Компоновка основных и вспомогательных производств

Размещение технологического оборудования является одним из завершающих этапов проектирования предприятия. Оно теснейшим образом связано с функциями, выполняемыми предприятием, его производственной программой, ассортиментом выпускаемой продукции, уровнем и формами специализации предприятия.

Компоновка оборудования — это пространственное и взаимное размещение оборудования в цехе и вокруг него. Количество оборудования, число технологических линий определяют габаритные размеры и форму производственного цеха.

Основной принцип компоновки технологического оборудования заключается в рациональном размещении машин и аппаратов в производственных цехах. Технологическое оборудование проектируемого предприятия компонуют после определения площади цехов и других помещений, входящих в его состав.

Первоначально решают вопросы взаимного расположения отдельных производств и уточняют размеры зданий отдельных цехов. Далее приступают к собственно компоновке оборудования в каждом цехе.

Площади цехов можно определить расчетным путем по паспортным данным оборудования, необходимым связям между его отдельными единицами и требуемой для обслуживания площади, или методом моделирования. В последнем случае компоновку технологического оборудования совмещают с определением площади цеха.

Моделирование проводят путем наложения на чертеж плана цеха бумажных аппликаций оборудования или с помощью компьютера, что более удобно и менее трудоемко.

В окончательном виде принятое решение по компоновке должно обеспечивать следующие свойства потока: прямоточность, непрерывность, параллельность, ритмичность, а также оптимальные условия работы обслуживающего персонала в процессе эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

Рациональная компоновка должна учитывать следующие основные требования и условия:

взаимное расположение оборудования должно быть согласовано с направлением технологического потока;

помещения с одинаковыми технологическими режимами целесообразно объединять, сохраняя их операционные связи и не допуская пересечения потоков сырья и готовой продукции;

удобство технологической и транспортной связи между отдельными помещениями и участками;

отдельные машины и аппараты должны составлять единую технологическую линию;

обеспечение поточности технологического процесса; кратчайший путь перемещения сырья от начальной до конечной операции технологического процесса;

минимальное число погрузочно-разгрузочных операций и манипуляций с сырьем и готовой продукцией;

максимальная компактность — минимальная занимаемая производством площадь;

технологическое оборудование размещается так, чтобы в цехе остались необходимые проходы и площадки для его обслуживания;

наличие площадок временного хранения сырья и готовой продукции;

наличие площадок для тары и упаковочного материала; крупногабаритное оборудование устанавливают в глубине цеха или перпендикулярно оси оконных проемов для лучшей освещенности рабочих мест;

соблюдение всех требований по охране труда и безопасной эксплуатации машин и аппаратов;

выполнение технологических и санитарно-гигиенических требований;

возможность проведения ветеринарно-санитарного контроля за производственными процессами;

возможность проведения контроля качества сырья; возможность проведения проверки качества готовой продукции; расстановка оборудования должна допускать свободное перемещение электропогрузчиков вдоль технологической линии, в производственных проходах и дверных проемах; удобство обслуживания и ремонта;

возможность проведения мойки и дезинфекции помещений, оборудования и инвентаря;

наличие площадки для разборки и мойки оборудования; погрузочно-разгрузочные и транспортные системы должны соответствовать типу и мощности перерабатывающего предприятия; наличие подсобно-производственных помещений; наличие служебно-административных и бытовых помещений; высокие технико-экономические показатели строительства. Установка оборудования в технологическую линию может быть осуществлена тремя основными способами:

индивидуально, когда каждый аппарат устанавливают отдельно от других аппаратов, стен и строительных конструкций;

в линию секционно-модульного оборудования, с установкой аппаратов вплотную друг к другу боковыми и (или) торцевыми поверхностями;

в линию с аппаратами непрерывного действия, в которой транспортирующие устройства обеспечивают непрерывность технологического потока сырья и готового продукта.

Индивидуальная схема позволяет обслуживать аппарат со всех сторон, что создает удобства при монтаже, сборке, ремонте и эксплуатации, но при этом увеличивается занимаемая площадь.

При компоновке технологических линий на основе секционномодульного оборудования каждый аппарат представляет собой отдельную секцию, которую можно устанавливать отдельно или в любом сочетании с другими видами основного или вспомогательного оборудования и обслуживать его с фронтальной стороны. В этом случае можно создавать единые технологические блоки однотипных аппаратов требуемой мощности или технологические линии из разнородных аппаратов с единой рабочей поверхностью. При этом обеспечивается удобство обслуживания отдельных аппаратов и всей линии в целом, упрощается принятие компоновочных решений, сокращается занимаемая линией площадь, появляется возможность более эффективно использовать объем помещения. Перемещения персонала сводятся к минимуму, появляется возможность локализовывать и отводить выделяющиеся производственные вредности с помощью местных отсосов. Однако усложняется конструкция, повышаются металлоемкость и габаритные размеры оборудования.

При установке оборудования в технологические линии непрерывного действия одни машины и аппараты могут работать с другими машинами и аппаратами с помощью транспортирующих устройств, промежуточных бункеров, накопительных емкостей, а также передвижных аппаратов, манипуляторов, напольных и подвесных конвейеров. В этом случае обеспечиваются максимальная производительность потока, наименьшие удельные затраты и хорошие условия труда обслуживающего персонала.

Применение для питания электрической энергии практически не накладывает дополнительных ограничений на расстановку оборудования.

Электроэнергия может быть подведена к потребителям от распределительного пункта по радиальным, магистральным и смешанным сетям. Целесообразно, чтобы основной выключатель располагался непосредственно у входа в производственное помещение или вблизи путей эвакуации персонала.

При расстановке технологического оборудования необходимо предусматривать возможность установки защитных электрических систем непосредственно около соответствующего аппарата. Возможна групповая установка защитных систем, но в любом случае они должны быть установлены в непосредственной близости от них.

Расположение защитных электрических систем должно обеспечивать возможность отключения каждого аппарата без прерывания работы остальных, а расположение общего рубильника должно обеспечивать отключение извне всего цехового оборудования при аварийной ситуации.

Для электроснабжения оборудования применяют трехфазные четырехпроходные сети, прокладываемые в коробах или трубах. Размеры коробов и диаметр труб выбирают в зависимости от мощности оборудования. Трубы рекомендуется прокладывать вплотную друг к другу вдоль стен. Короба могут находиться на инженерном этаже, ниже пола или идти вдоль стены.

При проектировании и монтаже электрического оборудования необходимо руководствоваться Правилами устройств электроустановок и Правилами электробезопасности. Все аппараты должны быть заземлены.

При установке газового оборудования аппараты могут быть присоединены к общему дымоходу при условии, что отвод продуктов сгорания от нескольких аппаратов осуществляется на разных уровнях. В случае отвода продуктов сгорания от двух аппаратов в один дымоход на одинаковом уровне в нем должна быть сделана рассечка (перегородка) на высоту 0,5…0,7 м. Каждый дымоход и аппарат должен быть обеспечен устройством регулирования тяги.

При невозможности обеспечить работу на естественной тяге или там, где дымоходы получаются громоздкими, для удаления продуктов сгорания применяют дымососы. Газовое оборудование расставляют в виде единого блока, газопровод прокладывают от одного спуска внутрицехового газопровода.

В аппаратах, в которых продукты сгорания выходят в производственное помещение, необходимо устанавливать локальные вентиляционные устройства, которые должны работать совместно с общецеховой приточно-вытяжной вентиляцией.

При установке в технологической линии аппаратов, в которых в качестве энергоносителя используется влажный насыщенный пар, должны быть соблюдены все требования к прокладке парои конденсаторопроводов.

Для продувки паровой рубашки тепловых аппаратов, сопровождающейся выпуском пара и конденсата, необходимо устанавливать соответствующие трапы.

Паровые пищеварочные котлы обычно устанавливают группами, располагая их отдельными секциями, что удобно для прокладки энергоносителя и эксплуатации.

При установке твердотопливных аппаратов необходимо прежде всего обращать внимание на те, которые будут монтироваться на месте (плиты, огневые аппараты, кондитерские печи). При монтаже их устанавливают либо на кирпичном фундаменте в уровень с полом помещения, либо на междуэтажном перекрытии, которое должно быть изолировано от воздействия высоких температур топочных газов кирпичной кладкой или соответствующей термоизоляцией. Устанавливать огневые аппараты на деревянный настил не допускается.

При эксплуатации твердотопливных аппаратов топки желательно выносить в специальные помещения. Каждый огневой очаг должен иметь свой независимый дымоход. При использовании одного дымохода для двух огневых аппаратов они должны быть расположены на одном уровне и на одинаковом расстоянии от дымохода, а дымоход необходимо разделить рассечкой на расстояние не менее 1,5 м от места слияния обоих вводов.

Общим требованием,-предъявляемым к технологическим линиям, является независимость их расположения, которая должна исключить их взаимное влияние друг на друга, обеспечить возможность автономной сборки, монтажа, ремонта и регулирования. При этом вся линия должна представлять собой единое устройство из максимально согласованных между собой машин и аппаратов, а также систем подвода энергоносителей, технологических сред, сырья, полуфабрикатов, устройств транспортирования сырья, продукции, отходов и производственных вредностей.

Формирование и конструктивное оформление линий требует учета не только входных факторов (сырье, материалы, компоненты, энергоносители), но и выходных (готовая продукция, жидкость, пары, производственные вредности и т. п.). Исходя из этого, линии могут иметь местные и локальные вентиляционные системы, а также трапы для сбора сливаемой жидкости из рабочих камер, паровых рубашек и т. п.

Кроме этого при компоновке линии требуется учесть необходимость подвода трубопроводов горячей и холодной воды для санитарной обработки оборудования и заполнения рабочих камер и емкостей. При этом технологическое оборудование должно работать при наличии приточно-вытяжной вентиляции, которая должна быть рассчитана на удаление всех производственных вредностей, образующихся при тепловой обработке, продуктов сгорания топлива, паров, мучной пыли и т. п. с каждого рабочего места.

Для транспортирования и удаления отработанной жидкости и конденсата необходимо использовать лотки со съемными решетками, устанавливаемыми на одном уровне с полом и выходящими в канализационное устройство с трапом. Материал, применяемый для изготовления рамы или решетки, должен быть коррозионностойким.

Пол в производственных помещениях должен быть ровным, покрыт метлахской или аналогичной плиткой, с максимальной высотой выступов на стыках не более 1 мм.

Все требования, предъявляемые к формированию технологических линий, должны быть предусмотрены на стадии их проектирования, заключительным этапом которого является монтажная привязка оборудования. Ее выполняют после принятия решения о компоновке оборудования в производственных помещениях с учетом установки санитарно-технологического оборудования, размещения канализационных устройств, силовых щитов и настенной пускорегулирующей аппаратуры. Принятое решение должно обеспечивать максимальную безопасность и технологичность работы и обслуживания оборудования, а также технологичность и минимальную стоимость работ по прокладке коммуникаций к каждому технологическому аппарату.

После решения вопросов взаимного расположения отдельных производств и уточнения размеров зданий необходимо расставить технологическое оборудование.

При компоновке оборудования следует предусмотреть минимальное перемещение сырья в процессе его переработки и обеспечить выполнение всех требований по охране труда и безопасной эксплуатации машин и аппаратов, входящих в технологическую линию. Оборудование должно быть размещено таким образом, чтобы в помещении оставались необходимые по длине и ширине проходы, а также площадки для его обслуживания.

Ширина основных проходов в цехе рекомендуется не менее.

2,5…3,0 м, проходы между отдельными машинами с движущимися частями — не менее 1 м. Расстояние между выступающими частями аппаратов должно составлять 0,8… 1,0 м, а в местах, где не предусмотрено движение рабочих, — 0,5 м. Размеры проходов с выдвижными частями (крышки, люки) определяют по расстоянию между этими частями с учетом обеспечения свободного прохода. При транспортировании тары к месту упаковки и упакованного продукта в камеру хранения мобильными транспортными средствами для разворота последних необходимо предусмотреть проезд шириной 2,5…3,0 м.

Взаимное размещение оборудования определяется направлением технологического потока. Обычно отдельные машины и аппараты располагают по оси в единую производственную линию. Вместе с этим возможны варианты установки машин под прямым углом одна к другой.

Крупногабаритное оборудование необходимо устанавливать в глубине цеха перпендикулярно оси оконных проемов с тем, чтобы обеспечить требуемую освещенность рабочих мест. При проектировании некоторых технологических процессов (обработка кишечного сырья, обвалка и жиловка мяса в колбасном производстве) желательно предусмотреть двустороннее естественное освещение, которое может быть обеспечено за счет правильного размещения оборудования относительно оконных проемов.

Оборудование для термической обработки мясных продуктов (универсальные термоагрегаты, автокоптилки, варочные чаны, автоклавы) целесообразно группировать и размещать по одной оси, что позволит облегчить транспортные операции (загрузку и выгрузку) и сохранить фронт обслуживания.

При расстановке оборудования необходимо предусмотреть возможность проведения ветеринарно-санитарного контроля за производственными процессами, качеством сырья и готовой продукции, а также мойки и дезинфекции помещений, оборудования и инвентаря.