Лекция 3. Принципы компановки оборудования экологически безопасных предприятий

Титульный список объектов проектируемого предприятия

Одновременно с генпланом создается титульный список, где перечисляется все, что необходимо построить: здания, дороги, сети, сооружения и прочее. Всем объектам присваивают номер, причем стараются в индексе отразить принадлежность к установке. Титульный список составляют в начальный период и корректируют при реконструкции.

Цель занятия. Получение знаний о принципах пространственного размещения оборудования современного предприятия и выработки решений по строительной части зданий и сооружений.

Раздел 1. Основные сведения о компановке оборудования.

Компановка оборудования и решение строительной части является одной из ответственных и трудных задач проектирования. Современный химический цех - это сложный комплекс зданий и сооружений, в которых размещается оборудование, предусмотренное технологической схемой, оборудование вспомогательного назначения, а также подсобные и административно-хозяйственные помещения.

Под компоновкой цеха или его объемно- планировочным решением понимается как сам процесс проектирования, во время которого определяется состав помещений, их размеры и рациональное взаимное положение, так и его результат в виде чертежей, поэтажных планов и разрезов, выполненных в определенном масштабе.

Продуманная и правильная организация компоновки цеха должна предусматривать полное соответствие технологическому процессу, обеспечивать безопасность производства, учет особенностей генплана, создание условий для монтажа, демонтажа и ремонта оборудования.

Различают открытый и закрытый вариант компоновки. Первый предусматривает размещение оборудования на открытых площадках вне зданий. По второму варианту оборудование размещается внутри закрытых зданий. Специфика химической промышленности обуславливает максимальный вынос оборудования на открытые площадки. Открытая компановка позволяет существенно сократить стоимость строительства, уменьшает загазованность и влияние тепловыделений, снижает пожаро- взрывоопасность производства. Она позволяет существенно снизить трудоемкость монтажа крупного оборудования, так как оно может поставляться на строительную площадку и монтироваться в полностью собранном виде.

Тем не менее, в ряде случаев открытая компановка невозможна. К закрытой компановке (внутри здания) прибегают в случае, если на открытой площадке невозможно выполнить требования технологического процесса. Такими требованиями могут быть потребность в воздухе особой чистоты, необходимость избежать кристаллизации жидкостей с температурой замерзания 10-15 ºС и выше, выделение пыли и токсичных газов, которые необходимо обезвреживать, и т.п. Другой причиной для выбора закрытой компановки могут быть климатические условия (сильные морозы или ветры, песчаные бури) района строительства предприятия.

Компромиссом между открытой и закрытой компановкой является вариант, в котором оборудование нуждающееся в обслуживании, либо части оборудования обеспечиваются укрытием или размещаются в здании, в то время, как остальные аппараты размещаются на открытой площадке.

Открытая компановка. В зависимости от технологии и размера участка предполагаемого строительства компоновка может быть выполнена по одно и ли многоэтажному варианту. При одноэтажной компановке оборудование размещают на фундаментах на уровне земли. При многоэтажной - его располагают на этажерках (каркасах без стен). Достаточно часто крупногабаритное оборудование размещают на фундаментах по периметру этажерки, а мелкие обслуживающие аппараты (насосы, теплообменники) на самой этажерке.

Фундаменты изготавливают из монолитного железобетона. При проектировании этажерок необходимо стремиться к максимальному использованию сборного железобетона. Поэтому при размещении оборудования следует руководствоваться следующими строительными нормами. Шаг колонн (расстояние между вертикальными колоннами каркаса этажерки) должен составлять 6 м (допускается также 12 м), а высота этажей выбирается из ряда 4,2, 4,8 или 6 м.

Наряду с этажерками в процессе компановки предусматривают обслуживающие постаменты, предназначенные для обслуживания и ремонта оборудования. Их проектируют в виде металлических конструкций на железобетонном фундаменте. Для обслуживающих постаментов (площадок) и размещения малогабаритного оборудования рекомендуется максимально использовать несущие способности емкостей и колонных аппаратов. К колоннам крепят и небольшие грузоподъемные приспособления (кран, тельфер и. д.).

Закрытая компоновка (расположение оборудования в здании). Промышленные здания рекомендуется строить из сборного железобетона. В химической промышленности распространены здания, имеющие стальной каркас и стены из бетонных панелей. Здания, кроме специальных случаев, должны быть прямоугольными в плане. Шаг наружных колонн здания 6 м, внутри шаг колонн каркасных зданий может быть 9 м и 12 м. Высоты этажей выбираются кратными 0,6 м, чаще всего 4,2 4,8 и 6 м. Минимальная ширина здания - 18 м. Предпочтение, как и при открытой компановке следует отдавать одноэтажным зданиям. Многоэтажные здания для проектируют для производств, в которых технологией предусмотрено вертикальное перемещение материалов (мельницы, дробилки).

Многопролетные здания по возможности принимают с одинаковыми пролетами. Ширина пролетов обычно 18 или 30 м.

При размещении оборудования в здании руководствуются нормами охраны труда и пожарной безопасности. В частности в пожаро- и взрывоопасном производстве нельзя размещать оборудование в подвалах и приямках. Если пожаро- и взрывоопасные вещества легче воздуха (ацетилен, водород), в крыше здания должны быть предусмотрены фонари для их выхода.

Закрытый вариант более дорогой в сравнении с открытым, должен иметь сложную, громоздкую систему вентиляции. Он связан с усложненем монтажа и демонтажа оборудования (например, колонны нельзя установить целиком, необходимо разбивать на царги). Поэтому оборудование надо максимально выносить на открытые площадки. Например, колонны и резервуары размещать вне зданий, а насосы внутри.

Раздел 2. Методы компоновки

Следует заметить, что универсальных способов компановки нет. Это творческий процесс, зависящий от опыта и знаний проектировщика. На компоновку оказывают влияние такие факторы, как особенности генплана, способы монтажа, специфичные для монтажной организации – подрядчика, принятые в данном регионе, требования охраны труда и противопожарной техники. К особенностям генплана, оказывающим влияние на компоновку, следует отнести наличие централизованных вспомогательных служб, характер межцеховых коммуникаций, направление господствующих ветров.

Несмотря на отмеченный творческий характер проектирования компановки, можно, однако, сформулировать некоторые основные положения. Приступая к компоновке, следует иметь следующие материалы:

чертеж генерального плана предприятия,

аппаратурно-технологическую схему (АХТС) производства,

чертежи (общие виды) примененного оборудования, его массовые и габаритные характеристики.

По АХТС определяется высотное расположение оборудования (вертикальная планировка), определяется этажность цеха, решается вопрос об основных производственных, вспомогательных и обслуживающих помещениях.

К основным производственным помещениям, в частности, относятся следующие: прицеховой склад сырья; компрессорное отделение; насосные отделения; аппаратное отделение; тепловой пункт; водо-коллекторная; паро-коллекторная; помещение конденсатоотводчиков операторная; анализаторная (помещения для автоматических анализаторов). Часто не все из перечисленных помещений выделяются, При этом соответствующее оборудование размещается прямо в цеху.

Вспомогательные помещения: вентиляционные камеры; прицеховая электроподстанция; распределительные пункты электроснабжения; цеховая химическая лаборатория.

Обслуживающие помещения, как правило, размещаются в отдельном бытовым корпусе, если он имеется в составе цеха. Если таковой отсутствует, то они проектируются в пристройке к основному зданию цеха, отделенной от него глухой стеной. В состав обслуживающих помещений включают: цеховые ремонтные мастерские; кладовые; 3) бытовые помещения; административные и конторские помещения.

После определения этажности и состава помещений, приступают собственно к проектированию пространственного расположения помещений и оборудования. При выделении места для паро- и водоколлекторной, теплопункта, электроподстанции необходимо учитывать особенности генплана (расположение соответствующих межцеховые коммуникации на генплане). Далее желательно сгруппировать оборудование одинаковой вредности и пожароопасности в отдельные помещения.

Конкретный выбор места на плане тех или иных помещений следует вести с учетом необходимости монтажа и ремонта. Часто монтажные соображения играют решающую роль при выборе расстояния между цехами, установками. Дело в том, что особую сложность представляет монтаж колонн. Выше упоминалось, что их ставят, как правило, снаружи вдоль длинной стороны этажерки или здания. Перед фронтом колонн надо обеспечить площадку для подвоза, укладки и подъема аппаратов. Для предварительных расчетов можно принять, что ширина площадки для монтажа равна трем четвертям высоты самого высокого аппарата. Особо сложно монтировать тяжелое, длинномерное оборудование в здании. Необходимо стремится к максимальному использованию штатных подъемных средств: кранов, тельферов, постоянно смонтированных в цехе. В перекрытиях цеха необходимо предусматривать проемы для монтажа. Компоновка оборудования и самого цеха должна позволять демонтаж без разрушения цеха.

Большое значение при разработке компановки имеет учет требований охраны труда. Основные из них следующие.

В цехе с помещениями имеющими различныые сантехнические условия помещения с одинаковой вредностью и пожароопасные надо группировать смежно (упрощается вентиляция и противопожарные мероприятия). Помещения с повышенной пожароопасностью надо располагать у наружных стен и на верхних этажах здания.

Не пожароопасные помещения (паро, водо-коллекторные), встроенные в пожароопасные установки, должны иметь 3 внутренние стены глухими. Выход устраивается в наружной (четвертой) стене, причем дверь делается противопожарной и самозакрывающейся. Окна проектируются из небьющегося стекла или стеклоблоков. Помещения КИП (контрольно- измерительных приборов), примыкающие снаружи у установкам, должны быть отделены глухой стеной. Эти помещения надо вентилировать воздухом, который не загрязняется парами и газами даже при авариях.

Сообщения между помещениями разной пожарной опасности (цех и операторная) разрешается только через шлюз. Выход в пожароопасное помещение из лифта также выполняется через шлюз с подпором воздуха.

Для уменьшения разрушений при аварии, взрыве, необходимо предусматривать взрывные проемы, причем, если взрывоопасные вещества легче воздуха (водород, этилен), площадь проема должна составлять 15 % от площади пола, в других случаях 5 %.

В стенах здания необходимо предусматривать эвакуационные проемы (не менее 2 выходов).

Помещения, куда может въезжать транспорт, должно быть изолировано от пожаро- и взрывоопасных помещений.

Между обслуживающими помещениями и пожароопасными, надо размещать не опасные помещения, если это не вызывает разрыва технологической цепи.

Ясно, что компоновка – сложный процесс, в котором участвуют проектировщики разных специальностей, монтажных организаций и действующих предприятий.

Дата добавления: 2014-01-03