Проектирование деревоперерабатывающего завода
Древесина считается ценнейшим строительным материалом с давних времен. Первые упоминания строений из дерева датируются десятым тысячелетием до нашей эры. В качестве строительного материала дерево использовалось по всему миру. На Руси было широко распространено строительство изб, бань из дерева. Некоторые древние экспонаты строений из дерева можно встретить в музеях деревянного зодчества. Именно высокая прочность дерева как строительного материала позволила сохранить данные строения вплоть до наших дней.
В первозданном виде дерево как строительный материал, как правило, не используется, ему требуется дополнительная обработка, приводящая его в необходимый вид и состояние. Именно для этих целей в мире широко распространена деревоперерабатывающая промышленность.
Деревоперерабатывающая промышленность – отрасль промышленности, занимающаяся различной переработкой дерева с целью дальнейшего его использования в других сферах.
Проектирование деревоперерабатывающего завода – сфера проектирования, тесно связанная с проектированием промышленных предприятий, производственных площадок, но в тоже время имеющая свои нюансы.
Современное деревоперерабатывающее производство делится на:
1. Деревоперерабатывающие заводы по первичной обработке дерева:
- целлюлозно-бумажное производство,
- производство пиломатериалов,
- производства шпона,
- производство фанеры,
- производство древесно-стружечных, древесноволокнистых и других видов плитных материалов из древесины.
2. Деревоперерабатывающие заводы по вторичной обработке древесины:
- производство мебели и элементов мебели (ножки, столешницы, фасады, фурнитура);
- производство столярно-строительных изделий (окон, дверей, облицовочных материалов для пола, плинтусов);
- производство деревянных музыкальных инструментов;
- производство аксессуаров;
- производство деревянных судов;
- производство спортивного инвентаря;
- производство деревянной тары и посуды.
Исходными данными для проектирования деревоперерабатывающего завода является техническое задание. В техническом задании перечисляют все основные требования заказчика к объекту проектирования. Даются чертежи деталей и заготовок, указываются условия обработки (производительность, точность, шероховатость и т.д.), условия эксплуатации проектируемого деревоперерабатывающего завода, принципы изготовления продукции.
В свою очередь проектная организация в ответ на техническое задание разрабатывает техническое предложение, целью которого является выявления и анализ возможных путей решения проектной задачи. Техническое предложение содержит техническое и технико-экономическое обоснование целесообразности разработки проектной документации. Из разработанных проектных вариантов выбирается наиболее подходящий, который и подлежит дальнейшей разработке.
После утверждения технического предложения проект деревоперерабатывающего завода разрабатывается последовательно в трех стадиях: эскизный проект, технический проект и рабочий проект.
На основании эскизного проекта деревоперерабатывающего завода разрабатывается технический или рабочий проект. Технический проект – это завершающая стадия проектных технических вопросов эскизного проекта. В техническом проекте разрабатываются чертежи общего вида деревоперерабатывающего завода, чертежи всех сборочных единиц, технологические схемы, составляются спецификации.
На основании технического проекта разрабатывается рабочая конструкторская документация деревоперерабатывающего завода. Рабочая документация содержит совокупность конструкторских документов, необходимых для изготовления и испытания опытного образца, производства изделий установившегося серийного и массового производства. Состав рабочей документации установлен ГОСТ 2.102-68. При переходе от одной стадии проектирования к последующей проект деревоперерабатывающего завода становится более детальным и подробным.
• форма и достаточность размеров земельного участка для размещения технологии проектируемого деревоперерабатывающего завода;
• размещение деревоперерабатывающего завода должно учитывать требования по охране окружающей среды;
• не допускается размещать проектируемые деревоперерабатывающие заводы на территориях с полезными ископаемыми или на землях сельскохозяйственного назначения, а также в водоохранных зонах;
• земельный участок проектируемого деревоперерабатывающего завода должен находиться в местах, не подверженных стихийным бедствиям;
• площадка проектируемого деревоперерабатывающего завода должна находиться вблизи транспортных магистралей, в зоне пролегания инженерных сетей и коммуникаций;
• площадка для строительства проектируемого деревоперерабатывающего завода должна иметь устойчивые грунтовые и геологические основания.
Таким образом, размещение проектируемого деревоперерабатывающего завода на тщательно подготовленном земельном участке позволит грамотно расположить технологическую линию производства, с полезным использованием каждого квадратного метра земли.
Подготовка к проектированию деревоперерабатывающего завода
Проектирование деревоперерабатывающего завода – это прежде всего определение оптимального состава технологической линии будущего производства.Перед проведением процедуры проектирования деревоперерабатывающего завода необходимо определить основные параметры намечаемого производства:
- определить вид продукции, выпускаемой проектируемым деревоперерабатывающим заводом;
- произвести анализ требуемых в процессе производства сырья и материалов;
- произвести расчет объема выпускаемой деревоперерабатывающим заводом продукции; - проанализировать существующие методы и аппараты для получения на деревоперерабатывающем заводе намеченного вида продукции;
- определить очередность технологических операций на проектируемом деревоперерабатывающем заводе;
- произвести подбор необходимого для производства оборудования, расчет его количества и параметров;
- разработать несколько вариантов наполнения технологической линии деревоперерабатывающего завода, произвести их сравнение и выбор наиболее оптимального;
- разработка проектных решений по управлению производством деревоперерабатывающего завода, его автоматизации;
- подбор и расчет необходимых средств транспортной инфраструктуры проектируемого деревоперерабатывающего завода;
- произвести расчет необходимых площадей как основных, так и вспомогательных помещений деревоперерабатывающего завода;
- проектирование плана расположения оборудования в производственных цехах деревоперерабатывающего завода;
- определить состав рабочей смены;
- произвести расчет норм выработки и норм времени на деревоперерабатывающем заводе; - проанализировать и определить нормы расхода сырья и материалов для производства продукции на деревоперерабатывающем заводе;
- рассчитать потребность проектируемого деревоперерабатывающего завода в инженерных сетях;
- рассчитать экономические показатели – трудоемкость выпуска единицы продукции и себестоимости готового изделия;
- произвести анализ влияния проектируемого деревоперерабатывающего завода на окружающую среду;
- разработать мероприятия по производственной безопасности и охране труда на деревоперерабатывающем заводе.
При производстве сухих строганых пиломатериалов в проекте присутствуют следующие технологические операции:
1. Зачистка древесины;
2. Раскрой дерева на пиломатериалы;
3. Снятие кромки у необрезных пиломатериалов;
4. Торцевание древесины;
5. Сушка древесины;
6. Фрезерование;
7. Строгание;
8. Обработку древесины - антисептирование, антипирерование.
Производство фанеры характеризуется следующими технологическими операциями:
1. Гидротермическая обработка древесного материала;
2. Зачистка древесины;
3. Разделка материала на части;
4. Лущение сырья;
5. Рубка шпона;
6. Сушка шпона;
7. Сортирование шпона;
8. Починка шпона;
9. Ребросклеивание шпона;
10. Нанесение клея на шпон;
11. Подготовка шпона с нанесенным клеем к склеиванию;
12. Сборка пакетов;
13. Склеивание шпона;
14. Просушка фанеры;
15. Обрезка фанеры;
16. Шлифовка фанеры;
17. Сортировка фанеры;
18. Облагораживание фанеры.
Изготовление клееного бруса на деревоперерабатывающем заводе может включать следующие технологические операции:
1. Фрезерование древесины;
2. Разметка древесины;
3. Поперечный раскрой пиломатериалов;
4. Продольный раскрой пиломатериалов;
5. Создание базовых поверхностей у деревянной заготовки;
6. Приведение заготовки к нужному размеру;
7. Склеивание;
8. Формирование формы и размеров сечения и длины.
В зависимости от требований к форме, размерам и точности обработки выпускаемого на деревоперерабатывающем заводе изделия могут применяться различные по составу методы обработки.
Также в проекте деревоперерабатывающего завода должна присутствовать сушильная камера, ведь в мире есть потребность в сухих пиломатериалах. Сушка – это один из наиболее сложных и энергоемких технологических процессов обработки древесины. Подбор оборудования для сушки в проекте деревоперерабатывающего завода осуществляется в зависимости от способа сушки (естественная или искусственная, конвективная или электромагнитная).
Проектом деревоперерабатывающего завода строганых материалов должны быть учтены многосторонние продольно-фрезерные станки. В проекте деревоперерабатывающего завода при подборе конкретной модели обрезного станка необходимо руководствоваться количеством сырья, требующего обработки, измеряемого в штуках за единицу времени. Применение в проекте завода станков для торцовки древесины обеспечивает поперечный раскрой для получения пиломатериалов необходимой длины.
На проектируемом деревоперерабатывающем заводе по производству фанеры и древесных плит должно присутствовать прессовочное оборудование.
В процессе производства пиломатериалов образуются отходы производства в виде горбылей, реек и кусков пиломатериалов, которые могут быть переработаны на топливную либо технологическую щепу. Эта операция в проекте деревоперерабатывающего завода обеспечивается рубильными аппаратами.
Проектирование деревоперерабатывающего завода с точки зрения объемно-планировочных решений позволяет с легкостью определить габариты проектируемого строения завода, необходимую конструктивную базу для его возведения, способы размещения оборудования основной технологической линии проектируемого деревоперерабатывающего завода.
При определения требуемой площади цеха деревоперерабатывающего завода необходимо произвести расчет площади, занятой оборудованием, рабочими местами и вспомогательными помещениями. Для каждого работающего у станка оператора в проекте деревоперерабатывающего завода предусматривается рабочее место, общей площадью не менее 0,5 м2.
Проектом деревоперерабатывающего завода предварительно разрабатывается структурная схема технологического процесса, определяется количество единиц необходимого оборудования.
Технологическое оборудование в проекте необходимо расставлять с условием прямоточности производства с кратчайшими путями движения заготовок в процессе обработки древесины. Станки и оборудование в проекте размещают в помещениях с естественным освещением. Помещения без естественного освещения можно использовать качестве складов.
В цехах должны быть предусмотрены главный и второстепенный проходы (проезды). Ширина главного проезда не менее 2 м при одностороннем движении и 3 м при двустороннем движении. Через каждые 50 м длины предусматривают поперечные проезды шириной 3-4 м. Вдоль всех наружных стен предусматриваются проходы, шириной не менее 1 м.
Габаритные размеры проектируемого здания деревоперерабатывающего завода определяются путем деления площади цеха на ширину либо длину и округлением до ближайшего значения, кратного 6 либо 12 м, что обусловлено стандартными размерами производственных помещений, с учетом применения стропильных конструкций. Длина и ширина проектируемого цеха деревоперерабатывающего зависят от характера применяемых в производстве технологических процессов, способа расстановки оборудования и имеющихся свободных площадей на территории проектируемого деревоперерабатывающего завода.
• Капитальные сооружения деревоперерабатывающих заводов из кирпича, монолитного бетона, бетонных блоков.
• Быстровозводимые здания деревоперерабатывающих заводов из металлического каркаса, обшитого сэндвич-панелями или профлистом.
Каждый из вышеприведенных методов проектирования деревоперерабатывающего завода имеет свои преимущества и недостатки. Выбор того или иного метода должен быть обоснован проектом.
Преимущества проектирования капитальных сооружений деревоперерабатывающего завода:
1. Высокая прочность несущих и ограждающих конструкций завода, что позволяет размещать более тяжелое оборудование.
2. Высокая устойчивость к действию вибрации.
3. Высокая стойкость к действию вредных факторов окружающей среды: атмосферных осадков, солнечного света, высокой и низкой температуры.
4. Нейтральная реакция с большинством химических элементов, что позволяет использовать капитальные сооружения в проекте для размещения линий химической обработки дерева.
5. Высокая устойчивость к воздействию открытого огня, без выделениям опасных и вредных веществ.
6. Продолжительный срок службы до 100 лет.
Основными недостатками проектирования капитальных объектов деревоперерабатывающего завода являются:
• Высокая трудоемкость при возведении завода.
• Острая зависимость от погодных условий, что может замедлить ход строительства или снизить качество применяемых материалов.
• Высокая стоимость услуг по монтажу объектов капитального строительства.
• Необходимость получения разрешения на строительство завода и ввод в эксплуатацию.
Преимущества проектирования деревоперерабатывающих заводов по быстровозводимой технологии:
1. Высокая скорость возведения завода за счет низкой трудоемкости работ, простоте применяемых конструкций и материалов и отсутствии потребности в большом количестве спецтехники.
2. Меньшие затраты по сравнению с капитальным строительством деревоперерабатывающего завода.
3. Нет необходимости получать разрешение на строительство и ввод в эксплуатацию завода, т.к. данное здание проектируется без посадки на фундамент, его можно оформить как временное.
4. Строительство быстровозводимых зданий завода может осуществляться при любых погодных условиях.
5. Высокая ремонтопригодность за счет быстрозаменяемости материалов.
Главные недостатки быстровозводимых зданий деревоперерабатывающих заводов перед капитальными сооружениями:
• Ошибки в монтаже стеновых панелей могут привести к образованию «мостиков» холода, промерзаниям металла, которые будут значительно снижать уровень теплоизоляции и потребуются дополнительные затраты на обогрев.
• Металлические конструкции завода подвержены коррозии, особенно при неправильной эксплуатации.
• Требуют присутствия в проекте теплоизоляционных материалов, что уменьшает их огнестойкость.