конспект лекций. Лекция 1 основные этапы и организация проектирования химических производств

• Название: Лекция 1 основные этапы и организация проектирования химических производств
• Дата: 30.03.2022
• Размер: 1.08 Mb.
• Имя файла: конспект лекций.doc
• Тип: Лекция; #428764
• страница: 18 из 18

Особое внимание при проектировании технологической схемы следует уделять обвязке ее отдельных узлов. Пример такой обвязки приведен на
рис. 5.3. Здесь показан узел абсорбции компонента газовой смеси жидкостью. Нормальная работа узла абсорбции зависит от постоянства температуры, давления и от соотношения количества газа и абсорбента. Соблюдение этих условий достигается установкой следующих приборов и арматуры.

На линии подачи газа (I: диафрагма расходомера, пробоотборник, бобышка для замера давления и бобышка для замера температуры.

На линии выхода газа (II): диафрагма расходомера, пробоотборник, бобышка для замера температуры, бобышка для замера давления, регулирующий клапан, поддерживающий постоянное давление «до себя», т. е. в абсорбере.

На линии подачи свежего абсорбента (III): диафрагма расходомера, или ротаметр, пробоотборник, бобышка для замера температуры, регулирующий клапан, связанный с регулятором соотношения газа и абсорбента.

На линии вывода насыщенного абсорбента (IV): диафрагма расходомера или ротаметр, бобышка для замера температуры, регулирующий клапан, связанный с регулятором уровня жидкости в нижней части абсорбера.

При разработке технологической схемы следует иметь в виду, что регулирующие клапаны не могут служить запорными устройствами. Поэтому на трубопроводе должна быть предусмотрена запорная арматура с ручным или механическим приводом (вентили, задвижки), а для отключения регулирующих клапанов – обводные (байпасные) линии.

Вычерченная схема является предварительной. После проведения предварительных материальных и тепловых расчетов в разработанной технологической схеме должны быть проанализированы возможности рекуперации тепла и холода технологических материальных потоков.

В процессе проектирования в технологическую схему могут вноситься и другие изменения и добавления. Окончательное оформление технологической схемы производится после принятия основных проектных решений по расчету и подбору реакторов и аппаратов, по выяснении всех вопросов, связанных с размещением и расположением аппаратов проектируемого производства.

Так, иногда при подборе оборудования приходится сталкиваться с тем, что некоторые его виды либо не выпускаются в России, либо находятся на стадии освоения. Отсутствие какой-либо машины или аппаратов нужной характеристики, изготовленных из конструкционного материала, устойчивого в данной среде, зачастую вызывает необходимость в изменении отдельных узлов технологической схемы и может послужить причиной перехода на другой, экономически менее выгодный метод получения целевого продукта.

Технологическая схема не может являться окончательной, пока не проведена компоновка оборудования. Например, по первоначальному варианту предполагалась передача жидкости из аппарата в аппарат самотеком, который не удалось осуществить при разработке проекта размещения оборудования. В этом случае необходимо предусмотреть установку дополнительной передаточной емкости и насоса наносимых на технологическую схему.

Окончательная технологическая схема составляется после разработки всех разделов проекта и вычерчивается на стандартных листах бумаги в соответствии с требованием ЕСКД.

После этого составляется описание технологической схемы, которая снабжается спецификацией. В спецификации указывается количество всех аппаратов и машин.

Резерв оборудования выбирается с учетом графика проведения планово-предупредительного ремонта и свойств технологического процесса.

Описание технологической схемы является частью расчетно-пояснительной записки. Целесообразно описывать схему по отдельным стадиям технологического процесса. В начале следует указать, какое сырье подается в цех, как оно поступает, где и как хранится в цехе, какой первичной обработке подвергается, как дозируется и загружается в аппараты.

При описании собственно технологических операций кратко сообщается о конструкции аппарата, способе его загрузки и выгрузки, указываются характеристики протекающего процесса и способ проведения (периодический, непрерывный), перечисляются основные параметры процесса (температура, давление и др.), методы его контроля и регулирования, отходы и побочные продукты.

Описываются принятые способы внутрицеховой и межцеховой транспортировки продуктов. В описании должны быть перечислены все изображенные на чертеже схемы, аппараты и машины с указанием присвоенных им по схеме номеров.

Анализируется надежность разработанной технологической схемы и указываются способы, применяемые для повышения ее устойчивости.

5.4. Размещение технологического оборудования

Прежде всего на технологической схеме определяются типы и количество агрегатов, направление потоков и их взаимное высотное расположение., группируется оборудование для процессов с аналогичными вредными выделениями; затем технологическое оборудование размещается на чертежах компоновки цеха.

При размещении технологического оборудования следует руководствоваться принципами группировки.

Прежде всего необходимо выделить оборудование, которое может быть полностью размещено на открытых площадках и то, для которого достаточно соорудить укрытия (например кубовая часть колонны). Затем следует сгруппировать аппараты и машины, в процессе эксплуатации которых наблюдается значительное выделение пыли, сильная вибрация и выделение агрессивных веществ; объединить в группы аппараты, размещаемые на наружных установках, снабжаемых водой. Все крупногабаритное, тяжелое оборудование должно быть установлено как можно ниже.

Аппараты с высоко расположенными люками, штуцерами, перемешивающими устройствами, обслуживание которых ведется со специальных площадок, должно размещаться так, чтобы их можно было использовать в качестве опор для этих площадок.

В одном помещении не следует объединять оборудование с различными по категории выделениями. При несоблюдении этого принципа приходится, например насос, перекачивающий воду, но расположенный рядом с углеводородным насосом снабжать электродвигателем во взрывобезопасном исполнении.

Вибрирующее оборудование (поршневые компрессоры, насосы, дробилки и т. п.) объединяют и размещают на массивных фундаментах, тщательно изолированных от соседних строительных конструкций.

Основным критерием оценки расположения оборудования является стройность, симметричность, максимальная упорядоченность размещения всех аппаратов и машин. В каждом технологическом помещении они должны образовывать вертикальные и горизонтальные ряды с одним или несколькими основными проходами шириной 1,2 м и удобными подходами к каждому агрегату, ширина которых в свету не менее 0,8 м.

В качестве основных проходов и проездов целесообразно использовать перекрытия каналов, проходящих вдоль по цеху.

Расстановка аппаратов на нулевой и других отметках должна производится так, чтобы обеспечит возможность прохождения пучков трубопроводов, подвешиваемых к перекрытиям. Этому могут помешать аппараты, по какой-либо причине выдвинутые из общего ряда.

При конструировании нового производства в машинном зале большой протяженности рекомендуется через 4050 м предусмотреть монтажные площадки длиной 612 м, на которых впоследствии можно будет установить дополнительное оборудование.

Для проведения чисток, устранения неплотностей, смены изнашивающихся деталей должны быть предусмотрены рабочие площадки и подъемно-транспортное оборудование.

При установке оборудования в цехе необходимо соблюдать следующие правила:

 основные проходы по фронту обслуживания щитов управления должны быть шириной не менее 2 м;

 основные проходы по фронту обслуживания и между рядом машин (компрессоров, насосов, местные контрольно-измерительные приборы и
т. д.) при наличии постоянных рабочих мест должны быть не менее 1,5 м;

 проходы между компрессорами должны быть не менее 1,5 м, а между насосами – не менее 1 м;

 расположение оборудования на открытом воздухе и внутри здания, должно обеспечивать свободный проход к аппаратам, шириной не менее 1 м со всех сторон;

 свободный доступ к отдельным узлам управления аппаратами;

 наличие ремонтных площадок с размерами, достаточными для разборки и чистки аппаратов и их частей (без загромождения рабочих проходов, основных и запасных выходов и площадок лестниц).

Размещение технологического оборудования над вспомогательными и бытовыми зданиями и помещениями и под ними не допускается.

Для предотвращения влияния вибрации, вызываемой работой ряда машин, необходимо соблюдать следующие условия:

 фундаменты под компрессоры должны быть отделены от конструкции здания (фундаментов, стен, перекрытий и т. д.);

 при необходимости должна применяться изоляция фундаментов, предохраняющая их от вибрации и т. п.

6.3. Эскизная конструктивная разработка основной химической аппаратуры

Химическое оборудование условно разделяется на две основные группы: не стандартизованную аппаратуру, представляющую собой главным образом конструкции котельно-сварного типа, и стандартизованное оборудование – компрессоры, насосы, центрифуги, фильтры, машины для переработки пластмасс и т. д.

При подборе оборудования для оснащения нового производства следует стремиться к максимальному использованию типового, стандарти­зованного, серийно выпускаемого оборудования.

Большое разнообразие химических процессов, различные условия их протекания, разная производительность проектируемых установок делают целесообразной разработку аппаратов, специально приспособленных для работы в конкретном производстве. К такому оборудованию в основном относятся: емкостная аппаратура, реакторы, некоторые теплообменники, колонные аппараты.

Рабочие чертежи этих аппаратов и оснастка для их изготовления разрабатываются в конструкторских бюро машиностроительных заводов, получивших заказ на изготовление оборудования. Основанием для разработки служит технический проект аппаратов, предлагаемых для заказа и состоящих из расчетов и чертежей общего вида и наиболее ответственных узлов.

Технический проект нестандартизованного аппарата выпускается либо конструкторским отделом института, разрабатывающего проект всего производства, либо специализированной проектной организацией. Основанием для разработки технического проекта служит задание соответствующего механо-технологического отдела.

Задание состоит из эскиза общего вида аппарата и его краткой технической характеристики. В процессе эскизной проработки конструкции аппарата механики совместно с технологами выполняют следующую работу:

 разрабатывают мероприятия, обеспечивающие заданный технологический режим;

 определяют материал аппарата и его отдельных узлов;

 выясняют возможность применения типовых узлов и целых агрегатов;

 проверяют соответствие основных размеров аппаратов, определенных в процессе технологического расчета, действующим ГОСТ и стандартам;

 разрабатывают детали и приспособления, облегчающие транспортировку аппарата, его монтаж, обслуживание в процессе эксплуатации и демонтаж;

 разрабатывают мероприятия по безопасной эксплуатации проектируемого оборудования.

До начала эскизного проектирования механик-проектировщик должен получить полное представление о месте разрабатываемого аппарата в технологической схеме производства и его назначении, а также определить его местоположение в производственном помещении, т. е. ознакомиться с расположением оборудования. Затем следует собрать все исходные данные, в число которых входят:

 рабочие параметры процесса (давление и температура);

 физические и химические свойства перерабатываемых веществ, особенно агрессивность при рабочих условиях;

 максимальные расходы через различные элементы аппарата;

 основные размеры аппарата, определяемые в процессе технологического расчета оборудования (например, диаметр ректификационной колонны, количество тарелок, расстояние между ними и т. п.);

 характеристика помещения в соответствии с правилами устройства электропривода;

 сведения о характере технологического процесса (непрерывный или периодический);

 способы эксплуатации аппарата;

 опыт эксплуатации аналогичных аппаратов;

 особенности строительных конструкций, на которых предполагается установить аппарат.