Технологические схемы (1275)
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московская государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
Кафедры: « Инженерная графика», «Процессы и аппараты химической технологии» и «Системы управления и автоматизация химико-технологических процессов»
Носов Г.А, Лапшенков Г.И., Вышнепольский В.И., Беглов И.А.
Схемы химико-технологических процессов
Методические указания по выполнению курсовых и дипломных работ
Москва, 2011
http://www.mitht.ru/e-library
УДК 66.01(076)
Рецензенты: проф. Брук Л.Г., проф. Захаров М.К.
Авторы: Г.А.Носов, Г.И.Лапшенков, В.И.Вышнепольский, И.А. Беглов. Методические указания по курсовому проектированию и оформлению дипломных работ «Схемы химико-технологических процессов». // М.: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2011, с. 56.
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей МИТХТ им. М.В.Ломоносова, выполняющих курсовой проект по курсу ПАХТ, студентов, изучающих курс «Системы управления и автоматизации химико-технологических процессов», а также студентов старших курсов, выполняющих курсовые и квалификационные работы.
Утверждено библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия.
© МИТХТ им. М.В.Ломоносова
2
http://www.mitht.ru/e-library
Содержание
Введение…………………………………………………………………………… |
4 |
|
1. |
Общие требования к выполнению технологических схем…………………. |
4 |
2. |
Обозначения трубопроводов и трубопроводной арматуры………………… |
7 |
3. |
Обозначения трубопроводов и трубопроводной арматуры………………… |
17 |
4. |
Примеры технологических схем……………………………………………… |
20 |
|
4.1.Общие сведения о химико-технологических схемах…………………… |
20 |
|
4.2.Ректификационные установки…………………………………………… |
22 |
|
4.3.Выпарные установки……………………………………………………… |
23 |
|
4.4.Сушильные установки……………………………………………….......... |
24 |
|
4.5.Другие установки…………………………………………………….......... |
26 |
5. |
Функциональные схемы автоматизации и их описание…………………….. |
26 |
Рекомендуемая литература………………………………………………….......... |
45 |
|
Приложения……………………………………………………………………….. |
46 |
|
3
http://www.mitht.ru/e-library
Введение
Графическая часть курсового проекта по ПАХТ, а также квалификационных работ наряду с чертежами общего вида основных аппаратов обычно включает в себя технологические схемы разрабатываемых установок. При этом они должны удовлетворять современным требованиям ЕСКД, предъявляемым к техническим проектам.
Схема это конструкторский документ, на котором показаны в виде условных изображений и обозначений составные части установок, их назначение и связи между ними. ГОСТ 2.701-76 устанавливает виды и типы схем, их обозначение и общие требования к выполнению схем. В зависимости от характера элементов и связей, входящих в состав изделий (установки), схемы подразделяются на виды, каждый из которых обозначается буквой: энергетическая – Э; гидравлическая – Г; пневматическая – П; кинематическая – К; вакуумная - В; газовая – Х; автоматизация – А; комбинированная
–С.
Взависимости от основного назначения схемы делятся на типы, каждый из которых обозначается цифрой: 1 – структурные; 2 - функциональные; 3 – принципиальные, 4 – схемы соединений (монтажные), 5 – схемы подключений; 6 – общие схемы; 7 – схемы
расположения. К сожалению, в системе ЕСКД (ГОСТ 2.701-76) отсутствуют требования к выполнению схем химико-технологических процессов. Поэтому при выполнении этих схем следует руководствоваться РТМ 26-79-72, разработанным НИИХИММАШем. Этот РТМ устанавливает дополнительный вид схем – «Технологические схемы», которые обозначают буквой «Т». При этом в зависимости от основного назначения технологической схемы РТМ 26-79-72 устанавливает следующие типы химикотехнологических схем:
-схема принципиальная – ТЗ;
-схема соединений (монтажная) – Т4;
-схема общая – Т6.
В пояснительной записке к курсовому проекту, а также в пояснительных записках квалификационных работ следует приводить достаточно полное описание технологических схем. В этом описании желательно указать технологические параметры основных потоков (фазовый состав, температуру, давление, концентрацию и др.), а также указать назначение и конструктивные особенности используемого оборудования (например, одноходовой теплообменник, выпарной аппарат с выносной греющей камерой, насадочная ректификационная колонна, центробежный насос и т.д.).
1. Общие требования к выполнению технологических схем
При выполнении курсового проекта по ПАХТ технологические схемы выполняются на листах стандартных форматов, предпочтительно формата А1 или А2. Допускается применение дополнительных форматов согласно ГОСТ 2.301-68.
На технологической схеме должны быть показаны все ее основные элементы (аппараты, машины, механизмы и пр.), входящие в установку, указаны основные технологические связи между аппаратами (трубопроводы), а также показаны элементы, имеющие самостоятельное функциональное назначение (насосы, воздуходувки, гидравлические затворы, конденсатоотводчики, арматура и т.д.) [1].
Схема должна содержать стандартные изображения аппаратов, машин и других устройств, входящих в установку. На схеме указываются также точки замера и контроля параметров процесса.
Графические изображения изделий (аппаратов, машин, механизмов и т.п.) должны обеспечивать четкость схемы. Они должны выполняться в размерах, установленных в стандартах. Если в стандартах размеры не установлены, то допускается пропорциональное увеличение или уменьшение их изображений. Для определения размеров условных графических изображений на схемах аппараты можно условно разделить на три группы:
4
http://www.mitht.ru/e-library
а) колонные аппараты, барабанные сушилки, ленточные транспортеры; б) емкости, бункера, теплообменники, холодильники, дефлегматоры, фильтры,
отстойники, реактора; в) циклоны, дозаторы, гидрозатворы.
На рис.1.1 приведены рекомендуемые габаритные размеры условных изображений указанных выше групп аппаратов. При этом величину а желательно выбирать в зависимости от размера формата и сложности схемы. Для формата А2 величина а лежит в диапазоне 20….50 мм. Диаметр условного изображения центробежного насоса – 10 мм, вентилятора - 12 мм, стороны квадрата изображения конденсатоотводчика – 8 мм. Расстояния между соседними условными графическими изображениями должно быть не менее 20…25 мм.
Рис. 1.1. Рекомендуемые размеры условных графических изображений аппаратов.
Условные изображения элементов выполняются на схемах в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах. Если в стандартах отсутствуют специальные указания, то изображения могут быть повернутыми на угол кратный 90о или на 45о в зависимости от реального расположения аппарата в установке. Допускается также зеркальное изображение элементов схем.
Расстояние между соседними параллельными линиями связи (представляющими собой условные изображения трубопроводов, импульсных трубок, провода и т.п.) должны быть не менее 3 мм.
Поле листа технологической схемы заполняется следующим образом (см. Приложение 1):
-с левой стороны (на большой части поля листа) следует располагать графические изображения схемы;
-в правом нижнем углу помещают основную надпись, которую следует выполнять по ГОСТ 2.104 (см. форма 1, Приложение 2);
-перечень основных составных частей и элементов схемы помещается над основной надписью (на расстоянии не меньше 12 мм от основной надписи) в виде таблицы (форма 2, Приложение 2), которая заполняется сверху вниз;
-над перечнем составных частей помещается таблица условных обозначений трубопроводов (форма 3, Приложение 2);
-таблица точек замера и контроля технологических параметров располагается в верхней части листа схемы (форма 4, Приложение 2).
При заполнении таблицы основных составных частей (формы 2) в графе «Обозначение» следует приводить буквенные обозначения составных элементов схемы
5
http://www.mitht.ru/e-library
(аппаратов, машин и арматуры), как правило, соответствующее начальной букве их наименований. Рекомендуемые обозначения элементов химико-технологических схем приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Условные обозначения аппаратов и арматуры
Аппараты |
Обозначение |
Аппараты |
Обозначение |
|
|
|
|
Абсорбер |
А |
Бункер |
Б |
Аппарат выпарной |
АВ |
Фильтр |
Ф |
Колонна |
|
Конденсатор |
|
ректификационная |
КР |
барометрический |
КБ |
Теплообменник |
Т |
Емкость |
Е |
Дефлегматор |
Д |
Вентилятор |
В |
Подогреватель |
П |
Насос |
Н |
Холодильник |
Х |
Компрессор |
К |
Кипетильник |
К |
Вентиль регулирующий |
ВР |
Сушилка |
С |
Вентиль запорный |
ВЗ |
Барабанная сушилка |
БС |
Кран пробковый |
КП |
Конденсатоотводчик |
КО |
Кран проходной |
КПр |
Циклон |
Ц |
Уровнемер |
У |
Отстойник |
О |
Предохранительный |
|
|
|
клапан |
ПК |
Кроме указанных в таблице 1.1 элементов технологических схем могут быть использованы и другие обозначения с их расшифровкой в перечне основных составных элементов (см. форму 2).
При наличии в схеме нескольких элементов одного названия используют числовые индексы, записываемые с правой стороны буквенного обозначения. Для основных аппаратов высота числового индекса равна высоте букв, например: А1, А2, В1, В2. Для арматуры и приборов высота числового индекса равна половине высоты букв, например: В31, В32, КП1, КП2.
Вграфе «Наименование» приводится наименование аппарата или устройства.
Вграфе «Примечание» рекомендуется указывать технические данные элемента или устройства, не содержащиеся в его наименовании (марка аппарата, производительность, габаритные размеры и т.п.).
Буквенные обозначения элементов схемы следует проставлять для аппаратов и машин непосредственно на их изображении, а при малом масштабе – в непосредственной близости от изображения; для арматуры – рядом с ее изображением.
Стандартные графические изображения аппаратов, машин и других устройств приведены ниже (см. раздел 2 - обозначение оборудования). Все оборудование (машины, аппараты, насосы и др.) на схеме вычерчивают сплошными толстыми линиями толщиной 0,3….0,5 мм, а трубопроводы и арматуру - также сплошными основными линиями (ГОСТ
2.303-68).
Разводку трубопроводов и их подводку к оборудованию показывают схематично, причем она должна отходить от основных магистральных трубопроводов, показанных ниже или выше оборудования, изображенного на схеме. Допускается показывать линии магистральных трубопроводов одновременно снизу и сверху схемы.
Линии трубопроводов, а также расположенные на них арматуру и приборы следует показывать на схеме горизонтально или вертикально, параллельно линиям рамки формата. Для того чтобы схема читалась легко необходимо минимизировать количество пересечений и изгибов линий связи трубопроводов.
6
http://www.mitht.ru/e-library
Условные изображения и обозначения трубопроводов, принятые на схеме, должны быть расшифрованы в таблице условных обозначений (см. форму 3, Приложение 2). Условные обозначения трубопроводов и их составных элементов приведены в разделе 3.
Пересекать изображения аппаратов, машин и других изделий линиями трубопроводов не допускается. Основные магистральные трубопроводы, от которых отводятся трубопроводы данной схемы, должны быть показаны горизонтальными линиями. На каждом трубопроводе у места его отвода от магистрального трубопровода или места подключения к аппарату нужно проставлять стрелки, указывающие направление движения потока и условное обозначение вида среды: светлые – газ или пар, темные – жидкость или сыпучий твердый материал. Графические изображения и размеры стрелок регламентируются ГОСТ 2.721-74 (см. таблицу 1.2).
В начале и на концах магистральных трубопроводов допускаются словесные указания наименований потоков или их направлений (например: исходная смесь, греющий пар, конденсат, на склад, в атмосферу, на сжигание и т.д.).
При совмещении технологической схемы со схемой автоматизации условные линии, ограничивающие место размещения приборов и аппаратуры, необходимо располагать под изображением технологической схемы. Приборы и другие устройства контроля параметров и автоматизации технологических процессов должны быть показаны на схеме в соответствии с их действительным расположением и изображены согласно их условным графическим изображениям по действующим стандартам (см. раздел 5).
Показанные на оборудовании или трубопроводах приборы для точек замера и контроля температуры, давления, расхода среды и т.п. следует записывать в таблицу (см. форму 4, Приложение 2).
Таблица 1.2. Обозначения потоков (по ГОСТ 2.721-74)
Поток |
Обозначение |
Жидкость:
-в одном направлении (например, направо)
-в обоих направлениях
Газ:
-в одном направлении (например, налево)
-в обоих направлениях
2. Обозначения оборудования
Оборудование (машины, аппараты и различные устройства) на технологической схеме должно быть показано в виде их стандартных условных изображений. В таблице 2.1 приведены стандартные условные обозначения основных элементов аппаратов (обечаек, днищ и корпусов), работающих при различном давлении. В таблицах 2.2 – 2.10 представлены стандартные изображения наиболее распространенного оборудования с указанием соответствующих стандартов. Рекомендуемые условные обозначения некоторых устройств [1], отсутствующих в стандартах, приведены в таблице 2.11.
При отсутствии стандарта на изображение используемого оборудования его изображают схематически в виде конструкторского очертания. При этом должны быть показаны основные технологические штуцера, загрузочные люки, входы и выходы основных продуктов [1].
7
http://www.mitht.ru/e-library
При необходимости допускается смещение штуцеров и отверстий по отношению к их истинному расположению, но с соблюдением их технологического назначения и взаимосвязи.
Таблица 2.1. Обозначения основных элементов аппаратов (по ГОСТ 2.788-74)
|
Элемент |
Обозначение |
|
Аппарат |
Обозначение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обечайки: |
|
|
Корпуса аппаратов: |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
а) под атмосферным |
|
|
|
|
|
|
давлением |
|
|
а) под атмосферным |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
б) под внутренним |
|
|
давлением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давлением выше |
|
|
|
|
|
|
атмосферного |
|
|
|
|
|
|
в) под внутренним |
|
|
б) под внутренним |
|
|
|
давлением ниже |
|
|
давлением выше |
|
|
|
атмосферного |
|
|
атмосферного |
|
|
|
Днища: |
|
|
|
|
|
|
а) под атмосферным |
|
|
|
|
|
|
давлением |
|
|
в) под внутренним |
|
|
|
б) под внутренним |
|
|
давлением ниже |
|
|
|
давлением выше |
|
|
атмосферного |
|
|
|
атмосферного |
|
|
|
|
|
|
в) под внутренним |
|
|
|
|
|
|
давлением ниже |
|
|
|
|
|
|
атмосферного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2. Обозначения емкостей, конденсатоотводчиков и других элементов |
|||||
|
технологических схем |
|
|
|
|
|
|
Аппарат |
Обозначение |
|
Аппарат |
|
Обозначение |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидробак: |
|
Аккумулятор |
|
|
|
|
а) открытый под |
|
гидравлический или |
|
|
|
|
атмосферным |
|
пневматический (ресивер) |
|
|
|
|
давлением |
|
а) общее обозначение |
|
|
|
|
то же, со сливным |
|
б) гидравлический (без |
|
|
|
|
трубопроводом выше |
|
указания принципа |
|
|
|
|
уровня рабочей |
|
действия) |
|
|
|
|
жидкости; |
|
|
|
|
|
|
то же, со сливным |
|
|
|
|
|
|
трубопроводом ниже |
|
Мембрана прорыва |
|
|
|
|
уровня рабочей |
|
|
|
|
|
|
жидкости; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
http://www.mitht.ru/e-library
то же, с |
|
Заборник |
воздуха |
из |
|
трубопроводом для |
|
атмосферы |
|
|
|
слива из бака. |
|
|
|
|
|
б) закрытый под |
|
|
|
|
|
давлением выше |
|
Заливная |
горловина, |
|
|
атмосферного |
|
воронка, |
заправочный |
|
|
в) закрытый под |
|
штуцер и т.п. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давлением ниже |
|
|
|
|
|
атмосферного. |
|
Кондесатоотводчик |
|
|
|
Таблица 2.3. Обозначения емкостных аппаратов с механическими перемешивающими устройствами (по ГОСТ 2.793-79)
Аппарат |
Обозначение |
Аппарат |
Обозначение |
|
|
|
|
|
|
Открытый аппарат с |
|
Открытый аппарат |
|
обогревом или |
|
|
|
охлаждением |
|
|
|
|
|
|
|
Закрытый аппарат при |
|
Закрытый аппарат при |
|
атмосферном давлении с |
|
атмосферном давлении |
|
обогревом или |
|
|
|
охлаждением |
|
|
|
|
|
Закрытый аппарат при |
|
Открытый аппарат с |
|
избыточном давлении |
|
электрическим обогревом |
|
|
|
|
|
Закрытый аппарат при |
|
Закрытый аппарат с |
|
давлении ниже |
|
электрическим обогревом |
|
атмосферного |
|
|
|
|
|
|
|
9
http://www.mitht.ru/e-library
Таблица 2.4. Обозначения теплообменных аппаратов (по ГОСТ 2.789-74)
Аппараты |
Обозначение |
Аппараты |
Обозначение |
|
|
|
|
Аппараты |
|
|
|
теплообменные |
|
Аппарат теплообменный |
|
кожухотрубчатые: |
|
регенеративный |
|
а) с неподвижными |
|
|
|
трубными |
|
|
|
решетками при |
|
|
|
давлении в трубах |
|
|
|
и межтрубном |
|
|
|
пространстве выше |
|
Аппарат теплообменный с |
|
атмосферного; |
|
наружным обогревом |
|
б) с неподвижными |
|
|
|
трубными |
|
|
|
решетками при |
|
|
|
давлении в трубах |
|
|
|
выше, а в |
|
|
|
межтрубном |
|
Аппарат теплообменный с |
|
пространстве ниже |
|
электическим обогревом |
|
атмосферного; |
|
|
|
в) с температурным |
|
|
|
компенсатором на |
|
|
|
кожухе при |
|
|
|
давлении в трубах |
|
|
|
и в межтрубном |
|
|
|
пространстве выше |
|
Аппарат теплообменный с |
|
атмосферного. |
|
воздушным охлаждением |
|
Аппарат теплообменный |
|
|
|
кожухотрубчатый |
|
|
|
многоходовой |
|
|
|
|
|
Конденсатор смешения |
|
Аппараты |
|
|
|
теплообменные |
|
|
|
листовые: |
|
|
|
а) спиральные |
|
|
|
|
|
Калорифер |
|
б) пластинчатые |
|
|
|
разборные |
|
Градирни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. В таблице 2.4 приведены изображения лишь отдельных типов теплообменного оборудования. Обозначения других теплообменных аппаратов (см.
ГОСТ 2.789-74).
10
http://www.mitht.ru/e-library