Лекция 4. Размещение технологического оборудования и монтажная проработка

Цель занятия. Знакомство студентов с принципами размещения и трубопроводной обвязкой технологического оборудования.

Раздел 1. Проектирование размещения технологического оборудования

В предыдущих лекциях мы обсуждали выбор производственных помещений и требования к их размещению. Теперь перейдем к размещению технологического оборудования в этих помещениях. Эта работа выполняется в следующей последовательности.

1. По технологической схеме определяются типы и количество аппаратов, направление потоков, осуществляется группировка оборудования с аналогичными вредностями.

2. На основании технических характеристик оборудования определяются статические и динамические нагрузки на строительные конструкции, установочные размеры, необходимость в подъемном оборудовании, определяется порядок и выделяется место для обслуживания.

3. Оборудование размещается на чертежах компоновки цеха;

Остановимся подробнее на упомянутой в первом пункте группировке оборудования. Эта процедура может выполняться, например, в следующей последовательности.

1. Выделяют оборудование, которое можно полностью разместить на открытой площадке.

2. Выделяют оборудование, для которого достаточно сооружать частичные укрытия.

3. Группируют машины и аппараты, при эксплуатации которых выделяется пыль, вибрации, выделяются вещества, агрессивные к строительным конструкциям;

4. Группируют аппараты, снабжаемые водой и т.д.

Выделенные группы распределяются по соответствующим помещениям (аппаратным, компрессорным …).

Положительными сторонами группировки оборудования является: уменьшение количества конструкций, нуждающихся в защите от агрессивного воздействия среды, улучшение условий обслуживания благодаря установке общих обслуживающих площадок, подъемных механизмов и т.п., локализация вредных выделений.

К недостаткам группировки следует отнести необходимость создания протяженных трубопроводов, усложненных систем перекачки жидкостей, что ведет к увеличение расходов на строительство.

Остановимся на некоторых положениях, которые необходимо учитывать при проектировании размещения оборудования.

Крупногабаритное, тяжелое оборудование, как уже отмечалось, должно устанавливают на нулевой отметке (на уровне земли). Нежелательна установка такого оборудования на междуэтажных перекрытиях.

Если аппарат имеет высоко расположенные устройства для обслуживания, то сам он и должен использоваться для крепления площадок обслуживания.

Категория пожаро- и взрывоопасности помещений определяется по самому опасному и присутствующих в помещении веществ. Поэтому нецелесообразно размещать в одном помещении оборудование разных категорий, так как в противном случае оборудование для работы с неопасными средами придется выполнять во взрывобезопасном исполнении, что ведет к росту затрат.

Вибрирующее оборудование (вентиляторы, компрессоры) размещают на отдельных массивных фундаментах изолированных от стен и других строительных конструкций. Площадки между фундаментами вкладные, т.е. свободно оперты на фундамент. При необходимости оборудование изолируют от фундаментов виброизоляционными вставками.

Если по технологии производства жидкость должна последовательно протекать по нескольким аппаратам, то их рекомендуется компановать вертикально один над другим так, чтобы эта жидкость перемещалась самотеком.

Однотипное оборудование (например, фильтры, насосы) рекомендуется компановать так, чтобы оно образовывало ряды, между которыми устраиваются проходы шириной 1,5 - 2 м. К каждому агрегату должен быть подход шириной в свету не менее 0,8 м. Необходимо следить, чтобы расстановка аппаратов не мешала прохождению трубных пучков (особенно на нулевой отметке).

Проходы и проезды делают над каналами для отвода розливов технологических жидкостей.

Между трубопроводной арматурой и оборудованием должно быть не менее 1 м. Машины, расположенные против дверей должны быть к ним не ближе 2 м.

В машинных залах большой протяженности делают площадки длинной 6 – 12 м через каждые 40 – 50 м.

При компоновке оборудования необходимо учитывают требования ремонтов, охраны труда и монтажа.

В процессе эксплуатации оборудования могут осуществляться чистка от осадков и загрязнений, устранение неплотностей трубопроводов (протечки через фланцы, сальники и т.п.) другие операции. Поэтому в проекте под тяжелой арматуры или рядом с частями аппаратов, демонтируемыми при ремонте, должны быть предусмотрены площадки. Над такими частями монтируют крюки для талей.

Восстановление теплоизоляции и антикоррозионных покрытий аппаратов и трубопроводов требует места для лесов и опалубки, складирования материалов, подъезда техники.

Для смены быстроизнашивающихся деталей и регулировка необходимо предусмотреть площадки и подъемники.

К основным требованиям охраны труда, которые учитываются в процессе разработки компановки, можно отнести следующие.

Аппараты, из которых выделяются вредные вещества, размещают в изолированных кабинах с отдельным выходом наружу через обеспеченные вентиляционным подпором тамбуры или шлюзы.

Емкости с агрессивными, токсичными и горючими жидкостями, расположенные на перекрытиях, этажерках, постаментах должны иметь устройства для слива жидкостей в аварийную емкость самотеком. Это оборудование в случае размещения на перекрытиях в поддонах или на глухом полу ограничивают бортами не ниже 150 мм.

Проходы по фронту обслуживания оборудования должны быть не менее 1,5 – 2 м; проходы к рабочим местам поперек фронта 1,5 м; проходы между компрессорами 1,5 м; насосами 1 м.

Доступ к узлам управления, вентилям, задвижкам - свободный.

Оборудование, обслуживаемое кранами, или часто ремонтируемое и содержащее тяжелые детали, размещается в зоне приближения крюка подъемного крана. Необходимо предусматривать площадку для опускания этой детали.

Над и под бытовыми помещениями нельзя располагать технологическое оборудование.

В компрессорных помещениях можно размещать только компрессоры. Размещение другого оборудования недопустимо.

Если трубы или аппараты выделяют тепло, то их необходимо теплоизолировать, а для обслуживающего персонала обеспечить экраны, водяные завесы. Оборудование работающее с ядовитыми веществами устанавливают в специальных кабинах, куда при нормальной эксплуатации нет доступа людей.

Раздел 2. Монтажная проработка

Выше были рассмотрены принципы компановки, результатом которой является схема строительной части цеха и чертежи пространственного размещение технологического оборудования. После завершения компановки переходят к проектированию трубопроводной обвязки (соединения с помощью трубопроводов) аппаратов и машин. Этот этап называется «монтажная проработка». Также как и компановку, монтажную проработку можно рассматривать как процесс проектирования трасс (трассировку) основных внутрицеховых магистралей и локальной трубной обвязки каждого аппарата, так и как его результат – монтажные чертежи, которые представляют собой ортогональные проекции аппаратов с трубопроводной обвязкой. Обычно монтажные чертежи (МЧ) выполняют в масштабе 1:50. Чертежи трассировки можно выполнять в масштабе 1:100, а сложные узлы с мелкими деталями – 1:10 или 1:20.

Приступая к монтажной проработке необходимо ознакомиться со следующими документами:

· технологическая схема производства;

· общие виды и установочные чертежи аппаратов и машин;

· объемно планировочное решение (компановка) цеха, с нанесенным оборудованием;

· генплан;

· сортамент труб, чертежи арматуры.

В процессе проектирования трубопроводов приходится решать ряд задач, в частности: выбор типа, размера, материала труб и арматуры, типа соединения, материала прокладок. Кроме того, решаются вопросы температурной компенсации, дренажа конденсата, продувки, чистки, обогрева, опирания труб, гидро- и тепло изоляции.

Технологические магистральные трубопроводы делятся на межцеховые и внутрицеховые. Сначала проектируют (делают раскладку) первые, затем вторые. При этом разрабатывают меры по борьбе с замерзанием, гидроударами, вибрацией и температурными деформациями, а также обеспечивают условия для ремонта труб и арматуры.

При трассировке внутрицеховых магистралей желательно делать один ввод от межцеховых коммуникаций. Внутри цехов магистрали прокладывают под перекрытием и на стенах. Иногда делают выносные эстакады. Трубы большого диаметра (более 200 мм) прокладывают ближе к колонам каркаса здания или по ним. Трубы меньшего диаметра прокладывают под потолком т.к. шаг крепления их меньше 6 м. Трубы прокладывают параллельно строительным осям. Прокладка по кратчайшему пути от штуцера к штуцеру напрямую допускается в исключительных, обусловленных технологией случаях.

На вводах внутрицеховых трубных магистралей в производственные цехи и на выводах газопроводов для горючих газов на расстоянии не менее 3 м но не более 50 м устанавливается запорная арматура с дистанционным управлением. Арматура без дистанционного управления должна быть на всех ответвлениях от общезаводских сетей. На вводах пара устанавливают два предохранительных клапана: рабочий и контрольный. На вводах инертного газа и сжатого воздуха также предусматривают предохранительный клапан и редуктор.

Все трубопроводные магистрали должны иметь небольшой уклон в сторону аппарата, который может быть сборником при опорожнении трубопроводов.

Особое внимание при проектировании следует уделять безнапорным (самотечным) трубопроводам с тем, чтобы исключить образование газовых пробок. Для этого уклон в них делается большим, чем в обычных трубопроводах, а на поворотах предусматривают люки и заглушки. Для трубопроводов для транспортировки взвесей важно точно выбрать диаметр с тем, чтобы, с одной стороны, предотвратить оседание взвесей, а с другой, обеспечить приемлемую величину гидравлического сопротивления.

Обвязка конкретных аппаратов (насосов, регулирующей арматуры), имеет свои особенности, которые мы вряд ли сможем обсудить полностью. Из наиболее важного отметим, что насосы должны иметь по одной задвижке на всасе и нагнетании. Клапаны автоматического регулировки обвязывают как показано на рис.4.1, причем переходы на клапан предусматривают до запорной арматуры, если это задвижки, и перед клапаном, если вентили.

Рисунок 4.1.– Обвязка клапана авторегулирования. V-5, V-6 – запорная арматура; V-7 –задвижка для ручного регулирования; V-4 – клапан авторегулирования

При проектировании обвязки компрессоров необходимо предусматривать меры для предотвращения шума, который может возникать при прохождении газа в трубах. Для этого выбирают диаметр трубопровода таким образом, чтобы не было значительных сопротивлений газовому потоку. Радиусы изгиба на поворотах должны быть не менее трех диаметров труб. Для предотвращения шума запорную и регулирующую арматуру необходимо выносить за пределы машинного зала.

При проектировании трубопроводной обвязки отдельно стоящих колонных аппаратов трубы малого диаметра (до 150) прокладывают вплотную к колонне, большего за пределами площадок обслуживания на кронштейнах, которые крепят к колонне.

При разработке трубопроводной обвязки теплообменного оборудования на горячих трубопроводах на участке от одного аппаратного штуцера до другого должно быть не менее, не менее одного колена. Все такие трубопроводы необходимо проверять на достаточность температурной компенсации.

В заключение остановимся на возможных дефектах трубопроводов и методах их предотвращения, которые сведены в табл. 4.1

Таблица 4.1.- Дефекты трубопроводов.

Вид дефекта	Причина возникновения	Методы предотвращения
Вибрация	Ветер, неправильная трассировка, неуравновешенные машины, неудачная автоматика	Выбор правильного диаметра трубопровода, и трассы. Виброизодяционные вставки
Гидроудары	Гидромешки, вскипание жидкости, местная конденсация пара, попадание жидкостей в газопроводы	Дренирование трубопроводов, выбор скорости жидкости, исключающей вскипание
Застаивание жидкости	Недостаточная скорость жидкости. Трассировка без уклона	Расчет диаметра труб, исключающий застой, соблюдение уклонов.
Температурные деформации	Температурное расширение трубопровода, наличие длинных прямых участков.	Расчет самокомпенсации, установка температурных компенсаторов

Дата добавления: 2014-01-03