Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Технологическая схема — машина
Технологические схемы машин могут выполняться и в других вариантах, например с нанесением поясняющих надписей непосредственно на схеме. Однако такие схемы уступают первым двум по полноте представления технологического процесса и его связи с машиной. [2]
Технологической схемой машины называется графическое изображение технологического процесса в порядке последовательности выполнения технологических и вспомогательных операций и их элементов на данной машине. [3]
Выбор технологической схемы машины является важнейшим этапом проектирования. Разработка этой схемы базируется на принятом машинном технологическом процессе. [4]
При выборе технологической схемы машины рекомендуется располагать рабочие органы в такой последовательности: воздушная очистка — решета — триеры. В оптимальном случае машина должна иметь воздушную очистку с двумя каналами или аспираторами для отделения легких примесей и легкого и поврежденного зерна; решетную очистку с четырьмя решетами, из них — два решета с прямоугольными отверстиями для разделения зерна по толщине и два решета с круглыми или квадратными отверстиями для разделения зерна по ширине и выделения крупных и мелких примесей; триерную очистку с двумя цилиндрами, с ячейками различного размера или с одним цилиндром двойного действия, с ячейками двух размеров, для очистки зерна по длине и для выделения коротких и длинных примесей. [5]
На рис. 8 — 55 представлена технологическая схема горизонтальной одноходовой машины , эксплуатируемой на заводе Москабель. В верхней части машина имеет центровые обмотчики с магазинами для запасных бобин, а внизу в один ряд расположены автоматически раскрывающиеся нагревательные печи длиной 1 200 мм. Нагревательные элементы этих печей представляют собой металлическую трубку диаметром около 15 мм, изготовленную из двух слоев ( для большей гибкости) жароупорной стали. Внутри трубки заключено угольное сопротивление, изолированное от металлической трубки слоем керамического материала, устойчивого при высоких температурах и обладающего в то же время высокой теплопроводностью. [6]
На рис. 117, 118 показаны поперечный разрез и технологическая схема машины FS-1 ( Япония), отличающейся в основном от машины FL-4 конструкцией крутильного механизма. Конструкция этого механизма описана ниже. [8]
Машина двухэтажная, и двусторонняя, с кольцевыми электроверетенами; технологическая схема машины и ее описание даны на стр. [10]
Рассмотрев принципиальные схемы разных устройств плоскопечатных: машин, можно перейти к выбору и составлению общей технологической схемы машины. Выбор технологической схемы машины зависит от следующих факторов: производительность, тип машины, способ печати, качество печати, максимальный формат листа, габаритные размеры машины и условия эксплуатации. [12]
Машина ПН-1000-КК-18 ( рис. 73) служит для приема и намотки нити на бобину. На рис. 74 изображена технологическая схема машины . [13]
Проектирование плоскопечатной машины начинается с разработки машинного технологического процесса и изучения его физической сущности. Этот этап проектирования заканчивается выбором технологической схемы машины . Для составления и разработки технологической схемы в первую очередь необходимо выбрать схемы основных устройств машины. [14]
Эскизный проект — совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы машины, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемой машины. При разработке эскизного проекта, после окончательного выбора технологической схемы машины , технологическая задача превращается в кинематическую. Разрабатываются конструктивно некоторые основные исполнительные органы машины и выбираются системы механизации и автоматизации. Разрабатываются принципиальные структурная, компоновочная и кинематическая схемы машины. [15]
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА
После разработки операционной схемы приступают к составлению принципиальной технологической схемы, которая, по сути, является аппаратурным оформлением операционной. Ее можно рассматривать как состоящую из ряда технологических узлов. Технологическим узлом называют аппарат (машину) или группу аппаратов с обвязочными трубопроводами и арматурой, в которых начинается и полностью заканчивается один из физико-химических или химических процессов.
В технологические узлы входят такие объекты, как сборники, мерники, насосы, компрессоры, газодувки, сепараторы, теплообменники, ректификационные колонны, реакторы, котлы-утилизаторы, фильтры, центрифуги, отстойники, дробилки, классификаторы, сушилки, выпарные аппараты, трубопроводы, арматура трубопроводов, предохранительные устройства, датчики и приборы контроля и автоматизации, исполнительные и регулирующие механизмы и устройства.
Абсолютное большинство указанных аппаратов и машин выпускается промышленностью и стандартизовано. Сведения о типах выпускаемых машин и аппаратов, их конструкциях и характеристиках можно получить из различных справочников, каталогов изделий заводов, изданий отраслевых и информационных институтов, из рекламных материалов и отраслевых научно-технических журналов.
Но, прежде чем составить технологическую схему, необходимо уточнить ряд задач, которые решаются на данном этапе работы. Это, прежде всего, обеспечение охраны труда и техники безопасности. Поэтому в технологической схеме должны предусматриваться средства предотвращения превышения давления (предохрани-
тельные клапаны, взрывные мембраны, гидрозатворы, аварийные емкости), систе-
мы создания защитной атмосферы, системы аварийного охлаждения и т.д.
На этапе синтеза технологической схемы решается вопрос об уменьшении затрат на перекачку продуктов. Необходимо максимально использовать самотек для транспортировки жидкостей из аппарата в аппарат. Поэтому уже здесь предус-
матривается последовательное ступенчатое расположение аппаратов.
На данном этапе определяется набор тепло — и хладоносителей, которые будут ис-
пользованы при осуществлении процесса. Стоимость единицы тепла или холода зависит от наличия на предприятии энергоносителя и его параметров. Самыми де-
шевыми хладоагентами являются воздух и оборотная промышленная вода. Эконо-
мически выгодно основное количество тепла передать этим дешевым хладоносителям и только остаточное тепло снимать дорогими хладоагентами (охолодженная вода, рассол, жидкий аммиак и т.п.). Самыми дешевыми теплоносителями являют-
ся топочные газы, но они не транспортабельны.
Для составления принципиальной технологической схемы на листе миллиметровки сначала проводят линии коллекторов подачи и вывода материальных по-
токов, теплоносителей и хладоагентов, оставив в нижней части листа свободной полосу высотой 150 мм, где позднее будут размещены средства КИПиА. Рекомен-
дуется линии газовых коллекторов проводить в верхней части листа, а жидкостных — в нижней его части. После этого на плоскости листа между коллекторами распо-
лагают условные изображения аппаратов и машин, необходимых для выполнения операций, в соответствии с разработанной операционной схемой. Условные изоб-
ражения машин и аппаратов не имеют масштаба. Расстояние между ними по гори-
зонтали не регламентируется, оно должно быть достаточным для размещения линий материальных потоков, средств контроля и автоматизации. Расположение ус-
ловных изображений по вертикали должно отражать реальное превышение аппарата над другом без соблюдения масштаба. Размещенные на плоскости листа ус-
ловные изображения машин и аппаратов соединяют линиями материальных потоков, подводят линии хладоагентов и теплоносителей. Производится нумерация позиций аппаратов и машин слева направо.
Особое внимание при проектировании технологической схемы следует уделять обвязке ее отдельных узлов. Пример такой обвязки приведен на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Обвязка узла абсорбции: I – IV — основные трубопроводы;
1 — абсорбер, 2 — насос, 3 — холодильник абсорбента
Здесь показан узел абсорбции компонента газовой смеси жидкостью. Нормальная работа узла абсорбции зависит от постоянства температуры, давления и от соотношения количества газа и абсорбента.
Соблюдение этих условий достигается установкой следующих приборов и арматуры:
— на линии подачи газа (I): диафрагма расходомера, пробоотборник, бобышка для замера давления и бобышка для замера температуры;
— на линии выхода газа (II): диафрагма расходомера, пробоотборник, бобышка для замера температуры, бобышка для замера давления, регулирующий клапан, поддерживающий постоянное давление в абсорбере;
— на линии подачи свежего абсорбента (III): диафрагма расходомера, или ротаметр, пробоотборник, бобышка для замера температуры, регулирующий клапан, связанный с регулятором соотношения газа и абсорбента;
— на линии вывода насыщенного абсорбента (IV): диафрагма расходомера или ротаметр, бобышка для замера температуры, регулирующий клапан, связанный с регулятором уровня жидкости в нижней части абсорбера.
При разработке технологической схемы следует иметь в виду, что регулирующие клапаны не могут служить запорными устройствами. Поэтому на трубопроводе должна быть предусмотрена запорная арматура с ручным или механическим приводом (вентили, задвижки), а для отключения регулирующих клапанов — обводные (байпасные) линии.
Вычерченная схема является предварительной. После проведения предварительных материальных и тепловых расчетов в разработанной технологической схеме должны быть проанализированы возможности рекуперации тепла и холода технологических материальных потоков.
В процессе проектирования в технологическую схему могут вноситься и другие изменения и добавления. Окончательное оформление технологической схемы производится после принятия основных проектных решений по расчету и подбору реакторов и аппаратов, по выяснении всех вопросов, связанных с размещением и расположением аппаратов проектируемого производства.
Так, иногда при подборе оборудования приходится сталкиваться с тем, что некоторые его виды либо не выпускаются в Украине, либо находятся на стадии освоения. Отсутствие какой-либо машины или аппаратов нужной характеристики, изготовленных из конструкционного материала, устойчивого в данной среде, зачастую вызывает необходимость в изменении отдельных узлов технологической схемы и может послужить причиной перехода на другой, экономически менее выгодный метод получения целевого продукта.
Технологическая схема не может являться окончательной, пока не проведена компоновка оборудования. Например, по первоначальному варианту предполагалась передача жидкости из аппарата в аппарат самотеком, который не удалось осуществить при разработке проекта размещения оборудования. В этом случае необходимо предусмотреть установку дополнительной передаточной емкости и насоса, которые следует нанести на технологическую схему.
Окончательная технологическая схема составляется после разработки всех разделов проекта и вычерчивается на стандартных листах бумаги в соответствии с требованием ЕСКД. После этого составляется описание технологической схемы, которая снабжается спецификацией, где указывается количество всех аппаратов и машин.
Резерв оборудования выбирается с учетом графика проведения планово-предупре-
дительного ремонта и свойств технологического процесса.
Описание технологической схемы является частью расчетно-пояснительной записки. Целесообразно описывать схему по отдельным стадиям технологического процесса. В начале следует указать, какое сырье подается в цех, как оно поступает, где и как хранится в цехе, какой первичной обработке подвергается, как дозируется и загружается в аппараты.
При описании собственно технологических операций кратко сообщается о конструкции аппарата, способе его загрузки и выгрузки, указываются характеристики протекающего процесса и способ проведения (периодический, непрерывный), перечисляются основные параметры процесса (температура, давление и др.), методы их контроля и регулирования, отходы и побочные продукты.
Описываются принятые способы внутрицеховой и межцеховой транспортировки продуктов. В описании должны быть перечислены все изображенные на чертеже схемы, аппараты и машины с указанием присвоенных им по схеме номеров.
Анализируется надежность разработанной технологической схемы и указываются способы, применяемые для повышения ее устойчивости.
Правила выполнения технологических схем
Технологические схемы являются графическим отражением рассматриваемого технологического процесса (системы) и представляют собой условные изображения машин и аппаратов, расположенных в требуемой последовательности, соединённых между собой соответствующими линиями связи (трубопроводами, транспортными средствами и т. п.).
1.1 Виды и типы схем
ГОСТ 2.701-84 устанавливает виды и типы схем изделий всех отраслей промышленности.
В зависимости от видов элементов[1], входящих в состав изделия, и их связей предусмотрены следующие виды схем и их буквенные обозначения:
газовые (кроме пневматических) – Х;
Схемы в зависимости от их основного назначения разделяются на следующие типы, обозначаемые цифрами:
принципиальные (полные) – 3;
соединений (монтажные) – 4;
Наименование схемы определяется её видом и типом. Код схемы должен состоять из буквенной части, определяющей вид схемы, и цифровой части, определяющей тип схемы. Например, схема гидравлическая принципиальная – Г3; схема гидравлическая структурная, принципиальная и соединений – Г0; схема гидропневматическая принципиальная – С3.
Как видно, технологическая схема не включена самостоятельным видом в число тех, которые установлены ГОСТ 2.701-84. Поэтому для обозначения схемы технологической используют букву Т. Если использовать установленную терминологию типов схем применительно к технологической схеме, то она может быть отнесена к принципиальной – 3. Следовательно, код схемы технологической принципиальной – Т3.
Во многих случаях по виду технологические схемы могут быть отнесены к комбинированным, поскольку содержат элементы и связи других видов схем, например, электрических, гидравлических, пневматических. Тогда код схемы – С3.
1.2 Назначение технологических схем
Технологическая схема является проектным документом, представляющим собой графическое изображение технологического процесса любого химического или пищевого производства. Она служит источником информации о полном составе элементов в установке и связях между ними, о принципах её работы.
Схема используется для общего ознакомления с установкой, в которой осуществляется определённый технологический процесс, для изучения принципов работы установки и основных параметров протекающего в установке процесса.
Объём и содержание схемы вместе с её описанием должны быть достаточными для правильного понимания технологического процесса без дополнительных разъяснений. В то же время схема должна быть составлена в краткой, но ясной и отчётливой форме, чтобы передать всю необходимую информацию с предельной точностью, исключающей возможность неоднозначного толкования передаваемых сведений. Схема не должна содержать второстепенной информации: обозначений и надписей, излишних подробностей в изображении конструкций аппаратов и т. п.
1.3 Изображение элементов и устройств
К элементам и устройствам схемы относят входящие в состав установки для осуществления заданного технологического процесса аппараты, машины, контрольно-измерительные приборы и другое оборудование, а также арматуру. Все элементы и устройства изображаются в виде условных графических обозначений, установленных стандартами ЕСКД:
аппаратов ёмкостного типа – ГОСТ 2.780-96;
насосов и вентиляторов – ГОСТ 2.782-96;
арматуры трубопроводной – ГОСТ 2.785-70;
аппаратов выпарных – ГОСТ 2.788-74;
аппаратов теплообменных – ГОСТ 2.789-74;
аппаратов колонных – ГОСТ 2.790-74;
отстойников и фильтров – ГОСТ 2.791-74;
аппаратов сушильных – ГОСТ 2.792-74;
элементов и устройств машин и аппаратов – ГОСТ 2.793-79;
устройств питающих и дозирующих – ГОСТ 2.794-79;
центрифуг – ГОСТ 2.795-80.
Условные графические обозначения некоторых элементов и устройств из вышеперечисленных стандартов приведены в приложении А.
При отсутствии в стандартах условных графических обозначений элементов и устройств, используемых в технологической схеме, их изображают схематически в виде конструктивного очертания. Хотя аппарат или машину показывают упрощённо, чертёж всё же должен отражать принципиальное устройство и основные его конструктивные особенности. Поэтому с целью более полной передачи информации о конструкции аппарата и его назначении допускается изображать отдельные элементы, находящиеся внутри его, например, змеевики, барботажные тарелки, мешалки и т. п.
Допускается изображать элементы и устройства на схеме без масштаба, но в соотношениях, в которых они выполнены в стандартах.
Условные графические обозначения элементов и устройств на технологических схемах выполняются сплошной линией толщиной S.
1.4 Обозначения элементов и устройств
Элементам и устройствам, показанным на схеме, как правило, присваивают буквенное обозначение, соответствующее начальной букве их наименований:
вентиль регулирующий – ВР;
вентиль запорный – ВЗ и т. д.
При наличии в схеме нескольких элементов или устройств одного названия используют числовые индексы и цифры, записываемые с правой стороны буквенного обозначения. Для основных аппаратов и машин применяется буквенно-цифровое обозначение, причём высота цифры равна высоте букв, например: А1, А2, В1, В2. Для арматуры и приборов высота числового индекса равна половине высоты букв, например: ВЗ1, ВЗ2, КП1, КП2, М1, М2.
Буквенные обозначения элементов схемы следует проставлять для аппаратов, машин и механизмов непосредственно на их изображении, а при малом масштабе – в непосредственной близости от изображения; для арматуры – рядом с её изображением.
1.5 Линии связи и их обозначения
Линиями связи на технологических схемах называются линии, условно обозначающие трубопроводы и соединяющие между собой все элементы и устройства схемы. Они показываются сплошными линиями толщиной 2S – 3S.
Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. Пересекать изображения аппаратов, машин и других изделий линиями трубопроводов не допускается. Расстояние между смежными параллельными линиями должны быть не менее 5 мм.
На схеме могут быть показаны основные магистральные трубопроводы, расположенные выше или ниже оборудования, изображённого на схеме. Допускается показывать линии магистральных трубопроводов одновременно сверху и снизу схемы. Для их изображения используются только горизонтальные линии.
На каждом трубопроводе у места его отвода от магистрального трубопровода или места подключения или отвода от машины или аппарата необходимо проставлять стрелки, указывающие направление движения среды в трубопроводе. Стрелки указываются также в начале и в конце любого трубопровода, проведённого на схеме, в том числе и магистрального. Стрелки указывают одновременно и вид среды: светлые (незаштрихованные) – газообразные среды, тёмные (заштрихованные) – жидкие среды. Форма стрелки должна представлять собой равносторонний треугольник, а его размеры должны быть соизмеримы с размером условных изображений элементов и устройств на схеме. Максимальный размер сторон стрелки – 5 мм.
В том случае, если технологическая схема отражает лишь часть технологического процесса, то целесообразно в начале и конце основных трубопроводов (исключая магистральные) делать надписи, например, “Исходная смесь”, “На сушку” и т. д.
Количество линий связи на технологической схеме определяется многообразием и различным назначением участвующих в процессе веществ. По одним трубопроводам транспортируют сырьё и полуфабрикаты, непосредственно участвующие в физико-механических или химических превращениях исходного сырья в готовый продукт. Другие служат для перемещения сред, играющих вспомогательную роль в процессе производства продукции, например, для подвода воздуха, тепло — или хладоносителя, для отвода неконденсирующихся газов и т. д.
Для отличия на схеме линий связи (трубопроводов) различного назначения применяют цифровые обозначения, проставляемые в их разрыве. Число проставленных цифровых обозначений на линиях трубопроводов должно быть минимальным, но обеспечивающим понимание чертежа и удобство пользования им. При значительной длине линий связи цифровые обозначения (номера) проставляют через каждые 250-300 мм.
В соответствии с ГОСТ 14202-69 для обозначения транспортируемой среды установлено 10 укрупнённых групп веществ:
4 – газы горючие;
5 – газы негорючие;
8 – жидкости горючие;
9 – жидкости негорючие;
0 – прочие вещества.
Каждая группа распределяется на 10 подгрупп, например: 1.1 — вода питьевая; 1.2 — вода техническая и т. д. В случае необходимости, каждая из подгрупп может быть распределена на десять более мелких подразделений, обозначаемых третьим знаком цифрового обозначения (приложение Б).
На трубопроводах на полках выносных линий могут быть указаны (например, если выполнен гидравлический расчёт насосных установок, входящих в технологическую схему) размеры (наружный диаметр и толщина стенки), материал и сведения о внутреннем антикоррозионном покрытии или наружной изоляции. Могут быть указаны также давление в трубопроводе, температура (а иногда и расход) транспортируемого вещества.
Линии связи на схеме, как правило, должны быть указаны полностью. Обрывать их допускается тогда, когда графическое изображение связей удалённых друг от друга элементов затрудняет чтение схемы. Обрывы линий выносят за контуры функционального устройства и заканчивают стрелками с указанием наименования последующего объекта. Около места обрыва допускается наносить обозначение, присвоенное этой линии.
1.6 Требования к выполнению технологических схем
Технологические схемы в зависимости от сущности и масштаба изображаемого процесса могут быть выполнены на листах формата А1, А2 или А3.
Схема вычерчивается слева направо по ходу технологического процесса. В отдельных случаях технологический процесс допускается изображать на схеме в две параллельные линии (цепи) с соблюдением при этом последовательности процесса.
При выборе расстояния между изображениями необходимо руководствоваться тем, что схема должна быть компактной (т.е. изображения элементов на схеме желательно располагать по возможности ближе друг к другу), но в то же время ясной и удобной для чтения. Условные графические обозначения насосов, компрессоров и другого машинного оборудования принято, как правило, выполнять внизу схемы.
Арматура, а также другие приборы, устанавливаемые на оборудовании, должны быть показаны на схеме в соответствии с их действительным расположением и изображены условно в соответствии с действующими стандартами.
На технологических схемах можно помещать различные технические данные. Их записывают либо около графических обозначений элементов, по возможности справа или сверху, либо на свободном поле схемы. Например, около изображений аппаратов указывают номинальные значения параметров процесса (давление, температуру), состав участвующих в процессе масс и др.
Данные об условных графических изображениях, показанных на схеме, записывают в перечень элементов, помещаемый на листе схемы в виде таблицы (рисунок 1) в правом углу над основной надписью. Расстояние между перечнем элементов и основной надписью должно быть не менее 12 мм.
   Поз. обозна- чение | Наименование | Кол. | Примечание |
В графах перечня указывают следующие данные:
— в графе “Поз. обозначение” – обозначение элемента или устройства. Элементы и устройства одного типа и размера с одинаковыми технологическими параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в перечень одной строкой, например, Н1. Н3;
— в графе “Наименование” – наименование элемента;
— в графе “Кол.” – количество элементов в схеме;
— в графе “Примечание” при необходимости указывают технические данные элементов. Допускается давать цифровые обозначения элементов схемы, необходимые для обозначения чертежей аппаратов и машин (разряд 1), входящих в схему.
Все элементы записывают в перечень элементов в алфавитном порядке использованных буквенных обозначений сверху вниз.
Условные изображения и обозначения трубопроводов, принятые на схеме, должны быть расшифрованы в таблице условных обозначений (рисунок 2), помещаемой над перечнем элементов.
В графах таблицы условных обозначений трубопроводов указывают следующие данные:
— в графе “Условное обозначение” – в разрыве линии, обозначающей трубопровод, цифровое обозначение вещества, протекающего по данному трубопроводу;
— в графе “Наименование среды в трубопроводе” – краткое наименование вещества, протекающего по данному трубопроводу. Наименование должно начинаться с имени существительного, например, “Пар насыщенный”, “Вода горячая” и т. п.
Все вещества в таблицу условных обозначений заносят в порядке использованных цифр, например 1.1, 1.3, 1.8, 2.2, 3.1, 3.8, и т. д.
1.7 Обозначение схем
Обозначение в основной надписи технологических схем, выполняемых, например, в курсовом проекте по дисциплине “Процессы и аппараты пищевых производств” студентами специальности 170600 – “Машины и аппараты пищевых производств”, будет следующим [2]: КП-02068108-ПАПП-170600-17.2-99-00.000 Т3.
В основной надписи записывают, например: “Установка получения диоксида углерода из газов брожения. Схема технологическая”.
2 Описание технологических схем
Технологические схемы сопровождаются описанием, которое включается в пояснительную записку в качестве одного из разделов или подразделов. Оно прилагается к чертежу схемы и проводится по отдельным операциям технологического процесса [3].
Первоначально приводятся сведения о сырье, сообщается о способах поступления, хранения сырья и подачи его на установку. Далее последовательно по ходу технологического процесса даётся описание в краткой форме конструкций всех аппаратов, приводится характеристика протекающих в них процессов и указываются способы их проведения (непрерывные или периодические). При этом перечисляются все основные и побочные продукты, а также отходы, образующиеся на каждой стадии технологического процесса. При характеристике процессов необходимо указывать их основные параметры (давление, температуру и др.).
В описании должны быть упомянуты все изображённые на схеме аппараты и машины с указанием присвоенных им обозначений и соединяющие эти машины и аппараты трубопроводы с обозначениями.