L1.T1.5. Графічне зображення елементів хтс.

Графічне зображення елементів ХТС та ХТС в цілому відіграє важливу роль як на стадії проектування так і на стадії її експлуатації. Разом з тим єдиний спосіб представлення таких складних систем як ХТС одночасно не може передати всієї необхідної інформації в кожному конкретному випадку. Для прикладу на рисунку 1.3 наведена технологічна схема виробництва. Вона дає чітке уявлення про основні апарати даного виробництва та технологічні потоки. Разом з тим спроба на цьому рівні відобразити всю ХТС (схема рис 1.4) є недоцільною, тому що велика кількість апараті і взаємозв’язків зробить таку схему важко зрозумілою і відслідкувати взаємозв’язки між різними підсистемами буде важко. З другого боку, інформації наведеній на схемі рисунку 1.3 вкрай мало, для того що б провести монтаж обладнання та експлуатувати окремі установки. В зв’язку з цим прийнято ХТС відображати на трьох рівнях і в залежності від задачі, використовувати те чи інше відображення. Правда, чітких, загально прийнятих назв кожного рівня немає. Цей факт викликає певні незручності, про те незначні – з контексту питання чи проблеми практично завжди зрозуміло якого типу графічне відображення слід використовувати.

П ершим рівнем наочного зображення ХТС є функціональна схема (по іншому її називають основною технологічною схемою). Вона показує, які технологічні операції й у якій послідовності необхідно здійснити ( на рівні цехів та установок) для реалізації в промисловому масштабі хімічного процесу або які підсистеми входять в ХТС і як вони між собою взаємодіють. Тип такої схеми приведений на рис. 1.4 в загальному для ХТС.. Для рівня окремого цеху чи установки функціональна схема приведена на рис.1.16.

На схемі відображено технологічний процес в якому продукт утворюється в результаті хімічної взаємодії двох вихідних речовин. При тому, перший реагент перед проведенням реакції проходить стадію подрібнення, а другий реагент розчиняється. Для цього передбачено відповідні стадії. Після проведення реакції реакційна суміш розділяється. В ході розділення регенерується розчинник, виділяється продукт та побічні продукти реакції. Продукт, після стадії розділення, складується а побічні продукти поступають на утилізацію. Окремі операції на технологічній схемі представленні елементами з надписами назв операцій – переважно прямокутниками (останнє не обов’язково – блоки можна відображати і іншими фігурами, що покращує сприйняття схеми). Через це даний тип схем називається функціональними.

П отоки відображається лініями зі стрілками. Основний потік – основний реагент  продукт – виділяється товстішою лінією. Це робиться також для покращення сприйняття схеми. По можливості, функціональна схема будується таким чином, що в лівій частині відображаються потоки вихідних речовин та процеси, що напрямленні на підготовку вихідних речовин до перетворень, а в правій – потоки продуктів реакції та процеси розділення реакційних сумішей, по центру – технологічні процеси що приводять до перетворення вихідних речовин в продукти реакції.

Таким чином, підсилюється сприйняття основної тріади хіміко-технологічних процесів – підготовка вихідних речовин перетворення  розділення, про яку ішлось в розділі L1.T1.1. В якості додаткової інформації на функціональній схемі може бути приведено витрати матеріальних потоків та умови перебігу основних процесів. З такою додатковою інформацією функціональна схема приведена на рис.1.17.

Ф ункціональні схеми дозоволяють одержати загальне поняття про установку або цех і є передумовою для апаратурного оформлення системи й розробки технологічної схеми. На рівні ХТС в цілому, функціональні схеми дозволяють отримати поняття про її структуру та взаємозв’язки і помагають знайти оптимальні рішення по управлінню ХТС.

Наступнимм, другим, рівнем відображення ХТС є технологічна схема (також називаються блок схема). Технологічна схема ХТС дає найбільш повну та якісну інформацію про структуру ХТС. В якості базової інформації така схема повинна мати:

• вид всіх необхідних для реалізації апаратів та машин, зображених в вигляді графічних символів та позначень (привідні механізми не вказуються);

• шляхи переміщення вихідних матеріалів, кінцевих та проміжних продуктів а також енергетичні потоки і потоки енергоносіїв; відображаються лініями з відповідними стрілками; шлях основної сировини до продукту відображається більш товстою лінією як і у випадку функціональної схеми; стрілки можуть бути функціональними, наприклад, для рідин та твердих речовин – заповнені стрілки а для газоподібних – незаповнені;

• назви речовин та енергоносіїв.

Для хіміко-технологічного процесу, функціональна схема якого приведена на рис. 1.16 спрощена технологічна схема наведена на рис. 1.18. У відповідності з вимогами до технологічної схеми на ній повинно бути вказано все обладнання (включаючи паралельно встановлені резервні помпи), всі трубопроводи, що забезпечують матеріальні та енергетичні потоки включаючи всі технологічні трубопроводи, крім того, на повній технологічній схемі повинні бути вказана вся запірна і запобіжна арматура, регулюючі клапани і байпаси, контрольно вимірювальна апаратура та елементи автоматизації процесу. По при те, що дотримуватись масштабу при прорисовці технологічної схеми не потрібно, повністю складена технологічна схема навіть відносно простої установки займає багато місця. Така повна технологічна схема повинна бути обов’язково створена – без неї неможливий монтаж обладнання. Знаходиться ця схема в супровідній документації до установки або цеху. Для персоналу, що експлуатує дану установку, повинен бути організований вільний доступ до схеми. Але для ознайомлення з роботою установки (цеху) часто використовують спрощені технологічні схеми, які, звичайно, не мають ніякої юридичної сили і касаційне посилання на них не можливе. В них в першу чергу упускають елементи, що утруднюють сприйняття технологічного процесу – резервну апаратуру, більшість технологічних трубопроводів. З запірної та регулюючої арматури приводять лише ту, що має принципове значення. Саме такі спрощення і внесені в технологічну схему рис.1.18. Зрозуміло, що спрощені технологічній схемі мають обмежене використання а реальну експлуатацію установок слід базувати на основі досконалого вивчення повної технологічної схеми.

При складанні технологічної схеми слід, по можливості, дотримуватись наступних правил: апарати і інше технологічне обладнання розташовувати в тому порядку в якому вони реально розташовані (чи будуть розташовані) в технологічному приміщені; при проектуванні декількох однотипних вузлів з аналогічною об’язкою, на схемі викреслюється тільки один з позначенням їх кількості; все устаткування, показане на технологічній схемі повинно бути пронумероване і внесене у специфікацію і номер елемента на схемі повинен відповідати номеру цього ж апарата в специфікації та описі технологічної схеми. Опис є обов’язковим при складанні будь якої технологічної схеми.

В якості додаткової інформації технологічна схема може містити:

• кількості речовин що використовуються;

• робочі умови реалізації процесу;

• характеристики апаратів та машин;

• монтажну висоту основних апаратів та машин;

• на окремих листах характеристики приводних механізмів.

Наступним, третім рівнем, візуального відображення ХТС є мнемосхеми апаратів, трубопроводів та вмонтованої апаратури. Даний тип схеми дає найбільш повну інформацію про об’єкт, що на ній відображений, але створюється для окремих елементів або вузлів, найчастіше – трубопроводів. Формально це певним чином виділена частина технологічної схеми з додатковою інформацією. Найбільше значення має при монтажі обладнання. Власне для монтажу обладнання мнемосхеми і створюються на основі технологічної схеми. Але практика показує, що під час монтажу часто вносяться корективи. Зміни бувають різного рівня важливості і допускаються тільки після погодженням з проектантами. Важливим є що б ці зміни, по завершенні монтажу, були перенесені в основну технологічну схему. Відсутність такої корекції дуже часто приводить до відмов під час пуско-налагоджувальиних робіт та експлуатації установки. В мнемосхемах використовуються ті ж графічні символи, позначення та нумерація елементів ХТС, що і в технологічній схемі. В якості основної інформації мнемосхеми повинні включати:

• в ид апаратів і машин (включаючи привідні механізми), трубопроводи (включаючи всі технологічні), всю запірну, регулюючу та запобіжну арматуру трубопроводів і всі вмонтовані резервні елементи (апарати, машини, запірна арматура);

• позначення апаратів та машин з приведенням їх характеристик (характеристики часто приводяться на окремих листах);

• умовні проходи, тиски, типи матеріалів та виконання трубопроводів;

• дані про ізоляцію елементів установки;

• призначення контрольно-вимірювальної апаратури та елементів автоматизації процесів (КВПіА);

• монтажну висоту апаратів і машин.

Наявність технологічної схеми, мнемосхем апаратів та трубопроводів а також будівельних креслень дозволяє провести монтаж обладнання. Приведені вище варіанти візуального представлення ХТС, разом з їх описами, дозволяють повністю налагодити монтаж та експлуатацію установок.