Вспомогательные здания и помещения

Каждое предприятие в своём составе должно иметь 5 групп вспомогательных зданий и помещений:

– санитарно-бытовые помещения и устройства (гардеробные, душевые и др.);

– помещения общественного питания (столовые, пункты приёма пищи и др.);

– помещения медицинского обслуживания (медпункт, медсанчасть и др.);

– помещения культурного обслуживания (клуб, спортзал и др.);

– помещения управления и общественных организаций (дирекция, отдел охраны труда, бухгалтерия, профком и др.).

В основу выбора состава и количества бытовых помещений и устройств положена санитарная характеристика производственных процессов. Все производственные процессы в зависимости от характера и степени воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов делятся на 4 санитарные группы, каждая из которых подразделяется на подгруппы, детализирующие степень воздействия ОВПФ.

I группа – производственные процессы в условиях нормативного микроклимата (оптимальный и допустимый) при отсутствии выделений пыли и вредных газов и паров.

II группа – производственные процессы при неблагоприятном микроклимате или при пылевыделениях, а также при напряжённой физической работе.

III группа – производственные процессы с резко выраженными факторами вредного воздействия токсических веществ и загрязнения рабочей одежды (соединения мышьяка, ртути, фосфора и др. в условиях превышения их ПДК).

IV группа – производственные процессы, требующие особого режима для обеспечения качества продукции (производство пищевых продуктов, стерильных материалов, изделий радиоэлектроники и др.).

Расчёт площадей санитарно-бытовых помещений и количества соответствующих устройств производится для наиболее многочисленной смены, кроме гардеробных, которые рассчитываются на списочное число работающих, т.е. на весь персонал. Расчёт производится на основании требований нормативного документа ? .

При наличии профессий разных санитарных групп расчёт санитарно-бытовых помещений ведётся по нормам каждой группы, если же одна из групп составляет 70 % и более общего количества работающих, то расчёт производится по нормам для этой группы.

Независимо от санитарной группы производственных процессов при количестве персонала более 250 человек в наиболее многочисленную смену предусматриваются столовые, менее 250 человек – буфеты с доставкой горячей пищи из столовых, менее 30 человек – комнаты для приёма пищи. Комнаты для приёма пищи, приносимой из дома, должны иметь площадь не менее 12 м2.

Безопасность производственного оборудования

Классификация производственного оборудования

По функциональному назначению производственное оборудование (ПО) подразделяется на универсальное, специализированное, специальное.

Универсальное (общезаводское) – ПО, применяемое в различных производствах. К нему относятся насосы, компрессоры, вентиляторы, газоочистное и пылеулавливающее оборудование, а также транспортные средства.

Специализированное – ПО, применяемое для проведения одного процесса различных модификаций: теплообменники, водонагревательные котлы и др.

Специальное – ПО, предназначенное для проведения только одного процесса: проходческий угледобычной комбайн, электрогенератор переменного тока, паровая турбина и др.

Вышеуказанные виды производственного оборудования относятся к основному технологическому оборудованию.

Вспомогательным производственным оборудованием принято считать ёмкости, резервуары, хранилища и т.п.

Требования к надёжности производственного оборудования

С укрупнением мощностей технологических агрегатов существенно повышаются требования к их надёжности и безопасной эксплуатации. Повышение надёжности производственного оборудования имеет особое значение, т.к. его эксплуатация в условиях топливно-энергетического комплекса (ТЭК) сопряжена с обработкой токсичных, пожаро- и взрывоопасных веществ и осуществляется при воздействии вибрации, ударов, высокой температуры, агрессивной среды и других опасных факторов.

Под надёжностью понимают свойство оборудования выполнять заданные функции при сохранении эксплутационных показателей в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Надёжность обусловливается безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Безотказность – свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или при выполнении определённого объёма работ в заданных условиях эксплуатации.

Отказ – событие, характеризующееся полной или частичной утратой работоспособности оборудования. Отказы делятся на приработочные, внезапные (случайные) и износовые (постепенные).

Приработочные отказы являются результатом дефекта элементов оборудования и ошибок, допущенных при его сборке и монтаже, поэтому после сборки и монтажа производственного оборудования необходимо время для его проверки в работе (приработка) – десятки и сотни часов. После окончания приработки, наступает период нормальной эксплуатации.

Внезапные (случайные) отказы происходят в период длительной эксплуатации оборудования (годы).

Износовые отказы характерны в период приближения срока окончания эксплуатационной службы оборудования. Для предотвращения износовых отказов необходимо производить профилактическую замену элементов ПО до наступления их износа.

Основная задача безопасной эксплуатации производственного оборудования – регулирование, вплоть до полной ликвидации, приработочных и износовых отказов, а также создание условий для минимального проявления и быстрого устранения внезапных отказов.

Долговечность – свойство системы сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Долговечность оборудования определяется технически и экономически целесообразными сроками его эксплуатации.

Экономически целесообразным пределом эксплуатации оборудования следует считать тот срок, когда предстоящие расходы на капитальный ремонт приближаются к стоимости нового ПО. При этом выгоднее приобрести новое оборудование, нежели ремонтировать старое, да и показатели нового оборудования в результате непрерывного технического прогресса значительно выше.

Ремонтопригодность – свойство системы приспосабливаться к предупреждению, отысканию и устранению в ней отказов и неисправностей, что достигается техническим обслуживанием и ремонтом.Производственное оборудование может быть ремонтируемым (восстанавливаемым) и неремонтируемым (невосстанавливаемым).

Ремонтируемым принято называть оборудование, работоспособность которого в случае отказа можно восстановить в данных условиях эксплуатации.

Неремонтируемым считается оборудование, работоспособность которого в случае отказа не восстанавливается вообще или в данных условиях эксплуатации.

Основные направления повышения надёжности производственного оборудования

§ 1. Основное и вспомогательное оборудование.

Основное оборудование. Учебные мастерские и предприятия оснащены основным и вспомогательным оборудованием. К основному относят оборудование, предназначенное для выполнения основных технологических операций (резка заготовок, токарная обработка, штамповка и др.). К вспомогательному относят оборудование, занятое на выполнении вспомогательных операций (перевозка, упаковка и др.).

В зависимости от характера выполняемых работ и типа применяемых инструментов оборудование подразделяется на группы.

Группа 1 -токарные станки, включает станки, которые предназначаются для обработки поверхностей вращения. Объединяющим признаком данной группы является использование вращательного движения заготовки в качестве движения резания.

Группа 2 - сверлильно-расточные станки, включает также и расточные. Объединяющим признаком группы сверлильных станков является их назначение - обработка круглых отверстий. Движением резания служит вращение инструмента, которому обычно сообщается движение подачи. В горизонтально-расточных станках подача может осуществляться также перемещением стола с заготовкой.

Группа 3 - шлифовальные станки, объединяются по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов. В эту группу входят также полировальные и доводочные станки, на которых в качестве режущего инструмента используются абразивные бруски, абразивные ленты, порошки и пасты.

Группа 4 - зубообрабатывающие станки, включает все станки, служащие для обработки зубьев колес.

Группа 5 - фрезерные станки, объединяет все станки, использующие в качестве режущего инструмента многолезвийные инструменты - фрезы.

Группа 6 - строгальные и долбежные станки, объединяет станки, у которых общим признаком является использование в качестве движения резания прямолинейного возвратно-поступательного движения резца или изделия.

Группа 7 - протяжные станки, включает станки с общим признаком; использование в качестве режущего инструмента специальных многолезвийных инструментов - протяжек.

Группа 8 - электрофизические и электрохимические станки.

Группа 9 - отрезные и разные станки.

Группа 10 - станки, изготовляемые другими министерствами и ведомствами, предназначены для различных видов обработки (токарной, фрезерной и др.).

В СССР принята единая система обозначений станков, основанная на присвоении каждой модели станка шифра (номера). Номер, присваиваемый каждой модели станка, может состоять из трех или четырех цифр и букв, причем буквы могут стоять после первой цифры или в конце номера, например: 612, 1616, 6Н82, 2620.

Первая цифра показывает группу, к которой относится данный станок. Вторая цифра указывает тип станка в данной группе. Третья или третья и четвертая цифры совместно показывают условный размер станка. Например, для токарных станков третья и четвертая цифры показывают высоту центров в сантиметрах или дециметрах.

Чтобы различить конструктивное исполнение станков одного и того же размера, но с разной технической характеристикой, между первой и второй цифрами вводится буква. Например, все станки моделей 162, 1А62, 1Б62, 1К62 - токарные с высотой центров 200 мм. Однако модель 162 имеет максимальную частоту вращения 600 об/мин, модель 1А62 - 1200, 1Б62- 1500, а модель 1К62-2000 об/мин. Буквы, стоящие в конце номера, означают различные модификации станков одной и той же базовой модели. Например, горизонтально-фрезерный станок 6Н82Г представляет собой упрощенный тип базового универсально - фрезерного станка 6Н82.

Станки классифицируются также по универсальности, по степени автоматизации, по точности и массе.

Назначением основного технологического оборудования является изготовление деталей машин, т. е. обработка заготовок этих деталей.

Любое технологическое оборудование состоит из корпуса, привода и исполнительных органов. Ниже описан универсальный вертикально-сверлильный станок (рис. 249).

Рис. 249. Вертикально-сверлильный станок:

1 - стол, 2 - инструмент, 3 - шпиндель, 4-шпиндельная головка, 5 - электродвигатель, 6 - шпиндельная бабка, 7 -колонна, 8--штурвал, 9 - фундаментная плита

На фундаментной плите 9 смонтирована колонна 7 коробчатой формы. В ее верхней части смонтирована шпиндельная головка 4, несущая электродвигатель 5, шпиндель 3 с инструментом 2. На вертикальных направляющих колонны установлена шпиндельная бабка 6, внутри которой размещен механизм подачи, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя. Поднимать и опускать шпиндель можно механически и вручную при помощи штурвала 8.

Условное изображение механизмов, соединенных в определенной последовательности в кинематические цени, называют кинематической схемой. Кинематические цепи, обеспечивающие исполнительные движения рабочих органов, называют структурными.

Простейшая кинематическая схема станка показана на рис. 250. Здесь три исполнительных движения: вращение вала I - шпинделя с инструментом, вала IV - шпинделя, изделия и прямолинейная подача стола вместе с заготовкой II. В соответствии с этим имеем три структурные кинематические цепи: первая состоит из ременной передачи со шкивами 1-2, вторая - из передачи 3-4, червячной пары 5-6, колес а-b, с-d и винтовой пары 9-10.

Рис. 250. Простейшая кинематическая схема станка:

1,2 - шкивы, 3,4 - ременная передача, 5, 6 - червячная пара, 7, 8, а-b-с-d - зубчатые колеса, 9, 10 - винтовая пара

Вспомогательное оборудование. К вспомогательному оборудованию относят краны, тельферы, тележки, конвейеры, укладчики, кантователи, оборудование для консервации и упаковки и др.

Классификация и виды технологического оборудования

Применяемое в химической промышленности оборудование классифицируется по различным признакам.

По назначению и принципу действия оборудование подразделяют на машины и аппараты.

Машины– механизмы, осуществляющие определенные целесообразные движения для преобразования энергии или производства работы. В компрессоре, например, механическая энергия затрачивается на сжатие газа, а в двигателе внутреннего сгорания – наоборот.

Аппараты– устройства для проведения химических, физико-химических, тепловых и гидромеханических процессов, в которых механические операции играют вспомогательную роль. Аппараты являются основным видом химического оборудования.

По областям применения и масштабам производства оборудование подразделяется следующим образом:

Универсальное – типовое оборудование, пригодное для применения без каких-либо изменений в различных химических производствах. К такому оборудованию относят насосы, компрессоры, центрифуги, пылеулавливающее и газоочистное оборудование.

Специализированное оборудование предназначено для одного или нескольких близких по типу производств. Его выпускают небольшими сериями. Это абсорберы, выпарные аппараты, ректификационные колонны.

Специальное оборудование применяют для проведения одного технологического процесса и не используют в других производствах (колонна синтеза аммиака, карбамида, грануляционная башня, суперфосфатная камера, кальцинатор).

По роли в осуществлении технологического процесса оборудование подразделяют на основное и вспомогательное.

К основному (технологическому) оборудованию относятся машины и аппараты, необходимые для проведения химических и физико-химических процессов, в результате которых образуются целевые продукты.

Вспомогательное – оборудование, не оказываещее существенного влияния на технологический процесс (емкости, хранилища, резервуары). Производительность установки или выход целевого продукта не зависят от размеров и конструкции вспомогательного оборудования, поэтому их можно изменять в определенных пределах. Вместе с тем, от надежности вспомогательного оборудования зависит устойчивость работы всей установки.

По условиям работы различают непрерывно и периодически действующее оборудование. В отдельную группу относят оборудование, работающее в полунепрерывном режиме (подача реагентов осуществляется непрерывно, выгрузка – периодически).

(сравнить какой лучше и по каким критериям)

Машины и аппараты в свою очередь также подразделяются на отдельные группы. Основные типы машин представлена в табл. 2.1.

Классификация машин

Аппараты в зависимости от основной величины, определяющей их производительность, подразделяются на аппараты поверхностного и объемного типа. К поверхностному типу относят аппараты, производительность которых определяется поверхностью тепло- и (или) массопередачи, включая поверхность фильтрации или отстаивания.

В аппаратах объемного типа производительность определяется объемом, а поверхность тепло- или массопередачи играет второстепенную роль.

В зависимости от характера протекающих процессов аппараты подразделяют на следующие группы:

– теплообменные – эти процессы проводят в теплообменниках, холодильных установках, выпарных аппаратах, кристаллизаторах;

– массообменные – для их проведения служат ректификационные колонны, абсорберы, десорберы, экстракторы, сушилки, ионообменники;

– гидромеханические – предназначенные для разделения неоднородных газовых или жидких систем на составляющие компоненты; указанные. Аппараты гидромеханических процессов делятся на три группы: аппараты для разделения газовых неоднородных систем (выделение из газов пыли и капель жидкости) – циклоны, рукавные фильтры, аппараты для разделения жидких неоднородных систем (выделение из жидкости твердой фазы или капель нерастворившейся жидкости) – центрифуги, вакуум-фильтры, отстойники и гидроциклоны, аппараты для образования неоднородных систем (смесители, аппараты с кипящим и взвешенным слоем).

– реакционные – предназначенные для проведения химических процессов превращения одних веществ в другие (синтез, разложение, обменные реакции, окислительно-восстановительные процессы); их проводят в реакторах или реакторных устройствах.

Реакторы являются наиболее важным элементом любого химико-технологического процесса, поскольку в них протекают основные химические превращения, в значительной степени определяющие технико-экономические показатели всего производства.

Для реакторов характерно большое конструктивное разнообразие, вместе с тем, имеются характерные особенности, позволяющие группировать их.

По гидродинамическому режиму движения и перемешивания реагентов реакторы подразделяют на две группы:

· реакторы смешения, представляющие собой емкостные аппараты, снабженные перемешивающим устройством либо циркуляционным насосом (аппараты кипящего слоя, смесители, кристаллизаторы);

· реакторы вытеснения, имеющие форму удлиненного желоба или трубы, в которых движение реагентов происходит только в одном направлении, а перемешивание носит локальный характер и обусловлено неравномерностью скоростей движения потока, флуктуациями и местными завихрениями (трубчатые аппараты, выщелачиватели).

При изучении теории химических реакторов рассматриваются идеальные модели ректоров. Реакторы идеального смешения – аппараты, в которых за счет обеспечения интенсивного перемешивания концентрация реагентов в любой точке объема в данный момент одинакова и изменяется во времени по мере протекания химического процесса. Гидродинамический режим в реакторе идеального вытеснения характеризуется тем, что любая частица потока движется вдоль длины реактора при этом продольное и радиальное перемешивание отсутствует. Каждый элементарный объем потока движется от начала к концу реактора подобно поршню в цилиндре, не смешиваясь с предыдущим и последующим объемами. Внесение определенных поправок на неидельность (наличие градиента концентрации, неравномерности перемешивания) позволяет использовать идеальные модели реакторов для описания, расчета и оптимизации реальных реакционных аппаратов.

По техническому назначению реакторы подразделяют:

· ректоры для проведения гомогенных процессов (газофазных и жидкофазных);

· ректоры для проведения гетерогенных процессов (химических процессов, протекающих в системах газ-твердое, газ-жидкость, жидкость-твердое и др.);

· контактные аппараты – реакторы для проведения каталитических процессов в системе газ-газ с участием твердых катализаторов;

· печи – реакторы для проведения высокотемпературных процес-сов;

· аппараты высокого давления – выделяются в отдельную группу в связи с особенностями их конструкции, обусловленными работой при высоком давлении; в химической промышленности к этой группе относят аппараты, работающие под давлением свыше 10 МПа.

Большую группу оборудования составляют трубопроводные системы, включающие трубопроводы, фасонные изделия (отводы, тройники), компенсаторы, запорную и предохранительную арматуру (вентили, краны, задвижки, клапаны). Данное оборудование занимает до 40% производственных площадей.

Для хранения жидкостей и газов служат различные емкости, резервуары, сборники, газгольдеры.

Понятие промышленного оборудования

Для понимания сути вопроса дадим определение термина «оборудование»:

Оборудование – это совокупность машин, механизмов, приборов, устройств, используемых для работы или производства.

Нас интересует оборудование, которое применяется в промышленности, т.е. производственное оборудование. Его также называют технологическим оборудованием.

Промышленное оборудование – это совокупность разнообразных машин и механизмов, которые оказывают в производственном процессе непосредственное механическое, химическое или термическое воздействие на предмет труда.

Уместно будет в данном случае дать определение и термину «машина» . В наиболее общем, классическом определении:

Машина – это техническое устройство, которое выполняет движения механического характера с целью преобразования энергии, материалов и информации.

Кроме того, машину можно рассматривать и как технический объект, который состоит из взаимосвязанных функциональных компонентов (механизмов, устройств, узлов, деталей и т.п.) и использует энергию для выполнения своих функций. При этом, машина не обязательно должна состоять из механически движущихся частей (примером может служить электронная вычислительная машина).

Если рассматривать промышленное оборудование с технологической точки зрения, то ему можно дать следующее определение:

Промышленное оборудование – это оборудование, которое предназначено для выполнения разнообразных технологических операций (обрабатывающих, заготовительных, отделочных, термических, лакокрасочных и др.), которые необходимы для получения изделий требуемой точности и качества.

Дальнейшее рассмотрение вопроса излагается в статье по классификации промышленного оборудования.

ООО «СДТ» предлагает купить деревообрабатывающее оборудование по низким ценам. В нашем каталоге представлен практически весь спектр деревообрабатывающих станков, которые используются во многих сферах производства.

Классификация производственного оборудования

Прежде всего, необходимо отметить, что в настоящее время нет единой классификации производственного оборудования в статистическом учете.

Любая классификация предполагает группировку элементов по каким-либо признакам и подчинена определенной цели. Классификация производственного оборудования должна дать ответы на вопросы о том, в чем заключаются конструктивные и технологические особенности машин (оборудования), где оно применяется или может применяться, насколько оно технически совершенно, в каком состоянии находится и на многие другие. Следовательно, при построении классификации производственного оборудования в ее основе необходимо положить систему признаков, позволяющих всестороннее характеризовать производственное оборудование.

Однако, как показала практика планирования и статистики, образуемые при этом группы не создают обоснованную и логически законченную классификацию, в которой применялась бы система последовательно развивающихся признаков.

Вследствие сказанного, вместо единой классификации в настоящее время применяется несколько классификаций, каждая из которых отвечает требованиям тех или иных задач статистики.

Прежде всего, производится классификация производственного оборудования по его роли в производственном процессе:

1) специализированное технологическое оборудование (такое оборудование, которое предназначено для выпуска основной продукции в конкретной отрасли: швейные, трикотажные машины, вязальные автоматы и т.п.);

2) общеотраслевое оборудование (это оборудование многоотраслевого назначения, токарные, фрезерные станки можно встретить не только на металлообрабатывающих предприятиях, но и на предприятиях легкой промышленности и бытового обслуживания населения. Причем в бытовом обслуживании населения они могут использоваться и для ремонта швейных машин, трикотажных и других).

Большое значение для учета и статистики имеет классификация по способу воздействия на предметы труда. Исходя из этого признака все производственное оборудование делится на следующие три группы:

К механическому относят оборудование, при использовании которого воздействие на предмет труда осуществляется путем механических операций (металлорежущие станки, ткацкие станки, швейные машины, другие виды оборудования).

Термическое оборудование – воздействие на предмет труда осуществляется путем создания определенного температурного режима, т.е. воздействие температурой (домны, мартены – в металлургической промышленности, сушильные установки в обувной промышленности, в кожевенной и т.п.).

Химическое оборудование – воздействие на предмет труда осуществляется с помощью или посредством химических реакций (например, отделка ткани, отделка кожи и т.п.).

По уровню автоматизации все производственное оборудование может быть разделено на:

в) автоматические линии;

г) оборудование с ЧПУ.

Классификация по техническому состоянию предполагает его разделение на технически годное и износившееся, либо на исправное, требующее капитального ремонта и подлежащее списанию.

Классификация по возрастным группам (по срокам службы) предполагает выделение трех групп:

2) от 5 до 10 лет;

В разрезе данной классификации ведется расчет среднего возраста оборудования.

Например, необходимо определить средний срок швейного оборудования.

Таблица 7.1 – Распределение оборудования по возрасту

ВИДЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Емкостная аппаратура. К емкостной аппаратуре относятся верти - кальные, горизонтальные и сферические емкости; отделители высоко­го и низкого давления; сферические и цилиндрические резервуары; мерники и др.

Основными исходными данными для выполнения проекта сборни­ка являются:

— физико-химические свойства среды;

— рабочие давление и температура.

Коническими крышками и днишами. Форма крышек зависит от диа­метра аппарата и вида конструкции аппарата. Стальные аппараты диаметром до 1400 мм имеют плоские объемные крышки, а свыше 1400 мм — приварные. Для мерников и отстойников обычно проекти­руют конические дниша.

На технологической схеме должны быть показаны все трубопрово­ды, связанные с рассматриваемым аппаратом, и приведены их услов­ные проходы. Количество штуцеров должно быть равно количеству трубопроводов, а их условные проходы должны быть не меньше услов­ных проходов груб. Минимальный условный проход штуцера состав­ляет 40 мм.

В общем случае на емкостной аппаратуре могут размещаться шту­цера следующих назначений:

— входы и выходы продукта;

— входы и выходы тепло- или хладагента;

— установка предохранительного клапана;

— установка манометра, термометра сопротивления (термопары, регуляторы уровня);

— перелив избытка продукта;

— установка мерных стекол;

— установка погружных насосов или перемешивающего устрой­ства;

— установка дыхательного клапана, смотрового стекла, а также лаз и вентиляционный люк.

Входные штуцера обычно располагаются в верхней части аппара­та. Они могут быть простые или с сифоном, т. е. с трубой, опущенной внутрь аппарата на максимально возможную [дубину. Наличие сифона предотвращает разбрызгивание жидкости и уменьшает возможность образования электростатического электричества.

Штуцера для входа воздуха или азота, для перемешивания, а также для острого пара снабжаются распределительными устройствами — барботерами. Диаметры отверстий в барботерах выбираются в преде­лах 3—10 мм, а их суммарное сечение должно быть в 2-3 раза меньше сечения подводящего трубопровода.

Штуцера сборников, предназначенные для выхода газообразного продукта, располагаются в верхней части аппарата. Штуцеры для выхода жидкого продукта могут располагаться как в нижней, так и в верхней его части.

Диаметр воздушника выбирается из условия обеспечения выпуска воздуха, вытесняемого из сборника жидкостью при се максимально возможном поступлении, при этом скорость газа в воздушнике

20-4240 не должна превышать 15 м/с. Таким же образом определяется диаметр штуцера для дыхательного клапана.

Дренажные штуцера, как правило, устанавливаются в днище вер­тикального аппарата или на уровне нижней образующей обечайки горизонтального аппарата. При недостатке высоты для установки ап­парата дренажный штуцер врезается сбоку и снабжается сифоном.

Для замера и регулирования уровня чаще всего применяются регу­ляторы уровня — камерные цилиндрические с поплавками (РУКУ). Для их установки на обечайке вертикальных аппаратов или на одном из боковых днищ горизонтального аппарата предусматриваются два штуцера с условным диаметром Оу = 40 мм.

Для обслуживания арматуры предусматриваются металлические площадки. Их форма и способ крепления зависят от взаимного рас­положения аппаратов. Все штуцера должны быть расположены так, чтобы обеспечить трубопроводную связь между аппаратами по крат­чайшим пугям и с минимальным числом поворотов.

Теплообменники. Значительную часть капиталовложений на обору­дование химических предприятий составляют расходы на теплообмен­ную аппаратуру.

По назначению теплообменная аппаратура делится на:

Кроме того, теплообменники подразделяются на рекуператоры и регенераторы. Рекуператорами называется теплообменная аппаратура, в которой движение теплоносителей является стационарным, т. е. оба потока теплоносителей проходят через аппарат одновременно.

Регенераторами называется теплообменная аппаратура, в которой два потока теплоносителей проходят через одно и то же пространство попеременно. В регенераторах тепло, передаваемое от одного из теп­лоносителей твердым стенкам, аккумулируется ими, а затем отдается второму теплоносителю, когда наступает его очередь движения через аппарат. Простейшая конструкция регенератора — это груба, через которую поступает сначала один теплоноситель справа налево, затем через нее же, только слева направо, другой теплоноситель. Передача тепла стенкам и отвод от них регулируются величинами входных тем­ператур. Это аппараты периодического действия. Большая часть теп­лообменной аппаратуры относится к рекуператорам.

Основными исходными данными для проектирования и выбора теплообменной аппаратуры являются следующие:

— температуры теплоносителей на входе и выходе из аппарата;

— физико-химические свойства потоков теплоносителей;

— схема движения потоков теплоносителей;

— допустимые потери давления в потоках;

— расчетная поверхность теплообмена и лр.

Наиболее распространенным типом теплообменников являются кожухотруб^атые теплообменники, к основным достоинствам которых относятся: простота изготовления, надежность в эксплуатации, срав­нительно высокая поверхность теплообмена при незначительных га­баритах.

К недостаткам кожухотрубчатых теплообменников можно отнести их высокую металлоемкость и ограниченную длину труб (не более 9 м).

Существуют следующие разновидности кожухотрубчатых теплооб­менников:

— с неподвижными трубными решетками (Н);

— с температурным компенсатором на кожухе (К);

— с плавающей головкой (П);

— с и-образными трубами (У);

— с плавающей головкой и компенсатором (ПК).

При выборе конструкции теплообменника необходимо придержи­ваться следующих правил:

— теплоноситель с более высоким давлением направляют в труб­ное пространство;

— теплоноситель, способный вызывать коррозию металла, следует направлять по трубам во избежание коррозии корпуса аппарата;

— теплоноситель, загрязненный или способный давать твердые отложения, необходимо направлять с той стороны теплообмена, кото­рая доступна для очистки;

— для улучшения теплообмена не всегда требуется увеличение ско­рости движения теплоносителя;

— более нагретый теплоноситель следует пропускать по трубам, так как при этом уменьшаются потери тепла в окружающую среду.

При выборе положения теплообменника (вертикальное или гори­зонтальное) следует иметь в виду, что вертикальные аппараты занима­ют меньшую площадь и отвод конденсата из трубного пространства конструктивно упрощается, однако горизонтальные аппараты легче обслуживать.

Кроме кожухотрубчатых в химических производствах используют другие типы теплообменной аппаратуры: теплообменники типа «труба в трубе», оросительные, погружные, воздушного охлаждения, спираль­ные, блочные и др.

Теплообменные аппараты типа «труба в трубе» имеют высокий коэффициент теплоотдачи, применяются для нагрева и охлаждения сред, находящихся под высоким давлением, имеют сравнительно небольшие гидравлические сопротивления межтрубного пространства.

К недостаткам этого типа теплообменников относится их высокая металлоемкость, трудности с очисткой кольцевого канала. Главным об­разом, эти теплообменники используются для охлаждения в системе «жидкость—жидкость» при небольших расходах. Иногда они приме­няются в качестве конденсаторов при больших давлениях в системе «жидкость—газ».

В химической промышленности используются оросительные теп­лообменники для охлаждения агрессивных сред, например в произ­водстве серной кислоты. Они просты в изготовлении и могут быть изготовлены из кислотостойких и сравнительно дешевых материалов, например из кислотоупорного чугуна. Однако оросительные теплооб­менники малоэффективны, имеют высокую металлоемкость.

Погружные змеевиковые теплообменники используются для ор­ганизации теплообмена между средами, одна из которых находится под большим давлением. Они состоят из плоских или цилиндрических змеевиков, погруженных в сосуд с жидкой средой. Другая жидкость или газообразная среда пропускается по трубам. Достоинствами этих теплообменников являются способность их к самокомпенсации температурных напряжений и низкое гидравлическое сопротивление. К недостаткам теплообменников погружного типа следует отнести сложность изготовления и монтажа.

Блочные теплообменные аппараты обладают высокой стойкостью к агрессивным средам (кислотам, щелочам, органическим и неоргани­ческим растворителям). Это высокоэффективные аппараты, так как по теплопроводности графит в 4 раза превышает коррозионностойкую сталь. Однако низкая прочность на растяжение и изгиб ограничивают области их применения.

Основные способы интенсификации процесса теплообмена свя­заны с увеличением поверхности теплообмена или увеличением ко­эффициента теплоотдачи, рациональным подбором гидродинамики теплоносителей:

— поперечное омывание трубных пучков, расположенных в шах­матном порядке, значительно турбулизируют поток, и ламинарный слой жидкости остается только на отдельных участках;

— установка распределительных камер с целью ликвидации застой­ных зон в межтрубном пространстве;

— применение труб как с наружным, так и с внутренним ореб - рением.

При проектировании необходимо учитывать, что спирали, диаф­рагмы, насадки, перегородки, которые используют для турбулизации потоков, способствуют увеличению гидравлического сопротивления.

Аппараты для разделения неоднородных систем. Неоднородные сис­темы подразделяются на жидкие (эмульсии и суспензии) и газовые — аэрозоли (пыль, туманы, дым). Для разделения суспензий применяют фильтры, для эмульсий — центрифуги и сепараторы, для разделения аэрозолей — аппараты сухой и мокрой пылеочистки и электрофильтры.

Фильтры. В фильтрах проволят процесс разделения неоднородных систем с помошью пористых перегородок, пропускающих одну из фаз системы и задерживающих другую.

В качестве фильтровальных перегородок используют различные гкани, проволочные и полимерные сетки, металлические, стеклянные, керамические пористые пластины и др.

Большое распространение получили фильтры периодического действия рамного типа благодаря простому устройству и возможности осуществлять фильтрацию при повышенном (до 0,5 МПа) давлении. Типичным представителем аппаратов данного типа является плиточ­ный рамный фильтр-пресс, имеющий большую удельную поверхность и высокую производительность благодаря значительной движущей силе. Движущей силой процесса фильтрации является разность давле­ний над осадком и под фильтрующей перегородкой. Однако негерме - тичность, сложность и трудоемкость разгрузки фильтра ограничивают область их использования. В основном рамные фильтр-прессы приме­няют для разделения малоконцентрированных суспензий, жидкая фаза которых или промывная жидкость не являются ядовитыми, пожаро­опасными и легколетучими веществами.

Меньшие размеры при той же поверхности фильтрации имеет камерный фильтр-пресс.

Существенным недостатком обычных рамных и камерных фильтр­прессов является длительность и трудоемкость выгрузки осадка, кото­рая обычно проводится вручную. Поэтому, несмотря на простоту их конструкции и низкую металлоемкость, их заменяют автоматизиро­ванными камерными фильтр-прессами с горизонтальным и вертикаль­ным расположением пакетов из фильтровальных плит. Основные пре­имущества фильтра — возможность фильтрации и отжима осадков при давлениях до 1,5 МПа и полная автоматизация процесса. Эти фильтры широко используются для установок очистки сточных вод.

К аппаратам непрерывного действия относится барабанный ваку - ум-фильтр, представляющий собой медленно вращающийся цилинд­рический барабан с двойной стенкой. Одна из стенок перфорирована и снабжена фильтровальной перегородкой. Полость между стенками закрыта кольцевыми крышками и служит для сбора фильтрата, отво­димого из фильтра по дренажным трубкам. В зависимости от назначе­ния барабанные вакуум-фильтры изготавливают с различными углами погружения барабана (от 80 до 270°). Фильтры малого погружения в ос­новном используются для легкофильтруемых суспензий; для трудно - фильтруемых используются фильтры с углом погружения около 200°; для низкоконцентрированных суспензий с волокнистой твердой фа­зой — фильтры с углом погружения 210—270°. Фильтры общего назначения имеют угол погружения в пределах 135—145°. Основным недостатком этих фильтров является их громоздкость. В этом отноше­нии более выгодными являются ячейковые дисковые вакуум-фильтры, в которых фильтрующая поверхность образована несколькими полы­ми дисками. Эти фильтры преимущественно применяются в крупно - тоннажных производствах, горнорудной, металлургической и угольной промышленности.

Тарельчатые вакуум-фильтры применяются для разделения круп­нозернистых быстро осаждающихся суспензий, так как направления фильтрации и отстаивания суспензии совпадают. Тарельчатые вакуум - фильтры в основном применяются для обезвоживания и промывки крупнозернистых концентратов каменного угля и других кристалли­ческих продуктов. К недостаткам этих фильтров можно отнести их большие размеры и неравномерность промывки осадка из-за разной линейной скорости его движения в центральной и периферийной час­тях зоны промывки. Эти недостатки отсутствуют у ленточных вакуум - фильтров, область применения которых аналогична области примене­ния тарельчатых вакуум-фильтров.

Ленточные вакуум-фильтры. Имеют примерно вдвое большую про­изводительность по сравнению с барабанными фильтрами и широко используются в химической промышленности.

Производительность барабанного фильтра, работающего под дав­лением, в 1,5—2 раза превышает производительность обычного бара­банного фильтра. Кроме того, использование барабанных фильтров под давлением позволяет снизить остаточное влагосодержание осадка и расход промывной жидкости. Полная герметичность аппарата позво­ляет использовать его для разделения суспензий, жидкая фаза которых представляет собой легкокипящее или ядовитое вещество.

Основными исходными данными для расчета или выбора фильтра являются следующие;

— характеристика суспензий (физико-химические свойства, кон­центрация, крупность и плотность твердой фазы, свойства жидкой фазы, характер образующегося осадка и др.);

— условия работы (непрерывный или периодический процесс);

— рабочая температура и давление;

— свойства и толщина осадка;

— категория исполиения аппарата по возможности обработки в нем взрывоопасных и токсичных веществ;

— конструкционный материал и материал фильтрующей перего­родки;

— степень автоматизации и механизации и др.

Кроме того, для окончательного выбора фильтра необходимо иметь сведения об опыте применения данного фильтра в аналогичных усло­виях и производствах.

Центрифуги. Центрифугирование — это процесс механического разделения неоднородных систем в поле центробежных сил, создавае­мых во вращающемся барабане центрифуги, В центрифугах разделяют самые разнообразные неоднородные системы: суспензию поливинил­хлоридной смолы, сырую нефть, смеси кристаллов солей с маточными рас 1 »орами, шламы, смазочные и растительные масла и др.

Центрифуги бывают двух типов: осадительные и фильтрующие. В осадительных центрифугах разделение суспензий или эмульсий происходит осаждением (или всплыванием) взвешенных в жидкости твердых частиц или капель другой жидкости под действием центробеж­ных сил.

Фильтрующие центрифуги — эго фильтры, используемые для раз­деления суспензий, в которых движущая сила создается центробеж­ными силами, действующими на вращающуюся в барабане жидкость.

В химической промышленности используются центрифуги с пуль­сирующей выгрузкой осадка для разделения суспензий с кристалличе­ской твердой фазой и при обработке волокнистых материалов. Главные преимущества этих центрифуг — высокая производительность и непре­рывность работы. Они выпускаются одно-, двух - и многокаскадными.

Осадительные центрифуги со шнековой выгрузкой осадка предназ­начены для разделения суспензий с нерастворенной твердой фазой. Это центрифуги непрерывного действия, их применяют для обезвожи­вания кристаллических и зернистых продуктов, для классификации материалов по крупности, а также для осветления суспензий малой концентрации.

Центрифуги непрерывного действия с инерционной выгрузкой осадка работают под действием составляющих инерционных, центро­бежных и вибрационных сил. Основное отличие их от центрифуг со шнековой выгрузкой заключается в отсутствии каких-либо выгружаю­щих устройств.

Осадительные сверхцентрифуги (скоростные), предназначенные для разделения стойких эмульсий и осветления тонких низкоконцент­рированных суспензий с размером твердых частиц от 0,1 мкм, назы­ваются сепараторами.

В зависимости от назначения сепараторы делятся на разделяющие и осветляющие, однокамерные и многокамерные, при этом многока­мерные пригодны для классификации суспензий по размерам частиц.

Для сгущения, осветления и классификации суспензий в химиче­ской, нефтеперерабатывающей и горнорудной отраслях промышлен­ности, а также в системах очистки промышленных и бытовых сточных вод широко используются гидроциклоны.

Гидроциклоны — это аппараты, в которых разделение жидких сис­тем происходит под действием центробежных сил, возникающих в за­крученном потоке жидкости.

По назначению гидроциклоны делятся на классификаторы, сгус­тители и разделители.

Эффективность работы гидроциклона зависит от многих факторов, которые необходимо учитывать при выборе типа аппарата:

— диаметр конуса (с увеличением диаметра увеличивается его про­изводительность, однако качественные показан ели работы ухудшаются);

— диаметры питающего, сливного и разгрузочного патрубков;

— характеристика эмульсий и суспензий;

— давление на входе;

— концентрация и размер частиц твердой фазы в исходном про­дукте;

— разность плотностей твердой и жидкой фаз и др.;

— режимные параметры процесса.

Для увеличения производительности гидроциклона применяют одно - и двухступенчатые батарейные гидроциклоны.

Пьиеочистное оборудование. Многие виды химического оборудова­ния (сушилки, смесители, диспсргаторы и др.) не могут работать без эффективной системы, предназначенной для очистки газов от взве­шенных в них твердых частиц или капель жидкостей.

Различают три вида аэрозолей — пыль, туман и дым. Размеры час­тиц пыли 3—70 мкм. Она образуется при сушке, дроблении, транспор­тировке сыпучих материалов. Дым получается при сгорании топлива или конденсации паров, при этом образуются твердые и жидкие час­тицы размером 0,3—5,0 мкм. Дисперсная фаза тумана представляет собой капельки жидкости также размером 0,3—5,0 мкм.

С целью охраны окружающей среды промышленные газы очища­ют от взвешенных частиц. Кроме того, газы очищают с целью улавли­вания ценных продуктов или вредных примесей, которые затрудняют последующую его переработку.

Используются следующие способы разделения: осаждение частиц в гравитационном, электрическом и центробежном поле; фильтро­вание запыленных газов через пористые перегородки; улавливание частиц жидкостью (мокрая очистка), абсорбция.

Для выделения твердых частиц из запыленного газа под действием центробежных сил используют циклоны. В химической промышлен­ности используются различные конструкции циклонов. Для обес­печения заданной производительности часто используют не один, а несколько параллельно работающих циклонов — групповые и батарей­ные циклоны. Использование нескольких циклонов меньшего диамет­ра вместо одного — большего — предпочтительнее, так как при одина­ковой линейной скорости газа в циклоне малого диаметра развиваются большие центробежные силы и обеспечивается лучшее пылеулавлива­ние. В электрофильтрах для отделения твердых частиц из газа исполь­зуют осаждение их в электростатическом поле.

Электрофильтры имеют множество труб круглого или шестигран­ного сечения, установленных в корпусе аппарата. Вместо труб можно использовать сетки, решетки и пластины из металла. Проходя по тру­бам или пластинам, частицы приобретают отрицательный заряд и осаждаются на положительно заряженных пластинах или трубах. Для удаления пыли фильтр отключают от источника напряжения, а труб­чатые или плоские электроды встряхивают. Электрофильтры исполь­зуют для наиболее полной очистки газа от мельчайших частичек пыли и капель размером от 0,005 мкм. Эти аппараты применяют, например, для извлечения ценных металлов при переработке полиметаллических руд, в производстве серной кислоты для очистки газа от огарковой пыли, мокрые циклоны применяются для улавливания капелек кисло­ты и примесей из газа, поступающего в контактное отделение.

Газовые неоднородные системы можно разделить фильтрованием через пористые перегородки, задерживающие взвешенные твердые частицы и пропускающие сплошную фазу. В химической промышлен­ности наиболее распространены рукавные фильтры, в которых исполь­зуются фильтровальные материалы из натуральных и синтетических волокон, работающие при температуре не выше 250 °С и обладающие хорошей коррозионной стойкостью. В связи с этим для очистки горючих и агрессивных газов от пыли применяют керамические и порошковые фильтры, обладающие высокой термо - и кислотостой - костью.

Мокрые фильтры или скрубберы — это аппараты мокрой очистки газов от растворенных вредных примесей и взвешенных твердых час­тиц. Очистка газов происходит за счет прилипания твердых частиц к поверхности жидкости с последующим переходом их в жидкую фазу. Мокрые пылеуловители отличаются сравнительно небольшой стои­мостью и обычно более эффективны, чем сухие.

Конструкции аппаратов мокрой очистки весьма разнообразны: полые форсуночные скрубберы, барботажные и пенные аппараты, аппараты ударно-инерционного действия, орошаемые циклоны, ско­ростные промыватели и др.

При выборе типа аппарата для пылеочистки необходимо учитывать следующие факторы:

— взрывоопасность и агрессивность пыли;

— размер частиц пыли;

— нужная степень удаления частиц определяется санитарно-гигие - ническими нормами для чистоты атмосферного воздуха либо условия­ми работы технологического оборудования;

— температура, влажность, скорость газа;

— наличие влаги и агрессивных компонентов в газах, их количество и температура;

— объем аппарата и скорость потока, предпочтительнее более ком­пактные аппараты, несмотря на их большую энергоемкость;

— необходимо учитывать возможности и особенности пылеуло­вителя;

— гидравлическое сопротивление и возможности автоматиза­ции и др.

Таким образом, при выборе типа установки для пылеочистки необ­ходимо, наряду с вышеперечисленными факторами, учитывать техни­ко-экономические показатели и специфику производств.

Дробилки и мельницы. В хи ми ко-технологических процессах из­мельчение (диспергирование) твердой фазы производится с целью:

— уменьшения размеров кусков твердых материалов (исходное гор­но-химическое сырье, обжиг и др.);

— раскрытия зерен чистых включений, входящих в состав сростков перед процессами механического обогащения продуктов;

— увеличения свободной наружной поверхности зерен твердого материала перед операциями растворения, экстрагирования, химиче­ского взаимодействия, и т. д.

В зависимости от размеров исходного и измельченного материала различают несколько классов измельчения (табл. 15.1).

Для характеристики измельченного материала используют линей­ную степень измельчения? = ^/

Основы проектирования химических производств

Машины для транспортировки жидкостей и газов

Насосами называются машины, предназначенные для перемеще­ния жидкостей (газов) и сообщения им энергии. Работающий насос преобразует механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, увеличивая ее давление. Перемещение жидкостей осуществляется следующими насосами: …

Классификация транспортных средств для твердых материалов

По способу передачи усилия транспортируемому материалу транс­портные средства делятся на: — машины, которые перемешают материал под действием механи­ческой силы, передаваемой от привода; — гравитационные устройства, в которых груз перемешается под …

Успешная работа химического предприятия во многом зависит от четкой работы промышленного транспорта. Промышленный транс­порт делится на две основные группы: внешний и внутренний. Внешний транспорт — предназначен для доставки на предприятие …

(Пока оценок нет)

Загрузка...