Технологическая часть проекта (технологические решения).

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

Технологическая часть проекта является начальной, основополагающей стадией проектирования. При разработке технологической части используются материалы, выданные заказчиком (декларация о намерениях, разрешение на строительство, обоснование инвестиций и исходные данные и др.), а также данные, подготовленные проектировщиком (договор и ТЗ).

В первую очередь, разработчик технологической части (технолог) анализирует и оценивает качество и форму поставки сырья, технические требования и вид упаковки готовой продукции (например, цементный завод или завод химического волокна) и делает выбор. Затем рассматривает технологический процесс и осуществляет выбор (!!! ) варианта технологического процесса с учетом мощности производства, качества продукции, выхода готовой продукции, видов, количества и качества отходов. Выбирает не преподаватель, руководитель, директор (чужой «дядя»), а сам разработчик (! ).

На основе выбора варианта технологического процесса, разрабатывается сначала принципиальная, а затем аппаратурно-технологическая схема. При разработке схемы, технолог уже фактически закладывает основы планировки и объемно-компоновочных решений. Например, применение бункеров и мерников для дозирования сыпучих и жидких реагентов, предполагает вариант размещения оборудования на нескольких этажах или на площадках. При разработке технологической части и в особенности схемы, производятся разнообразные расчеты:

- материальный баланс;

- оценка мощности производства (годовой);

- определение часовой производительности с учетом К_ПВ и К_ВЫХ;

- определение объемов и размеров аппаратов;

- гидравлические расчеты: определение расходов реагентов, диаметров, гидравлического сопротивления трасс и аппаратов, характеристики необходимых побудителей расхода (напора, разрежения);

- определение тепловых эффектов: тепловыделений и теплопотреблений, энергопотреблений (вода различного качества, пар, электроэнергия);

- расчет значений промышленных выбросов (валовый, пиковый, факела выбросов, видов и количества отходов и определение путей обращения с отходами, и их утилизации).

Лекция 5

Мощность и производительность производства

Годовая мощность производства G (т/год) связана с часовой производительностью g_час соотношением:

G_год = К_вых × К_пв × t × g_час,

где К_вых – коэффициент выхода готовой продукции (< 1);

К_пв – коэффициент полезного времени, учитывающий вспомогательные операции, отказы и др. (К_пв= 0, 9 … 0, 5),

К_пв = Т_эф / 8640;

t - фонд рабочего времени в часах с учетом сменности;

8640 – годовой календарный фонд времени при круглосуточной работе, в часах;

g_час– часовая производительность производства, т/час;

Обычно задается годовая мощность, что связано с обоснованием инвестиций и с декларацией о намерениях. Тогда часовая производительность g_час, определяющая объемы и размеры оборудования и трасс, определяется соотношением:

g_час = G_год / К_вых × К_пв × t;

Найденная таким образом часовая производительность обеспечивает годовой выпуск, однако, иногда идут на удорожание и закладывают резервные аппараты или увеличивают часовую производительность. Особенно это касается стратегической продукции.

Определение объемов и размеров аппаратов

Размеры аппарата, период непрерывного действия определяются их производительностью, рабочим давлением и температурой. Методика расчета аппаратов для массообменных, тепловых и других физико-химических и химических процессов рассматриваются в курсе ПАХП.

Объем реакционной зоны V_раб (м³) аппарата непрерывного действия определяется по формуле:

V_раб = q_сек × t;

где q_сек – объемная секундная производительность, м³/с;

t - время проведения реакции, с;

f – площадь поперечного сечения аппарата, м²,

f = q_с / W_c,

где W_с – скорость течения среды, м/с;

Рабочий реакционный объем аппарата периодического действия вычисляем по формуле:

V_раб = V_сут × t / 24j × К_пв × К_вых,

где V_сут – заданный суточный объем, м³;

t - время технологического цикла, час;

j - коэффициент заполнения аппарата (0, 4-0, 9) (вспенивание, перемешивание и др.);

К_пв – коэффициент полезного времени.

После определения рабочего объема V_раб, можно задаться объемом одного аппарата V_ап и определить их число n:

n = V_раб / V_ап;

или задаться числом аппаратов и определить V_ап:

V_ап = V_раб / n;

При выборе объемов и числа аппаратов следует руководствоваться размерами аппаратов, выпускаемых машиностроительными заводами и размерами производственных помещений.

Порядок тепловых расчетов

Целью расчетов является определение поверхности теплообмена, теплоизоляции, необходимости подогрева и охлаждения. При тепловых расчетах используют уравнения теплового баланса и теплопередачи (внутренний и внешний) в соответствии с методиками курсов ПАХП и «Основы теплопередачи». Например:

G₁× ê J₁+G₂× ê J₂+G₁× r+Q_подв-Q_отв-Q_пот=(G₁+G₂) ê J₃

Учитывая количество G₁ и G₂, теплосодержание входящих и выходящих потоков ê J₁, ê J₂, ê J₃, теплоту реакции r (эндотермическая или экзотермическая), теплоподвод Q_подв, отвод тепла Q_отв и Q_потерь. Уравнения теплопередачи составляются для конкретных аппаратов или отдельных стадий и решаются совместно с уравнением теплового баланса.

Гидравлические расчеты

Целью расчетов является расчет трасс для обеспечения необходимой пропускной способности и подбор побудителей расхода – насосов, газодувок, вакуумных насосов и др. В качестве исходных данных используют расходы реагентов и (или) смесей и рабочие давления. По рекомендациям выбирают допустимую скорость течения среды W_с и, исходя из скорости и секундной производительности q_сек, выбирают сечение:

f = q_сек / W_с;

Наметив протяженность трассы и, ориентировочно, число и значения местных сопротивлений (повороты, отводы, арматура), находят суммарную потерю напора трассы – ее сопротивление Н, м.

Мощность на валу насоса (газодувки) N (кВт) определяют по формуле:

N = q_сек × r × g × H / 1000× h

где r - плотность среды, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

h - кпд.

По расходу q_сек, мощности N и напору Н подбирают побудитель расхода (насос или воздуходувную машину).

Лекция 6

Технологическое оборудование и его выбор

При проектировании технолог осуществляет выбор технологического оборудования на основе технологической схемы и технологических расчетов (объема, размеров, тепловых, гидравлических и др.). Технологическое оборудование в химической промышленности очень разнообразно. По основным принципам устройства его разделяют на машины, аппараты и транспортные средства. По объему применимости его разделяют на универсальное, специализированное и специальное.

При проектировании оборудование удобно разделять на стандартное и нестандартное. К стандартному относится оборудование, выпускаемое машиностроительными предприятиями серийно, малыми партиями или по специальному заказу индивидуально. Нестандартное оборудование разделяют на основное нестандартное и вспомогательное нестандартное. К основному нестандартному оборудованию относится оборудование, которое требует специальной разработки и изготовления. К вспомогательному нестандартному относится вспомогательное оборудование, изготовленное по чертежам проектировщика, заказчика (мерники, тележки, подъемники и др.), которые не изготавливаются машиностроительными заводами. Отдельно следует рассматривать общезаводское оборудование (насосы, газодувки, очистное, пыле-и газоулавливающее оборудование и др.).

Согласно СНИП, подбор оборудования и формулировка требований входит в состав технологической части проекта. При этой постановке мы и рассмотрим эту часть курса ПХП. Однако организационно, в зависимости от структуры проектной организации, подбор оборудования может выполняться механиками.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒