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工藝設(shè)計(jì)及車間工藝布置摘要: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。關(guān)鍵詞:原則、步驟、選擇、布置一、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(shuō)明書。施工圖設(shè)計(jì)時(shí),如設(shè)計(jì)方案無(wú)變化,則不用編寫工藝設(shè)計(jì)說(shuō)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。二、工藝流程選擇(一)選擇工藝流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(jiǎn)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(guò)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(wú)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。不同方案的分析對(duì)比:工藝流程最后確定,需要經(jīng)過(guò)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)三、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(jiǎn)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)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?;A(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(cè)、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。(1)進(jìn)行車間工藝布置設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮的問(wèn)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(lái)的發(fā)展和廠房的擴(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。(2)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(jiàn),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(jiàn)作必要的修改。6.繪制成正式的車間工藝布置圖。四、原料加工車間(一)原料的破碎、篩分(1)破碎系統(tǒng)的發(fā)展近年來(lái),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)(2)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(3)破碎車間的布置1.破碎車間與礦山的距離。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(cāng))時(shí)。6.在大型工廠中不宜將中碎機(jī)布置在同一廠房?jī)?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(lái)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(cāng)(二)物料的烘干(1)烘干系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和選擇原則在選擇烘干系統(tǒng)時(shí),主要應(yīng)考慮下列一些問(wèn)題:1.盡量采用烘干兼粉磨的系統(tǒng)來(lái)制備煤粉和生料。粘土預(yù)烘干至水分6~8%。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1~2%、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(wú)煙煤或無(wú)煙煤摻煤矸石(或石煤)作燃料。6.搞好收塵,防止環(huán)境污染。(2)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)干物料,初水分濕物料表示,換算公式: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=1000G——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、初水分而異。參見(jiàn)表4—2至表4—4。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(zhǎng)徑比(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(kù))附近;3.喂料倉(cāng)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(cāng);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(guò)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.電收塵或袋收塵器五、結(jié)論設(shè)計(jì)工作是基本建設(shè)和技術(shù)改造的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?;窘ㄔO(shè)是指工廠的新建,擴(kuò)建和改建。技術(shù)改造是指用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備對(duì)老廠
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