2017发酵工厂设计概论_复习题

发酵工厂设计概论 复习题

1． 名词解释

1） 柱网

柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网络线，称为柱网

2） 柱距

柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的

3） 跨度

跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的, 跨度在18m 和18m 以下时，应采用3m 的倍数,

时，应采用6m 的倍数

4） 采光系数

“采光率”，它是窗面积和地板面积的比值

5） 带控制点工艺流程图 跨度在18m 以上

是表示全部工艺设备、物料管道、阀门、设备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号等的工艺流程图。 6） 设备布置图

设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置, 并能直接指导设备的安装 的重要技术文件。 7） 工艺流程图

工艺流程图是用图表符号形式，表达产品通过工艺过程中的部分或全部阶段所完成的工作。典型的流程图中包括的资料有数量、移动距离、所做工作的类别以及所用的设备，也可以包括工时”。

8） 坐标网

地理测量坐标网——X 、Y 坐标系，此坐标规定南北向增减以横坐标X 表示，东西向以Y 表示。

A 、B 坐标系。由于厂区和厂房的方位不一定都是正南正北向，即与地理测量坐标网不是平行的

9） 相对标高

相对标高是把室内首层地面高度定为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。

10） 无功功率补偿

在需要无功功率的地方或附近产生(发出) 无功功率, 即无功功率补偿

2． 问答题

1) 简述发酵工厂建设基本程序

建设前期

项目建议书 可行性研究报告 设计任务书 初步设计和总概算

建设期阶段

批准的初步设计和总概算→设计单位、筹建单位、施工单位准备→施工安装总进度表→开工报告→上报→开工建设→单项工厂验收→调试→试运行→主管部门验收→移交生产

生产期阶段

2) 简述厂址选择的原则

自然条件

地理位置、地形、地势与地质、水文、气象、地震、

技术经济条件

原料供应与产品销售、能源供应、给排水、足够的面积、节约用地、交通运输、城市规划

3) 工厂总平面设计包含哪些内容？

a) 平面布置设计。先进行厂区划分，后合理确定全厂建筑厂房、构筑物、道路、堆场、管路管线及绿化美化设施等在厂区平面上的相互位置。使其适应生产工艺流程的要求，以及方便生产管理的需要。 b) 竖向布置设计。确定厂区建、构筑物、道路、沟渠、管网的设计标高，使之相互协调并充分利用厂区自然地势地形，减少土石方挖填量；使运输方便和地面排水顺利。此项设计中须有土方工程图方为完整。

c) 运输设计。选择厂内外输送方式分析厂内外输送量及厂内人流、物流组织管理问题，据此进行厂内输送系统的设计。

d) 管线综合设计。根据工艺、水、汽(气) 、电等各类工程线的专业特点，综合规定其地上或地下敷

4)

5)

6)

7)

8) 设的位置、占地宽度、标高及间距，使之布置经济、合理、整齐。 e) 绿化设计。工厂绿化是城镇绿化的重要组成部分。现代化发酵工厂由于卫生条件高标准要求，绿化设计更为重要。内容主要是绿化方式(包括美化) 选择、绿化区布置等。 工厂内道路有哪些布置形式 a) 循环式布置：道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网，并保证物流、人流的运输方便、安全和高效以及消防的要求。 B ）终端式布置：特点是道路不兜环、各有分散终点，在终点端设置回车场，以便车辆调头。回车场的布置形式有圆形、三角形与T 形等 车间布置图的内容 厂房的整体布置和轮廓设计 a) 厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等 b) 门窗楼梯的位置 c) 吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸 d) 标高 设备的排列和布置 e) 设备外形的几何轮廓 f) 设备的定位尺寸 g) 操作台位置及标高 车间附属工程设计 h) 配电室、配汽室、空气压缩室、化验室、贮藏室等 i) 生活用房配置，办公室、会议室等 车间布置设计说明 发酵工厂车间组成 a) 生产车间；辅助车间；动力车间；仓库和堆场部分；三废处理部分；厂前区行政福利部分 生产车间组成 a) 生产部分，辅助部分，生活行政部分 管线的颜色是怎么划分的？

a) 水-绿；蒸汽-白；真气-灰；压空-深蓝；排气-黄；物料-红；酸-红白圈；碱-粉红；油-棕色；阴沟管-黑色

9) 简述车间布置设计原则

符合生产工艺的要求

符合生产操作的要求

符合设备安装、检修的要求

符合厂房建筑的要求

符合建设投资的要求

符合安全、卫生和防腐蚀的要求

符合生产发展的要求。

10) 厂房的整体布置有哪些种类？

a) 集中式和分离式等

11) 厂房的立面布置

厂房的立面布置

a) 单层

b) 层次混合

c) 多层

12) 工艺设计图包括哪些内容

a) 工艺流程图，设备布置图和管道布置图

13) 化工设备图的基本内容包括哪些内容？

a) 一组视图，尺寸和标注，零部件编号及明细栏，管口符号及管口表，技术特性表，技术要求，标题栏

14) 工艺流程草图的绘制步骤==>1把各层楼面的地面线用双细线绘出，注上标高; 2根据设备所处的相对高度，自

左至右用细实线画出各设备的外形轮廓，设备留有一定间距; 3物料管线用粗实线画出，用箭头标明流向; 4水

汽真空压缩空气等动力管线用细实线绘出并标出流向; 5画出设备和管道上的主要附件，计量和控制仪器以及阀门等; 6标注设备流程号和辅助线; 7最后写上必要的文字说明

15) 锅炉如何分类？

锅炉可按不同的方式分类。按锅炉燃用的燃料可分为：燃煤炉、燃油炉和燃气炉。 按燃烧方式分类可分为：层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾（流化床）炉。 按锅炉水循环方式可分为：自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。 按有无汽包分类可分为：汽包锅炉和直流锅炉。 按锅炉的容量可分为：小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉和超大型锅炉。

16) 常用风机有些种类？

叶片式：离心风机、轴流风机

容积式：往复风机。回转风机

17) 常用泵有哪些种类

叶片式：离心式、轴流式、贯流式

容积式：往复式。回转式

其他：真空泵、射流泵、齿轮泵

18) 阀门有哪些种类

二按用途和作用分类

调节阀类——主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。

止回阀类——用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。

分流阀类——用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。

安全阀类——用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。

截断阀类——主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。

19) 公用工程包含哪些内容？

工控自动化、电力电气、环境保护与污染治理、土建结构工程、安全工程技术、水处理技术

20) 简述废水生物处理一般的流程

污水→格栅→沉砂池→调节池→初沉池→曝气池→二沉池→出水

发酵工厂设计概论复习题

考试形式：填空15个（15分），名词解释5个（20分），简答题7个（35分），综合题（计算题和画图题）2个（30分）。

一、名词解释

1、基本建设程序:指基本建设项目在整个建设过程中各项工作必须遵循的先后顺序。

2、设计任务书：一个指令性的文件，是确定基础建设项目，编制设计文件的主要依据。

3、初步设计：在下达的设计任务书或与建设单位签署的设计合同基础上，确定全厂设计原则、设计标准和重大技术问题。

4、厂区总平面图：亦称“总体布置图”，按一般规定绘制，表示出厂内各建筑物，构筑物、间距以及道路网、绿化、管网等准确位置及标高。

6、周边式布置:基于厂址四周情况与城市规划的需要, 将生产车间环绕厂区周边, 首先从大门处开始布置, 逐一带起辅助部门与动力部门, 相随着布置, 此称为周边式布置.

5、区带式布置：在厂区划分的前提下, 保证区域功能分明的特点, 以主要生产车间的定位布置, 带起辅助车间和动力车间的逐一布置.

7、物料流程图：是一种以图形和表格结合的形式，反映设计计算结果，表达各车间内部工艺物料流程的图样。

8、工艺流程图：是用来表达工艺生产流程的图样。用图表符号形式，表达产品通过工艺过程中的部分或全部阶段所完成的工作

9、带控制点工艺流程图：是表示全部工艺设备、物料管道、设备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号等的一种工艺流程图。

10、厂区利用系数 ：

11、物料衡算 ：指根据物料守恒定律，凡引入某一系统或设备的物料质量必等于所得到的产物质量和物料损失量之和。

12、热量衡算 ：当物料经物理或化学变化时，如果其动能、位能或对外界所作之功，对于总能量的变化影响甚小可以忽略时，能量守恒定律可以简化为热量衡算

13、通用设备 ：泵、风机等各行各业都可以使用的设备称为通用设备。

14、标准设备 ：指某件设备用途单一，性能广泛。即为做某件事所需要的设备，而它的功能可完成其他同类设备的要求

16、非标准设备：指生产车间中除专业设备和通用设备之外的、用于与生产配套的贮罐、中间料池等设备和设施。

17、柱网：柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网格线，称为柱网

18、柱距：柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的

19、跨度：跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的，跨度在18m 和18m 以下时，应采用3m 的倍数，跨度在18m 以上时，应采用6m 的倍数。

20、设备布置图：设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置，并能直接指导设备的安装的重要技术文件。

21、相对标高：相对标高是把室内首层地面高度为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。

22、GMP ：药品生产管理规范，是药品生产质量管理的基本准则，适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响成品质量的关键工序。

23、公称直径：管子的公称直径是指管子的名义直径，即不是管子内径，也不是它的外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。

24、公称压力：通称压力，一般应大于或等于实际工作的最大压力。

25、清洁生产：是实现可持续发展战略的需要，它彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，从根本上扬弃了末端治理的弊端，强调在污染产生之前就予以削减，即在产品及其生产过程并在服务中减少污染物的产生和对环境的不利影响。

二、填空题

1、生物工程工厂生产车间一般由生产部分、辅助部分、生活行政部分等部分组成。

2、厂房的框架结构是由 组成。

3、生物制药的车间布置设计必须达到 4、空气洁净的含义，其一是指洁净空气，其二是指 空气净化 。

5、生物工程工厂建筑物按厂房的层数分类，可分为 艺设备布置要求所决定。

6 、、

7

8

9、按锅炉燃用的燃料可分为：、和。

三、问答：

1、基本建设程序包括哪些内容？

（1）、可行性研究，即对建设项目在投资决策前进行技术经济论证。

（2）、计划任务书，又称设计任务书，是确定基本建设项目、编制设计文件的依据。

（3）、建设地点的选择，按项目隶属关系，由主管部门组织勘测、设计等单位和所有相关部门共同进行。

（4）、编制设计文件、设计概算及审批设计文件。

（5）、建设准备，即进行工程补充勘测与组织设计文件的编审、落实施工材料、施工力量、施工条件等。

（6）、计划安排，建设项目必须有经过批准的初步设计和总预算，进行综合平衡后，才能列入年度计划。

（7）、组织施工，建设项目必须列入国家或省、市级年度计划，做好建设准备后，才能开工。

（8）、生产准备，以使基本建设项目部分或全部早日投产。

（9）、竣工验收、交付生产或使用。

2、简述新建工厂的基本建设阶段及其内容。

按项目的内在联系和发展过程，建设程序一般包括：

（1）、建设前期的工作程序，其主要内容有项目申请阶段和初步设计阶段等；

（2）、建设期的工作程序，主要包括开工建设、单项工程验收、试生产、主管部门验收和移交生产等；

（3）、交付使用期的工作程序，主要内容是设计单位进行回访总结、资料存档等工作。

3、简述可行性研究的任务内容和意义。

任务：根据三级经济规划(包括国家、地区与行业的) 要求或根据市场经济的要求，对拟建(扩、改建) 工程项目的技术性、经济性和工程实施性，进行全面调查、预测、分析和论证，做出是否合理可行的科学评价，最后，写出可行性研究报告，为对项目做出决策提供可靠依据。

意义：可行性研究实质是对投建的工程项目，进行全面的技术经济分析，从而避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益，是决定项目投资命运的关键。如果没有可行性研究，或者有研究但不深入、分析预测不准确、经济评价不科学，都会对项目的投资与投产带来难以弥补的经济损失。

4、什么是初步设计？初步设计的内容和成果分别包括哪些？

初步设计：是在下达的设计任务或与建设单位签署的设计合同基础上，确定全厂设计原则，设计标准，设计方案和重大技术问题。

初步设计的内容包括总图、运输、工艺、土建、电力、照明、采暖、通风、空调、给排水、动力及设计概算等。 初步设计的成果是设计说明书和设计图纸。

5、初步设计的步骤？

（1）选择并确定生产工艺流程，确定技术经济指标

（2）进行生产工艺的各种计算

（3）设备的选型和计算，确定生产设备的规格和台数

（4）车间设备布置设计

（5）向配套专业提出设计要求和有关资料

（6）正式绘制车间设备布置图，工艺流程图，编制设备和主要材料估算表

（7）编写初步设计有关生产工艺部分的文件

6、厂址选择的总原则？

（1）厂址选择必须符合工业布局、符合所在地区、城市规划要求，按照国家法律、法规及建设前期工作的规定进行。

（2）充分利用各地区的有利条件，避开或克服不利条件；充分利用当地的人力、物力、财力和自然资源，保护环境；节约用地，不占用良田，并符合国家现行土地管理、环境保护等法规有关规定。尽量远离风景游览区和自然保护区，不污染水源，有利于三废处理，并符合现行环境保护法规规定。

（3）使企业接近原料、能源产地和产品消费区，消除不合理运输; 总体经济效益好，有利于加快国家经济发展和人民生活的提高。

7、工厂内道路有哪些布置形式？

（1）一种是循环式布置即道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网，并保证物流人流的运输方便、安全、高效以及消防要求。

（2）另一种是道路不兜环、各有分散终点的分散式布置。其特点是在终点端设置回车场，以便车辆调头。

8、生物发酵工厂常有哪些车间组成？

（1）. 生产车间 （2）. 辅助车间（3）. 动力车间（4）. 行政部门

（5）. 绿化区域 （6. ）道路及运输设施和各类地上、地下工程网（7. ）三废治理

9、工厂总平面设计包括哪些内容。

包括五方面：平面布置设计、竖向设计、运输设计、管线综合布置、绿化布置。

10、简述工艺流程图的设计原则和设计步骤。

原则：（1）保证产品质量符合国家标准（2）尽量采用成熟的、先进的技术和设备。（3）实施清洁生产，有完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染并做好三废回收和综合利用。（4）确保安全生产，以保证人身和设备的安全。（5）生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。

步骤：（1）生产工艺流程示意图；（2）生产工艺流程草图；（3）生产工艺流程图；

11、简述生产工艺流程设计的三个阶段。

（1）生产工艺流程示意图；

（2）生产工艺流程草图；

（3）生产工艺流程图；

12、简述物料衡算的方法和步骤。

（1. ）弄清题意和计算的目的要求（2）. 绘出物料衡算流程示意图（3）、写出生物反应方程式（4）、收集设计基础数据和有关物化常数（5）确定工艺指标及消耗定额等（6. ）选定计算基准。（7. ）由已知数据进行物料衡算（8）. 校核与整理计算结果，列出物料衡算表。

（9. ）绘出物料流程图

13、设备标注方法和管道标注方法。(见课本P49-52)

设备的标注：①标注内容：在图上标注位号和名称②标注方式：设备的位号和名称一般标注在相应的设备上方或者下方并且各设备在横向之间的标注方式应基本排成一行。

14、车间布置设计的任务？

确定车间火灾危险类别、爆炸和火灾危险性场所等级、GMP 洁净度等级、卫生等级等

确定车间的结型式及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置进行布局；

确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。

15、车间布置设计的内容？

（1）厂房整体布置和轮廓设计

厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等；门窗楼梯的位置；吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸；标高

（2）设备的排列和布置

设备外形的几何轮廓；设备的定位尺寸；操作台位置及标高

（3）车间附属工程设计

配电室、汽配室、空气压缩室、化验室、储藏室等

生活用房配置，办公室，会议室等

（4）车间布置说明

16、车间布置设计的原则？

符合生产工艺的要求；符合生产操作的要求；符合设备安装、检修的要求；符合厂房建筑的要求；符合建设投资的要求；符合安全、卫生和防腐蚀的要求；

符合生产发展的要求。

17、设备布置露天化或半露天化的优点？

可以节约大量建筑面积，从而节约大量基本建设投资；

节约土建施工工程量，从而加快基本建设进度；

将有毒物质的设备、具有火灾、爆炸危险的的设备露天化或半露天化，可节约厂房通风设备及动力，降低厂房防火、防爆等级，降低生产费用和厂房造价；

对厂房的改建、扩建，增加灵活性。

18、管道设计与布置的步骤？（任写不少于5项）

（1）选择管道材料；（2）选择介质的流速；（3）确定管径；（4）确定管壁厚度；（5）确定管道连接方式；（6）选阀门和管件；（7）选管道的热补偿器；（8）绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择；（9）管道布置；（10）计算管道的阻力损失；（11）选择管架及固定方式；（12）确定管架跨度；（13）选定管道固定用具；（14）绘制管道图；

（15）编制材料汇总表；（16）确定防腐措施。

19、生物工程工厂常用的阀门及其特点？（任写不少于5种）

（1）旋塞 旋塞具有结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，管道阻力损失小的特点。

（2）截止阀 具有操作可靠，容易密封，容易调节流量和压力。

（3）闸阀 阻力小，没有方向性，不易堵塞，适用于不沉淀物料管线安装用。

（4）隔膜阀 结构简单，密封可靠，便于检修，流体阻力小，通用于输送酸性介质和带悬浮物质流体的管道，特别适用于发酵工业，但所采用的橡皮隔膜应耐高温。

（5）球阀 结构简单，体积小，开关迅速，阻力小，常用于发酵罐的配管中。

（6）针形阀 能精确的控制流体流量，在生物工程工厂中主要用于取样管道上。

（7）止回阀 止回阀靠流体自身的力量开闭，不需要人工操作，其作用是阻止流体倒流。

（8）安全阀 在锅炉、管道和各种压力容器中，为了控制压力不超过允许数值，需要安装安全阀。

（9）减压阀 减压阀的作用是自动地将外来较高压力的介质降低到需要压力。

（10）疏水器 排除加热设备或蒸汽管线中的蒸汽凝结水，同时能阻止蒸汽的泄露。

（11）蝶阀 蝶阀又称翻板阀。结构简单，外形尺寸小，是用一个可以在管内转动的圆盘（或椭圆盘）来控制管道启闭的。蝶阀不易和管壁严密配合，密封性差，只适用于调节流量，不能用于切断管路。

20、车间管道布置设计的原则？（任写不少于5项）

（1）管道布置首先应满足生产需要和工艺设备的要求，便于安装、检修和操作管理。

（2）尽可能使管线最短、阀门最少。

（3）车间内管道一般采用明线敷设，安装费用低，检修安装方便，操作人员容易掌握管道的排列和操作。

（4）管径大的、常温的、支管少的、不长检修的和无腐蚀性介质的管道靠墙；管径小的，热力管道、常检修的支管多的和有腐蚀性介质管道靠外。

（5）管道穿过楼板、墙壁时，应预先留孔，穿过楼板或墙壁的管道，其法兰和焊口菌不得位于楼板或墙壁之中。

（6）易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气

（7）管道应避免经过电动机或配电板的上空，以及两者的邻近。

（8）输送腐蚀性介质管道的法兰不得位于通道上空；与其它介质管道并列时，应保持一定距离，且略低。

（9）阀门和就地仪表的安装高度应满足操作和检查的方便。如阀门位置过高，可接长阀杆，使开关手轮或手柄位于适当操作的位置。

21、管道布置图的内容？

一组视图 按正投影原理，画一组平、立面剖视图，表达整个车间的设备、建筑物简单轮廓以及管道、管件、阀门、控制点等的布置情况。

尺寸和标注 注出管道及有些管件、阀门控制点等的平面布置尺寸和标高，对建筑物轴线编号、设备位号、管段序号、控制点代号等进行标注。

分区简图 表明车间分区的简单情况。

方位标 表示管道安装方位基准。

标题栏 注写图名、图号、设计阶段等。

22、生物工程工厂电力负荷的分级？

（1）一级负荷 是指突然中断供电时，即造成人身死亡、重大设备损坏，或给国家经济带来重大损失者。

（2）二级负荷 突然停电将产生大量废品，或停产造成经济上较大损失者

（3）三级负荷 凡不属于一、二级负荷者。