甲類車間廠房設計概述

摘 要：文章主要介紹中小型化工廠甲類生產車間的廠房設計，依據《建筑設計防火規范》，介紹車間總體布局和單層、多層形式的廠房設計，分析這些形式的優缺點，并提出未來廠房設計的趨勢和發展。

關鍵詞：甲類；廠房；設計

引言

一些化工廠廠區一般分為廠前生活區（含辦公質檢樓、食堂餐廳等）、生產區及輔助生產區（含配電、冷凍站、機修車間、三廢處理站）和倉儲區（含倉庫、儲罐區等）。廠區布置力求做到管線走向短捷，交通組織合理，有利于生產安全管理。而車間是整個廠區的生產核心，因此車間設計是整個廠區設計的重中之重。區別于大型化工廠的主要生產區域為露天框架裝置，本文介紹的是中小型精細化工、原料藥生產廠的主要生產區域為車間內生產。

設計的主要依據為GB50016-2006《建筑設計防火規范》（以下簡稱建規）。

1 車間類別

根據反應使用的原輔料類別和數量，我們將車間按火災類別分為甲乙類生產車間和丙類生產車間。如果車間內火災類別高的崗位面積小于本層或本防火分區面積5%，可按火災危險性較小的部分確定。本文主要介紹的是甲類生產車間，車間內使用的甲類原料為低閃點、爆炸下限低、易燃易爆、或與空氣接觸會自燃的物質。甲類車間是最危險的生產區域，在設計時要對其高度重視，在符合安全、消防、環保的基礎上滿足操作便捷等要求。

2 車間總體布局

廠房為“一”字型布置，根據爆炸危險性，我們將車間分為防爆區和非防爆區，兩者用防爆墻分隔，防爆門斗相連。防爆區的泄爆面積要滿足設計要求，泄爆除可通過門窗泄爆外，還可通過輕質墻體泄爆，即發生爆炸時，車間的門窗、外墻能把爆炸產生的壓力釋放掉，而不至于將整個車間的框架結構炸毀。防爆區內布置主生產區，非防爆區布置低壓配電室、控制室、更衣室等。

根據建規要求，多層廠房防火分區建筑面積有要求，具體詳見建規。超過防火分區面積的就要重新對其進行分隔，或采取別的措施來降低危險性，如上噴淋系統。甲類車間的疏散距離最長為25m，一個防火分區的疏散出口必須設置兩個及以上，面積小于100m2的防火分區可設置一個。車間的疏散出口最好為封閉樓梯間，也可考慮室外鋼樓梯。主生產區除操作樓梯外，至少設置一個直接對外的疏散樓梯。設置生產區設備吊裝孔，根據車間使用設備最大構件的外形尺寸來決定吊裝孔尺寸。車間一般的外形尺寸東西向長50～60m，南北向寬15～18m。車間長度不宜太長，否則在車間內就需要設伸縮縫，防止車間因沉降不均勻而產生裂縫。南北向寬根據車間布局決定，一般南北兩面放置反應釜，中間為操作區或放置槽罐，所以南北向一般分三跨，設計尺寸為6m+3m+6m，如果反應釜容積大且多層布置，也可為7m+4m+7m。

車間可為單層或多層廠房，樓層可以為混凝土樓板或鋼平臺，也可以為兩者相結合形式。混凝土樓板耐腐蝕，但在土建施工前必須將反應釜開孔并且設備、管道的預埋鋼板、預埋孔設計定位，一旦施工完畢后需要再修改方案，就有可能進行加固或開鑿，影響施工進度，增加施工成本；使用鋼平臺比較靈活，開孔可以根據后期需要設置，但不耐腐蝕；現在比較合理的做法是兩者結合，即反應釜區域為鋼平臺，操作面為混凝土樓面，根據工藝需要，搭好鋼梁，反應釜就位后，四周可用鋼板覆蓋與混凝土樓面齊平，既靈活又增加車間的使用壽命。

3 車間設備布局

化工廠一般車間內設置的設備主要有反應釜、蒸餾塔、槽罐、離心機、輸送泵、干燥機、冷凝器等。

設備布局方式1：層高為9m的單層廠房，廠房內全空或在適當位置預留牛腿，內搭大鋼平臺供反應釜使用，在大鋼平臺上方局部搭小鋼平臺供高位槽、冷凝器使用。反應釜布置在鋼平臺中間區域。高位槽、冷凝器均靠墻四周布置。受槽、離心機、干燥機、輸送泵等均布置在車間室內地面或室外。根據反應釜容積，一般3立方左右的反應釜，鋼平臺高度為3m，小鋼平臺比反應釜的鋼平臺再高出1.5～2m，便于高位槽的料液自流入反應釜內。如圖1所示：

注：大圈表示反應釜，小圈表示高位槽或冷凝器，外方框表示車間，內框表示局部小鋼平臺，開孔框表示鋼平臺開孔，孔四周適當位置布置操作樓梯。

該方式墻四周均布滿設備和管道，自然采光不好，從室外看也不美觀，但操作崗位連續，操作工聯系緊密。

設備布局方式2：與方式1剛好相反，反應釜、高位槽、冷凝器、車間管道集中在車間中間布置，操作樓梯靠墻布置。

該方式與方式1優缺點剛好相反，自然采光好，車間總管走在高位槽的小鋼平臺下方，總管長度比方式1短至少一半，從室外看也美觀，但操作崗位不連續，操作工聯系不夠緊密。

設備布局方式3：現在企業為了節省土地面積，增加廠房的利用率，廠房正在往多層的趨勢發展。設備布局與方式2相同，反應釜掛在樓板上，每層反應釜錯開1～1.5m布置，以便于檢修。層數為三、四層，按功能劃分，一層布置離心干燥設備，二、三層布置反應釜，四層布置配料釜。根據車間內使用的設備高度確定層高，如使用下出料離心機，反應釜的容積又大，一層層高可定為6m；為使掛在上一層反應釜物料自流至下一層反應釜內，二、三層層高均為6m；四層設置的配液釜相對容積比反應釜小，所以四層層高為5m左右。加上女兒墻高度，總建筑高度控制在24m范圍內。國外的車間布局以人為本，車間上DCS控制系統，在每個生產崗位設獨立的控制室，操作工在通風良好的控制室內工作，定時去現場巡檢。另外車間盡量減少使用槽罐，直接由廠區罐區輸送至車間各使用點，減少危險物品在車間內的存儲量。每個車間集中設置車間所需物料的一組進料管。該進料管與需要加料的反應釜用金屬軟管連接，進料管上設有流量計和控制閥，與罐區和反應釜連鎖。使用時設定車間需要的量，發送遠傳數據至儲罐區操作人員，儲罐區控制室人員接到經過車間主任數字簽字的請料申請后，設值并開啟泵。車間使用人員看到罐區信號，開進料閥，罐區就直接將料輸送到最終使用點。但小劑量用料或罐區沒有的品種還是得通過料桶打至高位槽使用。

4 車間通風

車間排風設軸流風機。根據國外客戶的要求，整個車間也可設舒適性空調，保證車間環境溫度夏季為24℃，冬季為18℃。由于甲類廠房的特殊性，空調系統需全排風。車間每層設送風管，風口均勻布置，保證車間各區域都能送到新風。排風集中收集，通過初效+中效后排至室外。另外為了節能考慮，在車間與室外的出入口處設置門斗，兩扇門進行連鎖控制，只允許同時開啟一扇門，也可設送風保護措施。

也有在需要加固體物料的反應釜人孔上設置帶閥門的加料斗，上方設引風機，防止在加料過程中固體物料的粉塵揚起或反應釜內的有害氣體散發出來。

5 結束語

車間設計越來越向智能和保護人類生命健康方向發展，在未來的車間布局設計上，相信會有更合理人性化的設計理念。

參考文獻

[1]GB50016-2006.建筑設計防火規范[S].