Разработка технологических решений проектной документации (раздел ТХ). Серия книг для главного инженера проектов

Раздел ТХ относится к строительной документации и для всех типов объектов гражданских и промышленных и всех отраслей промышленности структура раздела будет одинаковой и определяется требованиями государственных нормативных документов.

Раздел ТХ по смысловому содержанию можно разделить условно на три составляющие: технологические расчеты и разработку принципиальных решений в виде монтажно-технологической схемы МТС (или PI&D-схема), компоновочных решений по расстановке оборудования на плане помещений зданий и сооружений (можно встретить называние ТХм, марки, отсутствующей в ГОСТ 21.101-2020 СПДС), автоматизацию технологического процесса АТХ.

Монтажно-соединительная схема как правило разрабатывается для объектов, в которых оборудование соединено между собой технологическими трубопроводами и отдельно на подключение оборудования к сетям цеха.

Функциональная схема в виде блок-схемы в виде прямоугольников, соединенных стрелками, может быть разработана для складов, машиностроения, металлургии, общественных зданий. Но как правило ее не разрабатывают, а в документацию прикладывают сразу планы помещений. В зависимости от проектной организации и опыта прохождения государственной экспертизы. Как правило экспертиза не требует блок-схемы. Для машиностроительного завода или склада с помощью блок-схемы облегчается чтение монтажной компоновки. А вот для поликлиники или школы составление блок-схемы выглядит некорректно. Отметим, что блок-схема, условно показывающая технологическую схему и МТС, являющуюся принципиальной схемой, представляют собой разные схемы. Перед разработкой МТС технолог может себе для своего пользования нарисовать блок-схему операций, по которой будет разрабатываться МТС.

Можно выделить условно две группы объектов. К первым относится химическая технология, теплоэнергетика, где перерабатываемая среда передается между единицами оборудования по трубопроводам. А ко второй группе относятся промышленные и гражданские объекты, в которых оборудование между собой не связано трубопроводами и расставлено в помещении по ходу технологического процесса. Приведем примеры.

В гражданских объектах таких как школа, поликлиника в разделе ТХ разрабатываются сразу планировки с расстановкой оборудования в кабинетах.

В объектах химической технологии (например, переработка нефти) разрабатывается МТС, а затем на ее основе разрабатываются планировки помещений, то есть выполняется расстановка подобранного оборудования и его обвязка трубопроводами. Схема МТС по сути является принципиальной технологической схемой процесса.

В теплоэнергетике оформление разделы выполняется также как для химической технологии. Схема теплоэлектростанции с котлом и его обвязкой близка к схеме химической технологии с печью или реакционным аппаратом в ее центре.

В машиностроении раздел ТХ можно разделить на 2 части. В первой части показывается расстановка станков в помещении без разработки МТС. Здесь оформление документации одинаковое с гражданскими объектами. А во второй части показываются МТС на промпроводки, к которым относятся технологические трубопроводы подачи к станкам от сети сжатого воздуха, смазочно-охлаждающей жидкости и др. технологических сред. Здесь оформление совпадает с химической технологией.

В складских комплексах оформление выполняют в виде планировок для простой расстановки стеллажей и др. И выполняют МТС, если используется холодильной (компрессорное) оборудование с технологическими трубопроводами.

В объектах электроэнергетики МТС является электрической схемой. Подход к разработке совпадает с химической технологией и теплоэнергетикой. Первоначально разрабатывается МТС и выполняется ее расчет, а затем выполняется компоновка планов.

Глубину проработки решений и вопросы, которые надо показать в чертежах, можно увидеть в типовых проектах проектной документации на объекты. Но эти типовые проекты разработаны еще в период, когда чертили вручную без компьютера и с тех пор много что поменялось. В процессе проектной работы в разных компаниях в рамках одной отрасли как правило складывается (и уже сложился и развивается) определенный уровень качества выполнения документации раздела ТХ, ниже него не стоит снижаться.

Для проектирования новых объектов и реконструкции существующих разрабатывают сначала проектную документацию, затем после получения положительного заключения государственной (негосударственной) экспертизы положительного заключения, выполняют рабочую документацию. Для технического перевооружения разрабатывают только рабочую документацию и дополнительно из проектной ПЗ, МПБ и ООС с прохождение экспертизы промбезопасности по рабочей документации.

Перед проектированием выполняются предпроектные работы, которые рассмотрены отдельно. Приведем исходные данные, передаваемые технологу после утверждения основных технических решений.

Раздел ТХ разрабатывается как правило на основании ТЗ и на основании базовой технологии.

В машиностроении предоставляются маршрутные карты обработки деталей, программу выпуска. Под маршрутной картой как правило понимают документ с последовательностью операций и переходов, выполненным по требованиям системы ЕСТПП. По этим данным технолог выполняет технологические расчеты, подбирает станки и выполняет компоновку помещений с расстановкой станков. Технологическая схема на расстановку станков не выполняется, а разрабатывается для трубопроводов подачи на станки технологических сред.

В машиностроении первоначально выполняют расцеховку (с оформлением расцеховочной ведомости), то есть маршрут движения деталей между цехами. Затем технологи по направлениям из расцеховки смотрят свои операции и для них разрабатывают маршрутные карты. Такой подход используется уже в производстве на крупных заводах с единичным производством (например, нефтяное машиностроение).

В химической технологии есть нюанс, сильно выделяющий это направление от других. Переработка весьма сложна, поэтому технологические операции разрабатывает НИИ или лицензиар, предоставляющий базовый проект, который переносится в проектную документацию, то есть на основании которого выполняется проектирование. НИИ предоставляет регламент производства и операциями в отличии от маршрутных карт в машиностроении. Отрасли разные и документации проектируется на основании разных документов, а раздел ТХ по Постановлению 87 имеет одинаковое содержание, но различия по наличию МТС и методике проектирования.

Для нефтебаз в технологии нет такой сложности, как в переработке и поэтому проектирование ведется без базовой технологии просто на основании ТЗ. Разрабатывается технологическая схема и затем монтажная компоновка. В теплоэнергетике также проектирование ведется на основании ТЗ.

В гражданских общественных зданиях предоставляется ТЗ и при наличии уже проработанные планы помещений. Самый простой вариант, когда есть проект повторного применения. Технологом как правило выполняется расстановка оборудования в помещениях. Определение компоновки здания как правило выполняется на предпроектных работах технологом и архитектором.

Структура раздела ТХ определяется Постановлением 87 (2024 год) и должна быть одинаковой для всех объектов. Вместе с тем в методологии проектирования и в оформлении чертежей для объектов разных видов есть ряд отличий, связанных с устройством объекта.

Результатом раздела ТХ является компоновка площадки и подбор и расстановка оборудования. Основное различие заключается в том разрабатывается принципиальная схема процесса или нет. Принципиальной схемой является МТС. МТС как правило разрабатывается для технологического оборудования, соединенного между собой трубопроводами и в котором происходит передел сырья в товарную продукцию.

Для школ, поликлиник и других общественных объектов оборудованием является мебель, компьютерная техника, приборы. Это оборудование просто расставляется в кабинетах, не является перерабатывающим (внутри него не происходит никакой физический или химический процесс) и между собой не связано. Технологических схем для таких объектов, по-видимому, нет, а технология представляет собой расчет площадей и компоновку помещений, и расстановку оборудования на планах. Оборудование кухни хоть и перерабатывает продукты в пищу к употреблению, вместе с тем также не связано между собой в отличии от емкостей пищевого производства.

Для машиностроения это станки, печи, прессы и др. Станки не связаны между собой как химические аппараты, но связаны трубопроводами с сетями цеха.

Для химической технологии это химические аппараты. Для теплоэнергетики это котел и вспомогательное оборудование. Это оборудование уже связано между собой трубопроводами. И перед тем, как проектировать монтажную компоновку технологической установки, нужно спроектировать технологическую схему, которой является строительный документ МТС.

Можно сделать вывод о различии проектирования в зависимости от применяемого оборудования и наличия соединения оборудования в технологической последовательности трубопроводами по отраслям:

1. технологические схемы как правило проектируются для объектов, в которых оборудование является перерабатывающим и связано коммуникациями (трубопроводами, электрическими кабелями) в технологическую последовательность,

2. для гражданских объектов с не перерабатывающим оборудованием, не связанным между собой в общую схему, в разделе ТХ разрабатывается только монтажная компоновка (расстановка оборудования в плане) без МТС. Я сам видел ряд проектов школ и других общественных учреждений, прошедших государственную экспертизу, в разделе ТХ которых были только планы с расставленным инвентарем.

3. для машиностроительных заводов можно встретить деление раздела ТХ на две части. В первой расставляют станки и не разрабатывают МТС т.к. станки напрямую не связаны между собой, схема там условная по ходу движения детали. А следовательно, так как они не соединяются в схему, то и в МТС нет необходимости. Во второй части разрабатывают МТС на трубопроводы промпроводок, то есть технологические трубопроводы подачи от заводских сетей к станкам сжатого воздуха, СОЖ и др. технологических сред.

4. для жилых домов по Постановлению 87 не требуется раздел ТХ. Можно объяснить тем, что мебель и технику расставляют жильцы и в каждой квартире оно будет разным.

Требования к содержанию раздела ТХ проектной документации на момент написания книги в 2024 году устанавливаются Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 N 87 в ред. от 06.05.2024 "О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию". Документом, определяющим содержание и состав комплекта рабочей документации марки ТХ является ГОСТ 21.401-2020 «Технология производства».

Документацию раздела ТХ как правило делят на части, а затем более мелко на книги. Например, в отдельные части раздела могут быть выделены площадочные объекты, линейные объекты, автоматизация технологического процесса. А эти части затем делят на книги по проектируемым составляющим частям большого объекта (например, для отдельного цеха). Каждую часть или книгу оформляют отдельным томом проектной документации.

В рабочей документации для комплекта чертежей ТХ к марке чертежей добавляют порядковый номер для разных частей объекта, например, ТХ1 для цеха №1, ТХ2 для цеха №2. Можно встретить выделение отдельно комплекта на монтажную компоновку. Это как правило ТК на технологические коммуникации, в котором технологические трубопроводы раздела ТХ показываются совместно с трубопроводами из других разделов. Можно встретить монтажную компоновку только на технологические решения с обозначением марки ТХм, не приведенной в ГОСТ 21.101 (обозначает монтажную часть раздела ТХ).

Автоматизацию оформляют отдельным томом в составе раздела ТХ. В рабочей документации разрабатывается комплект марки АТХ ГОСТ 21.408, обозначения приборов и средств автоматизации ГОСТ 21.208.

Введение к главе

Технологические отделы бывают как правило в крупных проектных организациях. Структура технологического отдела учитывает организационную структуру в проектной организации (иерархия должностей по штатному расписанию) и функциональную структуру по выполняемому направлению проектирования.

Функциональная структура делит технологический отдел на секторы в зависимости от типов проектируемых объектов. Например, сектор проектирования металлургических цехов, сектор механических цехов, сектор кузнечнопрессовых цехов, сектор общезаводского хозяйства. Но кроме того деление на секторы и группы может выполняться по дифференциации работ, то есть при специализации групп на проектировании отдельных частей раздела ТХ. Например, расчетный сектор, сектор технологических схем, сектор монтажной компоновки. Специалисты по автоматизации как правило объединяются в самостоятельный отдел.

Функциональная структура технологического отдела

В небольших проектных организациях и по небольшим объектам (например, стоимость проектирования которых до 5 млн руб.) как правило в штате имеется только один технолог, который выполняет разработку всего раздела ТХ самостоятельно. При самостоятельной разработке раздела одним специалистом, он выполняет весь перечень проектных работ по разделу, среди которых можно выделить технологические расчеты, монтажно-технологическую схему (принципиальную схему процесса), расстановку оборудования и трубопроводов в помещении (или компоновку технологической установки), оформление пояснительной записки, подготовка заказной документации на оборудование, ведомостей объемов работ.

В крупных проектных организациях в технологическом отделе как правило делают дифференциацию работ и для технологов вводят специализацию. Дифференциация работ имеет смысл для проектирования сложных и масштабных технологических объектов, например, крупных заводов на численность от 2 тыс. работающих. Функциональную структуру устанавливают по дифференциации работы в соответствии с составом раздела по Постановлению 87.

Наиболее распространенная дифференциация связана с делением раздела ТХ на выполнение МТС, ТХм и АТХ. Такая структура широко присутствует в проектных организациях для химической технологии. В средних организациях отдел называется монтажно-технологический, а в крупных существуют два отдельных отдела – технологический и монтажный.

Отдел автоматизации как правило является отдельной структурной единицей в крупных институтах, а в средних может объединяться с электротехническим отделом. В отдел автоматизации может входить сектор сетей связи, то есть слаботочных сетей.

Технологический отдел в проектировании химической технологии делится в общем случае на три сектора как правило: сектор технологических установок, сектор общезаводского хозяйства (вспомогательных систем таких как водоподготовка), сектор линейных объектов (эстакады) и может выделяться отдельно сектор технологических расчетов и моделирования технологических процессов. Монтажный отдел делится на секторы 3D-компоновки по тому же принципу, как и технологический отдел и выделяются группы по технологическим трубопроводам, расчету трубопроводов, группа спецификаций оборудования.

Приведенная выше функциональная структура подходит для проектирования объектов с перерабатывающим оборудованием, связанным трубопроводами между собой.

В машиностроении, где в помещении цехов находятся станки, функциональная структура делится по направлениях проектируемых цехов. Например, сектор литейных цехов, сектор кузнечнопрессовых цехов, сектор механообрабатывающих цехов, сектор котельно-сварочных цехов, сектор механосборочных цехов. В машиностроении технолог сразу разрабатывает планы расстановки оборудования в цеху, что соответствует в химической технологии монтажной компоновке. Технологическая схема может быть разработана в виде блок-схемы с прямоугольниками, связанными стрелками и показывающими как обрабатываемые детали перемещаются между станками по цеху.

В менее крупных проектных организациях секторы могут быть сгруппированы более крупно в секторы горячей и холодной обработки. Для проектирования авиационных заводов деление на сектора также может быть выполнено по профилю проектируемых цехов. МТС на промпроводки проектируются в секторах, занимающихся расстановкой оборудования или отдельной группой.

В проектировании гражданских объектов технологические решения более простые и такого деления как для промышленных не требуется. Там возможно наличие одного небольшого технологического отдела.

Для проектирования гражданских объектов основное требование к технологическому отделу в том, что должен присутствовать технолог по профилю объекта. А по функциональной структуре в отдел включают специалистов по проектируемым направлениям. Например, технолог по медицине, технолог по общественному питанию. Вместе с тем, расставить оборудование, то есть разработать раздел ТХ может и архитектор, а роль технолога будет состоять в помощи архитектору на предпроектных работах. А такой структуры как для отделов по промышленному проектированию нет.