食品厂实罐车间设计及设备布置(喜格)

第一篇：食品厂实罐车间设计及设备布置(喜格)

食品厂实罐车间设计及设备布置(喜格)实罐车间是罐头食品厂的主要生产车间。一个中小型罐头食品厂一般都要建设一至二个以上的实罐车间。车间建设投产以后对所生产的品种以及产品和质量关系很大‘军间建设一经施工就不易更改。而在建设以后一般都要考虑使用十五年以上(按耐久性规定的建筑物等级中规定，工业厂房的耐久年限是十五至四十年)。况且有些固定设施在安装以后则不能轻易改动。所以，罐头食品厂的设计应以生产车间为主。生产车间的设计又应以实罐车间为主。在设计时必须拿面考虑。SICOLAB以使其能在总图布置、土建、给排水、供电、供汽、采暖、通风、制冷以及安全卫生等方面取得统一和协调。

罐头食品厂的实罐车间不同于其他行业的一般生产车间。因罐藏原料多取自农副产品。具有品种多，生产季节集中和容易腐败变质的特点。所以，罐头食品厂的实罐车间多不是专用的。特别是以生产果蔬罐头为主的中小罐头食品厂。所建的实罐车间就应考虑它的通用性和生产的灵活性。以适应多品种不同产量的季节性生产。同时，实罐车间在生产中又散发大量水蒸汽和油气等气体，车间内温度和湿度较高，在原料处理和设备清洗时又排出大量废水，其中含有酸、碱、油脂等介质。再则，众所周知，罐头食品厂是专门生产人们吃的工厂，吃的东西就要求很卫生，因而在设计中还应考虑防蝇、防蚊、防尘、防毒、防腐和防鼠等措施。为此，SICOLAB现就一般中小罐头食品厂实罐车间的设计问题谈谈一些看法，以供一些正在建或打算建实罐车间的工厂参考。

一、位置的选择

在布置实罐车间时要有总体设计的全局的发展的观点。要考虑使一于交通运输、给排水、供电和供汽等等，以满足生产工艺上的各方面要求。一般实罐车间都位于生产区的中心，并要与厂区空罐车间、成品包装车间、锅炉房、冷库、配电室等配合协调。车间头部要靠近厂区主要通道，车间尾部要靠近成品保温库房。一罐头食品厂消耗蒸炸最多的主要是实罐车间成品保温库房。所以，实罐车间还应靠近锅炉房，但要位于锅炉房的上风方向，也要位于冷冻机房的上风方向。

二、工艺设计

实罐车间的工艺设计是整个车间设计的重点。在设计过程中，首先要根据已确定生产的品种，各品种的班产量以及不同季节品种乏间的相互调配，进行必要的物料计算，以及耗水、耗电、耗汽量计算。车间所要采用的工艺流程，应优先考虑先进的机械化的流水作业线，以生产果蔬罐头为主的中小罐头食品厂，还要考虑实罐车间的通用性。比如使建成后的车间既能适用于生产磨姑罐头，又能适用于糖水桔子罐头，还能适用于生产芦罐、蚕罐、青刀豆等果蔬罐头。有的资料上虽说生产果蔬罐头的车间不宜生产肉禽水产类罐头，但为了品种和季节性的调节，所以还要考虑能生产原汁猪肉、红烧扣肉、红烧排骨等肉类罐头。而生产午餐肉和蕃茄酱等类罐头的车间一般是专用车间。因它们需要专用设备进行生产，而且这些设备又不能随意搬动，一般的中小罐头食品厂在建厂初期也不具备生产这些罐头的条件。‘同时扩事物总是不断发展变化的，因而还要估计到以后产品和品种的发展变化。

鉴于上述这些原因，所以在进行实罐车间设备选型.时也要考虑到通用的可能，使其所选用的设备既能保证当前的工艺要求，又能保证产品的产二最和质量，更能适应心后一段时期的发展。然而，过去有的厂却不是这样，他们没有重视工艺设计的重要性。在考虑对设车间之时只是凭一时的热情和主观想象，没有以科学的态度来迸行精心地工艺设计，使共所娃成的车间使用几年就不适应生产工艺的要求了。有的甚至还没有建成就要改造。在当前蓬勃发展轻纺、食品工业的大好形势面前，对一些新兴的中小罐头食品厂在确定修建实罐车间之前应该弓起足够的重视，工艺设计的好坏将直接影响到设备布置和建筑设计，以至可能影响到以后的生产，弄得不好当然也就更谈不上充分发挥所建车间的经济效益，反而给国家造成经济损失。

三、设备布置

实罐车间的设备布置是以工艺设计为基础，设计时要具体考虑所使用的设备安全可靠，管理方便，操作简单，制造容易和投资较少。结合工艺要求和实罐车间的具体情况，为了使实罐车间达到通用的目的。还要考虑便于设备的搬迁。设备基础一般不应突出地坪面。而应该与地坪面保持水平。设备的传动部分也应尽量安装在机架上，以便于搬动。为了使车间内部整齐、美观，’所有工业管线(水管、蒸汽管、真空管、压缩空气管、动力线等)应沿车间外墙布置，这些管线规格的大小应着重考虑主要产品高峰时节要能基本上适应生产的需要。这样，虽然在建厂时着来要浪费一点材料和资金，但以后使用起来就主动得多。过去有的厂在生产旺季时因车间缺水、缺汽而造成原料浪费是有过深刻教训的(因制罐原料一般不易保存)所以在考虑水源和锅炉容量时也应注意，为了缩短罐头从封口到杀菌的时间，并减少车间内的机器噪音，又使车间看起来洁爽，封罐机和杀菌设备应布置在一起，与车间的整理、装罐等部分隔开。对于空压机，真空泵这些设备既要接近使用地点以减少输送管路和阻力损失，还要尽可能与车间其他部分分隔，集中布置在一起，以便子操作管理。究竟是在实罐车间后部安装杀菌设备，还是全厂统一设集中杀菌间。其中哪个方案最优越，现还无统一定论，不过，多数小厂在建厂初期限于条件常常是在实罐车间后部安装杀菌设备。不管怎样，根据美国FDA对杀菌锅操作的要求，我国有关部门已要求各出口厂限期对现有的杀菌锅进行改造，所以，现在建厂时就要考虑杀菌的自动控制和自动记录，在这方面，各地正在试验和研究。

四、建筑设计

车间的建筑设计是在工艺设计和设备布置的基础上进行的。建筑设计要适应生产工艺的要求。

实罐车间的长度以60米以上，70米左右为宜。过短不便于组织流水作业;过长又不便于管理。

实罐车间的宽度:对中小罐头食品厂来说，考虑到工艺上适用，结构上合理(既要符合建筑模数，便于选用构件，又便于施工，即在无机械化施工设备的条件下也可以施工)。经济效果较好，可以选择18米宽，主跨12米，偏跨6米。实践证明，这样的车间大小适中，是可以适用于日产2即屯以上磨姑罐头、蚕豆罐头或糖水桔子罐头生产的。

车间的高度，就中小罐头食品厂而言，特别是对于初建的厂，为便于施工，使其建厂快，又便于生产管理，一般都先建单层厂房。并且由于车间的生活室一般都利用.分层布置在车间的端头，综合考虑通风、采光和外形比较整齐大方等因素。一般应在6米以上，最好取为7米左右。以后若要将这样的车间改造为生产12吨/日的蕃茄酱车间还是可能的。只要将局部屋面升高就行了。如建多层厂房，一般都建议层高不宜低于6米。

车间的柱距，目前中小罐头食品厂一般选用3.9米，4.2米，4.5米的较多。如施工条件较好，一般可选6米柱距。因6米柱距是我国目前工业厂房的基本柱距，在实际中应用较广，经济效果也较好，就实用而言，扩大柱距还不仅能提高厂房的通用性，而且还能扩大生产面积，因每个柱子周围都有一块不好利用的面积。

车间的排气，对实罐车间附属的预煮、调味、油炸、排气、杀菌等排出大量水蒸汽和油气的部分应该分隔开，.设在偏跨内或车间后部，以利排气，避免影响其它部分操作，随着科学技术的发展，按要求实罐车间应进行空气调节，以造成适合于实罐车车间生产工艺的人工气候，这无疑是发展的方向。但搞空调所需的投资较大，操作管理技术要求较高，所以，目前已采用空调的厂不多。对于我国南方的厂，在没有空调的情况下，在实罐车间排出大量水蒸汽和油气部位的屋顶上的适当位置。可以选用安装全国通用通风标准图集《筒形风帽》，这种排气装置不需要消耗动力，也不受风向的影响。自然通风的效果是比较好的。比起设夭窗来要优越一些。因设天窗在结构处理上要麻烦些，尤其是在地震区。历次地震震害均表明突出屋面的天窗系统是震害较普遍和严重的部位。

实罐车间的结构不适宜用木结构。并且采用钢结构也不够理想。在一般施工技术条件下可采用砖混结构。实罐车间对地坪的要求是耐磨、耐热、耐腐蚀，不起灰和防滑，还要便于搞清洁卫生，不易生霉菌。目前，四川的罐头食品厂大都采用水磨石地面。在考虑今后有可能变动的地方嵌水磨石块。水磨石地面的造价虽比水泥砂浆面层高1~2倍，但比起用花岗石做地坪(有人核算用花岗石做地面每平方米造价40元左右)来要低一半多(每平方米造价不到20元)，并且取材容易，施工比较方便，使用效果也比较好。当然，随着科学技术的不断发展，新型材料将不断涌现，希望今后有关部门能研制出既符合实罐车间工艺要求，而价格又比花岗石做地坪的塑料地面，·那当然是很理想的。比如，现已研制成功一种能防酸防碱耐腐的叫被“26。:聚醋树醋整体地坪”。

实罐车间的内墙面必须具有防腐、防霉、防油、防水，不集灰的性能，并要求洁白卫生。所以墙裙一般都贴白瓷砖，高度应齐窗台，以便车间整齐化一。对于其它部分墙面和顶棚面，可采用上海市建筑科学研究所最近研制成功的106内墙涂粉刷。实践证明，用白水泥砂浆粉刷的墙面，容易脱落变色，而且价格很贵。或者，采用天津某单位已研制成的耐水洗的“酸改性水玻璃内外墙涂料”。

实罐车间的出人口为防蚊蝇进入车间应安装风幕，而水幕因要打湿衣服。一般工人不大喜欢，或者采用暗道再安装风幕。

实罐车间的窗户采用双层平开窗，一层纱窗，一层玻璃窗。纱窗应采用塑料纱窗或尼龙纱窗，因它们不生锈，并且颜色最好是白色的。

另外，为了便于搞清洁或为了来宾参观而不进入车间，有的厂在车间外面设置了可供一人通行的架空走道是可以的。显然，有个别厂将架空走道设在室内是不符合实.罐车间卫生的，因内走道难免积灰或掉灰。

第二篇：老厂房改造成GMP车间(喜格设计建设解决方案)

老厂房改造成GMP车间（喜格设计建设解决方案）自20世纪80年代推行GMP规范以来，药厂几乎同时开始了GMP改造的实践，因为除了新建项目都会涉及改造的话题。近期又面临了GMP换证，新增产品及厂房设施将需重新规划布置，笔者在药厂项目设计实践中，涉及到较多的旧厂房改造的案例。从旧厂房改造趋势来看，由于无菌制剂产品对生产环境的要求较高（1万级），且生产区域布置所需面积也较大，故此类改造项目可能相对较少；而固体制剂之类产品的生产环境相对要求较低（仅为30万级），工艺流程相对也简单，并可拆分为几个单元操作，所以类似口服固体制剂等生产线将成为以后旧厂房改造项目的主角。下面SICOLAB结合老厂房GMP改造的各类改造项目中的一些问题和经验做一些探讨和交流。1老厂房GMP改造的布置 1.1总图布置

对于药品生产的企业和厂房的选址建设，GMP都有相关要求，即尽量使药品生产远离周边的污染干扰。针对不同产品还应有具体的要求，对于一个新建厂或车间，这一点相对容易做到，但对旧厂房改造而言，这或许成为先天的缺陷，在拟改造厂房总图位置既定的条件下，要综合评估周边环境对其未来药品生产的影响和其将进行的药品生产对周边环境的影响即考虑以下几点：

（1）拟改造厂房周边是否有对药品生产产生干扰的污染源?污染度如何?同时结合拟生产产品是否为青霉素类高致敏性药品、β—内酰胺类、避孕药、激素和抗肿瘤类的药品?评价其对周围车间厂房乃至全场总图布置产生的影响；

（2）结合全厂已有的人物流走向，按未来工艺生产对应的生产类别所需满足的消防要求，综合评价改建的可行性，改建应不破坏厂区既定的功能分区和公用工程的供应方便；

（3）还应适当考虑改建工程的施工场地，改建期间为避免影响正常现有生产而采取的一些临时措施。这一阶段的工作应在项目决策阶段进行，尽管这阶段工作或许没有具体成果，但笔者认为极其重要，工作做好了对企业决策、日后的项目施工验收以及GMP审查认证都有益，也减少了日后因施工影响正常生产、公用工程改建复杂而引起的工程投资超支以及工期延长等令企业骑虎难下的问题。1.2车间布置

由于现有厂房与建筑的外形已定，对新的工艺布置是一种限制，布置上有几项要点在此与大家交流。

1.2.1充分考虑原有厂房的结构层高，明确承重墙位置

以针剂生产项目为例，现主要生产设备均用生产联动线，对厂房的空间（长度、宽度）要求较高，砖混结构和“柱网”间距小的框架结构厂房内难以改建，这也是针剂改建项目不多的原因之一。再以固体制剂生产项目为例，其各个生产单元步骤相对独立，可适当利用旧厂房的原有分隔布置，但应结合选用设备情况（如一步造粒、沸腾干燥等外形）核算层高与面积，并提请考虑这些大设备的进场安装及维修路线。1.2.2考虑未来生产的特殊性

制剂生产一般为丙类生产，应该说对厂房大体影响不大，但若涉及易燃易爆介质，则另当别论。结合涉及有机溶剂包衣工段项目为例，来阐述注意要点：

（1）一般作为甲类生产考虑，设有专门生产区，并设防爆墙及防爆门斗与其他区域隔开，还要注意考虑适合的泄爆方式和方向。

（2）控制防爆生产区的面积应满足《建筑防火设计规范》（2002版）第3.1.1条注2中一座厂房内或防火分区内有不同性质生产时，其分类应按火灾危险性较大的部分确定，但火灾为危险性的部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%，且发生事故时不足以蔓延到其它部位，或采取防火措施能防止火灾蔓延时，可按火灾危险性较小的部分确定”的要求，控制建筑物仍为丙类厂房，特别提请注意应报有关主管单位核准。笔者在某项目设计中，自认为设计是完全按条例执行，但企业收到的批复却被要求按甲类厂房设计以满足与其他厂房的防火间距，经详细询问后才得知差别在于是否计入缓冲间面积，当然企业不会因几平方米面积之差而被迫采取其他措施，最后采取修改压缩防爆区面积的措施而告终。（3）如湿法制粒、包衣等配浆岗位有可能涉及使用少量酒精，尽管量较小，但从GMP角度，仍需考虑溶剂以何种包装形式进入、是否暂存、在何处分配称量等问题。最简单的解决方法是购买小包装溶剂，经“物净”程序送入生产区称配，余料返回库房，这样可最大限度的减少由此衍生的问题。

1.2.3以现行的GMP为标准，不应擅自简化或省略相应设施

坦率而言，利用旧厂房改造后生产产品，一般为经济效益不太好的企业，处于保有生产许可证的目的，或是企业想先生产出产品，利用赚来的钱再重建车间等情况，不管哪种情况，大凡利用旧厂房改造的企业投入的资金肯定是有限的。有限的资金投入和项目的各种具体要求就必然产生矛盾，往往企业会擅自改动和降低相关要求，自认为反正是旧厂房改建，只要主要生产工序设施有，能生产出产品即可，对部分辅助设施则能省则省，这一不完整性在企业自行改建项目中表现尤为明显。其实，GMP规范及实施指南均明确了制剂生产的具体要求和相关设施，GMP认证也是按法规进行，老厂房改建与新建项目均按一个标准验收，企业抱任何侥幸心理都是不可取的，反而会因整改的不完善而多花精力和金钱。同时设备的更新也需跟上，一些落后淘汰的设备应坚决丢弃，应适当选用先进设备有助于提升企业品牌形象和打开市场，采用新技术与优化布置是唯一合理的减少投资的手段。2老厂房GMP改造的结构

基于拟改建的厂房多半已使用不少年月，同时原有使用功能各异，因此需对厂房的可用性做一番评价。

（1）由于近年来结构及规范已有更新，应根据现行规范，按新的功能要求对原厂房进行复核计算，同时上海市建委已发文“沪建建规（96）第00876号”《上海市建设工程抗震鉴定管理暂行办法》，其第9条规定：“对建筑物和工程设施进行扩建或改造的，必须进行抗震鉴定”，按实际鉴定意见后，进行必要的加固。

（2）在老厂房结构既定的条件下，一般不可能全面满足拟改建项目的工艺布置要求（如受到较小的柱距、不可拆的沉重墙等条件的限制），因此应加强协调，使改建工作能合理地进行下去，同时拟改建项目的新布置也应兼顾原有结构的因素。例如，笔者在某改建项目中按工艺需要划设了防爆区和防爆墙，结构专业也做了相应的设计，但在现场施工时发现，现拟建的防爆墙基础地梁与原结构地梁略有重叠或贴邻，这样肯定会加大施工难度，也不尽合理，经协调，最终微调一下工艺布置（即调整防爆墙位置），使问题迅速得以解决。

（3）在改建项目中，一般地面都会重做。对于底层而言，一般在考虑排水管后施工不会有大问题。多层厂房地面，一般会打掉原粉刷层。如因有水磨石地面沉降引起地面裂缝而要除去水磨石层时，不得野蛮施工，以免破坏结构。此外，应结合布置分割的彩钢板围护结构、新设地漏、穿楼板风管或管道井等情况，统筹考虑协调，一般建议面层为环氧自流坪或耐磨涂层，减少荷重，方便施工。3老厂房GMP改造的空调

3.1空调机房荷重车间布置一般总是先考虑生产区，再视具体情况考虑机房位置。但在旧厂房改造中，由于机房的荷重要求甚至高于生产区，因此机房位置也必须同时考虑。一旦确定在楼层或屋顶后，应复核具体布置荷重以决定结构加固或改建方案，而不应该套用荷重以减少投资和工程量，如布置在屋面还应考虑防雷接地系统和设施。同时，建议在空调机组布置区设置雨棚。3.2关于留孔 空调系统对外采排风和送回风系统均会要求有较多的预留孔，对一般楼层和室内墙孔，往往考虑结构稳定性，穿楼层的孔只需孔沿做翻边即可。这里要提醒的是屋面孔，正因为是原有建筑，屋面开孔肯定会破坏原有防水层，因此除必须外，一般建议进排风口尽量选择侧面进出配置，对必要的屋面开孔，施工应仔细，孔沿做翻边，认真做防水层，最好进行防水测试后再进行设备安装，同时建议对屋面上的设备采用工字钢基础梁，以减少荷重及对原有屋面的破坏，并设防雨帽。

3.3关于风管在旧厂房改造中，由于层高无法改变，层高的不可变有可能局限风管走向，使之成为一大难题，一般的处理方法只能改变风管尺寸，甚至局部降低吊顶标高。现在有部分彩钢板生产厂家已生产出包含风管道的彩钢板，即利用彩钢板的夹芯部位作为风道，同时可配风口百页，这样能最大程度的利用空间高度，在旧厂房改造工程中也可酌情选用。4老厂房GMP改造的工艺用水

一般固体制剂生产用纯化水，分为配料用和工器具洗涤二类，对旧厂房改造项目，能新上纯化水制备设施固然好，如无可利用原有纯化水工艺管网，再设接受罐也花费不多。但若无现成外管，则建议利用纯化水运送容器，将纯化水送至车间，并在车间设纯化水罐及输送泵，用管道接至使用点。这样做可最大程度节约投资，但必须明确操作程序，并作验证工作，以设定水质监测点测试次数和全套管路每天放净的前提下的清洗周期等，保证工艺用水系统通过GMP认证。

5老厂房GMP改造的实例分析

下面以SICOLAB所设计的一个固体制剂老厂房改造项目为例，将所涉及的一些问题及采取的措施作一阐述。该固体制剂老厂房改造项目主要生产片剂和胶囊剂，共十几个品种，年产量约3亿片（粒）。拟定的老厂房位于厂区中北部，其为一幢长方形三层建筑物，东西长76.77m，南北宽21m，层高一层为5.4m，二、三层均为5.1m，建筑物最大高度18.2m，在其北侧已建有部分裙房。该项目拟建老厂房周边环境：东面为厂区废水处理站，南面为酸、碱转化车间（目前闲置），西面为厂区动力空压站，北面为厂区围墙，与别厂仓库相邻。目前拟定的老厂房的情况为：一层为大包装区和中转仓库，二层是空置生产场所，三层是主要固体制剂生产区。随着生产能力的不断扩大，市场需求量的不断增加，以目前该制剂厂房的生产设施及生产能力，显然已不能满足要求。通过对原制剂厂房进行技术改造，配套生产设施，扩大生产能力以满足不断增加的市场需求量，使该制剂厂房的生产符合GMP的要求。5.1车间工艺布置

根据上述原则和工艺流程，进行模块化布置，其分别为：（1）三层为固体制剂中试车间、原辅料前处理区、制粒干燥区、总混区、中间贮存区、工器具洗涤区及洗衣区；（2）二层为压片胶囊填充区、内包装区、外包装区；（3）一层为仓库区、办公区及人员总更衣区；（4）北侧裙房为配套辅助设施，裙房一层设有维修、空压站、空调机房、配电及纯化水制备；裙房二层为配套空调机房。同时，在不同功能区域分别设置清洗间和模具存放间，其中洗桶间实施干湿分离并专门设置洁净桶存放区域，对产尘较大房间（如粉碎过筛、胶囊填充、压片等房间）采用除尘设施，除尘器设在单独小机房内，机房紧靠除尘的房间。5.2改造中遇到的问题

老厂房平面呈细长形，人流、物流难以按规范布置，布置时遇到下列问题：

（1）生产车间产品较多，单层面积较小，无法在一层将全部工序布置进去，物料如何在不同楼层间进行输送。

（2）老厂房层高低，单层层高5.1m，除去梁高后高度为4.3m，再除去吊顶高度2.5m，技术夹层只有2m，在夹层中风管、公用工程管道和动力照明管线铺设难度较大。（3）楼板为预制槽型板，结构强度低，无法负担重设备的结构荷载。5.3针对问题所采取的措施5.3.1合理安排人物流，防止交叉污染（1）制剂车间东侧为人流进口，分为二路：一路是办公区及仓库人员，在一层更衣室换鞋、存包、脱去外衣，然后换上专用工作衣后进入办公区及仓库区；另一路是制剂生产操作人员，在一层总更衣室换鞋、存包、脱去外衣，然后换上制剂厂房工作衣后，经东侧楼梯至二、三层各生产岗位，进入二、三层30万级洁净生产区的人员还需经过换鞋、脱衣、洗手、更洁净衣，手消毒后经缓冲间进入30万级生产区，通过30万级走廊至各生产岗位。

（2）原辅料及包装材料由底层西南侧仓库区货物出入口进入，在进入仓库前必须清洁外包装灰尘或去除一些需拆卸的外皮及捆扎带，然后放置托盘上暂存于仓库原料待检处，经抽样化验合格后挂上合格牌。生产时，通过货运电梯运至二、三层，经外清、缓冲后进入30万级生产区。

5.3.2跨层物料输送

由于单层厂房面积不能满足布置所有需在30万级洁净区生产的工序，所以三层车间只完成原辅料的粉碎过筛、制粒干燥及总混，再输送至二层车间进行压片、胶囊填充、包衣及内外包装。我们在洁净生产区二、三层的中转房间内设置了一台层间提升机，工作时，三层用小车将总混好的桶装物料推入提升平台，关好安全护栏，将物料下送至二层工序。使用层间提升机时需注意：（1）气流组织，由于提升机在上下输送的时候会在二层与三层间形成一个竖直通道，若二、三层生产车间使用不同的空调系统，则跨间的二个房间风压事实上无法做到相等，就会产生空气交叉污染。所以，二、三层中转房间必须设置为一个空调系统，如图1所示，且在两个不同空调系统之间设缓冲（如二层输送间与三层生产车间为一个空调系统，则需在二层中转间与二层生产车间之间设缓冲）。此外，除二、三层中转房间各自采用上送下回风形式外，还需在提升通道周围设侧向送风口，以保持提升立柱的洁净。

（2）安全问题，为防止工人在层间提升机工作时踏空落入提升通道，应在三层提升平台周围设不锈钢围栏加以防护。（3）管理问题，层间提升机只能用来输送总混完毕的桶装物料，决不能用来输送其它物品，以防止物料的交叉及混杂，应在操作SOP中确保其输送的单向性和唯一性，同时禁止生产人员搭乘提升机。5.3.3层高问题的解决

为了解决厂房高度不够的问题，我们将公用工程主管道及动力照明电缆桥架沿生产车间北墙外侧东西向铺设，支管在使用点处开墙孔南北向进入。而空调风管及纯化水管道充分利用车间内技术图1层间提升机中转间气流示意图吊顶三层吊顶二层吊顶层间提升机夹层2m空间布置。这是由于：

（1）本生产厂房北侧为围墙，一墙只隔为别厂仓库，北立面为非主要立面（厂区道路上无法观察到），在此立面上布管开孔非常隐蔽，不妨碍整体建筑的美观，却为车间技术夹层腾出了空间；

（2）固体制剂公用工程管道一般为上水、蒸汽、压缩空气等，外界环境对其温度及质量影响较小，而洁净厂房对空气的温湿度及尘埃粒子数控制要求较高，风管布置在技术夹层内可保证空气温湿度及品质，降低能耗。

5.3.4层板的加固二、三层楼板为预制槽型板，结构强度低，由于改能满足要求，则依据设备外形尺寸，拆除有限的几块槽型板，改为混凝土楼板加小梁的结构。另外，槽型板为整体形式，开孔会破坏其强度，只能整块拆除，所以车间竖管尽可能沿外墙由一层伸至三层，再通过墙孔进入车间，尽量保留原有结构形式，减少成本。SICOLAB总结：

老厂房改造过程中有许多实际问题，这些问题在新建厂房中根本不存在，因此要针对具体问题具体分析，在工艺布置和工艺设备选择等方面多加思考，选择合适的方案，改善生产环境，使其能符合GMP要求。

第三篇：化工企业设备、管道设计布置技术要求

化工企业设备、管道设计布置技术要求

1设备布置设计的一般要求是什么？

答：（1）满足工艺流程要求，按物流顺序布置设备；

（2）工艺装置的设备、建筑物、构筑物平面布置的防火间距应符合安全生产和环境保护要求；

（3）应考虑管道安装经济合理和整齐美观，节省用地和减少能耗，便于施工、操作和维修；

（4）应满足全厂总体规划的要求；装置主管廊和设备的布置应根据装置在工厂总平面图上的位置以及有关装置、罐区、系统管廊、道路等的相对位置确定，并与相邻装置的布置相协调；

（5）根据全年最小频率风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置；

（6）设备应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的原则进行布置。在管廊两侧按流程顺序布置设备、减少占地面积、节省投资。处理腐蚀性、有毒、粘稠物料的设备宜按物性分别紧凑布置；（7）设备、建筑物、构筑物应按生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置。为防止结焦、堵塞、控制温降、压降，避免发生副反应等有工艺要求的相关设备，可靠近布置；

（8）设备基础标高和地下受液容器的位置及标高，应结合装置的坚向布置设计确定；（9）在确定设备和构筑物的位置时，应使其地下部分的基础不超出装置边界线；

（10）输送介质对距离。角度、高差等有特殊要求的管道布置，应在设备布置设计时统筹规划。

2装置中主管廊宽度、跨度和高度的确定应考虑哪些因素？ 答：（1）管廊的宽度：

1）管廊的宽度主要由管道的数量和管径的大小确定。并考虑一定的预留的宽度，一般主管廊管架应留有10％－20％的余量，并考虑其荷重。同时要考虑管廊下设备和通道以及管廊上空冷设备等结构的影响。如果要求敷设仪表电缆槽架和电力电缆槽架，还应考虑其所需的宽度。管廊上管道可以布置成单层或双层，必要时也可布置三层。管廊的宽度一般不宜大于10m；

2）管廊上布置空冷器时，支柱跨距宜与空冷器的间距尺寸相同，以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐；

3）管廊下布置泵时，应考虑泵的布置及其所需操作和检修通道的宽度。如果泵的驱动机用电缆为地下敷设时，还应考虑电缆沟所需宽度。此外，还要考虑泵用冷却水管道和排水管道的干管所需宽度； 4）由于整个管廊的管道布置密度并不相同，通常在首尾段管廊的管道数量较少。因此，在必要时可以减小首尾段管廊的宽度或将双层管廊变单层管廊。（2）管廊的跨度： 管廊的柱距和省廊的跨距是由敷设遮其上的管道因垂直荷载所产生的允许弯曲挠度决定的，通常为6—9m。如中小型装置中，小直径的管道较多时，可在两根支柱之间设置副梁使管道的跨距缩小。另外，管廊立柱的间距，宜与设备构架支柱的间距取得一致，以便管道通过。如果是混凝土管架，横梁顶宜埋放一根φ20圆钢或钢板，以减少管道与横梁间的摩擦力。

（3）管廊的高度可根据下面条件确定：

1）横穿道路的空间。管廊在道路上空横穿时，其净空高度为： ①装置内的检修道不应小于4.5m;②工厂道路不应小于5.0m； ③铁路不应小于5.5m；

④管廊下检修通道不应小于3m。当管廊有桁架时要按桁架底高计算。

2）管廊下管道的最小高度。为有效地利用管廊空间，多在管底下布置泵。考虑到泵的操作和维护，至少需要3.5m；管廊上管道与分区设备相接时，一般应比管廊的底层管道标高低或高600～1000mm。所以管廊底层管底标局最小为3.5m。管廊下布置管壳式冷换设备时，由于设备高度增加，需要增加管廊下的净空。

3）垂直相交的管廊高差。若省廊改变方向或两管廊直角相交，其高差取决于管道相互连接的最小尺寸，一般以500～750mm为宜。对于大型装置也可采用1000mm高差。管廊的结构尺寸。在确定省廊高度时，要考虑到管廊横梁和纵梁的结构断面和型式，务必使梁底和架底的高度，满足上述确定管廊高度的要求。对于双层管廊，上下层间距一般为1.2～2.0m,主要决定于管廊上最大管道的直径。

至于装置之间的管廊的高度取决于管架经过地区的具体情况。如沿工厂边缘成罐区，不会影响厂区交通和扩建的地段，从经济性和检修方便考虑，可用管墩敷设，离地面高300～500mm即可满足要求。3塔的布置方式有哪几种？塔与其关联的设备的布置有什么要求？ 答：（1）塔的布置方式：

1）单排布置，一般情况下较多采用单排布置，管廊的一侧有两个或两个以上的塔或立式容器时，一般中心线对齐，如二个或二个以上的塔设置联台平台时，宜中心线对齐或切线对齐；

2）双排布置，对于直径较小本体较高的塔，可以双排布置或成三角形布置，这样，可以利用平台将塔联系在一起，提高其稳定性。但对平台生根构件应采用可以滑动的导向节点，以适应不同操作温度的热胀影响；

3）构架式布置，对直径DN≤1000mm的塔还可以布置在构架内或构架的一侧。对用构架提高其稳定性和设置平台、梯子。对于布置在构架上的分段塔，当无法使用机动吊装机具时，应在构架上设置检修吊装设施。

（2）塔与其关联设备的布置要求： 塔与其关联设备如进料加热器、非明火加热的重沸器、塔顶冷凝冷却器、回流罐、塔底抽出泵等，宜按工艺流程顺序靠近布置，必要时可形成一个独立的操作系统，设在一个区内，这样便于操作管理。4沿管廊布置的塔和立式容器与管廊的间距如何确定？

答：沿管廊布置的塔和立式容器与管廊的间距，按下列要求确定：（1）在塔与管廊之间布置泵时，应按泵的操作、维修和配管要求确定；

（2）塔与管廊之间不布置泵时，塔外壁与管架立柱中心线之间的距离，不宜小于3m。

5塔与塔之间或塔与其他相邻设备之间的距离如何确定？

答：塔与塔之间或塔与其他相邻设备之间的距离，除应满足管道、平台、仪表和小型设备等布置和安装的要求外，尚应满足操作、维修通道和基础布置的需耍。两塔之间的净距不宜小于2.5m。6塔和立式容器的安装高度应符合哪些要求？ 答：应符合下列要求：

（1）当利用内压或流体重力将物料送往其他设备或管道时，应由其内压和被送往设备或管道的压力和高度确定；

（2）当用泵抽吸时，应由泵的汽蚀余量和吸入管道的压力降确定设备的安装高度；

（3）带有非明火加热重佛器的塔，其安装高度，应按工艺要求的塔和重沸器之间的相互关系和操作要求确定；（4）应满足塔底管道安装和操作所需要的最小净空，且塔的基础面高出地面不应小于200mm。7换热设备的布置一般要求是什么？

答：（1）与分馏塔关联的管壳式换热设备，如塔底重沸器，塔顶冷凝冷却器等。宜接工艺流程顺序布置在分馏塔的附近；

（2）两种物料进行热交换的换热器，宜布置在两种物料进出口相连的管道最近的位置；

（3）一种物料与几种不同物料进行换热的管壳式换热器，应成组布置；

（4）用水或冷剂冷却几组不同物料的冷却器，宜成组布置；（5）成组布置的换热设备，宜取支座基础中心线对齐，当支座间距不相同时，宜取一端支座基础中心线对齐。为了管道连接方便，地面上布置的换热器也可采用管程进出口管嘴中心线对齐；

（6）换热设备应尽可能布置在地面上，但是换热设备数量较多可布置在构架上：

1）浮头式换热器在地面上布置时，应满足下列要求：

①浮头和管箱的两侧应有宽度不小于0.6m的空地，浮头端前方宜有宽度不小于1．2m的空地；

②管箱前方从管箱端算起应留有比管束长度至少长1.5m的空地。2）浮头式换热器在构架上布置时，应满足下列要求： ①浮头端前方平台净空不宜小于0.8m； ②管箱端前方平台净空不宜小于1mn，平台采用可拆卸式栏杆，并应考虑管束抽出区所需的空间；

③构架高度应能满足换热器的管箱和浮头的头盖吊装需要。（7）为了节约占地或工艺操作方便可以将两台换热设备重叠在一起布置。但对于两相流介质或壳体直径大于或等于1.2m的换热器不宜重叠布置；

（8）换热器之间、换热器与其他设备之间的净距不宜小于0.7m；（9）重质油品或污染环境的物料的换热设备不宜布置在构架上；（10）操作温度高于物料自燃点的换热器的上方，如无楼板或平台隔开，不应布置其他设备。8重沸器的布置一般要求是什么？

答：（1）明火加热的重沸器与塔的间距，应按防火规范中加热炉与塔的间距要求布置；

（2）用蒸汽或热载体加热的卧式重沸器应靠近塔布置，并与塔维持一定高差（由工艺设计确定），二者之间的距离应满足管道布置要求，重沸器抽管束的一端应有检修场地和通道；

（3）立式重沸器宜用塔作支撑布置在塔侧，并与塔维持一定高差（由工艺设计确定）。其上方应留有足够的检修空间；

（4）一座塔需要多台并联的立式重沸器时，重沸器的位置和安装高度，除保证工艺要求外，尚应满足进出口集合管的布置要求并便于操作和检修。

9空冷器的布置一般要求是什么？ 答：（1）空气冷却器（以下简称空冷器）宜布置在装置全年最小频率风向的下风侧；

（2）空冷器应布置在主管廊的上方、构架的顶层或塔顶；（3）空冷器不应布置在操作温度等于或高于物料自燃点和输送、储存液化烃设备的上方；否则应采用非燃烧材料的隔板隔离保护；（4）多组空冷器布置在一起时，应布置形式一致，宜采用成列式布置；应避免一部分成列式布置而另一部分成排布置；

（5）斜顶式空冷器不宜把通风面对着夏季的主导风向。斜顶式空冷器宜成列布置，如成排布置时，两排中间应有不小于3m的空间；（6）并排布置的两台增湿空冷器或干湿联合空冷器的构架立柱之间的距离，不应小于3m；

（7）空冷器管束两端管箱和传动机械处应设置平台；

（8）布置空冷器的构架或主管廊的一侧地面上应留有必要的检修场地和通道。

10空冷器的布置如何避免自身的或相互间的热风循环？ 答：（1）同类型空冷器布置在同一高度；（2）相邻空冷器靠紧布置；

（3）成组的干式鼓风式空冷器与引风式空冷器分开布置，引风式空冷器应布置在鼓风式空冷器的常年最小频率风向的下风侧；（4）引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，应将鼓风式空冷器管束提高。

11加热炉的布置一般要求是什么？ 答：加热炉的布置应符合下列要求：

（1）明火加热炉宜集中布置在装置的边缘并靠近消防通道，且应于可燃气体、液化烃、甲B类液体设备的全年最小频率风向的下风侧；（2）加热炉与其他明火设备应布置在一起；

（3）几座加热炉可按炉子中心线对齐成排布置。两座加热炉净距不宜小于3m；

（4）当采用机动维修机具吊装加热炉炉管时，应有机动维修机具通行的通道和检修场地。对于带有水平炉管的加热炉，在抽出炉管的一侧，检修场地的长度不应小于炉管长度加2m；（5）加热炉外壁与检修道路边缘的间距不应小于3m；

（6）对于设有蒸汽发生器的加热炉，汽包宜设在加热炉顶部或邻近的构架上；

（7）加热炉与其附属的燃料气分液罐、燃料气加热器的间距，不应小于6m；

（8）当加热炉有空气预热器、鼓风机、引风机等辅助设备时，辅助设备的布置应不妨碍其本身和加热炉的检修；

（9）加热炉与露天布置的液化烃设备间的防火间距不应小于22.5m，当设备之间设置非燃烧材料的实体墙时，其间距可减少，但不得小于15m。实体墙的高度不宜小于3m，距加热炉不宜大于5m，并应能防止可燃气体窜入炉体；当液化烃设备的厂房或甲类气体压缩机房朝向加热炉一面为封闭墙时，加热炉与厂房的间距可减少，但不得小于15m。12立式容器布置的方式有哪些要求？

答：立式容器的外形与塔类似，只是内部结构没有塔的内部结构复杂，立式容器的布置方式和安装高度等可参考塔的布置要求，另外尚应考虑以下要求：

（1）为了操作方便，立式容器可以安装在地面、楼板或平台上，也可以穿越楼板或平台，用支耳支撑在楼板或平台上；

（2）立式容器穿越楼板或平台安装时，应尽可能避免容器上的液面指示、控制仪表也穿越楼板或平台；

（3）立式容器为了防止粘稠物料的凝固或固体物料的沉降，其内部带有大负荷的搅拌器时，为了避免振动影响，应尽可能从地面设置支承结构；

（4）对于顶部开口的立式容器，需要人工加料时，加料点的高度不宜高出楼板或平台1m,，如高出lm时，应考虑设加料平台或台阶。13卧式容器的布置和安装高度有哪些要求？

答：（1）卧式容器宜成组布置。成组布置卧式容器宜按支座基础中心线对齐或按封头切线对齐。卧式容器之间的净空可按0．7m考虑。（2）在工艺设计中确定卧式容器尺寸时，尽可能选用相同长度不同直径的容器，以利于设备布置。

（3）确定卧式容器的安装高度时，除应满足物料重力流或泵吸入高度等要求外，尚应满足下列要求：

1）容器下有集液包时，应有集液包的操作和检测仪表所需的足够空间； 2）容器下方需设操作通道时，容器底部配管与地面净空不应小于2.2m；

3）不同直径的卧式容器成组布置在地面或同一层楼板或平台上时，直径较小的卧式容器中心线标高可适当提高，使与直径较大的卧式容器筒体项面标高一致，以便于设置联合平台。

（4）卧式容器在地坑内布置时，应妥善处理坑内的积水和有毒、可燃易爆介质的积聚。坑内尺寸应满足容器的操作和检修要求。对多雨地区可考虑在地坑上部设置雨棚。

（5）卧式容器的平台的设置要考虑人孔和液面计等操作。顶部平台标高宜比顶部管嘴法兰面低150mm。当液面计上部接口高度距地面或操作平台超过3m时，液面计应装在直梯附近。对于集中布置的卧式容器可设联合平台。

14泵的布置方式有哪几种？其布置有何具体要求？

答：（1）泵的布置方式有三种：露天布置、半露天布置和室内布置： 1）露天布置：露天布置的泵，通常集中布置在管廊的下方惑侧面，也可分散布置在被抽吸设备的附近。其优点是通风良好，操作和检修方便；

2）半露天布置半露天布置的泵适用于多雨地区，一般在管廊下方布置泵，在上方管道上部设雨棚。或将泵布置在构架的下层地面上，以构架平台作为雨棚。这些泵可根据与泵有关设计布置要求，将泵布置成单排、双排或多排； 3）室内布置在寒冷或多风沙地区可将泵布置在室内。如果工艺过程要求设备布置在室内时，其所属的泵也应在室内布置。（2）泵的布置具体要求如下：

1）成排布置的泵应按防火要求、操作条件和物料特性分组布置；泵露天、半露天布置时；操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵宜集中布置；与操作温度低于自燃点的可燃液体泵之间应有不小于4.5m的防火间距；与液体烃泵之间应有不小于7.5m的防火间距； 2）泵成排布置时，宜将泵端出、入口中心线对齐，或将泵端基础边线对齐；

3）泵双排布置时，宜将两排泵的动力端相对，在中间留出检修通道； 4）泵布置在主管廊下方或外侧时，泵区通道的最小净宽为2m，最小净高为3m，泵端前面操作通道的宽度，不应小于1m； 5）泵布置在管廊下方或外侧时，不论是单排或双排，泵和驱动机的中心线宜与管廊走向垂直；

6）泵布置在室内时，两排泵净距不应小于2m。泵端或泵侧与墙之间的净距应满足操作、检修要求且不宜小于lm；

7）除安装在联合基础上的小型泵外，两台泵之间的净距不宜小于0.7m；

8）泵的基础面宜高出地面200mm。最小不得小于100mm；在泵吸入口前安装过滤器时，泵基础高度应考虑过滤器能方便清洗和拆装； 9）立式泵布置在主管廊下方或构架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间；

10）输送极度危害物质（如丙烯？氢氰酸等）的泵房与其他泵房应分隔设置；

11）消防水泵房应设双动力源；

12）公用备用泵宜布置在相应泵的中间位置； 13）泵的布置应考虑管道柔性设计要求。15压缩机的布置一般要求是什么？

答：（1）压缩机组及其附属设备的布置，应满足制造厂的要求；（2）压缩机宜布置在被抽吸的设备附近，其附属设备宜靠近机组布置；

（3）可燃气体压缩机的布置应符合下列要求：

1）与明火设备、非防爆的电气设备的间距，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50028和《石油化工企业设计防火规范》GB50160的规定；

2）宜露天布置或半敞开布置。在寒冷或多风沙地区可布置在厂房内； 3）单机驱动功率等于或大于150kw的甲类气体压缩机厂房，不宜与其他甲、乙、丙类房间共用一幢建筑物；压缩机的上方，不得布置甲、乙、丙类液体设备，但自用的高位润滑油箱不受此限。（4）单层布置的压缩机，当基础较高时，宜按需要设置操作平台；当附属设备较多时，宜两层布置。16压缩机的安装高度应符合什么要求？ 答：压缩机的安装高度，应根据其结构特点确定。进出口都在底部的压缩机的安装高度，应符合下列要求：（1）进出口连接管道与地面的净空要求；

（2）进出口连接管道与管廊上管道的连接高度要求；（3）吸入管道上过滤器的安装高度与尺寸的要求；（4）为了减少振动应降低往复式压缩机的安装高度。17吊车的选用应符合什么要求？

答：（1）压缩机的最大检修部件重量超过1.0t时，应设吊车： 1）起重量小于1.0t，宜选用移动式三角架，配电动葫芦或手拉葫芦； 2）起重量1.0～3.0t，宜选用手动梁式吊车； 3）起重量大于3.0～10.0t，宜选用手动桥式吊车； 4）起重量大于10.0t，宜选用电动桥式吊车。（2）按压缩机台数和用途选用吊车： 1）压缩机露天布置，可不设固定吊车；

2）压缩机布置在单层厂房内数量超过4台或虽然数量少于4台，但基础在2m以上，宜选用手动桥式吊车；

3）压缩机数量超过4台或检修次数频繁、吊运行程较长时，宜选用电动桥式吊车。

18承重钢构架、支架、裙座、管架，覆盖耐火层有哪些要求？ 答：《石油化工企业设计防火规范》GB50160对承重钢构架、支架、裙座、管架，覆盖耐火层要求、覆盖耐火层的部位、耐火极限要求如下：（1）下列承重钢构架、支架、裙座、管架，应覆盖耐火层： 1）单个容积等于或大于5m3的甲、乙A类液体设备的承重钢构架、支架、裙座；

2）介质温度等于或高于自燃点的单个容积等于或大于5m3的乙B、丙类液体设备承重钢构架、支架、裙座； 3）加热炉的钢支架；

4）在爆炸危险区范围内的主管廊的钢管架；

5）在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于8，且总重量等于或大于25t的非可燃介质设备的承重钢构架、支架和裙座。

（2）承重钢构架、支架、裙座、管架的下列部位，应覆盖耐火层：设备承重钢构架：单层构架的梁、柱；多层构架的楼板为透空的算子板时，地面以上10m范围的梁、柱；多层构架的楼板为封闭楼板时，该层楼板面以上的梁、柱：

1）设备承重钢支架或加热炉钢支架：全部梁、柱； 2）钢裙座外侧未保温部分及直径大于1.2m的裙座内侧； 3）钢管架：底层主管廊的梁、柱，且不宜低于4.5m；上部设有空气冷却器的管架，其全部梁柱及斜撑均应覆盖耐火层。

（3）涂有耐火层的构件，其耐火极限不应低于1.5h。当耐火层选用防火涂料时，应采用厚型无机并能适用于烃类火灾的防火涂料。19装置的控制室、变配电室、化验室的布置应符合哪些防火规定？ 答：（1）控制室、变配电室宜设在建筑物的底层，若生产需要或受其他条件限制时，可将控制室、变配电室布置在第二层或更高层；（2）在可能散发比空气重的可燃气体的装置内，控制室、变配电室、化验室的室内地面，应至少比室外地坪高0.6m；

（3）控制室朝向具有火灾危险性的设备侧的外墙，应为无门窗、洞口的非燃烧材料实体墙；

（4）控制室或化验室的室内，不得安装可燃气体、液化烃、可燃液体的在线分析一次仪表。当上述仪表安装在控制室、化验室的相邻房间时，中间隔墙应为防火墙。

20一般的多层辅助厂房跨度、柱距、进深、层高和开间为多少？ 答：建筑物的跨距、柱距、层高等除有特殊要求者外，一般应按照建筑统一模数设计。常用模数如下：

（1）跨度：6.0，7.5，9.0，10.5，12.0，15.0，18.0（m)；（2）柱距：4.0，6.0，9.0，12.0(m)；钢筋混凝土结构厂房柱距多用6m；

（3）进深：4.2，4.8，5.4，6.0，6.6，7.2（m）；（4）居高：2.4＋0.3的倍数（m）；（5）开间：（2.7），3.0,3.3,3.6,3.9（m)。

21在什么情况下需设围堰？围堰设计应符合什么要求？

答：（1）在操作或检修过程中有可能被油品、腐蚀性介质或有毒物料污染的区域应设围堰；处理腐蚀性介质的设备区尚应铺设防腐蚀地面。

（2）围堰应符合下列要求：

1）围堰应比堰区地面的高出150－200mm； 2）围堰内应有排水设施；

3）围堰内地面应坡向排水设施，坡度不宜小于3‰。

22生产装置的通道设置应符合哪些要求？装置内通道的最小宽度和最小净高是多少？

答：进行设备布置时，应根据施工、维护、操作和消防的需要，综合考虑设置必要的通道和场地。在装置内部，应用道路将装置分隔成占地面积不大于10000m2的设备、建筑物区。当合成纤维装置的酯化聚合、抽丝与后加工厂房的占地面积大于10000m2时，应在其两侧设置通道。装置内主要车行通道，应与工厂道路衔接。（1）装置消防通道的设置应符合下列要求：

1）当装置宽度大于60m时，应在装置内设贯通式消防通道； 2）装置宽度小于或等于60m、且装置外两侧有消防通道时，可不设贯通式消防通道。装置内的不贯通式道路应设有回车场地。3）道路的宽度不应小于4m，道路路肩上管架与路面边缘净距不应小于lm，路面内线转弯半径不宜小于7m，路面上的净空高度不应小于4.5m。

（2）检修通道应满足机动检修用机具对道路的宽度、转弯半径和承受荷载的要求、并能通向设备检修的吊装孔。

（3）装置内主要车行通道、消防通道、检修通道应合并设置。（4）操作通道，应根据生产操作、巡回检查、小型维修等的频繁程度和操作点的分布决定。

（5）装置内通道的最小宽度和最小净高要求如表5.1.47。23设备的构架或平台的安全疏散通道，应符合哪些防火规定？ 答：（1）可燃气体、液化烃、可燃液体的塔区平台、设备的构架平台或其他操作平台，应设置不少于两个通往地面的梯子，作为安全疏散通道。但长度不大干8m的甲类气体或甲、乙A类液体设备的平台或长度不大于15m的乙B、丙类液体设备的平台，可只设一个梯子；

（2）相邻的构架、平台宜用定桥连通，与相邻平台连通的走桥可作为一个安全疏散通道;（3）相邻安全疏散通道之间的距离，不应大于50m。24装置布置和发展趋势归结为“四个化”是指什么？

答：装置布置和发展趋势归结为“四个化”即：露天化、流程化、集中化和模块化。

（1）露天化：从近几年实际设计中可以看出，除大型压缩机布置在半敞开的厂房内以外、其他设备给大多数布置在滚天。其优点是节约占地，减少建筑物，有利于防爆，便于消防；

（2）流程化:以管廊为纽带按工艺流程顺序将紧凑设备布置在管廊的上下和两侧；

（3）集中化：将几个装置合理地集中在一个大型街区内组成联合装置，按防火设计规范用通道将各装置分开，此通道可作为两侧装置设备的检修通道，也可作为消防通道。设中央控制室，且朝着设备的墙不开门窗，用电子计算机控制操作；（4）模块化：装置的工艺单元可采用模块布置。如泵、汽轮机、压缩机及其辅助设备采用模块布置，配管也可以模块布置；又如加热炉的燃料油、燃料气管道系统，装置内软管站管道也可以模块布置。甚至整个装置采用模块化设计，用于不同地区仅作局部修改即可重复利用。

25管道布置设计的要求有哪些？ 答：（1）管道布置设计的一般要求有；

1）管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求；

2）管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；

3）在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；

4）厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单元）、道路、建筑物。构筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉；

5）管道应架空或地上缴设；如确有需要，可埋地或敷设在管沟内； 6）管道宜集中成排布置。地上的管道应敷设在管架或管墩上； 7）在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；

8）全厂性管架或管墩上（包括穿越涵洞）应留有1O％－3O％的裕量，并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10％－20％的裕量，并考虑其荷重； 9）输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求；

10）管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行；

11）管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少；

12）．应在管道规划的同时考虑其支承点设置。宜利用管道的自然形状达到自行补偿；

13）管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。管道布置应减少“盲肠”；

14）气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求。

（2）管道除与阀门。仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。

下列惰况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接： 1）因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合； 2）衬里管道或夹套管道；

3）管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者； 4）焊缝现场热处理有困难的管道连接点； 5）公称直径小于或等于100mm的镀锌管道； 6）设置盲板或“8”字盲板的位置。（3）气体支管宜从主管的顶部接出。

（4）有毒介质管道应采用焊接连接，除有特殊需要外不得采用法兰或螺纹连接。有毒介质管道应有明显标志以区别于其他管道，有毒介质管道不应埋地撤设。

（5）布置固体物料或含固体物料的管道时，应使管道尽可能短。少拐弯和不出现死角：

1）固体物料支管与主管的连接应顺介质流向斜接，夹角不宜大于45°；

2）固体物料管道上弯管的弯曲半径不应小于管道公称直径的6倍； 3）含有大量固体物料的浆液管道和高粘度液体管道应有坡度。（6）需要热补偿的管道，应从管道的起点至终点则”整个管系进行分析以确定合理的热补偿方案。

（7）敷设在管廊上要求有坡度的管道，可采用调整管托高度。在管托上加型钢或钢板垫枕的办法来实现。对于放空气体总管（或去火炬总管）宜布置在管廊立柱的项部，以便于调整标高。

（8）布置与转动机械设备连接的管道时，应使管系具有足够的柔性，以满足设备管口的允许受力要求。必要时可采用以下措施： 1）改变管道走向，增强自然补偿能力； 2）选用弹簧支吊架； 3）选用金属波纹管补偿器； 4）在适当位置设置限位支架。（9）布置与往复式压缩机相连的管道时，应使管系的机械振动固有频率和管道的气柱固有频率避开机器的激振频率．必要时可采用以下措施：

1）增设防振支架； 2）适当扩大管径； 3）增设脉动衰减器或孔板；

4）合理设置缓冲器，避开共振管长，尽可能减少弯头。（10）不应在振动管道上弯矩大的部位设置分支管。

（11）在易产生振动的管道（如往复式压缩机、往复泵的出口管道等）的转弯处，应采用弯曲半径不小于1．5倍公称直径的弯头。分支管直顺介质流向外接。

（12）从有可能发生振动的管道上接出公称直径小于或等于40mm的支管时，不论支管上有无阀门，连接处均应采取加强措施。（13）自流的水平管道应有不小于3‰的顺介质流向坡度。（14）管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时，应加套管，套管与管道门的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径。并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。

（15）布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方，否则应设安全防护。（16）有隔热层的管道，在管墩、管架处应设管托。无隔热层的管道，如无要求，可不设管托。当隔热层厚度小于或等于80mm时，选用高100mm的管托；隔热层厚度大于80mm时，选用高150mm的管托；隔热层厚度大于130mm时，选用高200mm的管托；保冷管道应选用保冷管托。

（l7）厂区地形高差较大时，全厂性管道敷设应与地形高差保持一致。在适当位置调整管廊标高。管道的最小坡度宜为2‰。管道变坡点宜设在转弯处或固定点附近。

（18）对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道，在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、金属波纹管补偿器和法兰、螺纹接头等管道组成件。

（19）有热位移的埋地管道，在管道弧度允许的条件下可设挡墩，否则应采取热补偿措施。

（20）管道布置时管道焊缝的设置，应符合下列要求：

1）管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径：且不小于100mm;2）管道上两相邻对接焊口的中心间距：

a.对于公称直径小于150mrn的管道，不应小于外径，且不得小于50mm；

b.对于公称直径等于或大于150m的管道，不应小于150mm； 3）环焊缝距支、吊架边缘净距不应小于50mm；需要热处理的焊缝距支、吊架边缘的最小净距，应大于焊缝宽度的5倍，且不得小于100mm。

26可燃液体、可燃气体、液化烃的管道设计的原则是什么？ 答：原则是：

（l）管道不得穿越与其无关的建筑物；（2）管道应架空或沿地敷设；

（3）必须采用管沟敷设时，应采取防止气体或液体在管沟内积聚的措施，并在进、出装置及厂房处密封隔断；

（4）管沟内的污水，应经水封并排入生产污水管道；（5）取样管道不应引入化验室；

（6）金属管道除特殊需用法兰连接外，应采用焊接连接。27哪些介质管道须静电接地？管网的接地连接点和接地电阻值有何要求？

答：可燃气体、液化烃、可燃液体、可燃固体的管道在下列部位应设静电接地设施：

（1）装置区中各个相对独立的建（构）筑物内的管道，可通过与工艺设备金属外壳的连接（法兰连接），进行静电接地；（2）管网内的泵、过滤器、缓冲器等处应设置接地连接点；（3）管网在进出装置区处、不同爆炸危险环境的边界、管道分岔处的管道应进行接地，对于长距离的无分支管道，应每隔80－100m与接地体可靠连接；（4）对金属管道中间的非导体管段（如聚氯乙烯管），除需做屏蔽保护外，两端的金属管应分别与接地干线相接，或用6mrn多股铜芯绝缘电线跨接后接地；

（5）非导体管段上的金属件应接地。

每组专设的静电接地体的接地电阻值，宜小于100Ω；在山区土壤电阻率较高的场所，接地电阻值应小于1000Ω。28管道敷设的方式有哪几类？其优、缺点是什么？ 答：管道敷设方式有地面以上和地面以下两大类：

（l）地而以上通称架空敷设。是工业生产装置管道敷设的主要方式。具有便于施工、操作、检查、维修及经济等优点；（2）地下敷设

1）埋地敷设：其优点是利用地下的空间，使地面以上空间较为简洁，并不需支承措施；其缺点是管道腐蚀性较强，检查和维修困难，在车行道处有时需特别处理以承受大的载荷，低点排液不便及易凝油品凝固在管内时处理困难，带隔热层的管道很难保持其良好的隔热功能等，故只有不可能架空敷设时，才予以采用；

2）管沟敷设；可充分利用地下空间，并提供了较方便的检查维修条件；还可敷设有隔热层的高温、易凝介质或腐蚀性介质的管道；其缺点是费用高，占地面积大，需设排水点，易积聚或单入油气增加不安全因素，易积聚污物清理困难等。因此在装置内只在必要时，才采用管沟敷设。

29符合哪些条件的管道．允许将管道直接埋地布置？ 答：（1）输送介质无腐蚀性、无毒和无爆炸危险的液体、气体管道，由于某种原因无法在地上敷设的；

（2）与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道；（3）冷却水及消防水或泡沫消防管道；（4）操作温度小于150℃的热力管道。30埋地敷设管道的埋设深度有哪些要求？

答：埋地敷设管道的埋设深度应以管道不受损坏为原则，并应考虑最大冻土深度和地下水位等影响。管顶距地面不宜小于0.5m；在室内或室外有混凝土地面的区域，管项距地面不宜小于0.3m。通过机械车辆的通道下不宜小于0.7m或采用套管保护。31管廊上管道布置的原则是什么？

答：（1）大直径管道应靠近管廊柱子布置；

（2）小直径、气体管道、公用工程管道直布置在省廊中间；（3）工艺管道宜布置在与省廊相连接的设备一侧；工艺管道视其两端所连接的设备管口标高可以布置在上层或下层；

（4）需设置“Ⅱ”型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子处，且‘Ⅱ”型补偿器宜集中设置；

（5）低温介质管道和液化烃管道，不应靠近热管道布置；也不要布置在热管道的正上方；

（6）对于双层管廊，气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和电气电缆糟架等宜布置在上层；一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等直布置在下层；（7）管廊上管道设计时，应留10％－20％裕量。32治塔管道布置设计时应如何考虑？

答：沿塔管道的布置设计应注意如下几个方面：（1）应满足工艺管道及仪表流程图的要求；

（2）管道布置应从塔顶部到塔底部自上而下进行规划，并且应首先考虑塔顶管道和大直径的管道的位置和自流管道的走向，再布置压力管道和一般管道，最后考虑塔底管道和小直径管道；（3）应考虑方便操作、维修和安全可靠，经济合理；

（4）每一条管道按照它的起止点都应尽可能短，但必须满足管道柔性的要求；

（5）每一条管道应尽量沿塔体布置，并且注意有一个“好的外观”；1）有两种惰况可考虑：一是每一条管道分别布置；二是按管道成组布置（这种方式加管道的集中荷载较大时，应取得设备设计人员的同意）；2）在管道侧沿塔外壁呈同心圆布置，或沿塔外壁呈切线布置。33塔顶管道设计的要点是什么？

答：（1）塔顶管道一般有塔顶油气、放空和安全阀出口管道。塔顶放空管道一般安装在塔顶油气管道最高处的水平管段的顶部，并应符合防火规范的要求；

（2）塔顶油气管道内的介质一般为气相，管径较大，管道尽可能短，要“步步低”，不宜出现袋形管，且具有一定的柔性；

（3）每一根沿塔管道，需在上部设承重支架，并在适当位置设导向支架，以免管嘴受力过大；（4）分馏塔顶油气管道一般不隔热，只防烫；如该管道至多台冷换设备，为避免偏流，应对称布置；

（5）塔顶为两级冷凝时，其管道布置应使冷凝液逐级自流，油气总管与冷凝路入口支管应对称布置，使流量均匀；

（6）当塔顶压力用热旁路控制时，热套路管应保温，尽最短，其调节阀应安装在回流罐”上部，且管道不得出现“袋形”，以避免积液；（7）减压塔顶油气管道与塔开口直接焊接而不采用法兰连接，以减少泄漏。

34塔体侧面管道设计有何具体要求？

答：（1）塔体侧面管道一般有回流、进料、侧线抽出、汽提蒸汽、重沸器入口和返回管道等，为使阀门关闭后无积液，上述管道上的阀门宜直接与塔体管口直接相接，进（出）料管道在同一角度有两个以上的进（出）料开口时，管道应考虑一定的柔性；

（2）分馏塔侧线到汽提塔的管道上如有调节阀其安装位置应靠近汽提塔．以保证调节同前有一段液住．其液柱的高度应满足工艺的要求。35塔底管道设计有何特点？

答：（1）塔底的操作温度一般较高，因此在布置塔底管道时，其柔性应满足有关标准或规范的要求。尤其是塔底抽出管道和泵相连时，管道应短且少拐弯，又需有足够的柔性以减少泵嘴受力。塔底抽出线应引至塔裙或底座外，塔裙内严禁设置法兰成仪表接头等管件。塔底到塔底泵的抽出管道在水平管段上不得有“袋形”，应是“步步低”，以免塔底泵产生汽蚀现象，抽出管上的隔断阀应尽最靠近塔体，并便于操作；

（2）除非是辅助重沸器，或者是两个以上并联的重沸器同时操作，而且要求在较宽的范围内调节其热负荷，塔底到重沸器的管道一般不宜设阀门。塔底釜式重佛器带有离心泵时，重沸器的标高应满足离心泵所需要的有效汽蚀余量，同时使塔底液面与重沸器液面的高差所形成的静压头足以克服降液管、重沸器和升气管的压力损失。因此，管道的布置应在满足柔性要求的同时，管道应短，弯头应少。36塔上人孔的布置应符合哪些要求？

答：（1）塔的人孔应设在塔的操作区内，进、出塔比较方便、安全、合理的地方，并宜设在同一方位上。

（2）设置人孔的部位必须注意塔的内部构件，一般应设在塔板上方的鼓泡区，不得设在塔的降液管或受液槽区域内；

（3）塔体上的人孔（或手孔），一般每3－8层塔板布置一个；（4）人孔中心距平台面的高度一般为600mm至1000mm之间，最适宜高度为750mm；

（5）一座塔上的人孔宜布置在同一垂直线上，使其整齐美观。37塔的管口方位有何要求？

答：（1）塔的管口方位应满足塔内件工作原理及结构的要求，设计时应注意设备内件整体结构与管口的相对方位；塔顶气相开口布置在塔顶头盖中部；塔的回流开口，一般布置在塔板上方的管道侧；气相进料开口在塔板上方，与降液管平行；气液混相进料开口在塔板上方，并设分配管；汽提蒸汽开口在汽提塔板下方，并加气体分配管。侧线产品抽出口在降液管下方的公弧范围内，宜设抽出斗，对于中间降液管的双溢流塔板，其抽出口可布置在该处任意角度，设抽出斗；塔底抽出口设在塔底头盖的中部，并设防涡流板，抽出口应延伸到塔的裙座外；

（2）对于有塔板的塔，人孔宜布置在与塔板溢流堰平行的塔直径上，条件不允许时可以不平行，但人孔与溢流堰在水平方向的净距应不大于50mm；

（3）人孔吊装的方位，与梯子的设置应统一布置，在事故时，人盖顺利关闭的方向与人疏散的方向应一致；

（4）液位计接口可通过根部阀与液位计直接连接，也可通过根部阀与液位计连通管相接。不得把液位计接口布置在进料口的对面60°角的范围内，除非进料口有内挡板保护。与塔直连的外浮筒式液位控制接管应加挡板。液位计、液位控制浮筒、报警等装置常位于塔平台内或局部平台端部，以便于维修；

（5）压力计接口应布置在塔的气相区内，使压力计读数不受液位压头的影响；

（6）取样口和测温口的布置，气相取样口和测温口应避开塔板降液槽的气相区，液相取样口和测温口应设在降液管区域的塔板持液层内；对于易结晶的液相取样管应被向塔板；

（7）塔顶部吊柱的定位应使旋转时可达到平台外起吊点上方，以及平台所有人孔的位置。38设备管口方位图除表示管口外，还表示什么方位？ 答：除表示工艺及公用介质管口外，还应该表示：（1）仪表接管的方位，包括温度、压力、液位；（2）人孔、手孔和吊柱的方位，裙座排气孔的方位；（3）设备地脚螺栓孔的方位或支耳的方位；（4）吊耳、接地板和铭牌的方位；（5）内部爬梯、裙座底部加强支撑的方位。39如何确定卧式容器支座的固定侧？

答：从该容器所需连接的管道中找出对柔性计算最重要的（难度或要求最高的）一根管道，例如补偿量大，管径大的管道，作为决定支座型式的依据。固定侧支座位置应有利于该管道的柔性计算。40卧式容器的管口方位有什么要求？

答：（1）在设备壳体上的液体入口和出口间距应尽量远。液体入口管应尽量远离容器液位计接口；

（2）液位计接口应布置在操作人便于观察和方便维惨的位置。有时为减少设备上的接管口，可将就地液位计、液位控制器、液位报警等测量装置安装在联箱上。波位计管口的方位，应与液位调节阀组布置在同一侧；

（3）铰链（或吊柱）连接的人孔盖，在打开时应不影响其他管口或管道等；

（4）安全阀接管口应设在容器顶部。41卧式容器的管道布置的一般要求是什么？ 答：容器（罐）的管道比较简单；立式容器的管道布置大体上与塔的管道布置相似，也采取沿罐壁进行设计，管道上的阀门也要求直接与开口相接；这样可避免积液。卧式容器设备布置时，一般将罐与管廊的长方向相垂直所以其管道如气体出口管道、安全阀出口管道、液体出口管道等都朝向管廊，并与管廊上的有关；主管相连接。容器顶部开口接出的管道，其标高宜高于与管廊上相接的主管，以便于接在主管的顶部。容器底部的液体出口管道与管底下的泵相连接时，其管底标高应不影响人的通行。

（1）对卧式容器的液体出口与泵吸入口连接的管道，若在通道上架空配管时，最小净空高度为2200mrn；

（2）与卧式容器底部管口连接的管道，其低点排液口距地坪最小净空为150mm；

（3）安全阀的出口排入密闭管道系统时，应避免积液，并满足安全阀出口管道顺介质流向成45°向下与密闭总管顶部相接，且无“袋形”。若安全阀安装在远离容器时，要校核从容器至安全阀入口管道的压力降；

（4）储罐顶部管道的调节阀组布置在平台上；（5）应根据设备及管道布置惰况设置平台。42加热炉管道布置设计的一般要求是什么？

答：（1）加热炉管道布置随加热炉的炉型不同而异，在加热炉管道布置时，应对其进、出料管道、燃料系统管道、吹灰气管道、灭火蒸汽管道等统一考虑；（2）对圆筒炉进、出料总管，通常采用环形布置于炉体周围，可支承在地面或炉体上。环形总管应布置在看火门以上，以便于看火门的正常操作和维修；

（3）必要时在炉出口管道弯头。三通或变径较大之外，或者从炉顶垂直向下的底部位置，设置防震支架；

（4）如果在管道设置爆破片，其方向不得朝向操作或设备；（5）主要调节阀组通常布置在管廊与炉体之间并注意通道要求；（6）蒸汽、燃料油或燃料气管道上的阀门宜布置在看火门附近的垂直管道上，并满足调节和检修的要求；

（7）在寒冷地区，应根据规定对燃料油管道采用蒸汽伴热；（8）靠近喷嘴处的管道应采用便于拆卸的接连结构，以便清扫和维修；

（9）应在经常操作的在较高位置的阀门和观察部位设置平台和梯子；（10）燃料管道的排放点，应远高炉子至少15m，并应排入收集系统，不得直接排入下水道；

（11）与炉子连接的管道，尽量集中排列，以便于支撑，达到协调。美观的目的；

（12）对加热炉的进料管道，应保持各路流量均匀；对于全液相进料管道，一般各路都设有流量调节阀调节各路流量，否则应对称布置管道，气液两相的进出管道，必须采用对称布置，以保证各路压降相同；（13）环形油线应以最高温度计算热补偿量，并利用管道自然补偿来吸收其热膨胀量。

43对加热炉的燃料气管道布置的一般要求是什么？

答：（1）燃料气要设分配主管，使每个喷嘴的燃料气都能均匀分布；燃料气支管由分配主管上部引出，以保证进喷嘴的燃料气不携带水或凝缩油。在燃料气分配主管末端装有DN20的排液阀，便于试运冲洗及停工扫线后排液，以及开工时取样分析管道内的氧含量，排液管上应设两道排液阀以免泄漏，该阀能在地面或平台上操作。燃料气切断总阀应设在距加热炉15m以外。

（2）在燃料气管道上设置阻火器，就可以阻止火焰蔓延，阻火器按作用原理可分为干式阻火器和安全水封两种。工业生产装置中加热炉的燃料气管上一般采用多层铜丝网的干式阻火器。阻火器应放置在靠近喷嘴的地方。管道阻火器与燃烧器距离不宜大于12m。这样，阻火器就不致于处在严重的爆炸条件下，使用寿命可以延长。44管壳式和套管式换热设备的管道布置应如何考虑？

答：（1）工艺管道布置应注意冷、热物流的流向，一般冷流自下而上，热流由上而下；

（2）管道布置应方便操作，并不妨碍设备的检修；

（3）换热设备的基础标高，应满足其下部排液管距地面或平台面不小于150mm；

（4）换热设备的管道，只能出现一个高点和一个低点，避免中途出现“气袋”或“液袋”，并设高点放空，低点放净；在换热设备区域内应尽量避免管道交叉和绕行；尽量减少管道架空的层数，一般为2－3层；

（5）两台或两台以上并联的换热设备入口管道直对称布置，对气液两相流换热设备则必须对称布置，才能达到良好的传热效果；（6）换热设备的进出口管道上测量仪表，应靠近操作通道及易于观测和检修的地方安装；

（7）与换热设备相接的易凝介质的管道或含有固体颗粒的管道副线，其切断阀应设在水平管道上，并应防止形成死角积液；

（8）在寒冷地区，室外的换热设备的上、上水管道应设置排液阀和防冻连通管。

45成组布置的换热设备其管道布置应如何设计？

答：（1）成组布置的换热设备区域内，可在地面或平台面上敷设管道，但不应妨碍通行和操作；

（2）当管道上无调节阀或排液管时，管底距地面净空应大于或等于150mm；

（3）调节阀组应平行于冷换设备布置;（4）成组布置的换热设备之间管道布置的净距应大于或等于650mm；

（5）管道布置应考虑各换热设备的管箱和头盖的拆卸空间；（6）并联多组换热设备的进出口管道应对称布置。46立式重沸器的管道布置有何要求？ 答：（1）管道必须有足够的柔性，以补偿在各种工况下设备和管道的热膨胀；

（2）当重沸器管口同塔的管口对接时，如荷载条件允许，则最好在塔体上设支架支承重沸器，而且支架的位置及形式应能满足塔体及管道膨胀所产生的位移及荷载要求；

（3）配管时应留出重沸管束在原地拆卸所需的空间；

（4）对壳体上带膨胀节的单程固定管板式换热器，在进行配管，柔性分析及设备的支撑设计时，应考虑该膨胀节的影响；

（5）当重沸器的长度与直径之比（L/D）大于6.0时，宜设导向支架；

（6）当重沸器的阀门和盲板离地评3m以上，应在塔上设置平台。47管壳式卧式卧式重沸器的管道布置有何要求？

答：（1）在热胀许用应力范围内，重沸器的降液管和升汽管，应尽可阻短而直、减少弯头数里，以减少压降；

（2）当重沸器有2个升汽口时，为使其管内流绿相等，升汽省应对称布置。若升汽管管径不同和布置不对称时，应尽量使这二根管段的阻力相等。否则，阻力大的升汽管的流量小会使热量分配不匀；（3）从重沸器内抽出的液体为饱和液体，如果管道系统产生压降，液体就将开始闪蒸，产生气液两相流体流动，影响控制和测量仪表的操作和精度。因此在布置饱和液体管道时，其基本原则是使压力降最小，并在测量或控制仪表前不出现垂直上升管段；（4）重沸器管程加热介质的进口管道上通常装有温度调节阀及其阀组，这些阀门一般布置在靠近重沸器管程进口的地面或平台面上。48空冷器的管道设计有何具体要求？

答：（1）分馏塔顶至空冷器油气管道，一般不宜出现“液袋”。当空冷器进出口无阀门或为两相流时，管道必须对称布置，使各片空冷器流量均匀；

（2）空冷器的入口集合管应靠近空冷器管嘴连接，如因应力或安装需要，出口集合管可不靠近管嘴连接，集合管的截面积应大于分支管截面积之和；

（3）空冷器人口为气液两相流时，各根支管应从下面插入人口集合管内；以使集合管底的流体分配均匀；同时在集合管下方设置停工排液管道，接至空冷器出口管道上；

（4）空冷器人口管道较高；如距离较长，需在中间设置专门管架以支承管道；

（5）湿式空冷器的软化水回水系统为自流管道，因此，应注意管系的布置，并拐弯不宜过多。回水总管应有顺介质流向的坡度；（6）空冷器的操作平台上设有半固定蒸汽吹扫接头，其阀门宜设在易接近处，并应注意蒸气接头方向，保证安全操作。49泵类的管道设计一般要求是什么？

答：（l）泵的进、出口管道应设切断网，管道一定要有足够的柔性，以减少管道作用在泵管口处的应力和力矩；（2）泵的吸入管道应满足泵的“汽蚀余量”的要求，管道应尽可能短、少拐弯不得有气袋。如难以避免，应在高点设放气阀；（3）当泵吸入管较长时，宜设计成一定的坡度（i＝5‰）；泵比容器低时宜坡向泵，泵比容器高时宜坡向容器；

（4）在紧靠泵人口管道切断阀下游，应设过滤器或临时过滤器，为防止泵的流体倒流引起泵的叶轮倒转，泵出口应装有止回阀；（5）在满足工艺要求的前提下，泵的管道。阀门手轮不得影响泵正常运行及维修检查所需空间；

（6）往复泵进、出口管道设计应考虑流体脉动的影响。50泵的保护线有哪几种？其作用是什么？

答：泵的保护线有6种，其作用是为了使泵体不受损害和正常运转，根据使用条件设置泵的保护管线。

（1）暖泵线--在输送介质温度大于200℃的高温油品时，有备用泵的情况下应设置DN20～25暖泵线；

（2）小流量线--当泵的工作流量低于泵的额定流量30％时，应设置泵在最低流量下正常运转的小流量线；

（3）平衡线--对于输送常温下饱和蒸汽压高于大气压的液体或处于泡点状态的液体，为防止进泵液体产生蒸汽或有气泡进入泵内引起汽蚀应加平衡线；

（4）旁通线--用于泵的试运转或非正常操作状态下出口主阀关闭时，仍能使泵处于运转。一般在阀前后压差非常高的场合设置带有限流孔极的旁通阀；（5）防凝线--输送在常温下凝固的高倾点或高凝固点的液体时，其备用泵和管道应设防凝线，以免备用泵和管道堵塞；

（6）安全阀线--对于电动往复泵、齿轮泵和螺轩泵等容积泵，在出口侧设安全阀线，当出口压力超过定压值时，安全阀起跳，流体返回泵人口管。

第四篇：药物制剂生产设备及车间工艺设计

2011-2012学年第2学期复习题

一、基本概念

1.GMP(Good Manufacturing Practice)

系指在药品生产过程中，以科学、合理、规范化的条件和方法保证生产全过程的药品生产质量管理规范。

2.CIP（Cleaning In Place）

是指设备在不移动的情况下在原位进行的清洗操作。

3.EDI(Electrodeionization)

是将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺又称填充床电渗析 4.SCFE(supercritical fluid extraction)

在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取的技术。

5.SOP(Standard Operating Procedure)

对某项操作作出书面的指示性说明并经批准的文件。6.RO(Reverse osmosis)在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将除水以外的阴阳离子分离，从而达到纯化水的目的。

7.Unidirectional Flow

以均匀的截面速度，沿着平行或垂直流线以单一方向流过洁净室的气流

8.Falling Film Evaporator

物料液体沿加热管壁呈膜状至上而下流动而进行传热和蒸发过程 9.HVAC(Heating, Ventilating and Air Conditioning)

是包含温度、湿度、空气清净度以及空气循环的空气调节系统

10.ISPE(International Society for Pharmaceutical Engineering)即国际制药工程师协会，是致力于培训制药领域专家并提升制药行业水准的世界非官方非盈利性组织

11.FDA（Food and Drug Administration）

即美国食品药物管理局，是由美国国会即联邦政府授权，专门从事食品与药品管理的最高执法机关。

12.OSD（Oral solid dosage）

即口服固体制剂，包括片剂、胶囊、颗粒剂等机型

二、填空题

1.纯化水的制法有离子交换法、电渗析法、电法去离子、反渗透法

和

蒸馏法。

2.空气净化系统（HVAC）中，一般采用三级过滤器，即粗效过滤器、中效过滤器

、高效过滤器。

3.制剂车间工程设计是一项综合性技术很强的工作，通常是由 工艺设计

和

非工艺设计

两项工作组成。

4.空气洁净级别不同的相邻房间之间的静压差应大于 10Pa

，温度控 制在 18-26℃，相对湿度控制在 45-65%。

5.铝塑泡罩包装机一般可分为三种，即 滚筒式、平板式、滚板式

。6.真空制膏机有三组搅拌，分别是 主搅拌、溶解搅拌、均质搅拌

。7.物料、产品的待验、合格、不合格状态应醒目标识；一般以三种颜色

以示区别，这三种颜色分别是 黄、绿

、和

红

。8.高速压片机压力单元分为 预压、和 主压 两部分，其中 预压 是为了颗粒在受压时空气的溢出。9.在粉针剂生产工艺过程中，加塞工序一般又分 半加塞 和 全加塞，分别在冷冻干燥前和冷冻干燥后进行。

10.中药制剂生产过程一般可分为三个基本过程即 前处理、提取精制

和

制剂加工。

三、选择题

1.流能磨的粉碎原理是

A.高速气流冲击使物料颗粒之间或颗粒与器壁之间相互作用

B.不锈钢齿或T型小锤的冲击作用

C.瓷球或钢球的研磨或撞击作用

D.切割刀的剪切作用

2.纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能够防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注射用水可采用

A.50℃以上保温循环 B.80℃以上保温循环 C.70℃以上保温循环 D.60℃以上保温循环

3.沸腾床流化制粒的工作原理是

A.将物料粉末直接压缩成片材后，再粉碎成颗粒

B.是将粉末与粘合剂混合均匀后，再用热空气干燥

C.是通过搅拌器及高速切割刀的搅拌剪切作用将湿物料制成颗粒

D.用热空气流将粉末悬浮呈流化态，再喷雾粘合剂使粉末凝结成颗粒

4.洁净厂房最好建在城市最大频率风向的E.上风侧 F.左风侧

G.右风侧

H.下风侧

5.板框压滤机是由

A.滤板排列组成滤室 B.多块滤板与滤框交替重叠排列组成 C.滤叶和罐体所组成 D.滤网和集液盘组成

6.拉丝封口火焰使用的燃烧方式为

A.氧-天然气火焰 B.氧-煤气火焰 C.氧-氢气火焰 D.氧-乙炔火焰 7.容器回转型混合机有

A.V型混合机 B.槽型混合机 C.三维运动混合机 D.螺旋锥形混合机

8.哪些药物的生产区域应设置独立的专用净化空调系统

A.青霉素类 B.激素及抗肿瘤药物 C.抗高血压药物 D.避孕药

9.注射剂在配料过程中添加针用活性炭的目的在于

A.脱色 B.助滤 C.吸附杂质 D.稳定剂 10.初步设计阶段的工艺流程图有

A.生产工艺流程图 B.物料流程图 C.带控制点的工艺流程图 D.设备布置图

四、判断题

1.电法去离子（EDI）的最大优点是树脂再生不用消耗酸碱。（√）、2.对生产中发尘量较大的设备应附设防尘装置。（√）

3.多效蒸发器的生产能力是单效蒸发器的若干倍。（×）

4.制粒与整粒所用筛网目数是相同的，以便使颗粒规整化，大小一致。（×）

5.滚压法干法制粒中的轧辊转速越快物料受压时间越长。（×）

6.真空制膏机中有三组搅拌分别是主搅拌、溶解搅拌、均质搅拌，其中 主搅拌转速最快。（×）

7.在洁净室中最大的污染源是生产设备。（×）8.干燥设备的进风口应有过滤装置，排风口应设防止尾气倒灌装置。（√）

9.最终灭菌制剂在热压灭菌后应立即打开灭菌柜门，以防产品受热时间 过长。（×）

10.A级层流区一般使用的是非单向流，通过稀释环境的空气达到净化的目的。（×）

五、简答题

1、简述制剂车间布置的原则。

2、简述全自动硬胶囊机生产过程。

3、简述片剂生产工艺过程。

4、简述粉针剂生产工艺过程。

第五篇：加热设备及车间设计复习总结

加热设备及车间设计复习总结

第一章热处理设备常用材料及基础构件

热处理设备常用的材料有砌筑炉墙用的耐火材料、保温材料，炉内金属构件所需的耐热金属材料，电热原件所需的电热材料，炉壳所需的金属材料。

耐火材料——凡是能够抵抗高温、并能承受高温物理和化学作用的材料。耐火材料的主要性能：

耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。

（反映的是一种高温抗软化性能，耐火度不是材料的熔点。）普通耐火材料 1580-1770℃ 高级耐火材料 1770-2000℃ 特级耐火材料≥2000℃

荷重软化温度：是指耐火材料试样在0.2 MPa压力下，以一定的升温速度加热至开始软化变形0.6%的温度，此外也标注4%和40%的软化点。荷重软化点反应材料的高温结构强度。热稳定性: 是指耐火制品抵抗耐急冷急热而不破坏的能力 标准测定方法：加热850 ℃，保温40 min，然后在流动的冷水中冷却3 min，重新加热冷却，直至试样破坏。

高温化学稳定性：是指在高温下抵抗炉气、熔盐、金属氧化物等侵蚀的能力。重烧线变化（体积稳定性）：耐火制品加热至高温，制品尺寸（长度）发生的不可逆变化，以%表示，正值表示膨胀，称重烧线膨胀；负值表示收缩，称重烧线收缩。

它是将耐火制品加热到规定温度，保温一定时间，冷却至室温后其长度所产生的残余膨胀或收缩。

常用的耐火制品（定型）：）粘土质耐火砖：是以耐火粘土作原料。特点：热稳定性好（10-15次），耐火度1580-1770℃，中性、偏弱酸，荷重软化温度不高，使用温度不超过1350 ℃。

使用范围：各种加热炉、热处理炉和干燥炉的炉体，不宜做电热元件的搁砖，不宜做高碳气氛炉的内衬。）高铝砖：是有高铝矾土、硅线石、天然或人造刚玉、工业氧化铝等经配料、混合、成形等工序最后经高温焙烧而成。

特点：耐火度、荷重软化温度都高于粘土砖，使用温度可达1400-1650℃（高于粘土砖），中性，抗渣性和热震稳定性较好。重烧收缩较大，价格较贵。使用范围：高温炉的（1000 ℃以上）内衬，电热元件的搁砖。4）石墨制品: 普通石墨制品：是用天然石墨做原料，添加耐火粘土做结合剂制成的产品

优质石墨、高强石墨、高纯石墨等可制作电热元件，使用温度可达2200-3000℃。特点：高的耐火度和荷重软化温度；机加工性能好，强度随着温度的升高而加强，1700 ℃时，强度超过所有氧化物和金属材料；大气中加热易氧化。使用范围：具有保护气氛或真空系统的高温炉。

5）抗渗碳砖：用于砌筑渗碳砖，可以为粘土质也可以为高铝质，严格控制氧化铁含量（Fe 2 O 3 低于1%，H 2 和CO使Fe 2 O 3 还原产生Fe、Fe 2 C、C等产物，使体积膨胀）用途：可控气氛炉内衬材料。

重质抗渗碳砖：炉膛内表面和负荷大、易磨损部位 轻质抗渗碳砖：隔热层

耐热金属材料

热处理设备用耐热金属材料有耐热合金钢、耐热铸铁等

耐热合金钢：高于450 ℃条件下工作，并具有足够高的强度、抗氧化、耐腐蚀性能和长期的组织稳定性。

在选择和使用电热材料时应考虑以下性能： 1）耐热性和高温强度 2）电阻系数 3）电阻温度系数 4）热膨胀系数 5）机械加工性能

电阻温度系数（1/ ℃）：表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化。电阻温度系数小的元件，功率稳定；

电阻温度系数大的元件，以工作温度的电阻值作为功率计算依据； 电阻温度系数很大的元件，需配备调压器。热膨胀系数（1 /℃）：电热元件受热伸长后的长度由下式确定L T =L 0（1+ βT）对热膨胀系数较大的电热元件，设计安装时必须留有充分的膨胀余地。常用电热元件材料：金属电热元件、非金属电热元件、红外电热元件 金属电热元件：常用的金属电热材料有镍铬合金、铁铬铝合金，真空和保护气氛中也使用钼、钨、钽。

非金属电热元件：常用的非金属电热材料有碳化硅（硅碳棒）、硅钼棒，石墨等。

第二章热处理炉的传热原理

传热的基本方式: 传导、对流、辐射 传导传热：热量由物体的一部分传至另一部分，或由一物体传至与其相接触的另一物体的传热现象。固、液、气态中都能发生，要求物体相互接触，无能量形式的变化。对流传热：流体中不同部分的相对位移时不同部分的质点相互混合，或者在运动质点与一相接处的固体表面之间所进行的热交换，只能在流体宏观运动时才能发生，无能量形式的变化。辐射传热：受热物体将热能部分转化成辐射能，以电磁波的形式向外放射，当投射到另一物体时部分被吸收转化成热能，无需中间介质，既有热量的交换，也有能量形式的转化，不论温度高低任何物质都向四周放射辐射能。

热流：单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流或热流量Q。

热流密度：单位时间内通过单位传热面积的热流，称为热流密度，用q表示。传导传热的基本方程式：

热导率：反应了物体导热能力的大小。其数值为导热物体中相距1 1 m 处的温差为1℃时，单位面积上单位时间内传递的热量 单层炉墙的稳定态导热计算：

单层圆筒炉墙的稳定导热

式中字母的含义：

简单描述应用:

自然对流：由于流体内存在温度（浓度）差，造成流体各部分密度不同而引起的流动称为自然流动（自然对流换热）。强制对流：流体受外力(如风机、搅拌机等)作用而发生的流动称为强制流动（强制对流换热）。层流和紊流可用一个无量纲数，即雷诺准数(Re)来判别 当流体在光滑圆管中流动时：(1)雷诺数小于2100为层流

(2)雷诺数大于2300为紊流

(3)雷诺数在2100--2300之间时，可能为层流，也可能为紊流。

透热体：到达物体表面的热辐射的能量全部透过物体，此物体称为透热体。

白体：到达该物体表面的热辐射能量全部被反射。当这种反射是规则的，此物体称为镜体；如果是乱反射，则称为白体。

绝对黑体：达该物体表面的热辐射的能量完全被吸收，此物体称为绝对黑体,简称黑体。所有投射到物体上的辐射能，不论其波长大小，全部被吸收，这类物体就叫做绝对黑体。理想灰体：若某物体在任何温度下的辐射能力，都等于同温度下绝对黑体辐射能力乘以同一系数，这种物体叫做理想灰体。

第三章热处理电阻炉

一、箱式电阻炉（RX）

箱式电阻炉按其工作温度可分为： 高温箱式炉(>1000℃)中温箱式炉(650～1000℃)低温箱式炉(<650℃) 命名方式为：RX□-□-□，RX3-30-9(设计序号功率（kW）最高温度)中温箱式电阻炉可用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等（结构图见课件）高温箱式炉用于高速钢或高合金钢模具的淬火加热，其结构与中温箱式炉相似，但电热原件布置在工作室内。（结构图看课件）

低温箱式炉大多用于回火，主要靠对流换热。

圆体箱式电阻炉是近几年国内厂家参照国外先进技术制造而成，产品外形、炉膛为圆形，而炉膛尺寸、炉底板、电热元件等均保留原有箱式炉特点及互换性。外表面积小，蓄热少，热损失比RX系列产品减少20％以上，节能显著。

二、井式电阻炉

井式电阻炉外形为圆形，一般置于地坑中，适用于加热细长工件，以减少加热过程中的变形（吊挂）。井式电阻炉炉膛较深，上下散热条件不一样，为使炉膛温度均匀，常分区布置电热元件，各区单独供电井控制温度。

中温井式电阻炉适用于轴类等长形零件的退火、正火、淬火及预热等。与箱式炉相比，装炉量少，生产效率低，常用于质量要求较高的零件

低温井式电阻炉最高工作温度为650℃，广泛用于零件的回火。

三、台车式电阻炉

台车式炉适用于大型和大批量铸、锻件的退火、正火和回火处理。其结构特点是炉子由固定的加热室和在台车上的活动炉底两大部分组成。与箱式炉相比增加了台车电热元件、通电装置、台车与炉体间密封装置及台车行走驱动装置台车炉密封性较差，加热室与活动台车接触边缘采用砂封装置密封。

四、转筒式炉

转筒式炉是在炉内装有旋转炉罐的炉子，炉罐内工件随炉罐的转动而翻动，以改善加热和接触气氛的均匀度，主要用于处理滚珠等小尺寸标准件。

炉型选择的具体基本原则：

1）多品种、小批量：周期性作业的箱式炉 2）批量大、品种少：各种连续式机械化作业炉 3）零件表面要求高：密封性好的箱式炉、井式炉、4）可控气氛多用炉、真空炉

5）大尺寸型铸锻毛坯件（质量重）：台车式炉 6）小型轴承钢球：转筒式炉 7）对变形要求严（细长）：井式炉

8）化学热处理：井式渗碳炉、氮化炉、可控气氛炉 9）大批量的化学热处理：贯通式气体渗碳炉

炉膛尺寸的确定： 炉膛长度和宽度的确定

实际排料法：按照工件实际摆放面积作为炉底的有效面积，再根据炉子温度均匀性的情况，确定实际炉底面积。

有效宽度、有效长度、有效面积：

炉架的作用是承受炉衬和工件载荷以及支撑炉拱，一般采用型钢焊接而成，型钢型号随炉子大小、耐火材料和结构而异。炉壳的作用是保护炉衬，加固炉子结构和保持炉子的密封性，通常用钢板在炉架上焊接而成，厚度一般取2-6mm 炉衬的作用是保持炉膛温度，使炉膛的温度均匀、减少炉内热量的散失；同时炉衬本身也应减少自身的蓄热，确定其厚度的基本原则是保证炉外壳温度不超过许可的温升（50-60 ℃）炉底的作用是保持炉内热量和承载工件。

炉顶结构形式主要有拱顶和平顶两种。热处理炉大都采用拱顶。拱顶的砌法有错砌和环砌两种。错砌比较常用，但拆修不方便，一般用于炉内工作温度一致，不须经常拆修的热处理炉及烟道的拱顶；环砌多用于各段温度不一致的连续式炉或工作温度较高，拱顶易损坏的拱顶

拱角：拱顶的圆心角称为拱角，标准拱角为60°。

电阻炉功率的确定：

电阻炉功率计算列线图，过A线对应点与D线对应点，做直线交于E线O点，过O点与C线对应点做直线，延长交B线于一点，该点即为所求功率。

电热元件的表面负荷：是指单位表面积上所发出的电功率

电热元件的计算：主要包括元件的截面积、长度、重量以及一些结构尺寸的计算，必须满足炉子功率和一定的使用寿命

（一）金属电热元件的理论计算

（1）元件尺寸及重量

1）直径为d 的线状电热元件

2）带状电热元件

(3)电热元件寿命计算：通常把电热元件截面积氧化率达到20%，或元件的电阻增加 25%、功率降低20%时的使用时间作为电热元件的使用寿命。

电热元件的引出端

电热元件穿过炉壁引出炉外的部分称为引出端。对金属电热元件常另外焊接不锈钢引出棒，其截面积应为元件的3倍以上。对硅碳棒引出端，其截面应为其工作部分的1.5倍以上

第四章热处理燃料炉 无焰烧嘴：当空气与煤气在烧嘴内预先完全混合后再喷出燃烧时，其燃烧过程属于动力燃烧，无明显火焰，故这种烧嘴称为内混式烧嘴或无焰烧嘴。

有焰烧嘴：当空气与煤气在烧嘴外边混合边燃烧时，燃烧过程属于扩散燃烧，有明显火焰，称为外混式烧嘴或有焰烧嘴。

利用离炉烟气的余热对助燃空气和煤气进行加热的装置称为预热器。炉子排烟分为上排烟和下排烟两种方式。

理论空气消耗量：理想条件下燃料完全燃烧所需最少空气量称为理论空气消耗量。空气过剩系数：实际空气消耗量与理论空气消耗量之比为空气过剩系数α。高发热量Q高：燃烧产物冷却到燃烧物质的原始温度，且燃烧产物中的水蒸气冷凝成0℃的水蒸气时，单位燃料完全燃烧所放出的热量。

低发热量Q低：燃烧产物冷却到燃烧物质的原始温度，且燃烧产物中的水蒸气冷却成20℃的水蒸气时，单位燃料完全燃烧所放出的热量。

着火温度：燃料和空气的可燃混合物可自行正常燃烧的最低温度。回火：可燃混合气体从烧嘴喷出的速度若小于火焰的传播速度，造成火焰或其根部返回到烧嘴里去的现象。

脱火：可燃混合气体的喷出速度大于火焰的传播速度，则会将火焰吹散，使燃烧不稳定，甚至引起熄灭的现象。

预热装置：离炉烟气温度一般为500-1000℃，带走热量占炉内供热量的30%-50%。

第五章热处理浴炉及流态粒子炉

浴炉：利用熔融液体作为介质进行加热工件的热处理炉。特性：1）综合传热系数大，工件加热速度快

2）工件加热均匀，变形小

3）浴炉的热容大，温度波动小，易实现恒温加热 4）盐液保持中性，易实现无氧化无脱碳加热

5）热损失大、启动较难、劳动条件差、消耗盐碱量大、6）不易实现连续化生产

1、按热源分类：

2、按工作温度分类：

3、按浴液分类：

盐浴炉：低温盐浴炉用于550℃以下的等温淬火、分级淬火、和回火；

中、高温盐浴炉用于600～1300℃范围内工模具零件加热和液态化学热处理。

碱浴炉：

油浴炉：使用温度低于230℃的低温回火和分级淬火。铅浴炉：传热速度快但毒性大。

4、按照加热方式分类：

二、内热电极盐浴炉（加热方式）

电极布置在熔盐内，直接通电，以熔盐为发热体产生热量。热量主要发生在熔盐内部，交流电通过两电极间熔盐时产生较强的电磁力，驱使熔盐在电极附近循环流动，升温快，可采用非金属浴槽，熔盐内的温度场与电极的布置有很大关系，电极间的熔盐易过热而分解。

1、插入式电极盐浴炉 结构和原理：

电极从坩埚上方直接插入熔盐，通入低电压（6~17.5）大电流（几千安培）的交流电，由熔盐电阻热效应，将熔盐加热到工作温度。

优点

①结构简单

②坩埚和电极可单独更换 ③电极制造、装卸方便 ④电极间距可调 缺点

①炉口只有2/3面积能使用，其它被电极占据，效率低，耗电量大

②由于电极自上方插入，与盐面交界处易氧化产生缩颈，电极寿命短，损耗大 ③电极在一侧，远离电极侧温度低（炉温均匀性差）④工件易接触电极，产生过热和过烧缺陷

电极盐浴炉的启动

固态盐电阻值很大，无法在工作电压（低电压）下使其导通，因此在浴炉开始工作时需使电极间盐熔化，电极盐浴炉启动方法很多，最常用的是的启动电阻法。

将电极之间的盐加热到熔点以上100~250℃，然后再用电极继续加热使坩埚内盐全部融化。启动所需功率按照熔化1/3盐量计算 启动方法

空炉启动：将启动电阻体放在炉膛底部电极区域内，加入能将电阻体覆盖的盐并使其熔化；然后将电阻体取出，再用高档位电极通电加热，将随后加入的盐全部融化。

二次启动：由于开始启动时启动电阻处于冷态，其电阻值比热态小很多，为使启动电流不过载，应低档启动。当启动电阻的温度升高后，再调至高档，加快盐的熔化速度，缩短升温时间。盐基本熔化后就可脱开启动电阻，直接用电极加热。启动注意事项： 1）启动电阻安装在电极附近或电极之间的坩埚底部，加入一定数量的盐，将启动电阻覆盖，逐渐加盐，当熔盐升高接触电极后，再将启动电阻取出。

2）在生产结束停炉前，再将启动电阻重新置于坩埚，备下次启动用。注意不能靠近电极，不能过高。

3）对插入式盐浴炉还可采用碳棒接通两极直接启动。4）启动电阻和电压要配合好，否则会烧坏。5）炉膛深的电极浴炉采用双层启动电阻。

流态粒子炉：炉膛内具有流动状态粒子的间歇式热处理炉 工作原理  炉罐底部安放布风板，气体通过布风板进入炉膛，是炉罐内的固态粒子（石英砂、刚玉砂、石墨粒子或其他粒子）形成流态床，工件在流态床中加热、冷却或进行化学热处理。第六章连续作业炉

连续作业炉：借助某些机械机构（皮带、推杆等）连续地或间歇地进行装料和出料，连续、顺序地进行加热、保温和冷却的全过程。特性：

1）适合大批量生产，效率高 2）产品质量稳定，劳动条件好 3）易于进行自动化设计

炉膛有效长度按生产率和推料周期来计算：

炉膛宽度按下式计算：

炉膛高度H的确定方法与箱式炉相同。有时炉膛高度不等高，两端较低，中部较高，一般情况下取值(0.52-0.9)B

预处理炉: 渗碳零件表面预处理，脱脂并形成氧化膜  温度在450-500℃之间，顶部设置离心风扇

振底式炉

振底式炉设有振动机构，使装载工件的活动底板在炉膛内往复运动，借惯性力使工件连续向前移动。依据振动机构的不同分为机械式、气动式和电磁振动式。

振动原理：

实际工件移动距离：

S=L2-L

1滚筒式炉: 炉内装有旋转炉罐，炉罐不断旋转，炉内的炉料也随之旋转、翻倒和前进，小型物料不至于堆积，有利于均匀加热和均匀接触炉气氛。处理滚主类等小标准件。

第七章真空热处理炉及等离子热处理炉

真空热处理是随着精密机械制造业、国防等尖端工业的发展而发展起来的新型热处理方法 按照真空度分类：  低真空（～ 10-1 Pa） 高真空（10-2 ～ 10-4 Pa） 超高真空（10-4 Pa～）按照工作温度分类：  低温炉（～ 650℃） 中温炉（650℃～1000℃） 高温炉（1000℃～）

第八章可控气氛炉

在一般空气介质电阻炉中加热钢件时，容易发生氧化和脱碳两种缺陷。要使钢件加热时不氧化和脱碳，可以采用两种方法： 1）向炉膛内送入保护气体，使钢件在保护气氛下加热；为了使工件表面不发生氧化、脱碳、烧损现象或对工件进行化学热处理，向炉内通以可进行控制成分的气氛，称可控气氛。2）把炉膛内空气抽除，使钢件在真空状态下加热。

脱碳：是钢加热时表面碳含量降低的现象。

脱碳的过程：钢中的碳在高温下与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧化碳。氧、氢和二氧化碳（水）使钢脱碳，而一氧化碳和甲烷则使钢增碳。

可控气氛加热的基本原理：

通过钢在可控气氛中加热所发生的化学反应，了解可控气氛中各种组分的性质与作用以及对钢在加热过程中发生氧化还原、脱碳增碳反应的影响，进而确定可控气氛中的控制对象 常用的可控气氛：CO、H 2 和少量的CO 2、CH 4 和H 2 O等气体 在热处理温度条件下，气体与钢进行化学反应。

钢在炉气中的氧化、还原反应

1、钢在CO-CO 2 气氛中的反应

钢在空气中加热与氧发生氧化反应，在560℃以下生成Fe3O4，在560℃以上形成三种氧化物，内层为FeO，中层为Fe3O4，外层为Fe2O3，通常认为氧气对钢的氧化过程不可逆，无法控制。

钢在CO-CO2气氛中的氧化还原反应则有所不同，是可逆的，其反应速度和反应方向决定于CO/CO2比值和温度。其反应方程式：

反应方向由平衡常数（压力商）来判断。在一定温度下，反应达平衡时，气氛中各种气体浓度不再改变，其平衡常数为：

制备气氛的种类

1、吸热式气氛

1）制备原理

吸热式气氛：原料气与理论需要空气量的一半(n≤0.5)在高温及催化剂的作用下，不完全燃烧生成的气氛

2、放热式气氛

1）制备原理

放热式气氛：是原料气与较多的空气(n=0.5•~0.95)的不完全燃烧产物，所产生的热量足以维持反应进行

8.4 可控气氛碳势及氧势

8.4.1碳势的控制(以吸热式气氛为例)

1、碳势的控制原理

碳势的控制：控制可控气氛的碳势，使之与钢的表面确定的含碳量相平衡。

控制原则：控制气氛中CO/•CO 2、H 2 /•H 2 O组分的相对含量，使炉中气氛的碳势与钢表面要求的含碳量相平衡。

在吸热式气氛中CO 2 和H 2 O的含量很低，少量的变化即可影响气氛的碳势。因此，控制CO 2 和H 2 O的含量即可控制碳势。、碳势的控制方法

1）红外分析仪法：基于各种气体对红外线的不同吸收效应而测定气体成分，常以测定、控制气氛中的CO 2 含量，来控制碳势。

2）露点仪法：通过露点（气体中水蒸气凝结成水雾的温度，即在低压力下气体中水蒸气达到饱和状态下的温度）来控制碳势。露点越低，气氛的碳势越高。

3）电阻探头：奥氏体状态的渗碳温度下，一段细铁丝很快被渗碳，其电阻值与含碳量之间存在函数关系，从而通过测量细铁丝的电阻值便能感知炉气的碳势。8.4.2 氧势控制

1、氧势的控制原理

在渗碳气氛中，还有如下反应：

2、方法：Po 2 通过氧探头测定

氧化锆传感器基本原理：氧化锆具有高温下传导氧离子的特性。当两侧的氧浓度不同时，高浓度侧的氧分子会夺取铂电极上的自由电子，以离子的形式通过氧化锆到达低浓度侧，经铂电极释放多余电子，从而形成氧离子流，在氧化锆管两侧产生氧浓度差电势。

第九章热处理感应加热及火焰加热装置

一、中、高频电流的特点：

1．集肤效应

2.邻近效应

3.圆环效应

4.尖角效应

涡流：由于工件内存在着电动势，从而产生闭合电流，称之为涡流。

交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象称为集肤效应

电流透入深度：电流频率越高，集肤效应越显著。在工程上规定，当涡流强度从表面向内层降低到其数值等于表面最大涡流强度的0.368倍时，该处到表面的距离就称做电流透入深度。

感应热处理设备的选择

二、感应热处理设备的分类及特点

感应加热可用于淬火、回火、正火、调质、透热等

透热：快速加热时，为了获得性能均匀的工件，其首要条件就是使金属透热，即表里温度均匀。

三、感应式加热的主要优点和缺点 优点：

1）无需整体加热，可有选择性地进行局部加热 2）加热速度快，工件表面氧化、脱碳比较轻

3）可根据需要调整设备的工作频率和功率，控制表面淬硬层

4）经感应加热热处理的工件，表面硬层下有较厚的韧性区域，具有较好的压缩内应力，使工件具有更高的抗疲劳和破断能力

5）加热设备便于安装在生产线上，易于实现机械化和自动化，便于管理，可有效地减少运输，提高生产效率

6）一机多用。可完成淬火、退火、回火、正火、调质等，又可完成焊接、熔炼、热装配、热拆卸等工作。

7）使用方便、操作简单、可随时开启或停止，无须预热。

8）即可手动操作，也可半自动和全自动操作；即可长时间地连继工作，亦可即用即停随机使用。有利于设备在供电低谷电价优惠期的使用。

缺点：设备比较复杂，一次投入的成本较高，感应部件（感应圈）互换性和适应性较差，不宜在形状复杂的工件上应用等。

★但它的综合指标好，优点明显多于缺点

感应加热是目前金属加工的一种主要工艺。是取代煤炭加热、油料加热、燃气加热，及电炉加热、电烘箱加热等的理想选择 应用：

感应器设计概要

感应器设计的是否合理，会影响到加热层的形状和深度以及设备功率能否正常发挥等

一、感应器结构尺寸的设计

 感应器的设计：根据工件形状、尺寸以及热处理技术要求设计，由施感导体(感应圈)和汇流板两部分组成。感应圈用壁厚1.0-1.5mm紫铜管制成，多为矩形内通冷却水。汇流板用厚2-3mm紫铜板制成，一端焊在感应圈上，另一端接到变压器次级线圈上，向感应圈输人电流。

 感应器的设计：包括感应圈的形状、尺寸、圈数，感应圈与工件的间隙，汇流板的尺寸与连接方法，冷却方式等。其结构尺寸主要根据中、高频电流的特点以及感应线圈的使用寿命等综合考虑。

淬火机床分类：按生产方式分，淬火机床有通用、专用、生产线三大类型。

一、小车淬火

可进行各种直线、平面、回转体表面及斜面零件的淬火与回火，如机床导轨、大型轴承圈、滚道、铁轨等。

设备简单、操作灵活、移动方便、调速幅度大。