Проектирование
ПРОЕКТИРОВАНИЕ химических
производств, процесс создания комплекса техн. документов, необходимых для обеспечения
финансирования работ, заказа на строит. материалы и изготовление оборудования,
стр-ва предприятия, монтажа приборов и оборудования, его пуска и вывода на заданную
производительность. Хим. произ-ва как объекты П. отличаются: многостадий-ностью
получения целевого продукта; наличием вспо-могат. систем (тепло-, холодо- ч
электроснабжения, подготовки сырья, обезвреживания и удаления отходов произ-ва,
автоматич. регулирования, отопления и вентиляции, оборотного водоснабжения),
обеспечивающих бесперебойное протекание осн. технол. процесса; большой протяженностью
и сложностью коммуникаций. В состав хим. произ-ва могут входить отделения приготовления
и регенерации катализаторов, аналит. лаборатории, мех. служба, трансформаторные
и распределит. подстанции, бытовые помещения. Для размещения
Традиционная технология.
П. каждой из перечисл. систем требует спец. знаний, опыта, навыков и поэтому
подразделяется на относительно самостоят. части: монтажно-техно-логическую,
контроля и автоматизации произ-ва, архитектурно-строительную, отопления и вентиляции,
электротехническую, генерального плана и внеш. инженерных коммуникаций, экономики
произ-ва, сметно-финансовую; при подготовке каждой из этих частей в них включаются
мероприятия по охране природы, к-рые затем суммируются в спец. разделе расчетно-пояснит.
записки проекта. Разрабатываются также техн. проекты нестандартизир. оборудования.
Осн. показатели высокого
научно-техн. уровня принятых проектных решений:
по монтажно-технол. части-наличие
условий для безопасной работы в предельно допустимых режимах; макс. механизация
и автоматизация произ-ва; замена мех. процессов теплофизическими; рекуперация
и утилизация теплоты; минимизация отходов произ-ва; выбор простого, серийно
выпускаемого оборудования, обеспечение условий для его монтажа и ремонта индустриальными
методами и миним. вынос на открытые площадки; группировка однотипного и равнокатегорийного
оборудования; минимизация длин инженерных трасс;
по системам контроля и
автоматизации-применение стандартных контуров и унифицир. блоков автоматич.
регулирования и использование его распределенных систем на базе микропроцессорной
техники;
по архитектурно-строит.
части-макс. простота формы всех сооружений, применение типовых, серийно выпускаемых
изделий, обеспечение условий для естеств. вентиляции;
по электротехн. части -
бесперебойность электроснабжения, полное использование установленных мощностей;
по генеральному плану и
внеш. инженерным коммуникациям - макс. плотность застройки при создании условий
для полной механизации строит. и монтажных работ, минимизации встречных грузопотоков,
длин трубопроводных, автомобильных и ж.-д. трасс, требования пожарной безопасности.
Сложность объектов П. и
определенная противоречивость приведенных выше показателей качества проекта
обусловливают сложность информац. потоков внутри проектной организации и появление
многочисл. обратных связей. В соответствии со строит. нормами разработка проекта,
как правило, проводится в две стадии: "Проект" и "Рабочая
документация". Началу собственно П. предшествуют техни-ко-экономич. исследования,
по результатам к-рых выбираются способ произ-ва продукции, его место размещения
и масштабы.
На стадии "Проект"
после получения задания на П. и исходных данных от заказчика и научно-исследоват.
организаций проектировщики-технологи анализируют эти сведения и дополняют схему
материальных потоков узлами, обеспечивающими безопасность эксплуатации произ-ва,
удобство ремонта оборудования и трубопроводов, и на основе расчета материальных
и тепловых балансов рассчитывают и выбирают основное и вспомогат. оборудование,
определяют размеры аппаратов индивидуального изготовления. Затем совместно с
проектировщиками-механиками технологи размещают оборудование на отведенной площадке
на территории предприятия и готовят задания на разработку проектов перечисленных
выше систем, зданий и сооружений. Проектировщики-смежники по первоначальным
заданиям предварительно изучают свои части проекта и согласовывают полученную
промежуточную документацию с технологами и механиками. Последние с учетом промежуточных
чертежей уточняют компоновку оборудования и оформляют монтажно-технол. часть
проекта в составе расчетно-пояснит. записки, принципиальных технол. схем, чертежей
размещения оборудования, заказных спецификаций оборудования и смет, в к-рых
определяются затраты на его приобретение и монтаж. Примерно такой же состав
имеют остальные части проекта.
На стадии "Рабочая
документация" на основании рассмотренного заказчиком и утвержденного проекта
углубленно прорабатываются все узлы и блоки произ-ва. На планах и разрезах цеха
(отделения) прокладываются трассы внутрицеховых коммуникаций (трассирование),
размещаются запорная, регулирующая и предохранит. арматура, датчики систем автоматич.
регулирования, для обеспечения доступа к к-рым намечаются проходы, подходы,
галерии, обслуживающие площадки, т.е. осуществляется т.наз. монтажная проработка
произ-ва. По ее результатам подготавливают задания: строителям - на П. фундаментов
под оборудование, эстакад и каналов для прокладки трубопроводов, отверстий в
стенах и перекрытиях для пропуска труб, закладных деталей для их крепления;
сантехникам-для прокладки воздуховодов, размещения стояков приточной и вытяжной
вентиляции, приборов отопления; электрикам-для трассирования силовых и осветит.
кабелей, установки отключающей и защитной арматуры, прокладки сетей заземления;
специалистам по автоматизации-для определения мест размещения локальных пультов
и щитов контроля и автоматизации, импульсных линий, трасс сжатого воздуха. На
этой стадии работа проектировщиков всех специальностей завершается изготовлением
подробных монтажных схем, общемонтажных и деталировочных чертежей, конструктивных
чертежей строит. конструкций (железобетонных, кирпичных, металлических), планов
и разрезов межцеховых коммуникаций, подробных спецификаций деталей трубопроводов,
арматуры, тепловой изоляции, кабельной продукции, строит. изделий и материалов,
монтажных записок, уточненных смет.
Из всего многообразия проектных
процедур при создании любой части проекта выполняются след. группы работ: 1)
синтез схем (технологических, конструктивных, электроснабжения и др.), 2) определение
размеров потоков (материальных, электрич., силовых и т.п.), 3) расчет размеров
элементов схем (размеров аппаратов, диаметров трубопроводов, сечений балок и
др.), 4) размещение элементов схем в пространстве, 5) прокладка коммуникаций,
6) расчет и выбор деталей коммуникаций, 7) составление смет и заказной документации,
8) составление расчетно-пояснит. записок.
Автоматизация П. Описанная
выше технология П. претерпевает в настоящее время значит. изменения, что объясняется
в осн. созданием и все более широким распространением систем автоматизированного
проектирования (САПР), появление к-рых в хим. фирмах США и др. высокоразвитых
стран относится к сер. 50-х гг. 20 в., в проектных организациях хим. профиля
в СССР-к сер. 60-х гг.; соотв. доля работ, выполняемых ср-вами САПР, составляла
(1988) 70% в США и 15-20% в СССР. Их быстрое развитие и проникновение почти
во все сферы деятельности проектных организаций обусловлено разработкой высокопроизводит.
персональных ЭВМ (ПЭВМ), что позволило реализовать принципиально новую технологию
П. По этой технологии расчетные, гра-фич. и операционно-поисковые процедуры
оперативно выполняются на ЭВМ, а действия проектировщиков-смежников также оперативно
согласовываются через сеть ПЭВМ и базу данных о проектируемом объекте.
Общепринята концепция трехуровневых
САПР. Ниж. уровень образуют автоматизир. рабочие места, базой к-рых служат конструктивно
связанные между собой ПЭВМ (локальные сети ПЭВМ), дающие проектировщику возможность,
помимо традиционных проектных расчетов, использовать обширные графич. "меню"
и формировать на экранах дисплеев элементы схем, чертежей размещения оборудования
и т. д. Локальные сети управляются одной-двумя более мощными ЭВМ, к-рые в сочетании
с графич. дисплеями высокой разрешающей способности и программно-управляемыми
чертежными автоматами-графопостроителями образуют средний уровень САПР. На этом
уровне формируются и изготовляются чертежи большей сложности и размеров. Основа
верх. уровня - мощные универсальные ЭВМ, в памяти к-рых хранятся базы данных
для всех подсистем САПР,
доступные ниж. уровням. На верх. уровне решаются наиб. сложные задачи, к к-рым
относятся: синтез и оптимизация сложных хим.-техкол. схем, экономико-мат. исследования,
расчеты на прочность сложных строит. конструкций и др.
САПР включают методич.,
программное, информац., техн. и организац. обеспечения; от полноты и качества
этих компонентов зависит эффективное функционирование систем всех уровней. Совр.
ср-ва САПР позволяют из приведенного выше перечня групп проектных работ практически
полностью автоматизировать работы, относящиеся к группам 2, 3, 6 и 7. Работы
из групп 1,4, 5 и 8 м. б. выполнены в процессе творческого диалога "проектировщик-ЭВМ".
Т. обр., освобождая инженера от выполнения трудоемких рутинных операций, САПР
принципиально изменяет характер труда проектировщика, позволяет на всех этапах
принимать оптим. проектные решения путем анализа мат. моделей произ-ва и прогноза
работы его наиб. важных узлов в разл. условиях эксплуатации.
Лит.: Гринберг Я.
И., Проектирование химических производств, М., 1970; Гуревич Д. А., Проектные
исследования химических производств, М., 1976; Кафаров В. В., Ветохин В. Н.,
Основы автоматизированного проектирования химических производств, М., 1987.
Я. И. Гринберг.
