На стадиях проработки ТП и ЭП основной задачей проектировщиков является разработка принципиальной схемы ЗС. Принципиальная схема (структурно-функциональная схема агрегата) представляет собой сложную систему, расчлененную по двум основным признакам: функциональному назначению подсистем, блоков и элементов и их иерархической подчиненности. Такое расчленение осуществляется на уровне отдельных конструктивных (базовых) элементов, механизмов и автоматов.
В составе принципиальной схемы определяются следующие подсистемы:
— гидравлическая схема с указанием таких параметров, как объем и давление в емкостях (рабочей, хранилища, сливной, мерной и т.д.); условный диаметр всех коммуникаций; параметры насосных установок и т.д.;
— пневматическая схема подачи сжатых газов к элементам ЗС и ЛА с указанием соответствующих параметров (объем и давление в баллонах ресиверной, условный диаметр, давление и расход газа, подаваемого к потребителю);
— схема управления и контроля параметров процесса;
— электрические схемы приводов насосных установок и других функциональных элементовЗС.
Очевидно, что из перечисленных схем характерной для ЗС является гидравлическая схема, определяющая и принцип действия, и рабочие характеристики ЗС. Другие схемы ничем не отличаются от таковых для любого другого агрегата комплекса, поэтому в данном пособии разработка их не рассматривается. Гидравлическая схема разрабатывается в такой последовательности:
1 Ориентируясь на требования ТЗ и с учетом ограничений, накладываемых на ЗС со стороны КТ, а также со стороны взаимодействующих с ЗС систем комплекса, составляют перечень операций, которые должна отрабатывать система.
2 Для каждой операции разрабатывается элементарная гидравлическая схема (цепочка), обеспечивающая выполнение каждой из операций полученного перечня.
3 С учетом предполагаемого расположения оборудования ЗС на позиции, а для подвижных агрегатов — с учетом компоновки на шасси составляется общая гидравлическая схема ЗС. Она составляется из элементарных цепочек исходя из возможности объединения элементов и участия их в выполнении различных операций. Возможности объединения определяются пропускной способностью, производительностью элемента, направлением движения и параметрами среды (давление, фазовый состав и т.д.).
4 Проверяются необходимость и достаточность введенных в состав гидросхемы элементов, в первую очередь — запорной арматуры. Для этого составляется таблица операций с указанием позиции (работает или не работает) каждого элемента. В случае необходимости элементный состав гидросхемы ЗС корректируется.
5 В состав гидросхемы вводятся элементы, необходимые по условиями техники безопасности, а также контрольно-измерительные приборы.
6 Проводится предварительный гидравлический расчетЗС.Как правило, рассчитывается гидравлический тракт, используемый при выполнении операции с наибольшим расходом КТ.
7 Определяются параметры побудителя расхода вЗС. При насосном способе подачи производится подбор соответствующей насосной установки, при подаче вытеснением определяются давление и расход газа, подаваемого в соответствующую емкость.
После разработки гидросхемы ЗС и проведения предварительных гидравлических расчетов производится компоновка стационарных систем по сооружениям или подвижных агрегатов по отсекам.
Компоновка системы производится с учетом функционального назначения ее элементов, а также с учетом непосредственного контакта обслуживающего персонала в момент работы с продуктом. Например, некоторые элементы, такие, как арматура, работающая в автоматическом режиме, фильтры, приборы контроля технологического процесса* и состояния элементов системы, объединяются в соответствующие блоки.
Выявленные из опыта эксплуатации или с помощью расчета особо опасные полости и элементы выделяются в отдельные отсеки.
Компоновка стационарных и передвижныхЗС должна производиться с учетом следующих основных требований:
1 Необходимо обеспечивать полное удаление продукта из системы после выполнения основных операций.
2 Должны быть обеспечены необходимые удобства эксплуатации системы, т.е. возможность доступа к отдельным узлам, приборам при монтаже, ремонте или их замене с учетом работы в специальной одежде.
3 Должны быть выполнены требования и указания на установку и обслуживание комплектующих элементов системы.
4 Необходимо обеспечивать возможность быстрого ухода обслуживающего персонала при возникновении аварийных ситуаций.
5 Требуется такое размещение оборудования, которое позволяет использовать типовые строительные конструкции.
6 Должны быть выполнены требования к взаимному расположению сооружений и агрегатов комплекса технологического оборудования.
7 Требуется обеспечить защиту шасси автомобиля или строительных конструкций от воздействия продукта.
8 Необходимо обеспечить безопасную работу операторов и обслуживающего персонала.
9 Габариты подвижных агрегатов и сборочных единиц стационарных систем должны соответствовать требованиям, определяемым условиями автомобильных и железнодорожных перевозок.
10 Следует обеспечить размещение оборудования на шасси в соответствии с допустимыми нагрузками на оси автомобиля.
11 Необходимо обеспечить положение центра тяжести оборудования агрегата в точке, соответствующей центру тяжести перевозимого груза автомобиля, что определяет его устойчивость.
Указанные правила компоновки агрегатов (систем) являются частью требований, которые включаются в соответствующие разделы ТЗ.
После выполнения компоновки оборудования ЗС при необходимости производится уточненный гидравлический расчет ЗС с учетом изменения длин участков трубопровода, появления новых местных сопротивлений в виде поворотов, переходов на другой диаметр и прочих изменений исходной гидросхемы, обусловленных компоновкой. Полученные в результате уточненного расчета параметры позволяют перейти к конструктивной проработке ЗС.