Def. Рабочая зона: часть зоны обслуживания, в которой выполняются действия по
ведению технологического процесса.
Различие очень важно. Во-первых, рабочая зона действительно - лишь часть зоны обслуживания. Во-вторых, все общестроительные нормы и правила размещения оборудования основаны на построении зоны обслуживания, причём с явным уклоном в аспект обслуживания (что не лучшим образом сказывается на качестве реальных проектов). В- третьих, задача технолога - именно формирование рабочей зоны.
Иерархия рабочих зон совпадает с иерархией ХТС. В соответствии с тем, что говорилось в курсе ОХТ БАВ, можно выделить следующие уровни этой иерархии.
1. Технологическая единица -ТЕ ().
Конкретный аппарат (сосуд, машина), подключённый к сетям и технологическим коммуникациям; со всеми средствами КИПСА и арматурой.
2. Технологический агрегат - ТА.
В соответствии с ОСТ 64-02-003-2002 так называется совокупность оборудования, в котором осуществляется одна законченная технологическая операция.
Сюда входят: основные аппараты и машины; мерники и сборники; насосы, газодувки, транспортёры; рабочие столы и хранилища. Рабочая зона ТК является совокупностью зон ТЕ, включённых в него.
3. Технологическая установка -ТУ.
В соответствии с ОСТ 64-02-003-2002 так называется совокупность оборудования, в котором осуществляется одна законченная стадия производства. Сюда входит всё оборудование операций, составляющих данную стадию. Рабочая зона ТУ является совокупностью зон ТК.
4. Технологическая линия -ТЛ.
Совокупность оборудования, в котором осуществляется целиком производство одного продукта. Сюда входит всё оборудование стадий, составляющих данную стадию. Рабочая зона ТЛ является совокупностью зон ТУ.
5.2. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
Приведённые выше сведения об информации, трудовых возможностях человека позволяют дать ряд общих рекомендаций.
1. Компоновка в целом должна обеспечивать минимум передвижений человека в рабочей зоне при максимальной возможности визуального и слухового контроля.
2. Компоновка должна обеспечивать максимальную возможность синхронного контроля процесса и выполнения трудовых операций- особенно на уровне зон ТЕ и ТК.
Т.е., необходимо, чтобы можно было, наблюдая за индикаторами КИПСА, управлять арматурой, загружать сырьё, отбирать пробы и т.д.
3. Необходимо рационально сочетать поступательные (фронтальные) и поступательно-вращательные (по дуге или ломаной линии) перемещения, что значительно сокращает время действия ВД.
4. Нормальный режим работы нужно строить по средней информационной и физической нагрузке в пределах (20...50)% от максимума.
Т.е., для каждого рабочего места:
- скорость восприятия информации (8...20) бит/с [(1...2,5) б/с];
- физическая нагрузка до 400 кДж/ч.
5. Максимальная информационная нагрузка - (30...40) бит/с [(4...5) б/с]; поскольку избыточную информацию человек просто не воспримет.
6. Индикаторы КИПСА как при ручном, так и при автоматизированном управлении процессом нужно размещать в секторе нормального обзора с учётом того, что наблюдение производится с расстояния (1...4) м от приборов.
При этом наиболее важные приборы размещаются в центральном, а остальные - в периферийном секторе зрения - рис. 5.
|
|
|------------------
| |
| |
| 1500...1600
| |
| |
____| ___ _____|____ _ _ | _ _
/////////////// /////////////////
|------------------(1...4) м---------------------------|
Человек Индикаторы КИПСА
7. Органы ручного управления процессом (арматура, рычаги, механические переключатели, пусковая электроаппаратура) следует размещать в соответствии с удобным положением рук (рис.2): на уровне пояса - (1000... 1200) мм; или на уровне головы- (1600... 1900) мм.
8. Общая компоновка должна обеспечивать необходимое время управления, склады-
вается из времени реакции ВР и времени действия ВД, в пределах:
Т = ВР + ВД < 1 мин. (14)
Это вытекает из условий оперативности действий в аварийных ситуациях.
Нужно отметить, что подобные требования, хотя и неявно сформулированные, содержатся в “Конвенции по валидации установок” правил GMP.
5.3. КОМПОНОВКА РАБОЧИХ ЗОН В ХТС.
5.3.1. УРОВЕНЬ ТЕ.
Это базовый уровень ХТС. Проблема компоновки в наибольшей мере касается основного (реакционного, массо- и теплообменного, сепарационного, дозировочного) обрудования, а также крупных сосудов (сборников, монжюсов, ресиверов, цистерн).
Основные аспекты компоновки:
- привязка в плане и по высоте к несущим конструкциям;
- размещение индикаторов местных КИПСА и органов управления.
Точкой отсчёта следует считать зону загрузки-выгрузки:
- ёмкостные аппараты - люк на крышке и дополнительно нижний спуск;
- колонные аппараты - люк на крышке куба, точка ввода питания, узел деления флегмы;
- фильтры, сепараторы, центрифуги - люк на крышке (вертикальный или горизонтальный);
- сушильные аппараты - крышка (вертикальная или горизонтальная);
- дозировочные насосы, системы подачи сжатых газов - задатчики насосов, баллонные рампы, панели управления подачей газа.
1. Привязка в плане выполняется согласно общих правил размещения.
2. Высотная привязка и размещение местных КИПСА и органов управления.
Зону загрузки-выгрузки следует располагать на высоте пояса от пола, монтажной или технологической площадки - (1000...1200) мм.
Индикаторы местных КИПСА - на высоте (|1500...1600) мм. Органы ручного управления: желательно - на уровне зоны загрузки-выгрузки; при невозможности - также на верхнем уровне - (1600...1900) мм.
В плане желательно, чтобы панели индикаторов местных КИПСА и “гребёнки” органов управления образовывали и вертикальной осью аппарата угол (90...135)О.
Нижние спуски желательно - на уровне (1000...1200) мм. При невозможности, например, при размещении на площадке с провисанием - на верхнем уровне - (1600...1900) мм.
Если конкретное соотношение высоты помещения и монтажно-присоединительных размеров аппаратов затрудняет выполнение указанных условий, для компенсации следует проектировать стационарные или передвижные технологические площадки необходимых размеров.
Особо следует отметить, что установка крупногабаритного оборудования в многоэтажных зданиях с прохождением через перекрытия - крайне нерациональное решение. К нему следует прибегать только если нет других вариантов.
5.3.2. УРОВЕНЬ ТА.
На этом уровне начинается координация положений различных ТЕ, что делает равно
важной компоновку и в плане и по высоте.
1. Компоновка по высоте.
Оборудование может быть размещено по высоте на одном - двух - трёх уровнях. Колонные крупногабаритные аппараты требуют и большего числа уровней (что сравнительно редко в тонком органическом синтезе).
Типовой пример приведён на рис. 6.
В этой схеме верхний уровень занимают обычно самотёчные мерники, конденсаторы и дефлегматоры выпарных и перегонных систем, парогазоулавливатели.
Средний уровень занимает, как правило, основное реакционное, массообменное, дозировочное и сепарационное оборудование. Размещают его обычно на монтажной площадке или с провисанием сквозь неё.
Рис.6. Пример высотной привязки оборудования в зоне ТА.
На нижнем уровне (пол; для первых этажей - также приямок) обычно следует располагать: фасовочное оборудование; хранилища оперативных запасов сырья, материалов, средств защиты и инструмента; сборники фильтратов и жидких отходов. Здесь пролегают пути доставки сырья и вывоза продуктов. Очень часто на нижнем уровне можно разместить сепарационное и сушильное оборудование.
В зависимости от количестве и габаритов оборудования средний и нижний уровни могут практически совпадать.
2. Компоновка в плане.
Основная задача - минимизация необходимых передвижений. Для этого в зависимости от площади и конфигурации помещения и габаритов оборудования можно выбрать следующие схемы его размещения.
1. Фронтальная - в одну линию.
2. Дуговая - по дуге или по отрезкам ломаной линии.
3. Г-образная - в виде буквы Г или под углом с равными сторонами.
4. П-образная - в виде буквы П.
Именно варианты нефронтального размещения оборудования позволяют использовать поступательно-вращательные передвижения и резко уменьшить ВД. Фронтальная схема применима либо для очень малогабаритного оборудования (где всё видно и доступно с одного места), либо для очень крупногабаритного оборудования, не допускающего свободы манёвра.
Замечание о расположении мерников.
Мерники - очень важный элемент. Основное требование при их размещении; возможность чёткого наблюдения показаний уровнемера в фазах заполнения и опорожнения (особенно дозировки).
Поэтому мерники всегда следует располагать и по высоте и в плане возможно ближе к аппарату, куда идёт слив. Широко практикуемое подвешивание мерников на стеновые кронштейны в удалении от аппаратов очень удобно для монтажа, но неверно эргономически, т.к. неудобно в работе.
5.3.2. УРОВЕНЬ ТУ и ТЛ.
Это наиболее высокий уровень ХТС, размещаемых в одном помещении. Хотя в соответствии с ГОСТ Р 52248-2004 стадии получения, сушки и фасовки фармакопейных субстанций выносятся в отдельные помещения внутри общих, ХТС остаётся жёстко связанной аппаратно.
На уровне ТУ и ТЛ решающее значение имеет аспект компоновки в плане. Причина в том, что очень часто один аппарат используется в нескольких технологических операциях и - иногда - в нескольких технологических стадиях (особенности периодических ХТС). Т.о., одна ТЕ принадлежит разным ТК иТУ.
Поэтому компоновать нужно с двоякой целью.
1. Формирование ТУ из ТК.
Расположение ТК по периметру нефронтальной зоны, так чтобы создать возможность единого контроля из её центра. В этом центре следует расположить рабочее место и местный щит управления.
При необходимости занимать центр большого помещения “островом”, в нём следует стремиться разместить целостный ТК, желательно первый и ли последний.
2. Формирование ТЛ из ТУ.
Создать единую зону ТЛ из нескольких ТУ в неавтоматизированных ХТС крайне сложно.
При расположении цепочки ТУ в одном помещении следует выделять (либо по центру, либо вдоль одной стены) единую транспортно-технологическую зону, свободную от основного оборудования. В этой зоне пролегают транспортные пути; располагаются Хранилища материалов, инструмента и средств защиты общего пользования, рабочие места для мелкого ремонта и обслуживания оборудования. В начале её (по ходу технологического процесса) размещаются хранилища оперативного запаса сырья; на выходе хранилища продукции.