5装置布置标准规范.docx
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5装置布置标准规范
5,装置布置的有关标准规范（3版）
装置布置是设计工作中很重要的一环,布置好坏直接关系到装置建成后是否符合工艺要求,能否有良好的操作条件,使生产正常安全地运行,以及对建设投资,经济效益等都有着很大影响。
所以在进行装置布置前必须充分掌握有关生产安全卫生等资料，在布置时应严格执行有关标准规范，根据地形及气象条件，多方案比较，以取得最佳布置。
5．1标准、规范、规定
1，GB50016-2014建筑设计防火规范
2，GB50160-2008石油化工企业设计防火规范
3，GBZ1-2002工业企业设计卫生标准
4,GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
5，SH3011-2000石油化工工艺装置布置设计通则
6，HG20546-1992化工装置设备布置设计规定
7，GB50006—2010厂房建筑模数协调标准
5.2单层厂房的平面布置
5.2.1单层厂房的平面设计
单层厂房平面设计的内容较多，包括工艺布置、平面形式的确定、内部交通运输组织、柱网选择、以及生活辅助设施的布置。
在此给大家介绍一下，平面形式和柱网选择这两部分内容。
1）平面形式
单层厂房的平面轮廓形式常见的有矩形、方形、L形、T形和山形等。
在单层厂房的平面形式中，单跨平面是最基本的平面形式。
图4-9单跨平面图
当产生车间需要较大的面积时，可组成双跨、三跨及更多跨相连的厂房平面形式。
如：
图4-10双跨,三跨平面图
对于一些工艺流程需要纵横方向相交的生产车间，可以组成纵横跨相互垂直布置的平面形式。
如：
纵横相互垂直的平面图
对那些生产过程中会散发大量热量和烟尘的车间，要求有良好的自然通风条件。
这些厂房的平面多采用如图的形式，这样有利用改善室内的劳动条件。
如：
纵横垂直的多种形式平面图
5.2.2单层工业建筑柱网选择
1柱网选择的依据
在骨架结构厂房中，柱子是最主要的承重构件，作为厂房平面设计重要内容之一的结构布置，要求确定柱子的平面位置，亦即柱网选择。
在厂房中，为支承屋盖和吊车需设柱子，一般在纵横向定位轴线相交处设柱子。
厂房柱子纵横向定位轴线在平面上形成有规律的网格称为柱网，如图4.2所示。
柱子纵向定位轴线之间的距离称为跨度，横向定位轴线间的距离称为柱距。
柱网的选择实际上就是选择厂房的跨度和柱距。
工艺设计人员根据工艺流程和设备布置情况，对跨度和柱距提出初步要求，建筑设计人员在此基础上，依据建筑及结构的设计原则，最终确定厂房的跨度和柱距。
选择柱网时要综合考虑以下几个方面：
（1）满足生产工艺提出的要求；
（2）遵守《厂房建筑模数协调标准》的有关规定；
（3）尽量扩大柱网，提高厂房的通用性；
（4）满足建筑材料、建筑结构和施工等方面的技术性要求；
（5）尽量降低工程造价。
2，钢筋混凝土柱网
钢筋混凝土厂房跨度和柱距示意图
4.2.3跨度尺寸的确定
1）跨度尺寸确定的依据
厂房跨度实际上是指屋架或屋面大梁的跨越尺寸，厂房跨度一旦确定，厂房结构中屋架的跨度尺寸也就随即而定。
跨度尺寸主要根据下列因素确定：
（1）生产设备的大小和布置方式。
设备大，所占面积也大；设备布置成横向或纵向，都影响跨度的尺寸；
（2）车间内部通道宽度。
不同类型的水平运输设备，如电瓶车、汽车、火车等所需通道宽度是不同的，同样影响跨度的尺寸；
（3）《厂房建筑模数协调标准》的要求。
2）钢筋混凝土结构厂房
我国现行标准《厂房建筑模数协调标准》（GB50006—2010）中4.1.1条规定：
跨度小于或等于18m时，应采用扩大模数30M数列，即9、12、15、18m；大于18m时宜采用扩大模数60M数列，即24、30、36m等。
建筑模数和模数制
（1）基本模数：
基本模数的数值规定为100mm,符号为M,即1M=100mm,建筑物模数化尺寸应是基本模数的倍数。
5.2.4柱距尺寸的确定
钢筋混凝土结构厂房
我国现行标准《厂房建筑模数协调标准》（GB50006—2010）中4.1.2条规定：
柱距应采用扩大模数60M数列，常用6m柱距，有时也采用12m柱距。
《厂房建筑模数协调标准》（GB50006—2010）中4.1.4条规定：
单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列，即4.5、6和7.5m。
5.2.5单层厂房一些高度尺寸的确定
单层厂房的高度是指厂房室内地面至屋架或屋面梁下表面的垂直距离。
厂房高度的确定应满足生产和运输设备的布置安装操作和检修所需的净高，以及满足采光和通风所需的高度。
此外，还应符合我国现行标准《厂房建筑模数协调标准》GB/T50006-2010的规定。
有吊车厂房的吊车轨道顶面标高和柱顶标高
在有吊车的厂房中，厂房高度包括轨顶高度、轨顶到小车顶面的距离和小车顶面到屋架下弦的距离三部分之和。
柱顶标高H=H1+H2
轨顶标高
H1=h1+h2+h3+h4+h5
轨顶至柱顶高度H2=h6+h7
式中:
h1为需跨越最大设备，室内分隔墙或检修所需的高度；
h2为起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400mm-500mm；
h3为被吊物体的最大高度；
h4为吊索最小高度，根据起吊物件大小和起吊方式而定，一般大于1000mm；
h5为吊钩至轨顶面的最小尺寸，由吊车规格表中查得；
h6为吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由吊车规格表中查得；
h7为屋架下弦至小车顶面之间的安全距离，主要应考虑到屋架下弦及支能产生的下垂挠度，以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响。
最小尺寸为220mm，湿陷性黄土地区一般不小于300mm。
如屋架下弦悬挂有管线等其他设施时，还需另加必要的尺寸。
厂房高度组成图
5.3多层工业建筑的平面设计与柱网选择
5.3.1多层厂房概述
4.3.1.1多层厂房的特点
（1）生产在不同标高的楼层进行。
各层间除了解决好水平方向的联系外，突出解决好竖向层间的生产联系。
（2）厂房占地面积较小，节约用地，降低基础工程量，缩短厂区道路、管线、围墙等长度。
（3）屋顶面积较小，一般不需要设置天窗，故屋面构造简单，雨雪排除方便，有利于保温和隔热处理
（4）厂房一般为梁板柱承重，柱网尺寸较小，生产工艺灵活性受到限制。
对大荷载、大设备、大振动的适应性较差，须作特殊的结构处理。
4.3.1.2多层厂房的适应范围
（1）生产上需要垂直运输的企业。
这类企业的原材料大部分为粒状和粉状的散粒或液体。
经一次提升（或升高）后，可利用原料的子重自上而下传送加工，直至产品成型。
例如面粉厂、造纸厂、啤酒厂、乳品厂和化工厂的某些生产车间；
（2）生产上要求在不同层高上操作的企业。
如化工厂的大型蒸馏塔、碳化塔等设备，高度比较高，生产需要在不同层高上进行；
（3）生产环境有特殊要求的企业。
由于多层厂房层间房间体积小，容易解决生产所要求的特殊环境，如恒温恒湿，净化洁净、无尘无菌等。
属于这类企业的有仪表、电子、医药及食品类企业。
（4）生产上虽无特殊要求，但设备及产品较轻，运输量也不大的企业。
设备、原料及产品重量较轻的企业（楼面荷载小于20KN／m2），单件垂直运输小于30KN的企业。
（5）生产工艺上虽无特殊要求。
但建设地点在市区，厂区基地受到改扩建的企业。
5.3.2多层厂房平面布置和柱网选择
多层厂房的平面设计首先要满足生产工艺的要求。
其次，运输设备和生活辅助用房的布置、基地的形状、厂房方位等等都对平面设计有很大影响，必须全面综合考虑。
5.3.2.1生产工艺流程
生产工艺的流程布置是厂房平面设计的重要依据。
各种不同的生产工艺在很大程度上决定着多层厂房的平面布置形式和各层相互关系。
多层厂房的生产工艺流程布置可以归纳为以下三种类型：
（1）自上而下式：
这种布置的特点是把原料送至最高层后，按照生产工艺流程的程序自上而下的逐渐进行加工，最后的成品由底层运出。
一些进行粒状和粉状材料加工的工厂常采用这种布置方式。
（2）自下而上式：
原料从底层按照生产流程逐层向上加工，最后在顶层加工成成品。
（3）上下往复式：
这是有上有下的一种混合布置式。
它能适应不同情况的要求，应用范围较广。
例如面粉厂和催化剂的生产就属于这一类型。
5.3.2.2平面形式
由于各类企业的生产性质、生产特点、使用要求和建筑面积的不同，其平面布置形式也不相同，一般有一下几种平面布置形式：
1）内廊式
厂房的每层中间为走廊，在走廊两侧用隔墙分隔成各种大小不同的房间，这种布置方式
适用于各工段面积不大，生产上既需要相互紧密联系，但是又不希望相互干扰的工段。
各工段可按照工艺生产的要求布置在各自的房间内，再用内廊（内走道）联系起来。
对于一些有特殊要求的的生产工段，如恒温恒湿、防尘、防振的工段可以分别集中布置，以减少空调设备并降低建筑造价。
2）统间式
通间式布置是厂房内承重柱，不设隔墙。
这种布置方式适用于生产工艺联系紧密，不宜分隔成小间布置。
这种布置对自动化流水线的操作较为有利。
在生产过程中如有少数特殊的工段需要单独布置时，可将他们加以集中，分别布置在车间的一端或一隅。
图4-33统间式平面布置图
5.3.2.3柱网选择
柱网的选择首先应该满足生产工艺的需要，其尺寸的确定应符合《建筑模数协调统一标准》和《厂房建筑模数协调标准》的要求。
同时还应考虑厂房的结构形式、采用的建筑材料和其在经济上的合理性及施工上的可能性。
在工程实践中，结合刚才所述的平面布置形式，多层厂房的柱网可以概括为以下几种主要类型：
（1）内廊式柱网
这种平面布置多采用对称式。
在仪表、电子、电器等企业中应用较多，主要用于零件加工或装配车间。
常见柱网为（6.0+2.4+6.0）m×6.0m、（7.5+3.0+7.5）m×6.0m等。
这种柱网布置的特点是用走道、隔墙将交通与生产区隔离，生产上互不干扰。
同时可以将空调等管道设在走道的吊顶里，既充分利用了空间，又隐蔽了管道。
内廊式跨度和柱距示意图
对于常用的单跨、多跨平行（包括有少量垂直跨的多跨平行）厂房，存在明显的长轴方向和短轴方向。
该厂房平面图左右方向为长轴方向（亦称横向），而上下方向为短轴方向（亦称纵向）。
在习惯上通常把厂房短轴方向的定位轴线称为纵向定位轴线，在平面图中，由下向上按A、B、C等字母顺序进行编写。
将长轴方向的定位轴线称为横向定位轴线，在平面图中，应从左至右按1、2、3……数字顺序进行编写。
同时规定：
相邻两条横向定位轴线之间的距离称为柱距；相邻两条纵向定位轴线之间的距离称为跨度。
（2）等跨式柱网
这种布置方式适用于机械、轻工、仪表、仓库等的工业厂房，需要大面积布置生产工艺的厂房，底层一般布置机加工、仓库或总装配车间等，有的还布置有起重运输设备。
这类柱网可以是两个以上连续等跨的形式。
用轻质隔墙分隔后，亦可以作内廊式平面布置。
图4-36等跨式跨度和柱距示意图
目前经常采用的等跨式柱网有：
（6.0+6.0+6.0+6.0）m×6.0m、
（7.5+7.5+7.5+7.5）m×6.0m、
（9.0+9.0+9.0+9.0）m×6.0m等。
（3）对称不等跨式柱网
这种柱网的特点及适用范围基本和等跨式柱网类似。
从建筑工业化的角度，厂房构件类型比等跨式多，但能满足工艺要求，合理利用面积。
现在常用的对称不等跨式柱网的尺寸有：
（6.0+4.8+4.8+6.0）m×6.0m、
（6.0+7.5+7.5+6.0）m×6.0m、
（9.0+12.0+9.0）m×6.0m等。
5.3.2.4厂房跨度尺寸的确定
1,钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构的跨度小于或等于12m时,宜采用15M数列;大于12m时,宜采用30M数列,且宜采用6.0、7.5、9.0、10.5、18.0m。
钢筋混凝土结构内廊式厂房的跨度,应采用扩大模数6M数列,且宜采用6.0、6.6、7.2m；走廊的跨度应采用扩大模数3M数列，且宜采用2.4、2.7、3.0m。
4.3.2.5厂房柱距尺寸的确定
钢筋混凝土结构的柱距,应采用扩大模数6M数列,且宜采用6.0、6.6、7.2、7.8、8.4、9.0m。
厂房的柱网布置，要根据厂房结构而定，生产类别为甲、乙类生产及大型石化装置，宜采用框架结构，采用的柱网间距一般为6m,也有采用9m、12m。
丙、丁、戊类生产可采用混合结构或框架结构，开间采用4m、5m或6m。
5.3.2.6厂房宽度的确定
多层厂房的宽度一般是由数个跨度组成的。
它的大小除了要考虑基地的因素外，还和生产特点、建筑造价、设备布置及厂房的采光、通风等有密切关系。
不同的生产工艺、设备排列和其尺寸的大小常常是决定多层厂房宽度的主要因素。
因而在条件许可的情况下，一般可加大多层厂房的宽度以得到良好的经济效果。
然而应注意较大宽度厂房，会造成采光、通风的不利，有时候还会带来结构构造上的困难，因而在具体设计中，要通过综合分析比较后才能决定宽度的具体数值。
当采用两侧天然采光时，为满足工作时势力的要求，厂房宽度不宜过大，一般以24~27m为佳。
在大跨度的厂房中，中间部分一般均需要辅以人工照明来弥补天然光线的不足。
5.3.3多层厂房层数及层高的确定
5.3.3.1多层厂房的层数的确定
多层厂房的层数选择，主要取决于生产工艺、城市规划和经济因素等。
其中生产工艺起主导作用。
（1）生产工艺对层数的影响
生产工艺流程、机械设备（大小和布置方式）以及生产工段所需的面积等方面在很大程度上影响着层数的确定。
厂房根据竖向生产流程的布置，确定各工段的相对位置，同时相应地也就确定了厂房的层数。
例如面粉加工厂，就是利用原料或半成品的自重，用垂直布置生产流程的方式，自上而下的分层布置除尘、平筛、清粉、吸尘、磨粉、打包等六个工段，所以确定厂房层数为6层。
（2）经济因素影响
根据国外研究资料，经济层数的确定和厂房展开面积的大小有关；展开面积越大，层数越可提高。
此外合理层数和建筑宽度及长度也有关系。
当建筑宽度和长度增加时，经济的层数可以为4~5层。
层数再增多，一般是不经济的。
4.3.3.2多层厂房的层高确定
多层厂房的层高取决于特性及生产设备、运输设备（有无吊车或悬挂传输装置）
管道的敷设所需要的空间；同时与厂房的宽度、采光和通风要求有密切关系。
还应该从经济角度予以考虑。
目前我国多层厂房采用的层高有4.2、4.5、4.8、5.1、5.4、6.0m等。
按照《厂房建筑模数协调标准》规定，除层高大于或等于4.8m时采用6M系列，一般均采用3M系列。
目前所用的层高尺寸，一般底层较其他层为高。
有空调管道的层高常在4.5m以上，有运输设备的层高可以达6.0m以上，而仓库的层高应由堆货高度来决定。
层高示意图
4．4装置设备布置
化工装置设备布置设计执行化工装置设备布置设计工程规定（HG20546.2-92）和化工装置设备布置设计技术规定（HG20546.5-92），以及石油化工工艺装置布置设计规范（SH3011-2011）
5．5石油化工企业防火间距
5．5．1区域规划:
建设项目中危险化学品生产装置和储存数量构成重大危险源的储存设施与下列场所、区域的距离：
⒈居民区、商业中心、公园等人口密集区域；
⒉学校、医院、影剧院、体育场（馆）等公共设施；
⒊供水水源、水厂及水源保护区；
⒋车站、码头（按照国家规定，经批准，专门从事危险化学品装卸作业的除外）、机场以及公路、铁路、水路交通干线、地铁风亭及出入口；
⒌基本农田保护区、畜牧区、渔业水域和种子、种畜、水产苗种生产基地；
⒍河流、湖泊、风景名胜区和自然保护区；
⒎军事禁区、军事管理区；
⒏法律、行政法规规定予以保护的其他区域。
仓储基地周边无上述居民区、商业中心、公园等人口密集区域，学校等公共设施，供水水源、基本农田、风景名胜、自然等保护区，军事禁区、军事管理区，法律行政法规规定予以保护的其他区域。
石油化工企业防火设计规范GB20160-2090中第4.1.9条规定:
石油化工企业与相临工厂或设施的发防火间距不应小于表4.1.9的规定;
5．5．2总平面布置
石油化工企业防火设计规范GB20160-2008中第4.2.12条规定:
石油化工企业总平面布置的防火间距不应小于表4.2.12的规定;
建筑设计防火规范GB50016-2006中的有关规定；
石油化工全厂性仓库及堆场设计规范（50475-2008）。
例;某氢气的贮罐工程
重大危险源
根据国家标准《重大危险源辨识》（GB18218-2000）和国家安监局《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》，本工程氢气的贮量为0.427吨，未超过该标准规定10吨临界量。
表1贮罐区（贮罐）临界量表
类别
物质特性
临界量
典型物质举例
易燃液体
闪点＜28℃
20t
汽油、丙烯、石脑油等
28℃≤闪点＜60℃
100t
煤油、松节油、丁醚等
可燃气体
爆炸下限＜10%
10t
乙炔、氢、液化石油气等
爆炸下限≥10%
20t
氨气等
毒性物质*
剧毒品
1kg
氰化钠（溶液）、碳酰氯等
有毒品
100kg
三氟化砷、丙烯醛等
有害品
20t
苯酚、苯肼等
根据重大危险源申报范围第6条压力容器中第
（2）点规定“易燃介质，最高工作压力≥0.1MPa，且PV≥100MPa×m3的压力容器（群）”也属于重大危险源的规定。
本工程氢气压力4.8Mpa,总容积为4800Nm3,PV为23040MPa×m3，因此，罐区属于重大危险源。
根据重大危险源申报范围第4条压力管道中第（3）点之②规定“输送GB5044中极度、高度危害液体介质、GB50160及GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体，或甲类可燃液体介质，且公称直径≥100mm，设计压力≥4MPa的管道”也属于重大危险源的规定，本工程氢气属于甲类可燃气体，进出口管道工作压力4.8Mpa,,直径Ø108mm，因此，该压力管道也属于重大危险源。
本工程5个氢气储罐和氢气压力管道（直径Ø108mm）属于重大危险源。
应将此情况及防范措施以及事故应急救援预案等报有关安监部门，以接受监督。
同时，万一发生事故，有利于动员社会力量进行救援。
某危险品库区与周边装置或建构筑物的安全距离详见下表
序号
周边装置、
设施
实际间距（m）
规范
要求
备注
1
东南
仓储基地煤堆场
165
4.2.1条20米
4.2．12条20米
GB50475-2008
GB50160-2008
2
西南
危险化学品库循环路
15
3.0.3条10米
3.5.1条10米
GB50160-2008
GB50016-2006
3
规划路
51
3.5.1条10米
GB50016-2006
4
西北
本工程变配电站
83
4.2.1条35米
4.2.12条35米
GB50475-2008
GB50160-2008
5
扬子总库
335
3.0.2条20米
4.2.1条30米
GB50475-2008
GB50016-2006
6
东北
扬子自备电厂煤栈桥
73
4.3.1条20米
GB50475-2008
根据《建筑设计防火规范》第3.5.1条的规定，甲类物品仓库之间的距离为20米，本工程设计甲类物品库间的距离为30～35米。
根据《石油化工全厂性仓库及堆场设计规范》（50475-2008）第4.3.4要求，危险品库区和非危险品库区四周，设有宽度不少于6m的环行通道，在满足工厂交通运输要求的同时，又确保事故中消防和救护车辆的畅通无阻。
按照《石油化工全厂性仓库及堆场设计规范》（50475-2008）第4.7.1和第4.1.9要求，库区设置不燃烧的实体围墙，其高度为2.4m。
危险品库集中布置,单独设置封闭式实体围墙，围墙内不设置管理用房,围墙出入口数量为2个。
5．4．3装置内布置：
设备建筑物平面布置的防火间距，不应小于表5.2.1的规定
石油化工企业防火设计规范GB20160-2090中5.2.9条还规定:
联合装置视同一个装置,其设备、建筑物的防火间距应按相邻设备、建筑物的防火间距确定,其防火间距应符合表5.2.1的规定.这样可以节省土地。
因为，在装置间设备、建筑物的防火间距比按同一装置内设备、建筑物的防火间距要大。
设备、建筑物的防火间距
例：
某氢气储罐区与周边装置的安全距离详见下表
序号
周边装置、设施
实际间距（m）
规范要求
备注
1
东
脂肪胺车间
19.2
3.0.2条15米
3.2.11条18.75米
GB50177-2005
GB50160-2008
2
南
飞翔三路
10.0
3.0.3条10米
3.2.11条10米
GB50177-2005
GB50160-2008
3
脂肪胺车间罐区
25
4.3.1第2条25米
GB50016-2006
4
西
飞翔八路
10.0
3.0.3条10米
3.2.11条10米
GB50177-2005
GB50160-2008
5
叔胺控制室
22．5
3.0.2条15米
3.2.11条22.5米
GB50177-2005
GB50160-2008
6
北
叔胺车间包装区
25
4.3.1条25米
GB50016-2006
储罐的布置
甲乙丙类液体或可燃气体液化石油气储罐之间或与建筑物的防火间距及其要求，应遵守石油化工企业防火设计规范GB50160-2008中第4.1.9条规定:
建筑设计防火规范GB50016-2006中的有关规定。
装置内布置：
设备建筑物平面布置的防火间距，不应小于表5.2.1的规定
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