橡胶精炼工厂设计概要.docx
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橡胶精炼工厂设计概要.docx
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橡胶精炼工厂设计概要
这里先明确一下
我要介绍的是橡胶通用加工阶段的工厂设计
一般是指CMB工程和FMB工程即橡胶在硫化加工之前的工程设计
橡胶精炼加工工厂以下简称工厂,
是以满足少量化多品种的生产为原则进行的设计!
适用于多种橡胶的加工例如:
EPDMNRNBRFKMCSMACMIIRSBR等
可以和汽车橡胶零部件产品加工工厂汽车轮胎加工工厂其它橡胶制品加工工厂相配合
也可以认为是这些工厂的前工程车间
工厂的设计是一项庞大而繁杂的工程,要求工程技术人员有多方面的经验和技术
我有幸在刚刚步入自己的职业生涯之初就全程建设了一个现代化的橡胶精炼加工工厂
因此对工厂的设计有一些深刻的见解和认识。
我想将这些整理和大家一一分享!
首先我不会设置阅读权限也不会要求售价,希望所有的朋友都有机会一起学习共同进步!
一
早在上世纪美国学者WilliamD.Baasel就曾经写了《PreliminaryChemicalEngineeringPlantDesign》这本书!
书中作者详细的阐述了,化工工厂的一般设计流程。
我是在参与建设完工厂后才有幸看到了这本书,在我看来其中很多见解可以推广到生产型工厂的设计中。
在中国工厂的设计一般是由建筑设计院的设计人员来完成的,但是这些设计者对工厂的生产流程、生产线的配置、工厂动力系统的配置、附属系统的配置和自动控制以与运营管理等方面完全不了解。
他们仅单纯的从建筑角度考虑问题,我在的工厂就是由中国最优秀的设计院和建筑企业参与设计建设的。
但从工厂竣工后的运行情况看还是有很多问题的!
当然工厂在中国还是很先进的,而且现代化程度也很高!
二
先做个简单的自我介绍:
首先应该感谢我的总经理,这些知识和经验的积累都是他给我的机会。
大家一定以为我应该在这个领域工作了很多年了,其实不然~
我毕业于中国的一所二流大学,也许是机缘巧合,进入现在的这家公司。
曾经有幸赴国外学习深造,也许是我所学的专业有一定的优势!
在这里希望和大家共同学习进步,相互探讨!
有问题大家可以直接回复给我,如果我知道一定会帮大家解答。
也可以发短消息给我!
三
工厂设计过程需要考虑的因素:
1.行业调查于研究将报告分析整理
2.查找问题并提出解决方案
3.完善项目规划
4.综合资料制定详细规划方案
5.工厂选址
6.车间构成布局
7.环境问题提出于解决方案
8.生产线的生产能力配置
9.原材料、在供品、产品、废弃物存放
10.生产流程设计运输方式生产效率
11.实验室要求
12.中长期投资计划
13.生产安全问题
14.工艺流程设计于安全性分析
15.各工程原料采用均衡性分析
16.详细的生产流程图设计
17.设备总清单(设备外形尺寸扩建余量)
18.建筑形式选择
19.车间内温度干湿度控制系统送排风系统集尘系统
20.LAYOUT布局详细要求
21.生产过程控制系统
22.工厂安全
23.工厂动力系统构建自动控制系统构建
24.工厂电力与辅助设施的构成工厂照明
25.生产线人力资源配置
26.经济性分析
27.详细投资计划与成本分析收益率、回报率、人员成本、投资预期收益等计算
28.总的经济评估
29.工程建设时间与竣工日期确定
30.污染防治与消除
31.最终优化方案的采集与制定
32.数据整理电算体系构建
33.工厂虚拟建设与仿真工程
34.人员教育与培训
35.工厂试运行其它问题与解决.
在网上找到的一个食品厂的设计
1.行业分析
一、食品工业的分类与特点
二、食品工厂设计的作用和意义
2.基本建设程序和工厂设计内容
工厂建设基本程序
一、项目建议书
二、可行性研究
三、设计计划任务书
四、设计工作
五、施工、安装、试产、验收、交付生产
工厂设计工作内容
一、工厂设计的任务
二、工厂设计的工作内容
3.厂址选择与总平面设计
厂址选择
一、厂址选择的原则
二、厂址选择工作程序
三、厂址选择报告
总平面设计
一、总平面设计的内容
二、总平面设计的基本要求
三、食品工厂不同使用功能的建筑物、构筑物在总平面中的关系
四、总平面设计准备工作
五、总平面设计的阶段
六、总平面设计中涉与的主要技术经济指标
七、现代食品工厂总平面图布置概况
4.食品工厂工艺设计
产品方案与班产量的确定
一、制定产品方案的要求
二、产品方案的制定
三、班产量的确定
四、产品方案的比较与分析
生产工艺流程的选择与论证
一、生产工艺流程的选择
二、工艺流程图的绘制
物料衡算
一、物料衡算的目的和依据
二、物料衡算的方法
三、部分产品的物料衡算实例
生产能力的计算与设备选型
一、食品工厂选择设备的内容和原则
二、设备选择计算
三、食品生产主要设备配备实例
生产人员计算
一、生产人员计算的目的
二、生产人员定员的计算和工厂定员的确定
生产用水、汽量的计算
一、生产用水量计算
二、生产用汽量计算
食品生产车间工艺布置
一、工艺设备布置的要求与原则
二、工艺设备布置的步骤与方法
三、生产车间非工艺设计的要求
四、食品生产车间工艺设备布置实例
管路的计算与设计
一、概述
二、工艺管路的设计计算
三、水泵的选择
四、管路附件
五、管路的保温与标志
六、管路布置设计
5.工厂辅助部门的设计
原料接收站
一、果蔬原料接收站
二、肉类原料接收站
三、水产原料接收站
四、收奶站
品控中心
一、品控中心的任务与组成
二、品控中心的装备
三、品控中心对土建的要求
研发中心
一、研发中心的任务
二、研发中心的装备
仓库
一、食品工厂仓库设置的特点
二、仓库的类别
三、仓库容量的确定
四、仓库面积的确定
五、食品工厂仓库对土建的要求
六、仓库在总平面布置中的位置
工厂运输
一、厂外运输
二、厂内运输
三、车间内运输
机修车间
一、机修车间的任务与组成
二、机修车间的常用设备
三、机修车间对土建的要求
6.食品工厂卫生与生活设施
食品工厂卫生
一、食品工厂卫生要求
二、食品工厂设计中一些通行的具体做法
生活设施
一、办公楼
二、食堂
三、更衣室
四、浴室
五、厕所
六、医务室
7.公用系统
公用系统分析
一、公用系统设计的主要内容
二、公用系统工程的区域组成
三、对公用系统的要求
给排水设计
一、给排水系统设计内容与所需的基础资料
二、食品工厂对水质的要求
三、水源的选择
四、全厂用水量的计算
五、给水系统与给水处理
六、配水系统
七、冷却水循环系统
八、排水系统
九、消防系统
供电系统与自控设计
一、食品工厂供电设计的内容和所需基础资料
二、供电要求与相应措施
三、用电负荷计算与变压器的选择
四、供电系统
五、变配电设施与对土建的要求
六、厂区外线
七、车间配电
八、照明
九、建筑防雷和电气安全
十、仪表控制和自动调节
供汽系统设计
一、食品工厂的用汽要求
二、锅炉容量的确定
三、锅炉房在厂区的位置
四、锅炉房的布置和对土建的要求
五、锅炉的选择
六、烟囱与烟道除尘
七、锅炉的给水处理
八、煤与灰渣的储运
采暖与通风设计
一、采暖
二、通风与空气调节
三、局部排风
制冷
一、冷库容量与面积的确定
二、冷库的布置与建筑要求
食品工厂污水处理工程
一、食品工业污水的来源与特性
二、食品工业污水排放标准与有关规定
三、食品工业污水的处理
8.工厂设计概算
设计概算
设计概算书的编制
一、设计概算书的构成
二、各类工程费用的性质与内容
三、初步设计概算书的组成
四、初步设计概算书的编制
9.技术经济分析
技术经济分析
技术经济分析的内容和程序
一、技术经济分析的主要内容
二、技术经济分析的程序
技术经济分析的主要指标
一、投资指标
二、生产成本指标
三、实物指标
四、劳动生产率指标
五、其他指标
技术经济分析的方法
一、投资效果的静态分析法
二、投资效果的动态分析法
设计方案的选择
一、设计方案的综合分析
二、设计方案比选的原则
四
对于工厂的整体设计而言,生产的工艺设计是最重要的因素。
我先来举个例子,这个比喻是我刚进入这个行业我的总经理给我讲的!
大家有没有喝咖啡的习惯?
有没有自己泡过咖啡?
100个人用同样的东西泡出的咖啡口味却是不一样的。
泡咖啡需要咖啡、伴侣、糖和水。
它们所占的比例不同时所泡出的咖啡就会有不同口味。
橡胶混炼就像在泡咖啡~~
咖啡-----橡胶
伴侣-----炭黑
糖--------药品
水--------油
在不同的生产条件下和不同的配合比例下就生产出了,不同性能的橡胶制品。
而控制品质的因素就是:
配合的精度、加工的时间以与加工时的温度控制。
一般的工艺是这样配置设备的:
炭黑和油的自动计量设备(即密炼机的上辅机系统)+密炼机+下辅机或开炼机+冷却输出设备
+密闭式捏炼机+开炼机+冷却输出设备+加硫预处理设备
当然还要包含一些小量的药品和炭黑的人工计量部分以满足特种加工的需求!
这也是当今通用橡胶加工阶段所采用的配置形式,那么我们就围绕这样的配置来展开
生产线主设备的布置和整个工厂的设计!
这也是整个工厂设计的主线和指导思想!
五
生产设备选型概述
生产工艺流程被确定后,下面来说说生产设备的选型。
1.计量设备
在整个生产线架构中,最核心的设备要算是计量设备了。
因为在高分子材料加工中物料配合精度对品质起决定性的影响作用!
而配合精度的保证就要看计量设备了!
在密炼机之上,应该有一套完整的自动计量设备(即炭黑和油的自动计量)。
所以自动计量设备的选型就显的十分的重要了!
随着中国机械制造技术水平的不断提升,
国内也有许多家企业可以生产大型的自动计量设备(即密炼机的上辅机系统),
自动计量设备的核心部件为压力测定传感单元和与之配套的显示器,
而这些精密电子元器件的核心技术又掌握在发达国家手中。
我国自行生产的压力测定传感单元和与之配套的显示器也大多是国外技术的转化产品。
近几年我国自行生产的压力测定传感单元和与之配套的显示器在精度和稳定性方面取得
了长足的进步,同等型号的产品在价格上也仅仅是国外产品的几分之一!
但是只解决了这些还不够,自动计量系统还要求有良好的运行稳定性和先进的自动控制
软环境与之相配套!
国外主要有德国BUHLLER公司、德国MODERNFULLER公司、英国CR公司和意大利GOVINI公司等
4家公司生产密炼机上辅机系统。
国内有3家同类产品生产商,即青岛软控、北京橡胶设计研究院、桂林橡胶设计研究院
炭黑计量系统和油计量系统两者相比,油计量系统又更为复杂!
在这个行业中,如果没有一定的制造经验和设备管理经验,在工厂建设之初油计量系统会成为你非常头痛的问题!
)炭黑自动计量系统
炭黑自动计量系统属于固体粉末的计量,在选型过程中需要注意的是计量误差范围和计量称的
定期校准形式。
)油自动计量系统
油自动计量系统属于液态计量,在选型过程中必须要考虑所计量油品的粘度问题,否则将会
导致灾难性的后果。
就计量方式而言,大可分为两类,一类是动态流量计量,称量的是平均质量流量。
二类是静态计量,
称量的是静态液体质量。
它们各有自身的优势,在选择时需要根据自己的情况选择。
油自动计量系统需要有储油罐和油路系统以与相关的控制系统组成,根据中国的安全规范要求,
对于油自动计量系统的设计有一些影响,但是还是需要考虑其它的一些因素:
比如:
在中国的北方城市建设的化,需要考虑整个油路的伴热系统,保温形式。
因为冬季寒冷会使油在管道内温度降低,粘度增加。
过压卸载溢流系统,和第一次运行前的整个管路的清扫工作。
不要小看这些细节,如果有一项
没有考虑完善对日后的正常运行都要产生一些影响!
自动计量设备的选型一定要与密炼机相配合,特别需要注意的是两者的接口处理和联动控制,
还有如果采用ERP系统联合生产计划下达的工作一起的话,还要注意软件的衔接、数据库的建立、数据文件的传输。
六
生产设备选型概述
生产工艺流程被确定后,下面来说说生产设备的选型。
2.密炼机
生产用密闭式炼胶机属于大型设备,国内有很多家企业可以生产,
其技术工艺水平就可以,但说实话中国现在的机械加工技术水平与
国外相比还是有一定差距的!
所以从工厂建立的成本和日后设备运转维护的成本综合比较来看,
我个人认为自动计量设备和密炼机还是买进口的设备比较好!
那么从哪个个国家进口呢?
个人观点:
美国
德国
日本
三选一即可!
世界橡胶机械生产商10强
1.克虏伯/德国163.6
2.贝尔斯托夫/德国(BERSTORFF)126.3
3.神户制钢/日本100.0
4.三菱重工/日本80.0
5.德斯玛(DESMA)/德国53.0
6.桂林橡胶机械厂/中国52.7
7.REP/法国49.9
8.天津赛象/中国46.3
9.ITW机械公司/美国40.0
10.三明华橡自控公司/中国39
还有一家企业也值得参考:
就是美国的FARREL它的设备也很不错!
在中国有青岛软控与美国的FARREL合作生产设备!
应该也算是一种技术转化吧!
推荐几种配套组合吧(只代表个人观点)
自动计量系统+密炼机
BUHLLER/德国+克虏伯/德国
/美国+FARREL/美国
TAKEMOTO/日本+KOBE/日本
青岛软控/中国+青岛软控或天津赛象/中国
桂林橡胶设计院/中国+桂林橡胶机械/中国
选型原则一般应该尽量使两套大型设备相匹配,当然成本也是最最要的!
国外进口的设备运行稳定,如果日常保养到位,故障率是极低的,
但是一旦故障,其配件是十分昂贵的,维修时对技术人员的考验也是不言而喻的!
国产设备大的问题一般没有,但是小的问题可以说是不断的,因为中国人制作机器
不注重细节。
我想这也是大多数橡胶工厂所共有的问题吧!
优点是配件一般比国外的要便宜许多。
维修时如果自己工厂的技术人员不能解决时
与中国的生产企业也好进行交流与解决!
所说的这些还是要根据建厂的自身条件决定的!
比如厂址选在中国相对大的城市附近那么它就有可以招聘到高级技术人员的机会
而在中国偏远一些的地区,这样的技术人才是很难求的!
毕竟今后的企业竞争人的因素是关键的!
有没有想过,设备是很先进的可维护的人素质与技术欠缺,一旦故障生产线停个一天的
老板是要崩溃的!
你的交货速度决定了能否拿到更多的订单!
这一点要学习富士康科技!
七
生产设备选型概述
3.开炼机
开炼机是橡胶加工机械中最常用的设备,也是必不可少的设备!
基本上属于烂遍街的设备了,我看中国能制造机械设备的企业
基本上都能做,不说多如牛毛也差不多了!
但是不要小看这个设备,它的选型其实也有很多需要注意的地方。
首先是容量的选择,一般橡胶加工机械的命名多是以每个批次加工
橡胶的量做为标记的!
那开炼机选多大的型号呢?
这就要涉与工业工程学方面的知识了。
大家会说不是吧,这么麻烦?
对,就是麻烦!
型号的选择要依照密炼机的选型而定,同时要兼顾整个生产线,
各个工厂的生产均衡性,每个工位的CYCLYTIME要基本相同!
型号选择完了,接下来是主辊的冷却方式。
钻孔辊在冷却温度控制方面要优于中空辊!
还有润滑方式的选择(干油润滑OR稀油润滑)。
个人认为还是稀油润滑要好,当然对设备保养工作的要求也更高。
主驱动力--电机的选择(直流电机OR交流电机)
一般大功率的开炼机最好还是选用交流电机,
在控制器的使用上交流驱动变频控制要比直流驱动控制器个人感觉要好些!
主要是在驱动器故障的维修和速度的控制上!
开炼操作有很高的危险性,所以安全装置是最重要的!
开炼机就选国产设备就行,但是国内企业同样是生产开炼机也是
千差万别、良莠不齐!
一般是浙江和大连的好些!
当然不是说其它地区做的不好,
哪里都有做的好的企业也有不好的,当然不能一杆子打翻一船人!
八
生产设备选型概述
3.冷却干燥机
在经历了开炼阶段后,要使用冷却干燥机输出产品。
冷却干燥机应该算是整个生产线组成中比较简单的设备了。
冷却干燥机没有固定的形式,总之达到效果就好!
所以很多橡胶工厂的冷却干燥机大多是不太一样的!
冷却干燥机的选型可以根据自身产品的输出规格选取!
需要注意的事情有:
一般冷却干燥机是通过大量的工业风扇利用自然环境的
温度,进行风干冷却的!
在中国的南方一般环境温度都很高,所以可以
利用工厂水冷式空调强制冷却!
详细的方法我会在后边“车间内温度控制系统”篇章中
叙述的!
九
生产设备选型概述
4.密闭式炼胶机--捏炼机
前边是组成CMB工程的设备,下边说一说FMB工程设备的组成!
FMB工程最核心的设备是捏炼机,国内也有叫翻转式密炼机的。
当然在捏炼机工作阶段还要配合一些少量的药品,这些药品
应该是橡胶制品性质改变的关键性影响因素!
少量配合药品的种类和用量,应该是工厂最核心的地方了~~
为了配合这些药品,工厂需要建立一个少量配合药品的地方!
翻转式密炼机的选型和其它设备的选型一样,也要考虑很多
的因素!
其中型号的选择要与CMB工程中密炼机型号相匹配,即每批次
加工的量的多少!
这是依据!
一般的捏炼机没有将少量配合药品自动投入的功能,而是要工人
手动加入!
所以最好选择可以自动投入药品的捏炼机!
具体的品牌我就不推荐了!
哈哈
在捏炼机的后边一样需要配置开炼机和冷却干燥机。
在各个单元设备之间起到连接作用的是传送设备。
它是由一系列的传送带组成的,用以减轻工人的劳动强度。
我们都知道在以前橡胶加工工业是劳动密集型产业,
随着加工设备现代化程度的不断提高,极大的减轻了
工人的劳动强度!
而这些传送设备就起到了这样的作用!
将所有这些设备组合到一起就形成了一条完整的生产线了!
十
生产设备选型概述
5.组成生产线的其它附属设备
前边提到的传送设备应该算一类。
设备的购买可以找专业的设计制造传动带的
公司进行!
这里说一些注意的事项:
)在有些工程部位,传送设备是需要增加计量功能的!
)传送带材质的选择。
不要觉得这是一个不重要的问题,它有可能引起大量的
产品不良。
其中传动带因破损导致的异物质混入是让人最头痛的问题!
)在最终的输送阶段,传送设备上要增加金属检测器!
地秤
在一些工程部位肯定还要增加地秤用以实时监测工程损耗。
这也是多品种橡胶连续加工的一个粗略监测单元。
打卷用的机器、小的吊车、原材料取用的辅助装置、橡胶切断机等!
这些附属设备对产品品质虽然不是起到决定性影响,但对整个
生产线来说也是不可或缺的!
十一
辅助动力设备选型概述
化工厂设计中除生产设备外,辅助动力设备也是很关键的!
这包括电力设备系统和辅助系统
电力设备:
动力的开关柜与其所组成的配电站,变压器和动力运行的监控系统!
工厂照明系统
辅助系统:
工厂的冷却水系统、
压缩空气系统、
生产的工艺油路管道系统和与之配套的伴热系统、
蒸汽系统、
送排风系统、
集尘系统、
空调系统、
运送系统、
清扫系统、
生活用水系统、
中水系统、
直饮水系统、
燃气系统、
消防系统、
厂区绿化灌溉系统、
监控系统、
安防系统、
网络与电话所组成的通讯系统等……
这些是组成现代化工厂所需的必要因素,不仅仅是对橡胶加工工厂设计
有指导意义!
在建设其它大型现代化工厂时也有一定的借鉴作用!
下边我就对每一系统的设计方案与组成详细叙述一下!
十二
先来说说工厂的电力系统架构:
电是工厂设计和施工建设时最重要的部分,动力的源泉!
因为中国现行的体制,和**的风气,
导致了电力公司不是一个为企业服务的职能部门,而是一个“大爷”部门!
(我不想抨击政治,只是实事求是的说中国的现实)
你设计工厂,开工建设,本来是老板花钱,它来服务。
可真正到那时,你就差跪下喊它爷了。
所以在真正做投资计划的时候,电力部分的预算要多做一些(其中一些要喂饱那些寄生虫)
转入正题:
根据工厂的总用电量,进行必要的计算,要将预计的用电量报给电力公司!
对于工厂的总体供电要求,有一本《工厂供电》(书见附件),讲的很详细,
说的也比我更专业!
在这里我只是从实际的经验中说一些需要注意的问题:
首先是电力施工的外包,个人认为设备安装和调试最好是整体包给一家具有资质的公司。
这样虽然在费用上会很多,但从工厂整体运行的角度考虑还是值的!
想省钱也不是没有方法,重要的是用多一点的薪水招聘的一个工作经验丰富的
电气工程师,他对工厂整体送电的全部流程应该相当清楚,再加上专业知识。
所有的设备都有工厂自己采购,但在安装和调试的过程中,“接口”的问题是
工程成败的关键!
一定要理解我所说的“接口”……
十三
工厂的冷却水系统、生活用水系统、直饮水系统设计、绿化灌溉系统
在建筑公事中属于给排水专业范畴,
考量管路系统的优劣,首先是要有一个优秀的流程。
例如冷却水系统
橡胶工厂最重要的是对加工机械的温度控制,
所以不论全年天气怎么变化,工厂的冷却水系统都可以
将水的温度控制在一定的范围内!
而整套流程的设计又因工厂所处的纬度有所不同。
同样的工厂在南方和在北方,设计流程就有所不同。
因为这主要是由能源消耗的节省思想决定的!
配置冷却水系统一般要有:
冷却塔,冷冻机(制冷机)相应的
管道,在管道上还要有各种阀体,泵和温度计压力计,热交换器等。
在中国的北方,如果是在秋冬季,不需要使用冷冻机,只启动冷却塔
就可以将温度降下来,只需要调整阀门开闭的大小来控制
温度降低的快慢!
如果冷却水的使用温度在20度时,那么到了夏季就不能使用冷却塔了,
因为有可能从工厂循环回来的水比大气的温度还要低,这时使用
冷却塔无疑是给水加热。
那么这时就不使用冷却塔散热,要启动冷冻机和换热系统。
生活用水系统的设计没有什么特别复杂的,但要考虑一个问题
就是工厂本身要有储水罐,向工厂和办公供水时一般还会进行
2次加压!
但有没有想过,一旦加压泵故障,生活用水系统怎么样运行
不会受到较大的影响呢?
我们都知道市政供水是有一定压力的,就要考虑能否和它进行联动
或者在不使用2次加压泵时水也能实现供给!
直饮
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- 橡胶 精炼 工厂 设计 概要