Разработка технологической схемы
Технологическая схема разрабатывается на стадии проектной документации по данным научно-исследовательской организации или базовой технологии иностранного лицензиара.
К исходным данным для проектирования схемы относятся [1]:
– литературный обзор
– техническая характеристика сырья и продуктов,
– технологические параметры процессов
– материальные балансы
– основное оборудование.
Инженер-технолог определяет технологические операции, которые необходимо заложить в технологическую схему установки. По технологическим операциям составляются несколько вариантов принципиальной технологической схемы производства. Все варианты просчитываются на материальные балансы, и выбирается оптимальный вариант.
Процессы устанавливаются, используя дисциплину анализ и синтез химико-технологических систем. К числу основных процессов относятся гидродинамические, теплообменные, массообменные, химические с протекание химических реакций.
В структурной схеме каждый процесс реализуется набором аппаратов, которые компонуются, как правило, по блокам (узлам). Затем аппараты обвязываются трубопроводными линиями с расстановкой арматуры.
Требование к технологической схеме состоит в ее наглядности, то есть в понятном и четком описании соединения оборудования. При этом реальная трехмерная компоновка оборудования «в металле» может не учитываться, если она затрудняет чтение схемы.
Оборудование на схеме изображают в виде пиктограмм, отражающих конструкцию аппаратов или в виде гостовских условных обозначений.
Аппаратам присваивают индексы, как правило, следующие:
Н – насос, В – вентилятор, К – компрессор, Ф – фильтр, Эф – электрфиьтр, Ц – цтклон, Цф – центрифуга, Е – аппарата емкостного типа, К- колонна, С – сепаратор, Ф – фильтр, Т – теплообменный аппарат, Х – холодильник, ХК – холодильник-конденсатор, М – аппарат с мешалкой, А – адсорбер, Э – экстрактор, Р – реактор, П – трубчатая печь, Хв – аппарат воздушного охлаждения, Кр – регулирующий клапан, КЗ – запорный клапан. К буквенному обозначению добавляется цифровое в последовательности выполнения технологических операций. Если установка разделяется на секции, то в номере оборудования указывают секцию.
Трубопроводы нумеруются с указанием установки, диаметра трубопровода, параметрах среды.
На схемах помещают над основной надписью таблицу основных элементов.
Существует рекомендация делить технологическую схему условно на 3 ряда. В верхнем ряду размещают основное технологическое оборудование (печи и колонные аппараты размещаются на одной горизонтали), в среднем ряду размещают теплообменные и другие аппараты, в нижнем ряду размещают насосное оборудование.
Масштаб пиктограмм на схеме не выдерживается, вместе с тем, соблюдается соотношение габаритных размеров оборудования.
При оформлении технологических можно ориентироваться на оформление в программе AVEVA Diagrams с заимствованием условных обозначений и толщин линий для пиктограмм оборудования. Указанная программа имеет весьма большой перечень условных обозначений (символов) для разработки схем PI&D.
При разработке технологической схемы на современном уровне, к ней обеспечивается доступ различных специалистов [3]. Технологи и сантехники размещают на схеме элементы КИП, специалисты АСУТП используют эту информацию для разработки опросных листов.
В работе [2] приводится определение технологической схемы в форме «… рационально построенная система единичных аппаратов, соединенных между собой различными видами связей (прямых, обратных, последовательных, параллельных), позволяющая получить заданный продукт заданного качества из природного сырья или полуфабрикатов».
В работе [3] указывается следующие способы описания технологических схем:
– операционно-описательные модели с указанием основных и побочных реакций, словесного описания,
– иконографические модели в форме наглядного чертежа.
Последний вид описания делится функциональные (принципиальные), структурные, операторные и технологические схемы.
Функциональная (принципиальная) схема содержит информацию о способе функционирования химико-технологического процесса.
На структурной схеме показываются пиктограммы (изображение) всех аппаратов схемы в виде элементов с входом и выходом, а также связи между элементами.
Операторная схема наглядно показывает физико-химические превращения в технологических процессах.