- •Рис. 9.2. К расчету теплообмена в реакторе вытеснения
- •Рис. 7.2. К примеру 10.1
- •Рис. 11.4. К примеру 11.1
- •Рис. 11.9. К расчету шпилек
- •Рис. 11.10. К примеру 11.3
- •Рис. 11.11. К примеру 11.5
- •Рис. 13.10. Рамные мешалки
- •Рис. 13.11. Якорные мешалки
- •Предисловие
- •Экологическое и технико-экономическое обоснование проектов химических производств.
- •Этапы проведения экологической экспертизы
- •Принципы экологической экспертизы
- •Рис. 1.1. Общая система организации проектирования
- •Рис. 1.2. Основные этапы и стадии разработки проектов для промышленного строительства
- •1.2. Задание на проектирование
- •Рис. 1.3. Пример построения розы повторяемости и силы ветров
- •Рис.1.4. Схема выпадения дымовых частиц при наличии зеленых защитных насаждений между застройкой и источником задымления и при отсутствии их:
- •Рис. 1.5. Совмещенная схема движения загрязненных нижнего и верхнего потоков
- •1.5. Разработка проектной документации по охране окружающей среды
- •1.5.2. Разработка прогноза загрязнения воздуха
- •1.5.4. Прогноз воздействия объекта при возможных авариях
- •1.6. Технологический процесс как основа промышленного проектирования
- •Рис. 1.6. Схема производства серной кислоты контактным способом:
- •Рис. 1.8. Процессы и аппараты химической технологии
- •Рис. 1.9. Виды оборудования химической технологии
- •Рис. 1.11. Уровни организации химического предприятия
- •1.7. Генеральный план химических предприятий
- •Рис. 1.12. Генеральный план предприятий химической промышленности
- •1.8. Типы промышленных зданий
- •1.8.1. Одноэтажные промышленные здания
- •Рис. 1.13. Одноэтажное здание павильонного типа:
- •Рис. 1.14. Многоэтажное производственное здание:
- •1.8.2. Многоэтажные здания
- •Рис. 1.15. Многоэтажное производственное здание:
- •Рис. 1.16. Поперечные разрезы зданий I и II очередей сернокислотного производства:
- •1.8.3. Вспомогательные здания и помещения химических предприятий
- •1.8.4. Склады промышленных предприятий
- •1.9. Инженерные сооружения
- •инженерных сооружений
- •1.10. Специальные вопросы проектирования химических предприятий
- •2.1. Основные стадии проектирования химических производств и оборудования
- •Рис. 2.1. Основные стадии проектирования
- •2.2. Виды конструкторских документов
- •2.4.1. Курсовое проектирование
- •2.4.2. Дипломное проектирование
- •2.4.3. Пример использования АвтоЛиспа
- •Рис. 2.2. Схема установки для ректификации трехкомпонентной смеси:
- •СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •3.1. История развития САПР
- •3.2. Основные принципы создания САПР
- •Рис. 3.1. Модульная структура программного обеспечения
- •Рис. 3.2. Области использования ЭВМ в процессе проектирования
- •3.4. Автоматическое изготовление чертежей
- •3.5. Основные преимущества автоматизации проектирования
- •3.6. Основные требования к САПР
- •Рис. 3.3. Схема взаимодействия пользователя со средствами САПР:
- •3.7. Связь САПР с производством, расширение области применения
- •3.8. Система автоматизированного проектирования цементных заводов
- •3.8.1. Функционирование САПР
- •ВВЕДЕНИЕ В ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •4.1. Проектно-сметная документация
- •4.2.1. Исходные положения
- •4.2.2. Обоснование способа производства химической продукции
- •ВЫБОР И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Последовательность разработки технологической схемы
- •Рис. 5.1. Примерная схема стадий технологического процесса:
- •Рис. 5.2. Блок-схема физико-химических процессов, протекающих в гетерофазном реакторе с мешалкой
- •5.3. Принципиальная технологическая схема
- •5.4. Размещение технологического оборудования
- •Выбор технологического оборудования химических производств
- •6.1. Основные типы химических реакторов
- •Рис. 6.1. Установка для непрерывного процесса:
- •Рис. 6.5. Изменение концентрации веществ в реакторах:
- •Рис. 6.6. Реакторы смешения:
- •6.2. Химические факторы, влияющие на выбор реактора
- •6.2.1. Реакции расщепления
- •Рис. 6.7. Относительный выход реакции расщепления:
- •Реактор
- •6.2.2. Реакции полимеризации
- •6.2.3. Параллельные реакции
- •Объем реактора
- •РВНД
- •6.3. Эскизная конструктивная разработка основной химической аппаратуры
- •6.3.1. Общие положения
- •6.3.2. Реакторы
- •6.4. Оптимизация процессов химической технологии
- •УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
- •7.1. Стехиометрические расчеты
- •7.2. Термодинамический анализ процессов
- •7.2.1. Равновесие химической реакции
- •Рис. 1.1. Зависимость коэффициента активности газв от приведенных давления и температуры
- •7.2.2. Расчет состава равновесной смеси
- •7.3. Общее уравнение баланса массы
- •7.4. Практический материальный баланс
- •7.5. Физико-химические основы технологического процесса
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Расчет объемов реакторов
- •8.2.1. Основные положения химической кинетики
- •8.2.2. Расчет идеальных реакторов
- •8.3. Определение объемов аппарата
- •Тепловой расчет основного оборудования
- •9.1. Общее уравнение баланса энергии
- •Рис. 9.1. К примеру 9.1
- •9.2. Практический тепловой баланс
- •9.3. Теплообмен в реакторах
- •9.4. Расчет энтальпий и теплоемкостей
- •9.6. Расчет реактора периодического действия
- •Рис. 9.3. К тепловому расчету реактора периодического действия
- •9.7. Степень термодинамического совершенства технологических процессов
- •Рис. 9.6. Технологическая схема 1:
- •Рис. 9.7. Технологическая схема 2
- •Рис. 9.8. Схемы использования тепла реакций:
- •Гидравлические расчеты
- •10.1. Расчет диаметра трубопровода
- •Пары, насыщенные при абсолютном давлении (МПа)
- •Рис. 10.1. Зависимость коэффициента трения от критерия Рейнольдса и степени шероховатости трубы
- •10.3. Гидравлическое сопротивление кожухотрубчатых теплообменников
- •10.4. Подбор насосов
- •МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
- •11.1. Расчет сварных химических аппаратов
- •11.1.1. Основные расчетные параметры
- •11.1.2. Расчет на механическую прочность
- •11.1.3. Требования к конструированию
- •11.1.4. Расчет цилиндрических обечаек
- •Рис. 11.1. Номограмма для определения толщины цилиндрических обечаек, работающих под наружным давлением
- •Рис.11.2. Схема пользования номограммой на рис. 11.1:
- •11.1.5. Расчет крышек и днищ
- •Рис. 11.3. Основные конструкции днищ сварных аппаратов:
- •11.1.6. Подбор стандартных элементов
- •11.2. Расчет толстостенных аппаратов
- •Рис. 11.7. Основные конструкции уплотнений затворов высокого давления:
- •Рис. 11.8. К расчету усилий, действующих на затворы высокого давления
- •КОНСТРУКционНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ
- •12.1. Виды конструкционных материалов
- •12.2. Коррозия металлов и сплавов
- •12.2.1. Виды коррозии
- •12.2.2. Виды коррозионных разрушений
- •12.2.3. Способы борьбы с коррозией
- •12.3. Влияние материала на конструкцию аппарата и способ его изготовления
- •12.3.1. Конструкционные особенности аппаратов из высоколегированных сталей
- •Рис. 12.1. Сварка встык:
- •Рис. 12.2. Способы подготовки кромок под сварку
- •Рис. 12.4. Способы сварки легированной и углеродистой стали
- •12.3.2. Конструктивные особенности эмалированных аппаратов
- •Рис. 12.5. Элементы конструкции эмалированных аппаратов
- •Рис 12.6. Пайка элементов медных аппаратов
- •12.3.3. Конструктивные особенности аппаратов из цветных металлов
- •Рис. 12.7. Основные типы паяных соединений
- •12.3.4. Конструктивные особенности аппаратов из пластмасс
- •ОФОРМЛЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ХИМИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
- •13.1. Оформление поверхности теплообмена
- •Рис. 13.5. Реактор со змеевиковой рубашкой
- •Рис. 13.6. Рубашка с вмятинами
- •Рис. 13.8. Вывод змеевика через крышку аппарата:
- •13.2. Перемешивающие устройства
- •Рис. 13.12. Листовая мешалка
- •Рис. 13.13. Пропеллерные мешалки
- •Рис. 13.14. Турбинные мешалки открытого (а) и (б) закрытого типа
- •Рис. 13.15. Крепление мешалок к ступице:
- •13.3. Уплотнения вращающихся деталей
- •Рис. 13.18. Одинарное торцовое уплотнение:
- •ТРУБОПРОВОДЫ И ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА
- •Рис 14.5. Фасонные части трубопроводов
- •Рис. 14.7. Крепление горизонтальных и вертикальных трубопроводов на подвесках
- •Рис. 14.8. Компенсаторы:
- •ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ
- •15.1. Виды вспомогательного оборудования
- •Рис. 15.1. Схема многостадийного диспергирования твердой фазы с контрольной классификацией продукта
- •15.2. Транспортные средства
- •15.2.1. Классификация транспортных средств для твердых материалов
- •15.2.2. Машины для транспортировки жидкостей и газов
- •ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •16.1. Классификация методов гранулирования и особенности уплотнения гранул
- •Рис. 16.1. Тарельчатый гранулятор:
- •Рис. 16.2. Гранулятор барабанного типа конструкции НИИХиммаша
- •16.3. Основные закономерности и аппаратурное оформление метода экструзии
- •16.5. Гранулирование в псевдоожиженном слое
- •16.6. Технологические схемы процессов гранулирования дисперсных материалов
- •Рис. 16.11. Технологическая схема гранулирования шихты методом окатывания
- •Рис. 16.13. Схема уплотнения шихты в роторном грануляторе
- •Рис. 16.14. Схема гранулирования шихты методом экструзии
- •Рис. 16.15. Схема установки для компактирования шихты
- •ЛИТЕРАТУРА
Рис. 1.1. Общая система организации проектирования
Общая система организации проектирования (рис. 1.1) строится на последовательной детализации генеральной схемы (плана) развития и размещения производительных сил страны, схем развития и размещения соответству-
14
ющих отраслей народного хозяйства и промышленности по экономическим районам.
Проекты выполняются на основе исходных данных, по заданию на проектирование, в полном соответствии с нормами и положениями по строительному проектированию. Основные этапы и стадии разработки проектов для промышленного строительства представлены на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Основные этапы и стадии разработки проектов для промышленного строительства
15
1.1. ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПЛАН И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕ- СКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Перспективное планирование дает возможность сопоставить потребности народного хозяйства в определенных видах продукции с их фактическим производством и предусматривает рациональное размещение промышленного производства по территории страны с учетом приближения к источникам сырья, топлива, энергии, к районам потребления готовой продукции.
Данные перспективного планирования служат первичным документом при разработке проектной документации для осуществления строительства нового промышленного предприятия.
На основе решения правительства и с учетом перспективных планов развития отдельных отраслей промышленности и экономических районов проектная организация составляет технико-экономическое обоснование (ТЭО) строительства предприятия в виде проектных соображений или докладной записки, а также технико-экономических расчетов (ТЭР). Техни- ко-экономическое обоснование или технико-экономический расчет являются первичными плановыми или предпроектными документами, обосновывающими необходимость и экономическую целесообразность строительства нового или реконструкцию действующего предприятия. Состав и содержание ТЭР отличаются от ТЭО тем, что выбор площадки под строительство осуществляется с минимальным объемом инженерно-изыскательских работ для определения возможности ее использования.
Выбор и согласование площадки производится при разработке проекта. В технико-экономическом обосновании строительства должна быть экономическая характеристика района, в котором намечено строительство, указываются его географические данные, климатические условия, численность населения, площадки и даются характеристика земельных угодий, сведения о путях сообщения в районе. Кроме того, в технико-экономическом обосновании приводится характеристика проектируемого предприятия, его мощность, ассортимент готовой продукции, сведения о потреблении продукции предприятиями в районе и вне его, средние радиусы транспортировки продукции, указывается намеченный район или пункт строительства, приводятся предварительные ориентировочные данные об объеме капиталовложения и себестоимости основных видов продукции, об источниках снабжения сырьем, топливом, электроэнергией, водой, газом, строительными материалами. Обосновывается обеспеченность предприятия жильем для рабочих и служащих и ряд других сведений, включая данные о производственных и экономических связях с другими предприятиями и предварительные данные об эффективности капиталовложений.
Технико-экономическое обоснование должно осуществляться на следующих стадиях подготовки к строительству: при разработке генеральных схем (планов) развития и размещения производительных сил в стране, при разра-
16
ботке генеральных планов развития отраслей народного хозяйства и отраслей промышленности, при разработке проектов районной планировки, проектов промышленных районов и узлов, отдельных промышленных предприятий, зданий и сооружений.
1.2. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Основным исходным документом для составления проекта промышленного предприятия является задание на проектирование, в котором должны быть указаны следующие сведения:
–наименование предприятия;
–основание для проектирования, район, пункт и площадка строитель-
ства;
–номенклатура продукции и мощность производства по основным ее видам (в натуральном или денежном выражении) на полное развитие и на первую очередь;
–режим работы и намеченная специализация предприятия;
–основные источники обеспечения предприятия при его эксплуатации и строительстве сырьем, водой, теплом, газом, электрической энергией;
–условия по очистке и сбросу сточных вод;
–основные технологические процессы и оборудование;
–предполагаемое развитие (расширение) предприятий;
–намеченные сроки строительства;
–намеченный размер капиталовложений и основные технико-экономи- ческие показатели предприятия, которые должны быть достигнуты при проектировании;
–данные для проектирования объектов жилищного и культурно-бытово- го строительства, стадии проектирования;
–наименование генеральной проектной организации;
− наименование строительной организации генерального подрядчика.
1.3.ВЫБОР РАЙОНА РАЗМЕЩЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
ИПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА
В основу выбора района строительства должна быть положена схема районной планировки экономических районов. При решении вопроса о выборе района строительства необходимо учитывать следующие условия:
−наличие удобного места для строительства зданий и сооружений;
−природные, топографические, гидрогеологические, метеорологические условия;
−наличие сырья;
−наличие железных и автомобильных дорог, а также водных путей сообщения;
17
−размеры затрат на строительство для осуществления транспортных связей в период строительства и эксплуатации завода;
−наличие в районе строительства рабочей силы и жилого фонда;
−наличие рынка сбыта изделий;
−энергетические ресурсы завода;
−возможность снабжения предприятий водой;
−возможность кооперирования с другими предприятиями города. После выбора района строительства выбирают площадку для строитель-
ства, при этом предусматривают следующие факторы:
−достаточные размеры площадки и возможность расширения;
−удобства конфигурации участка;
−топографические условия участка и прилегающей местности, обеспечивающие минимальные затраты на земляные работы по планировке площадки под здание и транспортные пути;
−удовлетворительные геологические и гидрогеологические условия, обеспечивающие возможность строительства без применения дорогостоящих искусственных оснований и глубоких фундаментов;
−удобное примыкание к магистральным путям сообщения (железнодорожным, автомобильным, водным);
−наивыгоднейшее расположение площадки к источникам воды и месту сброса сточных вод, к источникам энергии и населенным пунктам.
Для правильного выбора заводской площадки необходимо учитывать целый комплекс технико-экономических требований к размещению и планировке ее территории, а также требования строительной климатологии.
Строительная климатология определяет прикладные характеристики климата, необходимые для проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.
Температура воздуха. В зависимости от температурного режима района
застройки выбирают тип задания, мощность отопительных систем и вентиляции, теплофизические характеристики ограждающих конструкций и т. п. При проектировании принимают расчетные температуры наружного воздуха по строительным нормам и правилам – СНиП 2.01.01−82.
Ветер. Ветер − движение воздуха, вызванное перепадом атмосферного давления, характеризуется скоростью и направлением, является одним из определяющих параметров климата территорий застройки и учитывается при проектировании генеральных планов, районной планировки и производственных объектов. Ветровой напор создает дополнительные статические нагрузки на строительные конструкции, увеличивает теплопотери зданий, перераспределяет снеговые, пылевые отложения на территориях застройки и на кровлях зданий.
В процессе проектирования удобно пользоваться «розой ветров» − графическим изображением характеристик ветра, на котором приводятся дан-
18