1.5.3. Оформление чертежей технологических схем

При разработке регламента производства лекарственных средств медицинской промышленностью России рекомендуется использование так называемого «флажкового» метода изображения технологического оборудования. В данном методе вся емкостная аппаратура изображается в виде многоугольников различной конфигурации в зависимости от основных условий работы установки (давление, вакуум, нагрев, охлаждение). В качестве примера приведены обозначения аппаратов, работающих при различном давлении (рис. 1.2 а-г).

Рис. 1.2. Обозначения аппаратов: работающих при атмосферном (а),

повышенном (б), пониженном (в), повышенном и пониженном (г) давлении

Однако информативность таких схем весьма ограничена. Поэтому в данном разделе приводятся условные обозначения оборудования, общепринятые на предприятиях химической промышленности, и примеры их использования при составлении отдельных фрагментов технологических схем.

Условные обозначения оборудования на технологических схемах. На чертежах технологических схем оборудование и аппаратуру принято изображать в виде условных знаков, имеющих сходство с реальным чертежом соответствующего устройства. В качестве примера приведены изображения трубопроводной арматуры, емкостной аппаратуры, фильтровального оборудования, сушилок и теплообменников (рис. 1.3 – 1.7).

Рис. 1.3. Трубопроводная арматура и механические устройства

Рис. 1.4. Емкостная аппаратура, реакторы с рубашкой, сборники, мерники

Рис. 1.5 Фильтровальное оборудование

Рис. 1.6. Сушилки

Рис. 1.7. Теплообменники

При отражении на чертеже этой и другой химической аппаратуры допускаются и иные типы условных изображений. Следует отметить то, что каждая установка должна иметь весь необходимый набор запорной арматуры – краны, вентили, сообщение с атмосферой (воздушки), смотровые фонари и т. п.

Выбор способов перемещения жидкофазных смесей и отражение их

на чертежах. При разработке технологической схемы следует обращать внимание на выбор методов перемещения жидкостей и суспензий из одной емкости в другую.

Одним из способов перемещения является перекачивание насосами. В промышленности для этих целей широко используются центробежные (лопастные) насосы. Областью применения центробежных насосов являются транспортировка больших объемов жидкостей; передача жидкостей на большие расстояния, подача их на значительную высоту; перемещение суспензий с высоким содержанием твердой фазы (специальные насосы для суспензий). Достоинства центробежных насосов:

- относительная простота конструкции по сравнению с емкостными насосами (поршневыми, плунжерными, мембранными);

- достаточно высокий КПД, относительно низкое гидравлическое сопротивление, минимальные затраты энергии на трение подвижных частей;

- длительный срок эксплуатации, легкость ремонта и обслуживания;

- возможность изготовления рабочих органов насоса из коррозионно-устойчивых, кислотоупорных материалов (ферросилид, керамика, каменное литье и т. п.).

Однако, наряду с достоинствами, имеются недостатки и ограничения по применению центробежных насосов:

- невозможность подачи жидкостей под давлением (центробежные насосы создают напор, но не давление);

- трудность точной регулировки объемной скорости потока и дозировки жидкостей;

• необходимость заполнения некоторых типов насосов жидкостью перед их пуском в работу.

На рис. 1.8 изображено перекачивание жидкости из хранилища с помощью центробежного насоса:

Рис. 1.8. Емкость (хранилище) с центробежным насосом

Такие насосы устанавливают на уровне не выше минимального уровня жидкости в сосуде, из которого перемещается жидкость (рис. 1.8), либо на всасывающей линии устанавливают клапан, не позволяющий жидкости вытекать из рабочей полости насоса. Помимо выносных центробежных насосов для перекачивания агрессивных жидкостей используются специальные погружные насосы, которые изготавливаются из антикоррозионных материалов и помещаются внутри емкости.

Емкостные насосы (поршневые, плунжерные, мембранные и др.). Область применения: подача жидкостей под давлением в широких пределах; использование в качестве насосов-дозаторов для точной дозировки жидкостей и регулирования их объемной скорости.

Емкостные насосы широко используются для подачи жидкофазного сырья или полупродуктов в установки непрерывного действия.

Недостатками емкостных насосов по сравнению с центробежными являются:

- сложность конструкции и высокая стоимость насосов;

- более низкий КПД вследствие затрат энергии на трение подвижных деталей насоса и на преодоление гидравлического сопротивления;

- трудность и дороговизна изготовления насосов с высокой коррозионной устойчивостью.

Перемещение жидкости за счет разности давления. Другим методом перемещения жидкостей или суспензий является использование разности давлений в аппаратах. В качестве примера на рис. 1.9 приведен этот способ.

Рис. 1.9. Перемещение жидкофазной смеси из емкости Е1 в емкость Е2 с помощью давления или вакуума: А – воздушка, В – вакуум, Д – сжатый воздух

Положение запорной арматуры при перемещении смесей из емкости Е1 в емкость Е2 ( «О» – открыто, «З» – закрыто) показано в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Такой способ перемещения жидкофазных смесей является самым распространенным для передачи их в пределах конкретной технологической схемы или на небольшие расстояния.

Достоинства способа перемещения жидкости за счет разности давления:

- значительное сокращение или полное исключение насосного оборудования (в пределах данной схемы);

- снижение капитальных затрат на создание схемы, сокращение удельных энергозатрат на ее эксплуатацию;

- более простое решение вопросов безопасной эксплуатации оборудования в пожаровзрывоопасных производствах, в частности, использование инертных газов для перемещения легковоспламеняемых жидкостей (ЛВЖ) и других пожароопасных смесей.

Недостатки и ограничения:

- относительно небольшие расстояния транспортировки жидкостей;

- ограничение в перепаде высот при передаче жидкостей из сосудов, расположенных на различных уровнях. При использовании вакуума максимальный перепад высот обычно составляет 5 – 6 м. В случае применения давления этот перепад зависит от величины избыточного давления в системе, при этом следует иметь в виду, что давление сжатого воздуха в заводских сетях обычно составляет 0,3 МПа;

- недопустимость использования вакуума для перемещения низкокипящих жидкостей (эфир, хлороформ, сероуглерод и т. п.) из-за возможности их испарения или вскипания;

- недопустимость использования сжатого воздуха для перемещения ЛВЖ и любых веществ, способных образовывать взрывопожароопасные смеси с кислородом воздуха. В таких случаях необходимо использовать сжатый инертный газ (азот, СО₂, аргон и т. п.);

- трудность или невозможность перемещения тяжелых вязких жидкостей, суспензий с высоким содержанием твердой фазы.