生物工程工廠設(shè)計(jì)緒論、廠址選擇和總平面設(shè)計(jì)

發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論陳海燕yuhychen@發(fā)酵產(chǎn)品與我們的生活密切相關(guān)發(fā)酵產(chǎn)品發(fā)酵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要部門與發(fā)酵工業(yè)相關(guān)上市公司釀酒行業(yè)29家化肥農(nóng)藥行業(yè)30家生物制藥行業(yè)136家食品行業(yè)42家緒論1、工廠設(shè)計(jì)的作用、地位和學(xué)習(xí)意義2、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容和對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求3、工廠設(shè)計(jì)的概念和基本任務(wù)4、工廠設(shè)計(jì)的原則和特點(diǎn)

在發(fā)酵工業(yè)發(fā)展過程中，工廠設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要的作用；不管是新建、改建或擴(kuò)建一個(gè)發(fā)酵工廠，還是進(jìn)行新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的研究，都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)；發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)必須符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，符合科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新方向，為人民提供更多、更好、更優(yōu)質(zhì)的生物工程新產(chǎn)品。1、工廠設(shè)計(jì)的作用、地位和學(xué)習(xí)意義2、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的內(nèi)容和對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)、它涉及經(jīng)濟(jì)、工程和諸多學(xué)科。工廠設(shè)計(jì)內(nèi)容：工廠的總平面設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、通風(fēng)采暖設(shè)計(jì)、自控儀表、三廢治理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及概算等專業(yè)設(shè)計(jì)。這些專業(yè)設(shè)計(jì)圍繞著發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的主題，按工藝的要求分別進(jìn)行。對(duì)設(shè)計(jì)人員的基本要求：1）精通本專業(yè)理論與技術(shù)2）收集整理和積累相關(guān)資料3）掌握和運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)規(guī)范如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）：《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《工業(yè)企業(yè)廠界噪音標(biāo)準(zhǔn)》等。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《可行性研究報(bào)告編制內(nèi)容深度規(guī)定》、《施工圖設(shè)計(jì)編制內(nèi)容深度規(guī)定》等。4）熟悉基本建設(shè)程序人性化設(shè)計(jì)在進(jìn)行發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)時(shí)，除了在確定工藝流程、設(shè)備選型、車間布置和管線安排時(shí)必須遵循有關(guān)法令和規(guī)范外，還要充分考慮到工人的勞動(dòng)條件，盡可能減輕其勞動(dòng)強(qiáng)度，使工人有良好的工作條件。要結(jié)合國(guó)情盡可能采用國(guó)內(nèi)外的科學(xué)技術(shù)成就，提高技術(shù)水平。3、工廠設(shè)計(jì)的概念和基本任務(wù)工廠設(shè)計(jì)就是運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，通過工藝主導(dǎo)專業(yè)與工程地質(zhì)勘察和工程測(cè)量、土木建筑、供電、給水排水、供熱、采暖通風(fēng)、自控儀表、三廢處理、工程概預(yù)算以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等配套專業(yè)的協(xié)作配合，用圖樣并輔以文字做出一個(gè)完整的工廠建設(shè)藍(lán)圖，按照國(guó)家規(guī)定的基本建設(shè)程序，有計(jì)劃按步驟地進(jìn)行工業(yè)建設(shè)，把科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一門綜合性學(xué)科。設(shè)計(jì)工作的基本任務(wù)要做出體現(xiàn)國(guó)家有關(guān)方針政策、切合實(shí)際、安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計(jì)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)4、工廠設(shè)計(jì)的原則和特點(diǎn)工程項(xiàng)目建設(shè)，不同于科學(xué)研究。工廠建成后，必須滿足企業(yè)生產(chǎn)及社會(huì)需要，帶來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，工廠設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理相結(jié)合原則充分利用當(dāng)?shù)刭Y源與技術(shù)條件原則注重長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、留有余地的原則總體設(shè)計(jì)要體現(xiàn)安全、衛(wèi)生、健康的原則堅(jiān)持保護(hù)環(huán)境、美化環(huán)境的原則工廠設(shè)計(jì)階段的特點(diǎn)工廠設(shè)計(jì)階段是確定工程價(jià)值的主要階段通過設(shè)計(jì)使項(xiàng)目的規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)、功能、結(jié)構(gòu)、組成構(gòu)造等各個(gè)方面都確定下來，確定了工程的“功能價(jià)值”。工廠設(shè)計(jì)階段是影響投資的關(guān)鍵階段

現(xiàn)代工程規(guī)模大，投資大，風(fēng)險(xiǎn)大，迫使人們?cè)谠O(shè)計(jì)階段實(shí)施投資控制設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)項(xiàng)目總體質(zhì)量具有決定性影響

優(yōu)秀工廠設(shè)計(jì)的特點(diǎn)經(jīng)濟(jì)上合理；技術(shù)上先進(jìn)；通過施工投產(chǎn)后在產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)同類工廠水平，必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范第一章基本建設(shè)程序第一節(jié)基本建設(shè)程序的內(nèi)容第二節(jié)項(xiàng)目建議書第三節(jié)可行性研究第四節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)書第五節(jié)初步設(shè)計(jì)第六節(jié)施工圖設(shè)計(jì)第一節(jié)基本建設(shè)程序的內(nèi)容

建設(shè)前期階段建設(shè)期階段生產(chǎn)期階段1、建設(shè)前期階段

包括項(xiàng)目建議書、可行性研究報(bào)告、設(shè)計(jì)任務(wù)書、初步設(shè)計(jì)和總概算：2、建設(shè)期階段

3、生產(chǎn)期階段

第二節(jié)項(xiàng)目建議書

一、項(xiàng)目建議書的任務(wù)和意義項(xiàng)目建議書(項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告)是設(shè)計(jì)工作的前奏，其任務(wù)就是向有關(guān)主管部門申請(qǐng)工程項(xiàng)目，以期獲得批準(zhǔn)立項(xiàng)，進(jìn)行廠址選擇調(diào)研工作和可行性研究工作。二、項(xiàng)目建議書的內(nèi)容

1）項(xiàng)目名稱2）建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù)3）產(chǎn)品方案、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、擬建規(guī)模和建設(shè)地點(diǎn)的初步設(shè)想4）資源情況、建設(shè)條件、協(xié)作關(guān)系和技術(shù)、設(shè)備可能引進(jìn)的國(guó)別、廠商的初步分析5）環(huán)境保護(hù)6）投資估算和資金籌措設(shè)想，包括償還貸款能力的大體測(cè)算7）項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃設(shè)想8）工廠組織和勞動(dòng)定員估算9）經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步估算第三節(jié)可行性研究

一、可行性研究的任務(wù)和意義

可行性研究，是按照批準(zhǔn)的項(xiàng)目建議書，由上級(jí)主管部門組織，也可委托咨詢機(jī)構(gòu)或者設(shè)計(jì)單位進(jìn)行。他的任務(wù)就是對(duì)擬建項(xiàng)目的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和工程可實(shí)施性進(jìn)行全面的調(diào)查、分析和論證，做出是否合理可行的科學(xué)評(píng)價(jià)，最后寫出可行性研究報(bào)告，為國(guó)家主管部門對(duì)項(xiàng)目做出決策提供可靠依據(jù)。他的實(shí)質(zhì)就是對(duì)擬建工程項(xiàng)目進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，從而避免和減少建設(shè)項(xiàng)目決策的失誤，提高建設(shè)投資的綜合效益，是決定項(xiàng)目投資命運(yùn)的關(guān)鍵。如若批準(zhǔn)立項(xiàng)，可行性研究報(bào)告中確立的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)原則以及附屬的基礎(chǔ)資料，應(yīng)當(dāng)作為編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的主要依據(jù)。可行性研究報(bào)告編制要點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)方案

可行性研究報(bào)告的主要任務(wù)是對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行論證，所以必須設(shè)計(jì)研究方案，才能明確研究對(duì)象。

（2）內(nèi)容真實(shí)

可行性研究報(bào)告涉及的內(nèi)容以及反映情況的數(shù)據(jù)，必須絕對(duì)真實(shí)可靠，不允許有任何偏

差及失誤。其中所運(yùn)用的資料、數(shù)據(jù)，都要經(jīng)過反復(fù)核實(shí)，以確保內(nèi)容的真實(shí)性。

（3）預(yù)測(cè)準(zhǔn)確

可行性研究報(bào)告是投資決策前的活動(dòng)。它是在事件沒有發(fā)生之前的研究，是對(duì)事務(wù)未來

發(fā)展的情況、可能遇到的問題和結(jié)果的估計(jì)，具有預(yù)測(cè)性。因此，必須進(jìn)行深入的調(diào)查研究，充分的占有資料，運(yùn)用切合實(shí)際的預(yù)測(cè)方法，科學(xué)的預(yù)測(cè)未來前景。

（4）論證嚴(yán)密

論證性是可行性研究報(bào)告的一個(gè)顯著特點(diǎn)。要使其有論證性，必須做到運(yùn)用系統(tǒng)的分析方法，圍繞影響項(xiàng)目的各種因素進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，既要做宏觀的分析，又要做微觀的分析。二、可行性研究的內(nèi)容1總論

1）研究工作的目的、依據(jù)和范圍；2）項(xiàng)目提出的背景、投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義；3）研究工作概況及結(jié)論。2市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)和建設(shè)規(guī)模

1）國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求情況的預(yù)測(cè)；2）國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工廠生產(chǎn)能力的估計(jì)；3）銷售預(yù)測(cè)、價(jià)格分析、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力；4）產(chǎn)品方案和發(fā)展遠(yuǎn)景的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及分析；5）擬建工程的最佳規(guī)模。3原材料、燃料及資源情況

1）原料、輔助材料、燃料的種類、數(shù)量、來源和供應(yīng)情況；2）公用資源設(shè)施的數(shù)量、供應(yīng)方式和供應(yīng)條件。4建廠條件和廠址方案

1）廠址地理自然條件（指位置、地形、海拔、地質(zhì)、氣象、水文等）以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀；2）交通、運(yùn)輸及水、汽、電等現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；3）生活設(shè)施狀況和協(xié)作條件；4）廠址比較和選擇意見。5設(shè)計(jì)方案

1）工藝路線的選擇，包括技術(shù)來源和生產(chǎn)方法、主要技術(shù)工藝和設(shè)備選型方案的比較，引進(jìn)設(shè)備的性能、來源、國(guó)別；2）全廠布置方案的初步選擇和土建工程量；3）公用輔助設(shè)施和廠內(nèi)外交通運(yùn)輸方式的比較選擇意見；

4）改、擴(kuò)建項(xiàng)目，要說明原固定資產(chǎn)能夠利用的情況。

6環(huán)境保護(hù)

調(diào)查環(huán)境情況，預(yù)測(cè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響，提出環(huán)境保護(hù)和三廢治理的初步方案。7企業(yè)組織、勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)8投資估算和資金籌措1）主體工程和配套工程投資估算；2）生產(chǎn)流動(dòng)資金的估算；3）投資收益率和回收期；4）資金來源、籌措方式和貸款償付方式。9社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益要進(jìn)行靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。第四節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)書

設(shè)計(jì)任務(wù)書是確定基本建設(shè)項(xiàng)目、編制設(shè)計(jì)文件及進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的主要依據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)工作具有指令性。經(jīng)過批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，是建設(shè)單位進(jìn)行基本建設(shè)的指令性文件，必須按照設(shè)計(jì)任務(wù)書所規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行基建工程，按期完成基建任務(wù)，保證工廠如期竣工投入生產(chǎn)；對(duì)設(shè)計(jì)單位來說，它是編制設(shè)計(jì)文件和進(jìn)行設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，必須按規(guī)定的內(nèi)容與建設(shè)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)書一般應(yīng)包括如下內(nèi)容：1）設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱及規(guī)模，建廠的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)意義；2）產(chǎn)品品種和生產(chǎn)方法；3）供選擇建廠的地點(diǎn)概況及交通運(yùn)輸條件；4）原料、主要輔助材料、燃料和動(dòng)力（水、電、汽、制冷等）的來源和要求；5）“三廢”處理及資源的綜合利用；6）建廠工期進(jìn)度、設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)范圍；7）勞動(dòng)定員；8）防風(fēng)、抗震的要求；9）投資估算及投資控制數(shù)；10）要求達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)水平。第五節(jié)初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)是根據(jù)已經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或者可行性研究報(bào)告，確定全廠性的設(shè)計(jì)方案和重大技術(shù)問題，如總平面布置、生產(chǎn)方法、總工藝流程、工廠組成、水、電、氣、蒸汽的供應(yīng)方式和用量、關(guān)鍵設(shè)備和儀表選型、全廠儲(chǔ)運(yùn)方案、消防職業(yè)安全衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用等，并編制出設(shè)計(jì)文件和總概算。初步設(shè)計(jì)是確定投資額、征用土地、組織主要設(shè)備和材料的采購(gòu)、進(jìn)行施工準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備以及編制施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。一、初步設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容1、設(shè)計(jì)文件（設(shè)計(jì)說明書）

設(shè)計(jì)文件主要是解決所有生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，對(duì)以下問題要作重點(diǎn)說明：車間概況及特點(diǎn)；車間組織；工作制度，年工作日，日工作小時(shí)，生產(chǎn)班數(shù)，連續(xù)或間斷生產(chǎn)情況；成品或半成品的主要技術(shù)規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述；采用新技術(shù)的內(nèi)容、效益和來源；主要工藝技術(shù)指標(biāo)；原料、輔助原材料及主要技術(shù)規(guī)格或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算消耗定額；主要設(shè)備選型及其實(shí)用性、合理性評(píng)價(jià)；其他，以及其他存在的問題。2、設(shè)計(jì)圖紙初步設(shè)計(jì)階段的圖紙主要有：生產(chǎn)工藝流程圖；車間設(shè)備布置圖；主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表；主要材料估算表等。3、總概算二初步設(shè)計(jì)的步驟選擇生產(chǎn)方法并確定工藝流程，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；進(jìn)行生產(chǎn)工藝的各種計(jì)算；設(shè)備的選型和計(jì)算，確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)；車間設(shè)備布置的方案比較，確定設(shè)備配置的平面和空間關(guān)系，設(shè)計(jì)制圖；向配套專業(yè)（結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、照明、消防、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和概算等）提供設(shè)計(jì)要求和有關(guān)資料；正式繪制工藝流程圖，車間生產(chǎn)設(shè)備布置圖，編制設(shè)備一覽表和主要材料估算表；編寫初步設(shè)計(jì)有關(guān)生產(chǎn)工藝部分的文件。

三初步設(shè)計(jì)的深度包含設(shè)計(jì)方案的分析比較和選擇確定；初步設(shè)計(jì)后可以進(jìn)行主要設(shè)備和材料的訂貨；可以進(jìn)行土地征用；建設(shè)投資的控制；確定生產(chǎn)工人和生產(chǎn)管理人員的崗位、技術(shù)等級(jí)和人數(shù)，并進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)；供上級(jí)有關(guān)主管部門進(jìn)行審查；作為施工圖設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

初步設(shè)計(jì)在完成以后，應(yīng)報(bào)上級(jí)主管部門審查，經(jīng)批準(zhǔn)后，方可進(jìn)入下一個(gè)設(shè)計(jì)階段即施工圖設(shè)計(jì)階段。第六節(jié)施工圖設(shè)計(jì)

依據(jù)“已經(jīng)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)”和“審批意見”、“建設(shè)單位提供的工程、水文地質(zhì)的勘察報(bào)告”、“主要設(shè)備的訂貨資料（包含設(shè)備圖紙和安裝說明）”等，就可以進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)是把初步設(shè)計(jì)中確定的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)安裝工程要求或者設(shè)備制作的需要，進(jìn)一步具體化。把工程設(shè)計(jì)各個(gè)組成部分的布置和主要的施工方法，以圖樣和文字的形式加以確定，并編制設(shè)備、材料明細(xì)表。一、施工圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、設(shè)計(jì)文件（施工說明書）施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)文件主要闡明以下三方面內(nèi)容：如果對(duì)初步設(shè)計(jì)的某些內(nèi)容必須進(jìn)行修改時(shí)應(yīng)詳細(xì)說明修改的理由和原因。但有些主要內(nèi)容如生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝流程、主要設(shè)備、建筑而積和標(biāo)準(zhǔn)、定員等等，須報(bào)請(qǐng)?jiān)瓉韺徟醪皆O(shè)計(jì)的主管部門批準(zhǔn)后才能加以修改；設(shè)備（包括非標(biāo)設(shè)備）安裝和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及其注意事項(xiàng)；管道安裝和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及其注意事項(xiàng)，包含管道的保溫及不同管道的顏色標(biāo)定等。2、設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)工藝流程詳圖；生產(chǎn)設(shè)備布置安裝圖；管道布置安裝圖；非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造和安裝圖，按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制；設(shè)備明細(xì)表，施工或安裝現(xiàn)場(chǎng)制作件材料匯總表；其他為了設(shè)備訂貨或者安裝的補(bǔ)充說明和圖紙。二、施工圖設(shè)計(jì)的步驟根據(jù)審批初步設(shè)計(jì)的批復(fù)，修改工藝流程和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)；根據(jù)修改的工藝流程和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，修正有關(guān)工藝計(jì)算和設(shè)備選型，選定所有的設(shè)備、管道和管件；與配套專業(yè)合作，互相提交資料；繪制設(shè)計(jì)圖紙，編制設(shè)備一覽表和材料明細(xì)表；編寫安裝說明書。

三、施工圖設(shè)計(jì)的深度必須包含所有設(shè)備、材料的訂貨和交貨安排；能作為施工安裝預(yù)算和施工組織設(shè)計(jì)的依據(jù)；可以控制施工安裝質(zhì)量，并可以根據(jù)施工說明書的要求進(jìn)行驗(yàn)收。第二章廠址選擇

廠址選擇的含義是在指定的某一地區(qū)內(nèi)，根據(jù)新建廠所必須具備的條件，結(jié)合發(fā)酵工廠的特點(diǎn)，進(jìn)行詳盡的調(diào)查、勘測(cè)工作，就可能建廠的幾個(gè)廠址的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，列出幾個(gè)方案，進(jìn)行綜合分析比較，從中擇優(yōu)確定廠址。最后由建設(shè)單位會(huì)同設(shè)計(jì)單位，做出廠址選擇報(bào)告，呈報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)。第一節(jié)廠址選擇的重要性和原則

一、廠址選擇的重要性