Основы научных исследований и проектирование предприятий.
Взаимосвязь между научными исследованиями, проектированием и строительством предприятий. Организация научных исследований и проектирования. Постановка задачи исследования.
Научно-исследовательская деятельность – это деятельность направленная на получение и применение новых знаний.
Научно-техническая деятельность – деятельность, направленная на получение, применение новых знаний для решения технологических, инженерных, экономических, социальных, гуманитарных и иных проблем, обеспечения функционирования науки, техники и производства как единой системы.
Изучать в научном смысле- вести поисковые исследования, как бы заглядывая в будущее, опирающиеся на реальные достижения научный исследований
Научная деятельность осуществляется физическими и юридическими лицами. Источники финансирования научной деятельности – гос.бюджет (федеральный или местный), средства физич. и юридич. лиц. Органы гос.власти в пределах своих полномочий выполняют некоторые функции управления научной деятельности. Управление науч. деят-ю осущ-ся на основе сочетания принципов гос. регулирования и самоуправления.
Научные исследования разделяют на :
1). С философ-ойт.зр.- всеобщее общенаучное частное специальное.
2). Теоретически, имперические методы исследования.
3). По целевому назначению:
фундаментальные и прикладные.
Фундаментальные исследования – это экспериментальная или теоретическая деятельность, направленная на получение новых знаний об основных законах строения, функционирования и развития человека, природы.
Прикладные – это исследования направленные на изучение частных явлений в рамках общих законов и на применение новых знаний для достижения практических целей и решения конкретных задач.
Внедрение фундаментальных и прикладных научисследосущ-ся через разработки проводимые в опытно-конструкторских бюро (ОКБ), проектных организациях, мастерских.
Н
аучные
исследования состоят из 3 этапов.
Н
ИР
ОТР ОКР
Любые научные работы
Целью НИР являются получение исходных данных, образцов новых веществ, материалов и др. объектов для проведения ОТР и ОКР.
ОТР (опытно-технологические работы) направлены на выбор и разработку технологий и оборудования для организации промышленного производства, новых веществ, материалов, устройств.
Опытно-конструкторские работы направлены на проектирование и создание опытного производства, продуктов, веществ, устройств.
Стадии НИР:
1). Разработка технического задания НИР;
2). Выбор направления исследования;
3). Теоретические и экспериментальные исследования;
4). Обобщение и оценка исследований.
Проектирование –комплекс работ по исследованиям, расчетам и конструктированию, с целью создания необходимой документации для изготовления новых изделий, новой техники, удовлетворяющих заданным требованиям.
Организация проектирования. Притворение в жизнь научных и конструкторских разработок осущ через технологич проектные и конструкторские работы.
Проектирование промышленного объекта – это процесс переработки исходной информации, полученной в результате научно-исследовательской работы, в конечную информацию необходимую для создания промышленного объекта.
В итоге получают проектно-сметную документацию(ПСД), предаставляющую собой сумму текстовых, графических материалов, которые описывают и отображают будущий объект в целом и его составные части. Реализуются проекты через капитальное строительство (новое строительство; реконструкция; расширение и техническое перевооружение действующих предприятий).
Развитие науки и техники проявляющееся в постоянном воздействии научных открытий и изобретений на уровень техники и технологии, с другой стороны в применении новых приборов в методах научных исследований получило название НТП(Научно-технический прогресс).
Важнейшей задачей НТП является повышение эфф. созд-ого научного потенциала.
НТР- научно-техническая революция. Для НТР характерны 2 важных аспекта:
1). Активное воздействие фундаментальных исследований на технологию производства;
2). Создание производственного аппарата на основе новых приоритетных направлений.
НТП химической промышленности отмечает следующие направления:
1). Совершенствование средств труда;
2). Изменение существующих и создание новых технологий;
3). Улучшение использования сырья;
4). Всесторонняя автоматизация химического производства.
Структура проекта и его основные составные части, исходные данные для проектирования.
Система проектирования промышленных предприятий предусматривает использование типовых и индивидуальных проектов. Использованием типовых проектов осуществляется тогда, когда идентичные предприятия многократно повторяют в практике промышленное строительство. Индивидуальные проекты разрабатываются при отсутствии типовых в тех случаях, когда применение типовых проектов приводит к нерациональному использованию территории, многообразию строительных конструкций, удорожанию строительства.(для однократного строительства).
Три этапа проектных работ:
Предпроектная разработка- ТЭО, выбор площдки строительства, подготовка ПЗ.
Пректно-изыскательские работы, т.е. разработка ПСД на основание ПЗ.
Авторский надзор за производством строительноо-монтажных работ и участие в приемки законченных строительством объектов.
Главной задачей технико- экономического обоснования (ТЭО) является определение экономической целесообразности и технической необходимости создания данного объекта: определение обоснования мощности производства, номенклатуры и качества продукции; выбор метода производства; выявление потребности в сырье; кооперирование производственных связей с другими предприятиями; вопросы экологии.
Выбор района строительства- в основу должна быть положена схема районной планировки экономического района.При выборе района следует учитывать специфику отдельных отраслей промышленности, взаимосвязь с другими отраслями, тенденции тех.развития, также наличия в районе условий для наиболее эффективного развития соответствующей отрасли промышленности. Наилучшим вариантом размещения пром.предприятия является такой, при котором в наиболее короткий срок, с min капитальными вложениями достигается выпуск в заданных объемах и номенклатуре с наименьшей себестоимостью единицы продукции.
После выбора площадки на основании технико- экономического обоснования разрабатывается задание на проектирование(ПЗ). Ответственный за разработку задания – заказчик. Задание на проектирование представляет собой документ, на основе которого будет решаться весь комплекс вопросов, входящих в состав проекта. Оно должно содержать следующее: наименование производства и предприятия; наименование организации являющейся генеральным проектировщиком; основание для разработки проекта; ссылку на утвержденное технико- экономическое обоснование; число очередей строительства объекта; наименование объектов аналогов; пункт строительства; данные проектной мощности, ТС производства; режим работы производства; необходимость разработки АСУТП; основные технико-экономические показатели; основные источники снабжения производства сырьем, водой, электроэнергией; кооперирование производственных связей с другими предприятиями; требования по разработки варианта проекта; намеченный размер капитальных вложений; генеральный подрядчик; намеченные сроки строительства; стадийность проектирования.
Вид строительства; требование по вариантной и конкурсной разработки; особые условия строительства; требования к качеству конкурентоспособности и экологическим параметрам продукции; требования к технологии, режиму предприятия; требования к архетектурно-строительным объемно-планировочным и конструктивным решениям; выделение очередей и пусковых комплексов, требования по перспективному расширению предприятия; требования и условия к разработке природоохранных мер и мероприятий; треб к режимам безопасности и гигиене труда; требования по ассемиляции производства; треб по разработке инженерно-технических мероприятий ГО и мероприятий по предупреждению ЧС; треб по выполнению ОКР и НИР; состав демонстрационных материалов.
В одну стадию осуществляется проектирование технически несложных объектов, а также технологических объектов, строительство, которых будет вестись по типовым и повторно применяемым проектам – составляется рабочий проект. Двухстадийное проектирование осуществляется для крупных и сложных объектов: 1 стадия- разработка проекта; 2 стадия – разработка документации. Состав проекта: 1 раздел – общепояснительная записка; 2- основные строительные решения с чертежами; 3 – проект организации производства; 4 – сметная документация; 5- паспорт проекта; 6 – рабочая документация со сметами.
Организация проектных работ, общие положения о проектировании, стадии проектирования. Особенности проектирования химико-технологических предприятий и производств.
Проектирование –комплекс работ по исследованиям, расчетам и конструктировании, целью которого является создание необходимой документации для изготовления новых изделий, новой техники, удовлетворяющих заданным требованиям.
Проект – совокупность документации, адекватно отображающей предполагаемый объект, процесс. Инженерным проектом называют процесс создания технологического или технического объекта.
Организация проектирования. Притворение в жизнь научных и конструкторских разработок осущ через технологич проектные и конструкторские работы.
Проектирование промышленного объекта – это процесс переработки исходной информации, полученной в результате научно-исследовательской работы, в конечную информацию необходимую для создания промышленного объекта.
В итоге получают проектно-сметную документацию(ПСД), предаставляющую собой сумму текстовых, графических материалов, которые описывают и отображают будущий объект в целом и его составные части. Реализуются проекты через капитальное строительство (новое строительство; реконструкция; расширение и техническое перевооружение действующих предприятий).
Внедрение результатов НИР осуществляется через капитальное строительство (новое строительство; реконструкция; расширение и техническое перевооружение действующих предприятий).
Создание проектов, объектов техники, это одно из направлений инженерного проектирования, называют техническим проектированием или конструированием. Результат конструирования – конструкторский проект.
Создание объектов технологии – технологическое проектирование (комплекс технологической документации – выходной проект).
Этапы и стадии проектирования:
1. Предпроектная разработка. Включает технико-экономическое обоснование, выбор площадки и подготовка задания на проектирование.
Главной задачей технико-экономического обоснования является определение экономической целесообразности и тех. необходимости создания данного проекта.
2. В основу выбора района строительства предприятия должны быть положены схемы районной планировки экономич.района.
При выборе района следует учитывать специфику отдельных отраслей промышленности, взаимосвязь с другими отраслями, тенденции тех.развития, также наличия в районе условий для наиболее эффективного развития соответствующей отрасли промышленности.
Наилучшим вариантом размещения пром.предприятия является такой, при котором в наиболее короткий срок, с min капитальными вложениями достигается выпуск в заданных объемах и номенклатуре с наименьшей себестоимостью единицы продукции.
3. Составление задания на проектирование.
На основании ТЭО и выбора площадки разрабатывается проектное задание. ПЗ представляет собой документ на основе которого будет решаться весь комплекс вопросов, входящих в состав проекта.
Проектирование проекта осуществляется в 1 или 2 стадии в зависимости от технической сложности объекта проектирования.
В одну: Проектирование технически несложных объектов, а также тех объектов строительство которых будет вестись по типовым и повторно применяемых проектов. Разрабатывается рабочий проект.
В две стадии: Осущ. проектирование крупных и сложных объектов. На первой стадии разрабатывается проект, на второй рабочая документация со сметами.
Проектно-изыскательские работы, т.е. разработка ПСД на основание ПЗ.
Авторский надзор за производством строительно-монтажных работ и участие в приемки законченных строительством объектов.
Состав проекта: пояснительная записка, основные строительные решения с чертежами; проект организации производства; сметная документация; паспорт проекта; рабочая документация со сметами.
ХТП (химико технологический процесс)- совокупность технологических стадий для получения определенного конечного продукта заданного качества и в установленном объеме. Химическое производство представл собой: подготовка сырья, химическое превращение, выделение конечных продуктов. Каждому ХТП и каждой его стадии соответствует определенный аппаратурный эквивалент- технологическое оборудование. Максимальная совокупность основного и вспомогательного оборудования, необходимого для реализации стадии ХТП, называется технологическим узлом. Последовательность технологических узлов, связанных, в соответствии ИСО стадиями ХТП представляет собой технологическую схему производства химического продукта или химико-технологическую систему (ХТС). При разработке нового ХТП необх учитывать основные тенденции развития хим технологии: создание агрегата большой единичной мощности, разработка экологически чистых технологий, увеличение энергетической эффективности, применение мат моделирования.
Современное проектирование. Критерии качества проектных разработок, система автоматизированного проектирования.
Автоматизированное проектирование-взаимодейстиве инженера-проектировщика с комлексом тех средств с целью разработки, анализа, оптимизации проектных решений.
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ химических производств, осуществляется в диалоговом режиме "проектировщик-ЭВМ" с использованием мат. моделей проектируемых объектов.
Создание систем автоматизированного проектирования (САПР) тех процесса состоит в автоматизации процесса, изготовления графической информации, сбора, обработки информации, также в применение теории и методологии системного проектирования. В качестве объекта автоматизации- процесс хим производства представляет сложную кибернетическую систему сбора и целенаправленной переработке исходных данных в выходную информацию в виде проекта нового производства.
Выделено три этапа автоматизации:
Автоматизация отдельных рутинных работ и небольших инженерных расчетов.
Автоматизация сложных задач и их комплектов.
Создание САПР
САПР- объединение соответсвующей вычислительной техники и модулей программного обеспечения с целью решения проектных задач, т.е это программно-машинный комплекс, состоящий из тех средств, систем обеспечения прикладного мат обеспечения и средств ведения диалога.
Функциональная структура и состав САПР. Задача автоматизированного проектирования: поиск оптимального варианта проекта, на основе максимального исп-я достижений науки и техники, совершенствование прикладного мат обеспечения, средств вычислительной техники и информационной базы.
4 этапа проектирования с помощью ЭВМ
концептуальное проектирование
проектный анализ
детальное проектирование
подготовка проектной документации
САПР состоит из технических средств, системного и прикладного матем. обеспечения и средств ведения диалога.
Системно- математическое обеспечение включает программы обслуживания ЭВМ с целью обеспечения удобства ведения диалога, оперативного изменения задания на проектирование.
Прикладное мат.обеспечение – мат.модели объектов проектирования, которые составляют основу САПР и обычно представляются в виде т. наз. модулей, оформленных согласно спец. правилам организации систем .
Структура САПРтех процесса:
1). Банк данных- информационное обеспечение;
2). Пакеты прикладных программ общего и специального назначения;
3). Алгоритмы синтеза, тех схемы;
4). Алгоритмы конструкц. Расчета и выбора оборудования, Его размещение.
5). Алгоритмы синтеза автоматика.Системы автоматизированного проектирования создаются на разных уровнях: отдельных процессов (подготовка сырья, его хим. превращение, выделение продуктов), произ-в (метанол, аммиак и др.), отраслей промышленности (хим., нефтехим. и т.д.).
Расчет основного тех. Оборудования на НПЗ. Компоновка оборудования.
Исходные данные:
Годовая производительность(мощность производства)
Производительность аппарата или загрузка аппарата
Коэффициент запаса оборудования
Бюджет времени
График планового ремонта (ППР)
Бюджет времени опред-ся по данным регламента на соответствующей установке.
Емкостные химические реакторы
Методика расчета включает:
1.термодинамический расчет
2. материальный баланс
3. Кинетический расчет
4. Тепловой расчет
5. Технологический расчет методики
Расчет реакторов периодического действия сводиться к определению числа аппрата, при заданном их объему обеспечивающий заданную суточную производительность.
Периодический процесс
Определяем число операций, которые может быть произведено в сутки, в сутки одном аппарате.
τ- время проведения одного процесса
Определяем число операций, которое может быть проведено в течении суток для обеспечении заданной производительности.
Необходимое число аппаратов
Количество аппаратов уставляемых с учетом резервом мощностиmp=m(1±0.01δ)
Физический или химический процесс без пенобразования
Физический или химический процесс с пенобразованием
Отмеривание
Хранение жидкостей
Непрерывный процесс. Для непрерывных процессов объем оборудования Рассчитывают на основании данных о часовой производительности и среднего времени пребывания которое регламентируется.
Выбор оборудования осущ-ся исходя из условий обеспечения минимального уровня взрывоопасности тех. Систем. Для производств имеющих в своем составе тех блоки 1 категории взрывоопасности разраб спец меры: 1) размещение оборудования в спец взрывозащищенных конструкциях 2) оснащение ХТС автоматизированной системой управления и ПАЗ обеспечивающий авт. регулирования процесса и безаварийную остановку производства по спец программам.
Конструкция аппаратов д.б. технологичная,надежная в течении предусмотренной операции обеспечивает безопасность при эксплуатации возможность осмотра, чистки, промывки, ремонта.
Резервуарные парки располог в непроизводственной зоне. В производственной зоне допускается располагать сырьевые и товарные склады только по технологическим соображениям, в частности для специальной подготовки сырья.