Рекомендации по типизации блоков основных процессов химической технологии

МИНИСТЕРСТВО МОНТАЖНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТИПИЗАЦИИ БЛОКОВ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Москва 1986

Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР Главное техническое управление ВНИИмонтахспецстрой

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТИПИЗАЦИИ БЛОКОВ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Центральное бюро научно-технической информации Москва - 1986

При разработке структурных схем необходимо руководствоваться табл, 2 для блоков П группы, а для блоков Ш группы этапность и последовательность разработки модификаций структурных схем аналогичны разработке принципиальных схем блоков I и П групп.

Пример графического представления структурных схем

Схема блока П группы    Схема блока Ш группы

3.4. Разработку принципиальных схем блоков I и П групп и структурных схем блоков S группы выполняет поэтапно:

1.    Определяет факторы, влиявшие на схему.

2.    Составляет перечень признаков, определявших схему.

3.    Определяет модификации признаков.

4.    Составляет коды схемы как ее цифровое обозначение.

5.    Графически записывает код.

6.    Проставляет отклвчавщуо, регулируещуо арматуры.

3.4.1.    Факторами, определявшими схему, является: вид сырья (его чистота, агрегатное состояние и т.д.), качество получаемого продукта, способ проведения процесса. Многообразие этих факторов выражается ограниченной совокупностьо признаков, определяющих схему:

количеством составляющих блок частей (оборудование, узлы);

связями между ними (последовательность соединения составных частей, количество вводов, выводов).

Для каждого вида блока признаки конкретизируется и дополняется исходя из имевшегося опыта.

3.4.2.    Модификации каждого признака определяются на основе опыта проектирования с учетрм возможности сформировать из полученных модификаций наиболее распространенные схемы. Каждой модификации признака присваивают номер и составляют таблицу по типу табл.5.

Номер

признака

II

3.4.3. Сочетание признаков, характеризующих схему, описывают цифровым кодом в такой последовательности: Цифровой код

Возможные сочетания признаков, записанные кодами, образуют совокупность модификаций схем. Из возможных сочетаний выбирают те, которые имеют практическое применение. Для них составляют структурную (принципиальную схему), которой определяется тип блока Ш группы.

Принципиальные схемы блоков П группы разрабатываются при наличии принципиальных схем блоков I группы.

3.5. Разработку типов блоков I и П групп осуществляют поэтапно: создание конструктивных кодов; образование типов; разработка схем соединений.

Вазработка типов блоков I группы Для создания конструктивных кодов необходимо:

определить признаки, характеризующие единообразие конструкции блоков по группам сложности ;

определить признаки, характеризующие конструкцию каждого блока по номенклатуре (см.табл.I);

дать признакам цифровое обозначение и составить таблицу модификаций признаков ;

составить таблицу всех сочетаний признаков ; образовать конструктивные коды.

Основным признаком, определяющим единообразие конструкции, является геометрическое подобие блока, которое определяется количеством, взаимным положением и геометрическим подобием ооставных частей.

Совокупность признаков, определяющих единообразие конструкции, выраженная набором цифр, описывается кодом. Для записи кода целесообразно каждому признаку присвоить номер.

Структура конструктивного кода

XX XX XX    Признаки геометрического

I_ подобия составных частей

_Взаимное положение составных    частей

__Количество составных частей

Количество разрядов каждого признака блока определяется в зависимости от набора признаков составных частей блока.

Геометрическое подобие блока как интегральный признак может быть представлено следующими частными признаками: для блоков I группы сложности: количество машин и аппаратов в блоке ; взаимное положение аппаратов; конструктивное подобие аппаратов и машин.

Признаки конструктивного подобия аппаратов и машин конкретизируются для каждого вида блока.

Определяются модификации признаков с учетом рассмотрения и анализа существующих проектных решений.

Все конструктивные признаки и их модификации сводятся в таблицу по типу табл.6.

Таблица б

Номер {Конструктивные призна- ,Номер модификации признака

признака ,ки блока    i-_г.     ■    _у1,—

_t_»_I >    2    3    4    5    6

I	Количество машин и аппаратов в блоке	I 2	_	_ _
2	Соединение машин, аппаратов	После- Парал-дователь-лельное	_
3	Перечень признаков конструктивного подобия	ное

Возможные сочетания признаков, записанные кодами, образуют совокупность конструктивных модификаций блоков. Из возможных сочетаний выбирают те, которые имеют практическое применение.

Сочетание кода схемы с кодом конструктивных признаков определяет тип блока. Сочетание производится через общие классификационные признаки.

Схемы соединений разрабатываются на тип. Разработка состоит из следующих этапов:

подбор оборудования;

отработка трубопроводных связей ;

составление спецификации (экспликации) к схеме.

Согласно табл.2 определяется вид аппарата. Блоки формируются на основе стандартизированного оборудования (каталог, ОСТ, ГОСТ). Подбирается наиболее часто встречающееся по техническим параметрам и маркам оборудование на основе статистического анализа с учетом перспектив развития и с учетом ограничительного сортамента, действующего на предприятии.

Определение мест отключения, контроля и регулирования процесса, оснащение вспомогательными трубопроводами производятся с учетом операций, необходимых для работы блока.

Подбор арматуры, труб, фланцев, деталей трубопроводов, крепежных изделий следует производить исходя из условий работы аппаратов, машин по СН527-80 с учетом максимального сокращения типоразмеров применяемых изделий и деталей.

Диаметры трубопроводов принимаются равными диаметрам штуцеров на оборудовании, марки стали - в соответствии с маркой стали оборудования, вид уплотнительной поверхности фланцев и тип прокладки - по типу фланцев на оборудовании, арматуре или виду наиболее надежного уплотнения, рекомендуемого для продуктов, перерабатываемых в блоке.

Разработка типов блоков П группы

Блоки Л группы разрабатываются на основе готовых типов блоков I группы.

Этапы и последовательность создания конструктивных кодов и образование типов такие же, как при разработке типов блоков I группы.

Схема соединений разрабатывается на базе готовых типов блоков I группы.

Принципиальные схемы составляются из схем блоков I группы и с учетом решений межузловых трубопроводов.

Подбор блоков I группы состоит из двух этапов:

набор возможных сочетаний блоков I группы исходя из условий работы оборудования ;

определение главного параметра блока и параметрической зависимости между узлами. Главный параметр узла вспомогательного оборудования пржводн'г-оя в соответствие с главным параметром узла основного аппарата.

Решение межузловых трубопроводов (подбор материала труб, арматуры и т.д.) аналогично соответствующим операциям при разработке блоков I группы.

3.6. Иллюстрация отдельных этапов межпроектной типизации приводится на примере разработки принципиальных схем блоков теплообмена (I группа), перекачки (П группа), структурной схемы блока дистилляции (Ш группа).

Блок теплообмена

Для этого блока факторами, определяющими схему, являются: принцип регулирования, способ теплообмена (с изменением агрегатного состояния или без изменения), вид продукта (чистый, возможна полимеризация). Эти факторы могут быть выражены следующими классификационными признаками схемы (табл.7).

14

Таблица 7

№ \ Признак ! Номео модификации признака приз нака i схемы ! I j 2 ! 3 ; * ; s V 6 ; 7 I Количество теплообменников в блоке Один Два 2 Соединение по продукту Парад- После- Отсут-лель- дова- ствует нов тельное Парал лель ное После- дова- тель- ное 3 Соединение по теплоносителю То же То же То же Дослало ва-тель-ное Парал лель ное - - 4 Наличие узла регулирования На вхо- На вы- Нет де в ходе трубное из прост- труб-ран- но го ство пространства На вхо-На входе и де и выходе выходе из из меж-труб- трубного кого прост- прост-ран- ранст-ства ва На входе в межтрубное прост ран ство На выходе из меж труб ного прост ран ства 5 Область подачи теплоносителя В груб- В медное труб-прост- ное ран- прост-ство ранет во б Наличие конден-сатоотводчика Есть Нет - - - -

Набор признаков дал различные модификации кодов схем блоков теплообмена, которые здесь не приводятся.

После их анализа была установлена ограниченная номенклатура кодов схем блоков из одного теплообменника: 1.3.6.1 Л; 1.3.3.1.2; 1.3.4.2.2; 1.3.2Л.2 ; 1.3.3.2.2 ; I.3.5.2.2; I.3.7.2.2.

Графическое изображение кодов схем представлено на рис.З.

Блок перекачки

За основу принципиальной схемы блока перекачки была взята структурная схема

Признаки, определяющие схему, сведены в табл.8

15

УДК [69.057 .[24.001.5:66] (083.96)

В рекомендациях приведены правила типизации технологических блоков, предназначенных для осуществления гидродинамических, массо- и теплообменных процессов. Рассмотрены правила выполнения внутрипроектноЯ, межпроектной и отраслевой типизации.

Рекомендации предназначены для разработчиков технологических блоков.

Составители: В.Я.Эйдельман, А.Л.Прудовая, Л.Г.Коно-вало.ва. Б.А.Гуляев, М.Е.Григорьева, Л.Е.Лоскутова, Е.ЮЛсакова,

О.Ю.Тарасова (ВНШмонтажспецстрой).

©ЦБШ Минмонтахспецстроя СССР, 1986

I. ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Типизация проводится с целью сокращения трудозатрат при проектировании промышленных объектов, повышения качества проектных решений, создания групп однотипных изделий (блоков) для организации их промышленного производства.

1.2.    В основу внутри- и межпроектной типизации положена номенклатура блоков (табл.1.)

Таблица I

Наименование блока		(Обозначение	Наименование блока	{Обозначение
	I	! 2	I	» 2
Блок	абсорбции	БА	Блок отстаивания	БО
я	адсорбции	БАд	• перекачки	БП
я	вакуумирования	Бвак	" смешения	Км
я	выпарки	БВ	» сушки	Бсуя
я	дистилляции	т	" теплообмена	БГ
я	испарения	ш	" химлроцесса	БХ
IV	коыпремирования	Бком	" хранения	Бхр
т	конденсации	Б кон	" фильтрации	БФ
я	кристаллизации	Бкр	" сепарации	БС
я	нагрева	Бнагр	" центрифугирования	БЦ
я	нагнетания	Ш	" экстрагирования	БЗ

При необходимости ее расширения рекомендуется руководствоваться правилами, приведенными в отчете ШИИЬСС,

1.3.    По составу блоки можно представить в виде набора узлов (табл.2.).

1.4.    Все блоки, предусмотренные номенклатурой, рекомендуется разделить по признакам, приведенным в табл.З, на три группы сложности.

					Т а б л и	ц а 2
Наименование блока	',0603-i Узел ос-.наче-i новного		I 77 , Узлы вспомогательного , оборудования			,Группа ,слож-
	,ние i	; аппарата	|Т0ПЛО- ,обмена	'нагне тания •	'хране-'фильт-'ния 'рации • л	,ности I
I	* 2	« 3	1 ,	* 5	• 6 » 7
Блок абсорбции	БА	Абсорбер	♦	-	♦ -	ш
		__я_	♦	*	-	ш
		п	_	_	-	ш

I 1	2	3 1	~п	5 1	6 “1	7	8
Блок выпарки	БВ	Выпарной аппарат	♦	♦	♦	_	Ш
		То же	♦	-	+	-	Ш
			♦	♦	-	-	D
Блок дистилляции	Щ	Колонна	+	4-	♦	4-	Ш
			+	■f	•f	_	Ш
Блок нагрева	Печь Бяагр трубчатая		•	-	_	_	I
		Огневой подогре ватель					I
Блок перекачки	БП	Емкость	-	♦	-	-	П
		_ и _	♦	4-	-	-	Ш
Блок сепарации	БС	Сепаратор	-	-	♦	-	П
		_»»_	♦	-	4-	-	Ш
Блок смешения	БСм	Смеситель	+	♦	4-	4-	ffi
		_ • _	4-	♦	4>	-	Ш
				♦	-	-	Ш
Блок сушки	Бсуш Сушилка		♦	4-	♦	•4	19
		_ и __	♦	-	-	♦	Ш
Блок теплообмена	БТ	Теплооб менник		_			I
Блок фильтрации	БФ	Фильтр	-	-	-	-	I
			+	♦		-	Ш
		_и_	-	■f	-	-	П
Блок химпроцесса	ВС	Реактор	♦	-	4-	♦	Ш
		_т _	♦	♦	-	-	111
		_я_	*	4-	-	4-	Ш
Блок хранения	Бхр	Емкость	-	-	-	-	I
Блок центри-	БЦ	Центрифуга	-	-	-	-	I
фугирования			♦	♦	4-	-	Ш
Блок экстрагирования	БЭ	Экстрактор	♦	♦	4-	♦	Ш
		——	♦	♦	-		Ш
Блок нагнетания	Ш	Насос	-	-	-	-	I
Блок отстаи-	ВО	Отстойник	4-	-	4-	4-	111
вания		1»					П

, лены 'деланы 'ву сутст-
Группа сложности

I    I    -

П    2    2    ♦

Ш Более 2 Более 2    -    +

2. ПРОЕКТНАЯ ТИПИЗАЦИЯ

2.1.    Внутрипроектную типизацию следует рассматривать как этап разработки проекта, который проводят после составления технологической схемы с выделением на ней блоков.

2.2.    Типизацию рекомендуется проводить последовательно в 4 этапа:

1.    Сгруппировать блоки, имеющие одинаковое обозначение, по табл.1.

2.    Выделить в блоках узлы вспомогательного оборудования, используя табл.2.

3.    Объединить в группы блоки I группы и узлы вспомогательного оборудования блоков П и И) групп слохности^х .

4.    Провести унификацию схем внутри групп.

В исходной схеме блоки оконтурены и имеют обозначение. Например: 1.БП, где I - номер по порядку, БП - название блока согласно табл.1.

В результате группировки получают одинаковые по названию группы блоков.

Выделение узлов вспомогательного оборудования в блоках производится в такой последовательности (с использованием 1абл.2 и определением узла вспомогательного оборудования): в пределах схем блоков Ш группы сложности сначала выделяются блоки П группы сложности и узлы вспомогательного оборудования, затем производится выделение узлов вспомогательного оборудования во всех блоках П группы сложности. Номер обозначения узла состоит из номера блока Ш группы сложности, номера блока П группы сложности (если он есть) и порядкового номера узла вспомогательного оборудования, например 2.3.2 - номер вспомогательного узла хранения, входящего в блок перекачки 2.3 блока ректификации 2. Выделение узлов осуществляется путем оконтуривания их на схеме в пределах блоков П и Ш групп сложности.

Выделенными узлами вспомогательного оборудования следует дополнить одинаковые по названию блоки I группы.

Унификация схем производится в пределах группы. Единообразие схем блоков I группы сложности определяется количеством аппаратов или машин, составляющих блок, и идентичностью их схем соединений.

Схема соединений определяется видом соединений аппаратов (параллельная, последовательная), количеством коллекторов, наличием циркуляции, вспомогательных трубопроводов (в отличие от продуктивных), составных частей трубопроводной обвязки (отключающая, регулирующая арматура, клапаны, фильтр и т.д.). Для блоков П и Ш групп сложности идентичность схем определяется количеством составляющих узлов блока, их номенклатурой и схемой соединения узлов.

Проводится унификация схем па количеству аппаратов вследствие замены объемов и марок оборудования.

Блоки 1,П,Ш групп сложности - далее по тексту блоки 1,П,Ш групп.

Единообразия обвязки существующих схем можно достигнуть в результате формирования блока в виде постоянного, наиболее часто повторяющегося набора составляющих блок элементов и выноса в межуэловые я межблочные связи элементов блока, которые приводят к их разнообразию, а также в результате анализа разработанных схем с точки зрения идентичности операций, которые необходимо выполнить с аппаратами, машинами для их работы.

Разработку конструкции блоков осуществляют в такой последовательности:

для каждой схемы группируют оборудование по геометрическому подобию ;

для сформированных групп разрабатывают групповые чертежи.

Если отличие в схемах незначительное (т.е. можно базовый чертеж, а в виде рисунка показать изменения в конструкции), оборудование группируется в пределах 1,2,3 схем и т.д. и разрабатывается групповой чертеж на конструктивно подобные блоки.

2.3. Для примера, иллюстрирующего этапы проектной типизации, принят фрагмент схемы, представленный на рис.1 и в табл.4.

Т а б л ■ ц а 4

Этап I - группировка блоков по номенклатуре

Номер группы Группа сложности Наименование блока* Номер блока I П Блок перекачки I I П 3 П ш Блок ДИСТИЛЛЯЦИИ 2

Этап 2 - выделение узлов

Наименование блока Номер блока Составляющее узлы Номер позиции Номер узла I 2 3 4 5 Блоки Ш группы сложности Блок ДИСТИЛЛЯЦИИ 2 Узел основного аппа- рата Кт92, Т-95 2.1 Узел теплообмена Т-93 2,2 Узел перекачки Н-97, Е-94 2.3 Узел теплообмена Т-96 2.4 Узел нагнетания Н-98 2.5

Приводится перечень блоков по всей схеме. 8

I	2	1 3	4	5
	Блоки П	группы сложности
Блок перекачки	I	Узел хранения (узел основного аппарата)	Е-80	1.3
		Узел нагнетания	H-8I	I.I
		Узел теплообмена	Т-82	1.2
	3	Узел хранения	E-I	3.1
		Узел нагнетания	Н-2	3.2
	2.3.	Узел нагнетания	Н-97	2.3.1
		Узел хранения	Е-94	2.3.2
Этап 3 - объединение блоков		I группы и узлов в группы

Этап Унификация схем внутри групп

Унификация схем проводится по каждой группе узлов с учетом спецификации оборудования и указаний п.2,2.

Для примера на рис.2 приведены результаты унификации схем блоков нагнетания, проведенной для насосов, применяемых в проектах.

3. МЕЖПРОЕКТНАЯ ТИПИЗАЦИЯ БЛОКОВ

3.1.    Межпроектную типизацию блоков проводят независимо от разработки документации на один или несксглько конкретных объектор.

3.2.    Типизацию рекомендуется проводить в такой последовательности:

составление структурной схемы блоков ;

разработка принципиальной схемы ;

разработка типов блоков I группы сложности (далее - I группа*) $

разработка типов блоков П группы сложности (далее - П группа*).

3.3.    Составление структурной схемы блока.

Структурная схема блоков П и Ш групп составляется из схемы узла основного аппарата и схем узлов вспомогательного оборудования, определяется их количеством, номенклатурой и взаимосвязями.

9