工艺设计及车间工艺

工艺设计是工厂设计的主要环节，是决定全局的关键。工艺设计的主要任务——确定生产方法、选择生产工艺流程；确定生产设备的类型、规格、数量，选取各项工艺参数及定额指标；确定劳动定员及生产班制；进行合理的车间工艺布置。从工艺技术上、生产设备上、劳动组织上保证设计厂投产后能正常生产，在产品的数量和质量上达到设计的要求。

(一)工艺设计的基本原则

1．安全可靠、经济合理、技术先进

2．合理地选择工艺流程和设计指标

3．为生产挖潜和发展留有余地

4．合理考虑机械化、自动化装备水平

5．注意环境保护，减少污染

6．要考虑其它专业设计的要求，并为其设计提供可靠依据。

(二)工艺设计的步骤

初步设计时的步骤为:

l．确定各车间生产任务。

2．选择生产工艺流程及主机设备。

3．确定主要工艺参数、定额指标及车间工作制度。

4．物料平衡计算。

5．设备选型及计算。

6．车间工艺布置并绘制工艺布置草图。

7．计算设备的电力安装容量以及蒸汽、压缩空气和其它动力需要量，计算人员数量和运输量。向土建等专业工种提供资料。

8．根据土建设计，绘制正式工艺布置图。

9．主要技术经济指标计算。

10．编写工艺设计说明书。

施工图设计时，如设计方案无变化，则不用编写工艺设计说明书，而要在工艺布置图的基础上，绘制管道系统图、设备安装图和溜管、支架等非标准件图。

(一)选择工艺流程的原则

选择工艺流程，首先要保证产品的质量要求，在满足产品质量要求的前提下，尽可能简化流程，缩短生产周期。工艺流程的选择还应充分体现技术上的先进性和可靠性。

要注意吸收类似工厂在实践中所积累的丰富经验。选用新设备、新技术、新工艺时要充分调查，反复论证，认真落实。

生产过程的机械化与自动化：是现代工厂发展的方向。选择流程时应从工厂

规模、当时当地实际情况出发，尽可能提高机械化程度，降低劳动强度。如有条件，还应考虑自动化，暂无条件时也应充分考虑到今后技术改进和发展的可能性。技术经济分析：选择工艺流程时，必须进行技术经济分析，使建厂后各项技术经济指标经济合理。此外，还应注意到生产调节的灵便性。不同方案的分析对照：工艺流程最后确定，需要经过不同方案的分析对照，使选用的流程可靠、合用、先进、合理。

(二)确定工艺流程的依据

l．原料的组成和性质

2．产品品种及质量要求

3．工厂规模及技术装备水平

4．建厂地区气候条件

5．半工业加工试验

任务——确定车间的厂房布置和设备布置。

要求：车间工艺布置做到生产流程顺畅、简捷、紧凑，尽量缩短物料的运输距离，充分考虑设备操作、维护和施工、安装及其它专业对布置的要求。车间工艺布置设计是以工艺专业为主导，并在其它专业如总图、土建、电气等的密切配合下共同。

(一)生产车间工艺布置设计的依据

常用的设计规范和规定有：

企业工艺管理规程；工厂工艺设计技术规定；工厂设计节能技术规定；机械设备安装工程施工及验收规范；压缩空气机站设计规范；建造设计防火规范；工业企业设计卫生标准；工业企业噪声控制设计规范；工业环境保护设计规定；建材工业劳动安全与工业卫生设计规定；工业污染排放标准等。

基础资料有：

工艺计算及主机设备选型；工艺流程图；全厂生产车间总平面轮廓图；设备选型图册、样本；同类型工厂生产车间工艺布置图等。

(二)生产车间工艺布置的要求

生产车间工艺布置包括厂房布置和设备布置。

(1)进行车间工艺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造面积和建造体积；

3．为本车间将来的发展和厂房的扩建留有余地；

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的连接方便、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

厂房布置——平面布置和立面布置

主要决定于生产流程、生产特点、厂区面积、厂区地形地质条件和设备

布置。它必须满足工艺要求，便于组织生产流水线。同时也应符合国家的防火、卫生标准等各种规范和规定。

1．厂房的布置方式

厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式。

2．厂房的平面布置

厂房的平面布置主要是确定厂房的面积和柱网布置(跨度和柱距)。

1)生产区域的划分

2)生产线的组织

3)厂房面积的组成：

厂房面积主要包括以下几方面:

①设备本身和生产操作所需的面积；

②设备安装和检修所需面积；

③其他设施所需的面积，如变配电室、控制操作室、隔音室及采暖、通风、收尘用的面积等；

④生产管理及生活用室所需的面积，如车间办公室、化验室、更衣室、浴室、厕所等；

⑤辅助面积，如电工房、机修间、材料室等；

⑥各种通道、楼梯所需的面积。

4)平面布置的要求

①合理规划厂房出入门口、通道、楼梯和过桥的位置。

②各种地下构筑物如排水沟、电缆沟、工艺设备管道的地沟、地坑等应统一考虑。合理安排，以节约基建工程量，并且避免与建造物基础及设备基础发生矛盾；

③厂房平面布置应力求规整，

④根据生产过程的特点和要求，有些工序需留足必要的储存、堆放面积。

⑤可在露天放置的设备，不必建造厂房，以节约投资。

3．厂房的立面布置

厂房的立面布置即空间布置，主要是确定厂房的层数和高度。

1)厂房建造形式

厂房建造形式有单层和多层。

2)立面布置的要求

①厂房层高——设备本身的高度，基础要求的高度，设备顶部凸出物的高度，操作和维护所需的高度。建造结构(楼板、梁)对梁的位置及梁、楼板截面尺寸有所估计；

②走廊、地坑、操作平台等通行部份的净空高度不得低于 2.0 m，不时常通行部分不得低于 1.9 m。

空中走廊跨越公路或者铁路时，公路路面上方的净空高度不低于 4.5 m，铁路轨顶上方的净空高度不低于 5.5 m；

③高温车间厂房(如烘干车间、烧成车间)可适当增加高度、并考虑加开天窗，以利通风散热；

④厂房中有个别设备(如提升机) 较高时，可考虑局部地提高该部份厂房的高度。

⑤有桥式起重机的厂房空间高度。

⑥在满足生产工艺要求和卫生、安全等其他要求的情况下，厂房立面应力求简单，避免层数过多和层高过高。厂房的立面还应注意整齐美观。

(3)设备布置