工厂设计概论
生物工厂设计概论
生物工厂设计概论生物工厂是指利用生物技术和生物材料制造产品的工厂。
它是将生物学、化学、工程学和信息学等多学科的知识综合运用于生产过程中的一种新型工厂模式。
生物工厂的设计旨在实现可持续发展，提高生产效率，减少资源消耗和环境污染。
生物工厂的设计应从以下几个方面考虑：1.工艺流程设计：生物工厂的工艺流程应合理设计，确保生产过程的高效性和可控性。
在工艺设计中，应考虑原料的选择和预处理、反应器的设计和运行参数的优化等因素。
同时，还需要考虑生物工厂的规模和生产能力，以满足市场需求。
2.设备选择和布局：生物工厂的设备选择和布局应根据工艺流程的要求进行。
设备的选择应考虑其性能、可靠性和可持续性等因素，以提高生产效率和降低能耗。
设备的布局应合理安排，确保生产过程的顺利进行，减少物料和能源的浪费。
3.自动化和信息化：生物工厂的设计应充分考虑自动化和信息化技术的应用。
通过自动化技术，可以实现生产过程的智能化和自动化控制，提高生产效率和产品质量。
通过信息化技术，可以实现生产过程的实时监测和数据分析，提高生产过程的可控性和可追溯性。
4.能源利用和环境保护：生物工厂的设计应注重能源利用和环境保护。
在能源利用方面，应优化能源的利用效率，降低能源消耗。
在环境保护方面，应采取措施减少废水、废气和固体废物的排放，提高资源的循环利用率。
5.安全和卫生：生物工厂的设计应注重安全和卫生。
在安全方面，应采取措施确保生产过程的安全性，防止事故的发生。
在卫生方面，应采取措施确保生产过程的卫生和产品的安全性。
总之，生物工厂的设计是一个复杂而综合的过程，需要综合运用多学科的知识和技术。
只有在合理设计的基础上，生物工厂才能实现可持续发展，提高生产效率，减少资源消耗和环境污染。
生物工厂设计概论复习题
生物工厂设计概论绪论1.课程旳目旳：培养学生具有工厂工艺设计旳能力，结合毕业实习和毕业设计，完毕工程师旳综合性基本训练。
2.总(整)体设计：但凡设计范围波及到整个工业企业旳，称总体设计。
——发酵工厂旳总体设计有总平面、工艺、供排水、供电、供汽、土木建筑等设计以及有关厂址选择、生产检测与控制仪表、环境保护、生产组织与劳动定员、技术经济与概算等内容。
3.局部设计：但凡设计旳范围不波及整个工业企业旳所有内容，而只是其中旳某些部分，甚至于某一种部分或某一种设备，称局部设计。
——新建厂旳设计一般属于总体设计，扩建厂旳设计一般属于局部设计者居多。
4.生产工艺设计旳重要根据(1)可行性研究汇报以及设计计划任务书。
(2)项目工程师或项目总负责人下达旳设计工作提纲和总工程师作出旳技术决定。
(3)如采用新原料品种、新技术和新设备时，必须在技术上有切实把握并且根据了正式旳试验研究汇报和技术鉴定书，经设计单位领导核准后方可作为设计根据。
5.内容和深度：按初步设计阶段和施工图设计阶段有不一样旳内容和深度第一章基本建设程序1. 基本建设程序旳内容(1)．建设前期阶段工作内容包括：项目申报阶段、初步设计阶段工作程序为：(理解)一种工程项目从社会发展、工业布局、市场需求和地区、行业发展规划—→项目申请汇报—→上报审批、立案—→初步设计、总概算工作—→初步设计图纸、文献、总概算—→上报审批(同意后，才能进入第二阶段建设期工作。
)(2)．建设期阶段(3)．交付有效期旳工作程序2.项目申请汇报旳任务项目申请汇报是设计工作旳前奏，其任务是向国家、省、市有关主管部门直接申请工程项目，以期同意立项，进行厂址选择调研工作及可行性研究工作。
对于大、中型工程项目国家有严格旳管理规定，需要按程序报国家有关部门同意。
对于小型工程项目，项目提议书由主管部门同意，可按明确旳设计方案，直接进行施工图设计，使设计程序得以简化。
3.可行性研究旳任务和意义可行性研究，是按照同意旳项目提议书，由上级主管部门组织，也可委托征询或设计单位进行。
工厂设计概论6(环境保护与综合利用)
对于排放气体中可能对环境和生产造成污染 的发酵系统，应在排气管处设置连续灭菌装 置，以便将污染程度控制在最低限度。
第三节 发酵工厂废水处理和综合利用
一、废水的检测项目与含量： 常用的检测指标与项目： 1. 生物化学需氧量 BOD（生化需氧量）
BOD指在温度时间都一定的条件下， 微生物在分解、氧化水中有机物过程中， 所消耗的游离氧的数量，其单位为mg/L 或kg/m3。
二、消 声 器 消声器的类型 消声器是阻止声音传播而允许气流通过的器件 ，是阻止空气动力性噪声的有效措施。
消声器种类可分为三类： 阻式消声器 抗式消声器 阻抗复合式消声器
三、设备的防震
将震动激烈的设备安装在坚固的基础上 ，设备与基础间加防震器，可减少共鸣噪音 。采用阻式消声器。 利用吸声材料吸收声能 消除噪音。
废水处理指对废水进行人工操作而达到 某种目的的行为。每一种操作又称为废水 处理的单元操作。这种单元操作很少是单 独进行的，而是根据需要将几个单元操作 合并组成一个废水处理系统。
单元操作，按原理来分可分为三大类： 物理处理法 化学处理法 生物处理法
三、发酵工厂废水排放标准 GB8978-88污水综合排放标准
发酵工厂排放的废水、废渣， 属于高浓度 有机废水， 经微生物作用后，会产生难闻气味 ，堵塞河道，秧及鱼虾，环境污染严重。
三废治理的原则：因地制宜综合治理，多种方式 积极探索。
噪声的防治：
产生噪声的设备： 压气机械、粉碎机械。 防治方法：很多
常采取综合防治的措施，即消声器， 隔声、吸声、隔振和阻尼装置等措施同时 使用，以使噪声减到最小。
水温对反应速度有很大影响。一般以20℃ 为标准。目前国际上都以5天为测定BOD的标 准时间，一般记为BOD5。而以20天的BOD近 似地作为完全生化需氧量，记为BOD20。
生物工程工厂设计概论教案
生物工程工厂设计概论教案嘿，小伙伴们！今天咱们来唠唠生物工程工厂设计概论这档子事儿。
这就好比是要搭建一个超级神奇的生物魔法世界，不过这个世界是由各种科学原理和实际操作堆积起来的。
咱先说说这个生物工程工厂的选址吧。
这选址啊，就像找对象一样挑剔。
不能太偏僻，不然就像把自己孤立在孤岛上，原材料进不来，产品出不去，那可就成了被遗忘的角落，就像深山里无人问津的老古董。
也不能太热闹，不然周围的干扰因素就像一群调皮的小恶魔，吵得生物反应都不能好好进行了。
再讲讲厂房布局。
这厂房布局就像是一场精心编排的舞蹈。
每个部门、每台设备都得有自己的位置，就像舞蹈演员有自己的站位一样。
发酵车间、提取车间、纯化车间这些，就像舞蹈中的不同段落，要衔接得自然流畅。
要是布局乱了，那就像是一场群魔乱舞，设备之间互相“打架”，物料在里面晕头转向，不知道该往哪儿去了。
说到设备的选择，这就像给超级英雄选武器一样重要。
你不能随便拿个东西就来凑数。
那些设备啊，得符合生物工程的特殊要求，就像超级英雄的武器得匹配他的超能力。
如果选错了设备，那就像让绿巨人拿着小牙签去战斗，根本发挥不出作用，整个生物工程就会像个泄了气的皮球，软趴趴的。
还有工艺管道的设计呢，这就像是给生物工程工厂打造一套复杂的血管系统。
管道要四通八达，把各种物料和能量输送到每个需要的角落。
要是管道设计得不合理，那就像人的血管堵塞了一样，整个工厂就会生病，物料流不动，反应停摆，那可就糟糕透顶啦。
生物工程工厂的安全设计也绝不能忽视。
这就像给工厂穿上一层坚固的铠甲。
要防止那些生物危害像小怪兽一样跑出来捣乱，也要避免火灾、爆炸这些危险像大恶龙一样把工厂一口吞掉。
在设计的时候，还得考虑到环保呢。
不能让生物工程工厂成为一个污染大地的大恶魔。
得像个环保小卫士一样，把废水、废气、废渣都处理好，让工厂和周围的环境和谐相处，就像邻居之间互相分享美食一样美好。
我们在设计的时候也要考虑成本啦。
这就像居家过日子一样，得精打细算。
生物工厂设计概论
第一章1、建设程序的三阶段：建设前期、建设期和交付使用期;简述发酵工厂建设基本程序1建设前期项目建议书可行性研究报告设计任务书初步设计和总概算2建设期阶段批准的初步设计和总概算→设计单位、筹建单位、施工单位准备→施工安装总进度表→开工报告→上报→开工建设→单项工厂验收→调试→试运行→主管部门验收→移交生产3生产期阶段2、项目申请报告的内容1项目申报单位情况；2拟建项目情况；3建设用地及相关规划；4资源情况利用和能耗分析；5生态环境影响分析；6经济效益和社会效益分析；7建设与实施；8结论与建议；9有关附件;3、可行性研究的任务和意义可行性研究,是按照批准的项目建议书,由上级主管部门组织,也可委托咨询机构或者设计单位进行;其任务是对拟建项目的技术性、经济性和工程可实施性进行全面的调查、分析和论证,做出是否合理可行的科学评价,最后写出可行性研究报告,为国家主管部门对项目做出决策提供可靠依据;意义是对拟建工程项目进行全面的技术经济分析,从而避免和减少建设项目决策的失误,提高建设投资的综合效益,是决定项目投资命运的关键;4、可行性研究的内容1总论1研究工作的目的、依据和范围；2项目提出的背景、投资的必要性和经济意义；3研究工作概况及结论;2市场需求预测和建设规模1国内外市场需求情况的预测；2国内现有工厂生产能力的估计；3销售预测、价格分析、产品竞争能力；4产品方案和发展远景的技术经济比较及分析；5拟建工程的最佳规模3原材料、燃料及资源情况及公共设施落实情况1原料、辅助材料、燃料的种类、数量、来源和供应情况；2公用资源设施的数量、供应方式和供应条件;4建厂条件和厂址方案及总图布置方案1厂址地理自然条件指位置、地形、海拔、地质、气象、水文等以及社会经济现状；2交通、运输及水、汽、电等现状和发展趋势；3生活设施状况和协作条件；4厂址比较和选择意见;5设计方案1工艺路线的选择,包括技术来源和生产方法、主要技术工艺和设备选型方案的比较,引进设备的性能、来源、国别；2全厂布置方案的初步选择和土建工程量；3公用辅助设施和厂内外交通运输方式的比较选择意见；4改、扩建项目,要说明原固定资产能够利用的情况;6环境保护调查环境情况,预测项目对环境的影响,提出环境保护和三废治理的初步方案5、设计任务书是确定基本建设项目、编制设计文件及进行设计工作的主要依据,对设计工作具有指令性6、定义：初步设计是根据已经批准的设计任务书或者可行性研究报告,确定全厂性的设计方案和重大技术问题;初步设计的依据是批准的设计任务及附件可行性研究报告,以及可靠的设计基础资料;主要内容：总图、运输、工艺、土建、电力、照明、采暖、通风、空调、给排水、动力及设计概算等;成果：初步设计的成果是设计说明书和设计图纸;第二章1、工厂厂址选择的总原则设什么/1.厂址选择必须符合工业布局、符合所在地区、诚实规划的要求,按照国家有关法律、法规及建设前期工作的规定进行；2.充分利用各地区的有利条件,避开或克服不利条件；充分和有效的利用人力、物力、财力和自然资源,保护环境；3.使企业接近原料、能源产地和产品消耗者区,消除不合理运输；经济效果好,有利于加快国民经济发展和人民生活水平的提高;2、厂址选择的三个阶段：准备阶段人员准备,技术准备、现场勘查阶段、厂址选择报告编写阶段3、总平面设计定义：总平面设计是工厂总体布置的平面设计;其任务是将组成工厂的而所有建筑物、构筑物和其他工程设施,合理的布置在所选厂址的界区内;2、工厂总平面设计包含哪些内容1平面布置：决定全厂各种建筑物和构筑物在平面上的相对位置及厂区美化设施；2竖面布置：决定建筑物和构筑物的设计标高,厂区地形起伏的组织和雨水排除问题；3运输设计：假定厂内厂外的各种运输方式,并进行厂内道路设计；4管线综合：综合考虑使地上和地下各种管线布置得合理、经济、整齐；5厂区绿化美化：涉及厂区面貌和环境卫生等问题;3、总平面设计的原则掌握5点总平面设计是依据批准的设计任务书、厂址选择报告和厂址总平面布置方案草图、工艺流程简图来进行的;1、总平面设计必须符合生产工艺流程的要求;原料、半成品、成品的作业线应顺直、通畅、避免作业线的交叉和返回;2、应将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带,以便其他部门为其配合服务;3、总平面设计应充分考虑厂区主风向的影响;生活区应处在生产区的上风侧,卫生条件要求高的车间应处在卫生要求低的车间的上风侧4应该将人流、物流通道分开,避免交叉;工厂的大门至少应该设置2个或以上,正门用于职工的出入,侧门用于原辅料、产品的进出口;5总片面设计应遵守城市规划的要求;面向城市主干道方向应做工厂的正面布置,与城市建筑保持协调美观;6必须遵守国家有关规范和规定;4、工厂内道路有哪些布置形式1循环式布置：道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网,并保证物流、人流的运输方便、安全和高效以及消防的要求;2）终端式布置：特点是道路不兜环、各有分散终点,在终点端设置回车场,以便车辆调头;回车场的布置形式有圆形、三角形与T形等5、工厂组成1生产车间：厂区内所有生产成品和半成品的工艺生产工序部门,都称为生产车间,他是全厂的主体;比如：种子间、发酵间、提取间等;2辅助车间：协助生产车间正常生产的一些各工序和部门,称为辅助车间;比如：原材料库、包材库、成品库、机修间等3动力车间：向生产车间提供水、电、气等动力,并保证生产车间正常生产的部门,称为动力车间;比如：高、低压配电室、空压站、水泵房、冷冻站、锅炉房等;4行管部门：全厂性的行政、后勤职能部门,起指挥、管理和服务的功能;比如：办公室、医务所、食堂等;5职工宿舍6运输设施、绿化设施、各种地上地下管网7三废治理废物处理设施和场地等;6、厂区划分通常情况下,厂前区的建筑主要是行政管理和后勤职能部门的设施；生产区主要为生产车间和辅助车间,处在厂区的正中间,为地势、地质最好的地段；厂后区和左右两侧区主要为动力车间、污水处理站、给排水等设施第三章1、生产工艺流程三个阶段1生产工艺流程示意图：是无聊横算前设计的,只是定性标出五件的来龙去脉和采用的多种化工设备及过程；2生产工艺流程草图：在示意图的基础上表示生产过程中的物流各单元过程和单元操作的特征,自动控制方案、工艺操作参数等情况；3生产工艺流程图：对车间布置设计时如有不合适对草图做出修改、最后得生产工艺流程图;2、工艺流程的设计原则1首先一点,也是最重要的一点,采用所选的生产工艺和流程所得到的产品质量必须要符合相关的国家标准或者行业标准,如果出口国外,还要满足所销售地区的质量要求和相应的标准；2在可承受的范围内,尽量采用先进、成熟的技术和设备；3采用能够尽量少产生“三废”的生产工艺；4确保安全和稳定的生产；5尽量采用自动化的设备；降低劳动强度,提高劳动生产率;3、生产工艺流程示意图是在物料衡算之前进行的,它的主要作用是：定性表明原料变成产品的路线和顺序单元操作,以及相应的过程及设备;4、工艺流程图分类1全厂总工艺流程图或物料平衡图总工艺流程图在工厂设计中是为总体说明部分提供的全厂总流程图样,有时也称作全厂物料平衡图2物料流程图物料流程图是在全厂工艺流程图基础上完成工艺平衡计算后,分别表达各车间内部工艺物料流程的图样;3带控制点工艺流程图是表示生产工艺过程的主要图纸,是以物料流程为依据,内容较为详细的一种工艺流程图;带控制点的工艺流程图是以物料流程图为依据,内容较为详细的一种工艺流程图,在管线和设备上画出配置的某些阀门、管件、自控仪表等有关符号是这种流程图的特点5、设备的标注1设备在图上应标注设备位号和设备名称；2一般在图纸的上方或者下方在横向上排成一行的形式标注；也可将设备标注用指引线引出,标注在图纸空白处;6、管道标注1物料代号：过去国内都是采用物料中文名称的第一个字母来表示物料,目前已停止使用,而采用物料的英文字母代替;如：压缩空气工艺空气PA,低压蒸汽<LS,自来水一次水,饮用水DW,物料液体PL;必要时可在代号的右下角标注阿拉伯数字,用以区别该介质的不同状态和性质;也可用该介质的化合物化学分子式来表示,如H2SO4;2管段序号：第一种,管道按工艺流程编写,其中前两位数字代表工段或车间,或工序号,后面为在该工段输送该介质的第几段管道,如：LS0168,代表在第一工段的第68段蒸汽管道;第二种,用与该管道相连的设备标号和管道编号来表示,如：PAF-2035,表示与标号为F-203的设备第二工段第三个反应器相连的第五段压缩空气管道3管道等级：管道按照温度、压力以及介质腐蚀等情况,预先设计各种管材、直径、壁厚等规格,并作出等级规定,做图时标注管道等级号;实际上,大多时候绘图时,并不标注等级号,而是直接标注管材、直径、壁厚等参数;B代表不锈钢,L代表铝,T代表铜,DN代表公称通径是一个标准,其值既不是内径,也不是外径,代表外径,32×表示外径为32mm,壁厚为的管道即,内径为25mm4物料流向：可标注在管线上,也可标注在尺寸后;5其他尺寸：比如有些管道安装要求具有坡度,等;PLF-2035B32×：表示与标号为F-203的设备第二工段第三个反应器相连的第五段外径为32mm,壁厚为的不锈钢物料管道第四章1、物料衡算方法和步骤;物料衡算的方法：画出物料衡算示意图,并标明有关数据—写出有关的变化关系式—选定计算基准—根据已知数据和要求进行物料衡算将结果以表格或图形列出参考课本P572、物料衡算例子重点啤酒和味精物料衡算;参考课本P693、热量衡算方法和步骤;参考课本P754、热量衡算例子;参考课本P79第五章1、设备设计与选型原则掌握5条以上;1保证工艺过程实施的俄安全可靠；2经济上合理,技术上先进；3投资省,耗材料少,加工方便,采购容易；4运行费用低,水电气消耗少；5操作清洗方便,耐用易维修,备品配件供应可靠,减轻工人劳动强度；6结构紧凑,尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备；7考虑生产波动与设备平衡,留有一定的余量；8考虑设备故障及检修的备用;2、会计算发酵工厂生产能力、发酵罐数量和主要尺寸直径;参考课本p1103、常用泵种类、气体运输设备、固体物料运输设备;P1191常用泵有哪些种类：叶片式：离心式、轴流式、贯流式容积式：往复式;回转式其他：真空泵、射流泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵2）气体运输设备：生物工厂常用的气体输送设备为低压空气压缩机、送风机、真空泵3固体物料运输设备：第六章一、复习第六章的车间布置设计的依据、车间组成、设计内容,设计原则等,以及相关的名词解释,例如设备布置图,标高,柱距,GMP等;车间布置设计的依据：1．厂区总平面布置图;2．已掌握本车间与其它各生产车间、辅助生产车间、生活设施以及本车间与车间内外的道路、铁路、码头、输电、消防等的关系,了解有关防火、防雷、防爆、防毒和卫生等国家标准与设计规范;3．熟悉本车间的生产工艺并已绘出管道及仪表流程图；熟悉有关物性数据、原材料和主、付产品的贮存、运输方式和特殊要求;设备布置生物工程工厂的车间组成1生产部分,包括原料工段、生产工段、成品工段、回收工段、控制室等；2辅助部分,包括配电室、通风空调室、化验室等；3生活行政部分,包括车间办公室、休息室、浴室、卫生间等;车间布置设计的内容1、厂房的整体布局和轮廓设计1车间建筑的轮廓、跨度、柱距和编号、楼层层高；2划分并确定生产、辅助、生活设施的分割及位置；确定各分区的防火等级和洁净度等级；3确定门、窗、楼梯的位置、尺寸；4吊装孔、预留孔、地坑的位置、尺寸；5标高;2、设备的排列和布置1画出设备外形的几何轮廓,标注流程号；2设备定位找出水平及垂直定位尺寸;以设备离墙的纵横间距,定出设备中心位置一般定位标准是以建筑物中心作为定位基准线的,并进行设备标高；3确定操作平台位置及标高;4、车间布置设计说明文字说明车间布置的特点和优点;工艺人员要把重点放在设备的优化布置上;5、车间布置设计的图纸1车间各层的平面布置图；2立面图包括正立面图和侧立面图；3部分剖面图简述车间布置设计原则1符合生产工艺的要求2符合生产操作的要求3符合设备安装、检修的要求4符合厂房建筑的要求5符合建设投资的要求6符合安全、卫生和防腐蚀的要求7符合生产发展的要求定义类：1、GoodManufacturingpracticeGMP,本义为良好作业规范设备布置图：表示一个车间或一个工段的生产和辅助设备在厂房建筑内外安装布置图样;2、标高：表示某一部位相对于基准面标高的零点的竖向高度,是竖向的依据3、工厂设计：是工程技术人员在国家政治、经济和法律思想的指导下,按照国家计划或业主意图,以自己学术专长和能力为国家或业主提供设计思想,并根据这种思想提供各种设计图纸、资料和各种设计文件的创造性劳动;4、生产工艺流程图：是以图解的形式表示一个车间或工段自原料进入车间至成品送出车间为止的生产过程全貌5、物料横算：是在化工生产过程中,用来确定物料比例和无聊转变的定量关系的过程;6、能量横算：根据能量守恒定律,利用能量传递和转化的规律,通过平衡计算求得;7、柱网柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交,在平面上排列所构成的网络线,称为柱网8、柱距柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的9、跨度跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的,跨度在18m和18m以下时,应采用3m的倍数,跨度在18m以上时,应采用6m的倍数二、掌握车间布置图的绘图方法,能够独立手绘出相关的车间框架及其标注以及相关的门、窗绘制,及标注等并能掌握设备的布置等;参考课本P165柱子、墙、门窗户车间布置图的内容包括那些1要有各层楼面的平面图及足够的立面图应能清楚表示设备间的相互关系2标出设备的定位尺寸3设备的外形尺寸要准确与其他设备的衔接处、管接口、外形及操作台应在图上表示清楚4表明厂房边墙轮廓线、门窗、楼梯的位置、柱网间距编号、各层相对标高、右上角设指北针5表示操作平台、防护栏杆、排水道、吊孔、生活室、办公室的相对布置位置三、掌握设备布置室内、露天布置的比较及优缺点等;设备露天布置优点P1151可以节约大量建筑面积,从而节约大量基本建设投资2节约土建施工工程量,从而加快基本建设进度3火灾爆炸危险的设备露天化或半露天化,可节约厂房通风设备及动力,降低厂房防火,防爆等级,降低生产费用和厂房造价4对厂房的改建、扩建,增加灵活性四、掌握管道设计和布置的原则步骤以及内容等,并掌握相关的阀门及其特点;车间管道布置设计原则1满足生产工艺和设备的要求,便于安装、检修和操作管理；2尽可能使管线最短,阀门、管件最少;避免管道在平面上迂回折返,在立面上弯转扭曲等不合理布置；3车间内工艺管道布置多采用沿墙、楼板底或柱子的成排布置法,使管线成排成行平行直走；阀门有哪些种类按用途和作用分类1调节阀类——主要用于调节介质的流量、压力等;包括调节阀、节流阀、减压阀等;2止回阀类——用于阻止介质倒流;包括各种结构的止回阀;3分流阀类——用于分离、分配或混合介质;包括各种结构的分配阀和疏水阀等;4安全阀类——用于介质超压时的安全保护;包括各种类型的安全阀;5截断阀类——主要用于截断或接通介质流;包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等;五、掌握生物工程工厂的公用工程相关的,电力工程,锅炉分类等;锅炉如何分类锅炉可按不同的方式分类;1按锅炉燃用的燃料可分为：燃煤炉、燃油炉和燃气炉;2按燃烧方式分类可分为：层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾流化床炉;按锅炉水循环方式可分为：自然3循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉;按有无汽包分类可分为：汽包锅炉和直流锅炉;按锅炉的容量可分为：小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉和超大型锅炉;掌握管道布置图,例如相关的管道标注,坡度,阀门、法兰的表示等;参考P195法兰、活接、卡箍是常用的连接零件管道布置图的标注管道布置图的标注内容有：管径、物料代号、定位尺寸、安装标高、物料流向等;在管道布置图中,常以建构筑物的定位轴线或墙面、地面等作为管道的定位尺寸基堆;另外,设备中心线和接管口法兰也常作为管道定位尺寸基准;因此,在管道布置图中,要标注建筑物的定位轴线编号和设备位号,标注方式同设备布置图;一般定位尺寸以mm为单位,标高以m为单位六、掌握生物制药车间的布置设计,空气洁净度等,以及厂房的构型、结构,层数等;洁净厂房的空气洁净度和温湿度对产品质量有非常重要的影响;其中,夏天温度控制位22-26度,冬天18-22度,湿度控制在45%-65%1典型的布置方式;操作室的前室其实就是缓冲室,也叫气闸室,两边门互锁,不能同时打开;这样,走廊的空气进不了操作间,操作间的空气也回不到走廊;缺点是前室占较大面积,面积利用率较低；2这种布置方式的特点是操作间内的空气可以流到走廊,但不会流到相邻操作间;这种方式适用于操作间内发尘量较低、不会散发致敏物质或有毒、有害物质的情况,目前较常见；3当操作间内发尘量较高、散发致敏物质或有毒、有害物质时,比如青霉素的生产,非常容易致敏,就可使用第三种布置形式,走廊的空气进不了操作间,操作间的空气也回不到走廊,当然,这种情况下的空调送风系统也要单独设置,以免污染别的房间;缺点也是前室占较大面积,面积利用率较低;;11,根据压力不同选择不同的壁厚;2水煤气钢管材质为碳钢,主要用于低温、低压的水管,根据镀锌与否分为镀锌管和非镀锌管即,白铁管和黑铁管,有普通和加厚两种;3不锈钢管低碳钢,主要用于输送酸、碱、有腐蚀性的物料,或者医药、食品等有卫生要求的管道;目前市场上的不锈钢种类有很多,并不是每一种都不会生锈,我们常用到的有两种：304和316L;304主要用于输送纯水以及洁净间内的自来水、低压压缩空气、真空等,316L用于输送工艺物料、注射用水;2、铸铁管主要用于室内排水和室外给水,也可用于输送浓硫酸和碱液;3、有色金属管1铜管多用于制造换热设备；2铝管多用于制造换热设备,或者输送浓硝酸、醋酸,但不能耐碱;4、非金属管1钢筋混凝土管主要用于室外排水；2塑料管主要是PPR管,为聚丙烯材质,主要用于室内给水,近几年非常常用；还有就是一些临时管道,PVC聚氯乙烯；3橡胶管主要是作为临时管道;恰当选取管材和阀门由于发酵液一般都偏酸,且含有大量的强腐蚀性物质硫酸铵、亚硝酸盐,管道和阀门容易受到腐蚀引起渗漏,造成染菌;在发酵罐的配管中,建议与物料相接触的管道部分不包括冷却水、排水等采用优质低碳不锈钢,阀门采用隔膜阀;。
工厂设计概论考点
工厂设计概论复习重点✓凡设计范围涉及到整个工业企业的，称总体设计。
如：总体设计有厂址选择、总平面、工艺、供排水、供电、供汽、土木建筑、生产检测与控制仪表、环境保护、生产组织与定员、技术经济与概算等。
✓凡设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容，而只是其中的某些部分，甚至于某一个部分或某一个设备，称局部设计。
工厂设计包括工艺设计和非工艺设计两大组成部分。
（一）工艺设计工艺设计的内容大致包括：全厂总体工艺布局；产品方案及班产量的确定；主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定；物料计算；设备生产能力的计算、选型及设备清单；车间平面布置；劳动力计算及平衡；水、电、汽、冷、风、暖等用量的估算；管道布置、安装及材料清单；施工说明等。
工艺设计除上述内容外，还须提出工艺对总平面布置中相对位置的要求；对车间建筑、采光、通风、卫生设施的要求；对生产车间的水、电、汽、冷、能耗量的要求；对各类仓库面积的计算及仓库温湿度的特殊要求等。
（二）非工艺设计非工艺设计含：总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自控、制冷、动力、环保等的设计，有时还包括设备的设计。
非工艺设计都是根据工艺设计的要求和所提出的数据进行设计的.（三）工艺设计与非工艺设计的关系工艺设计与非工艺设计之间的相互关系体现为工艺向土建提出工艺要求，而土建给工艺提供符合工艺要求的建筑；工艺向给排水、电、汽、冷、暖、风等提出工艺要求和有关数据，而水、电、汽等又反过来为工艺提供有关车间安装图；土建对给排水、电、汽、冷、暖、风等提供有关建筑,而给排水、电、汽等又给建筑提供有关涉及建筑布置的资料，用电各工程工种如工艺、冷、风、汽、暖等向供电提供出用电资料，用水各工程工种如工艺、冷、风、汽、消防等给排水提出用水资料。
1、生产工艺设计是整个设计的主导设计☐它起着贯穿全过程并组织协调各专业设计的作用，而其他配套专业是根据生产工艺设计提出的要求来进行设计的。
☐所以其设计范围是：负责全厂生产工艺流程设计和各生产车间设计2、工艺设计是整个设计否合理、先进的主要观察点☐工艺先进性指标：国内先进性，国际先进性。
工厂设计概论-物料平衡计算例题
工厂设计概论-物料平衡计算例题例 题 计 算 过 程1.某厂年产100万m 2釉面砖，产品规格152×152×5mm ，物料平衡计算的主要参数及结果见表1及表2。
表1 主要生产工序处理量产品名称规格 mm 单位面积质量kg/m 2年 产 量 釉 烧 万m 2 t 损失率%万m 2/年t/年 釉面砖152×152×5101008装窑、施釉素烧、干燥 损失率万m 2/年t/年 坯：釉 灼减% 损失率%万m 2/年t/年 194:6815成 型喷雾干燥 新坯料加工量（干基）损失率% 万m 2/年 万片/年t/年 损失率%t/年 成型回坯率%喷干回坯率% t/年 10583表2 坯料配方原料名称 石英 长石 砂石 石灰石 滑石 苏州土 紫木节 东湖泥 废素坯 合计配方（%）2332810467119100解：A 计算过程如下 ⑴年产量年出窑量=100×104m 2×10kg/m 2×10-3kg=10000 （t ） ⑵釉烧 年装窑量=烧成废品率年出窑量-1=)/(7.108%8110022年万万m m =- =年/10870t⑶装窑、施釉年施釉量=%11/7.10812-=-年万施釉废品率年装窑量m=年年/10980/109832t m =年需釉料量10980×6%=658.8t/年 ⑷素烧、干燥年干燥量（釉+坯）=%1518.109,1-=-干燥损失率素烧年施釉量=年万/2.1292m换算成t/年：Θ坯：釉=94:6 ∴坯重9.4kg/m 2坯年干燥量=灼减坯重坯釉年干燥量-⨯+1)(%8110/4.9102.1293224-⨯⨯⨯=-m kg m=)/(13198年t⑸成型年成型量=%1012.12912-=-年万成型损失率坯年干燥量m)/(6.1432年万m ==)/(14665%10113198年t =-规格152×152×5mm 的釉面砖1m 2以44片计 成型量（万片/年）=143.6×44=6314(万片/年)⑹喷雾干燥年喷雾干燥量=年喷干损失率年成型量/15437%51146651t =-=-⑺新坯料加工量（干基）新坯料加工量（干基）年回坯量年喷雾干燥量-=)(成型回坯率年成型量喷干回坯率年喷干量年喷雾干燥量⨯+⨯-= =)/%](814665%315437[)/(15437年年t t ⨯+⨯==)/(13800年t表2 坯用原料加工量计算表（干基）原料名称石英长石砂石石灰石滑石苏州士3#紫木节东湖泥废素坯合计配方（%）23 3 28 10 4 5 7 11 910新坯料加工量（t/年）317441438641380552690 966151812421380球磨、过筛除铁损失率%1 1 1 1 1 1 1 1 1t/年320641839031394558697 976153312551394轮碾损失率%2 2 2 2 2 2 2 2 2t/年327142739831422569711 996156512814224粗碎损失率%2 2 2 2 2 - - - 2t/年333843640461451581711 9961565130611176洗选损失率%10 10 10 5 10 5 15 10 5t/年37094844516152864574911711738173515915原料进厂量储运损失率%3 3 3 3 3 3 3 3 -含水率%- - - - - 5 7 14 -湿基t/年38244994655157566581212992084137515413釉用原料加工量计算方法同坯料计算。
27063工厂设计概论
高纲1590江苏省高等教育自学考试大纲27063工厂设计概论南京工业大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质及其设置目的与要求《工厂设计概论》是化学工程与工艺专业的一门专业课，它应用并集成各种已学过的专业基础课与专业课，如物理化学、化工原理、化工热力学、传递工程原理、化工分离过程、化工工艺学、化工反应工程及计算机应用等专业知识，来讨论化工设计问题。
它的内容广泛，涉及的专业多，工程的实用性强。
本课程以化工生产车间（装置）的工艺设计为重点，讲述通用的化工设计的原则、方法、设计程序与技巧，和各种化工工艺图与化工设备图的绘制与阅读方法，以及介绍计算机在化工设计模拟计算与绘图中的应用。
通过本课程学习，培养学生综合分析化工工艺过程和工程问题的能力，增强学生的工程概念和解决实际工程问题的能力，加深对化工工艺与工程紧密结合的理解，使学生对化工生产车间（装置）设计的内容和步骤有较全面的了解，掌握化工设计和生产过程中的诸多规范，熟悉计算机在化工过程模拟计算和绘图中的应用，使学生初步具备化学工程师的基本素养，并具有初步的化工装置工艺设计能力。
Ⅱ课程内容与考核目标第一章化工厂设计的内容与程序一、课程内容本章介绍了化工设计的种类，化工厂设计的工作程序，化工车间工艺设计的程序及设计内容，初步设计阶段和施工图设计阶段设计文件的主要内容与格式。
二、学习要求通过本章的学习，了解化工厂设计的种类与工作程序、工艺设计的内容及设计文件的格式。
三、考核知识点和考核要求1.领会：（1）化工设计的分类方法。
根据项目性质的分类内容。
根据化工过程的开发程序的分类内容。
四种设计类型设计成品的主要内容。
（2）化工厂设计的主要工作程序。
项目建议书主要内容。
可行性研究主要内容。
设计任务书主要内容。
扩大初步设计主要内容。
施工图设计主要内容。
（3）化工车间工艺设计的程序及设计内容，包括: 设计准备工作的主要内容,方案设计的意义与方法,化工计算的任务与内容,车间布置设计的内容,配管工程设计的任务与规范文件,向非工艺专业设计人员提供设计条件的内容,编制概算书的意义, 编制设计文件的种类。
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第一章：基本建设程序和前期工作基本建设程序的三个阶段：准备阶段，设计阶段，建厂阶段三个阶段设计指：初步设计、技术设计和施工图设计。
两阶段设计指：初步设计、施工图设计项目建议书：1.项目名称、项目的主办单位及负责人2.项目内容、设立项目的理由及相关情况分析3.建厂地区或承办企业的基本情况4.产品名称、规格、生产能力及销售方向5.主要原料、燃料、材料、电力、交通运输和协作配套等方面的要求或者已经具备的条件6.资金的估算和来源7.项目的进度安排8.初步的技术、经济分析可行性研究报告（1）总论（2）承办单位或企业的基本情况和条件（3）需求预测和产品规划（4）资源、原材料、燃料及公用设施情况（5）厂址方案和建厂条件（6）技术方案（7）环境保护（8）企业组织、劳动定员的人员培训（9）项目实施进度的建议（10）投资估算好资金筹措（11）产品成本估算（12）社会及经济效果评价市场需求是前提，工艺技术是手段，效率利润是关键设计任务书：（1）根据经济预测和市场预测确定项目建设规模和产品方案（2）资源、原材料、燃料和公用设施的落实情况（3）建厂条件和厂址方案（4）技术工艺、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标（5）主要单项工程、公用辅助设施、协作配套工程的构成，全厂布置方案和土建工程量估算（6）环境保护、城市规划、防震、防洪、防空和文物保护等要求和采取相应措施方案（7）企业组织、劳动定员和人员培训设想（8）建设工期和实施进度（9）投资估算和资金筹措（10）经济效果和社会效益（11）附近厂址选择：选择建厂的地区位置和选择建厂的具体厂址。
建厂地区的选择：（1）靠近销售地区和原料基地，并有良好的燃料、电力供应（2）考虑当地运输和资源条件建厂地址的选择：（1）考虑地质条件，注意地下水位及侵蚀性等问题（2）尽量避免地形起伏变化过大，有一定坡度（大于21°），便于排水（3）避免在农业生产区建厂（风向）（4）无污染源设计的方案：工艺流程方案、交通运输安排、人流跟物流的分流、环境评价第二章总平面及运输设计设计任务：在满足生产要求条件下将厂区划分及确定各建筑物相对位置（面积、形状）设计程序：（1）确定建筑物的层数；（2）厂区内外交通形式，产品原料运输，车间与车间之间的运输、连通；（3）建筑物间的相互位置，按生产工艺流程走；（4）绘制总平面图，竖向图；（5）方案对比，两种或两种以上的方案。
总平面布置基本原则：①满足工艺条件下，周期短，资金周期短；②设置两个以上的门，人、货分开；③同类建筑集中布置；④建筑物外形简单、紧凑；⑤辅助设施靠近服务对象；⑥电源靠近负荷中心；⑦尽量直道少拐弯⑧采光、通风、风向；⑨考虑扩建，车间内预留、车间外预留，整个生产线全部预留；⑩合理利用地势，生产线从上往下布置；满足运输线路环保卫生要求；厂内生产区不设服务设施；合理布置的更美观。
主要措施：(1)厂区划分：生产区、辅助生产区、厂前区；(2)合理组织人流、物流、主厂门、货物门(3)建筑物形式（单层、多层厂房，各种建筑—注浆成型(4)分离式和连接式（成型、烧成车间）占地有效利用率高，运输距离短，相互影响大(5)考虑扩建与改建(6)防火卫生要求工厂组成：主车间，辅助车间，服务设施，变电站陶瓷工厂总平面布置的工艺要求：一、主要生产车间：（1）泥料制备车间布置在铁路的进线处、公路入口处、码头。
车间附近有露天堆场，场地设备仓库（2）成型车间通风采光，靠两头，地势平坦，辅助料供应方便，布置工厂中心（3）焙烧车间保证通风，靠两头，地基好，地下烟道防水，要有备用电源，位置处于下风向（4）上釉及彩饰车间（5）检查和装配车间二、辅助车间：a,动力设施b,仓库设施c,行政管理和生活福利设施d,运输设施竖向布置的任务是对厂区的天然地形进行改造。
竖向布置有连续式，重点式和混合式地面连接方法：平坡法<4%(坡度)、阶梯法>4%>500m工艺流程从上往下走管线架设方式（3种）：地下、地面、架空。
管线与铁路、道路交叉时，其最低部分高于路轨米，高于道路地面米运输方式的选择铁路：距离铁路编组站小于5KM；年运输量>4万吨水路：运输成本底量大，散装、集装箱、集装箱有码头管道：水，汽油，泥浆等有流动性物竖向标高的选择：土方量最小陶瓷工厂的运输方式为：铁路、公路、水路和特种方式运输。
陶瓷工厂的铁路运输标准轨距1435㎜的铁路线。
厂内铁路线的布置方式：层端式、贯通式、环状式、混合式。
厂内道路的布置方式：尽头式和环形式厂内道路布置的原则：（1）主要货流方向和运输路线简捷方便（2）道路网尽量布置成环通式（3）避免与铁路线交叉（4）主干道与厂前区同时考虑，人流物流出入口分开（5）有一定的道路路幅（6）车间仓库四周保证消防车通行（7）少转弯技术经济指标为总平面设计中一项结论性的资料；主要技术经济指标为：①全厂年运输量②厂区占地面积：单位万平方米③建筑物和构筑物占地面积④露天仓库占地面积⑤铁路、道路和地上地下工程管线长度⑥围墙长度⑦总绿化面积⑧建筑系数K⑨厂区利用系数L。
建筑系数K=（建筑物、构筑物占地面积+仓库、露天栈桥）/厂区面积厂区利用系数L=（建筑物、构筑物占地面积+仓库、露天栈桥建+铁路、道路、人行道和散水坡占地面积+地上地下工程管线）/厂区面积第三章工艺设计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，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。
工艺设计的基本原则：1安全可靠、经济合理、技术先进2合理的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要求考虑土建、公用等设计的要求，并为土建及公用设计提供可靠依据。
工艺设计的步骤：①确定个车间生产任务。
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，压缩工期和其他动力需要量。
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。
选择工艺流程原则：（1）保证产品的质量要求，尽可能简化流程，缩短生产周期。
（2）技术上的先进性和可靠性。
生产过程的机械化和自动化确定工艺流程的依据：①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半工业加工试验基本工艺流程：陶瓷工艺流程：原料（硬）→粗碎→中碎→细碎→除Fe过筛净化→喷干→陈腐→成型→（干燥）素烧→素捡→上釉→釉烧→捡仓各种定额指标（劳动定额、工作制度、定员）的确定劳动定额的表示方法：①工时定额②产量定额劳动定额的确定方法：①统计分析法②现在标定法③计算分析法原料储备定额：经常储备、保险储备、季节储备工作制度：包括年工作制度和日生产班制两部分。
不连续作业年工作日为306天。
连续作业全年工作日335天部分年时基数：设备及工人的工作时间总数。
计算时，必须以工作日，非工作日以及每个工作日的工作时间为依据。
工作时间总数包括公称时间总数（公称年时基数）和实施工作时间（实际年时基数）设备选型考虑因素：①满足生产工艺要求②机械化和自动化水平③设备性能良好④管理维修方便，工艺布置合理⑤节能⑥使用场合及设备来源⑦技术设备选型：粗碎——颚式破碎机；中碎—石质轮碾机、反击式破碎机或雷蒙磨；细碎—间歇式石衬或橡胶衬湿法球磨机除铁：中碎粉料干法除铁后可进入配料仓。
大中型厂一般采用电磁除铁器，小型工厂用永久磁铁筛分：一般采用振动筛，摇摆筛，回转筛或固定筛陈腐和闷料：陈腐和闷料应在通风不良，温度和湿度适宜的条件下进行，一定能改善泥料性能，对于可塑料，陈腐能让水分更加均匀化，提高可塑性泥浆脱水：压滤和喷雾干燥（压力式喷雾干燥、离心式喷雾干燥）成型方法：可塑成型、注浆成型、压制成型、热干法、等静压成型、热压成型、挤压成型、注塑成型皮料仓库及输送设备：泥浆输送、提升输送、皮带和螺旋输送、气动输送常用的施釉方法：浸釉，喷釉，烧釉，滚釉，刷釉第四章车间工艺布置车间工艺布置的任务：确定车间的厂房布置和设备布置基本原则：是要使生产流程顺畅、简洁、紧凑，尽量缩短物料的运输距离，充分考虑设备安装、操作和检修的方便，并满足总图及其他专业对布置的要求厂房布置包括平面布置和立面布置厂房布置通常采用集中式布置和分散式布置两种形式原料仓库的布置原则：原料仓库位置的确定，既要靠近铁路、公路或码头，以便原料进厂和入库，又要靠近原料车间，以便原料的使用；既要布置在各种堆场的上风向，以保持原料的洁净，同时还应考虑仓库本省对周围环境的影响考虑原料的品种、性质、来料运输条件、装卸方法及贮量等因素原料采用铁路运输直接运入仓库时，受料地坪的标高应低于轨面标高，标高差一般不小于用量大的主要原料应堆放在原料库出入口附件，以缩短运输距离分格的堆料仓不应过长，一般不超过5m，隔墙的高度一般为，料仓的墙角及隔墙与纵墙的交角应设计成圆角以防积料要根据南、北方气候的特点对土建方面提出不同的要求，并充分考虑到有利于机械化运输原料车间的工艺特点：原料车间产品单纯，仅有泥浆、可塑泥段或压制粉料，生产加工量大、运输量大、机械化程度高用水量和排水量大，地面管路多、地沟也多为防止原料污染，要求车间保持清洁。
为防止管道冻塞，寒冷地区应考虑采暖粉碎工序粉尘大，以干法粉碎尤为突出，须设置防尘设备原料车间工艺布置的原则和要求：原料的车间的位置宜布置在即靠近原料仓库和原料堆场又靠近成型车间原料车间的外形多为长方形。
原料车间多采用机械化运输或管道运输，除考虑设备检修间距外，不必留有很大的走道面积球磨机工段的地面设计应有一定坡度以便定期冲洗，车间内的地沟应布置在球磨机之后，应采用水泥沟盖板车间内如设轻便轨道，则其轨道面标高应相当于车间地坪标高，而车间外的轻便轨道面标高必须高出地面设备工艺布置时应尽量考虑在同一标高，以减少平台和楼层层数车间内应设备品备件房和简易设备维修间原料车间为全生产线设备动力负荷集中地区，故变、配电室应靠近车间内的破、粉碎工段，若有条件可设置车间变电所。
当工序紧凑、设备布置较集中时，可综合考虑设一个收尘系统对采暖地区，原料车间冬季要求采暖，其温度一般要求为12°C，对于人工检选原料的工作室，采暖温度应不低于14°C原料车间的不知还应考虑收尘设备、车间变电室、洗布间、生活间、质量控制室以及车间办公室等所需面积和位置颚式破碎机和给料设备垂直净空不小于齿辊破碎机的垂直净空距离以及为宜压滤机工作时所排出的水必须经过沉淀处理，方可放入下水道成型车间布置原则和要求：合理组织物流和人流，避免交叉往返与不均衡现象工艺设备和工作位置应根据设备外形及基础尺寸要求，按生产流水线布置，工艺相同的产品，其成型设备已集中布置在一条线上，以便成型余泥和废坯采用皮带运输方式回收和加工以及干燥热风管道的布置成型、修坯、上釉等设备附近要留出空地以堆放模子，安置活动层架车或坯架烧成车间工艺特点及布置原则烧成车间应靠近成型、上釉、坯件库、制钵工段以及成品库，使成品和半成品运输短捷、方便生产工艺流程顺畅，前后工序衔接合理，且有利于缩短隧道窑和干燥室回车线的长度应考虑半成品、成品有一定的存放场地，它的布置应以不远离干燥室出车端及装卸窑车操作点为宜应尽量使煤气管道、蒸汽管道、余热风道等的距离短、拐弯少操作管理方便，且有良好的采光、通风、防暑降温等的劳动条件和环境布置紧凑，厂房面积利用率高，并充分利用地形和地质条件，减少工程量、节省投资留有发展余地，以便增减窑炉时，既能与原工艺流程相适应，又能与原附属设备相配套当以煤为燃料时，烧成车间的窑炉部分宜靠近煤堆场布置窑炉布置时应与土建密切配合。