ТЕХНОЛОГИЧНИЯТ ПРОЦЕС КАТО ОСНОВА НА ИНДУСТРИАЛНИЯ ДИЗАЙН
Промишлените сгради и конструкции трябва да се проектират точно с оглед на изискванията за най-ефективен технологичен процес.
При проектирането на промишлено предприятие е необходимо да се определят видовете и размерите на сградите, необходимите им площи, броят на работниците, броят и видовете оборудване, количеството суровини, материали, енергия и гориво, необходими за предприятието. Необходимо е също така да се разработи план на предприятието и вътрешното разположение на цеховете.
Всички тези задачи се решават въз основа на данните от приетия технологичен процес на производство. Ето защо, когато се започне проектирането на промишлена сграда, е необходимо преди всичко да се проучи технологичният процес на това производство.
Основа за архитектурно-строителното развитие на проекта е технологичната производствена схема, която е графично изображение на функционалната връзка между отделните производствени процеси, извършвани в този цех. Например на фиг. 1.6 показва схема за производство на сярна киселина чрез контактен метод, която включва три етапа след изпичане на пирит:
— пречистване на газа от примеси, вредни за катализатора;
— контактно окисление на серен анхидрид до серен анхидрид;
- абсорбция на серен анхидрид от сярна киселина.
Ориз. 1.6. Схема за производство на сярна киселина чрез контактен метод:
К 2 - миещи кули; електростатичен филтър; 4 - сушилна кула; 5—компресор; 6 - топлообменник; 7-контактен апарат; 8
хладилник; 9 - олеум абсорбатор; 10 - монохидратен абсорбер; //—въздушен охладител; 12 - колекция;
Внимателното проучване на технологичната схема на функционалната връзка на помещенията позволява да се установи рационална последователност за местоположението на отделите и помещенията на цеха, итази схема е първоначалната основа за проектиране на строителния план. Процесът на пречистване на газове и производство на киселина в заводите се извършва в отделите за миене и сушене-абсорбция. Основното оборудване на тези отделения (електрофилтри, перилни и сушилно-абсорбционни кули) е монтирано на около 7-8 m над нивото на пода.
Електрофилтрите, миещите и сушилно-абсорбиращите кули са с вертикален технологичен процес и се обслужват от обекти на различни нива. Оборудването обикновено се поставя на открито. За укрепване на технологичното оборудване са подредени стоманобетонни постаменти. Растерът на колоните на пиедестала е 6х6м.
Оборудването може да се монтира на отделни постаменти за самостоятелно утаяване на основите. Пространството под постаментите се използва за инсталиране на помпи, киселинни колектори, за помощни помещения, трансформаторни подстанции, сервизи и битови помещения (фиг. 1.7).
Предприятията от химическата и нефтохимическата промишленост прилагат химическа технология и произвеждат продукти от следните класове:
• продукти на неорганичната химия и минно-химически суровини;
• полимери, пластмаси, химически влакна;
• синтетични бои и органични продукти;
• продукти на органичния синтез (нефтохимия, коксохимия, дървохимия);
• химични реактиви и високочисти вещества;
Типичен тип решение за оформление
Видове апарати Класове апарати
Класове процеси Видове процеси
16000000000000000' контактно устройство
K кристален дозатор
Дросгел перфоратор
O o o o s OOO0600
Междинно съхранение на течности
Съхранение на втечнени газове
Умерено 1 охлаждане
Дълбоко 1 охлаждане1
Ориз. 1.8. Процеси и апарати на химичната технология
Машините се намират, като правило, в отопляеми сгради, докато условията на работа на колонното оборудване позволяват да се монтират на открити площи, върху специални пиедестали и особено големи съоръжения на собствени основи; само в редки случаи, при сурови климатични условия, част от такова оборудване се нуждае от приюти.
Преместването на технологичното оборудване от отопляеми помещения на открити площи на рафтове и под навеси е една от най-важните тенденции в изграждането на химически съоръжения.
Увеличаването на производителността на устройствата оказва значително влияние върху намаляването на специфичното потребление на територията и капиталовите разходи. Това ви позволява да инсталирате помпи, компресори и други машини отделно, открито, като ги доближавате до основното технологично оборудване и съответно намалявате дължината на комуникациите.
На фиг. 1.9 и 1.10 показват най-често срещаните видове пространствени форми на основното и спомагателното оборудване и възможните схеми за тяхното разположение.
Анализът на процесите, набора от използвано оборудване, както и принципите на неговото комбиниране показва, че в химичната технология е определена система от структурни единици, всяка от които е неразделна част от по-голяма и може да функционира самостоятелно.
Структурните нива на организация на химическите и нефтохимическите предприятия са показани на фиг. 1.11. Използването на този принцип при планирането позволява да се разработят на базата на определен модул пространствени структури, които са подходящи за изграждане на система с всякаква сложност, както и да се установят единни принципи за оформление на всички нейни елементи. Това дава възможност за развитие дориза най-сложната структура (например комбайн) последователно, поддържайки единството на стила на всяко ниво на развитие и в същото време, като се вземат предвид всички пазарни изисквания.
Системата от технологични елементи, от които се формират обектите на химията, включва следните единици. Апарати - изпълняват отделни операции и са основните елементи на цялостната технологична структура на предприятията. Апаратите, като правило, се обединяват в групи и образуват качествено нова структурна единица - технологични възли или възли. В блока няма един, както в апарата, а няколко процеса. Комбинацията от звена за бързо и системно развитие на производствените мощности изискваше разпределянето на минимален набор от технологични инсталации (даващи, като цяло, готови продукти, но в по-малки
Ориз. 1.10. Диаграми на разположение на технологичното оборудване:
А - колони и реактори; B - машини; B - топлообменници;
Р™1»' ЦЦВ1 Открити площи за оборудване на kyygyaimis Леки неотопляеми заслони Отопляеми заслони. Магистрали
-И. — Надлез ——%l/— Електропровод ——- Ж.П
Ориз. 1.11. Нива на организация на химическо предприятие
Везни) в самостоятелна единица - производствена линия, която формира следващото ниво на технологична организация.
В зависимост от зададения капацитет и гама от продукти, няколко технологични линии, които функционират автономно, се допълват в нова структурна единица - производство, която, участвайки в общата програма на предприятието за производство на готова продукция, може да функционира и самостоятелно, ако е необходимо. Група от различни индустрии, която извършва пълен технологичен цикъл от преработката на суровини до производството на продаваеми продукти,формира процесния поток на инсталацията. Няколко технологични потоци на завода, обединени на базата на вътрешния материален баланс, образуват автономен технологичен комплекс - завод, който е най-голямото звено в общата технологична структура на предприятието. На базата на автономни технологични комплекси - комбинати - те образуват промишлени възли, промишлени райони, горивно-промишлени комплекси и други производствени асоциации.
Формирането и консолидирането на специализирани химически и нефтохимически предприятия обикновено се извършва от автономни технологични комплекси, които включват група от индустрии, обединени от общ технологичен процес и включващи необходимите спомагателни производствени и обслужващи съоръжения.
Всеки автономен технологичен комплекс е специализиран в производството на един или повече видове готови продукти и се формира на базата на един интегриран капацитет на главното производство (например производството на етилен в завод за органичен синтез).
Съставът на отраслите във всеки стартов комплекс се определя от тяхната оптимална комбинация въз основа на обработката на основния продукт. Например, за специализирани азотни инсталации е създадена следната гама продукти: амониева селитра, карбамид, комплексни торове, капролактам. Заводите за органична химия имат широка гама от произвеждани продукти (хлор, етилен, винилхлорид и др.). Автономните технологични комплекси се изграждат на базата на две основни производства - хлор и органични продукти като ацетилен, етилен и др., и могат да имат различни производствени комплекти.
Автономните технологични комплекси трябва, ако е възможно, да имат хомогенна структура, базирана наоптимална комбинация от производствени мощности и вътрешен материален баланс, строго съобразено разположение на производствените мощности, в съответствие с технологичния поток и независима логистика.
Разположението на производствените съоръжения в рамките на автономния комплекс трябва да се подчинява на общата схема на процеса на преработка на суровини, извършвана в следната последователност: доставка на суровини, производство на основните видове междинни продукти, производство на готови продукти, износ на готови продукти. Има разновидности на тази схема.
Така че производството на карбамид в азотни инсталации може да бъде без етапа на получаване на междинни продукти; производството на капролактам и много органохлорни продукти се извършва на базата на две основни производствени съоръжения. Има схеми, когато потокът е разделен на две линии. Във всички случаи обаче се поддържа ясна последователност на местоположението на производствените мощности на автономен комплекс, който има относително независима система за доставка на суровини, вода, пара, електричество, кислород, сгъстен въздух и др.