МАШИНОСТРОЕНИЕ

МАШИНОСТРОЕНИЕ

Химическое и нефтехимическое машинострое­ние как специализированная отрасль промыш­ленности возникла в 1928- 1933 гг. До этого оборудование для предприятий химического профиля либо закупалось за границей, либо изготовлялось на заказ на отдельных машино­строительных заводах, не специализировав­шихся на производстве такого оборудования.

С 1926 г. проектирование аппаратов и машин для развивающейся химической про­мышленности сосредотачивается в проектной организации «Химстрой» и объем производст­ва машин и аппаратов на отечественных маши­ностроительных заводах начинает медленно расти.

К 1928 г. объем продукции химической промышленности далеко не удовлетворял по­требностей возрождающихся металлургиче­ской, нефтяной, угольной отраслей промыш­ленности, сельского хозяйства и новых отрас­лей промышленности таких, как авиационная, электротехническая, автомобильная. Для орга­низации управления производством химиче­ского и нефтяного машиностроения в 1930 г. был создан трест химического машинострое­ния, реорганизованный в 1931 г. в Объедине­ние химического машиностроения (ВОСХИМ) [3,4].

К 1938 г. отечественное химическое и нефтяное машиностроение практически полно­стью стало удовлетворять потребности разви­вающейся химической промышленности в обо­рудовании. На предприятиях химического и нефтяного машиностроения начали изготов­лять сложное оборудование (турбокомпрессо­ры, центрифуги, колонны высокого давления и др.). К 1941 г. эта отрасль объединила 17 ма­шиностроительных заводов, среди которых были такие крупные предприятия, как Урал - химмаш, Сумской машиностроительный завод, киевский завод «Большевик», фастовский за­вод «Красный Октябрь», московский завод «Компрессор» и др. Промышленность химиче­ского и нефтяного машиностроения избавилась от необходимости в технической помощи зару­бежных специалистов и закупки сложного обо­рудования за рубежом.

С целью разработки новых технологий и оборудования для развивающихся отраслей химической промышленности создавались крупные отраслевые научно-исследовательские институты (ГИАП, НИИХИММАШ, НИИПМ, НИИШП, Криогенмаш и др.). Проектную раз­работку нового оборудования осуществляли такие проектные организации, как Гипрокау - чук, Гипрогазоочистка, Гипрохим, Гипропласт и др.

Постепенно химическая промышлен­ность, химическое и нефтяное машиностроение превратились в ведущие отрасли страны: были построены крупнейшие химические комбинаты и заводы по производству удобрений, каучука, пластмасс, инсектофунгицидов, различных химических продуктов, красителей и др., ос­нащенные современным оборудованием.

В 1965 г. производство химического и нефтегазоперерабатывающего оборудования было выделено в новую отрасль - химическое и нефтяное машиностроение.

За период с 1959 по 1970 гг. вступило в строй более 400 предприятий и крупных хими­ческих производств, работающих на отечест­венном оборудовании: Джамбульский, Кокацд - ский суперфосфатные заводы, Березинский калийный комбинат, Стерлитамакский содо­вый завод, Ташкентский лакокрасочный завод, Саратовский химкомбинат, Красноярский за­вод искусственного волокна и многие другие химические объекты.

Таким образом в нашей стране сформи­ровалась сеть заводов химического машино­строения, которые специализируются на про­изводстве оборудования для химической, неф­техимической, нефте - и газоперерабатывающей отраслей промышленности. Многие предпри­ятия являются крупными объединениями, в которые входят научно-исследовательские подразделения, конструкторские бюро и ма­шиностроительные комплексы, способные разрабатывать и изготовлять оборудование любого уровня сложности. К таким предпри­ятиям относятся в первую очередь ОАО «ДзержинскХИММАШ», ОАО «КурганХИМ - МАШ», ОАО «ПензХИММАШ», ОАО «Ста - рорусскХИММАШ», ОАО «КурганХИМ - МАШ», ОАО «Тамбовский завод химического машиностроения "Комсомолец"», ОАО «УралХИММАШ».

Наибольший вклад в развитие отрасли химического и нефтехимического машино­строения внесли следующие отраслевые инсти­туты: НИИхиммаш (Москва), ЛенНИИхим - маш, ДзержинскНИИхиммаш, ИркутскНИИ - химмаш, СеверодонецкНИИхиммаш, Укр - НИИхиммаш, ВНИИнефтемаш, ГИАП, НИИО - газ, ГИПРОгазоочистка, ГИПРОпласт, ГИ - ПРОхим, НИИОгаз, НИИПМ, НИИШП, НИУИФ и ряд других.

Развитие химической промышленности и промышленности химического машинострое­ния, расширение научно-исследовательских работ в отраслевых НИИ и конструкторских разработок в проектных организациях потре­бовало подготовки соответствующих специа­листов: технологов, механиков, конструкторов. Подготовка инженеров-механиков по химиче­скому оборудованию была начата в 1920 г. в Москоском химико-технологическом институ­те им. М. И. Менделеева на механическом фа­культете. В 1931 г. этот факультет был преоб­разован в Московский институт инженеров химического машиностроения, который В 1933 г. был переименован в Московский ин­ститут химического машиностроения (МИХМ), в 1933 г. - в Московскую государственную академию химического машиностроения (МГАХМ), а в 1997 г. - в Московский государ­ственный университет инженерной экологии (МГУИЭ).

МИХМ до 1958 г. был единственным в стране специализированным вузом по подго­товке инженеров-механиков, конструкторов и научных работников для предприятий химиче­ской промышленности, химического и нефтя­ного машиностроения, НИИ и проектных орга­низаций химического профиля. Особенность обучения инженеров широкого профиля по машинам и аппаратам химических производств в этом вузе состояла в тесной взаимосвязи ме­ханической и технологической подготовок. Необходимость расширения и улучшения под­готовки специалистов химического профиля обусловила создание в десятках вузов страны кафедр по машинам и аппаратам химических производств, особенно в местах размещения химических предприятий. Большую методиче­скую и практическую помощь этим вузам ока­зал МИХМ.

Создание особой научной школы подго­товки инженеров-механиков по машинам и аппаратам химических производств в МИХМе - большая заслуга выдающихся ученых страны, работающих в нем в разные годы, таких как П. Л. Капица, И. И. Артоболевский, М. В. Кир - пичев, Я. М. Колотыркин, Н. М. Караваев,

B. П. Беляков, С. З. Рогинский, А. В. Лыков, Б. К. Климов, А. А. Гухман, А. Г. Горст, А. Н. Плановский, А. Г. Касаткин, С. Н. Шорин, И. Я. Клинов, И. П. Усюкин и др.

Многие научные и конструкторские про­блемы решены специалистами высших учеб­ных заведений, среди которых следует отме­тить: Московский государственный универси­тет инженерной экологии (МГУИЭ-МИХМ),

C. - ПГТИ (технологический институт), Казан­ский ГТУ, Тамбовский ГТУ, Ярославский ГТУ и ряд других.

Тенденции развития и совершенство­вания химического и нефтехимического машиностроения. Можно выделить следую­щие основные тенденции в совершенствовании и развитии машин и аппаратов химических производств:

Увеличение единичных мощностей уста­новок, машин и аппаратов и улучшение их технико-экономических показателей;

Использование рабочих процессов, осно­ванных на новых физических явлениях;

Расширение диапазонов рабочих пара­метров (давления, температуры, скоростей рабочих сред, движения рабочих органов и

Др.);

Более широкое использование при изго­товлении нестандартных изделий стандартных деталей и узлов, стандартизованных рядов параметров химического оборудования, рацио­нальных методов его изготовления, монтажа и ремонта;

Создание гибких производственных сис­тем с широким использованием компьютерной техники и средств автоматизации;

Более широкое применение САПР при проектировании, поиске оптимальных геомет­рических и режимных параметров оборудова­ния, рациональных методов его изготовления, монтажа и ремонта;

Поиск новых конструкционных материа­лов и способов упрочнения традиционных кон­струкционных материалов;

Применение новых технологий изготов­ления оборудования, более совершенных мето­дов контроля качества его изготовления и ди­агностики состояния при эксплуатации;

Проведение сертификации выпускаемой продукции;

Повышение экологичности химического оборудования;

Создание оборудования для ресурсосбере­гающих безотходных технологий;

Улучшение дизайна выпускаемой про­дукции.

Назначение, области применения и особенности эксплуатации машин и аппара­тов химических и нефтехимических произ­водств. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств представляют собой комплекс механизмов и конструкций, предназначенных для проведения технологиче­ских процессов в соответствии с заданной про­граммой с целью получения потребительского товара или полупродукта. Протекающие в них технологические процессы носят обычно сложный характер: на предмет труда помимо механического воздействия может наклады­ваться один или совокупность процессов хи­мической технологии (химическое превраще­ние, межфазовый массообмен, нагрев или ох­лаждение, изменение агрегатного состояния вещества и т. д.).

Особенностью машин и аппаратов хими­ческих производств является то, что техноло­гические процессы в них могут протекать при очень низких (близких к абсолютному нулю) и высоких (до 5000 °С) температурах, больших давлениях (свыше 200 МПа) и глубоком ва­кууме, в агрессивных и взрывоопасных средах. Кроме того, они работают со средами различ­ного агрегатного состояния: газ - газ, газ - жидкость, газ - твердое вещество, жидкость - жидкость, жидкость - твердое вещество, твер­дое вещество - твердое вещество.

Все это обусловливает необходимость принятия при проектировании оборудования ряда специфических конструктивных решений, использования практически всех известных конструкционных материалов (металлов, спла­вов, пластмасс, керамики, стекла, дерева, по­лимеров), обеспечивающих надежность и эко­логическую защищенность конструкций.

Химическое производство включает ста­дии подготовки сырья, химического превраще­ния, выделения целевых продуктов, обезвре­живания и утилизацию отходов производства. Каждая их них может содержать соответст­вующее количество разнородных процессов: механических, гидродинамических, тепловых, массообменных, химических, биохимических. Современное химическое производство отли­чается многостадийностью, энергонасыщенно­стью, материалоемкостью, большой протяжен­ностью трубопроводных и кабельных комму­никаций, широким использованием компью­терной техники и средств автоматизации.

Ввиду многообразия технологических процессов, используемых в химических и неф - тегазоперерабатывающих производствах, а также условий их проведения продукция хи­мического и нефтяного машиностроения, по­жалуй, как ни одна из отраслей машинострое­ния, отличается огромным числом изделий, выпускаемых как серийно, так (часто) и инди­видуально.

Следует отметить, что химическое обо­рудование широко используется в пищевой, горнорудной, угольной, металлургической, бумажной, микробиологической, медицинской и других отраслях промышленности.

Классификация оборудования для хи­мических и нефтехимических производств. В технической литературе по процессам и ап­паратам химической технологии часто исполь­зуется классификация химического оборудова­ния с использованием следующих признаков [1,3]:

По организационно-технической структу­ре процессов - оборудование периодических и непрерывных процессов;

По кинетическим закономерностям, т. е. по процессуальному признаку - оборудование для механических, тепловых, массообменных, химических процессов. В свою очередь каж­дый из этих классов делится по процессуаль­ному признаку на группы, которые в свою оче­редь по конструктивному признаку делятся на подгруппы. Например, к классу оборудования механических процессов относятся группы измельчителей, классификаторов, дозаторов и питателей, смесителей, грануляторов, прессов, а к группе измельчителей - подгруппы щеко - вых, конусных, валковых, молотковых и дру­гих измельчителей.