МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Інститут хімії та хімічних технологій
Кафедра технології органічних продуктів
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до графічно-розрахункової роботи
з дисципліни “ Проектування процесів органічного синтезу” на тему: Компонування типового обладнання холодильника-конденсатора
Виконав
Студент групи ХТ-42
Курищук Я.
Керівник Лудин А. М.
Львів – 2024
завдання на графічно-розрахункову роботу
Варіант: _5_
Виконати план та розріз об’ємно-планувальної схеми промислової споруди: Трьохярусна двопрогонова етажерка (сітка колон 6 х 6 м, кількість кроків – 3, висота ярусу – 2,4 м) . Вибрати та розмістити в заданій промисловій споруді холодильник- конденсатор для конденсації 1,9 кг/с реакційної суміші (питома теплоємність – 2,14 кДж/(кг*К, питома теплота конденсації – 214 кДж/(кг*К) з 800С до 250С. Конденсація відбувається при 800С ропою з початковою температурою -100С, яка нагрівається до -50С. Опори під апарат розрахувати в залежності від способу його встановлення.
Керівник _Лудин А. М.
( підпис ) (прізвище та ініціали)
Прізвище та ім’я студента: ___ Курищук Я.
(підпис) (прізвище та ініціали)
| ЗМІСТ Завдання на розрахунково-графічну роботу.......................................................2 Вступ.............................................................................................................……..4 Характеристика промислових споруд……....................…………………….5 Характеристика будівлі для побутових приміщень………….…………... ..5 Характеристика промислової етажерки…………………………………… ..8 Вибір та компонування типового технологічного обладнання…………..13 Розрахунок та вибір типового технологічного обладнання……………... 13 Компонування технологічного обладнання………………………………. 15 Висновки………………………………………………………………………....16 Список використаної літератури……………………………………………….17 | ||||||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | |||||
| | | | | | ||||||
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||||||
| Керівник | Лудтн А. | | | КОМПОНУВАННЯ ТИПОВОГО ОБЛАДНАННЯ Пояснювальна записка | Літ. | Арк. | Акрушів | |||
| Студент | Курищук Я. | | | г | Р | Р | 3 | 21 | ||
| | | | | НУ “Львівська політехніка” Каф. ТОП, гр.-ХТ-4 | ||||||
| | | | | |||||||
| | | | | |||||||
| ВСТУП Промислові будівлі призначені для розміщення виробничого обладнання та захисту його від зовнішнього впливу. В більшості промислові споруди мають каркасну конструктивну схему з колонами, балками (фермами), розпірками та прогонами. Промислові споруди можуть не мати загороджувальних конструкцій, проте, вони призначені для розміщення обладнання на різних рівнях у зв’язку із технологічною необхідністю. Залежно від призначення, промислові споруди можуть бути виключно виробничими, підсобно-виробничими, складськими, обслуговуючими (де розміщується обладнання для забезпечення виробничого процесу), транспортними та додатковими (куди можна включити адміністративно-побутові приміщення). Відповідно до наданого завдання, етажерка має сітку колон 6X6 м 2 прогони, 3 кроки, висоту ярусу 2,4 м. | ||||||
| | | | | | ВСТУП | Арк. |
| | | | | | 4 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| РОЗДІЛ І ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМИСЛОВОЇ СПОРУД 1.1 Характеристика споруди для побутових приміщень 1. Спосіб сприймання навантаження Адміністративно-побутове приміщення являє собою будівлю з несучими стінами, вони й є основними надземними конструкціями для прийняття навантажень. Спираються несучі стіни на стрічковий фундамент, що у свою чергу передає навантаження на ґрунт. Плити перекриття слугують просторовим зв’язком конструкції та протидіють горизонтальним фізичним впливам на будівлю (вітрове навантаження). 2. Основні будівельні параметри довжина будівлі – 18 м, ширина будівлі – 12 м, висота поверху – 3,0 м Прив’язка осей – внутрішня. 3. Фундаменти Фундамент – базова конструкція основи будівлі, яка сприймає усе навантаження та передає його на ущільнений ґрунт. Стрічкові фундаменти з серійних фундаментних блоків, які рівномірно приймають на себе навантаження від стін. 4Покриття Розглядається структура покриття в будівлі, наводиться характеристика несучих та загороджувальних конструкцій покриття, описується склад захисного шару в покритті та спосіб відведення води з крівлі будівлі. Основною функцією покриття є захист будівлі від впливу атмосферних опадів, а також, теплова ізоляція будівлі (що досягається додатковими утеплювальними шарами покриття). Плити покриття мають меншу товщину, ніж плити перекриття, але, вони є підсиленими за допомогою ребер жорсткості. По плитах покриття влаштовується конструкція покрівлі, яка складається з утеплювальних та гідроізоляційних матеріалів. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 5 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| 5. Плити перекриття Являють собою серійні пустотні залізобетонні конструкції, що можуть бути довжиною у діапазоні від 3 до 12 метрів із кроком у 10 см. У проектуємій будівлі вони будуть розміщені вздовж циферних осей. 6. Стіни Несучі стіни виконуються з цегляної кладки товщиною 380 та 510 мм. Зовнішні стіни утеплюються. 7. Підлога Підлога містить покриття, яке безпосередньо піддається експлуатаційній дії, та основний шар, що передає навантаження від підлоги на основу. Основою служать плити перекриття або грунт, який виключає можливість осадження підлоги. Основний шар може виконуватись жорстким і нежорстким. Вигляд і товщину шару вибирають з цементного бетону. товщина основного шару в границях 400 мм. Покриття виконують плитковим. 8 Вікна та двері Вікна шириною 1,5 м , висотою 1,5 м. Віконні рами виконуються з алюмінієвого профілю. Двері складаються з дверної коробки і полотна. За числом полотен розрізняють двері однопольні і двопольні; за конструкцією – глухі і засклені, за розташуванням – зовнішні і внутрішні. Висота дверних блоків прийнята 2075 мм; ширина однопольних – 1174 мм, двопольних – 1876 мм. Запасні (евакуаційні) виходи є необхідними на випадок пожежі для безпечної евакуації людей. Таких виходів повинно бути в будівлі не менше двох, двері яких відкриваються в напрямку виходу. Ширина дверей евакуаційних приймається 0,8м. Загалом, приміщення повинно бути спроектоване та побудоване у відповідності до протипожежних норм та правил. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 6 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| 1.2 Характеристика промислової етажерки 1. Спосіб сприймання навантаження Основною конструкцією етажерки є каркас, який сприймає усі навантаження, як експлуатаційні, та і зовнішні. Колони, балки та перекриття каркасу доповнюють одні одних у протидії зовнішнім та внутрішнім впливам. 2. Основні будівельні параметри Триярусна двопрогонова етажерка (сітка колон 6 х 6 м, кількість кроків – 3, висота ярусу – 2,4 м) Прив’язка – це віддаль від координаційної (розмічувальної) осі до грані або до геометричної осі конструктивного елемента. Поперечні координаційні осі визначають кроки, а повздовжні – прогони. В будівлях з мостовими кранами вантажопідйомністю до 30 т, при кроці колон 6 м і висоті менше 16,2 м зовнішні грані колон і внутрішні поверхні стін суміщають з розмічувальними осями – “нульова” прив’язка. Каркасні колони – це вертикальні несучі елементи каркасної будівлі, можуть виконуватись з залізобетону та сталі. В промислових будівлях висотою до 14,4 м при кроці середніх колон до 12 м та з кранами вантажопідйомністю до 50 т застосовують збірні залізобетонні колони. У даному проекті використовуються збірні залізобетонні колони із січенням 400х400 мм. Колони висотою від підлоги до низу кроквяних конструкцій 3,6 - 9,6 м заглиблюються нижче підлоги на 900 мм. Віддаль від верху опорної консолі до верху колони приймають 720 мм. Колони нижнього поверху спираються на фундаменти стаканного типу. Стійкість колон забезпечується жорстким з’єднанням із стаканами фундаментів бетоном марки не нижче марки бетону колон. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 7 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| Фундаменти Надається характеристика фундаментів, які використовуються в промисловій споруді Фундамент – це несучий елемент будівлі, який призначається для сприймання усіх навантажень від будівлі та рівномірної передачі їх на основу. Колони розташовують на стовпчастих, монолітних фундаментах. Залізобетонні колони, що встановлюються в стакан зміцнюються бетоном. Стовпчасті монолітні фундаменти складаються з підколонника, ступінчастої плитної частини і бетонних стовпчиків для встановлення фундаментних балок. Верх підколінника встановлюють на 150 мм нижче від поверхні підлоги першого поверху. Глибина входження колони у підколінник 900 мм. Висота фундаменту вибираємо з ряду: 1,5 м. Розміри підколонника визначаються розмірами колон і визначається- 0,9 х 0,9 м . Розміри підошви фундаменту залежать від навантаження та фізичних властивостей грунту. Площа підошви р 1,5 х 1,5 м. Фундаменти під машини та апарати повинні задовольняти умови міцності, стійкості та економічності Також є дуже важливим, щоб вібрація фундаментів негативно не впливали на стійкість конструкцій будівель, технологічного обладнання та на обслуговуючий персонал. Розмір та форму верхньої частини фундаменту призначають у відповідності з кресленнями апарату, представленим заводом-виробником. Глибину закладення фундаментів розраховують в залежності від глибини розташованих поруч каналів, глибини закладення фундаментів будівель, гідрогеологічних умов району забудови. Апарати (насоси) встановлюються на фундаменти через станини. Обираємо: За видом конструктивного матеріалу фундаменти бутові, За характером роботи під навантаженням фундаменти жорсткі, За способом виготовлення монолітні | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 8 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| Міжповерхове перекриття Розглядається структура перекриття в будівлі, наводиться характеристика несучих та загороджувальних конструкцій перекриття. Перекриття – це горизонтальні конструкції, що розділяють внутрішній простір будівлі по висоті на поверхи. Балкові перекриття виконуються збірними залізобетонними і складаються з елементів двох видів: несучих конструкцій - ригелів (горизонтальних балок) та загороджувальних – плит перекриття. Для влаштування перекриття ригелі виготовляють для прогонів 6м – прямокутного січення з опиранням плит перекриття по верху ригеля. Плити перекриття використовуються ребристими. Розміри плит 6х1,5 м. Несучі конструкції В промисловому будівництві найчастіше для етажерок застосовують залізобетонні кроквяні балки. 5. Підлога Розглядається структура підлоги в етажерці, наводиться характеристика основного шару та покриття, яке використовується для підлоги. Підлога містить покриття, яке безпосередньо піддається експлуатаційній дії, та основний шар, що передає навантаження від підлоги на основу. Основою служать плити перекриття або грунт, який виключає можливість осадження підлоги. Основний шар виконуватись жорстким і. Вигляд і товщину шару вибирають в залежності від типу покриття підлоги, якості основи, виду експлуатаційної дії. виконуватиметься з піцементного бетону та ін., і в залежності від цього підбирають товщину основного шару в границях 400 мм. Покриття виконуються цементними. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 9 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
укрру
| 6. Сходи Надається характеристика сходів, які є запроектованими в даній етажерці, розглядається їхній тип та матеріал виконання, при наявності основних сходів наводиться розрахунок їх розмірів та сходових кліток . Для етажерки використовуються службові сходи. Службові сходи застосовуються для огляду і обслуговування обладнання, розміщеного на різних позначках. Такі сходи також складаються з маршів і площадок, але виконуються з металу. При висоті маршу 2400 мм сходи влаштовують з кутом нахилу 45°. Ширину маршів і площадок приймаємо 1000 мм. Висоту сходинок приймають 200 мм (2400:200=12 сходинок) . Настил площадки виконують з листа товщиною 5 мм, а сходинки - 5мм. Сходинки складаються з одного стрижня. Марші опиратимуться на залізобетонні площадки та перекриття. Марші і площадки повинні мати загородження висотою 1000 мм. Оскільки загальна площа етажерки понад 108 м2 передбачається наявність 2-ох сходів. Аварійні сходи служать для евакуації людей з поверхів при аваріях та пожежах. Вони встановлюються ззовні будівель з нахилом не більше 45° і мають площадки на рівні підлоги кожного поверху з виходом на них з приміщень. Марші таких сходів роблять стальними шириною не менше 0,8 м і загороджують перилами висотою не менше 0,8 м. Аварійні сходи починаються від рівня землі. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 10 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| 7. Оснащеність підйомно-транспортним устаткуванням Враховуючи, що технологічне обладнання, що буде розміщено на етажерці, має масу до 300 кг, та його висота – не більша за 1 м від рівня розташування, влаштування стаціонарних підйомних механізмів не є доцільним. При необхідності дистанційного обслуговування або заміни устаткування, воно буде вивантажуватись за допомогою сторонньої техніки. | | ||||||||||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. | | ||||||||
| | | | | | 11 | | |||||||||
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | | ||||||||||
| | РОЗДІЛ І І ВИБІР ТА КОМПОНУВАННЯ ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ 2.1 Розрахунок та вибір типового технологічного обладнання Вибрати та розмістити в заданій промисловій споруді холодильник- конденсатор для конденсації 1,9 кг/с реакційної суміші (питома теплоємність – 2,14 кДж/(кг*К, питома теплота конденсації – 214 кДж/(кг*К) з 800С до 250С. Конденсація відбувається при 800С ропою з початковою температурою -100С, яка нагрівається до -50С. Опори під апарат розрахувати в залежності від способу його встановлення. Теплообмінна апаратура. Теплообмінники вибирають за діючими каталогами за поверхнею теплообміну і за величиною найбільшого умовного тиску (в трубному або між трубному просторі). Поверхня теплообміну визначається з основного рівняння теплопередачі:  Теплове навантаження апарату Q розраховують з теплового балансу. Орієнтовне значення коефіцієнту теплопередачі k приймають в залежності від виду руху середовища та призначення теплообмінника. F=241000/1*(80-25) = 4381 м2 Враховуючи вирахуваний параметр, приймається конденсатор Thermokey KH 1680 з площею поверхні 710 м2, що будуть розміщені по три на кожному надземному ярусі. Визначаємо кількість установок: N=4381/710=6 Висновок: розміщуємо 6 конденсаторів Thermokey KH 1680. | ||||||||||||||
| | | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. | ||||||||
| | | | | | | 12 | |||||||||
| | Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||||||||||
 Рис. 2.1 – Креслення холодильного конденсатора Thermokey KH 1680  Характеристики конденсатора: Розміри: 8630х765х1320 мм Живлення: 400 В/50 Гц/3 фази Фреон: R404a, R22, R407c, R134a Кількість вентиляторів: 6 Площа поверхні, м. кв.: 710 м2 | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 13 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| 2.2Компонування технологічного обладнання Апарати встановлюють на фундаменти чи несучі конструкції через опори. Без опор встановлюються тільки апарати з плоскими днищами, що працюють під налив. Існують три види опор для апаратів: 1) для колонних апаратів (опорні обичайки); 2) для вертикальних апаратів ( стійки і лапи); 3) для горизонтальних апаратів. Опори для горизонтальних апаратів вибирають від величини навантаження на одну опору та діаметра апарата по стандарту ДСТУ 26-2091-2003 (ОСТ 26-2091-93). Згідно цього стандарту є три типи опор: тип 1– для апаратів діаметром від 159 до 630 мм (два виконання згідно навантаження); тип 2 – для апаратів діаметром від 800 до 2000 мм (три виконання); тип 3 – для апаратів діаметром від 2000 до 4000 мм (три виконання). Число таких опор залежить від довжини апарату та навантаження: в більшості випадків – дві або три, причому, як правило, одна опора виконується нерухомою, а решта – рухомими. Для установок, що будуть розміщені приймають шестиопорні металеві каркаси з труби квадратної 50х50х3. При будівництві під них необхідно передбачити закладні деталі у плитах перекриття. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 14 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| 2.2Компонування технологічного обладнання Апарати встановлюють на фундаменти чи несучі конструкції через опори. Без опор встановлюються тільки апарати з плоскими днищами, що працюють під налив. Існують три види опор для апаратів: 1) для колонних апаратів (опорні обичайки); 2) для вертикальних апаратів ( стійки і лапи); 3) для горизонтальних апаратів. Опори для горизонтальних апаратів вибирають від величини навантаження на одну опору та діаметра апарата по стандарту ДСТУ 26-2091-2003 (ОСТ 26-2091-93). Згідно цього стандарту є три типи опор: тип 1– для апаратів діаметром від 159 до 630 мм (два виконання згідно навантаження); тип 2 – для апаратів діаметром від 800 до 2000 мм (три виконання); тип 3 – для апаратів діаметром від 2000 до 4000 мм (три виконання). Число таких опор залежить від довжини апарату та навантаження: в більшості випадків – дві або три, причому, як правило, одна опора виконується нерухомою, а решта – рухомими. Установки, що будуть розміщені на об’єкті, мають власні опори від виробника, які розраховані на експлуатаційні навантаження від установок та зовнішніх чинників. Під установки необхідно передбачити закладні деталі на конструкції етажерки. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 13 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| Висновки У даній графічно-розрахунковій роботі було проведено характеристику промислової етажерки та будівлі для побутових приміщень. Охарактеризовано конструктивні та об’ємно-планувальні рішення адміністративно-побутової будівлі. Охарактеризовано конструктивні та об’ємно-планувальні рішення промислової етажерки. Також, за характеристикою теплообмінника було підібрано холодильне конденсаціне обладнання, яке було розміщено на етажерці. Усі рішення описано в пояснювальній записці, візуально відображено на кресленні. | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 14 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||
| Список використаної літератури Лудин А.М. Компонування обладнання. Конспект лекцій для студентів спеціальності 161 " Хімічні технології та інженерія "стаціонарної та заочної форм навчання. Методичні вказівки до графічно- розрахункової роботи з дисципліни “ Проектування процесів органічного синтезу” для студентів спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія»/ Укл.: Лудин А.М.- Львів: Національний університет “Львівська політехніка”,2023. –20 с. Каталог насосів для хімічних виробництв “Гідромаш” ДБН «Будинки та споруди. Промислові будівлі» https://studfile.net/preview/2862528/ | ||||||
| | | | | | ІХХТ-ТОП-ХТ-КТО-ПЗ | Арк. |
| | | | | | 15 | |
| Змн. | Арк. | № докум. | Підпис | Дата | ||