Косинцев В.И. и др. Основы проектирования химических производств

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 1.7. Производство серной кислоты:

а – реакторный блок; б – блок поглотительных башен

Рис. 1.8. Процессы и аппараты химической технологии

Вынос технологического оборудования из отапливаемых помещений на

открытые площадки этажерки и под навесы – одна из важнейших тенденций

в строительстве химических объектов.

Увеличение производительности аппаратов оказывает существенное

влияние на снижение удельного расхода территории и капитальных затрат.

Это позволяет установить насосы, компрессоры и др. машины порознь, от-

крыто, приблизив их к основному технологическому оборудованию и соот-

ветственно уменьшить протяженность коммуникаций.

Рис. 1.9. Виды оборудования химической технологии

На рис. 1.9 и 1.10 показаны наиболее распространенные виды простран-

ственных форм основного и вспомогательного оборудования и возможные

схемы их компоновки.

Анализ процессов, номенклатуры применяемого оборудования, а также

принципов его комбинирования показывает, что в химической технологии

определилась система структурных единиц, каждая из которых – составная

часть более крупной и может функционировать самостоятельно.

Структурные уровни организации химического и нефтехимического

предприятия показаны на

1.11. Использование этого принципа в планировке позволяет разрабаты-

вать на основе определенного модуля пространственные структуры, которые

пригодны для построения системы любой сложности, а также устанавливать

единые принципы компоновки всех ее элементов. Это дает возможность вес-

ти разработку даже для самой сложной структуры (например, комбината) по-

следовательно, сохраняя на любом уровне разработки единство стиля и, в то

же время, учитывая любые конъюнктурные требования.

Система технологических элементов, из которых формируют объекты

химии, включает следующие единицы. Аппараты – выполняют отдельные

операции и являются первичными элементами общей технологической

структуры предприятий. Аппараты, как правило, объединяют в группы и об-

разуют качественно новую структурную единицу – технологические узлы

или агрегаты. В агрегате протекает не один, как в аппарате, а несколько

процессов. Сочетание агрегатов быстрого и планомерного освоения произ-

водственных мощностей потребовало выделить минимальный комплект тех-

нологических установок (дающих, подобно целому, готовую продукцию, но

в меньших масштабах) в самостоятельную единицу – технологическую ли-

нию, образующую следующий уровень организации технологии.

В зависимости от заданной мощности и номенклатуры продуктов не-

сколько технологических линий, функционирующих автономно, комплекту-

ют в новую структурную единицу – производство, которая, участвуя в общей

программе предприятия по выпуску готовой продукции, в случае необходи-

мости также может функционировать самостоятельно.

Формирование и объединение специализированных химических и неф-

техимических предприятий обычно осуществляется автономными техноло-

гическими комплексами, в которые входит группа производств, объединеная

общим технологическим процессом и имеющая в своем составе необходимые

объекты подсобно-производственного и обслуживающего назначения.

Каждый автономный технологический комплекс специализируется на

выпуске одного или нескольких видов готовой продукции и формируется на

основе единичной укрупненной мощности головного производства (напри-

мер, производство этилена на заводе оргсинтеза).

Состав производств в каждом пусковом комплексе определяется их оп-

тимальным сочетанием на основе переработки основного продукта. Напри-

мер, для специализированных азотных заводов установлена следующая но-

менклатура продукции: аммиачная селитра, карбамид, сложные удобрения,

капролактам. На заводах органической химии имеется широкая номенклату-

ра выпускаемых продуктов (хлор, этилен, винилхлорид и др.).

Автономные технологические комплексы строятся на базе двух голов-

ных производств хлора и таких органических продуктов, как ацетилен, эти-

лен и др., и могут иметь разнообразные наборы производств.

Рис.1.10. Схемы компоновки технологического оборудования:

А колонн и реакторов; Б машинного оборудования; В теплообменников;

Г – емкостей

Автономные технологические комплексы должны по возможности

иметь однородную структуру, основанную на оптимальном сочетании произ-

водств и внутреннем материальном балансе, строго последовательном раз-

мещении производств, в соответствии с технологическим потоком и само-

стоятельном материально-техническом снабжении.

Схема размещения производственных объектов в пределах автономного

комплекса должна подчиняться общей закономерности процесса переработки

сырья, осуществляемого в такой последовательности: подача сырья, произ-

водство основных видов полупродуктов, производство готовой продукции,

вывоз готовой продукции. Встречаются разновидности этой схемы.

Так, например, производство карбамида на азотных заводах может быть без

стадии получения полупродуктов; производство капролактама и многих хло-

рорганических продуктов осуществляется на базе двух головных произ-

водств. Встречаются схемы, когда поток разделяется на две линии. Однако во

всех случаях сохраняется четкая последовательность расположения произ-

водственных объектов автономного комплекса, имеющего относительно са-

мостоятельную систему снабжения сырьем, водой, паром, электроэнергией,

кислородом, сжатым воздухом др.

Рис. 1.11. Уровни организации химического предприятия

1.7. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ХИМИЧЕСКИХ

ПРЕДПРИЯТИЙ

Рис. 1.12. Генеральный план предприятий химической промышленности

Генеральный план – это важная составная часть проекта промышленно-

го комплекса, будь то одно предприятие или группа предприятий (промыш-

ленный узел). Генеральный план – это комплексное решение вопросов пла-

нировки, застройки и благоустройства промышленных предприятий

(рис. 1.12).

В проекте генерального плана решаются следующие вопросы:

1. Производственно-технологическая связь цехов и сооружений (разме-

щение сооружений, зонирование территории предприятий, блокирование це-

хов и сооружений, выбор системы заводского транспорта, организация гру-

зовых и людских потоков, трассировка подземных, наземных и надземных

коммуникаций).

2. Архитектурно-планировочная структура предприятий (характер за-

стройки, унификация параметров и типизация элементов генерального плана,

форма и конфигурация отдельных зданий и сооружений, их ориентация по

сторонам света и розе ветров, защита от шума, решение сети обслуживания,

питания, санитарно-гигиенического и медицинского обслуживания, отдыха,

расположение входов и выездов на территории предприятий, система заво-

дских магистралей, проездов и площадей, возможность расширения и рекон-

струкции предприятия, благоустройство территории, создание единого архи-

тектурного ансамбля в увязке с архитектурой прилегающих предприятий и

населенного пункта).

3. Производственно-строительная характеристика проектируемых пред-

приятий (общеплощадочная унификация строительных решений и индустри-

альных методов строительства, строительный генеральный план и график

строительства).

4. Оценка и учет климатических, гидрогеологических и других природ-

ных условий (солнечная радиация, внешняя температура, направление вет-

ров, влажность воздуха, количество осадков, качество грунтов, гидрогеоло-

гические условия и рельеф участка, сейсмичность).

5. Технико-экономическая эффективность общего проектируемого ре-

шения.

6. Охрана окружающей среды и природных ресурсов от промышленных

загрязнений (резкое снижение выделений вредных примесей в атмосферу за

счет создания новых или усовершенствования существующих технологий;

применение эффективных газоочистных или пылеулавливающих установок;

создание санитарно-защитных зон между промышленным узлом и селитеб-

ной зоной и др.).

При составлении генерального плана химического предприятия в основу

должен быть положен принцип четкого зонирования территории предпри-

ятия по функциональному назначению, типизации и унификации элементов

генерального плана (кварталов, дорог, сооружений для коммуникаций и

т. п.).

На химических предприятиях рекомендуется выделять следующие зоны:

производственную, складскую, вспомогательных цехов, административную.

При взаимном расположении зон следует учитывать рельеф участка, розу

ветров, технологические связи, протяженность коммуникаций.

В производственной зоне размещают технологические установки, объ-

екты обслуживающего назначения, относящиеся к отдельным производствам

(энергетические установки, сооружения оборотного водоснабжения, бытовые

помещения и т. п.), если радиус обслуживания не позволяет разместить их

вне производственной зоны.

К зоне вспомогательных служб относят объекты вспомогательного на-

значения (газоспасательные станции, ремонтно-механические, ремонтно-

строительные и тарные цехи, станции перекачки разных стоков, размещен-

ные в пределах ограждений территории предприятия).

Складская зона объединяет склады материальные, оборудования, хими-

катов, масел и т. п. В зоне емкостей располагают склады легковоспламеняю-

щихся или горючих жидкостей и сжиженных газов.

В административно-хозяйственную зону входят заводоуправление, ком-

плекс проходной, столовая, пожарное депо, объекты связи и т. п.

Производственная зона играет существенную роль в формировании

структуры генерального плана предприятия вследствие того, что площадь за-

нимаемая ею, колеблется от 30 до 70% территории предприятия. Вид внутри-

заводского транспорта следует выбирать с учетом величины грузооборота

отдельного цеха или группы цехов. При грузообороте до 100 тыс. т нужно

отдавать предпочтение колесному транспорту; при грузообороте от 200 до

400 тыс. т вид транспорта определяется характером груза. В одинаковых ус-

ловиях предпочтение следует отдавать непрерывным видам транспорта, как

более экономичным.

Железнодорожный транспорт для внешних перевозок предусматривают

в случае общего грузооборота не менее 10 условных вагонов в сутки. Авто-

мобильные дороги проектируют в расчете на полную мощность предприятия;

для автодорог рекомендуется применять цементно-бетонное покрытие. Ши-

рина проезжей части межквартальной дороги 7,0 м, внутриквартальной – не

менее 3,5 м.

Административно-хозяйственная зона объединяет здания и сооружения

общезаводского назначения и обычно размещается со стороны подхода ос-

новной массы работающих на предприятии. Территория, занимаемая адми-

нистративно-хозяйственной зоной, зависит от величины предприятия. На

мелких предприятиях она достигает 17%, а на крупных от 1,2 до 3,5 % от

общей территории предприятия.

Планировку территории обычно производят по блочной системе. Блок

состоит из 2 3 кварталов. Размеры блока определяют, учитывая условия тех-

нологического процесса, количество принятых кварталов и радиусы обслу-

живания производственных установок транспортом (электроснабжением, во-

доснабжением, канализацией). В пределах кварталов следует предусматри-

вать коммуникационный коридор.

Здания и сооружения должны быть ориентированы торцами к этому ко-

ридору. В коммуникационном коридоре размещают технологические мате-

риалопроводы, сети теплоснабжения, оборотного водоснабжения и некото-

рые виды производственной канализации, сети электроснабжения. Основным

способом прокладки коммуникаций должен быть наземный, исключение со-

ставляют самотечные трубопроводы или трубопроводы хозяйственно-

фекальной канализации, противопожарного водопровода.

В целях оздоровления условий труда производственные здания и уста-

новки на открытых площадках и этажерках с оборудованием, выделяющим

производственные вредности, следует располагать по отношению к прочим

производственным объектам и административной зоне с подветренной сто-

роны. Положение территории предприятия должно быть такое, чтобы были

обеспечены условия прямого солнечного облучения и естественного провет-

ривания. При составлении генерального плана химического предприятия

следует предусмотреть озеленение и благоустройство заводской территории,

улучшение условий труда и повышение его производительности.

Застройка территорий предприятий химической и нефтехимической

промышленности может быть четырех типов:

с открытым оборудованием;

полуоткрытым и закрытым оборудованием;

сплошная (павильонная);

смешанная.

Застройка предприятий с открытым оборудованием представляет собой

площадки и этажерки, на которых размещаются различного типа технологи-

ческое оборудование (колонны, реакторы, теплообменники и др.).

Оборудование и инженерные сооружения заполняют практически все

пространство завода, за исключением немногочисленных зданий обслужи-

вающего назначения. Такого типа предприятия имеют развитую сеть эстакад

и коммуникаций, по которым осуществляется передача жидких и газообраз-

ных продуктов. Площадки таких предприятий имеют достаточно большую

ширину (3–4 квартала).

Железнодорожный транспорт сосредотачивается в сравнительно узкой

складской зоне, организуемой вдоль одной из длинных сторон. С противопо-

ложной стороны производственной территории предусматриваются вводы

людских потоков. На этих заводах работает относительно небольшое число

трудящихся, постоянные рабочие места которых в зданиях управления и на

объектах обслуживающего назначения. Примером такого типа заводов могут

служить нефтехимические производства изопрена, формальдегида, изобути-

лена и др. с перспективой их переработки в каучуки различного вида.

На предприятиях с полуоткрытым и закрытым оборудованием в равной

мере присутствуют открытые площадки и этажерки, заполненные оборудо-