Лекция 2. Понятие производственной мощности предприятия. Понятие производственной, проектной мощности предприятитя.
Производственной мощностью предприятия (цеха) называют максимально возможный выпуск продукции в установленный номенклатуре и количественном соотношении, который может быть осуществлен предприятием (цехом) за определенный период времени – при установленном режиме работы.
Производственная мощность действующего предприятия не является постоянной величиной и должна возрастать по мере совершенствования производства в техническом и организационном плане.
Под узкими местами производства понимают:
для участков и линий – оборудование, имеющее меньшую производительность ( пропускную способность) по сравнению с основной частью оборудования участка или линии;
для цехов – участки или линии, имеющие меньшую пропускную способность, чем основная часть ведущих участков и линий данного цеха;
для предприятия в целом – цеха, имеющие меньшую производственную мощность, чем другие ведущие цеха предприятия.
Проектная мощность есть установленная в проекте строительства или реконструкции предприятия величина производственной мощности, которая должна быть достигнута предприятием при условии обеспечения его принятыми в проекте средствами производства, кадрами и организацией производства.
Оптимальной мощностью предприятия является такая мощность предприятия, при которой получается наибольшая эффективность капитальных вложений, наилучшее использование средств производства в эксплуатации и наиболее низкая себестоимость продукции.
Проектирование химических производств осуществляется проектными организациями по заданию заказчика. Задание на проектирование является основным документом, на основании которого проектная организация приступает к разработке проекта. В разработке и реализации проекта, кроме проектной организации (генерального проектировщика или подрядчика), принимают участие специализированные предприятия: строительные, монтажные, пусконаладочные и т.д., которые именуются субподрядчиками. Отношения между заказчиком и подрядчиками регламентируются инструкциями о порядке, разработке, согласовании, утверждении и составе проектной документации на строительство предприятий, например, Строительные Нормы и Правила (СНиП) 11-01-95 [1].
Отправным пунктом разработки проектной документации является утвержденное обоснование инвестиций в строительство предприятия, представленное заказчиком. Проектная документация разрабатывается после утверждения инвестиций на конкурсной основе через торги подряда (тендер). После конкурсных торгов заказчик и проектировщик заключают договор (контракт), регулирующий правовые и финансовые отношения, взаимные обязательства и ответственность сторон. Неотъемлемой частью договора является задание на проектирование и исходные материалы.
Задание на проектирование является основным документом, на основании которого проектная организация приступает к разработке проекта. Задание на проектирование должно быть обеспеченно основными исходными данными, включающие следующие сведения [1]:
1. наименование производства и предприятия;
2. основание для проектирования;
3. вид строительства;
4. стадийность проектирования;
5. требования к вариантной и конкурсной разработке;
6. особые условия строительства;
7. основные технико-экономические показатели объекта, в том числе мощность, производительность, производственная программа;
8. требования к качеству, конкурентной способности и экологическим параметрам продукции;
9. требования к технологии, режиму предприятия;
10. требования к архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям;
11. требования по разработке инженерно-технических мероприятий гражданской обороны и мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций;
12. требования по выполнению опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ.
Задание на проектирование должно нацеливать проектную организацию на разработку документации с учетом последних достижений науки и техники с тем, чтобы будущее предприятие было технически передовым, выпускало продукцию высокого качества при научно обоснованных нормах затрат труда, сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов.
Ответственным за разработку проектного задания является заказчик проекта. Непосредственная разработка задания на проектирование производится проектировщиком по поручению заказчика.
Разработка проектной документации осуществляется в две стадии (технический проект и рабочие чертежи). Объем и содержание проектной документации определяется в соответствии с СНиП 11-01-95, которая должна содержать следующие разделы:
1. Общая пояснительная записка, которая включает в себя основание для разработки проекта; исходные данные для проектирования; краткую характеристику предприятия и входящих в его состав производств; данные о проектной мощности и номенклатуре, качестве, конкурентоспособности, технологическом уровне продукции, сырьевой базе, потребности в топливе, воде, тепловой и электрической энергии, комплексном использовании сырья, отходов производства, вторичных энергоресурсов; сведения социально-экономических и экологических условиях района строительства; сведения об технико-экономических показателях и т.д.;
2. Генеральный план и транспорт – приводятся краткая характеристика района и площадки строительства; решения и показатели по ситуационному и генеральному плану, внутриплощадочному и внешнему транспорту, выбор вида транспорта, основные планировочные решения;
3. Технологические решения содержат данные о производственной программе; характеристику и обоснование решений по технологии производства, механизации и автоматизации производства;
4. Управление производством, предприятием и организация условий и охраны труда рабочих и служащих – выполняется в соответствии с нормативными документами Минтруда России;
5. Архитектурно-строительные решения – приводятся сведения об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях площадки строительства. Дается краткое описание и обоснование архитектурно-строительных решений по основным зданиям и сооружениям.
6. Инженерное оборудование, сети и системы – приводятся решения по водоснабжению, канализации, теплоснабжению, отоплению, вентиляции; инженерное оборудование зданий и сооружений, в том числе: электрооборудование, электроосвещение, связь и сигнализация, диспетчеризация и автоматизация управления инженерными сетями;
7. Организация строительства – разрабатывается в соответствии со СНиП "Организация строительного производства ";
8. Охрана окружающей среды – выполняется в соответствии с государственными стандартами и другими нормативными актами, регулирующие природоохранную деятельность;
9. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны по предупреждению чрезвычайных ситуаций – выполняется в соответствии с нормами и правилами в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
10. Сметная документация, разрабатывается на стадии проекта и включает сводные сметные расчеты стоимости строительства предприятия;
11. Эффективность инвестиций – на основе количественных и качественных показателей, полученных при разработке соответствующих разделов проекта, выполняются расчеты эффективности инвестиций.
Разработка проектной документации осуществляется в три стадии. Первая стадия проектных работ называется предпроектной, которая включает обоснование инвестиций, выбор площадки под строительство и подготовку задания на проектирование.
На второй стадии выполняется технический проект. На стадии разработки технического проекта решаются с учетом новейших достижений науки и техники все основные технические, технико-экономические, экологические и другие проблемы проектируемого производства:
- выбирается и обосновывается технология производства;
- разрабатывается принципиальная технологическая схема производства; рассчитывается количество оборудования;
- выбираются строительные конструкции будущего предприятия;
- осуществляется размещение оборудования согласно технологической схеме; решаются вопросы энергоснабжения, автоматизации и механизации производства;
- составляются сметы и спецификации на заказное оборудование.
Утвержденный в установленном порядке технический проект является основанием для разработки рабочих чертежей. При разработке рабочих чертежей производится уточнение и детализация предусмотренных техническим проектом решений в той степени, в которой это необходимо для производства строительно-монтажных работ.
Проект утверждается главным инженером проектной организации, подтверждается государственной экспертизой и согласовывается с другими заинтересованными организациями. На основании утвержденного проекта подготавливается при необходимости тендерная документация и проводятся торги подряда на строительство объекта. Затем заключается договор, открывается финансирование строительства и разрабатывается рабочая документация [2].
Основные принципы проектирования генерального плана
Генеральный план – это одна из важнейших частей проекта промышленного предприятия, содержащая комплексное решение вопросов планировки и благоустройства территории, размещения зданий и сооружений, транспортных коммуникаций, инженерных сетей, организации систем хозяйственного и бытового обслуживания.
При разработке генплана предварительно намечают расположение отдельных цехов, сооружений к ним, вспомогательных и служебных зданий, их количество, соблюдая при этом непрерывность и строгую последовательность размещения последних в направлении общего технологического потока проектируемого производства. Чем лучше и подробнее отработана технологическая схема организации производства, тем легче осуществить проектирование, строительство и эксплуатацию будущего предприятия.
При составлении генерального плана необходимо предусмотреть, чтобы все производственные операции выполнялись в одном направлении; не было пересечений движения в одной плоскости; стремиться, чтобы все материалы или обрабатываемые детали проходили наиболее короткий путь между двумя чередующимися операциями, поступления сырья и продуктов переработки осуществлялось в одном направлении, а выход полуфабрикатов или готовых изделий – в противоположном. При таком решении генерального плана достигается минимальное расстояние в производственном пути, следовательно, экономится время, энергия, земельные площади, сокращаются коммуникации и другие издержки производства.
Наиболее рациональные проектные решения генеральных планов получают при прямоугольной очертании и компактной застройке зданиями и сооружениями отдельной территории.
Решение генерального плана предприятия с учетом всех производственных вопросов должно обеспечивать наиболее благоприятные и безопасные условия труда и быстрое перемещение работающих по его территории.
В практике проектирования строительства существуют сплошная (блокированная) и рассредоточенная (разобщенная) системы застройки. Для химических предприятий в основном используется рассредоточенная система застройки, при которой отведенной территории между зданиями и сооружениями необходимо оставлять минимальные противопожарные и санитарные нормы.
За ширину разрыва между зданиями и сооружениями принимают расстояние между наружными стенами. Ширину разрыва между цехами определяют как полусумму высоты противостоящих зданий: не менее 15 м для предприятий, выделяющих вредности, а для азотных заводов не менее 20 м; для предприятий, не выделяющих вредные вещества, эта ширина может быть уменьшена до 12 м. Во всех других частных случаях ширину разрыва между промышленными зданиями и сооружениями принимают с учетом дополнительных требований в нормативных документах для различных предприятий химической промышленности.
Территория промышленного предприятия разбивается на четыре функциональные зоны:
зона I – предзаводская, где располагаются вспомогательные здания и сооружения с предзаводскими площадями для стоянки пассажирского транспорта;
зона II – производственная – с основными зданиями, включая цеха вспомогательного производства;
зона III –подсобная – с размещением энергетических объектов и площадей для прокладки инженерных коммуникаций;
зона IV – складская – с транспортными устройствами.
С учетом указанных видов зонирования выполняют планировку территории предприятия на отдельные группы зданий.
Расположение промышленных зданий и сооружений относительно сторон света и господствующего направления ветров должно обеспечивать наиболее благоприятные для естественного освещения, аэрации с излишней инсоляцией и снежными заносами световых фонарей покрытий.
В зависимости от направления господствующего ветра промышленные здания следует располагать и с учетом противопожарных требований, т.е. так, чтобы при возникновении пожара искры не перелетали на другие объекты. Правильная ориентировка промышленных зданий по направлению господствующего ветра обеспечивает также благоприятные условия для борьбы с вредными выделениями и шумами, так им приходится преодолевать силу ветра. Преобладающее направление ветров принимают по средней розе ветров летнего периода года на основе многолетних (50-100 лет) наблюдений метеорологических станций. Рекомендуется по возможности промышленные предприятия располагать продольной осью параллельно или под углом 45 градусов к направлению господствующих ветров.
Санитарно-защитной зоной считается территория между местами выделения в атмосферу производственных вредностей и жилыми или общественными зданиями. В зависимости от выделяемых вредностей и условий технологического процесса промышленные предприятия делят на пять классов, для каждого из которых существует санитарно-защитная зона:
| I | II | III | IV | V | |||||||
| 1000 | |||||||||||
В соответствии санитарными нормами проектирования предприятий по переработке полимерных материалов должны быть предусмотрены соответствующие санитарно-защитные зоны шириной 50 м:
1) для производств по вулканизации резины без применения сероуглерода;
2) для производств изделий из пластических масс и синтетических смол методами механической обработки;
3) санитарно-защитные зоны шириной 100 м:
4) для производств изделий из пластических масс и синтетических смол различными методами (прессованием, экструзией, литьем под давлением, пневмо-вакуумным формованием и пр.);
5) для производств искусственной кожи на основе поливинилхлоридных и других смол без применения летучих органических растворителей;
6) для производств изделий из стеклопластиков;
7) для производств прессматериалов ( фенолформальдегидных, моче-, вино- меламиноформальдегидных, кремнийорганических и т.д.);
8) для производств резинотехнических изделий без применения органических растворителей и резиновых смесей без применения сажи;
9) для производств прессованных и намоточных изделий из бумаги и тканей, пропитанных фенолформальдегидными смолами, в количестве не более 100 т в год;
10) санитарно-защитные зоны шириной 300 м:
11) для производств прессованных и намоточных изделий из бумаги и тканей, пропитанных фенолформальдегидными смолами, в количестве более 100 т в год;
12) для производств по регенерации резины и каучука;
13) для производств по изготовлению шин, резинотехнических изделий, эбонита, клееной обуви, а также резиновых смесей для них;
14) для производств по переработке фторопластов;
15) санитарно-защитные зоны шириной 500 м:
16) для производств искусственной кожи с применением летучих органических растворителей.
На генеральном плане показываются размещение подземных и наземных коммуникаций. Все современные промышленные предприятия химической промышленности имеют разветвленную инженерно-техническую сеть различного назначения. К числу таких сетей относятся линии электроснабжения и связи, водопровода, канализации (хозяйственно-бытовой, технологической, атмосферной), газопроводов, теплопроводов, пневматического транспорта, ацетиленопроводов, кислородопроводов и т.д. Коммуникационные сети проектируют в виде прямолинейных участков вдоль основных магистральных проездов параллельно линиям застройки на минимальных расстояниях друг от друга по кратчайшему пути.
После размещения промышленных зданий и коммуникационных сетей на генеральном плане предприятия проектируется благоустройство и озеленение его территории. Работы по благоустройству территории предусматривает создание надежных покрытий дорог и тротуаров, устройство ограждений, сброс поверхностных стоков и т.д.
Озеленение территории – посадка деревьев и кустарников, разбивка газонов создает защитные полосы, которые очищают атмосферу от производственных вредностей и препятствуют распространению шума, пожаров. Площадь озеленения должна составлять не менее 15% от площади территории предприятия и зависит от коэффициента застройки. При коэффициентах застройки более 50% и использования территории более 70% озеленяют не менее 10%.
Заключительным этапом разработки генерального плана промышленного предприятия является оформление графической части и составление краткой пояснительной записки.
На генеральном плане промышленного предприятия графически изображают:
- размещение всех зданий и сооружений в принятом масштабе (в большинстве случаев 1:500 или 1:1000);
- зонирование территории по группам цехов и характеру технологического процесса; ширину запроектированных противопожарных и санитарных разрывов между зданиями и сооружениями; проезды, въезды в цеха;
- автодороги и железнодорожные пути; инженерно-технические сети;
- ограждения территории с указанием мест въезда, входа и выхода работающих на производственную территорию; размещение пожарных гидрантов, пожарных водоемов, резервных емкостей, пожарных депо, автоматики электрической пожарной сигнализации;
- принятое благоустройство и озеленение территории; розу ветров и ширину санитарно-защитной зоны.
Лекция №3. Тема 1.2. Разработка схемы производственного процесса. Доставка сырья на предприятие, хранение сырья, растаривание, входной контроль сырья, подготовка отходов, формование изделий, переработка отходов.
В производствах по переработке полимерных материалов существует большое количество технологических схем изготовления различных изделий, имеющих много общих приемов в технологии, которые состоят в основном из следующих операций:
- доставки сырья;
- хранения сырья на заводском или цеховом складах;
- входного контроля сырья; подготовки сырья к переработке;
- транспортировки сырья с участка его подготовки на участок формования; формования изделий;
- контроля готовых изделий; упаковки изделий;
- транспортировка готовых изделий на склад; переработка отходов производства.
Доставка сырья на завод. В соответствии с условиями поставки сырья предприятиями – изготовителями, на предприятиях по переработке полимерных материалов предусматривается прием сырья в контейнерах, мешках или цистернах.
Контейнеры при помощи подъемных устройств разгружаются с полувагонов или платформ и транспортируются на специальную контейнерную площадку заводского склада.
Сырье в мешках транспортируется из вагонов транспортерами, укладываются партиями на поддоны и межцеховым транспортом перевозится на заводской склад.
Из цистерн сырье пневмотранспортом подается в силосы, объем которых равен или больше объема цистерны.
Хранение сырья. Заводской склад необходимо проектировать из расчета 10 - 15 суточного запаса сырья. Крупнотоннажные партии сырья, поступающие в цистернах или контейнерах, рекомендуется хранить в силосах объемом 100 м3 и выше.
Сырье, поступившее в мешках, хранится партиями в заводском складе. Оптимальным является стеллажный способ хранения сырья на поддонах. Для улучшения использования высоты помещений применяются штабелеры, при помощи которых осуществляется установка и выем пакетированного сырья. Управление штабелером может быть местным или дистанционным. При автоматизированных производствах рекомендуется применять автоматизированные склады хранения сырья, представляющие собой систему емкостей – силосов, оборудованных указателями уровней. Сырье подается к месту потребления при помощи пневмотранспорта, включающегося автоматически по вызову при понижении уровня сырья в бункере перерабатывающей машины.
Растаривание сырья. Контейнеры с сырьем с заводского склада подвозятся в отделение растаривания. При помощи грузозахватных устройств контейнер устанавливается на растарочную установку и сырье перетаривается в технологические контейнеры. Аналогичным образом на растарочной установке растаривается сырье поступающее в мешках.
Входной контроль сырья. Сырье поступающее от предприятий–поставщиков сопровождается соответствующей документацией, в которой указываются его параметры. Для определения параметров перерабатываемости сырья, а также соответствия показателей величинам, указанным в сопроводительном документе, проводится так называемый входной контроль.
Испытания в объеме входного контроля основных технологических параметров сырья проводятся в заводской лаборатории, включающей отделение технологических испытаний, механических испытаний и химико-аналитических испытаний.
Подготовка сырья. Подготовка полимерных материалов выполняется в зависимости от технических условий по их переработке, требований к качеству готовой продукции, к поверхности изделий и к их окраске. В связи с этим в отделении подготовки сырья могут выполнятся операции сушки сырья и смешения его с концентратами красителей.
Для вакуумной сушки материалов типа полиамидов и поликарбонатов рекомендуется использовать вакуумцилиндрические сушилки. Для материалов не вакуумной сушки, можно применять обычные цилиндрические сушилки или устройства для нагрева и подсушки гранул производительностью 100-450 кг/ч.
Смешение сырья с красителями производится при помощи устройств, устанавли-ваемых над бункерами, например, литьевой машины. При необходимости смешения исходного сырья с добавками рекомендуется применять скоростные смесители СС-100 или смесители центробежные СЦ-300.
Формование изделий. В зависимости от вида полимеров формование изделий осуществляется методами прессования, литья под давлением, экструзией, пневмо-вакуумным формованием. Листовые полимерные материалы формуются вальцеванием и каландрованием.
Переработка отходов. При изготовлении изделий, как термопластов, так и реактопластов методами литья под давлением, прессованием, вакуум-формованием и т.д. образуются возвратные и безвозвратные отходы производства. Безвозвратные отходы представляют собой потери в виде газообразных выделений (продукты деструкции полимеров), потери при транспортировке, механической обработке изделий. Возвратные отходы – это некондиционная продукция, полученная в наладочном режиме, литниковые системы, изделия, подвергающиеся испытанию.
Возвратные отходы после переработки (дробления или грануляции) используются либо для изготовления этих же изделий в качестве добавок к исходному сырью (10-15%), если это разрешено техническими условиями, либо для неответственных деталей.
В целом по цеху безвозвратные отходы составляют 4-5% выпуска готовой продукции. Возвратные отходы зависят от перерабатываемого сырья и требований к готовым изделиям и в среднем составляют до 10% выпуска готовой продукции. При использовании отходов для изготовления тех же изделий целесообразно их переработку организовать непосредственно у формующей машины и дробленные отходы добавлять к исходному сырью.
При централизованной переработке отходов рекомендуется дробить их на роторных измельчителях типа ИПР-150 и ИПР-300 и затем гранулировать.