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1、第六章 設備的設計與選型,第六章 設備的設計與選型,一、專業(yè)設備設計與選型的依據(jù) (1)由工藝計算確定的成品量、物料量、耗汽量、耗水量、耗風量、耗冷量等。 (2)工藝操作的最適外部條件(溫度、壓力、真空度等)。 (3)設備的構造類型和性能。,二、專業(yè)設備設計與選型的程序和內(nèi)容 (1)設備的工藝操作任務、工作性質(zhì)、工作參數(shù)的確定。 (2)設備選型及該型號設備的性能、特點評價。 (3)設備生產(chǎn)能力的確定。 (4)設備數(shù)量計算。 (5)設備主要尺寸的確定。 (6)設備的傳動攪拌和動力消耗計算。 (7)設備結構的工藝設計。 (8)支撐方式的計算選型。 (9)壁厚的計算選擇。 (10)材質(zhì)的選擇和用量計
2、算。 (11)其他特殊問題的考慮。,(一)間歇操作設備生產(chǎn)能力數(shù)量和容積的設計計算 1間歇操作設備生產(chǎn)能力的確定 生產(chǎn)能力的表示方法，一般為t(罐批)或m3(罐批)。例如3000ta味精廠選容積為100t的發(fā)酵罐，其生產(chǎn)能力為： 10070154880112 (1-1) 4.47t(罐批) 式中 100發(fā)酵罐容積(t) 15發(fā)酵初糖濃度 70填充系數(shù) 48發(fā)酵轉化率 80提取率 112精制收率 1染菌率,2間歇操作所需設備數(shù)量的確定 或 式中N設備的操作臺數(shù)(不含備用) Z工段的生產(chǎn)能力，以每晝夜加工原料和半成品的噸數(shù)表示 設備的每一個操作周期(h) G
3、設備操作有效量(t) r一晝夜內(nèi)設備操作的小時數(shù) V0晝夜內(nèi)被加工的原料、半成品的容量(m3) Va一臺設備的容量(m3) 設備的填充系數(shù)，此值為經(jīng)驗值，主要考慮物料的泡沫性質(zhì)和將來可能增加的容量余地。,,,3設備容積的計算 式中 V設備的總容積(m3) Va24h內(nèi)加工的成品或半成品的容積() r操作周期，包括預備時間、操作和清洗等輔助操作時間(h) 設備的填充系數(shù)，裝有攪拌和冷卻裝置的或產(chǎn)生泡沫多的物料應取0.60.8，酒精發(fā)酵罐等取0.80.85，汽液分離器取0.7等,,4設備主要尺寸的計算 發(fā)酵工廠的設備多為容器型設備。不同的設備，高徑比有很大差別。錐形底制作容易，
4、排料干凈，間歇操作采用較多。 通常根據(jù)已知容量V以及高徑比、封頭高度，列出數(shù)學方程求出各部尺寸。 直徑計算出來后，應將其值圓整到接近的公稱直徑系數(shù)。然后校核總容量是否可滿足工藝計算的容量要求。如偏差太大，還要作相應調(diào)整，直到符合要求。 直徑確定后，可根據(jù)關系求出其他尺寸。,(二)連續(xù)操作設備生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的設計計算 設計的依據(jù)： (1)物料流量V(m3s或ts)：物料的流量V，是根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，通過計算確定。 (2)物料在設備中的逗留時間(s)：物料在連續(xù)操作設備中的逗留時間則取決于生產(chǎn)工藝的要求。 (3)物料在設備各部位的流速(ms)。,1生產(chǎn)能力的確定 對于連續(xù)操作的設
5、備，其生產(chǎn)能力是在保證生產(chǎn)工藝條件的基礎上，單位時間通過設備的物料量，由工廠的規(guī)模與物料衡算確定。 例如以淀粉質(zhì)原料，年產(chǎn)10000t酒精廠根據(jù)物料衡算蒸煮醪的體積流量為14.8 m3/h。因此要求連續(xù)蒸煮設備的生產(chǎn)能14.8 m3/h 。,2設備容積的計算 已知物料的流量V和逗留時間，可以計算出設備的有效容量V有效： 例如10000ta酒精廠蒸煮時間(即在蒸煮設備高溫區(qū)的逗留時間),根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，要求9060min，現(xiàn)取80min,則蒸煮設備的總容積V有效為：,,,3設備數(shù)量的計算 連續(xù)操作設備為一般取設備數(shù)量為35個。也可設定單個設備容量由總容量求算設備數(shù)量n： 式中 V有效設備有效總
6、容積(m3) V單臺設備容積(m3) 填充系數(shù)() 接上例10000ta酒精廠V有效=19.73 m3,V =7 m3，=100，則設備數(shù)量n為：,,,,,4設備主要尺寸計算 容器類設備的主要尺寸計算方法同間歇操作設備的計算方法。但連續(xù)操作設備為保證其順序性，通常高徑比要比間歇操作設備大些。具體情況，可根據(jù)生產(chǎn)特點加以確定。,三、主要設備明細表 通過設備的工藝設計計算，除了定型的通用設備以外，對于生化反應器(發(fā)酵罐、種子罐)、換熱器、塔器等主要設備都應列設備明細表。,四、設備一覽表 所有設備選型與設計完成以后，按流程圖序號，將所有設備逐一匯編成設備一覽表，作為設計說明書的組成部
7、分，并為下一步施工設計以及其他非工藝設計和設備訂貨提供依據(jù)。 在填寫設備一覽表時，也可把各車間的設備按專業(yè)設備、通用設備、非標準設備進行分類填寫設備一覽表。以便于將設備分類匯總，分別交給不同的部門進行加工和采購。,第七章 設計說明書,第七章 設計說明書,第一節(jié) 初步設計說明書 一、全廠初步設計說明書的編寫內(nèi)容 1總論 2技術經(jīng)濟 3總平面布置及運輸 4工藝 5自動控制測量儀表 6建筑結構 7給水排水 8供電 9電信 10供熱 11采暖通風 12空壓站、氮氧站、冷凍站 13維修 14倉庫與堆場 15中心化驗室 16環(huán)保與綜合利用 17節(jié)約能源 18消防 19計量
8、20職業(yè)安全衛(wèi)生 21生活福利設施 22總概算書,總論： 扼要闡明工程的建設規(guī)模、產(chǎn)品方案、技術特征，綜合各專業(yè)提出的設計要求，論述設計的技術先進性和經(jīng)濟合理性，說明環(huán)境保護、節(jié)能、消防、計量、職業(yè)安全衛(wèi)生等基本情況。對存在的問題提出解決的辦法或建議。 具體包括：設計依據(jù)；設計指導思想；設計范圍；建設規(guī)模和產(chǎn)品方案；進度建議；投產(chǎn)后達到設計能力的計劃安排；主要原材料、物料、燃料的規(guī)格、數(shù)量及來源；論述生產(chǎn)方法的先進性、合理性、可靠性及選用依據(jù)；廠址概述；公用工程及輔助工程；技術經(jīng)濟；全廠設備估算重量；建筑材料估算數(shù)量；安裝及施工材料估算數(shù)量；環(huán)境保護及綜合利用；節(jié)能措施；勞動保護、
9、安全防護；工廠機械化、自動化水平；工作制度；配套工程情況；主要技術方案的比選要點；存在問題及建議；附件等23個有關內(nèi)容。 back,總平面布置及運輸： 包括設計依據(jù)和范圍；廠址；總平面布置；工廠運輸；存在問題及建議；附件等內(nèi)容。 工藝： 工藝部分說明書的內(nèi)容應根據(jù)行業(yè)特點和工程的繁簡條件編寫。包括設計依據(jù)和范圍；全廠生產(chǎn)車間組成；全廠工藝流程；生產(chǎn)操作計量工作的綜合說明。有幾個主要車間時，應按車間分別編寫。 back,第九章 工藝設計圖,第一節(jié) 工藝流程圖 一、概 述 1全廠總工藝流程圖或物料平衡圖 細實線長方框表示各車間(工段)。流程線只畫出主要物料，用粗實線表示。流
10、程方向用箭頭畫在流程線上。圖上注明車間名稱，各車間原料、半成品和成品的名稱、平衡數(shù)據(jù)和來源、去向等。,2物料流程圖 物料流程圖一般是在初步設計階段，完成工藝平衡計算后，在全廠總工藝流程圖基礎上繪制的。它是一種以圖形與表格結合的形式，反映設計計算結果，表達各車間內(nèi)部工藝物料流程的圖樣。圖樣采用展開圖形式，按工藝流程次序，自左至右畫出一系列設備的圖形，并配以物料流程線和必要的標注與說明。在流程上標注出各物料的組分、流量以及設備特性數(shù)據(jù)等，是這種圖樣的一個特點。,3帶控制點工藝流程圖 帶控制點工藝流程圖是內(nèi)容較為詳細的一種工藝流程圖。在管線和設備上畫出配置的某些管件、閥門、白控儀表等有關符號
11、，可供生產(chǎn)和施工、安裝使用。帶控制點工藝流程圖是工藝設計必須完成的圖樣。,二、帶控制點工藝流程圖的繪制 帶控制點工藝流程圖是表示全部工藝設備、物料管道、閥門、設備附件以及工藝和自控儀表的圖例、符號等的一種工藝流程圖，也稱生產(chǎn)控制流程圖或工藝控制流程圖。在初步設計和施工圖設計中均要提供這種圖樣。由工藝專業(yè)和自控專業(yè)人員合作繪制而成。它是設備布置、儀表測量和控制設計的依據(jù)，并可供施工安裝、生產(chǎn)操作時參考。,(一)視圖內(nèi)容和表示方法 1視圖內(nèi)容 (1)圖形 將各設備的簡單外形按工藝流程次序，展開在同一平面上，配以連接的主輔管線及管件、閥門、儀表控制點符號等。 (2)標注 注寫設備
12、位號及名稱、管段編號、控制點代號、必要的尺寸、數(shù)據(jù)等。 (3)圖例 代、符號及其他標注的說明，有時還有設備位號的索引等。 (4)標題欄 注寫圖名、圖號、設計階段等。,2表示方法 (1)比例與圖幅 帶控制點工藝流程圖可以車間或工段為主項進行繪制，原則上一個主項繪一張圖樣。若流程復雜，一個主項也可以分成數(shù)張繪制，但仍算一張圖樣，且需要使用同一個圖號。必要時也可適當縮小比例進行繪制。 比例：圖上的設備圖形及其高低間相對位置大致按1：100或1：200的比例繪制，流程簡單時也有用1：50的比例。一般流程圖用展開畫法，實際上并不全按比例繪制，故于標題欄內(nèi)不予注明。 圖幅：圖形采用
13、展開圖形式，呈長條形，因此可采用標準幅面加長的規(guī)格。,(2)設備的畫法 圖形：設備在圖上一般按比例用細線(b3)繪制，畫出設備的主要輪廓。有時也畫出具有工藝特征的內(nèi)件示意結構，可以用虛線繪制或用剖視形式表示。設備上的管口一般不予畫出；若需要畫出則可用單線表示。設備上的傳動裝置應簡單示意畫出。某些過大或過小的設備圖，可適當縮小或放大比例。,相對位置：設備間的高低和樓面高低的相對位置，一般按比例繪制。低于地面的，也要相應畫在地平線以下，盡可能符合實際安裝情況。有位差要求的設備，需注明其限定尺寸。設備的橫向順序應與主要物料管線一致，勿使管線曲折往返過多。設備間的橫向間距，要合理布置，避免管線過長或
14、過密。 相同系統(tǒng)的處理：兩個或兩個以上相同的系統(tǒng)，一般應全部畫出，但也可只畫出一套。只畫出一套時，被省略部分的系統(tǒng)，則需用雙點劃線繪出矩形框表示。框內(nèi)注明設備的位號、名稱，并繪出引至該套系統(tǒng)的一套支管。,(3)設備的標注 標注內(nèi)容：設備在圖上應標注位號和名稱。設備位號在整個車間內(nèi)不得重復。施工圖設計與初步設計中的編號應一致。如果施工圖設計中設備有增減，則位號應按順序補充或取消(即保留空號)。設備名稱也應前后一致。 標注方式：設備的位號、名稱一般標注在相應設備的圖形上方或下方，各設備在橫向之間的標注應基本排成一行。在圖紙同一高度方向出現(xiàn)兩個設備圖形時，將偏在上方的設備標注在圖紙上端。若
15、在同一高度方向出現(xiàn)兩個以上設備圖形時，則可按設備的相對位置將某些設備的標注放在另一設備標注的下方。也有一些圖樣，其設備位號用指引線引出，注在設備圖形的空白處。同位號的設備在位號的尾端加注“a”、“b”、“c”等字樣以示區(qū)別。如數(shù)量不止一臺而僅畫出一臺時，則在位號中應予注全。,,第二節(jié)設備布置圖 (一)設備布置圖的視圖內(nèi)容 (1)一組視圖：表示廠房建筑的基本結構和設備在廠房內(nèi)外的布置情況。平、立面圖，剖面圖的數(shù)量以表示清楚為原則。 (2)尺寸及標注：在圖形中注寫與設備布置有關的尺寸和建筑軸線的編號、設備的位號、名稱等。 (3)安裝方位標：指示安裝方位基準的圖標。 (4)說明與附注：對設備
16、安裝布置有特殊要求的說明。 (5)設備一覽表：列表填寫設備位號、名稱等。 (6)標題欄：注寫圖名、圖號、比例、設計階段等。,(二)設備布置圖的表示方法 1分區(qū)原則 當車間范圍較大，以車間為單位繪制圖樣不能清晰和詳細表達時，則應繪制該車間的首頁圖，首頁圖上分區(qū)范圍可以用粗雙點劃線表示，然后按首頁圖上所劃分的區(qū)域再分繪其設備布置圖。 當車間范圍不很大，各工段（工序）的設備可以聯(lián)合布置，表達清楚時，可統(tǒng)一出圖，以車間為單位繪制設備布置圖。,2比例與圖幅 繪圖比例通常采用1：50和1：100，個別情況下，可考慮采用1：200和1：500。首頁圖可采用1：400、1：500的比例。必要時，可以
17、在一張圖紙上的各視圖采用不同的比例，此時可將主要采用的比例注明在標題欄內(nèi)，個別視圖的不同比例則在視圖名稱的下方或右方予以注明。 圖幅一般采用一號幅面，如需繪制在幾張圖紙上，各張圖紙的幅面規(guī)格盡量相同。圖幅需要加長時，可按國家標準機械制圖規(guī)定加以確定。,3視圖的配置 (1)平面圖：設備布置圖一般以平面圖為主，表明各設備在平面內(nèi)的布置狀況。當廠房為多層時，應分別繪出各層的平面布置圖。在平面圖上，要表示廠房的方位、占地大小、內(nèi)部分隔情況，以及與設備安裝定位有關的建筑物、構筑物的結構形狀和相對位置。 一張圖紙內(nèi)繪制幾層平面圖時，應以0.00平面開始畫起，由下而上，從左至右順序排列。在平面圖下方各注
18、明其相應標高，并在圖名下畫一粗線，注明平面圖名稱為：“0.00平面”、“5.10平面”，“10.20平面”等。,(2)剖視圖 剖視圖是在廠房建筑的適當位置上，垂直剖切后繪出的立面剖視圖，以表達在高度方向設備安裝布置的情況。在保證充分表達清楚的前提下，剖視圖的數(shù)量應盡可能少，但最少要有一張。 在剖視圖中要根據(jù)剖切位置和剖視方向，表達出廠房建筑的墻、柱、地面、屋面、平臺、欄桿、樓梯以及設備基礎、操作平臺支架等高度方向的結構和相對位置。 剖視圖的剖切位置需在平面圖上加以標記。 在剖視圖的下方應注明相應的剖視名稱，如A--A(剖視)” ，在剖視名稱下加畫一粗線。剖視的名稱在同一套圖內(nèi)不得重復。剖
19、切位置需要轉折時，一般以一次為限。 剖視圖與平面圖可以畫在同一張圖紙上，按剖視順序，從左至右，由下而上順序排列。當剖視圖與平面圖分別畫在不同圖紙上時，就在平面圖上剖切符號下方，用括號注明該剖視圖所在圖紙的圖號。,4視圖表示方法 (1)建筑物及其構件 廠房建筑的空間大小，內(nèi)部分隔，以及與設備安裝定位有關的基本結構，如墻、柱、地面、樓板、平臺、欄桿、樓梯、安裝孔洞、地溝、地坑、吊車梁及設備基礎等，在平面圖和剖面圖上，均應按比例采用規(guī)定的圖例。 與設備安裝定位關系不大的門窗等構件，一般只在平面圖上畫出它們的位置、門的開啟方向等，在剖視圖上則一概不予表示。 在設備布置圖中，對于承重墻、柱子等結
20、構，要按建筑圖要求用細點劃線畫出其建筑定位軸線。,(2)設備 設備布置是圖樣的主要內(nèi)容，因此設備、設備的金屬支架、電機及其傳動裝置等，都應用粗實線或粗虛線畫出。 圖樣有兩個以上剖視圖時，設備在各剖視圖上一般只應出現(xiàn)一次，無特殊必要不予重復畫出。位于室外而又與廠房不連接的設備及其支架等，一般只在底層平面圖上給以表示。剖視圖中設備的鋼筋混凝土基礎與設備外形輪廓組合在一起時，將其與設備一起畫成粗線。 穿過樓層的設備，在相應的平面圖上可按圖14-28所示的剖視形式表示。圖中樓板孔洞不必畫出陰影部分。,(三)設備布置圖的標準 1廠房建(構)筑物 (1)尺寸內(nèi)容 廠房建筑物的長度、寬度總尺寸。
21、柱、墻定位軸線的間距尺寸，必須注意和土建專業(yè)圖紙完全一致以免給施工安裝造成困難。 為設備安裝預留的孔、洞以及溝、坑等定位尺寸。 地面、樓板、平臺、屋面的主要高度尺寸及其他與設備安裝定位有關的建筑結構構件的高度尺寸。,(2)尺寸的注法 平面尺寸： a.以建筑定位軸線為基準，單位用mm，圖中不必注明尺寸單位。 b.尺寸允許注成封閉鏈狀。 c.尺寸界線一般是建筑定位軸線和設備中心線的延長部分。 d.尺寸線的起止點可不用箭頭而采用45的細斜短線表示，此時最外側的尺寸線需延長至尺寸界線外一段距離。 e.尺寸數(shù)字應盡量標注在尺寸線上方的中間，當尺寸界線距離較緊沒有位置注寫數(shù)字時，可引出標注。
22、,標高： a.一般以主廠房室內(nèi)地面為基準，作為零點進行標注，單位用m，數(shù)值一般取小數(shù)點后兩位，單位在圖中不必注明。 b.標高符號一般采用圖14-32(1)所示的形式，符號以細實線繪制。如標注部位狹窄，則可采用圖14-32(2)的形式，高度h根據(jù)實際要求決定，水平線長度L應以注寫數(shù)字所占地位的長度為準。 c.零點標高標成“0.00”，高于零點的標高，其數(shù)字前一般不加注“+”號；低于零的標高，其數(shù)字前必須加注“”號。 d.平面圖上出現(xiàn)不同于圖形下方所注標高的平面時，如地溝、地坑、操作臺等，應在相應部位上分別注明其標高。,2設 備 (1)尺寸標注 圖上不注設備定形尺寸而只標注安裝定位尺寸。
23、 平面定位尺寸：設備的定位尺寸以建筑定位軸線為基準，注出其與設備中心線或設備支座中心線的距離。懸掛于墻上或柱子上的設備，應以墻的內(nèi)壁或外壁、柱子的邊為基準，標注定位尺寸。 當某一設備已采用建筑定位軸線為基準標注定位尺寸后，鄰近設備可依次用已標出定位尺寸的設備中心線為基準來標注定位尺寸。,高度方向定位尺寸：設備在高度方向的位置，一般是以標注設備的基礎面或設備中心線(臥式設備)的標高來確定。必要時也可標注設備的支架、掛架、吊架、法蘭面或主要管口中心線、設備最高點(塔器)等的標高； (2)名稱與位號的標注 設備名稱和位號在平面圖和剖視圖上都需標注，而且應與工藝流程圖相一致。一般標注在相應圖形的上方或下方，不用指引線，名稱在下、位號在上，中間畫一粗實線。也有只注位號不標名稱的，或標注在設備圖形內(nèi)不用指引線，標注在圖形之外用指引線。,3安裝方位標 設備布置圖應在圖紙的右上方繪制一個設備安裝方位基準的符號安裝方位標。符號以粗實線畫出兩個直徑分別為14與8mm的圓圈和水平、垂直兩直線，并分別注以0、90、180、270等字樣。安裝方位標可由各主項設計自行規(guī)定一個方位基準，一般均采用北向或接近北向的建筑軸線為零度方位基準。該方位基準一經(jīng)確定，設計項目中所有必須表示方位的圖樣，均應統(tǒng)一。,
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