下鏈輪軸時有足夠的凈空距離。2023/3/3084過程裝備成套技術3.3.5.工藝管道應盡量集中布置，力求管線最短、轉(zhuǎn)彎最少且布置整齊。收塵管道為了避免粉塵沉積，一般應作傾斜布置，其傾角一般應不小于45°，煤塵管道應不小于50°3.3.6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，一般均應大于物料自然休止角5°～15°：