Основы проектирования и оборудование

1. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ

Кафедра Технологии неорганических веществ
Автор: Кобелева Асия Рифовна, канд. техн. наук
Относится к специальным дисциплинам. Изучает порядок
разработки и согласования проектной документации,
формирует навыки проектирования промышленных
объектов. Рассматривает вопросы разработки аппаратурнотехнологического оформления типовых процессов,
расчета, подбора и компоновки химических производств.
Важное место уделяется монтажной проработке
технологических узлов и автоматизации схем химических
производств.

2. Цель курса Изучение сведений об основах, принципах и методах промышленного проектирования химических предприятий неорганических

веществ и химического оборудования, в
частности технологической и строительной частей проекта, генерального плана
предприятия, инженерно-технических сетей; освоение практических навыков
проведения расчетов химического оборудования, развитие творческих способностей к
проектной работе будущих инженеров.
Задачи курса
– Изучить состав предпроектной и проектной документации, требования
к ней;
– Изучить принципы, методы и технологию промышленного
проектирования химических предприятий;
– Научиться разрабатывать технологическую часть проекта химического
предприятия;
– Приобрести навыки выбора и проведения технологических расчетов
химического оборудования;
– Приобрести навыки рационального размещения химического
оборудования;
– Изучить основы строительной части проекта, основы проектирования
генерального плана, транспортных коммуникаций и инженернотехнических сетей химических предприятий.
2

3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ
ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ОСНОВЫ РАСЧЕТА ХИМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
3

4. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПРОЕКТНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ
МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
ВЫБОР ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА
4

5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Техническая документация комплекс технических материалов, содержащих описание (с принципиальными обоснованиями, расчетами и макетами) предназначенных к постройке, рас
ширению или реконструкции предприятий, зданий, сооружений и уста-новок.
Проект - графическое и текстовое выражение строительства объекта.
Промышленное предприятие – производственнохозяйственная единица, входящая в состав акционерного общества или другого объединения, занятая производством промышленной продукции, обладающая производственно-техническим организационным единством.
Производственнотехническое организационноье единство промышленного предприятия взаимная связь его отдельных частей, заключающаяся в последовательном выпо
лнении стадии производства продукции, в одновременном параллельномвыполне
нии производственных процессов в разных цехах и во взаимосвязи между всем
и подразделениями и службами данного предприятия. В состав предприятия мо
жет входить одно или несколько производств.
Производство –
комплекс производственных процессов, направленных на изготовление определенной продукции.
5

6.

Производственный процесс предприятия –
совокупность отдельных взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов, используемых при изготовлении продукции.
Состав промышленного предприятия устанавливается в соответствии с
делением производства на основное и вспомогательное. Каждое из э
тих производств включает в себя цеха и службы.
Основное производство, в котором преобладают основные технологические процессы, содержащие совокупность действий, непосредственно связанных с изменением формы, размеров, вида, положения, со
стояния или свойств предметов труда, для получения готового издели
я.
Вспомогательное производство, включает вспомогательные процессы, н
еобходимые для обслуживания основного производства и обеспечения
бесперебойного изготовления выпуска продукции предприятия.
6

7.

Производственная мощность предприятия (цеха) максимально возможный выпуск продукции в установленной номенклатуре и количественном соотношении, который может быть осу
ществлен предприятием (цехом) за определенный период вре-мени –
при установленном режиме работы.
Проектная мощность установленная в проекте строительства или реконструкции предприятия величина производственной мощности, которая должна быть дост
игнута предприятием при условии обеспечения его принятыми в проек
те средствами производства, кадрами и организацией произ-водства.
Оптимальная мощность предприятия мощность предприятия, при которой получается наибольшая эффективность капитальных вложений, наилучшее использование средств произ
водства в эксплуатации и наиболее низкая себестоимость про-дукции.
7

8. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Исходные данные для ЗП:
• 1. наименование производства и предприятия;
• 2. основание для проектирования;
• 3. вид строительства;
• 4. стадийность проектирования;
• 5. условия строительства;
• 6. основные техникоэкономические показатели объекта, в том числе мощность, производительность;
• 7.требования к качеству, конкурентной способности и экологическимпар
аметрам продукции;
• 8. требования к технологии, режиму предприятия;
• 9. требования к архитектурно-строительным, объемнопланировочным и конструктивным решениям;
• 10. требования по разработке инженернотехнических мероприятий гражданской обороны и мероприятий по пре
дупреждению чрезвычайных ситуаций;
• 11. требования по выполнению опытно-конструкторских и научноисследовательских работ.
8

9. ПРОЕКТНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ

Права генерального проектировщика:
• требовать от заказчика предоставлять исходные данные для проектирования,
своевременного заключения хозяйственных договоров на выполнение
проектных работ, финансирования проектных работ в соответствии с
заключенным договором;
• требовать от заказчика пересмотра ранее утвержденных проектов или
отдельных решений, устаревших после утверждения проектно-сметной
документации;
• осуществлять контроль в субподрядных организациях за качеством
проектирования, сроками выполнения проектных работ, устранением
выявленных недостатков;
• приостанавливать производство отдельных видов строительно-монтажных
работ, выполняемых с отступлениями от проекта, с нарушением технических
условий и при не удовлетворяющем качестве работ.
Обязанности ген. проектировщика:
• привлекает субподрядные организации к выполнению отдельных частей
проекта;
• готовит и выдает субподрядным организациям задание на проектирование;
• координирует работу субподрядных организаций, согласовывает технические
решения, принимаемые субподрядчиками, принимает от субподрядчиков
проектно-сметную документацию.
9

10. СТРУКТУРА ПРОЕКТНОГО ИНСТИТУТА

Директор
Зам. директора
Ген. инженер
Зам. гл.
инженера
Строители
Диспетчерск.
группа
Сметный
Технический
Сметный
Гл. инженер
проектов
Отдел управления
Технологи
Плановопроизводственн.
отдел
Бухгалтерия
Адм. хоз.
отдел
Отдел
снабжения
Отдел кадров
Канцелярия
Комплектации
документации
Автоматизации
инж. расчетов
10

11.

Основные функции и обязанности проектных организаций:
Разработка проектной документации
Экспертиза проекта в других организациях
Выбор площадки для строительства
Авторский надзор за строительством
Разработка нормативной документации и стандартов
Участие в реконструировании предприятия.
Обеспечение безопасности проектирования и соблюдение ТЭП, приведенных
в техническом задании на проектирование.
11

12. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Графический. Заключается в графическом исполнении всех стадий:
технологические схемы, оборудование, строительные конструкции, здания
и сооружения, генеральный план, ситуационный план.
Объемный (макетный). Заключается в масштабном изготовлении модели
зданий, сооружений, оборудования. После сборки моделей получается
макет будущего предприятия.
Машинный. Проводится с использованием ЭВМ.
12

13. Макет строительных конструкций и технологического оборудования промышленного предприятия

13

14. Основные стадии проектирования

14

15. ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Стадии разработки проектной документации:
1. предпроектная –
включает обоснование инвестиций, выбор площадки под строительство и подготовку задания на проектирование;
2. технический проект – включает:
решение основных технических, техникоэкономических, экологических и других проблем проектируемого
про
изводства с учетом новейших достижений науки и техники;
выбирается и обосновывается технология производства;
разрабатывается принципиальная технологическая схема производ-ства;
рассчитывается количество оборудования;
выбираются строительные конструкции будущего предприятия;
осуществляется размещение оборудования
согласно технологической схеме;
решаются вопросы энергоснабжения, автоматизации и механизации пр
оизводства;
составляются сметы и спецификации на заказное оборудование.
3. разработка рабочих чертежей –
производится уточнение и детализация предусмотренных техническим проектом решений в той степени, в которой это необходимо для
производства строительно-монтажных работ.
15

16.

Состав проектной документации:
1. Общая пояснительная записка:
• основание для разработки проекта;
• исходные данные для проектирования;
• краткую характеристику предприятия и входящих в его состав производств;
• данные о проектной мощности и номенклатуре, качестве, конкурентоспособности, технологическом уровне продукции, сырьевой базе, пот
ребности в топливе, воде, тепловой и электрической энергии, комплекс
ном использовании сырья, отходов производства, вторичных энергоресу
рсов;
• сведения социальноэкономических и экологических условиях района строительства;
• сведения об технико-экономических показателях;
2. Генеральный план и транспорт:
• краткая характеристика района и площадки строительства;
• решения и показатели по ситуационному и генеральному плану,
внут
риплощадочному и внешнему транспорту,
• выбор вида транспорта,
• основные планировочные решения;
3. Технологические решения:
• данные о производственной программе;
• характеристику и обоснование решений по технологии производства,
• механизации и автоматизации производства;
16

17.

4. Управление производством, предприятием и организация условий и охр
аны труда рабочих и служащих –
выполняется в соответствии с нормативными документами Минтруда России;
5. Архитектурно-строительные решения:
• сведения об инженерногеологических и гидрогеологических условиях площадки строитель-ства;
• описание и обоснование архитектурностроительных решений по основным зданиям и сооружениям.
6. Инженерное оборудование, сети и системы:
• решения по водоснабжению, канализации, теплоснабжению, отоплению, вентиляции;
• инженерное оборудование зданий и сооружений, в том числе:
эл
ектрооборудование, электроосвещение, связь и сигнализация, диспетчеризация и автоматизация управления инженерными сетями;
7. Организация строительства –
разрабатывается в соответствии со СНиП "Организация строительногопр
оизводства ";
17

18.

8. Охрана окружающей среды –
выполняется в соответствии с государственными стандартами и
други
ми нормативными актами, регулирующие природоохранную деятельность;
9. Инженернотехнические мероприятия гражданской обороны по предупреждению чр
езвычайных ситуаций –
выполняется в соответствии с нормами и правилами в области
гра
жданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
10. Сметная документация, разрабатывается на стадии проекта и включает
сводные сметные расчеты стоимости строительства предприя-тия;
11. Эффективность инвестиций –
на основе количественных и качественных показателей, полученных при разработке соответствующих разделов проекта, выполняются расчеты эффективности инвестиций
18

19. ВЫБОР ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Принципы выбора площадки строительства предприятия:
Первоочередное вовлечение в производство наиболее экономически в
ыгодных природных ресурсов;
Развитие наиболее эффективных производственных связей
районов и предприятий;
Недопустимость чрезмерной концентрации промышленности в крупных городах;
Содержание вредных веществ, выделяемых производством в окружающую среду не должно быть выше установленной предельно
допустимой концентрации, а уровень шума не должен превышать допу
стимую норму;
Площадку под строительство следует выбирать на землях непригодных для сельскохозяйственного пользования или на сельхозугодиях худшего качества.
19

20.

Условия выбора площадки:
Наличие сырьевой базы, которая позволит вырабатывать полуфабрикаты или готовые изделия;
Рельеф местности, удобный для строительства;
Наличие квалифицированной рабочей силы;
Близкое расположение удобных путей сообщения для доставки
пре
дприятию необходимых исходных и вспомогательных материалов и топл
ива, а также отправки полуфабрикатов и готовой продукции;
Возможность получения в достаточном количестве воды, пригодной для
питья и производственных целей;
Возможность производственной кооперации с другими предприятиями (транспорт, энергоснабжение, водоснабжение, канализация и т.д.)
Правильный выбор направления господствующих ветров (розы ветров) по отношению к населенному пункту;
Наличие дешевых местных строительных материалов;
Выбор места для спуска промышленных стоков;
Сбыт готовой продукции потребителям.
20

21. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ И СИТУАЦИОННЫЙ ПЛАН
ТРАНСПОРТ
РАЗМЕЩЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО ГЕНЕРАЛЬНОМУ ПЛАНУ
21

22. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН

часть проекта промышленного предприятия, содержащая комплексно
е решение вопросов планировки и благоустройства территории, раз
мещения зданий и сооружений, транспортных коммуникаций, инженерных сетей, организации систем хозяйственного и бытового обслуживания, расположение завода в промышленном районе.
В проекте генерального плана решаются следующие вопросы:
• Производственно-технологическая связь цехов и сооружений
• Архитектурно-планировочная структура предприятий
• Производственно-строительная характеристика проектируемых предприятий
• Оценка и учет климатических, гидрогеологических и других природных
условий
• Технико-экономическая эффективность общего проектируемого решения.
• Охрана окружающей среды и природных ресурсов от промышленных
загрязнений
22

23.

Принципы проектирования ген. плана:
• При создании проекта промышленного предприятия за основу берут
технологическую схему процесса
• Химические предприятия потребляют много пара и воды, поэтому их нужно
располагать ближе к источникам ТЭЦ и источникам водоснабжения.
• При разработке ген.плана предварительно намечают расположение
отдельных цехов, сооружений к ним, вспомогательных и служебных зданий,
их количество. При этом соблюдают непрерывность и строгую
последовательность размещения их в направлении общего технологического
потока.
• Предусматривают, чтобы все производственные операции выполнялись в одном направлении; не было пересечений движения в одной плоскости;
• Стремятся, чтобы все материалы или обрабатываемые детали проходили наиболее короткий путь между двумя чередующимися операциями,
• Поступление сырья и продуктов переработки осуществлялось в одном направлении, а выход полуфабрикатов или готовых изделий –
в противоположном.
• Компактность застройки зданиями и сооружениями
• Целесообразность размещения оборудование на открытых площадках,
этажерках (если позволяют оборудование и погодные условия).
• Обеспечивать наиболее благоприятные и безопасные условия труда и
быстрое перемещение работающих по его территории.
23

24.

На генеральном плане графически изображают
– размещение всех зданий и сооружений,
– зоны территории по группам цехов и характеру технологических
процессов,
– ширину противопожарных и санитарных резервов между зданиями и
сооружениями,
– проезды, въезды в цеха, автодороги и ж/д пути,
– инженерно-технические сети,
– ограждение территории с указанием мест въезда, входа и выхода на
производственную площадку,
– размещение пожарных гидрантов, водоемов, резервных емкостей,
пожарного депо,
– розу ветров и ширину санитарно-защитной зоны,
– принятое благоустройство и озеленение территории.
24

25.

Ситуационный план – часть проекта, включающей определенный район
населенного пункта или окружающей территории, на которой указано
расположение будущего предприятия и другие объекты, имеющие с ним
технологические, транспортные, инженерно-технические связи.
При разработке ситуационного плана решаются следующие вопросы:
• кооперирование и специализация всех предприятий промышленного узла,
• рационально и экономно использовать земельную площадь территории,
• стремиться к разработке общей схемы водоснабжения и канализации,
• разработать кратчайшие и удобные транспортные связи с местами
расселения трудящихся,
• учесть перспективы развития предприятия в промышленном узле,
• примыкание железнодорожных и автомобильных дорог к действующим.
В ситуационный план включают:
• водозаборные и очистные сооружения с указанием примыкающих
населенных пунктов,
• санитарно-защитные зоны,
• транспортные и инженерные сети предприятий,
• резервные территории,
• размещение складов утилизации отходов производств.
25

26. ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СЕТИ

Правила прокладки подземных ИТС:
• Допускается прокладывать в траншеях, каналах или тоннелях.
• Запрещено прокладывать трассы магистральных трубопроводов внешней
сети .для горючих газов и трубопроводов для легковоспламеняющихся
жидкостей под зданиями и сооружениями!
• Запрещено размещать ИТС под полосой для посадки деревьев, под линиями
автомобильных и железных дорог! Железнодорожные пути, трамвайные пути,
и проезды должны пересекаться с трассами трубопроводов под прямым
углом к их осям! В виде исключения – под углом не менее 45 С!
• ИТС проектируются с наименьшим числом поворотов и изгибов, необходимо
стремится к совмещенной прокладке, нужно стремится к уменьшению числа
смотровых колодцев!
• Не разрешается совместная прокладка в общем тоннеле или коллекторе
следующих ИТС:
-газопроводов с силовыми кабелями;
-теплопроводов с трубопроводом легковоспламеняющихся жидкостей и
холодом;
-трубопроводов противопожарного назначения и горючих или
легковоспламеняющихся жидкостей;
-трубопроводов с горючей жидкостью с электрокабелями слабого и сильного
тока;
-трубопроводов с горючими или ядовитыми жидкостями и кислородопроводов
26

27.

Расположение ИТС различного назначения не должно нарушать прочность
или устойчивость рядом стоящих зданий и сооружений!
В тоннели воспрещается прокладывать газопроводные сети вследствие
возможной загазованности при утечках газа.
При траншейной прокладке необходимо соблюдать расстояния между ИТС.
При параллельной прокладке водопроводов питьевой воды и
канализационных труб расстояние между ними принимают не менее 1,5 м
(при диаметре труб меньше 200 мм) и не менее 3 м (при диаметре труб
более 200 мм).
Водопроводные сети обычно проектируют кольцевыми. Канализационные
сети должны иметь смотровые колодцы. Водопроводные линии,
обслуживающие противопожарные нужды, должны иметь пожарные
гидранты на расстоянии не более 100 м друг от друга, которые
располагаются вдоль проездов, но не ближе 5 м от стен зданий!
Пожарные гидранты можно устанавливать вне проезжей части дорог, но не
далее 2,5 м от края дороги.
27

28.

Правила размещения наземных ИТС:
Прокладка инженерных коммуникаций и сетей могут быть совмещенными,
т.е. иметь общие надземные опоры. В качестве опор по возможности
используют стены промышленных зданий и сооружений, галерей и т.п.
Прокладку ведут внутри зданий в подпольных каналах или открыто на
эстакадах.
На общих опорах наземных сетей запрещена совместная прокладка
газопроводов и постоянных или временных электролиний (кроме
бронированных электрокабелей, кабелей сигнализации и диспетчеризации
и электролиний в стальных трубах).
На общих опорах также нельзя размещать трубопроводы с горячими
коррозийно-активными жидкостями.
Газопроводы защищают от сопутствующих трубопроводов надежной
теплоизоляцией!
Наземные трубопроводы горючих газов, жидкостей прокладывают по
несгораемым стенам, крышам, колоннам, столбам, мачтам и эстакадам.
Газопроводы высокого давления разрешается проектировать по глухим
стенам (без окон и дверных проемов)
28

29.

• Запрещена совмещенная прокладка над землей следующих сетей:
-труб с горючими жидкостями по крышам или на кронштейнах на стенах
промышленных зданий (кроме зданий, где производят или потребляют
горючие жидкости);
-труб с горючими жидкостями и газообразными веществами, если их смешение
пожаро- и взрывоопасно;
-газопроводов горючих газов по всем сгораемым конструкциям над
взрывоопасными производствами, складами горючего,
легковоспламеняющихся материалов с электропроводами;
• В транспортных и коммуникационных проходных тоннелях (в которых
транспортируют пожароопасные и взрывоопасные материалы в открытом
виде или трубопроводах, ядовитые жидкости) устраивают выходы через 60
метров на открытый воздух.
• Эстакады и другие сооружения для наземной прокладки ИТС следует
проектировать так, чтобы они не мешали движению людских потоков,
транспорта, естественной освещенности внутренних производственных
площадей, не влияли на фундаменты.
• Минимальные расстояния между газопроводами по вертикали с
трубопроводами различного назначения при их диаметре менее 300 мм
принимают не более 100 мм.
29

30. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО ГЕНЕРАЛЬНОМУ ПЛАНУ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Площадь (га) территории, занимаемой промышленным предприятием;
Площадь предприятия в ограждении;
Площадь предприятия с учетом железнодорожных путей, тротуаров;
Площадь использования территории.
Протяженность (км): внутризаводских железнодорожных путей с колеей 1524
и 750 мм;
Протяженность внутризаводских автомобильных дорог;
Протяженность ограждений по внешней границе площадки.
Коэффициенты: застройки (первой очереди и перспективной);
Коэффициент использования территории;
Коэффициент озеленения.
30

31. Генеральный план химического предприятия

31

32. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ПРИНЦИПЫ ЗАСТРОЙКИ ПРЕДПРИЯТИЯ
ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
КОМПОНОВКА ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПОМЕЩЕНИЙ
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ПОНЯТИЕ О ПРОЛЕТЕ, ШАГЕ И СЕТКЕ КОЛОНН
ТИПИЗАЦИЯ И УНИФИКАЦИЯ СЕКЦИЙ, ПРОЛЕТОВ И КОНСТРУКЦИЙ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ
ВЗРЫВООПАСНЫЕ И ПОЖАРООПАСНЫЕ УСТАНОВКИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЗРЫВО- И ПОЖАРООПАСНЫХ УСТАНОВОК
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ И ПОДСОБНОПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
ВЗРЫВО- И ПОЖАРООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
32

33. ПРИНЦИПЫ ЗАСТРОЙКИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Системы застройки предприятия
Сплошная система застройки предприятия
Рассредоточенная система застройки предприятия
Зонирование территории
1 зона – предзаводская
2 зона – призводственная
3 зона – подсобная
4 зона – складская
5 зона – административно-хозяйственная
Расположение промышленных зданий и сооружений относительно сторон
света и господствующего направления ветров
Санитарно-защитная зона
Благоустройство территории
Озеленение территории
предзаводские площадки и у главных проходных;
внутризаводские магистральные проезды и вдоль ограждения промышленных
предприятий;
участки, свободные от застройки и у зданий бытовых помещений, столовых,
медпунктов, заводоуправлений, лабораторий и мест отдыха;
участки между отдельными цехами, которые выделяют много газов и пыли;
участки водозаборных сооружений, артезианских скважин, насосных станций,
воздухозаборных сооружений, вентиляционных шахт, кислородных установок
-
33

34. ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Одноэтажные промышленные здания
Многоэтажные здания
Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий
Склады промышленных предприятий
34

35. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Необходимо, чтобы все материалы, сырье и т.д. перемещались по кратчайшему пути;
Поточные пути производственного процесса не должны пересекаться, т.к. это может
вызвать задержку передвижения сырья и полупродуктов;
Компоновку промышленного здания необходимо выполнять с учетом максимальной
унификации секций, применяя типовые конструкции для достижения кратчайшего
срока строительства;
Следует стремиться к блокированию цехов в крупные корпуса;
Необходимо учитывать возможность последующего расширения промышленного
цеха (при создании более эффективного оборудования, реконструкции цеха);
При размещении промышленных зданий следует учитывать требования по
обеспечению комфортных условий работы (избегать перегрева от попадания прямых
солнечных лучей через окна и фонари; условий освещенности и т.д.);
Следует наметить рациональную организацию людских потоков на рабочие места,
обеспечить надежные пути эвакуации людей во время взрыва или пожара;
В одноэтажных промышленных зданиях большой ширины (более двух высот) со
значительным выделением тепла и вредных газов необходимо проектировать
световые фонари для освещения средней части цеха. Их часто также используют для
естественной вентиляции;
Промышленные здания должны иметь удобный доступ к ним транспортных средств.
Масса конструктивных элементов промышленных зданий должна быть минимальной,
но обеспечивать необходимую прочность, жесткость, долговечность.
Здания должны быть дешевыми (экономичными) и учитывать последние достижения
в строительстве.
35

36. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

По
По
По
По
По
По
По
По
По
По
функциональному назначению
взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности
огнестойкости
долговечности
этажности
методу застройки предприятия
способу освещенности естественным светом
температурному режиму
форме в плане
наличию внутрицехового кранового оборудования
36

37. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Для некоторых производств химической промышленности рекомендуются
крупные и высокие одноэтажные корпуса правильного типа (гибкие цеха),
вместо многоэтажных зданий. В таких корпусах технологическое
оборудование размещают на сборно-разборных этажерках, не связанных с
несущим каркасом здания. Их можно легко перемещать или заменять.
2. В промышленных зданиях должны быть обеспечены необходимые
климатические, светотехнические и акустические условия для труда.
3. Не зависимо от характера технологического процесса на каждого
работающего проектируют не менее 4,5 м2 площади и 15 м3 объема здания,
а также заданную t С, влажность, освещенность и чистоту воздуха, скорость
движения воздуха – т.е. условия искусственного климата.
4. Промышленные предприятия с постоянным пребыванием работников без
естественного освещения или с недостаточным естественным освещением
должны быть оборудованы установками УФ излучения.
5. Одноэтажные здания проектируют с фонарями или окнами. Для
производств, имеющих высокую влажность воздуха (более 70%) проектируют
бесфонарные здания.
6. Многоэтажные здания проектируют при вертикальной схеме потоков,
обычно их ширина 18 метров и более. Количество этажей – от 2 до 6 с
высотой кратной 0,6 метра и равной: 3,6; 4,8; 6 метров. Для первого этажа
предусмотрена дополнительная высота 7,2 метра. Естественная освещенность
многоэтажных зданий обеспечивается при их ширине не более 36 метров.
Допускается применение подвесного транспорта (кран-балки, монорельсы,
конвейеры) грузоподъемностью до 5 тонн, или мостового крана
грузоподъемностью до 10 т.
37

38. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Фундаменты и фундаментные балки
Колонны
Железобетонные балки и фермы
Стены и стеновые панели
Окна и фонари
Двери
Световые фонари
Полы промышленных зданий
Лестницы
Лифты (пассажирские и грузовые)
Покрытия
38

39.

Типы железобетонных колонн: а – для здания без мостовых кранов; б — то же, с кастовыми кранами; в —
закладные элементы колонны; 1 — оголовок из листа 8 300 400 и два болта М20 130; 2 — упор
подкрановой балки — 8 200 400: 3 — опора подкрановой балки — 8 400 550 чегыре болта М20 150; 4 —
элементы из уголков 63 5 200 для крепления стеновых панелей
39

40.

Номенклатура сборных железобетонных элементов заводского изготовления для каркасов
многоэтажных промышленных зданий (а) и плиты перекрытия (б)
40

41.

Унифицированные габаритные схемы
промышленных зданий
многоэтажных
41

42.

Стык сборной железобетонной колонны серии И-20: 1 — стык колонки до замоноличивания: II —
стык колонны после замоноличивания; 1 – центрирующая прокладка; 2 – монтажная сетка
42

43.

Узлы сопряжения сборного железобетонного каркаса многоэтажного здания: а — при
опирании железобетонного настила поверху; б – при опирании на полки ригеля; 1 –
монтажная сварка; 2 – ванная сварка; 3 – вставка; 4 выпуски из колонн и ригелей; 5 –
дуговая сварка
43

44.

Безраскосные фермы: а — с параллельными поясами; б — арочная;
1 — настил по верхнему поясу; 2 — настил по нижнему поясу; 3 — ферма
44

45.

Основные типы стеновых панелей: а – железобетонная панель для неотапливаемых зданий; б —
трехслойная железобетонная утепленная панель; в — однословная панель из ячеистых или легких бетонов; г
— легкобетонный угловой блок; 1 — закладная деталь 63 6 мм для крепления к каркасу здания; 2 —
отверстия 40 мм для монтажа и крепления панелей: 3 — плитный утеплитель; 4 — металлические детали,
соединяющие железобетонные ребристые плиты между собой: 5 — петли для подъема: 5 — закладные
детали в панелях перемычек для крепления импостов стальных переплетов
45

46.

Железобетонные панели для стен неотапливаемых зданий:
а, б – ребристые; в – часторебристые
46

47.

Обшивная стена из волнистых асбестоцементных листов: а — фрагмент фасада: б - примыкание
асбестоцементных листов к кирпичному цоколю; в — угол здания (план); 1 — цоколь; 2 —
подоконные сливы; 3 — асбестоцементные фасонные детали;
4 — шайба; 5 —гайка: 6 — упругая прокладка: 7 — волнистые асбестоцементные листы; 8 —
ригель; 9 — крюк; 10 — оконнная панель; 11 — колонна каркаса
47

48.

Асбестоцементные стеновые панели:
а - асбесто-пенопластовые: б — асбесто-деревянные
48

49.

Перегородки из трехслойных панелей: 1 — панель перегородки; 2 — заделка по
месту; 3 — упругая прокладка; 4 — стальной гнутый профиль; 5 — тяж крепления к
подвесному потолку; 6 — прижим; 7 — гнутый уголок: 8 — деревянные пробки в
конструкции пола; 9 — шурупы с потайной головкой; 10 — шпаклевка шва; 11 —
деревянный брус; 12 — пенопласт; 13— асбестоцементный лист или стеклопластик
49

50.

Перегородки из профильного стекла: а — общий внд; б — стеклопрофилит швеллерного и коробчатого
сечения; в — варианты установки стеклопрофилита в плане; 1 — стеклопрофилит; 2 — горизонтальные импосты;
3 — вертикальный импост около проема; 4 — горизонтальный импост над проемом; 5 — бутафольная мастика; 6
— эластичная прокладка (губчатая резина, полинвинилхлоридный профиль); 7 — прижимной профиль; 8 —
50
дверная коробка; 9 — дверной наличник; 10 — конопатка

51.

Оконные переплёты промышленных зданий
51

52.

Фонари промышленных зданий
52

53.

Ребристый предварительно напряженный настил покрытия длиной 6 и 12 м: а — план и
раэрезы настила шириной 3 м; б — армирование стержневой арматурой в — арматурной
проволокой; г — прядевой арматурой; д — план и разрезы настила шириной 1,5 м; е — балка53
настил коробчатого сечения

54.

Настилы типа «Динакор»
54

55.

Железобетонные балки покрытий: а — для скатных покрытий;
б — для плоских покрытий; в — деталь крепления балки к колонне;
1 — закладной элемент колонны; 2 — опорный лист балки (фермы)
55

56.

Основные типы покрытии: с рулонными кровлями: а-в — невентилируемые: г, д — частично вентилируемые:
е-з — вентилируемые; 1 — защитный слой; 2 — водоизоляционный ковер; 3 — основание под ковер (стяжка); 4
— утеплитель; 5 — пароизоляция: 6 — несущая плита; 7 —каналы и борозды; 8 — комплексная плита; 3 —
56
перфорированный рубероид с гравием: 10 – воздушная прослойка

57. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ

При организации рабочего места необходимо учитывать следующие основные факторы:
• Тип оборудования, его габариты и степень автоматизации производстве
нного процесса;
• Содержание труда обслуживающего данное оборудование производственного рабочего;
• Методы труда и позу работающего;
• Оснащение рабочего места приспособлениями;
• Планировку рабочего места;
• Средства связи рабочего места со службами обслуживания и управления;
• Условия труда, пром.санитарии и тех. безопасности;
• Обеспечение транспортными средствами.
57

58. ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Опоры и эстакады
Галереи
Каналы и тоннели
Бункера и силосы
Газгольдеры
Градирни, водонапорные башни
Дымоотводящие трубы
58

59.

Виды инженерных сооружений
59

60. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Основное технологическое оборудование
Выбор основного оборудования
Расположение оборудования на генеральном плане
Компоновка оборудования
Расстояние между оборудованием в промышленных зданиях
Основные требования к расположению оборудования и рабочих мест
Электрооборудование взрывоопасных и пожароопасных установок
Электродвигатели для химических установок
60

61. ОСНОВНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

машинное оборудование (насосы, компрессоры, воздуходувки,
холодильные машины и др.);
аппараты, в которых осуществляются химические процессы
(реакторы);
аппараты, в которых осуществляются массообменные процессы —
колонны;
емкости;
теплообменники.
61

62. Процессы и аппараты химической технологии

62

63.

По
o
o
o
o
назначению оборудование делится на:
Универсальное.
Специализированное.
Специальное.
Основное и вспомогательное.
К универсальному относится оборудование общего назначения или
общезаводское. Оно применяется на различных заводах без какого-либо
изменения. Это насосы, компрессоры, вентиляторы, калориферы, центрифуги,
экстракторы, сепараторы, транспортные средства.
Специализированное – оборудование для использования одного процесса
различных модификаций. Это теплообменники, ректификационные колонны,
абсорберы.
Специальное – оборудование только для проведения одного процесса. Это
грануляторы, хлораторы, сублиматоры и т.д.
Основное оборудование – аппараты и реакторы, в которых осуществляется
технологический процесс.
К вспомогательному оборудованию относятся емкости, хранилища, баки и
т.д., способствующие проведению технологического процесса.
63

64. Виды оборудования химической технологии

64

65. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ХИМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Унификация. При проектировании целесообразно выбирать унифицированное
оборудование. Такое оборудование выпускается в соответствии с ГОСТом и имеет
отлаженную технологию. На выпуск такого оборудования расходуется меньше
средств. Кроме того, использование унифицированного оборудования облегчает
проектирование, т.к. на такое оборудование существуют готовые расчеты и
улучшается эксплуатация, т.к. известны все особенности эксплуатации
унифицированного оборудования.
Интенсификация. Увеличение масштабов химических производств требует резкого
повышения интенсивности и эффективности производственного оборудования, что
достигается за счет применения высокого давления, катализаторов, увеличения
скорости потоков, интенсификации различных химических и физико-химических
процессов. Так, в последнее время все чаще используют ультразвук, электрические
поля или радиоактивное излучение и т.д. Интенсивность некоторых процессов за
счет физического воздействия возрастает в 2-3 раза.
Надежность. Выбираемое оборудование должно длительно работать без поломок и
остановок, т.е. должно быть надежным. Механическую надежность оборудования
определяют прочность, жесткость, устойчивость, герметичность и долговечность. В
химической промышленности вопросы надежности тесно связаны со
специфическими условиями работы оборудования (температура, давление,
агрессивность среды). Герметичность аппаратов играет большую роль в токсичных,
взрыво- или пожароопасных производствах!
65

66. РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ НА ГЕНЕРАЛЬНОМ ПЛАНЕ

Схемы компоновки технологического оборудования:
А – колонн и реакторов; Б – машинного оборудования; В – теплообменников; Г – емкостей
66

67. РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОБОРУДОВАНИЕМ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЯХ

Зона технологического обслуживания
Зона ремонта
Монтажный разрыв
Рабочий проход
Свободный проход
67

68. Классификация реакторов по конструктивным формам

68

69. Классификация реакторов по конструктивным формам

69

70. Классификация реакторов по режиму движения реакционной массы и виду поверхности теплообмена

70

71. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ

• Реакторы для гомогенных процессов
• Реакторы для гетерогенных процессов с
твердой фазой
• Реакторы для газо-жидкостных процессов
• Реакторы для гетерогенно-каталитических
процессов
71

72. Порядок рассмотрения реакторов

Общий вид
Принцип действия
Описание процесса
Распределение концентраций и температуры
Особенности и области применения
72

73. Реакторы для гомогенных процессов

реакторы
емкостные
периодические
трубчатые
проточные
73

74. Перемешивание и температурный режим

Мешалки
Пропеллерные
Лопастные
Турбинные
С расположенной в
центре трубой
o Вишневского
o Для перемешивания
вязких жидкостей
o
o
o
o
Поддержание определенного
температурного режима
Рубашка
Вставленные
теплообменники
Змеевик
«Беличье колесо»
74

75. Емкостной реактор для периодических гомогенных процессов с пропеллерной мешалкой, с рубашкой

Емкостной реактор для
периодических гомогенных
процессов с лопастной
мешалкой
75

76. Емкостной реактор Вишневского для непрерывных гомогенных процессов

Емкостной реактор для
вязких жидкостей
76

77. Емкостной реактор для непрерывных гомогенных процессов, с рубашкой

Емкостной реактор для гомогенных
процессов со вставленным
теплообменником в виде «беличьего
колеса»
77

78. Трубчатый реактор для гомогенных процессов

78

79. Емкостной реактор для гомогенных процессов (Полый пламенный реактор для синтеза HCl)

Емкостной реактор
для гомогенных
процессов
(Печь коксования)
79

80. Реакторы для гетерогенных процессов с твердой фазой

Реакторы
Полый реактор с неподвижным слоем катализатора (насадки)
Адсорбционная очистка газов и жидкостей
Реактор с твердым реагентом
Реактор со скребками и направляющими лопатками
Реактор обжига серного колчедана
Реактор с передвижением твердого материала по транспортеру
Вращающаяся наклонная печь
Аммиачный нейтрализатор
Аппарат со псевдоожиженным слоем твердых частиц
Аппарат с фонтанирующим слоем твердых частиц
Реактор с распылительным инжектированием твердого материала
Реактор с режимом пневмотранспорта
Реактор с мешалкой
Кислотное разложение апатита
80

81. Полый реактор с неподвижным слоем катализатора (насадки)

Реактор с твердым
реагентом
81

82. Реактор со скребками и направляющими лопатками

Реактор с передвижением
твердого материла по
транспортеру
82

83. Вращающаяся наклонная печь

Аппарат с псевдоожиженным
слоем твердых частиц
83

84. Аппарат с фонтанирующим слоем твердых частиц

Реактор с
распылительным
инжектированием
твердого материала
84

85. Реактор с режимом пневмотранспорта

85

86. Реакторы для газо-жидкостных процессов

Способы взаимодействия газа с жидкостью:
Прямоточное движение сплошных потоков газа и жидкости
Противоточное движение сплошных потоков газа и жидкости
Барбатаж газа в жидкость (газ диспергирован в объеме жидкости)
Разбрызгивание жидкости в газе (диспергирована жидкость в
объеме газа)
86

87. Трубчатый реактор

Жидкость стекает по стенкам трубок и
контактирует со встречным или
попутным потоком газа
Поверхность контакта фаз равна
поверхности труб
Потоки разделены
Тепловой режим поддерживается
регулированием температуры трубок
87

88. Реактор в виде горизонтального или вертикального змеевика

Движущийся в одном направлении
газо-жидкостной поток
В зависимости от скорости потоков
возможно осуществление различных
режимов течения
88

89. Насадочные реакторы

Во внутреннем пространстве – насадка
(кольца или другие элементы)
По поверхности насадки стекает
жидкость
Газ движется противотоком
Развитая поверхность контакта фаз
Интенсивное взаимодействие фаз
89

90. Реактор с барбатажем газа

Многослойный реактор с
переливными устройствами
Интенсивность взаимодействия фаз
зависит от скорости всплытия
пузырей и их размера
Реактор с ситчатыми
распределителями потока
90

91. Реактор с разбрызгиванием жидкости в газе

Интенсивный массообмен между
фазами
91

92. Реакторы для гетерогенно-каталитических процессов

С неподвижным слоем катализатора
Со взвешенным слоем катализатора
Псевдоожиженный
Восходящий
92

93. Реакторы с неподвижным слоем катализатора

Слой
катализатора
расположен на
жесткой опорной
решетке
На решетке
тонкий слой
крупнокускового
материала
Катализатор
«внавал»
Тонкий слой
катализатора
Тщательное
распределение
газа перед слоем
Слой
катализатора в
виде цилиндра
Радиальное
направление газа
через слой
катализатора
93

94. Реакторы с неподвижным слоем катализатора

Многослойный
реактор с
последовательными
адиабатическими
слоями
Теплота между
слоями отводится с
помощью встроенных
теплообменников или
вводом холодного газа
Трубчатый реактор
Отвод тепла из
реакционной зоны
В трубках –
катализатор
В межтрубном
пространстве –
теплоноситель
Трубчатая печь
Для обеспечения
теплотой
эндотермических
процессов
применяют горячие
дымовые газы
94

95. Реакторы с неподвижным слоем катализатора

Автотермичные реакторы
Отвод тепла свежей реакционной смесью
95

96. Реакторы со взвешенным слоем катализатора

Высокоскоростная
подача реакционной
смеси
Твердые частицы
витают в воздухе
Полное использование
внутренней поверхности
Процесс
изотермический
Процесс приближен к
идеальному смешению
Конусообразный
реактор
Фонтанирующий
слой катализатора с
потоком газа
Реактор с режимом
пневмотранспорта
Процесс в восходящем
потоке катализатора
Процесс эффективен для
быстрых реакций
Процесс изотермический
96

97. ОСНОВЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Технологические расчеты оборудования
Расчет материального баланса производства
Расчет теплового баланса производства
Математическая модель реактора идеального
вытеснения, работающего в неизотермическом режиме
97

98. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
Водоснабжение
Канализация
Условия противопожарной безопасности и взрывоопасности зданий
98

99. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Экологическое прогнозирование
Разработка прогноза загрязнения воздуха
Прогнозирование состояния поверхностных и подземных вод
Прогноз воздействия объекта при возможных авариях
99