Проектирование хим. предприятий. Навчальний посібник до вивчення курсу основи проектування хімічних виробництв
 Скачать 6.93 Mb.
|
|
1.2. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Основным исходным документом для составления проекта промышленного предприятия является задание на проектирование, в котором должны быть указаны следующие сведения: - наименование предприятия; - основание для проектирования, район, пункт и площадка строительства; - номенклатура продукции и мощность производства по основным ее видам (в натуральном или денежном выражении) на полное развитие и на первую очередь; - режим работы и намеченная специализация предприятия; - основные источники обеспечения предприятия при его эксплуатации и строительстве сырьем, водой, теплом, газом, электрической энергией; - условия по очистке и сбросу сточных вод; - основные технологические процессы и оборудование; - предполагаемое развитие (расширение) предприятий; - намеченные сроки строительства; - намеченный размер капиталовложений и основные технико - экономические показатели предприятия, которые должны быть достигнуты при проектирова- нии; - данные для проектирования объектов жилищного и культурно - бытового строительства, стадии проектирования; - наименование генеральной проектной организации; - наименование строительной организации генерального подрядчика. 1.3. ВЫБОР РАЙОНА РАЗМЕЩЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА В основу выбора района строительства должна быть положена схема районной планировки экономических районов. При решении вопроса о выборе района строительства необходимо учитывать следующие условия: - наличие удобного места для строительства зданий и сооружений; - природные, топографические, гидрогеологические, метеорологические условия; - наличие сырья; - наличие железных и автомобильных дорог, а также водных путей сообщения; - размеры затрат на строительство для осуществления транспортных связей в период строительства и эксплуатации завода; - наличие в районе строительства рабочей силы и жилого фонда; - наличие рынка сбыта изделий; - энергетические ресурсы завода; - возможность снабжения предприятий водой; - возможность кооперирования с другими предприятиями города. После выбора района строительства выбирают площадку для строительства, при этом предусматривают следующие факторы: - достаточные размеры площадки и возможность ее расширения; - удобства конфигурации участка; - топографические условия участка и прилегающей местности, обеспечивающие минимальные затраты на земляные работы по планировке площадки под здание и транспортные пути; - удовлетворительные геологические и гидрогеологические условия, обеспечивающие возможность строительства без применения дорогостоящих искусственных оснований и глубоких фундаментов; - удобное примыкание к магистральным путям сообщения (железнодорожным, автомобильным, водным); - наивыгоднейшее расположение площадки к источникам воды и месту сброса сточных вод, к источникам энергии и населенным пунктам. Для правильного выбора заводской площадки необходимо учитывать целый комплекс технико-экономических требований к размещению и планировке ее территории, а также требования строительной климатологии. Строительная климатология определяет прикладные характеристики климата, необходимые для проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Температура воздуха. В зависимости от температурного режима района застройки выбирают тип здания, мощность отопительных систем и вентиляции, теплофизические характеристики ограждающих конструкций и т.п. При проектировании принимают расчетные температуры наружного воздуха по строительным нормам и правилам - СНиП 2.01.01-82. Ветер. Ветер - движение воздуха, вызванное перепадом атмосферного давления, характеризуется скоростью и направлением, является одним из определяющих параметров климата территорий застройки и учитывается при проектировании генеральных планов, районной планировки и производственных объектов. Ветровой напор создает дополнительные статические нагрузки на строительные конструкции, увеличивает теплопотери зданий, перераспределяет снеговые, пылевые отложения на территориях застройки и на кровлях зданий. В процессе проектирования удобно пользоваться «розой ветров» - графическим изображением характеристик ветра, на котором приводятся данные о повторяемости и скорости ветра за тот или иной период на данной местности (рис. 1.3).  1.3. «Роза ветров» района размещения предприятия и площадки строительства Влажность воздуха. Воздух практически всегда содержит некоторое количество водяных паров. При проектировании используют такую характеристику влажного воздуха, как «упругость водяного пара воздуха», т.е. парциальное давление водяных паров воздуха. Максимально возможное насыщение водяными парами при данной температуре и атмосферном давлении называется максимальной упругостью водяного пара воздуха (давление насыщенного пара). Максимальная упругость водяного пара увеличивается с повышением температуры. Степень насыщения воздуха парами воды выражает «относительная влажность воздуха» (γ), численно равная отношению действительной упругости водяных паров воздуха (е) к максимальной упругости водяных паров (Е), соответствующей данной температуре и атмосферному давлению: γ = (е/Е)100% При охлаждении воздуха вследствие уменьшения максимальной упругости водяных паров относительная влажность воздуха увеличивается до тех пор, пока не достигнет значения 100%, т.е. воздух будет полностью насыщен водяными парами. При охлаждении воздуха значение температуры, при которой действительная упругость водяных паров достигает максимальной величины, принято называть «точкой росы». Для проектирования зданий, ограждающих конструкций и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха разработаны СНиП «Строительная климатология и геофизика», в которых приведены упругость водяного пара и наружного воздуха по месяцам и среднемесячная относительная влажность воздуха для наиболее холодного и наиболее теплого месяцев. Осадки. Важная характеристика климата - количество осадков в твердой и жидкой фазах (в виде снега и дождя), выпадаюших на землю: суммарных за год; жидких и смешанных за год; суточный максимум; объемы снегопереноса на местности; высота и плотность снежного покрова; продолжительность устойчивого снежного покрова. Данные о количестве осадков используются при проектировании автомобильных дорог, генеральных планов и микрорайонов застройки, ливневой канализации с территории застройки, водостоков с кровли зданий, световых и светоаэрационных фонарей, при выборе отделки фасадов. Солнечная радиация. Солнечная радиация, поступающая на землю, является одним из основных климатообразующих факторов местности. Интенсивность солнечной радиации зависит от географической широты местности, состояния атмосферы, времени года, высоты стояния солнца. Прямая солнечная радиация - это энергия излучения солнца, достигающая поверхности земли без изменения направления. Рассеянная солнечная радиация - диффузная составляющая энергии излучения солнца, замеренная на поверхности земли. При размещении предприятий учитывается топография и форма площадки, которая создает определенное ограничение при компоновке планировочных решений, удовлетворяющих требованиям технологического процесса и обеспечивающих минимальный объем земляных работ. Топографические данные складываются из горизонтальной и вертикальной съемки. Геологические данные состоят из продольных и поперечных геологических разрезов, а также из карт с показанием грунтов, характеристику которых получают в результате шурфования и бурения. Для промышленных предприятий непригодны площадки со слабыми грунтами в виде плывунов и фильтрующих грунтов в сочетании с высокими уровнями стояния грунтовых вод. Нежелательны и твердые скалистые породы, доходящие до самой поверхности строительной площадки, так как это затрудняет проходку тоннелей и каналов. Наилучшими грунтами для оснований промышленных сооружений являются плотные гравелистые и сухие смеси, а также сухие супеси и суглинки. Благоприятными в строительном отношении являются грунты однородного геологического строения в пределах всей площадки при нормальном давлении на основание не менее 1,5кг/см2. Наиболее трудным является отыскание площадок с благоприятным рельефом. Площадки должны быть с относительно ровной поверхностью и уклонами от 0,3 до 3% Ограниченно пригодными считаются слегка всхолмленные площадки и с общим уклоном от 3 до 5%. В горных условиях - до 10%. Сеть железнодорожных путей на заводской территории, инженерно-сетевое хозяйство и ливнестоки требуют площадок со спокойным рельефом, но не горизонтальных. Благоприятны площадки с уклоном около 10%. Выбор площадок должен быть подтвержден технико-экономическим обоснованием принятых решений путем сравнения различных вариантов размещения предприятий на разных площадках в данном районе 1.4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Проектирование предприятий, зданий и сооружений химической промышленности имеет специфические особенности. К ним относятся: наличие агрессивных сред с различным характером воздействия на работающих, строительные конструкции и материалы, наличие токсичных выделений локального и общего характера, высокая пожаро - и взрывоопасность. Все эти особенности в разной степени влияют на объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений предприятия. Недооценка или игнорирование указанных особенностей приводит в конечном итоге к аварийному состоянию отдельных строительных конструкций или преждевременному выходу из строя зданий и сооружений в целом. Химические производства основаны на широкой внутри- и межотраслевой кооперации. Их размещение тесным образом связано с сырьевой и энергетической базами. К таким производствам относится большинство нефтехимических производств, вырабатывающих полимерные материалы, производства красителей и неорганических химикатов. К самостоятельным специализированным предприятиям, которые могут строиться практически повсеместно, относят предприятия, производящие фосфорные, азотные, сложные удобрения, простейшие виды пластических масс и краски, некоторые производства резиновой промышленности. Химические производства можно объединять с нехимическими отраслями промышленности в единый промышленный узел. При объединении нескольких предприятий в комбинат отводимая для них площадь уменьшается примерно на 15 - 30%, протяженность автомобильных дорог сокращается на 20 - 40%, количество административных зданий в 2 - 2,5 раза. Капитальные затраты при этом оказываются на 5 - 20% ниже аналогичных затрат на предприятия, строящиеся раздельно. Размещение химических, нефтехимических предприятий в составе промышленных узлов наиболее полно удовлетворяет требованиям кооперации основных и вспомогательных производств, экономики, унификации строительных параметров и конструкций, архитектурной композиции комплексов. Наиболее перспективно размещение предприятий, обеспечивающих безотходность производств и позволяющих решить защиту окружающей среды, сокращение энергоемкости, уменьшение объема внешних перевозок, сокращение численности трудящихся и улучшение условий труда. Комплексная технологическая схема в таких узлах позволяет использовать отходы производства в качестве исходного сырья для получения дополнительных полезных продуктов, сократить вредные выбросы, транспортные перевозки и потребление воды. Примером промышленного узла с малоотходной технологией служит комплекс производств горно-химического профиля в составе горного цеха (карьеры с соответствующими объектами), обогатительной фабрики, химического завода и общеузловых объектов, в том числе ТЭЦ, которые размещены с учетом характера и степени выделения вредностей. Специализированные промышленные узлы могут состоять из ряда предприятий смежных отраслей и подотраслей химической и нефтехимической промышленности. В таких узлах предприятия связаны общей технологической схемой, предусматривающей комплексную переработку и использование сырья, побочных продуктов и отходов. Предприятия имеют близкие характеристики производственной среды (ее токсичности, взрыво - и пожароопасности и др.), и их соседство не осложняется ведомственными противоречиями, что имеет место в многоотраслевых промышленных узлах. Промышленные узлы, которые включают химические и нефтехимические предприятия, формируются на основе единых архитектурно - планировочных приемов, основные из которых: - функциональное зонирование территории; - блочная схема организации застройки; - оптимальная схема аэрации промышленных площадок; - систематизированная трассировка людских и грузовых потоков; - централизованное размещение объектов культурно-бытового обслуживания. 1.5. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 1.5.1. Экологическое прогнозирование Экологическое прогнозирование выполняется с целью предвидения результатов (последствий) взаимодействия намечаемой хозяйственной деятельности, в данном случае строительстве и эксплуатации проектируемого объекта, с компонентами окружающей среды. Процесс экологического прогнозирования выполняется в следующей последовательности: 1) Проведение анализа параметров окружающей среды, который включает оценку природных условий, рабочее расположение проектируемого объекта и существующие технологические нагрузки от других видов хозяйственной деятельности. 2) Определение характера воздействия проектируемого объекта на окружающую среду с учетом данных о его назначении и специфике эксплуатации, вида и интен- сивности сброса загрязняющих веществ, параметров предполагаемого нарушения природных условий района строительства и т.п. 3) Установление параметров и границ экологической системы и ее компонентов, попадающих под воздействие объекта (выполняется при оценке воздействия на каждый компонент среды). 4) Определение значимости отдельных природных компонентов, взаимодействующих с проектируемым объектом (зависит от влияния среды на объект, формирующий внешние воздействия). 5) Разработка прогноза взаимодействия проектируемого объекта с окружающей средой. 6) Верификация, т.е. проверка достоверности, разработанного прогноза. В процессе строительства и эксплуатации промышленные объекты воздействуют на различные компоненты среды. К их числу относят: а) нарушение территории и почвенного слоя на участке, отведенном для строительства, вырубка леса и кустарников; б) нарушение водного режима территории при рытье котлованов и водоотлива, изменение условий поверхностного стока, а также обезвоживание территории за счет утечек из водонесущих коммуникаций; в) использование поверхностных и подземных вод для водоснабжения объекта; г) загрязнение воздушного бассейна, территории, водной среды атмосферными выбросами предприятия, а также взвешенными веществами (пылью), поднимаемыми ветром с поверхности нарушенных земель, карьеров, золоотвалов, хвостохранилищ; д) загрязнение водных объектов сбросом сточных вод; е) радиационное загрязнение окружающей среды; ж) выбросы тепла, приводящие к повышению температуры воздуха, вод, изменению сроков ледостава, режима паводков, образование туманов и т.п.; з) воздействие шума, вибрации, света, электромагнитных и других видов физического воздействия на прилегающую территорию; и) активизация опасных геологических процессов под воздействием нагрузок от сооружений, изменений гидрогеологического режима и условий поверхностного стока территории; к) нарушение растительности и условий обитания животного мира. Основными факторами, снижающими достоверность экологических прогнозов, являются: - отсутствие точных данных о воздействии проектируемого объекта на среду и ее ответная реакция; - несоответствие объемов приводимых инженерно-экологических изысканий видам воздействия и параметрам затрагиваемой среды; - кратковременность экологических наблюдений прогнозных оценок последствий намечаемой деятельности. 1.5.2. Разработка прогноза загрязнения воздуха Загрязнение воздушного бассейна при строительстве и эксплуатации промышленного объекта является одним из основных факторов воздействия на окружающую среду. Загрязнение воздушного бассейна определяется по концентрации загрязняющих веществ в приземном слое воздуха мощностью 50 - 100 м. Разработка прогноза загрязнения воздуха основывается на результатах расчетов загрязняющих веществ (пыли и газов) от источника выброса объекта с учетом перспектив изменения шифра структуры района и условий выброса загрязняющих веществ другими промышленными и жилищно-гражданскими объектами. Таблица 1.1 - Климатические характеристики района расположения объекта
|