车间布置设计——保证质量、去除浪费的起点

一、车间布置设计的目的与重要性

1、目的：对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系。

2、重要性：是工艺设计的重要组成部分，关系整个车间的命运。

3、依据：

①生产工艺流程图；
②物料衡算数据及物料性质、包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法；
③设备资料，包括设备外形尺寸、重量。支撑形式、保温情况极其操作条件，设备一览表等；
④公用系统用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等；
⑤土建资料和劳动安全、防火、防爆资料；
⑥车间组织及定员资料；
⑦厂区总平面布置，包括本车间与其它生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量；
⑧有关布置方面的一些规范资料。

4、组成 ：

①工厂组成：生产车间、辅助车间、动力车间、仓库和堆场部分、三废治理部分、厂前区行政福利部分。
②工厂生产车间的内部组成：
生产、辅助、生活等三部分；
生产部分：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段等；
辅助部分：通风空调室、变电配电室、车间化验室、控制室等；
生活行政部分：其中包括车间办公室、会议室、更衣室、休息室、浴室以及厕所等。

二、车间布置设计的原则与内容

1、车间布置设计的原则

要求：技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。

1）车间布置应符合生产工艺要求的原则

2）车间布置应符合生产操作要求的原则

①每一个设备要考虑一定的位置。
②设备布置应考虑为操作工人能管理多台设备或多种设备创造条件。
③设备布置不宜过挤或过松，宜尽量对称紧凑，排列整齐，充分利用空间。
④要考虑相同设备或相似设备互相使用的可能性和方便性
⑤设备的自动测量仪表要集中控制，阀门控制集中，便于工人操作。

3）车间布置应符合设备安装、检修要求的原则

①根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积；
②满足设备能顺利进出车间的要求；
③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装空；
④考虑设备的检修和拆卸以及运送所需要的起重运输设备。

4）车间布置应符合厂房建筑要求的原则

①凡笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层；
②有剧烈振动的设备，其操作台不得与建筑物的柱子、墙连在一起；
③设备布置时，要避开建筑的柱子以及主梁；
④厂房操作台要统一考虑；
⑤设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处；
⑥在厂房的大门或楼梯旁布置设备时，要求不影响开门和行人出入；
⑦在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置。

5）车间布置应符合节约建设投资要求的原则

①可露天或半露天的设备，尽量采用半露天或露天设计；
②厂房采用非高层化设计；
③工艺管道集中布置，减少管线投资和节约能耗；
④尽量采用一般的土建结构；
⑤设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。

6）车间布置应符合安全、卫生和防腐蚀的要求

①工厂车间卫生是正常生产的首要环节；
②要为工人操作创造良好的安全卫生条件；
③易燃易爆车间要考虑方便工人疏散和防火灭火措施；
④凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围地面、墙、柱都要采取防护措施。
7）车间布置应符合生产发展的要求。

2、车间布置设计的内容

车间布置设计的内容可分为厂房布置和设备布置。厂房布置是对整个车间的厂房和各个组成部分，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面布置和安排；设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定的区域内进行排列。

1）车间布置设计时重点考虑的问题：

①最大限度地满足工艺生产、设备维修的要求
②充分有效地利用本车间的建筑面积和建筑体积
③为将来的发展和厂房扩建留有余地
④劳动安全与工业卫生设计符合有关的规范和规定
⑤与总体设计相配合，力求做到与相关车间连接方便，布置紧凑，运输距离短
⑥避免人流和物流平面交叉
⑦充分注意建厂地区的气象、地质、水文等条件对车间工艺布置的特殊要求
⑧征求和了解其它专业对车间工艺布置的特殊要求

2）厂房布置：

①厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式，厂房布置主要有平面布置和立面布置
②厂房的平面布置主要是确定厂房面积和柱网布置，包括：生产区域的划分、生产线的组织、厂房面积的组成。厂房平面布置的要求：
a、合理规划厂房出入门口、通道、楼梯和过桥的位置
b、各种地下建筑物如排水沟、电缆沟、工艺设备管道的地沟、地坑等应统一考虑。合理安排，节约基建工程量，并且避免与建筑物基础及设备基础发生矛盾。
c、厂房平面布置应力求规整。
d、根据生产过程的特点和要求，有些工序需留足必须的储存、堆放面积
e、可在露天设置设备，节约投资
③厂房立面布置即空间布置，主要确定厂房的高度和层数，厂房立面布置应力求简单，避免层数过多和层高过高，厂房的立面布置应注意整齐、美观。

3）设备布置：

设备布置就是把车间内的各种设备按照工艺流程要求加以定位，除了主机设备外，还包括附属设备，工艺管道，检修设备。主要设备要与厂房建筑的主要柱网相对定位，设备与设备之间也要相对定位，设备布置主要取决于生产流程和设备安装和操作检修的需要，同时也要考虑其它专业对布置的要求。设备布置要求：
a、重型设备以及在运转中产生较大振动的设备要有一段间隔
b、工艺管道应尽量集中布置，力求管线最短，转弯最少且布置整齐
c、设备沿墙布置时，应注意不要影响门窗的开启，不妨碍厂房的采光和通风
d、为安装与检修时调运设备或部件或在日常生产中吊运其它物件，通常在楼板上设置吊物孔，各层楼板的吊物孔一般上下对正，可贯通吊运
e、在设备上方不设置永久性起重设施时，应预留足够的空间和面积，以架设临时起重装备。

三、车间布置设计的步骤与方法

1、车间布置设计的步骤与方法

1）准备资料

①管道仪表流程图；
②设备一览表（包括设备外形尺寸、重量、支撑形式及保温情况）；
③厂区总平面布置图（包括本车间同其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量）。
④有关规划和标准

2）确定各工段的布置方式

①露天布置
优点：建筑投资少、用地少省，利于安装和检修，通风、防火、防爆等。化工厂的设备布置优先考虑露天布置。
缺点：操作条件差，自控要求高，受大气影响等。
②室内布置
优点：气候影响小，劳动条件好，适应于小型化工装置、间歇操作、操作频繁、在气温较低的 地区或有特殊要求的设备。
缺点：建筑造价较高。

3）确定厂房布置和设备布置方案

采用按流程布置和同类设备集中布置的方案。同时注意车间内交通、运输和人行通道以及维修场地与空间的安排。
4）绘制车间布置草图

将厂房和所有设备按1:100或1：50绘于图上，经反复调整确定最经济合理的方案。
5）绘制车间设备布置图

2、厂房布置设计

车间整体布局根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形及地址条件，可采用以下两种方式布置：
①规模较小的车间，各工段联系紧密，生产特点无显著差异时，可将车间的生产、辅助、生活部门集中布置在一幢厂房内。
②生产规模较大，各工段生产有显著差异，需要严格分开，应采用分散式厂房。
1）厂房平面设计方案

①直通（I型）管廊长条布置
②L形、T形管廊布置
③厂房的宽度
•单层厂房不宜超过30m，多层厂房不宜超过24m，常用宽度有9m、12m、14.4 m、15m、18m、24m、30m等。
•单层厂房常为单跨，即跨度等于厂房宽度，厂房内没有柱子。
•多层厂房宽度为6m时，可不设柱子，跨度为9m以上时，厂房中间需要立柱，两柱间距离为跨度，常用跨度为6m。
•如宽度为12m、14.4m、15m、18m的厂房，常分为6-6、6-2.4-6、6-3-6、6-6-6的形式。
•一般车间的短边（即宽度）常为2~3跨，长边则根据生产规模及工艺要求决定。
•车间布置还要考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。

2）厂房立面布置方案

①厂房高度：考虑设备高低、安装位置、检修要求及安全卫生。
②框架或砖混多层厂房，多用 5m、6m，最低≮ 4.5m，每层尽量相同。
③有高温、有毒气体厂房，应适当加高或设置拔风式气楼(天窗)，以利于自然通风，采光及散热。

3）厂房布置设计注意问题

①厂房设计首先应满足生产工艺的要求，顺应生产工艺的顺序；路线最短，占地最少，投资最低。
②厂房设计时应考虑到重型设备或震动性设备如：压缩机、大型离心机等，尽量布置在底层，在必须布置在楼上时，应布置在梁上。
③操作平台应尽量统一设计，以免平台较多时，平台支柱零乱繁杂，厂房内构筑物过多，占用过多的面积。
④厂房的进出口、通道、楼梯位置要安排好，大门宽度要比最大设备宽出0.2米以上，当设备太高、太宽时，可与土建专业协商，预留安装孔解决，当需要有运输设备进出厂房时，厂房必须有一个门的宽度比满载的运输设备宽0.5米，高0.4米以上。
⑤注意安全，一般层高不宜少于3.2米（单层），楼层、平台要有安全出口。

3、设备布置设计的步骤

1）熟悉掌握有关图纸、资料

在进行设备布置设计前，通过有关图纸资料（工艺流程图、厂房建筑图、设备一览表等），熟悉工艺过程的特点，设备的种类和数量、设备的工艺特性和主要尺寸、设备安装高低位置的要求、厂房建筑的基本结构等等情况，以便着手设计。

2）确定厂房的整体布置（分离式或集中式）

根据设备的形状、大小、数量确定厂房的轮廓、跨度、层数、柱间距等。确定生产用厂房及部位。

3）认真考虑设备布置的原则，应满足各方面的要求。

4）绘制设备布置草图。

从第一层的平面布置入手。先绘出厂房外形轮廓，再在轮廓内进行布置。在设备较多时用硬纸剪成装置外形，以便随意移动，反复布置，也可采用立体模型布置法。在进行设备布置时，可搞出几个方案，反复评比，选出较理想的方案，绘出设备草图。

5）绘制正式设备布置图

根据设备布置草图，考虑以下因素加以修改：总管排列的位置，做到管路短而顺；检查各设备基础大小，设备安装、起重、检修的可能性；设备支架的外形、结构，常用设备的安全距离；外管及上、下水管进、出车间的位置；操作平台、局部平台的位置大小等。