Блоки нефтяных аппаратов

В программах расчета технологических схем существуют отдельные модули для технологического расчета некоторых видов оборудования, например, кожехотрубных теплообменников. В этих модулях вводится геометрия аппарата и выполняется технологический расчет. Результатом технологического расчета является эскиз или 3D-модель для дальнейшего проектирования.

Лучшим способом является по результатам расчета технологической схемы построение 3D-модели аппарата и выполнение междисциплинарного технологического расчета аппарата, например, сепаратора, численным методом (метод конечных объемов и др.).

То есть наилучший результат даст использование результатов расчета по критериальной методике и последующем расчетом численным методом в компьютерной программе.

Расчет методом конечных объемов можно отнести к имитационному моделированию.

Кроме того, при помощи численных методов можно сделать цифровой двойник проектируемого аппарата.

Сравнивая критериальные методики [33], [39], [40] и численное решение методами вычислительной гидродинамики, приведем цитату из работы академика, нобелевского лауреата Ландау [20,с.12]: «… замечания о характере изложения гидродинамики … гидродинамику как часть теоретической физики… чтобы создать по возможности более ясную картину явлений и их взаимоотношений. … мы не излагаем в ней как приближенных методов гидродинамических расчетов, так и тех из эмпирических теорий, которые не имеют более глубокого физического обоснования».

Расчет можно разделить на три этапа:

1) расчет аппарата на технологической схеме

2) технологический расчет аппарата в специальном модуле или в отдельной специальной программе по критериальным методикам с учетом опытных коэффициентов и других данных,

3) расчет методом вычислительной гидродинамики аппарата по данным, полученным из расчета по критериальной методике.

4) построение 3D-модели, внесение корректировок, уточнение расчетом и «заморозка» конструкции для выполнения чертежных и других работ.

Качество обеспечится тем, что каждый этап является исходными данными для последующего этапа. При этом каждый этап должен считаться логически законченной частью общей последовательности и результаты перед передачей на следующий этап должны быть тщательно проверены и «заморожены».

Проектирование и прочностной расчет

Проектирование

Для изготовления и проектирования аппаратов может используется ЕСКД, в которой работают машиностроительные заводы. Проектные институты выпускают строительную документацию по СПДС.

Сейчас нормы, касающиеся безопасности, обязательны к исполнению, а оформление является рекомендуемым для возможности разработки глубоко проработанной документации.

Покажем различие в оформлении документации на нестандартный нефтяной аппарат (аппарат колонного или емкостного типа, теплообменный аппарат и др.) по СПДС и по ЕСКД:

Как видно из таблицы, в случае ЕСКД и СПДС технические действия по разработке конструкции полностью совпадают, но входят в разные стадии по двум системам документации. В случае оформления по СПДС, эскиз прикладывается к папке документов. Общим результатом является необходимость разработки РКД по ЕСКД, с которой работают машиностроительные заводы. Оформление технического проекта на аппараты (колонны, емкости, сепараторы и др.) выполняются по ЕСКД с включением отдельных норм из СПДС, например, изменения обозначаются Rev. (ревизией) так как технические проекты выполняются в проектных институтах профиля промышленного строительства.

__

Выполнение документации на современном уровне осуществляется сквозным проектированием с построения 3D-модели и оформления на основе графических изображений с модели чертежей.

Проектирование осуществляется в одном программном пакете, являющимся стандартом по-умолчанию. Необходимо, чтобы этот пакет имелся в проектной строительной организации (разработавшей индивидуальное оборудование под свой проект) и на машиностроительном заводе, на котором будет изготавливаться блок.

Стандартом по умолчанию для проектирования является пакет CATIA так как является наиболее «сильным» пакетом, имеет широкую известность и его знает достаточное количество специалистов.

В случае применения в проектной организации и на машиностроительном заводе разных 3D-программ, данные передаются в форме чертежа и в виде формата, пригодного для обмена, т.е. в котором сохраняют в проектной организации и который могут прочесть на заводе.

В дальнейшем на заводе в соответствии с принятыми производственными процессами производится сквозное проектирование, то есть выполнение деталировочных чертежей по 3D-модели.