Нефтехимическое производство является стратегической сферой экономики Российской Федерации. Надежное функционирование данного технологического комплекса, который согласно закону ФЗ-116 от 21.07.97 относится к опасным производственным объектам (ОПО), и требует соблюдения определенного уровня промышленной безопасности, зависит в первую очередь от уровня проектирования различных узлов и механизмов. Следовательно, изучение вопросов повышения уровня безопасности при проектировании нефтехимических производств является актуальной научно-технической задачей.

Главным требованием при планировании объектов нефтехимического производства является обеспечение максимального уровня безопасности населения, обслуживающего персонала предприятия, а также минимальное воздействие на состояние окружающей среды.

Компоновка и размещение производственного оборудования на предприятиях рассматриваемого технологического направления должно обеспечивать:

- безопасность и удобство эксплуатации;

- доступность для возможности организации ремонтных работ, предотвращения и ликвидации аварий;

- доступность оборудования для визуального контроля качества ремонтных работ [1-4].

Для эффективного выполнения данных требований с учетом итерационного характера проектирования объектов нефтехимии широкое распространение получили различные системы автоматического проектирования (САПР). Применение данного программного обеспечения позволяет обеспечить иной подход к проектированию и уровню безопасности ОПО.

Основной идеей твердотельного моделирования является обеспечение непротиворечивого представления физических тел в объеме и корректное оперирование добавлением (удалением) различных материалов. Это позволяет задать нужные параметры моделируемого физического объекта (масса, инерция, центр тяжести и т.д.), ответственные за эффективность конструкции изделия (технологического узла).

Главными преимуществами трехмерного моделирования являются:

1) экспресс формирование чертежей (автоматическое построение различных проекций объекта на основании его трехмерной модели);

2) значительная экономия времени получения изометрических видов объекта по сравнению с использованием стандартного черчения;

3) возможность взвешенной оценки объемно-планировочных работ, проверки правильной взаимной увязки технологического оборудования на этапе проектирования;

4) быстрое получение конечного результата при внесении модификаций при проектировании;

5) значительное повышения уровня и кратное уменьшение времени проектирования опасных производственных объектов [5-7].

Исторически сложилось два сегмента систем автоматического проектирования: нижнего и верхнего уровней. Основными критериями разделения стали функциональные возможности и стоимость. В 80-х годах прошлого века среди САПР нижнего уровня преобладали различные модификации программы AutoCAD и подобные ей системы. Они обладали ограниченным функционалом, однако работали на любых персональных компьютерах и были дешевы. САПР верхнего уровня с большими функциональными возможностями, и вместе с тем высокими требованиями к компьютерам (требовались мощные графические станции) и высокой стоимостью были представлены такими программами как CATIA, Unigraphics и многими другими.

В 90-х годах появился новый класс программных продуктов – это, так называемые CAD-системы (computer-aided design – автоматизированное проектирование) среднего уровня. Они совместили в себе достоинства существующих на тот момент систем автоматического проектирования верхнего и нижнего уровня. От САПР верхнего уровня они переняли возможности твердотельного моделирования, от САПР нижнего уровня – открытость интерфейса (возможность написания прикладных программ) и невысокую стоимость.

В настоящее время системы автоматического проектирования представлены широким рядом программных продуктов, которые интегрированы под операционную систему Windows любой модификации, имеют сквозную параметризацию и открытый интерфейс.

Наибольшее распространение среди данных программных продуктов на промышленных предприятиях России, в том числе и в нефтехимической отрасли получил пакет SolidWorks. Это система трехмерного параметрического моделирования механических конструкций и узлов, спроектированная под работу в операционной системе Windows. Она позволяет оформлять конструкторскую документацию в полном соответствии с ЕСКД, однако не покрывает всех потребностей отечественных разработчиков, как в поддержке стандартов нашей страны, функциональности и простоте интерфейса.

Как показывает опыт применения новейших систем САПР при реализации объемно-планировочных решений на ОПО [7], твердотельное параметрическое моделирование позволяет: значительно сократить время разработки, снизить количество ошибок, повысить уровень промышленной безопасности опасных производственных объектов уже на стадии проектирования.

Таким образом, резюмируя результаты статьи необходимо отметить следующее:

- трехмерное моделирование и системы автоматического программирования необходимо широко применять при проектировании опасных производственных объектов, в частности, при проектировании сложных технологических комплексов нефтехимических предприятий;

- необходима доработка современных программных пакетов САПР в части расширения функционала и адаптации к российским стандартам;

- так как применение САПР напрямую влияет на безопасность функционирования систем опасных производственных объектах, необходима разработка отечественного программного продукта, либо субсидирования затрат на покупку и обучения персонала работе на западных программных продуктах.

1. Федеральный закон “О промышленной безопасности опасных производственных объектов”. – М.: Государственное предприятие НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2000. – 20 с.
2. Бесчастнов М.В., Соколов В.М., Кац М.И. Аварии в химических производствах и меры их предупреждения, М., Химия, 1996. – 367 с.
3. Шибаев Г.И., Гончарюк В.А., Полозков В.Т., Скорняков М.В. Основы техники безопасности и противопожарной техники. – М.: Недра, 1967. – 228 с.
4. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожарных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.
5. Солодовников А.В. Использование твердотельного параметрического моделирования на службе отечественных проектировщиков объектов нефтеперерабатывающих предприятий. – http://ogbus.ru/authors/Solodovnikov/Solodovnikov_1.pdf (дата обращения 10.04.16).
6. Шарифуллина Э.Ф., Солодовников А.В. Применение систем трехмерного твердотельного моделирования для решения задач промышленной безопасности // Сборник научных трудов Всеросс. конкурса инновац. проектов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов РФ. – 2007. – С. 10-12.
7. Солодовников А.В., Тляшева Р.Р. Проектирование элементов оборудования опасных производственных объектов (предприятий нефтегазового комплекса) с использованием SolidWorks. – Уфа. – 2006. – 65 с.

Все статьи автора «Oleg sever»