化工设计概论 教学课件 ppt 作者 杨秀琴 徐绍红 主编第3章 厂址选择和总平面设计.ppt

化工设计概论 第三章·厂址选择与总平面设计,第三章 厂址选择与总平面设计,学习目标：,通过本单元的学习，学生可以了解化工厂厂址选择的程序与原则，掌握化工厂总平面设计的基本原则、内容和方法，并能根据实地情况进行厂址选择报告的编写厂址选择是化工厂建设过程中非常重要的一个环节厂址的选择是否正确、合理，将对以后工厂的建设速度、运转成本、环境保护、发展潜力甚至安全生产等方面都会产生直接的影响 厂址选择的政策性很强，工厂的建设必须要符合当地的长期发展规划、环保要求，并且需要取得主管部门、地方政府及当地民众的理解和支持； 厂址选择的经济性很强，在满足工厂正常生产及长远发展的前提下，尽可能降低建厂投资及运行成本，是必须要考虑的，因此，厂址区域的自然地理特征，运输方式、条件、成本，水源和动力的提供方式、成本，工厂未来的发展空间等都需要考虑； 厂址选择的技术性很强，工厂建设是一项综合性、团队性的工作，涉及工艺、土建、给排水、电气、技术经济等多个领域和专业，需要密切配合，互相协作，在厂址选择过程中，必须要满足各专业、各环节的建设、生产要求第一节 厂址选择,厂址不宜选择的区域： （1）低于洪水位或采取措施后仍不能确保不受水淹的区域； （2）地震、洪水、泥石流等自然灾害易发生地区； （3）厚度较大的三级自重湿性黄土地区； （4）国家风景区、名胜保护区、古建筑、古迹及自然保护区、矿藏区； （5）卫生防护地带、流行病、传染病区； （6）重要军事基地、国防军事区域。

一、厂址选择的注意事项,对于厂址选择的影响因素，可根据它们与建设和生产成本的关系分为两大类与成本有直接关系的因素，称为直接因素，可以用货币单位来直接衡量，如运输、原料、动力与能源、水源、劳动力、建筑、土地、税费等与成本无直接关系，但能间接影响产品成本和未来企业发展的因素称为间接因素，如气候和地理环境、环境保护、当地文化习俗、政府政策、发展空间，当地居民对工厂的态度等 在厂址选择时，不能仅考虑直接因素，要将直接因素和间接因素进行统筹，寻找最佳的结合点，这对工厂长远的发展影响重大二、厂址选择的影响因素,厂址选择的具体工作程序可以分为前期准备、现场踏勘、编制报告三个阶段 1.前期准备 选厂工作组成员在对设计任务及地方政策有一个深入认识之后，就开始了厂址选择的前期工作，本阶段主要任务是拟定选厂指标和设计基础资料的收集提纲 所拟定的选厂指标主要有以下几个方面： （1）所建工厂的产品方案和规模（产量、职工人数等）； （2）工厂生产所需原料、燃料、水源的来源、年消耗量等； （3）产品的品种、数量及销售去向，合适的运输方式等； （4）生产过程中所产生“三废”的量、性质、可能造成的污染及应对的初步措施； （5）工厂建设的预算面积、厂区内主、辅建筑物的初步配置、要求及工厂未来的发展规划纲要等。

三、厂址选择的程序,2.现场踏勘 本阶段的主要工作是通过现场踏勘获得第一手资料，并进行设计基础资料的收集，现场踏勘应包括如下内容： （1）厂区周围的工厂分布、生产状况，附近居民的分布及协作的具体要求； （2）厂区附近水源地、排水口、供电及附近各种管线的的可能走向； （3）厂区附近可利用的交通线及其等级、运输量等； （3）厂区附近历史上洪灾及地质情况； （4）厂区附近目前的污染状况及相应的处理措施； 通过所收集到的资料对工厂进行初步规划，并形成工厂区域的初步规划方案，包括厂区内及附近自然地形的改造利用、原有设施加以保留和利用的可能性；原料、货物运输方式及线路设计等三、厂址选择的程序,3.编制报告 厂址选择报告基本内容应包括如下几个方面： （1）总述 （2）主要技术经济指标 （3）厂址条件 主要说明所选地域的自然条件、周边配套设施等包括： ①厂址的地理位置、地形、地势、地质、气象数据、面积及环境； ②厂区附近的交通运输情况（运输方式、运输量及运输成本等）； ③厂区基建材料及生产过程中原料、能源的供给方案等、 ④厂区给排水措施； ⑤厂区土地征用及居民搬迁情况； ⑥职工生活设施的基本概况 （4）厂址方案比较 根据选择厂址的各项自然、技术经济条件，对几个拟选定的厂址进行综合性，全方位的比较，并确定最终选定厂址的推荐意见及其中有关问题的解决方案。

三、厂址选择的程序,表3-1 厂址技术方案比较,表3-1 厂址技术方案比较,表3-2 厂址经济方案比较,表3-2 厂址经济方案比较,厂址选择的评价方法很多，需要考虑的因素也很多，单凭直观的计算和表观数据的比较，已不能满足厂址选择的需要目前厂址的选择有以下发展趋势： （1）计算机技术的应用：随着计算机技术的发展，计算机模拟技术，多维准则的计算机检索技术得到了广泛的应用，利用复杂的函数关系同时对多个考虑目标进行优化、分析，使厂址的选择更加科学、客观 （2）厂址选择向动态、长期、均衡决策发展传统的厂址选择指标是建立在当前以及对未来的预测基础之上的而现代的选址技术则适应了动态发展的要求，将企业的生产能力、分配方案、市场需求、成本变化、竞争局面均衡地加以考虑，不断进行修正，使得选址这一长期决策与生产业务的中期短期决策有机地结合起来，以达到尽可能低的技术经济指标四、厂址选择的发展趋势,某尿素加工厂设计年产量为100,000万吨；另外还生产甲醇、稀硝酸、硝铵等产品初步拟定的厂址草图如图3-1所示五、厂址选择示例分析,图3-1 某尿素厂平面布置草图 1-煤堆场 2-造气工段 3-除尘工段 4-脱硫工段 5-变换工段 6-氨合成车间 7-液氨储罐 8-压缩工段 9-甲醇塔 10-尿素合成车间 11-造粒塔 12-成品库 13-变电室 14-变电站 15-稀硝酸工段 16-硝铵工段 17-废水处理 18-办公区 19-生活区,该厂属于中型企业，原材料的消耗量、产品量都比较大，需要有便利的交通条件。

从图中可以看出，厂址选在铁路线附近，且有通往城镇的公路，交通便利，原料煤炭可由铁路直接运输到厂区堆场；产品尿素可由铁路输出另外，厂区内地形平坦，建厂时，土石方量不大，厂区附近水系发达，可满足工厂所需的水量和水质，污水经处理后，可作为生产用水循环使用电力由国家电网供应，比较充裕厂区地质条件好，主导风向为东南风，处于居民生活区的下方向综上所述，该厂址的选择是合理的五、厂址选择示例分析,厂址选择后，需要对厂区进行整体的规划设计，即化工厂的总平面设计，其基本任务是把全厂具有不同使用功能的主、辅建筑物、交通运输线、管线等按整个生产工艺流程，结合厂区的各种自然条件和外部条件，同时兼顾安全生产和工厂发展的需要，进行合理的布局，化工厂的总平面设计具有全局性和长远性第二节 化工厂总平面设计,化工厂总平面图设计的内容包括：平面布置和坚向布置两大部分平面布置主要内容如下： （1）厂房布置 （2）运输设计 （3）管线综合设计 （4）绿化布置和环保设计 竖向布置是对建筑物、道路、管网、沟渠等的标高结合厂区自然地形进行设计，使之满足生产的需要并相互协调做竖向设计时，应尽量利用自然地形，在保证运输和地面排水需要的前提下，减少土石方挖填量，节省投资。

竖向布置的主要内容如下： （1）选择竖向布置的形式（平坡式、阶梯式、混合式）和平土方式；,一、总平面图的内容,（2）确定主、辅建筑物、铁路、道路、排水沟和露天堆场等的设计标高，并与厂外运输线路相互衔接； （3）计算土石方工程量，拟定土石方调配方案； （4）确定排水方式及排水措施； （5）注明建筑物设计地坪标高、站台、挡土墙护坡、台阶等顶面和底角的设计标高，注明桥涵编号和出入口的沟底标高 综上所述，所谓总平面设计，就是一切从生产工艺出发，研究并处理主、辅建筑物、道路、堆场、各种管线和绿化诸方面的相互关系，并在一张或几张图纸上用设计语言表示出来一、总平面图的内容,为了使化工厂在运转过程中既高效、安全，又节能、环保，在化工厂总平面设计过程中，除了要综合利用厂区的各种有利因素外，还必须严格按照设计的基本原则并结合具体情况进行 化工厂总平面图在设计过程中应遵循以下原则： （1）保证安全 化工生产具有易燃、易爆、有毒、有害等特点，在设计时需考虑 ①厂区布置应严格遵守防火、防爆等安全规范、标准 ②产生明火的车间如锅炉、变电、机修等与散发可燃性气体的车间尽量远离，并应处于下风向 ③有腐蚀性介质散发、粉尘飘散、污水排放的车间应设计有防护措施，并布置在下风向，河流下游。

④存有危险性、易爆性、腐蚀性物品的库房应布置在人员少、无火源的地方，并树立警示牌二、总平面图的原则,⑤生产过程中具有一定危险性的车间、装置应尽量采用露天或半敞开的布置形式 （2）满足生产 化工厂的设计必须满足生产的需要，这是前提主要从以下几个方面体现： ①最大限度地满足生产工艺要求，避免生产流程的交叉往复，使物料的输送距离尽可能最短，并使厂内外运输相适应，避免往返运输和作业线交叉，避免人货交叉； ②将公用系统耗量大的车间，如大量使用蒸汽、压缩空气、水、电能的车间，尽量集中布置，以形成负荷中心并与供应来源靠近，使公用工程介质的输送距离最小； ③厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，运输货物道路应与车间保持一定的距离，一般道路末端应为环形道路，以免在倒车时造成堵塞现象同时还应从实际出发考虑是否需有铁路专用线和码头等设施二、总平面图的原则,（3）适合发展 随着化学工业的发展，环保、绿色、节能、清洁生产的生产工艺会不断被开发，化工产品的加工程度也会不断提高，人们对化工产品需求的档次、数量及品种也会变化，这些在化工厂设计过程中必须要考虑，这就要求化工厂的设计要对以后的发展有较大的适应能力，即化工厂的建设要使近期规划与远期规划相结合。

在设计过程中要充分考虑市场需求和工厂未来发展的可能性，留有一定的余地工厂分期建设时，应一次布置 （4）注重环保 化工生产“三废”产生量多，处理过程复杂，能否满足环保的要求是化工企业正常生产的关键在设计过程要充分体现循环经济的理念，正确设计处理方法、合理安排“三废”处理设备，使生产过程满足环保的要求二、总平面图的原则,（5）节约土地 节约土地不但是我们的基本国策，也是降低成本的有效手段，在设计过程中应尽量采用联合厂房或联合装置，能露天布置的尽可能露天布置，尽可能多的采用多层建筑等 （6）要注意厂区周围环境的协调以及厂区绿化，应与城市或区域总体规划相协调 最后，在化工厂总平面设计时，厂内道路的路面结构及载荷标准应满足施工和安装（特备是大型设备吊装）的要求二、总平面图的原则,化工厂的主要和辅助建筑物根据它们的使用功能可分为： ①生产车间——指从原料加工到成品产出的若干个车间，是主要的部分如控制室、原料处理车间、净化车间、合成车间、产品包装车间、综合利用车间等 ②辅助车间——机修车间、动力车间、中心试验室、化验室等 ③仓库——成品库、原料库、包装材料库、酸碱库、溶剂库、杂品库、五金库、备品备件库、危险品库等。

④供水设施——水泵房、水处理间、水井、水塔、水池等 ⑤排水系统——废水处理设施等 ⑥办公和生活设施——办公室、食堂、医务室、浴室、卫生间、传达室、汽车房、自行车棚、围墙、厂大门等 化工厂主要是由上述功能的主要和辅助建筑物所组成，化工厂总平面设计应围绕生产车间进行排布，即生产车间（即主车间）应在工厂的中心，根据生产工艺的需要，其他车间、部门及公共设施可围绕主车间进行排布三、主要和辅助建筑物的配置,化工厂各主要和辅助建筑物在布置过程中一般应遵循如下规律：（1）统筹安排厂区，满足使用要求，留有发展余地 在进行厂区内建筑物布置前，通常先对厂区进行划分，如图3-2所示可分为厂前区、厂后区、生产区及左右两侧区各区功能分明，运输、联系快捷，生产、管理方便三、主要和辅助建筑物的配置,图3-2 厂区划分图,厂区内的主要和辅助建筑物，可根据自身的生产性质，结合安全、卫生、运输等的需要，划分为若干紧密而性质相近的单元，布置在各个区内，既满足生产、管理的需要，又便于保持。