工艺设计的基本原则和程序

一、工艺设计的基本原则

水泥厂工艺设计的基本原则可归纳如下：

(1)根据计划任务书规定的产品品种、质量、产量要求进行设计。

计划任务书规定的产品产量往往有一定范围，设计产量在该范围之内或略超出该范围，都应认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的产量略低干该范围，则应提出报告，说明原因，取得上级同意后，按此继续设计。

对于产品品种，如果设计考虑认为计划任务书的规定在技术上和经济上有不适当之处，也应提出报告，阐明理由，建议调整，并取得上级的同意。例如，某大型水泥厂计划任务书要求生产少量特种水泥，设计单位经过论证，认为大型窑改变生产品种，在技术上和经济上均不合理，建议将少量特种水泥安排给某中小型水泥厂生产，经上级批准后，改变了要求的品种。

窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明和经验公式计算以外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产量进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量；同时，标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求，既要发挥设备能力，但又不能过分追求强化操作。

(2)选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备。

工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。工厂建成后，再想改变其工艺流程和主要设备，将是十分困难的。例如，要把湿法厂改为干法厂，固然困难；要把旧干法厂改为新型干法厂，也非易事。例如，为了利用窑尾废气余热来烘干原料，生料磨系统也得迁移，输送设备等也得重新建设，诸如此类的情况，在某些条件下就不一定可行。

在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内较成熟的先进经验和先进技术；

但对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可采用于新建厂的设计中。

工艺流程和设备的选择应进行方案对比，以达技术先进、经济合理的目的。 在进行具体设备的选型时，应注意下列一些问题：

尽量选用结构新、体型小、重量轻、效率高、消耗省而且操作可靠、维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。

各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配备件的种类。 (3)全面解决工厂生产、厂外运输和各种物料储备的关系。

由于回转窑要求长期连续运转，而破碎机和磨机等设备则需较多时间进行计划检修；同时，厂外运输也是间歇的，且受各种复杂条件的制约；因此，各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求，储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产，但储存期也不应太长，以免增加基建工程量及工厂生产时的流动资金。 (4)注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地。

工厂从设计到建成投产往往要好几年时间，而生产技术却是向前发展的，因此，设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。例如，各车间主机对窑应有一定的储备能力，各种附属设备对其主机应有一定的储备能力。此外，结合我国目前实际情况，水泥产量远远不能满足国民经济发展的需要，故工厂建成后进行扩建的可能性很大，因此，工厂应留有发展余地。

考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积和投资。 (5)合理考虑机械化、自动化装备水平。

机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，其中主要是要研究经济效果。连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化；重大设备的检修、起重，以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。

我国工厂生产过程的自动化有自己的特点，目前不强调高度全盘自动化，而是注重讲求实效的局部自动化。如保证大型窑连续生产的自动化；调节频繁、非人力所及的环节的自动化等。 (6)注意保护环境，减少污染。

贯彻执行国家环境保护、工业卫生等方面的规定，采取积极措施，减少环境污染，以保护职工身体健康和延长设备使用寿命。

(7)方便施工、安装，方便生产、维修。

工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、尽量简化，力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便以及其他专业对布置的要求。 二、工艺设计的程序

按照基本建设程序，在厂址批准后，即可全面开展设计工作。工艺设计一般分初步设计和施工图设计两个阶段，其设计程序可用图3-1表示。

原料加工试验是设计前的准备工作之一，应在开展设计以前的资源勘探和建厂可行性研究时进行。配料计算的目的是要确定原料种类和配合比，因此，它是确定原料需要量和进行物料平衡、主机平衡及储库计算的主要依据之一。在设计单位中，原料加工试验和配料计算是由原料专业完成的。

在初步设计阶段，工艺设计计算与工艺布置常交错进行。从全厂物料平衡计算着手，跟着进行主机平衡计算，进而确定各种物料的储存期，储存量、储库的主要规格尺寸，然后才能初步考虑各个车间的轮廓尺寸，绘制生产车间总平面轮廓图，初步解决各个生产车间的平面位置关系，为分车间进行设计做好准备。分车间设计时，先从车间内部的设备选型计算着手，通过计算选定设备，然后进行车间布置设计，绘制车间工艺布置图。采取这样由浅入深、有条不紊的步骤，对于避免设计工作的返工是很有必要的。

必须指出，工艺设计计算与工艺布置问题的考虑，是不能截然分开的，特别是进行主机平衡计算时，必须考虑到所选用的主机在工艺流程上和设计布置上的问题，以免在设计布置时出现困难。 塑料平衡、主机平衡和储库计算，都以烧成车间生产能力为基准。烧成车间生产能力基本上决定了工厂的生产能力。故在进行物料平衡、主机平衡和储库计算时，首先要确定烧成车间生产能力和工

厂生产能力。

全厂生产车间总平面轮廓图(方块图)，主要表示各车间的相互位置，是总图专业进行工厂总平面布置图设计的主要依据。

各车间工艺布置图，分车间绘制，表示车间的主要平、剖面，供土建等有关专业配合 设计用。

全厂生产车间平、剖面图，表示全厂生产工艺流程，主要的主机和附属设备台数及定位尺寸，厂房楼层、地面的标高和检修设施等，是初步设计的文件的图纸部分，它与设备表和设计说明书(包括概算)一起，组成初步设计的文件。

施工图设计分资料图和成品图两个步骤，每个车间分别进行设计。工艺专业根据初步设计的各车间工艺布置图和审批修改意见，绘制工艺施工资料图供各专业配合设计之用，待各专业设计后进行查对、修改和补充，绘成成品图。施工图包括工艺布置图(平面图、剖面图)、局部放大图、非标准件图和设备基础图等，是施工图设计的文件，作为工艺设备安装的依据。