第6章

車間布置設(shè)計(jì)*2廠房建筑和車間構(gòu)成3化工車間的布置設(shè)計(jì)4設(shè)備布置圖1概述第14章車間布置設(shè)計(jì)*車間布置設(shè)計(jì)是制藥工程設(shè)計(jì)中的一種重要環(huán)節(jié)。車間布置與否合理，不僅與施工、安裝、建設(shè)投資親密有關(guān)，并且與車間建成后的生產(chǎn)、管理、安全和經(jīng)濟(jì)效益親密有關(guān)。因此，車間布置設(shè)計(jì)應(yīng)按照設(shè)計(jì)程序，進(jìn)行細(xì)致而周密的考慮。車間布置設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作，它是以工藝專業(yè)為主導(dǎo)，在大量的非工藝專業(yè)如土建、設(shè)備、安裝、電力照明、采暖通風(fēng)、自控儀表、環(huán)境保護(hù)等的親密配合下，由工藝人員完畢的。因此，在進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)時(shí)，工藝設(shè)計(jì)人員要善于聽取和集中各方面的意見(jiàn)，對(duì)多種方案進(jìn)行認(rèn)真的分析和比較，找出最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證車間布置的合理性。1.概述*原料藥車間和制劑車間都是常見(jiàn)的制藥車間。原料藥作為精細(xì)化學(xué)品，屬于化學(xué)工業(yè)的范圍，其車間設(shè)計(jì)與一般的化工車間具有許多共同點(diǎn)。但藥物是一種特殊商品，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到人體健康、療效和安全。為保證藥物質(zhì)量，原料藥車間的成品工序(精制、烘干、包裝工序)與制劑車間同樣，其生產(chǎn)環(huán)境均有對(duì)應(yīng)的潔凈等級(jí)規(guī)定。1.概述*在進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉并執(zhí)行有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定，如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16-87)、《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》(GB50160-99)、《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)原則》(HG20571-95)、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲原則》(GB2348-90)、《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)定》(GB50058-92)、《藥物生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(國(guó)家藥物監(jiān)督管理局，修訂版)、《采暖通風(fēng)和空氣調(diào)整設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ19-87)等。1.1車間布局設(shè)計(jì)的原則*車間布置設(shè)計(jì)是在工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算和工藝設(shè)備設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的,因此,一般已具有下列設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料：不一樣深度的工藝流程圖，如初步設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、施工階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。物料衡算、能量衡算的計(jì)算資料和成果，如多種原材料、中間體、副產(chǎn)品和產(chǎn)品的數(shù)量及性質(zhì)；三廢的數(shù)量、構(gòu)成及處理措施；加熱劑和冷卻劑的種類、規(guī)格及用量等。工藝設(shè)備設(shè)計(jì)成果，如設(shè)備一覽表，各設(shè)備的外形尺寸、重量、支承形式、操作條件及保溫狀況等。廠區(qū)的總平面布置示意圖，包括本車間與其他車間及生活設(shè)施的聯(lián)絡(luò)、廠區(qū)內(nèi)的人流和物流分布狀況等。其他有關(guān)資料，如車間定員及人員構(gòu)成狀況，水、電、汽等公用工程狀況，廠房狀況等。1.1車間布局設(shè)計(jì)的原則*在進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)考慮下列原因：本車間與其他車間及生活設(shè)施在總平面圖上的位置，力爭(zhēng)聯(lián)絡(luò)以便、短捷。滿足生產(chǎn)工藝及建筑、安裝和檢修規(guī)定。合理運(yùn)用車間的建筑面積和土地。車間內(nèi)應(yīng)采用的勞動(dòng)保護(hù)、安全衛(wèi)生及防腐蝕措施。人流物流通道應(yīng)分別獨(dú)立設(shè)置，盡量防止交叉來(lái)回。對(duì)原料藥車間的精制、烘干、包裝工序以及制劑車間的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合《藥物生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》的規(guī)定。要考慮車間發(fā)展的也許性，留有發(fā)展空間。廠址所在區(qū)域的氣象、水文、地質(zhì)等狀況。1.2車間布置設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的原因*搜集有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料確定車間的防火等級(jí)設(shè)計(jì)人員根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中使用、產(chǎn)生和貯存物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》，確定車間的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別。確定車間的潔凈等級(jí)對(duì)于有潔凈等級(jí)規(guī)定的車間，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)《藥物生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》的規(guī)定，確定對(duì)應(yīng)的潔凈等級(jí)。1.3車間布置設(shè)計(jì)的程序*初步設(shè)計(jì)根據(jù)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、設(shè)備一覽表等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料，以及物料貯存運(yùn)送、輔助生產(chǎn)和行政生活等規(guī)定，結(jié)合有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)及行政生活等區(qū)域的布局；確定車間場(chǎng)地及建(構(gòu))筑物的平面尺寸和立面尺寸；確定工藝設(shè)備的平面布置圖和立面布置圖；確定人流及物流通道；安排管道及電氣儀表管線等；編制初步設(shè)計(jì)闡明書。1.3車間布置設(shè)計(jì)的程序*施工圖設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)經(jīng)審查通過(guò)后，即可進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)是根據(jù)初步設(shè)計(jì)的審查意見(jiàn)，對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行修改、完善和深化，其任務(wù)是確定設(shè)備管口、操作臺(tái)、支架及儀表等的空間位置；確定設(shè)備的安裝方案；確定與設(shè)備安裝有關(guān)的建筑和構(gòu)造尺寸；確定管道及電氣儀表管線的走向等。在施工圖設(shè)計(jì)中，一般先由工藝專業(yè)人員繪出施工階段車間設(shè)備的平面及立面布置圖，然后提交安裝專業(yè)人員完畢設(shè)備安裝圖的設(shè)計(jì)。*車間布置設(shè)計(jì)一般采用兩階段設(shè)計(jì)即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。在初步設(shè)計(jì)階段，車間布置設(shè)計(jì)的重要成果是初步設(shè)計(jì)階段的車間平面布置圖和立面布置圖；在施工圖設(shè)計(jì)階段，車間布置設(shè)計(jì)的重要成果是施工階段的車間平面布置圖和立面布置圖。1.4車間布置設(shè)計(jì)的成果*2.1建筑的分類2.2廠房建筑的定位尺寸2.3常見(jiàn)工業(yè)廠房2.4車間構(gòu)成和布置形式2.廠房建筑和車間構(gòu)成*建筑是建筑物和構(gòu)筑物的總稱。凡用于人們?cè)谄渲猩a(chǎn)、生活或進(jìn)行其他活動(dòng)的房屋或場(chǎng)所，均稱為建筑物，如車間、住宅、教學(xué)樓、辦公樓、體育館等；而人們不在其中生產(chǎn)、生活的建筑，則稱為構(gòu)筑物，如水塔、煙囪、橋梁等。建筑的種類諸多，特點(diǎn)不一，可按不一樣的方式進(jìn)行分類。例如，按重要承重構(gòu)造的材料不一樣，建筑可分為磚木構(gòu)造建筑、磚混構(gòu)造建筑、鋼構(gòu)造建筑、鋼筋混凝土構(gòu)造建筑等。又如，按層數(shù)不一樣，可將廠房建筑分為單層廠房、多層廠房和混合層數(shù)廠房；將住宅建筑分為低層(1~3層)、多層(4~6層)、中高層(7~9層)和高層(10~30層)住宅。2.1建筑的分類*廠房建筑的定位尺寸可用柱距和跨度來(lái)表達(dá)。廠房建筑的承重柱在平面中排列所形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)，沿廠房長(zhǎng)度方向的各承重柱自左向右用、、依次編號(hào)，在與廠房長(zhǎng)度方向垂直的方向上，各承重柱自下而上用、、依次編號(hào)。廠房建筑的柱、墻及其他構(gòu)配件均以定位軸線為基準(zhǔn)標(biāo)定其位置及標(biāo)志尺寸。廠房建筑的定位軸線包括縱向定位軸線和橫向定位軸線，其中縱向定位軸線與廠房的長(zhǎng)度方向平行，橫向定位軸線與廠房的長(zhǎng)度方向垂直。相鄰縱向定位軸線間的距離稱為跨度，橫向定位軸線間的距離稱為柱距。2.2廠房建筑的定位尺寸*

圖14-1廠房建筑的定位尺寸

2.2廠房建筑的定位尺寸*廠房的平面形式重要有長(zhǎng)方形、形、形和形，其中長(zhǎng)方形廠房具有構(gòu)造簡(jiǎn)樸、施工以便、設(shè)備布置靈活、采光和通風(fēng)效果好等長(zhǎng)處，因此是最常用的廠房平面形式,尤其合用于中小型車間。當(dāng)廠房較長(zhǎng)或受工藝、地形等條件所限，廠房的平面形式也可采用形、形、形等特殊形式，此時(shí)應(yīng)充足考慮采光、通風(fēng)、交通通道、進(jìn)出口等問(wèn)題。在確定廠房的平面形式時(shí)，既要考慮生產(chǎn)工藝規(guī)定，又要考慮地形等自然條件以及土建施工的可行性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。因此，工藝、土建等專業(yè)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)親密配合，對(duì)多種方案進(jìn)行認(rèn)真的分析和比較，以確定合適的廠房平面形式。2.3常見(jiàn)工業(yè)廠房----平面形式*根據(jù)生產(chǎn)工藝規(guī)定，工業(yè)廠房的層數(shù)可以是單層，也可以是多層或單層和多層相結(jié)合的形式。一般狀況下，單層廠房的投資較少，運(yùn)用率較高，缺陷是占地面積較大。常見(jiàn)制藥廠房的剖面形式如圖8-2所示。2.3常見(jiàn)工業(yè)廠房----層數(shù)*圖14-2常見(jiàn)制藥廠房的剖面形式

(a)單層廠房(b)有天窗的單層廠房(c)多層廠房

(d)有天窗多層廠房(e)有內(nèi)走廊多層廠房(f)有內(nèi)走廊及天窗多層廠房

2.3常見(jiàn)工業(yè)廠房----層數(shù)*為提高自然采光和通風(fēng)效果，并考慮到建筑的經(jīng)濟(jì)性，廠房的寬度不能太大。一般狀況下，單層原料藥廠房的寬度不適宜超過(guò)30m，多層則不適宜超過(guò)24m。對(duì)于采用人工照明的單層潔凈廠房，其寬度可根據(jù)需要增長(zhǎng)。廠房的常見(jiàn)寬度有9m、12m、15m、18m和24m。寬度較小的單層廠房?jī)?nèi)一般不設(shè)置柱，即采用單跨，跨度為廠房的寬度。寬度較大的單層廠房或多層廠房，廠房?jī)?nèi)常設(shè)有立柱，其跨度一般為6m。對(duì)有內(nèi)走廊的廠房，內(nèi)走廊間的跨度一般為3m(內(nèi)走廊寬度)。廠房的寬度一般為2~3跨，柱網(wǎng)按6-6、6-3-6、6-6-6的形式布置，如6-3-6表達(dá)廠房有三跨，跨度分別為6m、3m和6m，中間的3m為內(nèi)走廊的寬度。廠房的長(zhǎng)度由生產(chǎn)規(guī)模和工藝規(guī)定決定，柱距一般為6m。常見(jiàn)工業(yè)廠房的柱網(wǎng)如圖14-3所示。2.3常見(jiàn)工業(yè)廠房----構(gòu)造尺寸*

(a)內(nèi)廊式柱網(wǎng)

(b)方格式柱網(wǎng)2.3常見(jiàn)工業(yè)廠房----構(gòu)造尺寸*車間一般包括生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)和行政生活區(qū)三部分，各部分的構(gòu)成與產(chǎn)品種類、生產(chǎn)工藝流程、潔凈等級(jí)規(guī)定等狀況有關(guān)。2.4車間構(gòu)成和布置形式*圖14-4一般化工車間的構(gòu)成圖14-5制藥潔凈車間的構(gòu)成2.4.1車間構(gòu)成*根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)特點(diǎn)以及廠區(qū)面積、地形、地質(zhì)等條件的不一樣，車間布置形式可采用集中式或單體式。若將構(gòu)成車間的生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)和行政生活區(qū)集中布置在一棟廠房?jī)?nèi)，即為集中式布置形式；反之，若將構(gòu)成車間的一部分或幾部分分散布置在幾棟獨(dú)立的單體廠房中，即為單體式布置形式。2.4.2車間布置形式*一般地，對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模較小，且生產(chǎn)特點(diǎn)(重要指防火防爆等級(jí)和毒害程度)無(wú)明顯差異的車間，常采用集中式布置形式，如小批量的醫(yī)藥、農(nóng)藥和精細(xì)化工產(chǎn)品，其車間布置大多采用集中式。而對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模較大或各工段的生產(chǎn)特點(diǎn)有明顯差異的車間，則多采用單體式布置形式。2.4.2車間布置形式*車間布置設(shè)計(jì)既要考慮車間內(nèi)部各區(qū)域之間的協(xié)調(diào),又要考慮車間與廠區(qū)的供水、供電、供熱(蒸汽)和管理部門之間的協(xié)調(diào),使之親密配合,成為一種有機(jī)的整體。3原料藥車間的布置設(shè)計(jì)*1設(shè)備布置的基本規(guī)定2.常見(jiàn)設(shè)備的布置措施設(shè)備布置的任務(wù)重要是確定工藝設(shè)備的空間位置以及管道、電氣儀表管線的走向和位置，從而為深入確定建筑物的平面尺寸和立面尺寸提供根據(jù)。3.1設(shè)備的布置*1.滿足生產(chǎn)工藝規(guī)定設(shè)備排列次序設(shè)備應(yīng)盡量按照工藝流程的次序進(jìn)行布置，要保證水平方向和垂直方向的持續(xù)性，防止物料的交叉來(lái)回。為減少輸送設(shè)備和操作費(fèi)用，應(yīng)充足運(yùn)用廠房的垂直空間來(lái)布置設(shè)備，設(shè)備間的垂直位差應(yīng)保證物料能順利進(jìn)出。一般狀況下，計(jì)量罐、高位槽、回流冷凝器等設(shè)備可布置在較高層，反應(yīng)設(shè)備可布置在較低層，過(guò)濾設(shè)備、貯罐等設(shè)備可布置在最底層。多層廠房?jī)?nèi)的設(shè)備布置既要保證垂直方向的持續(xù)性，又要注意減少操作人員在不一樣樓層間的來(lái)回次數(shù)。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*設(shè)備排列措施設(shè)備在廠房?jī)?nèi)的排列措施可根據(jù)廠房寬度和設(shè)備尺寸來(lái)確定。對(duì)于寬度不超過(guò)9m的車間，可將設(shè)備布置在廠房的一邊，另一邊作為操作位置和通道，如圖14-6(a)所示。圖14-6（a）設(shè)備在廠房?jī)?nèi)的排列措施3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*

對(duì)于中等寬度(12~15m)的車間，廠房?jī)?nèi)可布置兩排設(shè)備。兩排設(shè)備可集中布置在廠房中間，而在兩邊留出操作位置和通道。也可將兩排設(shè)備分別布置在廠房?jī)蛇叄谥虚g留出操作位置和通道。對(duì)于寬度超過(guò)18m的車間，可在廠房中間留出3m左右的通道，兩邊分別布置兩排設(shè)備，每排設(shè)備各留出1.5~2m的操作位置。圖14-6設(shè)備在廠房?jī)?nèi)的排列措施3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*操作間距在布置設(shè)備時(shí)，不僅要考慮設(shè)備自身所占的位置，并且要考慮對(duì)應(yīng)的操作位置和運(yùn)送通道。有時(shí)還要考慮堆放一定數(shù)量的原料、半成品、成品和包裝材料所需的面積和空間。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*安全距離設(shè)備與設(shè)備之間以及設(shè)備與建筑物之間還應(yīng)留有一定的安全距離。安全距離的大小不僅與設(shè)備的種類和大小有關(guān)，并且與設(shè)備上連接管線的多少、管徑的大小以及檢修的頻繁程度等原因有關(guān)。設(shè)備的安全距離目前尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*2.滿足安裝和檢修規(guī)定制藥廠尤其是化學(xué)制藥廠在生產(chǎn)過(guò)程中大多存在腐蝕性，故每年常需安排一次大修以及次數(shù)不定的小修，以檢修或更換設(shè)備。因此，設(shè)備布置應(yīng)滿足安裝和檢修的規(guī)定。(1)要根據(jù)設(shè)備的大小、構(gòu)造和安裝方式，留出設(shè)備安裝、檢修和拆卸所需的面積和空間。(2)要考慮設(shè)備的水平運(yùn)送通道和垂直運(yùn)送通道，以便設(shè)備可以順利進(jìn)出車間，并抵達(dá)對(duì)應(yīng)的安裝位置。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*(3)凡通過(guò)樓層的設(shè)備應(yīng)在樓面的合適位置設(shè)置吊裝孔。當(dāng)廠房較短時(shí)，吊裝孔可設(shè)在廠房的一端；當(dāng)廠房較長(zhǎng)(>36m)時(shí)，吊裝孔應(yīng)設(shè)在廠房的中央。多層樓面的吊裝孔應(yīng)在每一樓層相似的平面位置設(shè)置，并在底層吊裝孔附近設(shè)一大門，以便需吊裝的設(shè)備可以順利進(jìn)出。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*釜式反應(yīng)器、塔器、蒸發(fā)器等可直接懸掛在樓面或操作臺(tái)上，此時(shí)應(yīng)在樓面或操作臺(tái)的對(duì)應(yīng)位置預(yù)留出設(shè)備孔。設(shè)備孔可以做成正方形，安裝時(shí)可將設(shè)備直接由設(shè)備孔中吊至一定高度后再旋轉(zhuǎn)450放下，使支座支承在樓面或操作臺(tái)上。穿越樓面或操作臺(tái)的管道可經(jīng)方孔角通過(guò)，剩余處可輔上防滑鋼板。設(shè)備孔也可以做成圓形，安裝時(shí)設(shè)備只能由上往下放入設(shè)備孔中。空隙d的尺寸一般應(yīng)比支座下部突出物(含保溫層)的最大尺寸大0.1~0.3m。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定(5)在布置設(shè)備時(shí)還要考慮設(shè)備安裝、檢修、拆卸以及運(yùn)送物料所需的起重運(yùn)送設(shè)備。*3.滿足土建規(guī)定①粗笨設(shè)備以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大震動(dòng)的設(shè)備，應(yīng)盡量布置在廠房的底層，以減少?gòu)S房樓面的承重和震動(dòng)；因工藝規(guī)定不能布置在底層時(shí)，應(yīng)由土建專業(yè)人員在設(shè)計(jì)上采用增大載荷或防震措施。②有劇烈震動(dòng)的設(shè)備，其基礎(chǔ)不能與建筑物的柱、墻連在一起，以免影響建筑物的安全。3.1.1設(shè)備布置的基本規(guī)定*③穿過(guò)樓面的多種孔道，必須避開廠房的柱子和主梁。