2015年安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)》：車間設(shè)備布置

　　（二）車間設(shè)備布置的安全分析

　　1.設(shè)備布置

　　車間設(shè)備布置是確定各個設(shè)備在車間中的位置；確定場地與建筑物的尺寸；確定管理、生產(chǎn)儀表管線、采暖通風(fēng)管線的走向和位置。

　　最佳的設(shè)備布置應(yīng)做到：經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約投資，操作維修方便、安全，設(shè)備排列緊湊，整齊美觀。

　　設(shè)備布置時一般采用流程式布置，以滿足工藝流程路徑，保證工藝流程在水平和垂直方向的連續(xù)性。在不影響工藝流程路徑的原則下，將同類型的設(shè)備或操作性質(zhì)相似的有關(guān)設(shè)備集中布置，可以有效地利用建筑面積，便于管理、操作與維修。還可以減少備用設(shè)備或互為備用。如塔體集中布置在塔架上，換熱器、泵組成布置在一處等。充分利用位能，盡可能使物料自動流送，一般可將計量設(shè)備、高位槽布置在最高層，主要設(shè)備（如反應(yīng)器等）布置在中層，儲槽、傳動設(shè)備等布置在底層?？紤]合適的設(shè)備間距。設(shè)備間距過大會增加建筑面積，拉長管道，從而增加建筑和管道投資；設(shè)備間距過小導(dǎo)致操作、安裝與維修的困難，甚至發(fā)生事故。設(shè)備間距的確定主要取決于設(shè)備管道的安裝、檢修、安全生產(chǎn)以及節(jié)約投資等幾個因素。

　　2.設(shè)備布置的安全技術(shù)要求設(shè)備布置應(yīng)盡量做到工人背光操作，高大設(shè)備避免靠近窗戶布置，以免影響門窗的開啟、通風(fēng)與采光。

　　有爆炸危險的設(shè)備應(yīng)露天或半露天布置，室內(nèi)布置時要加強通風(fēng)，防止爆炸性氣體的聚集；危險等級相同的設(shè)備或廠房應(yīng)集中在一個區(qū)域，這樣可以減少防爆電器的數(shù)量和減少防火、防爆建筑的面積；將有爆炸危險的設(shè)備布置在單層廠房或多層廠房的頂層或廠房的邊沿都有利于防爆泄壓和消防。

　　加熱爐、明火設(shè)備與產(chǎn)生易燃易爆氣體的設(shè)備應(yīng)保持一定的距離（一般不小于18m），易燃易爆車間要采取防止引起靜電現(xiàn)象和著火的措施。

　　處理酸堿等腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備，如泵、池、罐等分別集中布置在底層有耐蝕鋪砌的圍堤中，不宜放在地下室或樓上。

　　產(chǎn)生有毒氣體的設(shè)備應(yīng)布置在下風(fēng)向，儲有毒物料的設(shè)備不能放在廠房的死角處；有毒、有粉塵和有氣體腐蝕的設(shè)備要集中布置并做通風(fēng)、排毒或防腐處理，通風(fēng)措施應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程中有害物質(zhì)、易燃易爆氣體的濃度和爆炸極限及廠房的溫度而定。

　　笨重設(shè)備或運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生很大振動的設(shè)備，如壓縮機、離心機、真空泵等，應(yīng)盡可能布置在廠房底層，以減少廠房的荷載與振動。有劇烈振動的設(shè)備，其操作臺和基礎(chǔ)不得與建筑物的柱、墻連在一起，以免影響建筑物的安全。廠房內(nèi)操作平臺必須統(tǒng)一考慮，以免平臺支柱零亂重復(fù)。

　　3.典型設(shè)備的布置

　?。?）塔。塔的布置形式很多，常在室外集中布置，在滿足工藝流程的前提下，可把高度相近的塔相鄰布置。

　　單塔或特別高大的塔可采用獨立布置，利用塔身設(shè)操作平臺，供工作人員進(jìn)出人孔、操作、維修儀表及閥門之用。塔或塔群布置在設(shè)備區(qū)外側(cè)，其操作側(cè)面對道路，配管側(cè)面對管廊，以便施工安裝、維修與配管。塔頂部常設(shè)有吊桿，用以吊裝塔盤等零件。填料塔常在裝料人孔的上方設(shè)吊車粱，供吊裝填料。

　　裝幾個塔的中心排列一條直線，高度相近的塔相鄰布置，通過適當(dāng)調(diào)整安裝高度和操作點就可以采用聯(lián)合平臺，既方便操作，又節(jié)省投資。采用聯(lián)合平臺時應(yīng)考慮各塔有不同的伸長量，以防止拉壞平臺。相鄰小塔間的距離一般為塔徑的3～4倍。

　　數(shù)量不多、結(jié)構(gòu)與大小相似的塔可成組布置，將四個塔合為一個整體，利用操作臺集中布置：如果塔的高度不同，只要求將第一層操作平臺取齊，其他各層可另行考慮。這樣，幾個塔組成一個空間體系，增加了塔群的剛度。塔的壁厚就可適當(dāng)降低。

　　塔通常安裝在高位換熱器和容器的建筑物或框架旁，利用容器或換熱器的平臺作為塔的人孔、儀表和閥門的操作與維修的通道。將細(xì)而高的或負(fù)壓塔的側(cè)面固定在建筑物或框架的適當(dāng)高度，這樣可以增加剛度，減少壁厚。

　　直徑較小（1m以下）的塔常安裝在室內(nèi)或框架中，平臺和管道都支承在建筑物上，冷凝器可裝在屋頂上或吊在屋頂梁下，利用位差重力回流。

　　（2）換熱器。換熱器的熱量平衡由于涉及到傳熱效果，換熱面積、流動溫差、流動強度等一系列問題，因此，換熱器在運行過程中由于熱量積累、局部過熱、流體結(jié)焦或氣化而引起的事故比較多。

　　化工廠中使用最多的是列管換熱器和再沸器，其布置原理也適用于其他形式的換熱器。

　　設(shè)備布置的主要任務(wù)是將換熱器布量在適當(dāng)?shù)奈恢?，確定支座、安裝結(jié)構(gòu)和管口方位等。必要時在不影響工藝要求的前提下調(diào)整原換熱器的尺寸及安裝方式（立式或臥式）。

　　換熱器的布置原則是順應(yīng)流程和縮小管道長度，其位置取決于它密切聯(lián)系的設(shè)備布置。塔的再沸器及冷凝器因與塔以大口徑的管道連接，故應(yīng)采取近塔布置，通常將它們布置在塔的兩側(cè)。熱虹吸式再沸器直接固定在塔上，還要靠近回流罐和回流泵。自容器（或塔底）經(jīng)換熱器抽出液體時，換熱器要靠近容器（或塔底），使泵的吸入管道最短，以改善吸入條件。

　?。?）容器（罐，槽）。容器按用途可以分為原料儲罐、中間儲罐和成品儲罐；按安裝形式可以分為立式和臥式。容器布置時一般要注意以下事項。

　　立式儲罐布置時，按罐外壁取齊，臥式儲罐按封頭切線取齊。在室外布置易揮發(fā)液體儲罐時，應(yīng)設(shè)置噴淋冷卻設(shè)施；易燃、可燃液體儲罐周圍應(yīng)按規(guī)定設(shè)置防火堤壩；儲存腐蝕性物料罐區(qū)除設(shè)圍堰外，其地坪應(yīng)作防腐處理。液位計、進(jìn)出料接管、儀表盡可能集中在儲罐的一側(cè)，另一側(cè)供通道與檢修用。罐與罐之間的距離應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，以便操作、安裝與檢修。儲罐的安裝高度應(yīng)根據(jù)安管需要和輸送泵的凈正吸人壓頭的要求決定。同時，多臺大小不同的臥式儲罐，其底部宣布置在同一標(biāo)高上。原料儲罐和成品儲罐一般集中布置在儲罐區(qū)，而中間儲罐要按流程順序布置在有關(guān)設(shè)備附近或廠房附近。

　?。?）反應(yīng)器。反應(yīng)器形式很多，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)形式按類似的設(shè)備布置。塔式反應(yīng)器可按塔的方式布置；固定床催化反應(yīng)器與容器相類似；火焰加熱的反應(yīng)器則近似于工業(yè)爐：攪拌釜式反應(yīng)器實質(zhì)上是設(shè)有攪拌器和傳熱夾套的立式容器。

　　釜式反應(yīng)器一般用掛耳支承在建（構(gòu)）筑物上或操作臺的梁上；對于體積大、質(zhì)量大或振動大的設(shè)備，要用文腳直接支承在地面或樓板上。兩臺以上相同的反應(yīng)器應(yīng)盡可能排成一直線。反應(yīng)器之間的距離，根據(jù)設(shè)備的大小、附屬設(shè)備和管道具體情況而定。管道閥門應(yīng)盡可能集中布置在反應(yīng)器一側(cè)，以便操作。

　　間歇操作的釜式反應(yīng)器布置時要考慮便于加料和出料。液體物料通常是經(jīng)高位槽計量后靠壓差加入釜中；固體物料大多是用吊車從人孔或加料口加入釜內(nèi)，因此，人孔或加料口離地面、樓面或操作平臺面的高度以800mm為宜。

　　因多數(shù)釜式反應(yīng)器帶有攪拌器，所以上部要設(shè)置安裝及檢修用的起吊設(shè)備，并考慮足夠的高度，以便抽出攪拌器軸等。

　　連接操作釜式反應(yīng)器有單臺和多臺串聯(lián)式，布置時除考慮前述要求外，由于進(jìn)料、出料都是連接的，因此在多臺串聯(lián)時必須特別注意物料進(jìn)、出口問的壓差和流體流動的阻力損失。

　　（5）泵與壓縮機。泵應(yīng)盡量靠近供料設(shè)備以保證良好的吸人條件。它們常集中布置在室外、建筑物底層或泵房。室外布置的泵一般在路旁或管廊下排成一行或兩行，電機端對齊排在中心通道兩側(cè)，吸入與排出端對著工藝罐。泵的排列次序由相關(guān)的設(shè)備與管道的布置所決定。當(dāng)面積受限制或泵較小時，可成對布置，使兩泵共用一個基礎(chǔ)，在一根支柱上裝兩個開關(guān)。

　　離心壓縮機的布置原理與離心泵相似，但較為龐大、復(fù)雜，特別是一些附屬設(shè)備（潤滑油與密封油槽、控制臺、冷卻器等）要占據(jù)很大的空間。為電動機或背壓透平帶動的離心壓縮機的常用布置方案。

　　管道從頂部連接的壓縮機可以安裝在接近地面的基礎(chǔ)上．在拆卸上蓋時要同時拆去上部接管。管道從底部連接的壓縮機拆卸上蓋時比較方便，這種壓縮機要裝在抬高的框架上，支柱靠近機器，環(huán)繞機器設(shè)懸壁平臺，壓縮機的基礎(chǔ)要與建筑物的基礎(chǔ)分離。離心壓縮機常布置在敞開式的框架結(jié)構(gòu)（有頂）或壓縮機室內(nèi)，頂部要設(shè)吊車粱或行車以供檢修時起吊零部件。

　　往復(fù)壓縮機的工作原理與往復(fù)泵相似，但機器復(fù)雜很多，振動及噪聲都很大。往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拆裝時間長，所以都布置在壓縮機室內(nèi)，并配有起重裝置，其周圍要留出足夠大的空地。

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