Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО "Шымкентмай"

2.4.2 Выбор аппаратуры управления

Наряду с аппаратами ручного управления широкое применение получила релейно-контактная аппаратура, позволяющая управлять электродвигателями и другими электроустановками дистанционно, т. е. на расстоянии, с помощью кнопок управления. К этой аппаратуре, прежде всего, относятся магнитные пускатели и контакторы.

В нашем случае применяется частотный преобразователь PI7800 015G3, который может оснащаться как местным так и дистанционным пультом управления. Пульт управления частотного преобразователя PI7800 015G3 представлен на рисунке 2.13.

Пульт местного управления размещен на лицевой панели блока. Он содержит кнопки управления и настройки параметров работы, светодиоды для отображения режимов работы и пятиразрядный цифровой индикатор.

Нажатие какой-либо кнопки на пульте, если команда принята, отображается изменением состояния соответствующих светодиодов, расположенных, как правило, рядом с кнопкой. Команды управления с местного или удаленного пульта управления имеют следующее назначение:

Кнопкой САУ - выбор типа системы управления. Разомкнутая САУ - без обратной связи. Замкнутая САУ - с обратной связью (используется внутренний программный ПИ-регулятор технологической переменной). Частотный преобразователь выполняет функцию локального автомата.

Рисунок 2.13. Пульт управления частотного преобразователя PI7800 015G3

2.4.3 Схема включения частотного преобразователя

Схема включения частотного преобразователя представлена на рисунке 2.14.

Автоматические выключатель - при подаче напряжения на инвертор автоматический может защитить цепь электроснабжения.

Реактор переменного тока - применение реактора переменного тока способно погасить высшие гармоники в сети на входе в преобразователь частоты и улучшить коэффициент реактивной мощности преобразователя. Применение реактора переменного тока рекомендуется в следующих случаях:

- если мощность источника в 10 и более раз превышает мощность инвертора.

- если тиристорные переключатели и компенсаторы реактивной мощности подключены к тому же источнику питания, что и преобразователь частоты.

- если существует большой дисбаланс напряжения в фазах (более 3%).

Фильтр подавления помех - фильтр используется для подавления электромагнитных помех, производимых конвертером и препятствует их прохождению в сеть. При выборе электромагнитного фильтра необходимо согласовать его тип с системой электроснабжения - 3-х фазная 3-х проводная, 3-х фазная 4-х проводная или однофазная. Кабель заземления должен быть как можно короче. Располагать фильтр необходимо как можно ближе к преобразователю частоты.

Контактор - может использоваться в качестве прерывателя подачи электропитания в целях защиты от распространения аварии. Нельзя использовать контактор для включения и выключения двигателя.

Выходной электромагнитный фильтр - фильтр ограничивает шум и утечки тока на выходе из прибора.

Выходной реактор переменного тока - если протяженность линии между инвертором и двигателем более 20 м, реактор может ограничить сверхтоки от инвертора и ёмкостные токи от протяжённых проводов между инвертером и двигателем.

К пусковой низковольтной аппаратуре относятся различные рубильники, переключатели, автоматические выключатели. Номинальный ток рубильника должен быть не менее трехкратного номинального тока электродвигателя:

IН.РУБ.= 3IНДВ (2.86)

где IНДВ - номинальный ток электродвигателя (А).

При установке рубильников, переключателей или пакетных выключателей, а также для разрыва цепи в случае возникновения токов короткого замыкания применяют предохранители.

Автоматические выключатели служат для автоматического размыкания перегруженных электрических цепей и в случае других ненормальностей, а также для включений и отключений в нормальных условиях.

Рисунок 2.14. Схема включения PI7800 015G3

Выбор автомата защиты для трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Каталожные данные двигателя АИР160S6: Рн =11 кВт; IH = 24,4 А при Uн = 220 В; nн = 970 об/мин; КПД = 87,5%; cos H =0,74; кратность пускового тока К1 =6,5;

Пусковой ток:

(2.87)

При использовании преобразователя частоты максимальный ток при пуске электродвигателя по Таблице 2.6, Imax=53,5 А.

Определим ток уставки теплового расцепителя:

IН.УСТ = 1,25*IН= 1,25*53,5 = 66,9 А. (2.88)

Выберем автомат Iавт = 25 А и установим ток теплового расцепителя регулятором на 80 А. Модель S203 B 25А 6000, Фирма производитель ABB.

Определим необходимый ток электромагнитного расцепителя

Iэм расц= 1,25 * Imax = 1,25 *53,5 =66,9 А. (2.89)

Проверим выбранный автомат по току срабатывания электромагнитного расцепителя.

По условиям пуска автомат выбран правильно, поскольку

Iсрэм.расц > Iэм.PАCЦ т.е. 80 > 66,9

Проверим коммутационную способность автомата. Эффективное значение допустимого тока короткого замыкания для выбранного автомата при напряжения 220 В (Iф кор зам =1500 А) должно быть больше Iф кор зам сети.

Выбор защитного аппарата.

Для защиты проводов и кабелей электрических сетей напряжением до 1000 В от токов короткого замыкания устанавливают предохранители. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, включаемая последовательно в цепь тока. При увеличении тока линии выше определенной величины плавкая вставка расплавляется, цепь тока разрывается, предохраняя провод от недопустимого перегрева.

Расчетный ток линии равным номинальному току двигателя: IДЛ =24,4 А. Выбрав номинальный ток плавкой вставки по длительному току линии (IВ > Iдл), получим соотношение IВ > 24,4 А.

При выборе плавкой вставки по пусковому току двигателя

Согласно требованиям выбираем предохранитель ПР-2 220В 15-60А, с номинальным током срабатывания 60A.

Так как применяется частотный преобразователь, проводку необходимо осуществлять экранированным кабелем марки ПВВГЭ, проложенным в трубах и каналах пола.

Определим рабочий ток нагрузки:

(2.90)

Выбираем по каталогу ближайшие сечение кабеля по длительно-допустимому току АПВВГЭ - 4х10.

2.4.4 Структурная и функциональная схема управлением электроприводом

Общая структура электропривода представляется в виде схемы (рисунок 2.15).

Рисунок 2.15. Общая структура электропривода

В общей структурной схеме раскрываются входные и выходные переменные каждого звена системы электропривода.

Частотный преобразователь можно разделить на три основные части: неуправляемый выпрямитель, инвертор и систему управления выпрямителем и инвертором.

Функциональная схема системы автоматического управления электродвигателем АИР160S6 с частотным преобразователем, приведена на рисунке 2.16.

В соответствии с функциональной схемой в состав электропривода входят:

- исполнительный двигатель (М) - АИР160S6

- статический преобразователь частоты (СПЧ), состоящий из силовой части и системы управления статическим преобразователем частоты (СУ СПЧ);

- система управления электроприводом (СУ ЭП).

В качестве исполнительного двигателя в электроприводе используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Силовая часть СПЧ включает в себя неуправляемый выпрямитель (НВ), автономный инвертор напряжения с широтно-импульсной модуляцией (АИН ШИМ) и конденсатор в звене постоянного тока С. Система управления статическим преобразователем состоит из трех блоков:

- блок БУ1, формирующий импульсы управления полупроводниковыми ключами VS1-VS6, которые обеспечивают синусоидальную широтно-импульсную модуляцию трехфазного выходного напряжения статического преобразователя частоты при работе электропривода в двигательном режиме;

- блок БУ2, формирующий импульсы управления полупроводниковыми ключами VS2, VS3, которые обеспечивают широтно-импульсную модуляцию постоянного напряжения, прикладываемого к двум последовательно соединенным фазам обмотки статора при возможной работе электропривода в режиме динамического торможения;

- коммутатор прохождения импульсов управления K.

-Система управления электроприводом включает в себя следующие элементы и блоки:

- Пульт управления (ПУ);

- датчик скорости ДС;

- пропорционально-интегральный регулятор (ПИ);

- два сумматора С1 и С2;

- функциональный преобразователь (ФП);

- задатчик интенсивности торможения (ЗИТ);

- блок вычисления синхронной частоты вращения (БВ щ0).

Рисунок 2.16. Функциональная схема частотно-регулируемого электропривода

При работе в двигательном режиме электропривод представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования с обратной связью по частоте вращения. Требуемое значение частоты вращения двигателя и пуск двигателя при частотном регулировании устанавливается с помощью ПУ, сигнал с выхода которого поступает на положительный вход сумматора С1. На отрицательный вход сумматора С1 поступает сигнал, пропорциональный фактической частоте вращения двигателя. Разность сигналов, снимаемая с выхода сумматора С1 поступает на вход пропорционально-интегрального регулятора, который задает необходимую зависимость изменения частоты напряжения и величины напряжения на выходе статического преобразователя частоты. Функциональный преобразователь ФП выполняет необходимую связь между частотой напряжения и действующим значением напряжения на выходе СПЧ. Эта связь определяется законом скалярного управления Костенко, который для электроприводов со статической нагрузкой имеет следующий вид

(2.91)

где U1 - величина действующего значения фазного напряжения обмотки статора, f1 - частота тока статорной обмотки.

2.5 Индивидуальное задание. Закон М.П. Костенко

Основной задачей частотного управления является исследование работы АД при различных связях между каналами управления напряжением и частотой питания статора, называемых законами управления, а также определение законов, обеспечивающих оптимальные условия работы двигателя в статических и переходных режимах.

В 1925 академик Костенко М.П. сформулировал общий закон обеспечивающий оптимальные условия работы двигателя: чтобы обеспечить оптимальный режим работы АД при всех значениях частоты и нагрузки, необходимо относительное напряжение двигателя изменять пропорционально произведению относительной частоты на корень квадратный из относительного момента:

(2.92)

где - относительный электромагнитный момент. Если магнитная цепь машины слабо насыщена и активным сопротивлением статора можно пренебречь, то АД в этом случае будет работать при практически постоянном коэффициенте мощности, запасе статической устойчивости и абсолютном скольжении.

Закон Костенко можно получить из следующих элементарных соображений. Если предположить, что коэффициент перегрузочной способности при регулировании остается постоянным, то критический момент, зависящий от квадрата величины магнитного потока, также должен оставаться постоянным и отношение моментов при двух различных частотах будет равно

(2.93)

Но если пренебречь активным сопротивлением статора, то напряжение статора будет уравновешиваться ЭДС основного магнитного потока и будет линейно связано с частотой и величиной магнитного потока, а отношение напряжений равно

(2.94)

Подставляя (2) в (3), получим закон Костенко

? (2.95)

Для некоторых простейших случаев из закона Костенко можно исключить относительный момент. Полагая с точностью до скольжения щ1?щ, представим уравнение механической характеристики нагрузки степенной функцией M=Cщk или, в относительный единицах, как µ=бk. Тогда выражение (2.92) примет вид г=б1+k/2

Отсюда для типичных видов нагрузки получим законы управления (таблица 2.9). Механические характеристики привода ПЧ-АД при разных законах регулирования представлены на рисунке 2.17.

Таблица 2.9

Законы управления

	Вид нагрузки
	Статическая  k=0 М=const;	Вентиляторная  M=Cщ2, k=2	Постоянная мощность Mщ=const; k=-1
Закон управления	г=б	г=б2	г=

Эти законы управления являются фактическим стандартом, заложенным во все современные преобразователи частоты широкого применения.

Закон Костенко можно рассматривать применительно к разомкнутым и к замкнутым системам управления. Сущностью его является управление напряжением (магнитным потоком) машины в функции нагрузки на валу без непосредственного ее измерения. Если нагрузка уменьшается, то магнитный поток можно также уменьшить, уменьшив напряжение, но сохранив при этом запас статической устойчивости.

Выше было отмечено, что общее выражение закона Костенко получено при условии r1?0, что соответствует внутреннему относительному напряжению . Можно показать, что такое управление, т.е. оптимальное управление с учетом активного сопротивления статора реализуется при поддержании на постоянном близком к номинальному скольжению уровне абсолютного скольжения вo?sном=const.

Такое регулирование можно выполнить с помощью обратной связи по скорости в соответствии с выражением щ=щ1ном(б- вo).

а) при постоянном моменте; б) при постоянной мощности; в) при вентиляторной нагрузке.

Рисунок 2.17. Механические характеристики привода ПЧ-АД

Таким образом, для того, чтобы реализовать принцип частотного управления асинхронным двигателем, необходимо в соответствии с выражением (2.93) и с учетом вида нагрузки управлять напряжением, подводимым к статору двигателя, взаимосвязано с изменением частоты питания.

Функцию преобразования параметров электрической энергии питающей сети к таким значениям, которые необходимы для нормальной работы приводного двигателя, а также функцию дозирования величины электрической энергии, подводимой к двигателю для регулирования его скорости и выполняет преобразовательное устройство.

В системах регулируемого электропривода находят применение все основные типы преобразовательных устройств: выпрямители, преобразующие переменное напряжение в постоянное; инверторы, осуществляющие обратное выпрямителям преобразование энергии; непосредственные преобразователи частоты; регуляторы переменного и постоянного напряжения, обеспечивающие преобразование уровня напряжения без изменения его частоты.



3 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

3.1 Безопасность жизнедеятельности

В настоящее время огромное значение имеет проблема обеспечения здоровых и безопасных условий труда, этими и многими другими вопросами занимаются специалисты по охране труда на производстве. Охрана труда выявляет и изучает возможные причины производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров и разрабатывает систему мероприятий с целью устранения этих причин и создание безопасных и благоприятных для человека условий труда.

Охрана труда - это система законодательных, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда [28].

В нашей стране принимаются различные меры по обеспечению безопасности человека в процессе производства. Основополагающими документами в области охраны труда в нашей стране являются Конституция Республики Казахстан, Закон «Об охране труда в Республике Казахстан», который был принят 1 января 2000 года. Для усовершенствования законодательства был введен в действие с 12 марта 2004 да Закон Республики Казахстан «О безопасности и охране труда».

В области правового урегулирования охраны труда наметились определенные и улучшения, связанные с наиболее четкой регламентацией обязанностей работодателей по обеспечению здоровых и безопасных условий труда; гарантиями прав работников на труд в условиях соответствующих требованиям охраны труда; созданием системы органов государственного контроля и надзора за соблюдением, трудового законодательства и иных нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права; расширением прав профессиональных союзов в указанной области.

3.2 Производственная санитария и гигиена труда

В дипломной работе на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»» рассматривается производственная санитария и гигиена труда. Следует обратить внимание на безопасность и экологичность технологического оборудования и факторы, воздействующие на организм человека, возникшие в процессе эксплуатации технологического оборудования, находящегося в рабочем помещении.

Общие санитарно-технические требования к производственным помещениям, рабочим местам и зонам, а так же к микроклимату изложены в санитарных нормах и правилах санитарных нормах проектирования предприятия [29-31].

Важное значение для охраны труда работников предприятий имеет правильная планировка и устройство выходов, проходов, лестниц и площадок. Они должны отвечать строительным, эксплуатационным, санитарно-техническим и противопожарным требованиям. Размеры площадки определяются в соответствии со строительно-санитарными нормами с учетом возможного расширения предприятия на перспективу. Площадка должна быть на сухом, незатопленном месте с прямым солнечным освещением, естественным проветриванием, иметь относительно ровную поверхность, располагаться вблизи водоисточника с отводом сточных вод. Должны быть обеспеченны удобства подхода, подъезда транспортных средств, соблюдены условия охраны труда и техники безопасности, а также противопожарной защиты.

Шум, создаваемый технологическим оборудованием, а также установками вентиляции или воздушного отопления принимаются по допустимым уровням шума на рабочих местах.

Помещения с тепловыделениями (более 20 ккал/м3с), а также производства с большим выделением вредных газов, паров и пыли следует располагать у наружных стен зданий. А в многоэтажных зданиях размешать в верхних этажах и обеспечивать приточно-вытяжной вентилятор.

Отделка стен должна быть прочной, гигиеничной, экономичной в эксплуатации и отвечать эстетическим требованиям.

Полы в производственных помещениях, следует делать из материалов, обеспечивающих удобную очистку их и отвечающих эксплуатационным требованиям данного производства.

Рациональное размещение технологического оборудования внутри помещений имеет существенное значение как для организации технологических процессов, повышения производительности труда, так и для его охраны. Размещение оборудования должно быть удобным и безопасным в эксплуатации.

Водоснабжение предприятия должно обеспечить потребность предприятия в питьевой воде, для хозяйственно-гигиенических, производственных и противопожарных цепей.

Все предприятия согласно санитарным правилам и нормам должны иметь канализационные сооружения, предназначенные для приема, удаления и обезвреживания сточных вод, а также отведения их на определенные участки.

В производственных и вспомогательных помещениях освещение, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха обеспечивают возможность создания оптимальных параметров воздушной среды (производственного микроклимата), способствующих сохранению здоровья человека и повышению его трудоспособности.

Температура воздуха в производственных помещениях в зависимости от тяжести работ в холодный и переходный периоды года должна быть от 14 до 21°С, в теплый период - от 17 до 25°С. Относительная влажность - в пределах 60-70%, скорость движения воздуха - не более 0.2 -0.5 м/с. В теплый период года температура воздуха в помещениях не должна быть выше наружной более чем на 3-5° С. но не выше 28°С, а скорость движения воздуха -до2м/с.

Факторы производственной среды, оказывающие вредное влияние на здоровье и работоспособность человека, называются профессиональными вредностями.

Профессиональные вредности при определенной силе и деятельности воздействия на организм человека могут вызывать профессиональные болезни. Различает собственно профессиональные болезни, вызываемые исключительно или преимущественно действием профессиональных вредностей, в условно-профессиональные заболевания, в происхождении которых может играть роль и профессиональный фактор.

Составной частью гигиены труда является физиология труда, изучающая физические процессы в организме человека, связанные с его трудовой деятельностью. Физиология труда ставит своей цепью найти рациональную с физиологической кой точки зрения организацию труда, при которой снижается утомляемость человека, повышается работоспособность и производительность труда.

Совершенствование условий труда на предприятиях осуществляется путем рационализации технологических процессов, внедрением современной техники, выявлением и устранением вредных факторов, а также проведением профилактических и защитных мероприятий.

3.3 Освещение

В дипломной работе на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»» рассматривается система освещения помещения. Рациональное освещение в помещении, предназначенном для работы с технологическим оборудованием создается при наличии как естественного, так и искусственного освещения. В цехах и служебных помещениях, как правило, применяется боковое естественное освещение, но одного естественного освещения не достаточно, так как завод работает и в темное, и в светлое время суток. Искусственное освещение выполняется люминесцентными лампами с равномерным размещением светильников по площади помещения [32-34].

Искусственное освещение по характеру выполняемых задач делится на рабочее, аварийное, эвакуационное.

Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятии обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность труда и качество выпускаемой продукции.

Для проверки соответствия освещенности на рабочих местах на предприятии имеется прибор, люксметр, с помощью которого 2 раза в год специалисты по охране труда производят замеры освещенности.

Рекомендуемая освещенность рабочих помещений для завода колеблется в пределах 200-500 лк (в зависимости от назначения помещения на заводе).

Освещение, отвечающее техническим и санитарно-гигиеническим нормам, называется рациональным. Создание такого освещения на производстве является важной и актуальной задачей.

В помещениях используется естественное и искусственное освещение. Естественное освещение предполагает проникновение внутрь зданий солнечного света через окна и различного типа светопроемы (верхние световые фонарики). Естественное освещение часто меняется и зависит от времени года и суток, а также от атмосферных явлений. На освещение оказывают влияние местонахождение и устройство зданий, величина застекленной поверхности, форма и расположение окон, расстояние между противоположными зданиями и др.

Естественное освещение наиболее благоприятное для человека, однако оно не может в полной мере обеспечить необходимую освещенность производственных помещений. Поэтому в практической деятельности широко используется искусственное освещение.

Рациональное искусственное освещение предусматривает равномерную освещенность, без резких изменений и пульсаций, благоприятный спектральный состав света и достаточную яркость. Поэтому для рационального освещения помещений необходимо создавать общее и местное освещение Сочетание общего и местного освещения образует комбинированное освещение.

При проектировании предприятий рассчитывается потребность естественного и искусственного освещения.

Санитарными нормами проектирования и строительства установлены минимальные нормы искусственной освещенности.

В зависимости от географической широты, времени года, часа дня и состояния погоды уровень естественного освещения может резко изменяться за очень короткий промежуток времени и в довольно широких пределах.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

В качестве источников света при искусственном освещении следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогапогенных ламп. В светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенные.

Недостаточное освещение приводит к сильному напряжению глаз, быстрой утомляемости, близорукости, снижению качества работы, увеличению брака. Яркое освещение раздражает сетчатку глаза, ослепляет, глаза быстро устают, растёт производственный травматизм.

3.4 Расчёт искусственного освещения

Для расчёта искусственного освещения используется следующая методика.

Для помещения производственного цеха рекомендуемая освещенность Ен=200 лк. Обеспечение равномерного распределения освещенности достигается в том случае, если отношение расстояния между центрами светильников L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Нр составит для светильников типа ЛД 1,4. Таким образом,

L/ Нр=1,4 (3.1)

2. Определяется приблизительное количество светильников в помещении из соотношения:

N=(A*B)/L2 (3.2)

где А и В-два характерных размера помещения, м. Для данного помещения А*В=15*20;

L - расстояния между центрами светильников, м

Принимаем L=2 м

Нр= Н - 0,8 (3.3)

Нр=8-0,8=7,2 м



Тогда,

N=(15*20)/4 =75 шт.

3. Определяется показатель помещения

i=A*B/ Нр*(A+B) (3.4)

i=15*20/7,2* (15+20)=1,2

4. По значению показателя помещения для коэффициентов отражения стен сс=30% и потолка сп=50% определяется коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильника, высоты подвеса светильников и показателя помещения.

Световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле

Фл= 100*Ен*S*z*k/(N*з) (3.5)

где Ен - нормированная минимальная освещенность, лк;

S - площадь освещаемого помещения, м2;

z - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Еср/Еmin, значения которого для ламп люминесцентных равен 1,1;

k - коэффициент запаса. k=1,5;

N - число светильников в помещении;

з - коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильника, коэффициентов отражения стен и потолка, высоты подвеса светильников и показателя помещения. з=31;

Фл= 100*200*15*20*1,1*1,5/(75*31) = 4258 лм

Посчитав световой поток лампы по табл. подбираю ближайшую стандартную лампу и определяю электрическую мощность системы. В практике допускается отклонение потока выбранной лампы на 10-20%, в противном случае выбирается другая система расположения светильников либо увеличивают количество светильников. Ближайшая стандартная лампа - ЛД80, световой поток которой равен 4070 лм, а мощность одной лампы составляет 80 Вт

Рассчитываем мощность освещения системы

Р = Рл*N*n (3.6)

где Рл - мощность выбранной лампы, Вт;

N - количество светильников, шт.;

n - количество ламп в светильнике, шт.

Р = 80*75*1=6 кВт

3.5 Вентиляция

В дипломном проекте на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»» рассматривается система вентиляции, которая является неотъемлемой частью для защиты воздуха рабочей зоны и атмосферы от повышенной запыленности. Вентиляция и кондиционирование воздуха на предприятиях создают воздушную среду, которая соответствует нормам гигиены труда. С помощью вентиляции можно регулировать температуру, влажность и чистоту воздуха в помещениях. Кондиционирование воздуха создает оптимальный искусственный климат.

Солнечные лучи, система искусственного освещения - источники дополнительного поступления тепла в помещение. При распаковке, упаковке товара, при работе оборудования, такого как машина по шелушению семян и многих других работах образуется пыль. Постоянное нахождение значительного количества работающих на предприятиях требует более интенсивного воздухообмена. Недостаточный воздухообмен в помещениях предприятий ослабляет внимание и трудоспособность рабочих, вызывает нервную раздражительность, и как результат - снижает производительность и качество труда.

Различают естественную и искусственную вентиляцию. Естественная вентиляция обеспечивает воздухообмен в помещениях в результате действия ветрового и теплового напоров, получаемых вследствие равной плотности воздуха снаружи и внутри помещений. При естественной вентиляции циркуляция воздуха совершается через вентиляционные канаты, расположенные в стенах, фонари и специальные воздухопроводы [35-37].

Искусственная вентиляция (механическая) достигается за счет работы вентиляторов или эжекторов. Она может быть приточной (нагнетательной), вытяжной (отсасывающей) и приточно-вытяжной.

При приточной вентиляции подача воздуха осуществляется вентиляционным агрегатом, а удаление воздуха - через фонари или

дефлекторы. Она применяется, как правило, в помещениях, имеющих избыток тепла и малую концентрацию вредных веществ.

Вытяжная вентиляция предусматривает откачку воздуха из помещений при помощи вентиляционного агрегата. Эта система используется при вентиляции помещений, имеющих в воздухе большую концентрацию вредных веществ, а также влаги и тепла.

Приточно-вытяжная система вентиляции осуществляется с помощью отдельных вентиляционных систем, которые должны обеспечить одинаковое количество подаваемого и удаляемого из помещений воздуха, В помещениях, в которых постоянно выделяются вредные вещества, вытяжная вентиляция должна превышать нагнетательную примерно на 20%. В этих случаях вытяжка производится из мест скопления вредных веществ, а подача чистого воздуха на рабочие места.

По назначению различают общую и местную вентиляцию. Общая вентиляция обеспечивает обмен воздуха для всего помещения, а местная - для отдельных рабочих мест.

В отдельных производственных помещениях, в которых существует опасность прорыва большого количества вредных веществ за короткое время, устраивают дополнительную аварийную вентиляцию. Для аварийной вентиляции используют осевые вентиляторы имеющие большую производительность. Их устанавливают в специальных нишах. В настоящее время устанавливают аварийную вентиляцию с автоматическим включением с одновременной подачей звукового сигнала.

Для обеспечения необходимых условий труда важное значение имеет определение кратности воздухообмена, мощности вентиляционных систем.

Воздухообменом принято называть количество воздуха, которое необходимо подавать в помещения и удалять из него, в кубических метрах в час. Воздухообмен имеет важное значение для регулирования температуры воздуха в рабочих помещениях.

3.6 Определение необходимого количества воздуха в производственных помещениях

В соответствии с санитарными нормами все производственные помещения вентилируются. Необходимое количество воздуха при этом может быть определено различными методами в зависимости от назначения помещения и вида вредных выделений.

В данной дипломной работе выберем метод определения количества воздуха по кратности воздухообмена, т. к. на предприятии производства растительного масла имеются производственные помещения с различными видами выделяющихся загрязнений.

Количество воздуха в производственных помещениях определим по формуле:

L=k*V (3.7)

где k - кратность воздухообмена, 1/ч.;

V - внутренний объём в помещении, м3.

Производственные помещения по размерам практически одинаковы, поэтому кратность воздухообмена в каждом помещении будет примерно равной.

V=S*h= 15*20*8=2400 м3 (3.8)

L=2*2400=4800 м3/ч

Для данных помещений k =2, т. к. V=2400 м3.

3.7 Производственный шум и вибрация

В дипломной работе на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»» рассматривается производственный шум и вибрация, так как на предприятии возникает шум и вибрация различной природы от работы различных механизмов, агрегатов, оборудования [38-39].

Шум и вибрации, превышающие пределы громкости и частоты звуковых колебаний, представляют собой профессиональную вредность. Шум -- это сочетание звуков различной интенсивности и частоты, которое оказывает раздражающее и вредное действие на организм человека. Под влиянием шума у человека может изменяться кровяное давление, работа желудочно-кишечного тракта, а длительное его действие в ряде случаев приводит к частичной или полной потере слуха. Шум влияет на производительность труда рабочих, ослабляет внимание, вызывает тугоухость и глухоту, раздражает нервную систему, в результате чего снижается восприимчивость к сигналам опасности, что может привести к несчастному случаю.

По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды. Источником его является любое колеблющееся тело, выделенное из устойчивого состояния внешней силой. Шумы следует подразделять по характеру спектра на широкополосные, с прерывным спектром шириной более одной октавы, и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона.

К настоящему времени накоплены многочисленные данные, позволяющие судить о характере в особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Кратко временное понижение остроты слуха под действием фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-присбособительной реакции слухового органа.

Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем к стойкому снижению остроты слуха.

Уменьшения шума можно достигнуть за счет рациональной планировки зданий, в соответствии с которой наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в глубине территории в одном месте. Они должны быть удалены от помещений для умственного труда и ограждены зоной зеленых насаждений, частично поглощающих шум. Агрегаты с наиболее интенсивным шумом (выше 130 дБ) следует размещать вне территории предприятий жилой зоны с подветренней стороны и отделять от границ населенных пунктов шумозашитной зоной или стеной. Агрегаты, создающие шум более 90 дБ, должны размещаться в изолированных помещениях.

Помимо мер технологического и технического характера, широко применяются средства индивидуальной зашиты - антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. Отрицательное действие шумов, может быть снижено путем сокращения времени их воздействия, построения рационального режима труда и отдыха, предусматривающего кратковременные перерывы в течение рабочего дня восстановления функции слуха в таких помещениях.

Под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание, и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия, источником которых являются возвратно-поступательнодвижущиеся системы, а также неуравновешенные вращающиеся массы. Иногда вибрации создаются ударами взаимодействующих деталей в зубчатых зацеплениях, подшипниковых узлах и других механизмах. Наличие дисбаланса и всех этих случаях приводят к появлению неуравновешенных сил, вызывающих вибрацию. Причиной дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела несовпадение центра массу тела и оси вращения, деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих и холодных посадках и т. д.

Основными параметрами вибрации, происходящей по синусоидальному закону, являются: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания. В производственных условиях почти не встречаются вибрации виде простых гармонических колебаний. При работе машин и оборудования возникает обычно сложное колебательное движение, которое является апериодическим или квазипериодическим, имеющим импульсный или толчкообразный характер.

Вибрация измеряется виброметрами. Наиболее распространенными является ручной виброграф ВР-1, измеряющий вибрации неэлектрическим методом. С помощью этого вибрографа измеряются колебания с амплитудой от 0.5 до 5 мм и с частотой от 5 до 100 Гц.

При нормировании шума используют два метода нормирования, по определенному спектру шума; по уровню звука в дБ. Первый метод является основным для постоянных шумов и позволяет нормировать уровни звукового давления в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250. 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, значения которых приведены в нормах.

Анализ последствий воздействия вибраций, встречающихся на предприятиях, свидетельствует об их отрицательном влиянии на физиологические функции организма работающих. Длительно и интенсивно воздействуя на человека, она приводит к нарушению деятельности нервной системы, головокружениям и головной боли, зрительным расстройствам, онемению и отчетности пальцев рук, заболеванию суставов, понижению чувствительности и другим патологическим изменениям. Эти изменения могут прогрессировать и привести также к вибрационной болезни и к полной потере трудоспособности. Амплитуда и частота вибрации оказывает существенное влияние на тяжесть заболевания.

Санитарными нормами установлены предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий.

3.8 Электробезопасность

В дипломной работе на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»» рассматривается электробезопасность, так как электрические установки, к которым относится практически все оборудование предприятия, представляют для человека большую потенциальную опасность, потому что в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека. Исключительно важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок, проведения ремонтных, монтажных и профилактических работ.

Нарушение правил электробезопасности при использовании технологического оборудования, электроустановок и непосредственного соприкосновения с токоведущими частями установок, находящихся под напряжением, создает опасность поражения электрическим током.

Для обеспечения безопасных условий труда при эксплуатации электроустановок необходимо знать действие электрического тока на организм человека, меры защиты от поражения томом, оказание помощи человек, пострадавшему от воздействия электротока. Прохождение электрического тока через организм человека оказывает термическое, электростатическое и биологическое действия. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве крови, кровеносных сосудов: электростатическое - в разложении крови; биологическое - в раздражении живых тканей организма, что может привести к прекращению деятельности органов кровообращения и дыхания.

Исход действия электрического тока на организм человека зависит от величины тока, его напряжения, частоты, продолжительности воздействия, пути тока и общего состояния человека. По данным многих исследований установлено, что ток силой более 0,05 А может смертельно травмировать человека в течении 0,1 с. Наибольшее число поражений от электрического тока (около 85%) приходится на установки напряжением до 1000 в. Относительно безопасным для человека в сырых помещениях принято считать напряжение до 12 В, в сухих помещениях - до 36 В, так как при случайном соприкосновении величина тока, проходящего через организм не превышает 0,01 А.. Для человеческого организма опасны как переменный, так и постоянный ток. Наиболее опасен переменный ток, имеющий частоту 50 Гц; частота 400 Гц менее опасна [40-44].

В качестве заземляющих проводников целесообразно использовать металлические конструкции зданий, металлические трубопроводы водопровода имеющие соединение с землей.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. В случае возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным заземлением электрический ток пройдет по параллельной цепи, но не через тело человека, а заземляющее устройство. Ток, проходящий через тело человека не представит большой опасности, так как сопротивление тела человека значительно больше (1000 Ом), чем сопротивление заземления (4 Ом). На практике защитное заземление считается обеспечивающим безопасность, если напряжение прикосновения не будет превышать 40 В.

3.9 Первая и неотложная помощь при поражении электрическим током

Пострадавшего нужно немедленно освободить от действия тока. Самым лучшим является быстрое его выключение. Однако в условиях больших промышленный предприятий это не всегда возможно. Тогда необходимо перерезать или перерубить провод или кабель топором с сухой деревянной ручкой, либо оттащить пострадавшего от источника тока. 

При этом необходимо соблюдать меры личной предосторожности: использовать резиновые перчатки, сапоги, галоши, резиновые коврики, подстилки из сухого дерева, деревянные сухие палки и т.п. При оттаскивании пострадавшего от кабеля, проводов и т.п. следует браться за его одежду (если она сухая!), а не за тело, которое в это время является проводником электричества. 

Меры по оказанию помощи пострадавшему от электрического тока определяются характером нарушения функций организма: если действие тока не вызвало потери сознания, необходимо после освобождения от тока уложить пострадавшего на носилки, тепло укрыть, дать 20-25 капель валериановой настойки, тёплый чай или кофе и немедленно транспортировать в лечебное учреждение. 

Если поражённый электрическим током потерял сознание, но дыхание и пульс сохранены, необходимо после освобождения от действия тока на месте поражения освободить стесняющую одежду (расстегнуть ворот, пояс и т.п.), обеспечить приток свежего воздуха, выбрать соответственно удобное для оказания первой помощи место с твёрдой поверхностью - подложить доски, фанеру и т.п., подстелив предварительно под спину одеяло. Важно предохранять пострадавшего от охлаждения (грелки). Необходимо осмотреть полость рта; если стиснуты зубы, не следует прибегать к физической силе - раскрывать его рот роторасширителем, а надо сначала несколько раз кряду дать ему понюхать на ватке нашатырный спирт, растереть им виски, обрызгать лицо и грудь водой с ладони. Одновременно следует ввести подкожно 0,5 мл 1% раствора лобелина или цититона, 1 мл 10% раствора кофеина, 1 мл кордиамина. При открытии полости рта необходимо удалить из неё слизь, инородные предметы, если есть - зубные протезы, вытянуть язык и повернуть голову на бок, чтобы он не западал. Затем пострадавшему дают вдыхать кислород. Если поражённые пришёл в сознание, ему нужно обеспечить полный покой, уложить на носилки и поступать далее так, как указано выше в первом случае. 

Но бывает и так, что состояние больного ухудшается - появляются сердечная недостаточность, частое прерывистое дыхание, бледность кожных покровов, цианоз видимых слизистых оболочек, а затем терминальное состояние и клиническая смерть. В таких случаях, если помощь оказывает один человек, он должен тут же приступить к производству искусственного дыхания «изо рта в рот» и одновременно осуществлять непрямой массаж сердца. делается это следующим образом: сначала оказывающий делает подряд 10 выдохов в лёгкие пострадавшего, затем быстро переходит к левой его стороне, становится на одно или оба колена и производит толчкообразное надавливание по центру грудины на её нижнюю треть. Массаж сердца прерывается каждые 15 секунд для проведения одного глубокого вдоха. 

Если есть помощник, то оказание первой помощи проводят двое. Один производит искусственное дыхание, другой - непрямой массаж сердца. Эффективность этих мероприятий зависит от правильного их сочетания, а именно: во время вдоха надавливание на грудину пострадавшего производить нельзя. Во время выдоха на грудину следует ритмично нажимать 3-4 раза, делая паузу во время следующего вдоха и т.д. Таким образом, за одну минуту совершается 48 нажатий и 12 вдуваний. Непрямой массаж сердца частично обеспечивает вентиляцию лёгких. Для проведения массажа сердца надо надавливание производить не всей ладонью, а тыльной поверхностью лучезапястного сустава. Давление на грудину усиливается другой ладонью, крестообразно располагаемой на дорзальной (ладонной) поверхности первой кисти. Оказывающий помощь при массаже сердца должен находиться в полусогнутом положении так, чтобы сила нажатия обеспечивалась и весом туловища. Надавливание должно быть таким, чтобы грудина смещалась к позвоночнику не менее, чем на 3-5 см. В этом случае происходит механическое сдавливание сердца, вследствие чего из него выталкивается кровь. При расправлении грудной клетки кровь из вен поступает в сердце. 

Проведение массажа сердца у лиц в состоянии клинической смерти необходимо сочетать с применением не только искусственного дыхания, но и внутриартериального переливания крови или полиглюкина (250-500 мл), синкола и других средств. 

Следует отметить, что при поражении электрическим током может развиться фибрилляция сердца (частые неэффективные сокращения сердечной мышцы, не обеспечивающие передвижения крови по кровеносным сосудам), завершающаяся остановкой сердца. В этом случае применяют раздражение сердечной мышцы с помощью специального аппарата - дефибриллятора. 
Одновременно с массажем сердца и искусственным дыханием пострадавшему внутривенно вводят необходимые лекарственные вещества, в том числе 0,5 мл норадреналина (медленно!), 1 мл 10% раствора кофеина, 1 мл кордиамина, 1 мл 1% раствора мезатона или 0,3 мл 0,5% раствора эфедрина, 5 мл 10% раствора хлористого кальция, 30-40 мл 40% раствора глюкозы. 

В связи с нарушением у пострадавшего кровообращения и ослабления всасывания из подкожного слоя вводить лекарственные вещества нужно внутривенно и по возможности медленно. При этом продолжают проводить искусственное дыхание и другие мероприятия по оказанию первой помощи. 
Следует также проводить кожное раздражение - растирание тела и конечностей полотенцем, смоченным винным спиртом или 6% раствором уксуса. 

У поражённых электрическим током меры оживления следует проводить очень тщательно и длительно вплоть до восстановления самостоятельного дыхания или появления безусловных признаков смерти - трупных пятен и окоченения. 

Участки тела, обожжённые электрическим током, лечат в стационаре как термические ожоги. Ни в коем случае нельзя допускать, чтобы поражённых электротоком или молнией закапывали в землю.

3.10 Опасные и вредные производственные факторы

В дипломной работе на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»» учитывается воздействие вредных и опасных факторов производственной среды, которые приводят к снижению работоспособности, заболеванию, травматизму.

Производственная деятельность в большей или меньшей степени опасна для здоровья работников. Ослабить влияние вредных и опасных производственных факторов - одна из основных задач работодателей.

В процессе трудовой деятельности на человека могут воздействовать

вредные производственные факторы (производственные факторы, воздействие которых на работающего, в определённых условиях, приводят к заболеванию или снижению работоспособности), опасные производственные факторы (производственные факторы, воздействие которых на работающего, в определённых условиях, приводят к травме или другому внезапному ухудшению здоровья).

Вредный производственный фактор, в зависимости от интенсивности и продолжительности воздействия, может стать опасным.

ПДК (предельно-допустимая концентрация) - установленный безопасный уровень вещества в воздухе рабочей зоне (возможно в почве, воде, снеге) соблюдение которого позволяет сохранить здоровье работника в течение рабочей смены, нормального производственного стажа и по выходу на пенсию. Не передаётся негативное последствие на последующие поколения [45-47].

ПДУ (предельно-допустимый уровень) - характеристика, применяемая к физическим опасным и вредным производственным факторам. Смысл отражён в понятии ПДК.

Вредные условия труда - это условия труда, характеризующиеся наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающие неблагоприятное воздействие на организм работающего и (или) его потомство.

Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на:

1) физические - электрический ток, повышенный шум, повышенная вибрация, пониженная (повышенная) температура и др.;

2) химические - вредные для человека вещества, подразделяющиеся по характеру воздействия (токсические, раздражающие, канцерогенные, мутагенные и др.) и пути проникновения в организм человека (органы дыхания, кожные покровы и слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт);

3) биологические - патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности;

4) психофизиологические - физические и эмоциональные перегрузки, умственное перенапряжение, монотонность труда и др.

По характеру воздействия на человека ОВПФ могут быть связанными с трудовым процессом или с воздействием окружающей среды.

Воздействие опасных и вредных производственных факторов на человека можно ослабить или исключить нормальной организацией рабочих мест, совершенствованием технологических процессов, применением коллективных и (или) индивидуальных средств защиты и др.

3.11 Пожаробезопасность

В дипломной работе на тему «Разработка электропривода сушильной установки растительного сырья АО «Шымкентмай»», рассматривается пожаробезопасность, так как пожары на предприятии могут понести человеческие жертвы и большие материальные потери. Пожарная безопасность предприятия должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, в том числе организационно-техническими мероприятиями. На предприятии Шымкентмай предусмотрена пожарная охрана, так как существует множество потенциальной опасности возгорания.

Существует закон Республики Казахстан о пожарной безопасности, который регулирует правовые отношения государственных органов, физических и юридических лиц независимо от форм собственности в области обеспечения пожарной безопасности на территории Республики Казахстан.

Законодательство Республики Казахстан в области пожарной безопасности основывается на конституции. Республики Казахстане и состоит из настоящего Закона, а также других, законодательных, нормативных и правовых актов Республики Казахстан, Регулирующих вопросы пожарной безопасности [48-49].

В проектируемой установке возгорание может произойти по нескольким причинам: