Основные положения по проектированию установок энергообеспечения

Основные положения по проектированию
установок по снабжению энергоносителями
Направления проектирования
Части проекта и вид работ







Технологическое
Проектноконструкторские
разработки




технологическая;
монтажно-технологическая;
контроля и автоматики;
теплотехническая;
электротехническая;
организации труда;
технико-экономическая;
конструирование аппаратуры и оборудования;
проектирование металлоконструкций для обслуживания аппаратуры
и оборудования и систем для их монтажа и демонтажа;
проектирование теплоизоляции аппаратуры и оборудования;
подтверждение к использованию стандартного оборудования,
материалов и комплектации;
Строительное
проектирование




строительная часть зданий и сооружений;
системы отопления и вентиляции;
вертикальная планировка;
сети водоснабжения и канализации;
Составление смет
производства работ



сметы на строительство;
проект организации монтажных работ;
проект организации строительных работ
Стадии разработки проекта
Проект содержит окончательное техническое решение, подробную разработку
принятых новых технологических процессов и оборудования, строительных решений и др.,
а разработка проектно-сметной документации осуществляется в одну или две стадии
Заявка заказчика на проектирование
Исходные данные
Задание на проектирование
Техническое
предложение
Проект
Рабочая
документация
Предпроектные
работы
Рабочий
проект
Проектирование
Задание на проектирование
разрабатывается заказчиком с привлечением генерального
проектировщика на этапе подготовки к проектированию






индекс или наименование технологического объекта (цеха,
установки, производства);
потребность в энергоресурсе (ЭР) данного вида каждого
технологического аппарата (средние значения и максимальные);
параметры ЭР (температуры, давления и т.п.); отдельно
указываются аппараты, потребляющие ЭР периодически и
длительность их работы;
желаемая система энергообеспечения: для тепловой энергии – пар,
горячая вода, непосредственное сжигание топлива, промежуточный
теплоноситель; для систем охлаждения – АВО, оборотное водоснабжение, специальные хладоносители и т. п.;
цель использования ЭР в технологическом процессе – испарение,
конденсация, охлаждение, нагрев, системы кондиционирования
воздуха, отопления, топливообеспечения и другие цели;
характеристика целевой технологической среды, необходимая для
решения вопросов технической и экологической безопасности при
эксплуатации;
геометрическая высота установки энергопотребляющих аппаратов
Стадия проекта
На стадии проекта разрабатываются конструкции нового оборудования,
представляются спецификации на типовое оборудование, оценивается и
обосновывается технический уровень принятых решений, проводится
окончательная проверка на патентную чистоту принятых решений.
Впервые применяемые или разработанные в проекте технологические
процессы, оборудование, приборы, конструкции, материалы и изделия
подлежат проверке на патентную чистоту и патентоспособность, по
результатам которой составляется патентный формуляр1. Проверку
проводит организация-разработчик проекта. Если в проекте используются
патенты на изобретения, полезные модели, зарегистрированные
программные продукты, то в пояснительной записке даются ссылки на
номера соответствующих документов.
ГОСТ Р15.011–96
Проект включает несколько разделов
Общая пояснительная записка
Приводятся исходные данные для проектирования, дается краткая
характеристика объекта.
Приводится оценка эффективности технологических,
теплотехнических, эксплуатационных и технико-экономических
характеристик объекта по сравнению с лучшими отечественными и
зарубежными аналогами.
Представляются основные решения по генплану, транспорту, сетям
и коммуникациям, по использованию сырья и ТЭР.
Чертежи к общей пояснительной записке включают:
- схему генплана предприятия;
- план размещения объекта (установки, цеха,
производства) с указанием коммуникаций и инженерных
сетей, устройств для очистки сточных вод, выбросов в
атмосферу и утилизации отходов
Технологические решения включают
•
характеристику и обоснование технологии производства энергоносителя,
трудоемкости, механизации и автоматизации технологического процесса;
•
обоснование численности производственного персонала;
•
решения по обеспечению энергоресурсами от внешних систем
энергообеспечения;
•
решения по автоматизированным системам управления технологическим процессом и производством (АСУТП и АСУП);
•
мероприятия по защите окружающей среды и использованию отходов
производства;
•
материальные и топливно-энергетические балансы технологических
процессов
Чертежи технологического раздела включают:
принципиальные схемы – технологических процессов,
тепло- электроснабжения, автоматизации, механизации
производства, связи, сигнализации, а также основные
чертежи элементов объекта
Строительная часть проекта включает решения:
•
по производственным зданиям и сооружениям;
•
инженерным сетям и коммуникациям;
•
освещенности рабочих мест;
•
снижению производственных шумов и вибраций до
допустимого по санитарным нормам уровня
Чертежи строительной части включают:
планы и разрезы зданий и сооружений, графические
решения по антикоррозионной защите, схемы трасс
инженерных и транспортных коммуникаций
Сметная документация содержит
сметный расчет стоимости оборудования, материалов и строительства;
сводку затрат, объектные и локальные сметы;
сметы на проектные и изыскательские работы;
ведомости сметной стоимости строительства
Сводный сметный расчет производится по укрупненным сметным
нормам и стоимостным показателям объектов-аналогов, что позволяет
сократить объем сметной документации при обеспечении необходимой
точности. В сводном сметном расчете предусматривается резерв
средств на непредвиденные работы и затраты от 5 до 10% общей сметной стоимости.
К сметной документации прилагается пояснительная записка, в которой дается ссылка на территориальный район строительства, указан
год принятых цен и норм, перечень каталогов единичных расценок,
порядок определения стоимости строительных работ, оборудования и
монтажа.
Организация строительства
представлена в проекте организации строительства
и проекте производства работ
Кроме того, проект включает паспорт проекта.
Законченный проект рассматривается на техническом совете заказчика с
участием представителей вышестоящих организаций и специалистов и
утверждается министерствами или уполномоченными ими организациями.
Утвержденный проект является основанием для разработки рабочей
документации, начала финансирования строительства объекта, заказа
основного оборудования и заключения договора со строительно-монтажными
организациями.
Рабочая документация включает:
спецификации на стандартное оборудование, сметы стоимости
объекта, ведомости потребности в материалах, ведомости объемов
строительных и монтажных работ, рабочие чертежи
Рабочие чертежи включают:
•
планы и разрезы;
•
схемы технологических трубопроводов с тепловой изоляцией;
•
чертежи для производства строительно-монтажных работ;
•
чертежи сооружений и устройств, обеспечивающих охрану труда и
защиту окружающей среды;
•
чертежи сетей и устройств тепло-, газо- и электроснабжения, АСУТП,
АСУП, контрольно-измерительных приборов (КИП), связи и сигнализации;
•
чертежи конструкций нестандартного оборудования.
Принятые стандартные конструкции и оборудование указываются в
заказных спецификациях со ссылкой на альбомы-каталоги и заводыизготовители.
Рабочий проект
выполняется для объектов, сооружаемых по типовым или
повторно применяемым проектам, а также технически
несложных объектов
Рабочий проект включает:
общую пояснительную записку;
строительные решения;
проект организации строительства;
сметную и рабочую документацию;
паспорт рабочего проекта.
Единая система проектно-конструкторской
документации ЕСКД
Единая система проектно-конструкторской документации (ЕСКД) – это
комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные
правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения
конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой
организациями и предприятиями России.
Обозначение стандартов ЕСКД построено по классификационному принципу.
В общем виде обозначение любого стандарта ЕСКД следующее:
Государственный стандарт
ГОСТ 2.
Класс стандартов (ЕСКД присвоен класс 2)
Классификационная группа стандартов
Порядковый номер стандарта в группе от 01 до 99
Год регистрации стандарта
Х ХХ

ХХ
Шифру группы соответствует следующее содержание стандарта:
•
0 – общие положения;
•
1 – основные положения;
•
2 – классификация и обозначение изделий в конструкторских
документах;
•
3 – общие правила выполнения чертежей;
•
4 – правила выполнения чертежей изделий машиностроения и
приборостроения;
•
5 – правила обращения конструкторских документов
(учет, хранение, дублирование, внесение изменений);
•
6 – правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации;
•
7 – правила выполнения схем;
•
8 – правила выполнения документов строительных, судостроения и
горных;
•
9 – прочие стандарты.
Основные положения по проектированию отражены в стандартах:
ГОСТ 2.118 – 73 Техническое предложение;
ГОСТ 2.119 – 73 Эскизный проект;
ГОСТ 2.120 – 73 Технический проект.
Качество проектных решений
Для оценки качества разрабатываемых проектных решений, обеспечения
высокого технического уровня, прогрессивных технико-экономических
показателей, наибольшей эффективности использования капитальных
вложений, ТЭР и других ресурсов, создана система экспертных органов.
Каждое министерство и ведомство имеет в своем составе отдел экспертизы
проектов, рассматривающий все проекты данной отрасли, подлежащие
утверждению руководством.
На основе экспертной оценки отдельных разделов проекта и совокупности
предъявляемых требований (энергоемкость, ресурсоэффективность,
экологичность, экономичность и др.) составляется сводное заключение по
проекту с замечаниями, выводами и рекомендациями.
В итоге дается обобщенная оценка качества проекта и два вида
рекомендаций:
– утвердить проект с внесением необходимых коррективов (указываются
конкретные замечания по соответствующим разделам) на стадии разработки
рабочей документации;
– отклонить проект с указанием срока его доработки или переработки.
Показатели качества проектных решений условно можно разделить на две
группы:
– удельные затраты живого человеческого труда на единицу техно-логического
продукта, которые оцениваются производительностью труда при сооружении и
эксплуатации объекта;
– удельные экономические характеристики: удельные капиталовложения на
единицу мощности производства, фондоотдача, себестоимость
технологического продукта, рентабельность производства, проектная прибыль,
ЧДД, удельный расход ТЭР и т.п.
Эти показатели анализируются путем сравнения с показателями передовых
отечественных и зарубежных объектов, заданиями финансирующих органов,
средними показателями по отрасли и другими аналогичными
характеристиками современных и перспективных технологических и
конструктивных решений.
В проектах запрещено применение морально устаревших технологических
процессов и оборудования, не отвечающих новейшим достижениям науки и
техники.
Системы автоматизированного проектирования
САПР
Система автоматизированного проектирования (САПР) –
это соответствующим образом организованный сложный
комплекс средств автоматизированного проектирования,
взаимосвязанный с пользователями системы (подразделения
проектной организации, специалисты), и выполняющих
автоматизированное проектирование
(ГОСТ 23501.101 – 87 Системы автоматизированного
проектирования).
Создание САПР базируется на научно-технической,
организационной и экономической областях знаний
о проектируемом объекте.
Комплекс средств САПР включает взаимосвязанные компоненты
математического, технического, программного, информационного,
лингвистического, методического, организационного обеспечения:
•
теорию и математические методы автоматизированного
проектирования объектов данного класса;
•
технические средства для автоматизированного приема,
обработки, хранения и передачи информации;
•
программы, реализующие проектные процедуры и
операции по управлению проектированием и техническими
средствами;
•
информационную базу системы (автоматизированную базу
данных (БД) и средства управления);
•
языки для представления объекта проектирования,
программирования, связи пользователя с системой;
•
организационную схему процесса проектирования.
Технические средства САПР представлены аппаратной частью одной или
нескольких ЭВМ и сопряженных с ними устройств, состав и взаимная
компоновка которых определяется как направлением и объемом решаемых
в ходе проектирования задач, так и общим техническим уровнем,
достигнутым на момент создания САПР.
Для непосредственного взаимодействия человека-проектировщика с САПР
служит рабочая станция проектировщика, которая на текущем этапе
развития вычислительной техники выполняется, как правило, на базе
настольной персональной ЭВМ (так называемого «десктопа», от англ.
desktop – настольный).
Для построения системного блока такой рабочей станции применяются как
стандартные, так и специализированные комплектующие, такие как:
многоядерный центральный процессор с большим объемом кэш-памяти и
увеличенной тактовой частотой, модули оперативного запоминающего
устройства большой емкости, твердотельные накопители повышенной
емкости и быстродействия (в том числе, в виде плат расширения для шины
PCI), специализированные графические платы с аппаратной реализацией
многопоточных графических и физических вычислений.
В номенклатуру внешних устройств, подключенных к системному блоку
рабочей станции, также могут входить как стандартные, так и
специализированные. В частности, рабочая станция проектировщика
может быть оснащена монитором с повышенным разрешением и большим
размером экрана; в ряде случаев рабочая станция оборудуется двумя
мониторами, значительно реже – тремя или более.
Благодаря достигнутому уровню миниатюризации электронных
компонентов и связанному с ним росту производительности компактных
вычислительных машин получили распространение рабочие станции
проектировщика, выполненные на базе носимых ПЭВМ (так называемых
«ноутбуков» или «лэптопов», от англ. laptop - наколенный).
Рабочая станция проектировщика может быть сопряжена с одним или
несколькими специальными устройствами, такими как: принтер и/или
графопостроитель (плоттер) для изготовления бумажных вари-антов эскизов,
чертежей, спецификаций, пояснительных записок и других документов,
«трехмерный принтер» для машинного макетирования, сетевое хранилище
на жестких магнитных дисках для хранения библиотек с исходными данными
для проектирования и архивов с результатами проектирования.
Рабочая станция проектировщика может функционировать как
самостоятельно, так и в составе рабочей группы, куда входят другие рабочие
станции, а также перечисленные выше специальные устройства (принтер,
сетевое хранилище и так далее), использующиеся совместно другими
рабочими станциями группы.
Рабочая группа из нескольких рабочих станций и дополнительных устройств
может быть организована как путём создания локальной сети различного
типа и топологии, так и средствами глобальной сети Интернет.
Организационная
диаграмма
проектирования
элемента системы
Техническое задание для
элемента объекта
от предыдущего уровня
проектирования
Корректировка
параметров элементов
предыдущего
уровня проектирования
Уровень k
а
Синтез структуры
Создание
математической модели
Проектные
процедуры синтеза
состоят в создании
описания объекта,
анализа – в
определении
свойств и
исследовании
работоспособности
объекта.
Изменение
структуры
Расчет исходных
параметров
б
Анализ
(параметрическая
оптимизация)
Выполнено
условие
работоспособности
элемента?
Модификация
параметров
Нет
Выбор
способа
улучшения
элемента
Оформление
технической
документации
Разработка технического задания
на разработку элемента
следующего уровня
Уровень k+1
Процедуры синтеза предусматривают структурный и параметрический синтез.
При структурном синтезе задача заключается в определении структуры объекта:
определении перечня типов элементов, составляющих объект, и способов связи
элементов между собой.
При параметрическом синтезе определяется влияние числовых значений
параметров элементов при заданных структуре и условиях работоспособности
на выходные переменные объекта.
Если эта задача направлена на поиск наилучшего значения некоторого
показателя эффективности, то процедура параметрического синтеза является
оптимизационной процедурой.
Процедуры анализа включают одновариантный и многовариантный анализ.
Одновариантный анализ позволяет определить значения выходных
характеристик (переменных) объекта по заданной совокупности входных и
управляющих факторов и параметров.
Многовариантный анализ предусматривает исследование выходных
характеристик и переменных объекта в пределах некоторой области
изменений входных и управляющих факторов и параметров, что достигается
много-кратным решением системы уравнений математической модели
объекта или его имитационным моделированием.
Программное обеспечение (ПО) рабочей станции проектировщика
разделяется на системное и прикладное.
Системное ПО представлено в подавляющем большинстве случаев
операционной системой общего назначения (коммерческой или свободно
распространяемой) для ПЭВМ, совместимую с имеющейся аппаратурой и
обеспечивающую работу в локальной и глобальной сетях для
взаимодействия с другими участниками рабочей группы.
Прикладное ПО состоит из специальных программ, реализующих
алгоритмы автоматизированного проектирования.
В качестве устройства целеуказания для прикладных программ САПР,
входящего в комплектацию рабочей станции, может применяться
графический планшет, использующийся в качестве дополнения или
замены стандартного для современных настольных ПЭВМ манипулятора
типа «мышь».