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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇設備設計標準范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
1設計的原理
化工設備設計主要是在把握設計標準的基礎上,設計出安全合理經濟的產品。標準規范介紹了各種形式化工設備的設計原理和規則。熟悉化工設備的設計原理,需要了解化工設備的結構和計算模型?;ぴO備根據結構的不同,具有不同的計算模型,臥式容器的計算模型是對稱外伸懸臂梁,塔器的計算模型是多自由度振動體系。總的來說,化工設備的計算模型可以從結構、受力和約束三方面來分析。化工設備的結構由外殼、內件和支座等組成,外殼多為圓柱殼體或球殼。約束指的是設備的支撐方式,包括支座、鞍座、裙座和球罐支柱等。受力主要是壓力、液柱靜壓力和接管載荷等。不同形式的設備承受不同的載荷,并且主次載荷并不相同,比如,臥式容器和換熱器不考慮橫向風載荷,但是塔器和球罐需要考慮風載荷(且是主要載荷),還需考慮水平風力和水平地震力??偠灾ぴO備設計的原理包括結構的設計和計算。結構設計主要是確定不同設備的外形和內件形式,使其滿足工藝要求;結構計算主要是確定計算模型,使設備及零部件滿足強度、剛度、穩定性和使用壽命的要求。此外,設計是制造的上游工序,因此,設備設計還要考慮制造和檢測的要求[1]。
1.1工程設計方法
化工設備的設計包括零部件的設計和總體設計。具體設計方法上包括材料選擇、結構選型和尺寸計算、材料選擇需要考慮工藝介質和各種材料的物理化學和機械加工性能等。結構選型一方面指的是工藝的設備選型,另一方面指的是設備的強度計算模型,比如開孔補強方法采用補強圈還是厚壁管或者增加殼體壁厚的整體補強。尺寸計算指的是確定滿足工藝要求和設備強度要求的尺寸。零部件的設計可分為標準件的選型和非標件的設計。對于標準件的選型來說,需要設計者充分了解標準件的適用范圍,做到既滿足工藝和結構要求,又經濟合理。當設備的設計條件超出標準件的使用范圍時,就需要設計者設計非標件。對于非標件的設計,需要設計者從計算模型上把握產品的合格標準,在滿足產品要求的前提下,追求設計的最優化。非標件的設計經常使用經驗對比的設計方法,主要是參考標準件和竣工圖紙的形狀和尺寸作為初始參數,補充輸入新的設計參數,利用SW6的校核模式來驗證是否合格,若合格則可采用,否則需要修改尺寸,重新校核,直至合格。這種方法既可以借鑒原有的成功經驗,又同時滿足計算的要求,提高了非標件設計的效率??傮w設計是將整個設備作為一個計算模型,重點考查零部件之間的連接方式以及連接后產生的局部應力,同時分析整個設備在整體載荷下的安全問題,比如塔器在風載荷、地震載荷和內壓共同作用下的應力響應。SW6是化工設備計算軟件,包括零部件設計和設備設計。利用計算機的計算方便性,結合理論知識,可以提高設計的效率和產品的品質。
1.1.1化工設備的壁厚
化工設備是根據彈性失效和彈塑性失效準則來設計的。壁厚尺寸是設備滿足載荷和工藝要求的關鍵尺寸。理解化工設備各種壁厚的含義對于合理準確的設計至關重要。計算壁厚指的是滿足強度要求的厚度,這是強度要求的厚度,以解決設備在這種載荷下可不可以用的問題。最小壁厚大多是剛度要求的厚度,解決設備變形的問題。腐蝕裕量保證了設備的使用壽命(對均勻腐蝕來講)。設計厚度是強度和使用壽命要求的厚度,等于計算厚度(或最小厚度)加腐蝕裕量,所以,設計厚度可以保證設備在使用壽命內的強度安全。筒體的名義厚度=設計厚度+負偏差C1+圓整,圓整量是富裕的厚度,此類富裕厚度反映出設備的最大允許工作壓力往往大于設計壓力。封頭的名義厚度需要考慮制造減薄率,封頭的最小成形厚度只有大于等于設計厚度,才能保證封頭的強度和使用壽命。
1.1.2不同設備壁厚的決定因素
不同的設備有不同的計算模型,因此,不同的設備也就具有不同的關鍵厚度。關鍵厚度指的是決定受壓元件名義厚度的關鍵因素要求的厚度。球罐的關鍵厚度是內壓、開孔補強、a點組合應力決定的厚度中最大者。根據經驗,球罐殼體的壁厚,大多由支柱和殼體相交最低點的應力決定。臥式容器的關鍵厚度是內壓、開孔補強、鞍座應力決定的厚度中的最大者。一般來說,中低壓臥式容器的壁厚大多是由鞍座處殼體厚度決定的。塔器的關鍵厚度是內壓、開孔補強、地震力和風壓決定的厚度中的最大者。中低壓塔的最大壁厚是由地震力和風壓共同決定的。大型儲罐的壁厚是由內壓(氮封壓力)、風壓、地震力、物料和自重決定的。一般來說,壁厚主要由液柱靜壓力或內壓決定。除此之外,對于一些特殊的容器,我們還需要特別考慮接管載荷對殼體厚度的要求,比如高溫高壓反應器封頭上接管載荷對封頭壁厚的要求。了解不同設備的關鍵厚度,對于我們掌握化工設備的安全設計至關重要。
1.2設計標準
設計標準是設計的依據。設計者只有熟悉設計標準的內容,理會設計標準表達的內涵,才能準確地利用好標準,設計出合格的產品。標準按照設計內容可以分為設備級標準、零部件標準和施工標準。設備標準包括塔設備、換熱設備、反應設備、儲運設備標準。零部件標準包括鋼制管法蘭、緊固件、墊片標準、設備法蘭、支座等標準。除此之外,了解壓力容器的材料標準,在已知的介質和環境條件下,選擇合適的材料,保證結構的安全和使用壽命。我國標準的特點是相互聯系,相輔相成,所以學習標準不可只見樹木不見森林。首先,就單個標準來講,要把握標準的使用范圍和選擇原則;其次,由于我國標準是層層相關的,包括法規、規范、行業標準等,因而使用標準時不僅要把握該標準本身,還要結合與該標準相關的其他標準,這樣才能更透徹地理解標準的含義,更準確地把握標準,設計出更優秀的產品。隨著社會和學術的發展,標準規范也在不斷更新,各個國家的標準也存在差異[2-3]。對于更先進、更經濟的新標準來說,老標準相對保守,不經濟,存在不足。所以設計者要不斷學習新標準,學習新的設計方法和設計理念,這樣才能做到與時俱進,設計出更加安全可靠、經濟合理的產品。
1.3繪圖
圖紙是設計理念和結果的表達?;ぴO備由于其結構的特點,其繪圖方法也和一般的機械制圖不太一樣。繪圖對于化工設備的設計十分重要:一是可以表達設計理念;二是可以確定零部件的配合尺寸;三是可以檢查設計中的一些干涉問題。化工設備的繪圖順序是先按比例繪制所有的零件圖,之后利用配合關系組裝出總圖。當零件之間,特別是內件之間存在干涉時,需要重新修改零件尺寸,校核驗證,直至沒有干涉為止。在繪制整體的裝配圖后,需要繪制零件之間的節點圖,比如焊接節點圖、局部放大節點等。之后添加必要的制造、檢驗和安裝使用的技術要求。最后,統計材料,填寫明細表,完成繪圖。繪圖中的尺寸可以分為兩類:一類是計算出來的精確尺寸,比如工藝的筒體內徑和管口尺寸,設備強度計算出的筒體壁厚等;另一類是規則經驗尺寸,也就是說該類尺寸不需要經精確的公式計算,只是根據規則和經驗而定的,比如高溫塔器裙座的過渡段的長度要大于五倍的保溫層厚度,且不小于500mm;焊縫間距宜大于三倍壁厚且不小于150mm等。因此,繪圖尺寸來自于設計者的計算和設計規則。傳統的CAD繪圖方法自動化程度不高,生產效率低。隨著計算機的發展,更加智能的繪圖方法不斷出現,大大提高了繪圖效率和準確性,比如,交互化、智能化的化工設備CAD繪圖系統、PVCAD系統等[4-5]。
2存在的問題和建議
化工設備的設計標準都有一定的使用范圍,實際設計中往往會超出標準的使用范圍,比如計算模型不同、載荷工況不同等。因此,設計者不僅要把握標準的內容,。在有標準的時候嚴格使用標準,在沒標準可以參照的時候,要依據相關的知識,運用合理的簡化和計算方法,設計出合格的產品,比如螺紋鎖緊環換熱器、夾套攪拌容器等。這類設備的設計一方面可以利用經驗對比法,參考以前的圖紙進行結構設計;另一方面要根據力學的原理,建立力學模型,進行計算校核;此外,利用有限元法可以對復雜的結構進行分析設計、優化設計或校核等。設計標準的層次和行業眾多,針對同一問題,可能不同的標準具有不同的表達方式或者側重點。設計者不僅要把握標準的內容,更要理解編制標準者的初衷,把握標準的原理。在眾多的標準中選擇最適合產品工況條件的標準進行設計。設計中需要經常使用標準件,使用標準件可以方便設備的設計和制造。標準件可以直接選擇型號,不必再進行計算。但是,實際設計中,當我們選擇了標準件,同時需要修改標準件的某個尺寸時,此時的標準件就不能算標準件了,必須重新計算,合格后才可選用,比如,球罐人孔法蘭蓋,可以選擇標準件,如果需要在法蘭蓋中心再接一個排凝管,此時法蘭蓋就算是非標件了,需要重新計算。類似的問題還有標準法蘭的內徑選擇,一般標準法蘭并不給出法蘭內徑,只是要求法蘭內徑與對接的接管內徑相同。由于接管和法蘭的計算模型不同,接管的壁厚和法蘭應力校核需要的直邊段厚度不一定相等[6]。因此,對此類情況下的標準件,在苛刻工況下,為了安全可靠,應進行必要的校核后再選用。
3結論
化工設備的工程設計方法包括設計的原理、標準和繪圖方法。設計原理是設計的根本,設計標準使設計更加規范和準確,繪圖是設計思路和計算結果的表達,設計原理和圖紙相輔相成。只有了解了化工設備的計算原理和設計標準,才能設計出安全經濟合理的產品。
作者:范強強 單位:安徽實華工程技術股份有限公司
參考文獻
[1]陳建俊.從制造角度看化工設備的設計[J].化工設備與管道,2005,42(6):1-7.
[2]丁伯民.對壓力容器有關標準的一些看法[J].化工設備與管道,2008,45(2):1-3.
[3]丁伯民.壓力容器標準應用的探討[J].化工設備與管道,2001,38(2):5-10.
[4]林杰.交互式、智能化化工設備CAD系統的開發[J].化工設備與管道,2012,49(3):47-49.
我自2008年11月加入工程集團有限公司以來,在部門領導的關懷指導下,無論在思想上,還是在工作學習上,都有了明顯的提高,保質保量完成了領導交給的各項工作任務,取得了一定的成績,并于2011年7月通過工程師職稱的評審。
一、業務能力:
自工作以來,一直嚴格要求自己,在工作中不斷學習提高自己的各項業務技術水平。目前,我已熟練掌握了本專業的各項技術規范和設計標準,具備了較強的獨立開發設計能力。在完成自己工作的同時,我也積極幫助年輕同志學習進步,指導他們完成設計工作。
二、工作業績:
自工作以來,堅持一不怕苦,二不怕累的精神,堅信只有實干苦干才能創造成就。對領導交給的各項工作任務,從不挑肥揀瘦。自通過中級工程師的評審后,參與了首條****生產線的研發、制造、安裝調試工作。期間先后擔任了項目負責人、現場監造、檢驗員和調試員并完成了**生產線整線傳動的安裝、調試等工作。完成了生產線整線輸送輥道的設計,作為專業分負責人完成了**生產線和**生產線的設計。目前作為專業分負責人正在進行**生產線的設計。
自任職工程師以來,共取得授權專利8件(發明1件)、撰寫論文3篇;參與設計的“**生產線過程控制系統”獲得第八次建材行業優秀工程勘察設計計算機軟件獎二等獎”。
在保證工程項目按時、保質保量完成的同時,本人也承擔了一定的工程設計工作,先后完成了15個單機設備的方案設計并指導單機設計人員完成設計工作;作為審核人員,完成了12臺套單機設備的審核工作;作為主要設計員和設計員完成了10臺套單機設備的設計工作;
從2012年至2014年,一直在“**有限公司”進行駐廠,期間參與完成了公司首條****線的中試工作。在制造階段完成了輸送輥道部分的供應商篩選、輸送輥子的樣品實驗、監造、驗收工作;安裝階段,指導完成了輸送輥道的安裝和調試;工藝調試階段配合完成了**線的性能調試。自2014年至今多次前往項目現場提供技術支持。
在生產、安裝和調試工作期間,經常到生產車間與工人師傅溝通交流,向他們學習生產知識,了解設備的安裝流程和安裝技術,同時了解設備的可改進之處。同時積極配合公司在業主方和設備供應商處駐廠提供技術支持。這些實踐經歷,豐富了我的現場經驗,提高了我對設備設計、生產工藝的理解和問題處理能力,對我研發和設計更加可靠、簡潔、高效的設備大有益處。
三、學習提升:
根據設計中出現的問題和自身業務上的不足,有計劃地加強和彌補機械專業知識;針對目前從事的**設備設計,學習工藝原理以及核心設備的結構和設計要求。
在工作之余,學習了三維設計并使用到設計中來;加強英語學習并參加公司的英語培訓。
在建筑設計中,建筑設計、結構設計毫無疑問是老大哥,他們的工作量大,每平米的設計費最高。把范圍縮小到設備設計,電氣設計和給排水設計的每平方設計費也比暖通設計費高,是不是就可以斷定暖通設計雖然好找工作但是工資很低呢?我看不然,建筑設計雖然每平米設計費高,但是參與項目的人多,平均下來每個人的設計面積就少。再看暖通設計,設計費不高,但是一個項目通常就是幾個暖通設計人員設計,所以人均設計面積大。這樣算來暖通設計人員的薪資并不比其他設計人員的薪資低。在職稱方面,以重慶職稱薪酬為例,注冊建筑設計師的職稱大概一年能拿8萬,注冊結構設計師的職稱大概一年能拿15萬,注冊電氣設計師的職稱一年大約能拿12萬,而注冊暖通設計師的職稱一年能拿到18萬。通過上組數據可以知道暖通設計師在薪資方面比其他行業要稍強。
以下是某些設計單位人員薪酬的例子:上海華東院:第1~2年:基本工資1800,每月發獎金2000,每個項目有提成,大概是整個設計費的1,參加的人分成,1年發了獎金15000左右(已經填補預發的獎金)第2年收入60000多。第3年:工資加獎金7萬,外來收入20000,年收入9萬。第5年:工資加獎金10萬,外來收入30000,年收入13萬。上海輕工院:第1年:基本工資1200。第2年:年收入50000多。第5年:年薪8萬,外來收入6萬,總收入14萬。
2關于暖通設計行業的前景
我國大部分地區冬冷夏熱,這就對空調的需求非常大,而空調的布局,中央空調風口的設計,主機的布局,空調水系統的走向這些都需要暖通設計人員來設計。大型商場、大型演播廳、體育館、博物館等場所又必須安裝中央空調和防排煙設備,這些都離不開暖通設計人員。在北方,城市都需要供暖,供暖管道的布置,供暖設備的選型,都是由暖通人員來設計操作的。而在南方,隨著城市現代化的加速,國民生活水平越來越高,很多家庭用戶都在使用中央空調,更多的建筑物都在進行暖通設計,可以說暖通現象無處不在。暖通這個行業提高了人們生活的質量水平,為整個人類的生活品質做出了杰出貢獻。
對于剛畢業的暖通大學生,可以先從一個小暖通施工員做起,積累經驗。隨著經驗的積累,閱歷的增長,潛力不可限量。有了實際經驗后可轉設計,這樣理論用實際就能結合應用。也可以直接進入設計行業,剛起步工資不高,工作一段時間后,接手大項目后工資會有一個飛速的增長。進入工廠做一個技術人員也是個不錯的選擇,從基層管理人員慢慢升到高層管理人員都是很容易的。
3暖通行業在設計行業中的地位
前文提到過,在整個設計行業中,建筑設計和結構設計是設計中的“老大哥”,就算在設備設計中,暖通設計也要緊跟電氣設計和給排水設計來修改設計方案。所有方案都要按照甲方要求來修改,是不是暖通設計在設計行業中的地位不高呢?我來舉一個項目例子。工程名稱:江津四面山消防站。場地概況:本項目位于重慶市江津區四面山鎮,項目地塊東西距離約200米,南北距離約225米。地塊位于四面山,景觀資源良好。該工程周邊為規劃道路,交通方便;擬建場地地面高程在1081.00~1094..00m之間,最大高差13m。工程概況:本項目總建筑面積3118.04平方米,建筑使用性質為辦公/宿舍,其中支隊執勤樓層數為3F/-1F,訓練塔層數為6F。設計內容:衛生間的通風設計;洗衣房等房間的通風設計;公共廚房的通風設計。
通風設計:衛生間通風系統:公共衛生間排風量按10次/h換氣次數算,值班室配套的衛生間排風量按5次/h換氣次數算;洗衣房通風系統:排風量按16次/h換氣次數算;公共廚房設機械排風系統,其中:排油煙65%,全面通風35%(風機設備為暫定,待廚房工藝布置明確后由;專業公司設計安裝,且排油煙應經處理達到國家有關標準后排放。);自然補風。排風換氣次數取40次/h。節能設計:所選用的機電設備均采用符合國家現行標準規定的高效節能產品,各設備的能效比及性能系數均符合國家現行標準中之規定值;風機能效限定值執行《通風機能效限定值及能效等級》GB19761-2009;該項目所選購的分體式空氣源熱泵型空調器,其能效比應滿足重慶市《公共建筑節能設計標準》(GB501892005)及《公共建筑節能設計標準》(DBJ50-052-2006)中的要求。
噪聲與振動控制設計:通風機均選用高效、低噪聲及振動小的設備;通風機基礎均設置橡膠或彈簧減振器、配套電機設隔音罩;通風機與管道連接處設防火軟接頭、減振支、吊架以減振隔噪;根據室內噪聲允許標準控制通風系統風管內空氣流速。施工說明:風管材料拼接方式應視材料而定,對鍍鋅鋼板風管一般而言,宜采用咬口連接。不得采用影響其保護層防腐性能的焊接連接方法;排煙風管當布置于吊頂內時,其外部需設置隔熱層。隔熱層的材料為巖棉板,厚度為25mm;沿墻或柱敷設的風管外皮到墻邊或柱的距離若圖中沒有注明,則圓形風管采用50mm~150mm,矩形風管不少于200mm;風管組合后的所有采用咬口接縫處需涂密封膠,排風系統涂于外側,送風系統涂于內側;風管上的防火閥、排煙閥應設置獨立的支、吊架,安裝方向與位置正確;風管與設備的進出口應設置柔性接管段,采用防火革,長度150~200mm;風管、吊裝式風機、吊裝式消聲器和消聲彎頭等支吊架一般采用M16帶鉆膨脹螺栓固定于梁、柱、墻上及樓板下。應確保膨脹螺栓的位置正確和牢固可靠;防煙、排煙、通風和空氣調節系統中的管道,在穿越隔墻、樓板及防火分區處的縫隙應采用防火封堵材料封堵嚴實。
【關鍵詞】機械設備;配合;裝配技術
引言
很多產業對機械單件設計的無論精度要求抑或裝配要求都有著很好的標準,而傳統意義上的機械設備配合與公差往往無法滿足實際的加工需求。設備配合的裝置技術憑借生產周期短、費用支出少以及不影響機械設備質量等一系列特點,在國內外機械設備的零件設計中廣泛應用。
1.機械設備中配合的裝配特點及要求
1.1機械設備中配合的裝配特點
機械設備中配合通常是按照某個單件的標準尺寸來配制或說是復制零件進行加工的一個手段[1],一般意義上,在實際應用階段,偏差會把先加工零件的尺寸作為最初尺寸,并配合公差當做立足點,其設備配合手段可通過互換生產要求作為標準展開對應的選擇。以國內現狀來說,機械設備中配合標準化已經成為很多設計廠家最為普及的一種裝配的配合手段。但是在實際的機械設計階段,如要發揮更好的標準化作用,則必須要按照實際的要求與生產技術為標準,且在對應的裝配圖上實施標識,以便更好的實現機械設備設計及質量需求。
1.2機械設備中配合的裝配要求
在配合中裝配制作單件時,需要以對應單件的尺寸、先加工工件、配制件、技術要求、測量要求以及標準作為標準[2],完成單件的加工制作。如果拿到對應單件時,則需要首先對其展開互換性的生產選取,以確保配置的結果和配合的公差保持一致。之后,用配制配合手段對單件實施配制。在對單件工件展開加工時,必須要首先對部分加工難度較大的或是對單件加工精度要求更高的零件展開加工。基于此,再適宜地擇取比較容易實現的公差或是已注明公差尺寸的極限偏差零件實施與之對應的加工,裝配階段可互換性的生產配合公差作為標準,來擇期最合適的設備中配合件的公差。配合公差比過程中,可以把先加工的實際尺寸當成配件偏差來選取最合適的配合公差。配合的裝配階段,不僅不受單件形狀、表面粗糙度的影響,也不會因為配合比的降低,而導致公差基數標準降低。在測量階段,除了需要達到一致的測量背景外,還應當擇取相同的測量裝置及校對量具,最好由同一組操作人員實施對應的測量。惟其如此,方可最大程度上確保測量精度。另外,還應當在裝配設計圖和零件設計圖上把配合比通過基準孔、基準軸以及加工工件實施注明,以確保機械設計的整體質量[3]。
2.機械設備殊配合的裝配技術應用舉例和說明
以φ3000mm零件的孔和軸為例,根據實際要求配合的最大間隙和最小間隙分別為0.45mm、0.14mm。按照加工工廠的生產背景對其實施配合裝配。
2.1明確公差配合代號
首先,采取基孔制。
其次,明確孔軸公差的等級。
Tf’=|Xmax-Xmin|=|0.450-0.140|=0.310
設TH=TS=Tf’/2=0.310/2=0.155。查標準公差數值表,φ300IT6的公差為0.135mm。取孔公差=軸公差=IT6,孔尺寸為φ3000H6(+0.135)。上述公式中,TH為孔的公差;TS為軸公差。
最后,按照最小間隙0.140mm明確偏差代號,根據互換性的配合要求擇取配合為φ300H6/f6,最大間隙和最小間隙分別為0.415mm、0.145mm。在配合的裝配圖注明φ3000H6/6fMF,抑或是φ3000F6/h6MF。
2.2明確最先加工單件
如果先加工單件定為孔,就能夠獲得了一個比較容易實現的公差。H8在單件的圖標注:φ3000H8MF。如果根據沒有標注公差尺寸的偏差進行加工,就可注明為:φ3000MF。
2.3裝配件
裝配件為軸,按照已經明確的配合公差擇取最優的公差帶。如果擇取f7,φ3000f7,此時最大間隙和最小間歇分別為0.355mm、0.145mm,配合圖注明φ3000f7MF。
2.4配制間最大尺寸
最大限度上測試出實際尺寸加工孔φ3000.195mm,就需要計算裝配軸的最大尺寸。
如圖1所示,需要在裝配圖上注明根據互換性生產的配合代號,其作用主要是讓制造人員明白原配合要求情況,并且也確立了有關配件的形狀、位置公差及表面粗糙度等要求不應當因為配制配合而降低。
假如沒有標注,就需要按照沒有標注公差尺寸的最大偏差實施加工。對于裝配零件,就需要在相關標準的擇取合適的公差帶以實現根據互換性原則的生產要求。根據互換性零件生產的最大間隙(0.415mm)和最小間隙(0.145mm)展開。在確立采用7fMF后,最大間隙為0.475mm(f8)和0.355(f7),最小間隙為0.145mm。相比于最初的設計,和0.450mm差別不是很大。
需要注意的是,加工基準件生產中一定要確立公差等級并加以標注,假使沒有進行標注就一定要根據公差尺寸的極限偏差數值實施相應的加工。對配制件而言,就需要按照現實的加工需求擇取最合適的公差帶,從而實現交互性的生產需求。以當前加工工廠的現狀來看,部分企業在進行機械零件的小批量生產期間,還有采取大批量的互換生產模式,為了降低廢品率,在實際加工階段會用最大實體實施加工,這就導致零件實際尺寸普遍和實體的極限尺寸相當,在孔和軸裝配之后的機械出現偏緊和偏松的情況。在此形勢下,機械設備設計的公差與配合不僅會增加成本,也會導致后期的裝配愈發的困難,嚴重者會致使機械設計不能夠滿足設計標準與使用要求。而特殊配合的裝配技術可以更好的達到機械設備的需求,但是如果要實現更好的現實所需,還還應當對機械設計中的配制配合的展開持續深入的研究。
3.結語
綜上所述,在進行機械設備的設計過程中,對于零件小批量生產尺寸超過3000mm抑或是部分公差等級標準相對比較高的配合件,采取特殊配合的裝配技術,不僅可以明顯擴大零件制造的極限公差,通過較低精度的單件裝配成有高配合精度的配合件,且確保零件的使用功能,還可以降低制造的加工成熟,是解決使用要求和制造成本矛盾的一種可行的工藝措施,對機械設備的零件加工有重要的現實意義。
參考文獻
[1]徐麗笑.除銹鋼刷專用生產設備的設計及性能分析[D].南昌航空大學,2011.
關鍵詞:電氣安裝;電氣裝置;配電設備
Abstract: along with the continuous application of building distribution equipment, how to design the electric power distribution equipment science is the modern civil building construction quality is the important component of the modern civil building electrical technology is power, electronics, electrical equipment and electrical technology as the means to create and maintain and improve the people's living or working life environment of electricity, light, sound, cold and warm environment of a comprehensive technical science of interdisciplinary, it is set in high voltage and ba and integration of the organic integration.
Keywords: electrical installation; Electrical installation; Power distribution equipment
中圖分類號:TU855文獻標識碼:A文章編號:
1 配電設備設計質量控制分析
1.1 加強圖紙會審,消除存在隱患
建筑工程施工前,要求相關專業人士共同參與圖紙會審工作,圖紙會審工作的優劣程度決定了整個建筑工程的質量,同樣決定電氣施工的質量。這就要求電氣專業必須認真做好圖紙會審,切實做到消除在以后施工過程中存在的每一處 隱患,以免造成經濟損失,要嚴格審圖,把影響電氣設備安裝工程質量、使用功能等方面的隱患與問題盡量在圖紙會審時解決。因此在圖紙會審時應加強注意以下幾點:
(1)配電設備工程施工圖是否齊全,縱觀整套施工圖,核對圖紙目錄,查看圖紙中施工各個詳細控制技術要點。照明、通訊、有線電視進戶預埋套管的位置、標高是否合理。
(2)電氣施工的系統圖、平面圖、大樣圖、通用圖及引用圖集的標準圖是否統一。動力配電、控制設計是否與其他相關專業的要求一致。
(3)應注意土建結構圖中墻、梁、柱的位置和電氣器具的對稱布置、光照度等, 應該在施工前做出詳細方案,避免帶來一定的麻煩。
1.2 電氣設備選型分析
建筑配電設備原材料的選購和施工質量控制息息相關,確保電氣設備質量,以及安裝工程的材料、構配件,是確保電氣施工安全的重要保障。在具體安裝過程中,對于電氣材料的各種電氣性能試驗均應按規范要求進行,對于電氣設備選型采購應注意以下幾點:
(1)優選采購人員,提高他們的政治素質和質量鑒定水平。防止個別人在建設過程中利用職權牟取私利,同時可以減少可能出現的工程質量問題,保證公司的信譽。挑選具有一定專業知識、忠于事業、守信于項目經理人的采購人員,提高采購工作人員的積極性,確保配電設備材料采購質量。
(2)優選供貨廠家。選擇國家認證許可、具有知名度的廠家,進行實地考察,確保電氣設備符合建筑施工要求,可直接訂貨,減少中間環節,有利于節約成本。要核實材料和設備的合格證、說明書裝配圖和試驗報告等有關資料。做到不合格的設備和材料不采購、不驗收、不使用。對進場的合格材料和設備要及時填寫“工程材料報驗單”,并附材料清單,材質證明(檢驗報告),經檢驗,認定合格后,方允許用于工程,并妥善保管,防止受潮、發霉、損壞。
進一步提高建筑電氣原材料采購質量,為電氣施工進一步提高質量控制。
1.3 配電設備安裝分析
建筑配電設備設計水平的高低決定了建筑電氣工程施工質量的成敗,只有嚴格控制配電設備安裝,加強施工過程設計,考慮周全,尤其是一些預埋管路設計,必須符合建筑施工要求,避免浪費,減少影響美觀的控制點,因此在電氣配電設備安裝施工設計要加強注意以下幾點:
(1)要認真分析建筑工程配電系統和變電系統以及建筑工程的類型,另外還要綜合考慮室外景觀的設計,對住宅內空調、電視機、洗衣機、廚房電炊事用具、電熱水器等用電設備的用電插座數量進行嚴格的預算,特別要注意住宅建筑物的防雷設計和防電涌保護設計。
(2)配電能力需求,根據建筑工程設計,要求電氣設備上下級容量配合符合技術要求,確保供電系統運行穩定、可靠,達到安全使用,減少存在的事故隱患。
(3)隨著自動化程度越來越高,建筑屋內的弱點設備相繼增加,專業性強,對電視信號、寬帶通訊、門鈴控制等弱電要全面考慮,弱電布線控制和強電控制線應隔離,應抓好線管、線槽施工質量的同時,著重對系統設備的功能進行控制,以防信號干擾。
2 配電系統節能技術分析
2.1 照明系統的節能分析
根據建筑工程的使用要求合理選用高效節能型光源,盡可能不選白熾燈;采用高效節能燈具;按照現行的建筑照明設計標準所規定的功率密度值的要求進行照明設計;居住建筑樓梯間、內走道等采用聲控開關,室外有關的照明燈具采用光控開關等節能控制;賓館類建筑的客房均采用節能控制開關;個別檔次高的項目采用了照明控制系統等。
2.2 供配電系統的節能分析
主要是運輸、轉換等過程中進行節能減耗的方法。主要有以下途徑:
(1)選用供電電壓。在相同的供電情況下,電壓越高,電能的損失越少;
(2) 選用簡單的供配電系統,選購時注重產品質量;
(3)變壓器容量選擇合理,變壓器使用數量據實際建筑物所需采購;
2.3 提高供配電系統的功率因數
由于線路上的電流是不能改變的,要減少線路的損耗,只有減少線路電阻,提高功率因數可以減少線路無功功率的損耗,從而達到節能目的。然而這部分損耗是可以避免的,具體措施分析如下:
(1) 減少用電設備無功損耗,提高用電設備的功率因數。在設計中盡可能采用功率因數高的用電設備如同步電動機等,電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備等。
(2) 用靜電電容器進行無功補償,電容器可產生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流從而達到提高功率因數同時又減少整體無功電流。在具體工程設計中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償等方式,可根據具體情況具體分析。
參考文獻
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關鍵詞:海洋石油平臺;自控儀表;安全設計
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言:
海洋石油動力平臺電力系統作為平臺的核心,其好壞對平臺能否工作起著至關重要的作用。為了提高海洋石油生產過程的安全性,關鍵裝置上大都安裝了安全儀表系統。在安全儀表系統的設計中,要求遵照IEC61508、IEC61511及AN-SI/ISAS84.01等國際安全標準,對工藝裝置、工藝過程進行故障分析,采用風險評估確定所需的安全儀表功能的安全完整性等級,這樣設計的安全儀表系統才能使安全儀表功能滿足處理相應的事故。
一、我國海洋石油平臺工業技術現狀
我國海洋石油工業經歷了50多年的發展歷程,實現了突破性的發展,尤其是在1982年中國海洋石油總公司成立之后,我國海洋石油工業從合作開發走向了自主研發,逐漸建成了45個海上油氣田,建造93座固定平臺,并自主開發200m以內海上油氣田的技術能力。
目前,我國海洋石油總公司已擁有了強大裝備的大型海上起重鋪管船,其中有3艘鉆井裝備作業達到水深300m以下,最大鉆探水深可達500多米;大型的起重鋪管設備的起重能力達到3800噸。近年來,我國海洋石油啟動深水鉆井、鋪管裝備等方面的研究,其中,FPSO建造速度和建造質量逐漸達到國際先進水平。
二、我國海洋石油裝備的發展差距
近些年,我國在海洋石油平臺方面取得了長足的進步和發展,但就我國海洋石油鉆采裝備技術的發展而言,與國際水平相比還存在差距。
(一)我國海洋石油平臺的裝備專業化程度較低
與國際發達水平相比,我國海洋石油平臺的裝備專業化程度較低,尤其是集團化、國際化的程序較差,大多數企業在技術投入上較少,自我創新意識不強。尤其是在常規陸地鉆采、特殊地域鉆采、海洋水上、海洋水下等全方位、全地貌的各種類型石油鉆采設備產品的研發方面,技術和經驗能力不足,導致我國海洋石油開采技術水平相對較低。
(二)我國海洋石油平臺裝備的配套能力相對較差
相對于海洋石油平臺裝備的配套國際水平而言,無論是在動力上,還是在控制和設備配套能力等方面,均存在較大差距。例如,就我國目前所使用于內鉆機上的柴油機、變頻器以及機械化工具等,基本上是從國外進口;在海洋鉆井控制系統方面所使用的鉆桿、隔水管、海洋水下設備的自動輸送、安裝等設備,在國外以及具備了良好的使用,而在我國國內則處理研究階段。
(三)海洋石油平臺裝備的機構較少,投入不夠
目前,我國還沒有具備十分專業的分布面廣、系統研究性較全面、綜合能力強的海洋石油裝備研究機構,在石油鉆采裝備及鉆井工藝方在裝備技術投入方面,關鍵試驗設施、設備及軟件技術相對缺乏;從事專業研究的技術人員較少,科研投入不足;我國企業和油田的抗風險能力較差。
二、海洋石油平臺自控儀表系統的安全設計
(一)電纜通道設計
電纜通道應該選擇在距離平臺熱源和油管線比較遠的位置,如果受到場地因素的限制,電纜通道與熱管線交叉,則兩者之前需保持一定的安全距離,并采取措施進行防護,譬如電力電纜、通信電纜、自控電纜,需要以分層敷設的形式,將高壓電力和低壓電力嚴格分開。尤其是高壓電纜,要盡量與通信室、起居室等保持安全距離,并視情況選用電纜筒,同時按照防水和防火的要求,保護好穿過艙壁的電纜。
(二)設備位置布置
電氣設備的布置位置,有室內布置和室外布置兩種類型,前者主要布置在配電室、主控室內,同時也是電氣設備位置布置的重點。其中配電室的電氣設備,主要有盤柜和電箱兩種,均需要按照設計標準規范要求,所選擇的位置便于設備的操作和維修,并且在電氣設備的上方,不能夠穿越油管、水管和蒸汽管等,因為這些管線一旦泄露,將對設備產生極大的威脅。除此之外,設計時候還應該劃分出危險區域,在這些區域布置電氣設備,要求達到一定的防爆等級,并采用防爆撓形管等進行保護。
(三)電纜敷設
電纜的敷設,其走向控制室設計重點,并在敷設的同時,安裝導線板、電纜框和電纜橋架等,按照設計圖紙的要求,控制好電纜及其他設備的規格和型號等。如果電纜需要穿越艙壁或者甲板,則需要在艙壁和甲板等之上鉆孔,但為了避免鉆孔對艙壁或者甲板造成損傷,要求控制好鉆孔的大小和位置,按照防水和防爆的要求,采用電焊和氣割的方式,焊接橋架、導線板、電纜框等。
(四)自拉儀表系統的設計
海洋石油平臺自控儀表系統接地設計的原則及注意事項可總結為以下幾點:
1.對于海洋石油平臺自控儀表系統工作接地設計,同一個屏蔽層、信號回路、排擾線接地時不能有一個以上的接地點,以避免形成海洋石油平臺自控儀表系統地電位差,給海洋石油平臺自控儀表系統帶來干擾和不安全因素。如果不可能避免海洋石油平臺自控儀表系統多點接地,在海洋石油平臺自控儀表系統中則應當用導線將多個接地點連接起來,以消除地電位差。
2.海洋石油平臺自控儀表系統接地系統設計中,海洋石油平臺自控儀表系統不同的接地子系統應遵循相互獨立的原則,即在海洋石油平臺自控儀表系接地總干線之前不應混接,對于海洋石油平臺自控儀表系統單獨設置接地體的接地系統,宜分別接到不同的海洋石油平臺自控儀表系統接地體(接地電極)上。
3.海洋石油平臺自控儀表系統接地電阻是接地系統中的一個非常重要的數,電阻值越低說明接地性能越好,其值不能高于4幾。此外對海洋石油平臺自控儀表系統接地導線的截面積、導線的連接方式接地連接點的選擇也要進行嚴格設計。
4.于鋼質結構平臺,海洋石油平臺自控儀表系統的保護接地工作接地均可直接連接在海洋石油平臺上,但兩點不得連在一起。
5.纜托架宜16m做一個接地,屏蔽電纜的屏蔽層必須接地。
6.地線宜選用多股銅線,對于海洋石油平臺自控儀表系統的接地,應采用獨立的接地極。
7.保護接地應牢固、可靠、可通過接地干線連接到電氣接地網上,也可以直接與鋼結構連接;一般來講,使用DC24V為電源的現場儀表、變送器等無特殊要求的可不作保護接地。
8.海洋石油平臺自控儀表系統現場接地絕不能利用儲存、輸送可燃性介質的金屬設備、管道以及與之相連的金屬構件接地。
9.在海洋石油平臺自控儀表系統接地系統設計中,不同的海洋石油平臺自控儀表系統接地子系統應當遵循相互獨立的原則,即在海洋石油平臺自控儀表系統接地總干線之前不應當混接,對于單獨設置海洋石油平臺自控儀表系統接地體的接地系統,宜分別接到不同的接地體(接地電極)上。
(五)防爆防護設計
根據爆炸形成的原理,當可燃性混合氣體中的可燃物的比例低于爆炸下限時,不會形成爆炸,但可能形成燃燒;當混合氣體中的可燃物的比例高于爆炸上限時,雖然理論上不會產生爆炸,也不會形成燃燒,但是,若再混進一些氣體,則極易形成爆炸性混合氣體。所以當可燃物的比例高于爆炸上限時也是一種非常危險的情況。
防爆、防護設計就是選擇可以消除形成爆炸和燃燒條件的自控儀表,通過消除火源、密閉可燃物、隔離空氣而達到防爆防護的目的,從而提高平物、隔離空氣而達到防爆防護的目的,從而提高平臺整體的安全性。
海洋石油平臺自控儀表系統可根據石油平臺火災危險區的等級和范圍、危險區內氣體的級別和組別及有關的安全數據進行選擇,除了選擇適當的海洋石油平臺自控儀表系統防爆型式之外,還要選擇適當的結構防護型式,以適應環境的要求。若危險區具有多種爆炸性混合物時,則應當根據最易引燃的物質進行選擇。
(六)其他建議措施
整個海洋石油平臺按照圖紙嚴格設計,除了以上的設計建議,以下幾方面的安全措施,需要作為設計工作的輔助補充。一方面是安全設計理念的加強,海洋石油平臺電氣設備設計的專業性,要求在設計的同時,提高設備的安全性能。設計人員應該在參詳設備設計標準的基礎上,融入安全設計理念,并根據海洋石油平臺對電氣設備的性能需求,對電氣設備的安全標準進行適當調整。另一方面是安全設計能力的提高,隨著海洋石油平臺電氣設備功能的增加,設計人員需要在兼顧功能實現的基礎上,不斷研究開發出新的安全保護措施,從側面要求設計人員要進一步提高設備安全設計的能力。
三、結束語
海洋石油平臺的安全儀表系統,作為海上平臺生產的最重要的保護屏障,它的可靠性與安全性直接關系著海上的安全生產與運行。正確遵循標準對設計好的安全儀表系統進行評估計算,對不滿足要求的系統及時進行改進,可以有效地保障人員和生產設備的安全,保證海洋石油平臺生產的安全穩定運行。
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一、空調室外機擺放位置不合適。不利于空調散熱。
有些住宅設計進深較大,面寬小,為了爭取盡可能多的自周圍冷量堆積.無法對流,對下層住戶的室內制熱有影響。所以凹槽中尤其是進深深面寬小的凹槽中不適宜布置空調外機位。
二、空調室內機位置不合理。室內機位置與電源、連接空調內外機的冷媒管預留洞匹配不合理。
有的臥室床布置在一側,空調布置在床的對面,空調風口對著床頭;有的書房空調風口對著書桌座椅,從人的使用舒適角度來說都不太合理,設計應考慮空調使用時風口不直接對著人的方向吹。有的房間原本該擺放衣柜或者書柜的位置上方布置了空調機位.對柜子的選擇和擺放造成了影響。有的房間空調位置在房間一角,而電源插座和冷媒管預留洞在另一側或者對角,造成住戶使用不方便,這是因為設計未能認真核對,施工時直接按圖來做所造成的。三、空調外機擱板的設置。《江蘇省住宅設計標準》要求對客廳、臥室等設置空調外機擱板,擱板位置統一設計,很多住宅空調擱板確實有統一設計,但在實際使用中,卻面臨著如下幾種情況。
1.空調外機位置不合理外機位設置離開室內機的位置過遠,造成外墻冷媒管過長,不經濟且影響美觀,如圖2。
2.外機尺寸不適合??照{外機根據匹數都有不同的尺寸,雖然不同的空調品牌外機尺寸會有些不相同.但尺寸差別不會過于懸殊,設計時應該根據較大的尺寸設計,以滿足住戶對空調品牌選擇的多樣性。空調機位設計過小,空調外機就無法在該位置擺放安裝,用戶使用時只能在空調機擱板外的位置安裝空調外機.如圖3,結果是冷媒管不得不拉長.影響經濟和美觀。
3.外機裝飾不合理。有的外機位尺寸合適,位置比較合理,但裝飾沒有考慮外機散熱,一般空調外機對散熱有較高的要求,像大金空調要求空調外機外側裝飾開口率達到80%以上。如果使用過密的空調百葉,后期用戶則不得不拆卸裝飾百頁,以滿足空調外機散熱,百葉拆除后影響立面觀感,如圖4。
4.外機位置不利于檢修。有的外機位裝在墻的另一側,旁邊也沒有可以開啟的窗戶進入空調機位,導致安裝和后期維修的不便設計時應在墻上設置開啟的窗戶或者檢修門比較合適。
四、未考慮連接空調內外機的冷媒管修飾。
一般布置空調外機位時.設計往往只考慮空調外機位的遮擋,而沒有關注冷媒管對外立面的影響,如圖2。所以設計前應考慮好冷媒管出墻面孔洞與空調外機位的位置關系,或是在后期做統一的遮擋。
綜上所述,空調的使用與住宅的適用、美觀和經濟性密切相關,其他設備例如太陽能熱水器、地暖、新風系統等也是同樣道理,所以住宅設計應認真考慮與設備的一體化問題。為了更好地解決兩者之間的矛盾,建議從以下方面著手設計。
1.建筑設計在初期定位時,就要考慮未來需為住宅配置的設備,然后了解設備的性能和對安裝的需求,把這些都作為設計需要考慮的條件,統籌考慮建筑設計。例如地暖的使用就需要考慮地面增加的尺寸高度對門窗、室內凈高的影響,也需要考慮相應的設備的位置。
2.建筑在指定初期方案時,各類設備所需要的基本條件,管線預留尺寸.設備位置的擺放和尺寸預留等都必須作為建筑設計條件的一部分與建筑平面功能布局,例如室外機設備平臺的位置大小,等等。
3.建筑設計要注意節能設計要求,降低設備能耗。