制藥工程原理與設備07制藥工程與工藝設計3

一、概述二、車間布置

1.平面布置

2.廠房形式

3.車間設備布置

4.車間布置的成果

5.管道設計

一、概述

1.

車間布置為工藝設計的兩大環(huán)節(jié)之一（工藝流程，車間布置），關(guān)系著日后正常的生產(chǎn)，安全運行，車間管理，設備維修，能量利用，物料輸送，人流往來等各個方面。兩者同時進行，裝備布置草圖是車間平面布置的前提，而最后確定的車間平面布置又是設備工藝設計定稿的依據(jù)。制藥車間布置的特殊性制藥生產(chǎn)包括原料藥生產(chǎn)和制劑生產(chǎn)兩大部分。原料藥生產(chǎn)屬于化學工業(yè)范疇，具有一般化工的特征。因此，車間布置首先要具備化工車間的要求；但藥品具有特殊的要求（質(zhì)量高），必須符合《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》（GMP）的要求；另外，藥品品種多，更新快，產(chǎn)量懸殊（大多數(shù)產(chǎn)量高——專用車間；少數(shù)產(chǎn)量小——多功能車間）。制劑生產(chǎn)：針劑、片劑、膠囊劑、沖劑的生產(chǎn)等。由于藥品的這些特殊的要求，必然導致車間設計的特殊性，它比一般的化工生產(chǎn)設計要求要高得多。藥品生產(chǎn)管理規(guī)范—GMP1原名：GoodPracticeintheManufacturingandQualityControlofDrugs

或GoodManufacturingPractice2種類：國際（或區(qū)域）性GMP制度國家級的GMP制度各國制藥工業(yè)組織制定的GMP制度3GMP制度的中心思想任何藥品質(zhì)量的形成是設計和生產(chǎn)出來的，而不是檢驗出來的。要確保藥品質(zhì)量，讓人放心使用，必須強調(diào)預防為主，在生產(chǎn)過程中建立質(zhì)量保證體系，實行全面質(zhì)量管理。4GMP制度的內(nèi)容車間的組成3.車間布置設計應該遵循有關(guān)設計的基本原則及國家有關(guān)的勞動保護、安全和衛(wèi)生等規(guī)定：GBPGB50016-2006建筑設計防火規(guī)范YHS01-78煉油化工企業(yè)設計防火規(guī)定（石油化工篇）（1978年試行）GBZ1-2007

工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準GBJ87-85工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范（1985年）HGJ21-89化工企業(yè)爆炸和火災危險環(huán)境電力設計規(guī)程（1989）中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程（1987年，試行）藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（衛(wèi)生部2009年）4.設計階段和內(nèi)容初步設計：平立面布置圖、布置說明書（工藝人員的主要工作）。施工圖階段：設備安裝平立面圖、設備安裝圖、安裝說明書。5.車間布置設計的內(nèi)容確定車間的火災危險性類別及廠房耐火等級；確定車間的潔凈級別；確定生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、行政-生活三部分布局；確定車間場地與建筑物的平面尺寸和高度；確定工藝設備的平、立面布置；確定人流、物流、管理通道和設備運輸通道的布置；確定其他非工藝設計的布置。二、車間布置車間布置的原則：依據(jù)GMP的規(guī)定，設計合格的布局、合理的生產(chǎn)場所，以防止生產(chǎn)中藥品發(fā)生交叉污染、混雜。交叉污染交叉污染是指通過人流、工具傳遞、物料傳遞、空氣流動等途徑使不同品種藥品相互干擾、污染；或因人、工具器、物料、空氣等不恰當?shù)牧飨蚴節(jié)崈艏墑e低的區(qū)域的污染物傳入潔凈級別高的生產(chǎn)崗位，造成污染?；祀s混雜是指因車間平面布置不當及管理不嚴，造成不合格的原料、中間體及半成品誤作合格品而繼續(xù)加工、包裝或出廠。1.平面布置布置方案一般有長方形，L型，T型，∏型四種，其中長方形為多。長方形：便于總面積的布置，有利于設備排列，便于安排交通和出入口自然采光和通風較好，但生產(chǎn)車間較多時會成一長條，會使倉庫、輔助車間的配置以及整個車間的管理帶來困難和不便；

T、L、∏型：適用于較復雜的車間布置；2廠房形式A集中式和分散式廠房①集中式：組成生產(chǎn)車間的生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、生活、行政部分集中安排到一個廠房中；醫(yī)藥，精細化工的生產(chǎn)規(guī)模較小，多采用集中式廠房布置；

②分散式（單體式）：組成車間的一部分或幾部分相互分離并分散布置在幾棟廠房中，生產(chǎn)規(guī)模較大，車間較多，多采用分散式廠房布置。B單層或多層廠房根工藝流程的特點，廠房可以設計成單層，多層或是單層與多層相結(jié)合的形式，從建筑要求上，必須滿足采光和通風的要求，醫(yī)藥化工工廠廠房常見剖面形式。

(a)單層廠房

(b)有天窗的單層廠房

(c)多層廠房

(d)有天窗多層廠房

(e)有內(nèi)走廊多層廠房

(f)有內(nèi)走廊及天窗多層廠房常見制藥廠房的剖面形式

C廠房柱網(wǎng)廠房柱網(wǎng)與車間布置密切相關(guān)，柱網(wǎng)大，同樣面積廠房內(nèi)柱子可以減少，有利于設備靈活排列，操作，維修，但造價高，增加基建投資。按國家規(guī)定，廠房建筑的跨度以3m的倍數(shù)為優(yōu)先選用的柱網(wǎng)。如3m，6m，9m，12m等；門、窗洞口和墻板的尺寸等在墻水平，垂直方向均為300mm的倍數(shù)。柱網(wǎng)常按6-6、6-3-6、6-6-6布置。原料藥廠房的寬度不宜超過30m。-----設計標準化，物件定型化，生產(chǎn)和施工機械化。

(a)方格式柱網(wǎng)

醫(yī)藥-化工廠房常見柱網(wǎng)寬度(b)內(nèi)廊式柱網(wǎng)D廠房寬度廠房寬度一般由以下幾個方面決定：

①工藝設備所占廠房寬度之和；

②各工藝設備沿廠房寬度方向間距之和；

③廠房內(nèi)縱向通道之和及墻的厚度；但是，不管寬度如何，都應該符合建筑模數(shù)的柱網(wǎng)要求；多層廠房其總寬度不宜超過24m，單層不宜超過30m，一般車間寬度常為2-3跨，廠房長度根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及工藝要求確定。3.車間設備布置設備布置的任務：①

確定各工藝設備在車間的空間位置（設備平面位置和立面位置）；②確定場地（露天與否）及建筑的尺寸；③

確定管道、電器儀表管線及采暖通風管道的走向和位置；設備布置考慮因素：①保證工藝流程的暢通；②保留合適的設備間距；③滿足土建要求；④安全衛(wèi)生和防震要求；①保證工藝流程的暢通設備應該按工藝流程的順序布置，保證水平方向和垂直方向的連續(xù)性，保障生產(chǎn)連續(xù)正常運行。②保留合適的設備間距設備間距過大，管道拉長，操作管理不方便；設備間距過小，給操作安裝維修帶來困難。設備與設備、設備與建筑物之間的安全間距；化工車間工人操作設備最小距離；其他：

a：考慮設備水平的運輸通道（進出車間）

b：設備垂直運輸及其通道（起吊，安裝孔）序號項目凈安全距離/m1泵與泵的距離不小于0.72泵離墻的距離至少1.23泵列與泵列間的距離（雙排泵間）不小于2.04計量罐與計量罐間的距離0.4～0.65貯槽與貯槽間的距離（指車間中一般情況）0.4～0.66換熱器與換熱器間距離至少1.07塔與塔的間距1.0～2.08離心機周圍通道不小于1.59過濾機周圍通道1.0～1.810反應罐蓋上傳動裝置離天花板距離（如攪拌軸拆裝有困難時，距離還需加大）不小于0.811反應罐底部與人行通道距離不小于1.8～2.012反應罐卸料口至離心機的距離不小于1.0～1.513起吊物品與設備最高點距離不小于0.414往復運動機械的運動部件離墻距離不小于1.515回轉(zhuǎn)機械離墻距離不小于0.8～1.016回轉(zhuǎn)機相互間距離不小于0.8～1.217走廊、操作臺通行部分的最小凈空高度不小于2.0～2.518不常通行的地方凈高不小于1.919操作臺梯子的斜度一般情況不大于45o特殊情況60o20控制室、開關(guān)室與爐子之間距離1521產(chǎn)生可燃性氣體的設備和爐子間距離不小于8.022工藝設備和通道間距離不小于1.0③滿足土建要求A.笨重，運轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動較大的設備（如離心機、壓縮機、鼓風機、真空泵等）應布置在廠房底層，以減少樓面的荷載和振動。B.有強烈的振動或靜載荷很大的設備，其操作臺和設備基礎(chǔ)等不得與建筑物的柱，墻和基礎(chǔ)連在一起，以免影響廠房的安全。C.穿過橫面的設備孔、安裝孔和吊物孔，一律避開廠房的柱子和主梁，絕不允許穿過主梁。④安全衛(wèi)生和防震要求A.通風：醫(yī)藥生產(chǎn)中有毒物質(zhì)的散發(fā)是不可避免的，故應考慮車間的通風；B.防火防爆區(qū)：

a易燃易爆的生產(chǎn)部門布置在防火防爆區(qū)，區(qū)內(nèi)防火爆，防靜電等；

b防爆防火等級高的生產(chǎn)區(qū)，宜應獨立布置在敞開或半敞開的廠房中，或布置在廠房中單層靠外墻處或多層廠房的最上層靠外墻處，并采取必要的泄壓設施。C.防腐：使用生產(chǎn)腐蝕性氣體、液體和固體的車間，應對產(chǎn)生腐蝕性介質(zhì)的設備周圍建筑物進行局部的特殊防腐處理；D.遠距離控制生產(chǎn)；4.車間布置的成果①車間設備平面布置圖每層廠房繪制一張②車間設備立面布置圖③設備布置圖的標注

A.設備的平面定位尺寸

B.設備的標高A.設備的平面定位尺寸a.設備的平面定位尺寸以建筑物的軸線或管架、管廊的柱中心為基準線進行標注；b.臥式容器和換熱器以裝備中心線和管口（如人孔）中心線為基準標注；c.立式反應器、塔槽和換熱器以設備中心線為基準線標注；d.離心泵、壓縮機、鼓風機、透平機以中心線和出口管中心為基準；e.往復泵、活塞泵或壓縮機以缸中心線和曲軸中心線為基準；f.與主設備相連的附屬設備，如再沸器、噴射器、氣流冷凝器等以裝備中心線為基準進行標注；B設備的標高a.臥式換熱器、槽、缸以中心線標高表示（ELXXXX）；b.反應器、塔、立式槽、缸以支撐點標高表示（POSELXXXX）；c.泵、壓縮機以主軸中心線標高（ELXXXX）或以底盤底面標高（即基礎(chǔ)頂面標高）表示（POSELXXXX）；d.對管架、管廊注出架頂?shù)臉烁撸═OSELXXX）；e.同一位號設備多于三臺時，在平面圖上可以表示首末兩臺裝備的外形，中間僅畫出基礎(chǔ)或用雙點劃線的方框表示；5管道設計管道設計是化工設計的重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計，化工管道的投資約占全廠化工投資的15-20%，由此可以看出管道設計在設計工作中的重要性。醫(yī)藥-化工生產(chǎn)中，所涉及的管道規(guī)格較多，管道中流體性質(zhì)也各異，安裝要求也不相同，管道工藝設計是一項相當復雜、工作量也相當大的工藝。因此，工藝設計人員必須給予重視。A．管徑計算與確定

a.經(jīng)濟流速操作費用低，利用算圖計算然后圓整；

b.管道和管徑的公稱壓力系列PN和公稱直徑系列DN（查表）；B．管道閥門和管件的選擇①材質(zhì)②管道種類③管道連接方式焊接螺紋連接法蘭連接承插連接④閥門種類閘閥節(jié)流閥截止閥球閥高壓截止閥減壓閥考克閥止逆閥隔膜閥疏水