Меню Рубрики

Компоновка оборудования химической установки

Основные нормы и правила компоновки оборудования

Под объемно-планировочным решением цеха понимается компоновка цеха в плане и по высоте, включая основное оборудование и строительные конструкции.

Нефтеперерабатывающие, нефтехимические и химические производства обладают рядом специфических особенностей. К ним относятся наличие агрессивных сред, токсичных выделений локального и общего характера, высокая взрыво- и пожароопасность. Эти производства являются, как правило, динамичными: технология их меняется в течение коротких сроков, оборудование модернизируется и часто перемещается в пределах цеха. Все это представляет особые требования к объемно-планировочным решениям [8].

Выделяют три варианта объемно-планировочного решения цеха: открытый, закрытый и смешанный. При открытом варианте цех представляет собой комплекс аппаратов с несущими и обслуживающими конструкциями, расположенными вне зданий (открытые площадки, навесы, постаменты, наружные установки и т.п.). При закрытом варианте цех представляет собой одно или несколько зданий, в которых размещается все оборудование. При смешанном варианте часть оборудования цеха располагается вне зданий, а часть в здании. Это наиболее распространенный вариант компоновки.

Какие же факторы влияют на выбор того или иного варианта?

Взрыво- и пожароопасные производства категорий А, Б следует по возможности делать открытыми. В закрытом объеме, каковым является здание, всегда существует реальная опасность скопления газов. Взрывы в закрытых помещениях влекут за собой тяжелые последствии: большие разрушения, гибель людей и т.д. При отсутствии ограждающих конструкций (кровли и стен) разрушающее действие взрыва значительно ниже. По сравнению с открытым вариантом закрытый имеет ряд дополнительных недостатков: более высокую стоимость строительных сооружений, более сложный монтаж и особенно демонтаж оборудования, громоздкие системы вентиляции и т.д.

Однако есть случаи, когда размещать производство в открытом варианте нельзя и его приходится располагать в закрытом помещении:

  • — когда по условиям ведения технологического процесса требуется организация постоянных рабочих мест;
  • — когда предъявляются особые требования к чистоте и влажности окружающего воздуха (производство катализаторов);
  • — при несовместимости обращающихся веществ с влагой, содержащейся в воздухе (триизобутилатомнний, металлический натрий, калий, литий и другие пирофорные вещества);
  • — когда аппараты не имеют атмосфероустойчивого исполнения.

В технологическом процессе, как правило, задействованы различные типы аппаратов и машин. Но некоторые типы оборудования (компрессоры, центрифуги, мешалки, фильтр-прессы и т.д.) не имеют атмосфероустойчивого исполнения. Это обстоятельство обуславливает не закрытый, а смешанный вариант компоновки цеха, . когда большая часть аппаратов и машин выносится за пределы зданий, а в зданиях остается только то, что нельзя вынести на улицу. Смешанные варианты объемно-планировочных решений характерны для производств нефтяного и органического синтеза, синтетических каучуков и т.п.

При закрытом варианте компоновки химические производства целесообразно объединять (блокировать) в крупные производственные корпуса, в состав которых входят основные производственные, вспомогательные, административно-бытовые и складские помещения.

Это создает благоприятные условия для организации обслуживания, сокращения численности вспомогательного персонала, протяженности коммуникаций, улучшения общей планировочной структуры здания.

При объединении нескольких производств в одном корпусе важную роль для организации внутреннего пространства играет расстановка техно.

При компоновке оборудования широко используется принцип группировки. Аппараты группируются по функциональному назначению, по степени взрыво- и пожароопасности, по условиям удобства монтажа и обслуживания и т.д.

Во всех случаях, когда позволяют условия ведения технологического процесса и эксплуатационные характеристики оборудования, его следует выносить за пределы зданий. Как правило, открыто устанавливаются колонны; емкости, теплообменники и насосы, причем насосы должны быть защищены от воздействия осадков на хорошо вентилируемом пространстве.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на размещение и группировку оборудования в плане и по высоте.

На расположение оборудования влияют в основном требования надежного функционирования процесса, техники безопасности, удобства монтажа, обслуживания и ремонта, архитектурно-эстетические требования.

а) Надежное функционирование технологического процесса. Самым простым и естественным способом для достижения надежного функционирования технологического процесса является размещение аппаратов в одну линию по направлению технологического потока от первого аппарата к последнему. Если технологическая схема не имеет рециклов, то такой прием обеспечивает и минимальную протяженность основных трубопроводов.

Тем не менее, такое решение,·как правило, оказывается неэкономичным с точки зрения использования площади и строительного объема, организации обслуживания, ремонта и т.д.

б) Требования техники безопасности. Между отдельными аппаратами и группами аппаратов необходимо соблюдать разрывы, которые зависят от категорий взрыво- и пожароопасности производства и определяются действующими правилами техники безопасности и противопожарной техники.

Ответственность за правильное отнесение производства к той или иной категории согласно НПБ 105-03[18] несет инженер-технолог.

Поскольку отнесение к той или иной категории ведется по самому взрыво- и пожароопасному аппарату, в одном помещении (или зоне при наружной установке) не следует объединять оборудование различных категорий опасности. Несоблюдение этого принципа может привести к тому, что например насос, перекачивающий воду, но установленный рядом с углеводородным насосом, придется выбрать во взрывобезопасном исполнении.

Читайте также:  Газобаллонное оборудование 4 поколения установка

Для уменьшения тяжести последствий взрыва или пожара отдельные типы аппаратов разрешается ставить только на открытых площадках. т.е. за пределами габаритов зданий и сооружений. Например, емкости объемом свыше 25 м 3 ·сжиженными газами, или свыше 50 м 3 с ЛВЖ нельзя располагать в пределах габаритов наружной установки (этажерки). Для таких емкостей при необходимости расположения их на определенной высоте нужно делать специальные постаменты рядом с наружной установкой.

Для того чтобы обеспечить выполнение требований по охране труда, рекомендуется также группировать аппараты по степени вредности выделений, о чем говорилось ранее. Группировка дает возможность локализовать источники токсичных выделений, что имеет особо важное значение при установке аппаратов в помещениях. Аппараты, выделяющие вредные пары, газы и пыль размещают в изолированных помещениях, кабинах с самостоятельным выходом наружу или выходом через тамбур-шлюзы, обеспеченные вентиляционным подпором.

Размещение технологического оборудования производств категорий А и Б над вспомогательными и бытовыми помещениями или под ними не допускается.

в) Удобство монтажа. Требования удобства монтажа играют важную, а нередко и решающую роль при разработке плана размещения оборудования. Сводятся они к следующему.

Должен быть обеспечен доступ самоходных (колесных или гусеничных) кранов, а также временных подъемно-транспортных средств и приспособлений к месту установки оборудования.

Особое внимание уделяется монтажу тяжелого и крупногабаритного оборудовании. В настоящее время такое оборудование, ввиду затруднений с качественной сваркой секций на строительной площадке, полностью изготавливается на машиностроительных заводах и доставляется к месту монтажа специальным транспортом (водным путем, по железной дороге, автопоездами). Поэтому крупногабаритное и тяжеловесное оборудование следует выносить к границам установки с приближением к проездам и автодорогам.

Дистилляционные и другие колонны, пронизывающие несколько перекрытий в этажерках, следует размещать в кpaйних пролетах со стороны проездов и автодорог. Надо избегать размещения на тяжеловесном и крупногабаритном оборудовании приборов, оборудовании и конструкций, не связанных с ним технологически, т.к. это резко усложняет условия доставки и монтажа. При размещении крупногабаритного оборудования, собираемого из отдельных частей, нужно учитывать возможности грузоподъемных машин и механизмов; между отдельными частями установок предусматриваются разрывы, подъезды и зоны раскладки оборудования.

При компоновке наружных сооружений необходимо предусмотреть свободное пространство для размещения тяжелого и кpyпнoгaбapитнoгo оборудования в предмонтажном положении в непосредственной близости от места монтажа. Верхние обрезы фундаментов в зоне установки такого оборудования по возможности нужно делать вровень с землей (на отметке близкой к ± 0.0) Для прокладки коммуникаций всех видов отводить специальные технические коридоры. Кроме того, необходимо также учитывать габариты монтируемого оборудования при проектировании подъездных и внутриквартальных дорог и назначении трассы провоза.

г) Защита строительных конструкций от коррозии. Агрессивное воздействие среды вызывает значительные разрушения строительных конструкций и деталей. Например, стоимость ремонта цехов по производству азотной кислоты достигает почти 100% их балансовой стоимости, стоимость ремонта цехов пo производству серной кислоты — 96%. На ремонт цехов хлорного производства затрачивается около 100% стоимости их строительства. Эффективной мерой повышения долговечности строительных конструкций, подверженных действию агрессивных сред, является герметизация оборудования, коммуникаций и помещений. Если же обеспечение герметизации весьма сложно и дорого, целесообразно при проектировании использовать объемно-планировочные решения.

Прежде всего, следует группировать оборудование с сильно агрессивными веществами (кислоты, щелочи) таким образом, чтобы резко уменьшить объемы строительных конструкций, нуждающихся в защите от коррозии. Снизить степень агрессивности среды можно путем увеличения вентилируемого объема воздуха в помещениях, устройством местных отсосов агрессивных и ядовитых газов, а также выносом оборудования по возможности на открытые площадки. Эксплуатационная надежность покрытий и перекрытий может быть повышена за счет сокращения мест прокладки трубопроводов, т.е. объединения их в блоки коммуникаций.

Следует использовать меры, повышающие коррозионную стойкость материалов строительных конструкций: выбор состава бетона, увеличение eгo плотности, введение специальных добавок, увеличение толщины защитного слоя. Если строительные конструкции подвергаются действию агрессивных сред постоянно, применяют более эффективные защитные меры: покрытия из химических стойких материалов (винипласт, полиэтилен, резина, стекло, битумные мастики, эмали и т.п.), кислотостойкий кирпич, керамическая плитка и другие материалы неорганического происхождения.

д) Обслуживание и ремонт. Удобство обслуживания обеспечивается свободным доступом к оборудованию. К аппаратам и машинам со всех сторон должны быть обеспечены проходы шириной не менее 1 метра. При установке аппаратов и машин в один или несколько рядов основные проходы по фронту обслуживания должны составлять 1,5+2 метра. Необходимо обеспечить свободный доступ к узлам управления аппаратами.

Создание хороших условий для ремонта оборудования сводится к выбору в каждом конкретном случае наиболее подходящих типов подъемно-транспортного оборудования и организации удобных рабочих площадок. Резко улучшает условия обслуживания: и ремонта устройство общих обслуживающих площадок, а также установка подъемно-транспортных механизмов, общих для целой группы аппаратов (мостовые краны, монорельсы).

Читайте также:  Перечень оборудования для установки гбо

Машины и аппараты, обслуживаемые подъемными кранами, следует помещать в зоне приближения крюка крана. В этой же зоне должны быть предусмотрены площадки или проходы для установки транспортируемых деталей оборудования. У машин и аппаратов, в процессе эксплуатации которых необходимо периодическое извлечение отдельных деталей для ремонта и чистки, должны быть свободные пространства соответствующих габаритов со стороны извлечения этих деталей.

е) Архитуктурно-эстетические требования. Критерием оценки расположения оборудования с этой точки зрения является стройность., симметрия и максимальная упорядоченность размещения аппаратов и машин. Они должны образовывать ряды с одними или несколькими свободными проходами.

Тяжелое и крупногабаритное оборудование нужно располагать ближе к земле. В этом случае отпадает надобность в дорогостоящих постаментах и значительно облегчается монтаж, обслуживание и ремонт. Иногда с этой целью можно отказаться даже от самотека и заменить его принудительной системой подачи жидкости. Машинное оборудование, как правило, размещают на нулевой отметке, чтобы легче было избежать передачи от него вибраций на несущие строительные конструкции.

Для того чтобы сделать установку более компактной, некоторые виды оборудования располагают на обслуживающих площадках высоких аппаратов (например, система колонна-кипятильник).

Проходы к оборудованию, требующему постоянного обслуживания, должны быть такими, чтобы человек мог проходить во весь рост. Машинное оборудование нужно располагать по отношению к полу так, чтобы для его обслуживания не приходилось нагибаться или подпрыгивать. Эти требования особенно важны для машин, требующих регулярного обслуживания: замены прокладок, фильтрующих элементов и т.п.

Для емкостей и теплообменников расстояние от пола до днища или нижней образующей должно быть в пределах 0,8 + 1,5 метра, чтобы под аппаратом можно было разместить трубопроводную обвязку.

Запорную арматуру, регулируемую вручную, нужно располагать на такой высоте, чтобы оператору было легче с ней работать.

источник

Компоновка оборудования

Основная задача компоновки оборудования — размещение его в цехе, обеспечивающее правильную организацию технологического процесса. При компоновке учитывают требования технологии, техни­ки безопасности и охраны труда, санитарные, строительные, проти­вопожарные нормы.

В результате компоновки выявляют конфигурацию, размеры со­оружений, этажность, нагрузки на межэтажные перекрытия, число и расположение лестниц и другие необходимые данные для разработки строительной части проекта.

Важным вопросом, который необходимо решить предварительно, является вопрос о размещении оборудования — в здании или на от­крытых площадках. Размещение оборудования на открытых площад­ках обеспечивает улучшение условий труда на производствах с боль­шими количествами токсичных, огнеопасных веществ; позволяет сни­зить капиталовложения за счет уменьшения объемов строящихся зданий и расходов на вентиляцию, а также сократить сроки сдачи объектов в эксплуатацию. При решении вопроса о выносе оборудо­вания на открытые площадки руководствуются «Перечнем техноло­гического оборудования химической промышленности, установленно­го на открытых площадках».

В здании оборудование можно размещать на этажах, площадках, этажерках. Высота этажей промышленного здания кратна 0,6 м, наи­более часто ее принимают равной 6,0 и 7,2 м. Площадка представляет собой одноярусное сооружение (в здании или вне его), опирающееся на самостоятельные опоры или конструкции здания, на оборудование. Отметки площадок (по высоте) также должны быть кратны 0,6 м. Этажерка — это сооружение с самостоятельными опорами, двух- и многоярусное, размещаемое в здании или вне его. Высота ярусов этажерок должна быть кратна 1,2 м, но не менее 4,8 м.

При проектировании принимается сетка несущих колонн для зда­ний 6×6 м, для этажерок — 6×6 и 9х6 м.

В подавляющем большинстве случаев для размещения оборудования выбирают здание прямоугольной формы; его высоту, размеры, расстоя­ние между этажами определяют в ходе компоновки. Первые решения по компоновке оборудования принимает технолог-проектировщик при раз­работке технологической схемы, когда решаются вопросы о способах загрузки, передачи промежуточных продуктов и реакционных масс, об относительном расположении оборудования по высоте.

Выбор принципа компоновки (единый зал, разделение цеха на помещения) зависит от числа производств в цехе, токсичности, огне- и взрывоопасности производств.

Если позволяют требования технологии, то производства, наибо­лее опасные в отношении взрыва или пожара, следует размещать в одноэтажных зданиях у наружных стен, в многоэтажных зданиях — на верхних этажах.

Объемно-планировочные решения помещений с производствами категорий А, Б, Е и помещений, где возможно выделение взрывоопас­ных и токсичных веществ, должны исключать вероятность проникно­вения этих веществ в производственные помещения других категорий.

Производства, где имеются выделения вредных веществ, следует размещать в высоких помещениях, с повышенным соотношением стро­ительного объема к объему аппаратов.

Цеховые хранилища больших количеств токсичных, огне- и взры­воопасных веществ целесообразно размещать вне зданий цеха. При этом хранилища не должны затемнять световые проемы, затруднять доступ к цеху.

Сосуды, работающие под давлением, нужно устанавливать на от­крытых площадках, в отдельных зданиях или помещениях, примыка­ющих к производственным зданиям и отделенных от них капитальной стеной.

Читайте также:  Установка оборудования на плоской кровле

При компоновке оборудования нужно обеспечить рациональную организацию рабочих мест, стремиться к уменьшению фронта обслу­живания оборудования. Аппаратуру целесообразно располагать по ходу технологической схемы в ряд вдоль продольных осей здания, избегая пересечения и удлинения материальных потоков. Каждый аппарат необходимо устанавливать таким образом, чтобы его можно было легко обслуживать, проводить наружный осмотр, текущий ре­монт, достаточно просто монтировать и демонтировать. Люк аппарата должен находиться примерно на 1 м от пола этажа или площадки для обслуживания.

При установке оборудования необходимо предусмотреть следую­щее:

— основные проходы в местах постоянного пребывания работающих, а также по фронту обслуживания щитов управления — шириной не менее 2 м; рабочие проходы по фронту обслуживания машин (ком­прессоров, насосов, газодувок и т. п.) и аппаратов, имеющих ручное управление, местные контрольно-измерительные приборы, — шири­ной не менее 1,5 м;

— проходы между аппаратами, а также между аппаратами и стенами помещения — не менее 1 м;

— проходы у оконных проемов, доступных с уровня пола или пло­щадки, — не менее 1 м;

— ремонтные площадки для разборки и чистки аппаратов и их частей без загромождения рабочих проходов, основных и запасных выходов и площадок лестниц.

На первом этаже, как правило, размещают сырьевые емкости, аппа­раты для растворения, подготовки сырья, отделения упаковки и хранения готовой продукции. Сырьевые емкости, представляющие собой большей частью тяжелые аппараты, устанавливают на фундаментах. При уста­новке на верхних этажах аппаратуры с провисанием через перекрытие ее располагают ближе к оси колонны, но так, чтобы аппарат не попал на балку-ригель и на находящееся под ним оборудование.

В цехах категорий А, Б, Е не допускается устройство подвалов, приямков для оборудования. Такие устройства в виде исключения допускаются в том случае, если без них невозможно организовать технологический процесс. В таких случаях подвалы и приямки должны быть обеспечены непрерывно действующей приточно-вытяжной вен­тиляцией.

В многоэтажных производственных зданиях предусматриваются проемы (6×6 и 6×12 м) для поднятия оборудования на верхние этажи и улучшения аэрации. Проемы рекомендуется размещать по возмож­ности равномерно по длине помещения в центральной части перекры­тия или у глухих стен. На площадь первого этажа под монтажным проемом оборудование не устанавливают. В цехе необходимо предус­мотреть ворота стандартного размера рядом с монтажным проемом и отделением упаковки и хранения готовой продукции.

Каждое производственное помещение должно иметь_два выхода. Не допускаются эвакуационные выходы через помещения, где расположены производства категорий А, Б и Е.

При объемно-планировочных решениях здания цеха необходимо предусмотреть вспомогательные помещения (вентиляционные камеры, электросборки, цеховую ремонтно-механическую мастерскую, пульт управления со щитами контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации) с учетом категорийности производства.

Для производств разной категории необходимо предусмотреть со­ответствующие вентиляционные системы. Их следует располагать вблизи наружных стен, в помещениях, легко доступных и достаточно свободных для проведения работ по ремонту, монтажу и демонтажу. Не допускается размещение приточных и вытяжных вентиляционных агрегатов в одной камере.

Для производств категорий А, Б, Е, в которых возможно выделение больших количеств взрывоопасных или ядовитых паров и газов, не­обходимо предусмотреть аварийную вытяжную вентиляцию.

Административно-хозяйственные и бытовые помещения следует располагать в отдельно стоящих зданиях или в пристройках к производственным помещениям, отделенным от них капитальной стеной. В последнем случае связь производственных отделений с администра­тивно-хозяйственными и бытовыми помещениями должна осущест­вляться через лестничную клетку или тамбур.

Номенклатура и размеры административно-хозяйственных и бы­товых помещений определяются действующими нормативами (Стро­ительные нормы и правила. Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий.).

Компоновочные решения представляют в виде планов и разрезов. Планы каждого этажа (площадки) вычерчивают отдельно, на них наносят все оборудование в виде наружных контуров с ориентацией относительно осей здания и привязкой к осям колонн, стенам здания, Разрезы выполняют пр. сечениям, наиболее нагруженным по высоте, чтобы обосновать выбор расстояния между этажами.

При решении вопроса о выносе оборудования на открытые пло­щадки большое значение имеет мощность установки. Предпочтитель­ны установки большой мощности, обладающие высокой тепловой инерцией.

При размещении оборудования на открытых площадках должны быть обеспечены дистанционный контроль, регулирование и управле­ние работой оборудования с центрального пульта, расположенного в специальном помещении; соответствующая теплоизоляция, а при не­обходимости — обогрев технологических аппаратов, трубопроводов, арматуры, контрольно-измерительных приборов для предотвращения застывания или замерзания транспортируемых продуктов; широкое использование аппаратуры в качестве несущих конструкций для ра­бочих площадок и лестниц.

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 5238 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector