Проектирование инженерного обеспечения молочного предприятия

Отопление. Обеспечить теплом молочное предприятие можно от собственных котельных или источников централизованного теплоснабжения населенного пункта, где строится предприятие.

Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций ведется в соответствии с требованиями СНиП II-3-79. Рассчитываются теплопотери помещений, которые зависят от разности температур наружного и внутреннего воздуха, от площади поверхности ограждений и ориентации здания по сторонам горизонта. Особо важное значение имеет теплопроводность материала ограждающих конструкций.

Для обогрева помещений в холодный период года устраиваются системы отопления различного типа или используют имеющиеся теплоносители.

Воздушное отопление можно совместить с приточной вентиляцией или кондиционированием воздуха (отопительно-вентиляционная система).

Выбор системы отопления, вида теплоносителя, топлива ведут в соответствии с назначением здания, руководствуясь СНиП II-33-75

Вентиляция обеспечивает нормальное пребывание людей в помещениях, а также положительно влияет на технологический процесс производства.

1. В зависимости от источника возникновения движения воздуха в здании различают естественную и механическую вентиляцию;

2. В зависимости от доли, занимаемой вентилируемым пространством – общеобменную или местную;

3. В зависимости от назначения – приточную, вытяжную или приточно-вытяжную.

Естественную вентиляцию (аэрацию) используют в цехах со значительными тепловыделениями (цехи сгущения и сушки) в тех случаях, когда приток наружного воздуха не вызывает появления тумана в помещении и образования конденсата на стенах, а также тогда, когда не требуется предварительная обработка воздуха. При такой вентиляции нельзя подогреть или увлажнить воздух, очистить его и направить на определенное рабочее место (недостатки).

Механическая вентиляция – это комплекс системы воздуховодов и механических вентиляторов, обеспечивающих поддержание постоянного воздухообмена независимо от внешних метеоусловий.

Кондиционирование различают центральное и местное (обслуживают одно помещение). Кондиционирование может быть круглогодичным и сезонным, полным (когда поддерживаются все параметры воздуха на заданном уровне) или частичным (поддерживаются только некоторые параметры). Прямоточные кондиционеры работают на воздухе, который забирается из помещения, а комбинированные – на смешанном (наружном и внутреннем) воздухе.

Водоснабжение в зависимости от назначения бывает: хозяйственно-питьевым, противопожарным, производственным.

На предприятиях молочной промышленности вода расходуется на технологические нужды (охлаждение продуктов в различных аппаратах, холодильных установках, подшипников насосов и воздушных компрессоров, восстановление сухого молока, мойку оборудования, бутылок, фляг, ящиков, авто- и ж/д-цистерн, мытье полов, панелей), хозяйственно-бытовые нужды.

Для технологических, бытовых и питьевых целей необходимо использовать воду, соответствующую требованиям действующего ГОСТа на питьевую воду:

- рН = 6,5-8,5;

- жесткость общая – не более 7 мг-экв/л;

- концентрация Fe – не более 0,3 мг/л

- ОБО – не более 100;

- коли-титр – не менее 300.

На предприятиях молочной промышленности необходимо принимать системы прямоточного, оборотного, повторного водоснабжении (для сокращения расхода воды). Например, воду, охлаждающую оборудование (холодильные установки, ВВУ, кристаллизаторы, заквасочники и т.д.), направляют на градирни, где она охлаждается, а оттуда насосами снова подается на технологическое оборудование, при этом можно использовать техническую воду, т.к. она не соприкасается с продуктом. Еще один пример, после пластинч. установок воду можно использовать на наружную мойку машин (авто), полив территории, пополнение оборотных систем. При таком использовании воды можно вовлечь в оборот 70-80% воды от общего количества водопотребления.

Канализация – специализированные инженерные сооружения для приема загрязненных сточных вод, удаления их за пределы промышленного предприятия к очистным сооружениям [очистки, обезвреживания и сброса очищенных сточных вод в водоемы].

Существуют системы канализации: общесплавные, раздельные, полураздельные:

1) все виды сточных вод отводятся на очистные сооружения (ОС) по одной сети труб и каналов;

2) по одной сети отводятся бытовые сточные воды на ОС, по другой – ливневые воды, минуя ОС;

3) сеть, отводящая сточные воды на ОС, соединяется с водосточной сетью с помощью ливнеспусков.

Сточные воды молокоперерабатывающих предприятий делят на загрязненные, условно чистые и бытовые:

1) образовавшиеся при мойке технологического оборудования, тары, полов, в прачечных; в них содержатся белок, лактоза, моющие средства (сода, кислоты) и посторонние предметы (стекло, фольга и пр.). Если их не очищать перед сбросом в водоем, на биохимическое окисление органических веществ расходуется много О₂, в результате чего флора и фауна водоемов погибает;

2) образовавшиеся при работе ПОУ, аммиачных и воздушных компрессоров, конденсаторов;

3) отводятся самостоятельными сетями или присоединяются к одной из перечисленных сетей.

Пароснабжение. При наличии городской теплоцентрали целесообразно отопление здания обеспечить путем присоединения к сети теплоцентрали, а остальных потребителей обеспечивать горячей водой через теплопункт, где для нагрева воды используют перегретую воду из теплоцентрали.

Основными теплоносителями обычно являются насыщенный пар и перегретая вода. Для большинства технологического оборудования требуется насыщенный пар с избыточным давлением 0,05-1,3 М^Па.

Экономичнее получать пар со стороны. Мощность котельной определяется на основании суточных графиков расхода для летнего и зимнего периодов. Обычно проектирую котельную из 2-3 паровых котлов. Выбор котла определяется видом топлива, географическими и экономическими факторами.

При получении пара со стороны рассчитывают и подбирают ø паропровода.

 

Электроснабжение

В этом разделе проекта приводятся исходные данные и характеристики потребителей энергии, определяется нагрузка потребителей, их установленная и потребляемая мощность; обосновываются принимаемые источники электроснабжения, напряжение сети, выбор подстанций и способы прокладки э/коммуникаций; приводятся расчеты и проектные решения по способам исполнения э/освещения производственных, складских и бытовых помещений. [Кроме расчетов выполняются чертежи: схемы э/снабжения, трассы основных э/сетей, планы и разрезы крупных подстанций с размещением э/оборудования].

Потребность в э/энергии для работы оборудования принимается по графику расхода э/энергии исходя из графика работы оборудования и установленной мощности. При этом можно использовать Нр э/энергии на 1 т готовой продукции.

Расход мощности на э/освещение рассчитывают по удельному расходу мощности для основных помещений или по коэффициенту использования светового потока. Во всех производственных помещениях предусмотрена система общего освещения, при этом светильники располагают локализовано по отношению к оборудованию, чтобы не было затененности.

В производственных цехах уровень аварийной освещенности для продолжения работы должен составлять 10 лк.

По max суммарному расходу э/энергии подбирают основное э/техническое оборудование – генераторы, трансформаторы, щиты.

 

Холодоснабжение

Искусственный холод на молочных заводах используется в технологическом процессе, а также для охлаждения камер хранения готовой продукции. Для получения холода используются в основном аммиачные компрессорные установки. В зависимости от типа предприятия и ассортимента выпускаемой продукции используется непосредственное испарение или рассольное охлаждение, которое позволяет аккумулировать холод, т.е. экономнее его расходовать.

Для технологических нужд, как правило, используют систему рассольного охлаждения (кроме мороженого), т.к. молочные продукты не охлаждают и не хранят при температуре ниже 0°С. Рассолом служит водный раствор NaCI или CaCI₂.

Для определения потребности в холоде выполняется калорический расчет либо потребность определяется по укрупненным нормам. Затем подбирают необходимое холодильное оборудование. При подборе компрессорной установки учитывается система охлаждения камер, обеспечивающая необходимый t-w-режим. В молочной промышленности широко используются следующие системы: непосредственная (хол.агентом) и рассольная (использование охлаждающих батарей). Кроме того, можно использовать воздушное и смешанное (с использованием кондиционеров и вентиляторов).

 

Проектирование генерального плана предприятия

В зависимости от профиля и N молочного предприятия на промышленной площадке размещаются следующие здания и сооружения:

- производственный корпус;

- АБК;

- вспомогательный корпус;

- контрольно-пропускной пункт;

- котельная;

- компрессорная;

- склады топлива, аммиака и масла;

- сооружения водоснабжения;

- сооружения для повторного и оборотного водоснабжения;

- сооружения транспортного хозяйства (гараж, стоянка машин, мойка машин);

- очистные сооружения и т.д.

Перечень и состав зданий и сооружений на площадке меняется в конкретных условиях.

Генеральный план – это план взаимного расположения зданий и сооружений, транспортных путей, подземных и наружных коммуникаций.

Площадка предприятия по ее функциональному использованию, как правило, разделена на предзаводскую, производственную, подсобную, транспортную и складскую зоны. Зонирование – первый из основных принципов проектирования генплана промышленных предприятий.

В предзаводскую зону входят АБК или заводоуправление, проходная, главный въезд и выезд; в производственную – производственный корпус, сооружения энергетических устройств, компрессорное хозяйство, градирни вакуум-аппаратов и компрессорных машин, зона отдыха; в подсобную – вспомогательный корпус, котельная, [складские помещения], артскважина и машинное отделение; в транспортную – гаражи, ремонтные мастерские для машин, открытые площадки для мойки автомашин и грязеотстойник, открытые площадки для стоянки спецмашин; в складскую – комплекс подземных и наземных складских помещений.

Правильно зонированная территория позволяет лучше организовать производственный процесс, транспортные и людские потоки, сократить площади строительства до оптимальных размеров, уменьшить взрыво- и пожароопасность за счет рационального размещения сооружений и решения транспортных путей, улучшить санитарное состояние завода и размещение инженерных сетей – кабелей, трубопроводов и т.д.

Расположение главного корпуса и других сооружений на территории предприятия, главного въезда и выезда автотранспорта должно полностью исключать пересечение грузовых и людских потоков.

Градирни необходимо проектировать в зеленой зоне с учетом господствующих ветров и на расстоянии не более чем 20 м от здания производственного корпуса (ВВУ или холодильные машины, расположенные в производственном корпусе, нуждаются в водоохлаждающих устройствах).

Артезианская скважина должна быть расположена в санитарной зоне радиусом не менее 30 м, где могут быть расположены еще только подземные резервуары для воды и машинное отделение.

Склады для хранения аммиака в баллонах, H₂SO₄ в стекл. Бутылях, горюче-смазочных материалов должны быть заглублены и располагаться на расстоянии 20-25 м от других строений.

Здания и сооружения на генплане должны быть расположены с учетом направления господствующих ветров.

Взрыво- и пожароопасные сооружения, а также выделяющие пыль, копоть, другие вредные вещества необходимо располагать с подветренной стороны по отношению к другим сооружениям.

Направление господствующих ветров определяют по розе ветров, которая показывает степень повторяемости ветра в определенном направлении за рассматриваемый период времени (обычно 10 лет). Направление ветра в метеорологии обозначают румбами: С, ССВ, СВ, СВВ, В и т.д. При проектировании генплана розу ветров строят с меньшим количество румбов, обычно с 4-мя: С, В, Ю, З, т. о.: на ближайшей к заводу метеостанции берут данные о господствующих ветрах за возможно больший промежуток времени (10-15-50 или более лет) и на основании этих данных составляют таблицу:

 

Год	Число дней, в течение которых преобладали ветры румба	Штиль
С	ССВ	СВ	СВВ	В	и т. д.
... ... ...
Итого:

 

Число дней каждой колонки складывают и находят общее за рассматриваемый период количество дней, в которые дул ветер данного направления. Затем итоговое число каждой колонки выражают в % от всего числа ветряных дней за рассматриваемый период. После чего строят розу ветров, откладывая в определенном масштабе найденную величину в % в соответствующем направлении по соответствующему румбу к – центру. Большему значению вектора на розе ветров соответствует господствующее направление ветра.

Здания на генплане должны быть расположены так, чтобы помещения с низкими температурами были ориентированы на север, а помещения с нормальной температурой – на юг.

Молочный завод – это предприятие особого санитарно-гигиенического режима и охраны, поэтому вся территория ограждается. Если площадь превышает 5 га, проектируется запасной въезд в противоположной стороне от главного въезда и выезда.

Основные ТЭП генплана: Кзастройки, озеленения и использования территории.

Кз – это отношение застроенной зданиями и сооружениями площади к площади всей территории завода. К застроенной площади также относятся подземные склады, подземные и наземные резервуары, открытые стоянки машин, открытые площадки для хранения угля и золы, резервная площадь. Кз = 0,25 – 0,45 в зависимости от типа, мощности и места строительства молзавода. Кз выше, если завод строится в городе.

Коз – отношение площади зеленых насаждений к площади всей территории предприятия. Оптимальный Коз = 0,3÷0,4.

Кu.m. – отношение площади зданий и сооружений, дорог, тротуаров (без Sоз), подземных и наземных коммуникаций к площади территории завода. Opt Ku.m. = 0,6÷0,75

При расположении главного производственного корпуса обычно в торцовой части предусматривается резервная площадь, составляющая до 20% от его длины, для возможной реконструкции завода. На ней не допускается строительство каких-либо сооружений.

Ширина дорог при одностороннем проезде автомашин – не менее 3,5 м, двустороннем – не менее 6 м; дороги и площадки, где разворачиваются а/машины – не менее 12 м, тротуары – не менее 1,5 м. Ширина ворот для въезда и выезда а/машин – 4,5 м.

Здания и сооружения в производственной зоне должны быть расположены с учетом min противопожарных разрывов между ними (СНиП II-90-81).