제철소 일반 배치의 체계적인 계획

제철소의 일반 배치에 대한 체계적인 계획

제철소의 일반적인 배치 설계는 설비의 공간 요구 사항에 대한 지식을 포함하는 메커니즘으로 구성되며 생산 주기의 지속적이고 꾸준한 움직임이 발생하도록 적절한 배치를 포함합니다. 공장의 일반적인 레이아웃은 공장의 생산성, 효율성에 큰 기여를 합니다.

제철소의 일반적인 레이아웃을 설계하는 것은 매우 중요한 활동이며 가장 주의를 기울여야 합니다. 일단 제철소 건설이 끝났기 때문입니다. 식물의 일반적인 레이아웃의 기본 특성은 식물의 수명이 다할 때까지 변경할 수 없습니다. 나중에 레이아웃을 수정하는 것은 어려울 뿐만 아니라 막대한 자본 지출을 수반합니다. 또한, 제철소의 성능은 전체 레이아웃에 따라 크게 좌우됩니다. 일반적으로 레이아웃 실수는 비용이 많이 드는 것 외에 영구적인 특성이 있으므로 플랜트 엔지니어링 중에 플랜트의 최상의 레이아웃을 발전시키기 위해 많은 시간과 노력을 들이는 것이 필수적입니다. 철강 공장(베들레헴 철강 공장)의 일반적인 일반 레이아웃은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 철강 공장의 일반적인 일반 레이아웃

일반 배치라는 용어는 주로 공장의 다양한 시설의 물리적 배치를 나타내는 데 사용됩니다. 이러한 시설은 원자재에서 최종 제품을 생산하는 데 필요하며 (i) 생산에 필요한 모든 자재를 수령하기 위한 시설, (ii) 기술 요구 사항에 따른 생산 시설, (iii) 생산 시설 지원, (iv) ) 인력 및 자재의 이동 및 통신을 위한 시설, (v) 제품 운송을 위한 시설, (vi) 각종 자재 및 제품의 보관을 위한 시설, (vii) 관리에 필요한 시설, (viii) 인적 자원의 복지에 필요한 시설 , (ix) 환경 유지에 필요한 시설, (x) 안전 및 보안에 필요한 시설.

철강 공장의 일반적인 레이아웃은 생산 공장, 장비, 기계, 건물, 도로, 철도 및 파이프 네트워크 등과 같은 생산 및 지원 시설의 물리적 배열입니다. 레이아웃은 재료 및 기타 입력(예:정보 등)이 작업을 통해 흐릅니다. 레이아웃은 원자재 입고에서 완제품 발송까지 최소한의 처리로 자재 및 유틸리티의 원활한 기술 프로세스 흐름을 계획할 것입니다. 그것은 원활한 생산에 필요한 모든 시설의 신중한 배치를 포함합니다. 엔지니어링 단계의 잘못된 레이아웃 계획은 비효율성, 유연성 부족, 대량의 재고 및 진행 중인 작업, 높은 운영 비용 등으로 이어집니다.

요컨대 제철소 설계자의 전반적인 목표는 필요한 공간의 할당과 공장 및 설비의 할당을 포함하는 물리적 배치를 설계하여 최종 제품의 품질 및 수량 요구 사항을 충족하는 방식으로 설계하는 것입니다. 동시에 원하는 제품의 경제적인 생산.

적절한 일반 배치를 개발하기 위해 배치 설계자는 (i) 토지와 관련된 제한 사항, (ii) 외부 도로, 이웃 및 토지 경계를 보여주는 대지 지도, (iii) 토양 특성 및 등고선 지도를 가져야 합니다. 수준을 보여주는 사이트의 위치, (iv) 물, 전력 및 기타 유틸리티의 가용성, (v) 외부 도로 및 철도 시스템의 정렬, 들어오고 나가는 트래픽의 방향, 외부 전원에 대한 정렬 전송 라인 및 들어오는 물 파이프라인. 또한 설계자는 (i) 선택한 기술, 프로세스, 플랜트 및 장비에 대한 기본 지식, (ii) 플랜트 용량 및 계획된 향후 확장, (iii) 법적 요구사항을 갖고 있어야 합니다.

철강 공장의 일반적인 레이아웃은 (i) 합리적인 토지 사용과 결합된 지역 자연 조건을 최대한 활용하는 것, (ii) 시너지를 창출하기 위해 플랜트 단위의 체계적인 배치를 갖는 것, (iii) 가능한 최소 다양한 활동에 필요한 노력, 그리고 (iv) 환경을 효과적으로 보호하기 위해.

플랜트 일반 레이아웃의 설계에는 여러 가지 방법이 사용됩니다. 여기에는 (i) 체계적인 레이아웃 계획(SLP), (ii) 알고리즘 및 (iii) 경기장 시뮬레이션이 포함됩니다. 레이아웃을 설계하는 SLP 방식은 철강 공장에 가장 적합합니다.

공장 일반 레이아웃의 정의

플랜트 일반 레이아웃에 대해 몇 가지 정의가 제공됩니다. 그 중 몇 가지가 아래에 나와 있습니다.

Moore는 공장 배치를 '인력, 운영 장비, 저장 공간, 자재 취급 장비 및 기타 모든 지원 서비스를 포함하는 시설의 최적 배치, 이러한 요소를 수용할 수 있는 최상의 구조 설계와 함께 계획하는 계획 또는 행위'라고 설명했습니다. 시설'.

Riggs에 따르면 '공장 배치의 전반적인 목표는 필요한 생산량과 품질을 가장 경제적으로 충족하는 물리적 배치를 설계하는 것입니다.'

J L Zundi에 따르면 '공장 레이아웃에는 전체 운영 비용이 최소화되는 방식으로 공간 할당 및 장비 배치가 포함됩니다.'

MN Dastur 박사에 따르면 ' 일관제철소의 일반적인 레이아웃은 기본적으로 선택한 부지의 제한 내에서 주요 생산 단위, 에너지 네트워크 및 보조 공장을 합리적으로 배치하는 연습입니다.'

일반 레이아웃 설계 원칙

제철소의 일반적인 레이아웃은 다른 생산 시설의 위치와 생산 시설 간의 통신 시설을 결정합니다. 생산 공장 레이아웃에는 생산 시설 내 장비 및 기계의 상세한 위치가 포함됩니다.

일반적인 레이아웃을 설계하는 데 사용되는 8가지 원칙이 있습니다. 이것은 (i) 최소 이동의 원칙, (ii) 순서 또는 흐름의 원칙, 및 (iii) 사용의 원칙, (iv) 간결함의 원칙, (v) 안전과 만족의 원칙, (vi) 유연성의 원칙, (vii) 상호 의존의 원칙, (viii) 최소 투자 원칙.

최소 이동의 원칙은 공장에서 사람과 자재의 최소 이동을 보장하고 자재 이동 중에 시간과 자재 낭비를 절약하는 데 도움이 됩니다. 순서 또는 흐름의 원리는 생산 기술에 필요한 프로세스 흐름에 따라 생산 단위가 배열되도록 합니다. 이것은 재료의 불필요한 앞뒤 이동을 방지합니다. 사용 원칙은 공간 요구 사항이 최적의 활용을 기반으로 함을 보장합니다. 간결함의 원칙은 잘 통합된 일반 레이아웃을 생성하기 위해 모든 중요한 요소가 완전히 통합되고 관련되어야 한다는 것을 요구합니다. 안전과 만족의 원칙은 배치가 공장과 장비뿐만 아니라 공장에서 일하는 사람들을 위한 안전을 위한 준비가 되어야 한다는 요구입니다. 공장에서 일하는 사람들의 안락함과 편리함을 바탕으로 그들이 만족할 수 있도록 기획되어야 합니다. 이와 관련하여 레이아웃은 모든 규제 요구 사항을 충족하는 것입니다. 여기서 안전에는 보안뿐만 아니라 화재 안전도 포함됩니다. 유연성의 원칙은 레이아웃이 최소한의 어려움과 최소 비용으로 개선할 수 있도록 합니다. 이와 관련하여 공장의 일반적인 레이아웃은 향후 확장에 대한 준비를 유지하는 것입니다. 상호의존성의 원칙은 상호의존적인 단위가 서로 가까이 위치해야 한다는 것을 요구합니다. 최소 투자 원칙은 레이아웃이 필요한 모든 시설의 설치를 무시하지 않고 사용 가능한 시설을 효율적이고 최적으로 사용하여 더 낮은 고정 자본 투자를 제공하도록 하는 것입니다.

SLP 레이아웃 디자인 방법

레이아웃 계획을 위한 SLP 방식은 매우 대중적이며 공장의 일반 레이아웃 설계뿐만 아니라 생산 공장의 세부 레이아웃 설계 및 다양한 시설의 레이아웃 설계에도 사용되고 있습니다.

일반 배치를 설계하는 활동을 시작하기 전에 해당 지역의 바람장미 다이어그램을 연구하는 것이 필수적입니다. 이 다이어그램은 설계자에게 일년 내내 공장 지역에 부는 바람의 방향과 빈도에 대해 알려줍니다. 바람장미 도표 외에 연구해야 할 중요한 다른 사항은 (i) 토지 경계 내에서 이용 가능한 다양한 수준의 토지, (ii) 공장을 외부 도로 및 철도 네트워크에 연결하기 위한 도로 및 철도에 사용할 수 있는 접근 방식, (iii) ) 유입되는 송수관에 대한 접근 방식, (iv) 외부 전력망 네트워크로부터 전력을 받기 위한 전송 라인에 대한 접근 방식, (v) 플랜트 고체 및 액체 폐기물 처리 구역. 토지의 평준화는 큰 작업일 뿐만 아니라 상당한 비용이 필요합니다. 평준화 비용을 줄이기 위해 전체 레이아웃을 마무리하면서 사용 가능한 토지 윤곽을 활용하는 것이 항상 바람직합니다.

먼저 공장의 기술에 따라 필요한 다양한 생산 공정과 생산에 필요한 물질(고체, 액체, 기체)의 흐름과의 관계를 고려해야 합니다. 이를 위해 일반적인 관행은 플랜트의 자재 균형 및 흐름도를 만드는 것입니다. 재료수지 및 흐름도를 작성하기 위해 재료의 수율 및 재활용을 기준으로 재료(원부자재, 연료, 중간재료 등) 소요량을 계산합니다. 이를 위해서는 물수지도, 에너지수지도 등 다양한 균형도의 개발이 요구된다. 마지막으로 플랜트에서 필요한 다양한 활동에 적절한 가중치를 부여한 후 포괄적인 관계를 개발해야 합니다. 일반적인 물질수지 및 흐름도는 그림 2에 표시되어 있으며 일반적인 물수지도는 그림 3에 나와 있습니다.

그림 2 일반적인 물질 균형 흐름도

그림 3 일반적인 물 균형 도표

다음 단계는 해당 지역에서 장치의 시설을 찾기 전에 공정 흐름에 따라 플랜트 영역을 별도의 블록과 장치로 나누는 것입니다. 이 단계는 플랜트의 플롯 플랜을 생성합니다. 플롯 레이아웃을 준비하는 동안 먼저 생산 흐름에 따라 주요 생산 공장의 위치를 ​​​​중시하고 후속 단계에서 지원 생산 시설의 위치를 ​​​​중시합니다. 이 단계에서 생성된 레이아웃을 플랜트의 블록 레이아웃이라고 합니다.

블록 배치가 만족스러운 수준으로 준비된 후에는 요구되는 공간에 따라 블록에서 유닛의 생산 기술에 따라 필요한 시설의 위치 선정이 시작됩니다. 시설을 찾을 때 법적 요구 사항을 충족하기 위해 필요한 시설과 자재 이동에 필요한 시설 사이의 최소 거리(예:벨트 컨베이어의 각도 등)를 염두에 두어야 합니다.

이후 저장시설의 위치와 자재의 흐름에 대한 결정이 필요하다. 자재 흐름에 대한 결정은 외부 소스로부터 자재 수령 및 공장에서 제품 발송을 포함하는 것입니다. 이 단계에서는 플랜트의 배관망, 송전망, 도로 및 철도망도 결정됩니다. 다른 네트워크를 계획하는 동안 네트워크가 더 길수록 더 많은 투자가 필요하고 자재 운송 중에 달성되는 손실이 더 크다는 점을 염두에 두어야 합니다. 또한 네트워크는 네트워크를 찾는 데 필요한 최소 거리의 법적 요구 사항을 유지해야 합니다.

프로젝트에서 좋은 레이아웃 계획하기

레이아웃에 대한 결정은 장기적인 약속을 나타내기 때문에 가장 중요합니다. 생산량, 면적 및 기술 프로세스 간의 관계가 최적이 아닐 경우 플랜트 운영 수명에 영향을 미칩니다. 좋은 레이아웃을 설계하기 위한 기술적 규범은 다음과 같습니다.

통합 – 자원의 최적의 출력을 얻기 위해 인력, 자재 및 장비와 지원 서비스의 긴밀한 통합을 위한 레이아웃이 필요합니다.

토지(공간) 활용 – 레이아웃은 수평 및 수직 공간을 적절히 활용해야 합니다. 시설의 높이와 길이 모두 최적화되어야 합니다. 공장 면적은 가장 경제적인 방법으로 활용되어야 합니다.

거리 – 남성과 자재의 최소 이동거리를 확보하기 위해서는 좋은 배치가 필요합니다. 인원과 물자에 필요한 총 이동 거리는 가능한 한 최소화되어야 합니다. 또한, 좋은 레이아웃에서는 직선 이동이 선호되어야 합니다.

생산 단위의 레이아웃 – 좋은 레이아웃에서 생산 단위는 기술 흐름에 따라 사람, 재료, 중간 제품 및 완제품의 이동이 최종 단계를 향해 전진 방향으로 발생하도록 배열되어야 합니다.

조정 – 좋은 레이아웃은 모든 부서의 출입이 파견 또는 수령하는 두 부서 모두에게 가장 편리한 방식으로 계획되도록 합니다. 레이아웃은 전체적으로 고려되어야 합니다.

유연성 – 공장 증설이 필요할 때마다 레이아웃을 수정할 수 있도록 레이아웃에 충분한 준비가 되어 있어야 합니다.

접근성 – 좋은 레이아웃에서는 공장과 장비의 생산과 유지 관리를 용이하게 하기 위해 모든 공장 ​​구역에 쉽게 접근할 수 있어야 합니다.

안전 – 좋은 레이아웃에서는 산업 안전 방법에 대한 충분한 고려가 필요합니다. 레이아웃은 사람과 공장의 안전에 대한 모든 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 도로 안전, 가스 안전, 전기 안전, 화재 및 폭발 안전 등의 요구 사항을 충족하도록 되어 있습니다.

자재 취급 – 자재 취급을 최소한으로 줄이려면 좋은 레이아웃이 필요합니다. 과도한 자재 취급은 작업 시간과 생산 비용에 영향을 미칩니다.

좋은 일반 레이아웃을 준비하는 데 고려해야 할 다른 기본 문제는 다음과 같습니다. 자재 및 최종 제품의 원활한 발송, (iii) 중간 제품의 원활한 흐름 및 저장을 용이하게 하기 위함, (iv) 공장 내 모든 자재의 원활한 흐름을 허용하기 위함, (v) 유연성을 허용하기 위함 작업에서 (vi) 생산 공정을 위한 원활한 기술 흐름을 돕기 위한 것, (vii) 공장에서 일하는 사람들에게 편리함과 편안함을 제공하고 그들의 복지 및 직업 건강 요구를 돌보는 것, (viii) 직원의 효율성, 감독 및 통제에 기여해야 하고, (ix) 모든 법적 요구 사항을 충족해야 하고, (x) 향후 확장을 처리할 수 있는 충분한 공간이 있어야 하고, (xi) 자본과 운영 모두를 최소화하는 데 도움이 됩니다. 비용.

일반적인 레이아웃은 일반적으로 처음 만들어지고 마지막 기초가 부어질 때까지 일련의 수정을 거칩니다. 그럼에도 불구하고 '최종 레이아웃'은 위에 주어진 다양한 기준을 충족하려는 욕구와 여러 다른 요인에 의해 부과되는 제한 사이의 절충안입니다. 그러나 설계자가 현재의 필요와 즉각적인 어려움 너머를 바라볼 수 있는 개념적 비전을 가지고 있다면 결과 레이아웃에는 논리와 유연성이 있을 뿐만 아니라 변경된 조건에도 불구하고 플랜트에 필요한 운영 성능을 제공할 수 있는 기능이 있습니다.

일본의 Fukuyama 및 Kurashiki 제철소의 일반적인 레이아웃은 그림 4에 표시되어 있으며, 연간 300만 톤(Mtpa) 용량 수준의 Visakhapatnam 철강 공장은 그림 5에 나와 있습니다.

그림 4 Fukuyama 및 Kurashiki 제철소의 일반 배치

그림 5 Visakhapatnam 철강 공장의 일반 레이아웃