Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра инженерной графики и прикладной механики
ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА.
ИЗОБРАЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПК
Методические указания и задания к расчетно-графической работе
для студентов всех форм обучения специальностей
050717 – Теплоэнергетика и 050702 – Автоматизация и управление
Алматы 2008
СОСТАВИТЕЛИ: А.Д.Динасылов, М.Ш.Мукашев. Инженерная и компьютерная графика. Изображение тепловых схем с использованием ПК. Методические указания и задания к расчетно-графической работе для студентов всех форм обучения специальностей 050717 – Теплоэнергетика и 050702 – Автоматизация и управление. – Алматы: АИЭС, 2008. - 40 с.
Настоящее издание является 2-й частью методических указаний, предназначенных для выполнения графической работы по теме «Тепловые схемы». В первой части, «Инженерная и компьютерная графика. Изображение тепловых схем», даны общие сведения по выполнению тепловых схем и приведены условные графические обозначения типовых элементов схем.
В данной разработке приведены рекомендации по выполнению схемы вручную и на компьютере с использованием универсальной графической системы AutoCAD, дополненной библиотекой элементов тепловых схем, а также варианты заданий.
1 Цель работы. Техническое и программное обеспечение для выполнения работы на ПК. Порядок выполнения задания
Целью данной графической работы является усвоение основных приемов работы по вычерчиванию тепловых схем. Номер варианта задания следует получить у преподавателя, ведущего лабораторные занятия по компьютерной графике, а сами задания приведены в приложении А к настоящим методическим указаниям. Вместе с тем, по решению кафедры преподаватель может выдать другие варианты заданий.
Базой для выполнения работы являются навыки, полученные при выполнении вручную и на компьютере предыдущих графических работ. Работа выполняется в два этапа – вначале схема выполняется вручную, а затем на компьютере.
На первом этапе тепловая схема выполняется вручную на миллиметровке в виде эскиза. Параллельно на компьютере выполняется лабораторная работа «Изображение принципиальных схем технических устройств в системе AutoCAD», где отрабатываются навыки выполнения принципиальных электрических схем на компьютере с использованием библиотеки элементов. На втором этапе студент выполняет тепловую схему в системе AutoCAD с использованием библиотеки элементов тепловых и электрических схем.
Первый этап рекомендуется выполнять в такой последовательности:
а) ознакомиться со схемой и ее элементами (расшифровка обозначений элементов дана в приложении Б к настоящим методическим указаниям);
в) выполнить компоновку листа: на формате АЗ, как правило, расположенном горизонтально, вычертить рамку, выделить место для основной надписи. Необходимо проанализировать, поместится ли на этом же листе перечень элементов, который должен быть оформлен в виде таблицы, расположенной над основной надписью и заполняемой сверху вниз. Если перечень элементов не помещается на этом же листе, то он должен выполняться в виде самостоятельного документа на одном или нескольких листах формата А4;
г) вычертить схему с примерным соблюдением размеров элементов согласно [1] и с наименьшим количеством изломов и пересечений линий связи;
д) обозначить элементы схемы;
е) заполнить основную надпись и написать шифр схемы.
После выполнения первого этапа и лабораторной работы по изображению электрической схемы в системе AutoCAD можно переходить к выполнению второго этапа – выполнению тепловой схемы на компьютере.
2 Рекомендации по выполнению работы
Напомним, что согласно ГОСТ 2.102-68 [1] схемой называют конструкторский документ (КД), на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними. Классификацию схем по видам устанавливает ГОСТ 2.701-84 [2] в зависимости от элементов, составляющих изделие, и связей между ними.
В теплоэнергетике одним из обязательных КД является тепловая схема. В нее входит оборудование различных видов (паровые турбины, котлы, электрические и гидравлические машины и т.д.), участвующее в основном технологическом процессе получения, передачи и преобразования тепловой энергии. Поэтому тепловые схемы относят к энергетическим схемам с присвоением им кода Р.
В зависимости от назначения схемы классифицируют по типам. Каждому типу схем присваивают свой цифровой код, т.е. схема должна иметь буквенно-цифровой код. Например, схема гидравлическая соединений — код Г4; схема тепловая принципиальная — код РЗ и т.д.
Гидравлические и пневматические схемы в зависимости от их основного назначения бывают трех типов: структурные схемы, принципиальные схемы, схемы соединений. Тепловые схемы выполняют полными (развернутыми) и упрощенными (принципиальными). На стадии эскизного проектирования делают упрощенные схемы, которые отражают принцип работы изделия (установки), но не дают представления о полном составе элементов изделия. Так, на упрощенной тепловой схеме показывают только основное оборудование, обеспечивающее осуществление технологического цикла и главные линии связи между ними.
Согласно ГОСТ 2.701-84 [2] схемы должны быть выполнены компактно, но без ущерба для ясности и удобства их чтения. Графические изображения элементов и линии связей между ними следует располагать таким образом, чтобы обеспечить наилучшее представление о структуре изделия и взаимодействии его составных частей. Линии связи, соединяющие функциональные части изделия, должны иметь наименьшее количество изломов и пересечений. Они должны состоять из горизонтальных и вертикальных участков. Рекомендуется применять толщину этих линий в пределах 0,3 – 0,4 мм. Расстояние между соседними параллельными линиями связи должно быть не менее 3 мм.
Схемы выполняют без соблюдения масштаба. Действительное пространственное расположение составных частей установки не учитывают. Допускается выполнять схемы в пределах условного контура, упрощенно изображающего конструкцию изделия. В этих случаях условные контуры выполняют линиями, равными по толщине линиям связи (0,2—1,0 мм).
Если в связи с особенностями установки объем сведений, необходимых для ее проектирования, регулирования, контроля, эксплуатации, не может быть передан схемами установленных типов, то допускается разрабатывать схемы прочих видов и типов. Для пояснения особенностей схемы можно вводить дополнительные сведения и поясняющие надписи, не шифруя их.
Для изображения на схемах различных элементов и устройств применяют условные графические обозначения (УГО), установленные стандартами [3-9]. Все размеры УГО, указанные в стандартах, допускается пропорционально изменять. Кроме того, можно применять другие графические обозначения: прямоугольники произвольных размеров, содержащие пояснительный текст; внешние очертания частей изделий (в том числе аксонометрические изображения); схематические разрезы. Графические обозначения выполняют линиями той же толщины, что и линии связи. Нестандартные УГО на схемах должны быть пояснены.
Для упрощения рисунка схемы (сокращения изломов и пересечений линий связи) УГО допускается изображать повернутыми на углы, кратные 90° (или 45°), а также зеркально повернутыми. Элементы и устройства гидравлических, пневматических и тепловых схем показывают в исходном положении (обратный затвор закрытым, пружины в состоянии сжатия).
Имеют место случаи, когда на один элемент стандартами установлено несколько допустимых обозначений. В такой ситуации следует выбрать один из вариантов обозначения и применять его во всех схемах одного типа, входящих в комплект документации на изделие.
Линиями связи в гидравлических, пневматических и тепловых схемах обозначают трубопроводы, по которым передаются рабочие среды (РС) различного рода [10]. Если необходимо указать, какая РС и в каком агрегатном состоянии находится на каждом участке схемы, применяют различные графические обозначения для линий связи. Однако, в схемах соединений трубопроводы всегда изображают сплошными основными линиями независимо от РС. На схемах допускается помещать различные технические данные, характер которых определяется назначением схемы. Они могут быть расположены около графических обозначений (справа или сверху) или на свободном поле схемы (лучше над основной надписью).
Около графических обозначений элементов указывают их буквенно-цифровые позиционные обозначения, а на свободном поле - таблицы, диаграммы, текстовые указания (требования к монтажу и т.п.). Буквенно-цифровое позиционное обозначение состоит из буквенного обозначения и порядкового номера, проставленного после буквенного обозначения. Буквенные обозначения элементов гидравлических и пневматических схем определяет ГОСТ 2.704-76 [10]. Для обозначений используют заглавные буквы русского алфавита, являющиеся начальными или характерными для наименования элемента. Например, клапан — К, дроссель — ДР (приложение Б к настоящим методическим указаниям).
УГО элементов тепловых схем с размерами приведены в [12]. Некоторые из них приведены ниже в таблице 1.1. Следует отметить, что в электрических схемах размеры всех элементов точно определены, и при выполнении схемы они могут быть изменены лишь все в одинаковой пропорции. В тепловых схемах такого ограничения нет, и размеры элементов могут изменяться в достаточно широких пределах с тем, чтобы обеспечить удобство чтения схемы. Так, УГО парового котла представляет собой прямоугольник с размерами (в миллиметрах) К∙10… К∙30, где К может быть равно 1, 2 или 3. Т.е., стороны прямоугольника могут составлять от 10 до 90 мм. Аналогично могут варьироваться размеры других элементов.
Продолжение таблицы 1 |
||
Наименование |
Буквенное обозначение |
Обозначение |
|
||
Турбина паровая с промежуточным перегревом |
ТП
|
|
Турбина паровая двухпоточная. Цилиндр турбины двухпоточный |
|
|
Конденсатор поверхностный |
КД |
|
Редукционно-охладительная установка (РОУ)
|
РОУ
|
|
Конденсатор поверхностный двухпоточный
|
КДД |
|
Теплообменник смешивающий
|
ТО |
|
Подогреватель поверхностный |
П |
|
Деаэратор (рабочее давление деаэратора проставляется в контурах бака)
|
ДЭ
|
|
Турбонасос
|
ТН |
|
Потребитель тепловой энергии
|
ПТ
|
|
Генератор трехфазный переменного тока |
Г |
Т а б л и ц а 1
|
||
Наименование |
Буквенное обозначение |
Обозначение |
|
||
Котел паровой
|
КП
|
|
Пароперегреватель |
ПП |
|
Экономайзер |
Э
|
|
Реактор ядерный (общее обозначение) |
Р |
|
Парогенератор реактора ВВЭР
|
ПГ
|
|
Сепаратор реактора РБМК
|
СР
|
|
Сепаратосборник
|
СБ
|
|
Турбина паровая. Цилиндр турбины однопоточный |
ТП
|
|
Турбина паровая с нерегулируемым отбором пара |
|
Порядковые номера элементам следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов с одинаковым буквенным позиционным обозначением, например Kl, K2, КЗ и т.д. Буквы и цифры в позиционных обозначениях на схеме выполняются шрифтом одного размера (при выполнении работы рекомендуется буквенно-цифровое обозначение элементов выполнять шрифтом 3.5 или 5). Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. В тепловых схемах рекомендуется присваивать порядковые номера в зависимости от направления движения РС в пределах каждого контура.
Технические данные об элементах схем должны быть записаны в перечень элементов. При этом связь перечня с условными графическими обозначениями элементов следует осуществлять через позиционные обозначения. Для простых схем допускается все сведения об элементах помещать около условных графических обозначений на полках линий-выносок. Перечень элементов оформляют в виде таблицы и размещают на первом листе схемы над основной надписью. Расстояние между перечнем элементов и основной надписью должно быть не менее 12 мм. Продолжение перечня элементов помещают слева от основной надписи, повторяя головку таблицы.
Перечень элементов можно выполнять в виде самостоятельного документа на форматах А4, которые нумеруют как последующие листы схемы. При этом его код должен состоять из буквы П и кода схемы, к которой выпускают перечень. Основную надпись на первом листе перечня выполняют по форме 2 (ГОСТ 2.104-68) размерами 40х185 мм, а на последующих листах — по форме 2а размерами 15x185 мм. В основной надписи указывают наименование изделия и наименование документа «Перечень элементов». В графах перечня указывают следующие данные: в графе «Поз. обозначение» — позиционное обозначение элемента, устройства или обозначение функциональной группы на схеме; в графе «Наименование» — наименование элемента в соответствии с документом, на основании которого этот элемент применен, и обозначение этого документа (ГОСТ, ОСТ, ТУ, каталог и т.д.). При необходимости указания технических данных элемента, не содержащихся в его наименовании, их рекомендуется указывать в графе «Примечание». Элементы в перечень записывают группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений. В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные позиционные обозначения, элементы располагают по возрастанию порядковых номеров. Элементы одного типа с одинаковыми параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в перечень в одну строку с указанием порядкового номера начального и конечного элементов в графе «Поз. обозначение», например К2 ... К5. В графе «Кол.» указывают общее количество таких элементов. Наименование элементов в этом случае пишут в единственном числе. Если в схему входят элементы, имеющие одинаковое наименование, но разные параметры, допускается объединять их в группу. Для этого записывают наименование элементов во множественном числе в графе «Наименование» в виде общего заголовка 1 раз. Заголовок подчеркивают в пределах строки и выделяют сверху и снизу одной свободной строкой. Здесь же указывают обозначение документа, на основании которого эти элементы применены (ГОСТ, ОСТ, ТУ, каталог).
На схеме допускается указывать параметры потоков в линиях связи: давление, расход, температуру и др., а также параметры, подлежащие измерению на контрольных отводах. Допускается указывать адреса внешних соединений линий связи. Адрес должен обеспечить однозначность присоединения. В адресе указывают позиционные обозначения элементов, а также обозначения выводов. Допустимо адреса и параметры потоков в линиях связи записывать в таблицы, помещенные у обрывов линий связи. Строки таблицы располагаются всегда горизонтально.
При выполнении лабораторной работы «Изображение принципиальных схем технических устройств в системе AutoCAD» [13] следует уделить особое внимание использованию таких средств, как объектная привязка, копирование, перемещение и поворот объектов, изменение точки привязки и другие – эти средства нужны и при выполнении тепловой схемы в системе AutoCAD.
При выполнении схемы на компьютере удобно вначале нанести на формат во вспомогательном слое сетку, показывающую, как будут проходить линии связи. Сетку следует строить с использованием какого-либо цвета, отличного от системных слоев (белого и черного). Сами построения будут выполняться в основном слое с привязкой к узлам и линиям сетки во вспомогательном слое. После того, как изображение схемы будет закончено, вспомогательный слой нужно отключить. Буквенно-позиционные обозначения элементов схемы также удобно выполнять в отдельном слое.
На рисунке 1 показан пример выполнения тепловой схемы в системе AutoCAD, на рисунке 2 – выполнение перечня элементов для данной схемы.
Рисунок 1 – Пример выполнения тепловой схемы
Приложение А
Варианты индивидуальных заданий
Приложение Б
Сокращенное наименование элементов тепловых схем
Do |
расход пара |
QT |
тепловой потребитель |
tnb |
сигнал температуры |
tно |
сигнал температуры |
БН |
бустерный насос |
БОК |
бак обратного конденсата |
БОУ |
блочный обессоливатель |
В |
редукционное устройство |
ВБ |
верхний бойлер |
ВВЭР |
атомный реактор |
ВД |
вакуумный деаэратор |
ВП |
верхний подогреватель |
ВП |
воздухоподогреватель |
ВС |
сетевой подогреватель верхний |
Г (ЭГ) |
генератор (электрогенератор) |
ГЗЗ |
газовая задвижка |
ГИН |
главный испарительный насос |
Д |
деаэратор |
ДВ |
деаэратор вакуумный |
ДН |
деаэрационный насос |
ДНБ |
дренажный насос бойлеров |
ДНС |
дренажный насос |
ДПВ |
деаэратор питательной воды |
Дшт |
датчик расхода пара |
ДЭН |
дренажный электронасос |
И |
испаритель |
К, к-р |
конденсатор |
КИ |
конденсаторный испаритель |
КН |
конденсатный насос |
КО |
конденсаторный охладитель |
КТП |
конденсатор турбопривода |
КЭН |
конденсатный электронасос |
НОК |
насос обратного конденсата |
НХВО |
насос химводоочистки |
ОВ |
очистка воды |
ОД |
охладитель дренажа |
ОК |
охладитель конденсата |
ОНД |
охладитель дренажного насоса |
ОП |
охладитель пара |
ОУ |
охладитель уплотнений |
ОЭ |
охладитель эжектора |
П |
подогреватель |
ПВД |
подогреватель высокого давления |
ПВК |
пиковый водогрейный котел |
ПГ |
парогенератор |
ПЕ |
пароперегреватель |
ПК |
паровой котел |
ПН |
питательный насос |
ПНД |
подогреватель низкого давления |
ПО |
пароохладитель |
ПП |
пароперегреватель |
ППВ |
подогреватель питательной воды |
ППН |
промежуточный питательный насос |
ПР |
продувочное устройство |
ПС |
подогреватель сетевой воды |
ПХВО, ПХОВ |
подогреватель химводоочистки |
ПЭН |
питательный электронасос |
Р |
редуктор |
РБ |
расширительный бак |
РБМК |
реактор атомный |
РНП |
регенеративный питательный насос |
РОУ |
редукционное охладительное устройство |
РУ |
редукционное устройство |
С |
сепаратор (отделитель воды от пара) |
СМ |
смеситель |
СН |
сетевой насос |
СП |
сетевой подогреватель |
СХ |
сальниковый холодильник |
Т |
турбина |
ТП |
тепловой потребитель |
ХВО, ХОВ |
химическая водоочистка |
ЦВД |
цилиндр высокого давления |
ЦНД |
цилиндр низкого давления |
ЦСД |
цилиндр среднего давления |
Э |
эжектор |
ЭУ |
эжекторное устройство |
|
|
Список литературы
1. ГОСТ 2.102-68. ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов.
2. ГОСТ 2.701-84. ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
3. ГОСТ 2.721-74. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
4. ГОСТ 2.784-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов.
5. ГОСТ 2.785-70. ЕСКД. Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная.
6. ГОСТ 21.403-80. СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое.
7. ГОСТ 2.780-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Кондиционеры рабочей среды, емкости гидравлические и пневматические.
8. ГОСТ 2.781-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Аппараты гидравлические и пневматические, устройства управления и приборы контрольно-измерительные.
9. ГОСТ 2.782-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические.
10. ГОСТ 2.704-76. ЕСКД. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем.
11. Инженерная и компьютерная графика. Изображение тепловых схем /Мукашев М.Ш., Досаева А.Б. - - Алматы: АИЭС, 2007. – 32 с.
12. Инженерная и машинная графика. Выполнение принципиальных схем технических устройств в системе AutoCAD: Методические указания к лабораторной работе /А.Д.Динасылов. - Алматы: АИЭС, 2001. – 33 с.
13. Романычева Э.Т., Соколова Т.Ю., Шандурина Г.Ф. Инженерная и компьютерная графика. – М.: ДМК Пресс, 2001. – 592 с.
14. Динасылов А.Д. Инженерная и компьютерная графика. Введение в компьютерную графическую систему AutoCAD: Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2003. – 104 с.
Содержание
1 Цель работы и задание. Техническое и программное обеспечение. Порядок выполнения работы |
3 |
2 Рекомендации по выполнению работы |
3 |
Приложение А. Варианты индивидуального задания |
7 |
Приложение Б. Сокращенное наименование элементов тепловых схем |
37 |
Список литературы |
39 |