2. Рассчитаем монжусы для химикатов при внутреннем диаметре транспортной трубы D = 20 мм, давлении рабочего агента P₁ = 2•9,81•10⁴ Па, высоте передавливания Н = 7 м.

Размеры монжусов подбирают, исходя из соображений обеспечения заданного уровня в расходном баке, т.е. из соображений обеспечения баланса между потреблением раствора химиката из бака ?Q_б и подачей его из монжуса Q_м с учетом вместимости транспортного трубопровода G_тр.

Производительность монжуса равна

где: ?о = овх + ?озакр = 0,25 + 10•0,294 = 3,19

о и ?о подбираются по таблицам.

Для химикатов принимаем удельный вес раствора г_х = 1000 Н/м³. Для насыщенного раствора соли принимаем удельный вес раствора г_соли = 1147 Н/м³.

Производительность монжуса для химикатов составляет

Теперь учтем объем транспортных трубопроводов. Предположим, что длина транспортной трубы с внутренним диаметром 20 мм от монжуса до расходного бака составляет 15 м. Тогда объем трубы равен:

G_тр = р?h²•L = 23,55 л.

При максимальной дозе 15 л и объеме транспортной трубы 23 л объем монжуса может быть принят 40 л.

Значит, объем и производительность монжуса обеспечивают восстановление уровня в расходном баке с учетом заполнения транспортной линии в течение 3,2 с.

3.9 Разработка принципиальных технических решений

3.9.1 Принципиальная электрическая схема АСР концентрации

раствора серной кислоты

Принципиальная электрическая схема представлена на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13

Принципиальная схема состоит из четырёх блоков А1, А2, А3, А4. Схема предусматривает два вида управления: «Ручное» и «Автоматическое». Схема в режиме «Авт.» работает следующим образом.

Блок А1, в который входит первичный преобразователь кондуктометрического типа, находится в объекте измерения. Сигнал с датчика поступает на микропроцессорный блок управления блок А2, который вырабатывает регулирующее воздействие в соответствии с законом регулирования и входным сигналом, равным разности текущего значения концентрации и заданным значением концентрации.

Регулирующее воздействие поступает на блок А3, в который входит усилитель рассогласования У-101 и блок управления работой исполнительного механизма МЭО, который через регулирующий орган увеличивает, или уменьшает количество кислоты, поступающей в кисловочную ванну, что приводит к изменению концентрации раствора серной кислоты.

В ручном режиме схема работает следующим образом. Ставим переключатель SA1 в положение «РУЧН.». Блоки А2 и А3 отключены. Для увеличения концентрации раствора серной кислоты, нажимает на кнопку SB-2, по катушке магнитного пускателя КМ1, протекает ток. Замыкающий контакт КМ1.2 замыкает и шунтирует кнопку SB2. Кнопку SB2 можно отпустить. Размыкающий контакт КМ1.3 размыкается, что предотвращает включение магнитного пускателя КМ2. Его замыкающие контакты КМ2.1, КМ2.2 и КМ2.4 разомкнуты, а размыкающий контакт КМ2.3 замкнут. Замыкающий контакт КМ1.1 замыкается и исполнительный механизм МЭО начинает вращаться и включает подачу кислоты с помощью регулируемого органа «эрлифта». Об этом сигнализирует лампа HL-1, т.к. замыкающий контакт КМ1.4 замыкается.

Чтобы не было одновременного включения двух магнитных пускателей КМ1 и КМ2 в схеме предусмотрен метод активной блокировки, т.е. включение размыкающего контакта КМ1.3. в цепь катушки магнитного пускателя КМ2 и размыкающего контакта КМ2.3 в цепь катушки магнитного пускателя КМ1. Для защиты сети от короткого замыкания в цепи управления используется плавкий предохранитель FU1.

3.9.2 Общий вид щита автоматики

Эскиз щита автоматики представлен на рисунке 3.14.

На рисунке щита управления расположены:

Показывающий дисплей (2), на нём можно увидеть текущее значение концентрации раствора кислоты, лампочка (1), сигнализирующая о включённом питании, переключатель режимов работы (4).

Также на щите располагаются кнопки открытия-закрытия вентиля подачи раствора (3).

Рисунок 3.14

Перечень элементов

Позиция	Наименование	Количество	Примечание
	Щит шкафной малогабаритный	ЩШМ	800x600x400
1	Лампа сигнальная РНЦ-220-10	2	Красного цвета
2	Блок АЖК-3102	1
3	Кнопочная станция ПКЕ-313	1
4	Переключатель универсальный УП 5313-С70	1

Надписи

Позиция	Наименование	Количество
01	Открытие, закрытие вентиля	1,1
02	Концентрация раствора H2SO4, г/л	1
03	Откр.-выкл.-закр., вентиля	1
04	Авт.-выкл.-ручное	1

3.9.3 Схема внешних соединений

Схема внешних соединений представлена на рисунке 3.15.

Данная схема призвана показать внешние электрические и трубные связи между измерительными устройствами и средствами получения первичной информации, с одной стороны, щитами и пультами автоматизации - с другой, показывающие характер соединения, их длину, маркировку, наличие промежуточных мест коммутации.

Рисунок 3.15

В практике встречаются следующие разновидности схем внешних соединений:

· схемы трубных проводок;

· схемы электрических проводок;

· совмещенные схемы трубных и электрических проводок.

На листе изображена схема внешних соединений аппаратуры автоматики установленной на технологическом оборудовании (на ваннах с раствором) со щитом автоматики.

Корпус чувствительного элемента заземлен, а проводники, соединяющие чувствительный элемент с преобразователем, экранированы.

Исполнительный механизм (МЭО) присоединён к щиту автоматики алюминиевым проводом в поливинилхлоридной изоляции типа АПВ 2,5 (2,5x3), длиной 14 метров, который заключён в трубу ПВХ Ш15 и длиной 13 метров.

Чувствительный элемент датчика концентрации (АЖК-3102) подключён к щиту автоматики медным проводом типа ПВГ 1,5 (1,5x7), длиной 8 метров, в металлорукаве Ш20 и длинной 80 метров.

3.9.4 Рекомендации по монтажу средств автоматики

В монтажные работы об установке технических средств автоматизации входит монтаж приборов для получения информационных сигналов, приборов на щитах, трубных и электрических проводок, исполнительных механизмов и регулирующих органов.

Требования при монтаже средств автоматики:

1. Электрические проводки к приборам и средствам следует прокладывать по кратчайшему расстоянию между соединяемыми приборами с минимальным числом поворотов, параллельно стенам и перекрытиям и, во избегании электрических помех, по возможности дальше от технологического оборудования, электрооборудования, силовых и осветительных линий.

2. Места прокладки электрических проводок должны быть доступны для монтажа и обслуживания. Особо повышенные требования предъявляются к прокладке измерительных электрических проводок в связи с тем, что нарушение правил их прокладки может привести к снижению точности показаний всей измерительной системы, а в отдельных случаях - к выходу ее из строя.

3. Первичные преобразователи для измерения принимают монтаж после стендовой проверки, в процессе которой проверяют их пригодность к монтажу. Непосредственно перед установкой преобразователи подвергают внешнему осмотру, проверяют, нет ли видимых повреждений, наличие деталей крепления, входящих в комплект поставки приборов, наличие технической документации (заводского паспорта и протокола стендовой проверки).

4. Обязательным условием правильного измерения концентрации раствора кислоты является установка концентратомера на расстоянии от задвижек, вентилей и сужающих устройств, равном не менее 20 диаметрам трубопровода, то есть, где нет завихрения или возмущения потока.

5. Расстояние от силового щита до щита автоматики 25 м, а от щита автоматики до приборов, установленных по месту, 10 м.

6. Температура окружающего воздуха 15-50?С, а влажность до 80%.

7. Щитовые приборы размещаются на высоте 1.10-1.20 м от пола, регистрирующие приборы - 1.30-1.40 м от пола, индикаторы - 1.50 м от пола.

Место установки датчика концентрации не должно ухудшать точность измерений. Датчик должен быть установлен так, чтобы его место нахождение не препятствовало прохождению технологического процесса. Его местонахождение должно соответствовать правилам техники безопасности. Метод установки должен предусматривать быстрый съем элементов и их замену.

Рекомендации по наладке:

Наладочные работы технических средств автоматизации включает в себя стендовую поверку приборов и аппаратуры, которая производится в лабораториях до их монтажа; индивидуальное опробование и во всех смонтированных технических средств автоматизации с номинальными значениями контролируемых и управляемых параметров; режимную настройку во время пробной эксплуатации на обеспечение более экономной и надежной работы технологического оборудования.

Поверка приборов производят по Госстандартам и инструкциям. Поверка автоматических регуляторов и других сложных технических средств автоматизации производят по инструкциям заводов изготовителей.

Поверка электропроводок бывает 2-х видов: проверяется сопротивление изоляции и напряжение пробоя.

Проверка сопротивления изоляции проводится микрометрами с автономным сетевым источником.

При проверке пробоя на провод подается 1000 В или 2.5 кВ, сопротивление регулируется потенциометром и контролируется вольтметром. Изоляция выдержала испытание на пробой, если при подключении большего напряжения в течении одной минуты миллиамперметр не дает бросков. При проверке на пробой конденсаторы и микросхемы отключаются либо шунтируются.

Защитные трубы проходят испытания на плотность, пневмо- и гидротрубы проводят проверку на плотность и прочность. Труба прошла испытание, если в течении 3 мин давление упадет меньше, чем на 50%.

Проверка термосопротивления - это проверка его погрешности и установление периодичности к применению. Для него должна нормироваться номинальная градуировочная характеристика. По номинальной статической характеристике преобразователя при известном значении информационного параметра выходного сигнала определяют номинальное значение информативного параметра входного сигнала.

4. Раздел Безопасность жизнедеятельности

4.1 Введение

На сегодняшний день, современное текстильное предприятие - сложное высокотехнологичное и энергоемкое хозяйство, широко использующее различные химические вещества и сырье на их основе. Мы сталкиваемся с рядом вопросов, связанных с созданием экологически чистых и безопасных условий труда, повышением безопасности оборудования и технологических процессов.

Целью данного раздела является проведение анализа условий труда на текстильном предприятии. При внедрении автоматизированной системы карбонизации и последующей сушки сырья шерсти на линии карбонизации ЛК180-Ш, мы выявляем и нейтрализуем основные вредные и опасные производственные факторы. Выясняем особенности их воздействия на человека, принципы нормирования и обеспечения благоприятных условий труда в рабочей зоне, исключение возникновения травмоопасных ситуаций при работе в цехе, снижение вредного воздействия шума, улучшение микроклимата помещения.

На текстильных предприятиях производственные процессы сопровождаются шумом, вибрацией, большим выделением волокнистой и минеральной пыли, избыточного тепла, влаги и газов, а также других вредных производственных выделений.

Обрабатываемое на этих предприятиях сырьё представляет большую пожарную опасность. Следовательно повышаются требования к регламентированию температуры, влажности, предельно допустимому содержанию пыли, паров, газов, а также к противопожарному режиму.

Для производственной безопасности на текстильных предприятиях введен паспорт санитарно-технического состояния условий труда, который предназначен для документального оформления проверки санитарно-гигиенических условий труда и выявления производственных участков (рабочих мест) не соответствующих условиям безопасности труда.

Наряду с производственной безопасностью в данном разделе рассматривается экологическая безопасность. В результате деятельности предприятия в атмосферу поступают вредные вещества, как в твердом, так и в газообразном состоянии. Причем часть этих веществ, поступающих в атмосферу, не поддаётся очистке.

Дополнительно, задачей данного раздела является изучение основных опасных и вредных производственных факторов, особенностей их воздействия на человека, принципов нормирования и обеспечения безопасности и безвредности труда, а также современных методов измерения указанных факторов и защиты от них.

4.2 Производственный микроклимат

Повышенные температура, запылённость и влажность - одни из характерных особенностей процесса эксплуатации линии карбонизации ЛК180-Ш в подготовительном цехе. Параметры микроклимата нормируются СНиП 245-71. Параметры микроклимата устанавливаются в зависимости от сезона года и категории работ, проведенная оценка работы при эксплуатации линии карбонизации показала, что данная работа отнесена к I категории - легкие физические работы или работы, энергозатраты которых составляют до 172 Дж/с. Сравнительная характеристика параметров микроклимата приводится в таблице 4.1.

Из таблицы следует, что фактическая температура имеет превышение на 1-3⁰С, влажность на 10-20%, фактическая скорость воздуха - до 0,7 м/с.

Сушильно-термическая камера является основным источником тепловыделения и пылеобразования данной машины. К основным причинам, способствующим созданию неблагоприятной обстановки в производстве, следует отнести низкую эффективность системы вытяжной вентиляции и неисправность контрольно-измерительной системы микроклимата в помещении.

Таблица 4.1 ? Параметры микроклимата подготовительного цеха

Параметры микро-климата (Ед.изм)	Фактические параметры	Нормативные параметры (СниП 245-71)	Период года
Температура (0С) Т	22-27 25-32	19-25 21-28	Холодный и переходный период Теплый период
Влажность (%) ц	55-70 65-75	40-60 40-60	Холодный и переходный период Теплый период
Скорость воздуха (м/с) V	0,8-0,9 0,8-0,9	0,2 0,5	Холодный и переходный период Теплый период

Для снижения тепловыделения и пылеобразования, рабочую зону линии ЛК180-Ш оборудуют укрытиями, шатрами с воздухоотводами, что обеспечивает поддержание наиболее благоприятного микроклимата.

Для улучшения параметров микроклимата в цехе предусматривается использовать систему приточно-вытяжной вентиляции, в сочетании с теплоизоляцией сушильно-термической камеры.

4.3 Оценка запылённости воздуха рабочей зоны

Повсеместное образование и выделение в воздух специфической волокнистой пыли является особенностью текстильного производства.

В цехе окончательной высушки шерсти, после процесса карбонизации, запыленность воздуха составляет от 2 до 4 мг/м³, что согласно ГОСТ 12.1.005-76 не превышает ПДК = 4 мг/м³, и относится к 4 классу веществ (малоопасным).

Производственное помещение необходимо оснащать принудительной приточно-вытяжной системой вентиляции.

Системы вентиляции должны быть выполнены из материалов предназначенных для эффективного удаления пыли, разрешенных к применению в строительстве и должны соответствовать СНиП 2.04.05-91.

В обязательном порядке необходима регулярная уборка пыли с использованием вакуумных пылеуборочных машин, а так же влажная уборка пола. Необходимо не реже двух раз в год осуществлять генеральную уборку помещений с мытьем окон и стен.

4.4 Выделение вредных паров и газов

При карбонизации в отделочном производстве технологические процессы сопровождаются выделением вредных паров, воздействие которых на производственный персонал могут вызвать различные профессиональные заболевания. Кисловочная ванна (щёлочь) и сушильно-термическая камера (щелочь, кислоты) являются основными источниками выделения паров и газов при работе линии карбонизации.

Основные причины, способствующие вредным выделениям - недостаточно эффективное устройство герметизации кисловочного и консуляции сушильно-термического оборудования, а также низкую эффективность системы вытяжной вентиляции при использовании локальных отсосов, вытяжных зонтов.

С целью повышения эффективности удаления паров в процессе кисловки, сушки и выжигания, предусматривается использование системы вытяжной вентиляции с использованием воздухозаборных устройств, установленных над кисловочными ваннами и сушильно-термическими камерами.

Для снижения вредного воздействия токсичных паров и газов при обслуживании линии карбонизации ЛК180-Ш, предусматривается повысить качество использования герметиков при оснащении кисловочных ванн шатрами и изоляции сушильно-термической камеры.

4.5 Шум, оценка уровня

Эксплуатация производственного оборудования в текстильной промышленности сопровождается выделением шума. Уровень шума в рабочей зоне линии карбонизации регламентируется ГОСТ 12.1.003-83. В таблице 4.2 приведена сравнительные характеристики фактического и нормативного уровня шума в рабочей зоне.

Таблица 4.2 ? Параметры уровня зашумлённости подготовительного

цеха

Уровни звукового давления, дБ в октавных полосах, со среднегеометр. частотами в Гц.	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	Уровни звука, дБА
Нормативные значения. Lн	99	92	86	83	80	78	76	74	80
Фактические значения. Lф	101	101	102	102	100	94	87	79	104
Отклонение	+2	+9	+16	+19	+20	+16	+11	+5	+24

Как видно из таблицы фактический уровень шума превышает нормативное значение уровня шума от 2 Дб на частоте 63 Гц до 20 Дб на частоте 1000 Гц.

К основным причинам, создающим неблагоприятную акустическую обстановку в производстве, следует отнести:

1) Нерегулярность проведения текущего, промежуточного и капитального ремонтов;

2) Разбалансировку подвижных деталей и узлов, подверженных интенсивному износу;

3) Нерегулярное проведение текущей эксплуатационной накладки и переналадки технологического оборудования.

Для снижения вредного воздействия шума, предусматривается регулярно проводить текущий, промежуточный и капитальный ремонты, а так же наладку, переналадку технологического оборудования, использовать смазочные материалы, рекомендуемые заводом-изготовителем.

4.6 Освещение на текстильном производстве

Во время работы линии карбонизации в подготовительном цехе выполняется зрительная работа малой точности, освещение общее, нормированная освещенность - 75 лк.

Размеры производственного цеха: длина - 35 м; ширина - 14 м; высота - 6 м; площадь помещения S_п = 490 м²;

Цвет окраски: потолка - белый; стен - бежевый. Высота подвеса светильников - 5 м; оборудование расположено посередине помещения с проходами у стен. Тип светильника ПВЛ, расположение - рядами, параллельными длинной стороне цеха.

Для выбранного типа светильника принимается соотношение m = L_св/H_св = 1,4.

При H_св = 5 расстояние между светильниками L_св= m*H_св = 1,4*5 = 7 м. Расстояние светильников до стен при наличии проходов у стен принимается L_ст = L_св/2 = 7/2 = 3,5 м.

Количество светильников в одном ряду по длине

Количество светильников в одном ряду по ширине

Общее количество светильников

n_св.общ = n_св.дл* n_св.ш = 5*2 = 10 шт.

Индекс помещения

Световой поток одного источника света

,

где: К = 1,5;

Z = 1,15;

= 0,69.

В каждом светильнике установлены две лампы мощностью 125 Вт, со световым потоком 4800 лм каждая. Общая установленная мощность с учетом потерь равна 9 кВт.

Освещенность соответствует СНиП II-4-79.

Для сохранения нормальной освещенности предусматривается регулярно проводить уборку пыли, а также вести контроль за состоянием светильников, не реже двух раз в год осуществлять генеральную уборку помещений с мытьем окон, стен и светильников.

Также предусмотрено аварийное освещение для безопасной эвакуации работающих в случае чрезвычайных ситуаций. В коридорах и лестничных площадках устанавливаем лампы накаливания, которые обеспечат освещенность не менее 0,5 лк. Светильники аварийного освещения рекомендуется подключить к сети, раздельной от сети рабочего освещения.

4.7 Требования техники безопасности по эксплуатации механизмов

съёма и установки сырья при заправке в процессе работы

Процесс эксплуатации линии карбонизации характеризуется воздействием на обслуживающий персонал текстильного предприятия различных неблагоприятных факторов.

К основным источникам механического воздействия следует отнести механизмы съёма и установки сырья при заправке в процессе работы.

Основные причины, способные вызвать возникновение травмоопасных ситуаций механического воздействия, следует разделить на организационные и технические.

При непосредственном изучении условий труда при эксплуатации линии карбонизации ЛК180-Ш, видно, что выполняются отнюдь не все необходимые требования для безопасности жизнедеятельности человека.

Перечень организационных причин:

1) Низкий профессиональный уровень подготовки производственного персонала;

2) Нерегулярное проведение инструктажей по технике безопасности и по эксплуатации основного и технического оборудования.

3) Невнимательность и халатность обслуживающего персонала предприятия.

Технические причины:

1) Отсутствие защитных ограждений, создающих свободный доступ в опасные зоны обслуживания оборудования;

2) Исправность защитных (механических и электронных) блокировок;

3) Исправность системы световой сигнализации;

4) Исправность рабочих инструментов;

5) Рациональное освещение рабочих зон обслуживания при эксплуатации основного и вспомогательного технологического оборудования;

6) Несоответствие (нарушение) режимов эксплуатации технологического оборудования;

7) Исправность контрольно-измерительных приборов;

8) Исправность средств индивидуальной защиты работающих;

9) Невыполнение сроков ремонтов (текущего, периодического, капитального) основного и вспомогательного оборудования.

С целью создания благоприятных условий труда, исключающих возникновение травмоопасных ситуаций, предусматривается регулярно, перед началом рабочей смены, осуществлять визуальный контроль неисправности защитных ограждений, блокировок, звуковой и световой сигнализации, рабочих инструментов, контрольно-измерительных приборов, средств индивидуальной защиты рабочих. Необходимо также следить за рациональностью освещения рабочих зон обслуживания при эксплуатации основного и вспомогательного технологического оборудования. Все виды ремонтных работ оборудования предусматривается осуществлять в соответствии с графиком, утвержденным инженером предприятия.

С целью повышения профессионального уровня подготовки производственного персонала, предусматривается не реже 1 раза в год проводить техминимум по 12 часовой программе, с последующей сдачей экзамена и присвоения очередного квалификационного разряда.

Так же предусматривается проводить все виды инструктажей, в соответствии с отраслевыми инструкциями.

4.8 Электробезопасность

Карбонизационный цех по степени опасности поражения человека электрическим током относятся ко II группе - помещения с повышенной опасностью, так как в технологическом процессе используемое оборудование работает от сети переменного тока напряжением 220/380 В, и в случае разрушения электроизоляции и перехода напряжения на корпус станков создался опасность поражения человека электрическим током. Кроме того, технологическое оборудование работает в условиях повышенной температуры и влажности, что увеличивает опасность поражения персонала электрическим током.

Основные источники поражения электрическим током: пульт управления, провода и кабели, проложенные в цехе.

Электротравмоопасные производственные ситуации могут возникнуть в связи с неисправностью устройства защитного заземления и автоматического отклонения. Опасность поражения человека электрическим током может возникнуть из-за неисправности защитных ограждений, защитных электрических блокировок, а также из-за неисправности системы световой сигнализации, нарушения режимов эксплуатации технологического оборудования, неисправности контрольно-измерительных приборов, отсутствия средств индивидуальной защиты.

С целью предотвращения опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала, предусматривается устройство защитного заземления, а для определения его параметров необходим расчет.

4.8.1 Расчет защитного заземления

Исходные данные: l = 2,7 м

а (толщина стенки) = 0,004 м

d = 0,045 м

h (глубина закладки) = 0,8 м

ne (толщина соседней полосы связи) = 0,003 м

R₃₃ < 4 Ом

S (сечение) ne = 0,048 м

W_изм = 1,6

Сопротивление растекания тока для одной вертикальной забитой в землю трубы определяется по формуле:

,

где: L - диаметр трубы, м.

d - диаметр трубы, м.

р - удельное сопротивление грунта, Ом*м

H - глубина, на которую забита половина трубы, м.

Определяем ориентировочное количество электродов:

По таблице определяем коэффициент взаимного экранирования электродов заземлителей:

а = 6

Определяем потребное количество электродов с учетом n₁ = 0,58:

Уточняем коэффициент с учетом n₂ = 64 по таблице: n_{т.уточн} = 0,55

Определяем сопротивление растеканию тока во всех электродах:



Определяем необходимую длину полосы связи, объединяющей все электроды заземлители:

ln = 1,05*а*(n-1) = 1,05*2,7*63 = 178,6 м.

Определяем R_{r эз} с одиночной полосы связи:

По таблице определяем коэффициент экранирования полосы связи:

n_nc = 0,27

Определяем общее сопротивление системы защитного заземления:

Таким образом, в результате выполнения расчета были получены параметры системы, отвечающие требованиям R_зз < 4 Ом и обеспечивающие безопасность труда.

4.9 Химическое воздействие

Одной из особенностей эксплуатации линии карбонизации ЛК180-Ш является воздействие на обслуживающий персонал химических реагентов, которые могут явиться причиной химического поражения.

В рабочем растворе находится химическое вещество, серная кислота H₂SO₄. Воздействие данного вещества на человека, по классу опасности относят этот раствор ко 2-му классу - «вещества высокоопасные». По характеру действия на организм они относятся к разрушающим вредным веществам, поражающим поверхность кожи, слизистой и глаз, а так же верхние и глубокие дыхательные пути. К основным причинам, которые могут создать предпосылки возникновения химических травм производственного персонала, следует отнести отсутствие ограждений, неисправность системы световой сигнализации, неисправность средств индивидуальной защиты, а так же необученность персонала.

Методы и средства защиты от этих веществ условно подразделяются на две группы: технические и организационные. К техническим средствам относятся:

1) Перевооружение технологий и технического оборудования с учетом частичной или полной автоматизации процесса;

2) Оснащение производства современными высокоэффективными средствами воздухообмена, герметизация, инкапсуляция, а также средств контроля за безопасностью эксплуатации оборудования.

К организационным мероприятиям следует отнести:

1) Своевременное проведение инструктажей по технике безопасности;

2) Выбор общественных инспекторов из числа рабочих, осуществляющих контроль за выполнением правил, норм, инструкций по безопасности жизнедеятельности;

3) Обеспечение рабочих соответствующей спецодеждой и СИЗ.

4.10 Термобезопасность

Источником опасных факторов термического воздействия на линии карбонизации ЛК180-Ш является сушильно-термическая камера, где в процессе сушки и выжигания температура составляет 60-120 и 90-120⁰С соответственно.

Технические причины, способные создать травмоопасные ситуации термического воздействия, являются:

1) Неисправность защитных ограждений, создающих свободный доступ в опасные зоны обслуживания оборудования;

2) Неисправность, отсутствие теплоизоляционных покрытий, неисправность средств индивидуальной защиты работающих.

К организационным причинам следует отнести:

1) Невыполнение периодичности проведения инструктажей по безопасным методам и приемам труда при эксплуатации оборудования;

2) Невнимательность и невыполнение норм безопасности работниками предприятия.

С целью предотвращения травмоопасных ситуаций термического воздействия в цехе перед началом рабочей смены регулярно проводится визуальный контроль исправности защитных ограждений, проверка наличия и исправности теплоизоляционных покрытий. Предусматривается проводить все виды инструктажей согласно отраслевым нормам.

4.11 Пожаробезопасность

Подготовительный цех, в котором расположено оборудование, относится к категории «В» по взрывоопасности (СНиП11-М.2-72) и ко 2 степени огнестойкости здания (СниП11-А.5-70). Поэтому предполагается использование спринклерной системы пожаротушения.

Также в цехе необходимо создать уголок пожарной охраны (пожарный щит, ящик с песком). На пожарном щите расположены: лопата, багор, топор, ведро и т.д.

Пожарное водоснабжение - комплекс сооружений, с помощью которых обеспечивается подача воды к месту пожара. Пожарные водопроводы в цехе, объединяются с хозяйственными питьевыми и производственными водопроводами. Отбор воды из наружной сети осуществляется через пожарные гидранты.

Вода от гидрантов к месту пожара подается по рукавам передвижными пожарными насосами. Пожарные водопроводы внутри зданий служат в основном в качестве первичных средств тушения пожаров. Отбор воды из таких водопроводов ведется через пожарные краны, к которым подсоединяются рукава и стволы. Напор в сети внутреннего водопровода обеспечивает орошение компактными струями самых удаленных точек помещений. Пожарное водоснабжение осуществляется из искусственных водоемов и резервуаров, оборудованных подъездами для передвижных пожарных насосов.

4.11.1 Расчет противопожарного водоснабжения

Объем противопожарного резервуара определяется по формуле:

где: 3 - нормативное время, в течение которого противопожарный резервуар должен обеспечивать подачу воды для тушения пожара, час;

3600 - количество секунд в одном часе;

q_н и q_вн - расходы на тушение соответственно наружного и внутреннего пожаров, л/сек;

По таблицам q_н=30 л/сек;

10-3 - переводной коэффициент;

В качестве смачивателя выбираем сульфонол НП-5 в количестве 2592 кг. Диаметр наружного противопожарного водопровода определяем исходя из условий подачи к месту пожара полного расхода воды:

р=3,14

V - допустимая скорость движения воды по наружному трубопроводу (3 м/с).

Выбираем диаметр трубопровода: d = 200 мм

Для ликвидации начинающихся очагов возгорания предусматривается оснащение производственного помещения огнетушителями типа ОХВП-10, также предусматриваются эвакуационные выходы.

4.12 Экология на производстве

В соответствии с современными проблемами в сфере экологии на подготовительном производстве в текстильной промышленности приходится решать множество вопросов.

Из них выделяются три основных группы:

1) Очистка воздуха рабочей зоны при производстве текстильной продукции и улавливание вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в ходе производства;

2) Анализ содержания неорганических и органических полютантов в сточных водах и выработка технологических решений, существенно снижающих концентрацию этих веществ;

3) Экологическая сертификация текстильной продукции.

В подготовительном цехе обработки сырья шерсти выбрасываемый в атмосферу отработанный воздух не содержит вредных соединений и веществ способных повлиять на состояние окружающей среды в атмосфере.

Наиболее важной экологической проблемой в текстильной промышленности остается очистка сточных вод.

Сброс промышленных сточных вод без предварительной очистки приводит к значительному загрязнению водного бассейна.

Для обеспечения нормативных требований на текстильных предприятиях используется ряд мер.

Наиболее эффективным способом - является замкнутый производственный цикл (использованную воду очищают и снова подают на производство).

Для очистки сточных вод применяются многоступенчатые методы очистки, куда входят:

- механический метод, предусматривающий очистку путем отстаивания, осветления в гидроциклонах и в слое взвешенного осадка, фильтрования;

- физико-химический метод, предусматривающий нейтрализацию, флотацию;

Образующиеся в процессе очистки осадки утилизируются или ликвидируются.

Успешное продвижение текстильных изделий на внутренний и внешний рынок зависит не только от их улучшенных физико-механических и гигиенических свойств. Существенное значение имеет также и экологическая чистота, которая должна обеспечиваться соответствующей технологией и последующей экологической сертификацией.

4.13 Выводы

В результате проведенного анализа выявлено, что условия труда в цехе в целом соответствуют требуемым действующим нормативным документациям и законодательствам РФ.

Для улучшения параметров микроклимата в цехе предусматривается использовать систему приточно-вытяжной вентиляции для кисловочных ванн, в сочетании с теплоизоляцией сушильно-термической камеры.

Произведенный расчет по освещенности производственного освещения соответствует СНиП II-4-79. Также предусмотрено аварийное освещение для безопасной эвакуации работающих в случае чрезвычайных ситуаций.

Для снижения тепло- и влаговыделений рабочую зону линии ЛК180-Ш оборудуют укрытиями, шатрами с вытяжными отсосами воздуха, что позволяет поддерживать наиболее благоприятный микроклимат.

Для снижения вредного воздействия шума, предусматривается регулярно проводить текущий, промежуточный и капитальный ремонты, а так же наладку, переналадку технологического оборудования, использовать смазочные материалы, рекомендуемые заводом-изготовителем.

С целью предотвращения опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала, предусматривается устройство защитного заземления, защитного зануления и защитного отключения, а также основные изоляционные меры безопасности.

С целью предотвращения травмоопасных ситуаций термического воздействия в цехе перед началом рабочей смены регулярно проводится визуальный контроль исправности защитных ограждений, проверка наличия и исправности теплоизоляционных покрытий. Предусматривается проводить все виды инструктажей согласно отраслевым нормам.

Для предотвращения запыленности воздуха на производстве предусматривается регулярная уборка пыли с использованием вакуумных пылеуборочных машин. Не менее одного раза в день проводится влажная уборка пола. Предусматривается не реже двух раз в год осуществлять генеральную уборку помещений с мытьем окон и стен.

С целью создания благоприятных условий труда, исключающих возникновение травмоопасных ситуаций, предусматривается регулярно, перед началом рабочей смены, осуществлять визуальный контроль неисправности защитных ограждений, блокировок, звуковой и световой сигнализации, рабочих инструментов, контрольно-измерительных приборов, средств индивидуальной защиты рабочих.

В цехе используется спринклерная система пожаротушения. Также предусмотрен уголок пожарной охраны (пожарный щит, ящик с песком). Для ликвидации начинающихся очагов возгорания предусматривается оснащение производственного помещения огнетушителями типа ОХВП-10 и предусматриваются эвакуационные выходы.

Подготовительный цех обработки шерсти соответствует экологическим требованиям, предъявляемым к текстильному производству, и не наносит вреда окружающей среде.

Использование новых систем регулирования в процессе карбонизации шерсти не изменяет условиям труда с точки зрения безопасности жизнедеятельности человека.

5. Экономический раздел

5.1 Краткая характеристика производства

Целью расчёта является определение экономической эффективности от внедрения автоматического регулятора концентрации раствора серной кислоты в процессе карбонизации на поточной линии ЛК180-Ш. Внедрение автоматизации позволит поддерживать концентрации раствора серной кислоты на заданном уровне что в свою очередь позволит увеличить процент выхода продукции 1-го сорта на 2%. В базовом варианте выход продукции 1-го сорта составляет 60%. Все расчёты ведутся на годовой объём производства с 1 поточной линии. В расчётах принят трехсменный режим работы. Режимное время Т=6280 часов.

Таблица 5.1 ? Техническая характеристика оборудования

Элементы технической характеристики, единицы измерения	Числовые значения
Рабочая ширина, мм	1800
Скорость движения волокна, кг/мин	3-10
Температура, С: Сушки Выжигания	60-120 90-120
Число секций	6
Число кисловочных ванн	2
Диаметр отжимных валов, мм	300
Давление пара, Па	4,9*105
Заправочная длина ткани, м	195
Габаритные размеры, мм: Длина	21160
Ширина	4920
Высота	4280

5.2 Расчёт производительности оборудования

Теоретическая производительность линии (А), кг/час.

А = 60 * V * r,

где: V - скорость прохождения волокна через машину, кг/мин.

r - число ручьев.

А = 60 * 10*1 = 600 кг/час

Коэффициента полезного времени (Кпв).

где: Т_об - время обслуживания рабочего места, мин.

Т_об = 30 мин.

Т_пз - подготовительно-заключительное время, мин.

Т_пз = 30 мин.

Т_см - продолжительность смены, мин.

Т_см = 480 мин.

Таблица 5.2 ? Время обслуживания рабочего места () и

подготовительно-заключительное время ().

Работа	Длительность, мин.	Число случаев за смену	Общее время, мин.
Чистка; Мелкий ремонт и наладка.	30 40	0,3 0,5	10 20
ИТОГО .	-	-	30
Подготовка линии к пуску и пуск линии .	30	1	30

Расчёт норм производительности линии ЛК180 - Ш

Нм = А * Кпв,

где: Кпв - коэффициент полезного времени (Кпв = 0,87)

Нм = 600 * 0,87 = 522 кг/ч.

Годовой объем выпуска продукции (В), кг.

где: - количество линий, шт.;

- режимный фонд времени, час;

час;

- коэффициент работающего оборудования;

кг.

Таблица 5.3 ? Количество необходимого оборудования в сравниваемых

вариантах

№ п\п	Показатели	Ед. измер.	Базовый и новый варианты
1.	Количество линий	шт.	1
2.	Теоретическая производительность установки;	кг/час	600
3.	КПВ;	-	0,87
4.	Норма производительности;	кг/час	522
5.	Часовой объем выпуска.	кг	495.9

Съём продукции с 1 м2 площади (b), кг/год.

,

где: - объём выпуска продукции с одной линии в год;

- производственная площадь под одной линией ЛК-180-Ш, м2.

где: - габаритная площадь одной установки, м²;

2,5 - коэффициент, учитывающий проходы сетки колонн.

Таблица 5.4 ? Потребность в производственных площадях

№	Показатели	Ед. изм.	Базовый и новый вар.
1.	Габаритная площадь одной линии	м2	104,1
2.	Производственная площадь одной установки	м2	260,25
3.	Количество линий	шт.	51
4.	Производственная площадь, занимаемая всеми линиями	м2	260,25
5.	Съем продукции с 1 м2 производственной площади	кг/год	11966,38

5.3 Расчёт производительности труда

Таблица 5.5 ? Количество необходимых рабочих в сравниваемых

результатах

№ п/п	Профессии	Базовый и новый варианты
		Норма обслуживания	Количество рабочих
			в 1 смену	в 3 смены
1.	Оператор	3:1	3	9
Итого		3	9
Произв. труда 1 рабочего в час, кг/чел.час.	165,3
То же в %

кг/чел. час.

5.4 Расчёт капитальных вложений

Таблица 5.6 ? Капитальные вложения по вариантам

№	Показатели	Ед. измер.	Базовый вар.	Новый вар.
1.	Балансовая стоимость 1 линии	тыс. руб.	7500	7500
2.	Число необходимых линий	шт.	1	1
3.	Стоимость оборудования	тыс. руб.	7500	7500
4.	Стоимость средств автоматизации	тыс. руб.	-	420
5.	Капитальные затраты на оборудование	тыс. руб.	7500	7920

5.5 Расчёт эксплуатационных расходов (по изменяющимся статьям

себестоимости)

Заработная плата производственных рабочих.

Годовую заработную плату одного рабочего примем в размере 100 тыс. руб.

тыс. руб.

Отчисления на социальное страхование производственных рабочих (составляет 26% от заработной платы)

тыс. руб.

Двигательная электроэнергия (стоимость двигательной энергии зависит от количества потребляемой энергии и цены на 1 кВт.час.)

,

где: - установленная мощность электродвигателей, кВт;

кВт;

- количество линий, шт.;

шт.;

- режимный фонд времени;

час;

.

кВт.час.

,

где: - стоимость двигательной электроэнергии, руб.;

- цена 1 кВт. часа электроэнергии, руб.;

руб.

тыс. руб.

Амортизация оборудования (равна 10% от стоимости оборудования).

Базовый вариант: тыс. руб.

Новый вариант: тыс. руб.

Затраты на ремонт и содержание оборудования (принимаются в размере 5% от его стоимости)

Базовый вариант:тыс. руб.

Новый вариант: тыс. руб.

Таблица 5.7 ? Эксплуатационные расходы по вариантам, руб.

№ п/п	Статьи себестоимости	Базовый вариант	Новый вариант
1.	Заработная плата производственных рабочих, тыс. руб.	900	900
2.	Отчисления на соц. страхование производственных рабочих, тыс. руб.	234	234
3.	Двигательная электроэнергия, тыс. руб.	156,37	156,37
4.	Амортизация оборудования, тыс. руб.	750	792
5.	Затраты на ремонт и содержание оборудования, тыс. руб.	375	396
	Итого	2415,37	2478,37

5.6 Расчёт годового экономического эффекта

Таблица 5.8 ? Сортность шерстяного волокна

	Базовый	Новый	Оптовая цена, руб.
I.	60	62	117
II.	40	38	111

,

где: , - выручка от реализации оптического волокна в базовом и новом варианте.

тыс. руб.

тыс. руб.

тыс. руб.

,

где: , - сравнительная себестоимость шерстяного волокна в базовом и новом вариантах, тыс. руб.

тыс. руб.

,

где: - срок окупаемости средств автоматизации;

- капитальные затраты на автоматизацию.

года;

,

где: Е - коэффициент эффективности.

Таблица 5.9 ? Сводные показатели технико-экономической

эффективности по сравниваемым вариантам

№	Показатели	Ед. изм.	Базовый вар.	Новый вар.
1.	Выпуск продукции;	тыс. кг	3114,252	3114,252
2.	Производительность оборудования;	кг/час	522	522
3.	Число линий;	шт.	1	1
4.	Производительность труда 1 рабочего в час;	кг/чел.час.	165,3	165,3
5.	Необходимое число рабочих в сутки.	чел.	9	9
6.	Съем продукции с 1 м2 производственной площади;	кг/год	11966,38	11966,38
8.	Сравнительная себестоимость единицы продукции;	руб.	2415,37	2478,37
9.	Годовой экономический эффект на 1 линию;	тыс. руб.	-	310,7102
10	Срок окупаемости средств автоматизации.	лет	-	1,35

5.7 Определение оптовой цены прибора

Оптовая цена представляет собой сумму полной себестоимости изделий и прибыли. Размер прибыли определяется в % к полной себестоимости.

Таблица 5.10 ? Расчет фонда заработной платы рабочих

Наименование операций	Разряд работы	Трудоёмкость операций, час.	Среднечасовая заработная плата, руб.	Итого основная заработная плата, руб.
Монтажная	4	20	45	900
Наладочная	5	18	55	990
Слесарная	3	10	31	310
Итого:				2200

Таблица 5.11 ? Стоимость сырья и материалов

№	Виды материалов	Марка	Кол-во	Цена ед., руб.	Затраты на матер., руб.
1.	Припой	ПОС 61	2 м	13	26
2.	Канифоль		0,05 кг	340	17
3.	Монтажный провод	ПВГ - 1,5	48	3,70	177,6
4.	Силовой провод	ВВНнг	14 м	10,56	147,84
5.	Металлорукав	РЗ-ЦХ-20	17 м	15,3	260,1
	Итого		645,44
	Трансп.-загот. расходы (8% от стоимости полуфабрикатов)		51,63
	Всего		698,07

Таблица 5.12 ? Стоимость полуфабрикатов

№	Наименование полуфабрикатов	К-во на прибор	Цена ед. по прейскур., руб.	Стоим. полуфабрикатов, руб.
1.	АЖК-3102	1	120	295383,56
2.	Измеритель-усилитель У-101	1	650	720
3.	Щит малогабаритный ЩШМ	1	840	900
4.	Лампочка с арматурой РНЦ-220-10	2	100	200
5.	Кнопочная станция ПКЕ-313	1	130	150
	Итого		297353,56
	Трансп.-загот. расходы (8% от стоимости полуфабрикатов)		23788,29
	Всего		321141,85

Таблица 5.13 ? Полная себестоимость прибора

№	Наименование	Стоим., руб.
1.	Сырье и материалы	698,07
2.	Покупные комплектующие изделия	321141,85
3.	Заработная плата производственных рабочих	2200
4.	Отчисления на соц. страх. (26% от заработной платы производственных рабочих)	572
5.	Расходы по содерж. и эксплуат. оборудования (70% от зараб. платы произв. раб.)	1540
6.	Цеховые расходы (60% от заработной платы производственных рабочих)	1320
7.	Общезаводские расходы (90% от заработной платы производственных рабочих)	1980
	Итого заводская себестоимость	329451,92
8.	Внепроизводственные расходы (2% от заводской себестоимости)	6589,04
	Итого полная себестоимость	336040,96

В расчете уровень рентабельности продукции принимается равным 25%.

Прибыль = 336040,96*0,25 = 84010,24 руб.

Оптовая цена 1-й установки = 336040,96+84010,24 = 420051,2 руб.

Заключение

В процессе работы был рассмотрен вопрос автоматического регулирования концентрации раствора кислоты в процессе карбонизации шерсти.

Проведен анализ технологического процесса карбонизации на поточной линии ЛК180-Ш.

Объект (кисловочная ванна с эрлифтом) описывается передаточной функцией:

,

которая представляет из себя апериодическое звено 1-го порядка с запаздыванием.

Возмущения, действующие на объект, связаны с изменением влажности ткани на входе, массового расхода материала, скорости ткани, внешних условий.

На основании обзора и анализа средств контроля и регулирования концентрации предложена структурная схема АСР концентрации раствора кислоты в процессе карбонизации.

Предлагаемая система автоматического регулирования концентрации раствора серной кислоты построена на микропроцессорном блоке управления входящим в состав АЖК-3102. В случае отклонения концентрации от задания, регулятор воздействует на исполнительный механизм МЭО, изменяя подачу кислоты в кисловочную ванну и тем самым стабилизирует концентрацию.

На основании анализа динамики объекта и элементов АСР составлена алгоритмическая схема, проведены расчеты устойчивости системы, выбраны параметры системы, проведено моделирование на ЭВМ в программе MatLab.

Расчеты переходных процессов на ЭВМ по возмущению для различных параметров системы и по заданию показали, что предлагаемая система обеспечивает необходимое регулирование даже при максимальных возмущениях, действующих на объект. Так при построении переходных процессов по возмущению максимальная динамическая ошибка составила 1,02 г/л, время регулирования 350 с.

Составлены: принципиальная электрическая схема АСР концентрации, общий вид щита автоматики, схема внешних соединений.

В социально-экономическом рассмотрена концепция развития текстильной промышленности до 2010 г.

В разделе БЖД рассмотрены основные вредные и опасные производственные факторы, а так же произведен расчет освещения, защитного заземления и противопожарного водоснабжения.

В экономическом разделе произведен анализ характера изменения технико-экономических показателей, который показал, что представленный проект автоматизации экономически выгоден.

Увеличение выхода продукции первого сорта способствовало увеличению прибыли.

Капитальные затраты окупятся в течение 1,35 года.

Литература

1. Концепция развития текстильной промышленности - www.textilemarket.ru.

2 Состояние текстильной промышленности в 2003 г. - М.: Легпроминформ, 2004.

3. Айдинов Х.Т., Айдинов М.Х. Под угрозой - главный фактор. // Текстильная промышленность - 2003. ? №6.

4. Балашова Т.Д., Булушева Н.Е., Новорадовская Т.С. и др. Краткий курс химической технологии волокнистых материалов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

5. Лушникова М. Каждый должен знать ради чего он работает. // Кожевенно-обувная промышленность - 2004. ? №2.

6. Хакимова Г. Главные заботы профсоюза. // Кожевенно-обувная промышленность - 2004. ? №1.

7. Бельцов В.М. Оборудование для отделки хлопчатобумажных тканей. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

8. Петелин Д.П., Козлов А.Б., Джелялов А.Р., Шахнин В.Н. Автоматизация технологических процессов в текстильной промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1980.

9. Гусев В.Е. Технология вторичного текстильного сырья. - М.: Лёгкая индустрия, 1970.

10. Кельберт Д.Л. Охрана труда в текстильной промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1977.

11. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. - М.: Энергоиздат, 1985.

12. Талиев В.И. и др. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях. - М.: Легпромбытиздат, 1985.

13. Коритысский Н.К. Вибрация и шум в текстильной промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1974.

14. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: Промстройпроект, 1991.

15. ГОСТ 12.1.005-76. ССБТ. Запыленность воздуха. Общие требования безопасности. - М.: Госстандарт, 1976.

16. ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. - М.: Госстандарт, 1983.

17. ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования безопасности. - М.: Госстандарт, 1981.

18. СНиП 11-М.2-72. Пожарная безопасность и взрывобезопасность. - М.: Стройиздат, 1972.

19. СНиП 245-71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. - М.: Стройиздат, 1971.

20. СНиП 11-А.5-70. Нормы проектирования. Пожаробезопасность. - М.: Стройиздат, 1970.

21. Средства автоматического контроля параметров технологических процессов текстильного производства. / В.И. Киселев, Н.А. Кобляков, Ю.В. Курланов и др.; Под ред. В.И. Киселева. - М.: Легпромбытиздат, 1990.

22. Морозов Г.Н. Оптимизация процессов дозирования химикатов и красителей в текстильной промышленности. - М.: Легпромбытиздат, 1986.

23. Морозов Г.Н. Автоматизированные эрлифтно-пневматические химстанции. - М.: Лёгкая и пищевая пром-сть, 1981.

24. Наладка средств измерений и систем технологического контроля: Справочное пособие. / А.С. Клюев, Л.М. Пин, Е.И. Коломиец, С.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1990.

Размещено на Allbest.ru