Проект мобильной установки по нанесению покрытий на внутреннюю поверхность резервуаров

 (5.4.5)

Определим силу, действующую на один болт по формуле

(5.4.6)

Рассчитываем болты на растяжение по следующей формуле

(5.4.7)

где [у_р] - допускаемое напряжение для материала болта, [у_р]=160 МПа.

По таблице 28 [7] выбираем болт М6 с внутренним диаметром резьбы d_в=4,918 мм и крупным шагом р=1 мм.

Проверяем выполнение следующего условия

(5.4.8)

Условие 5.4.8 выполняется.

5.5 Расчет диаметра болтов для крепления компрессора к раме

Цель расчета: Проверить болты на прочность под воздействием растягивающей силы.

Расчетная схема крепления компрессора к раме представлена на рисунке 5.5

Определим внешнею силу действующую на болт по формуле

(5.5.1)

где Q - сила действующая на раму, Q=235,44 Н;

f - коэффициент трения, f=0,15 [7];

h - расстояние от точки приложения силы Q до стойки, h=150 мм;

l - расстояние между болтами, l=500 мм;

L - расстояние между болтами, L=600 мм.

Рисунок 5.5 - Расчетная схема крепления компрессора к раме



По формуле 5.4.7 производим расчет болтов на сжатия

Принимаем материал болтов Ст3

По таблица 28 [7] выбираем болт М6 с внутренним диаметром резьбы d_р=4,918 мм и крупным шагом p=1 мм.

Проверяем выполнение условия 5.4.8

Условие 5.4.8 выполняется.

5.6 Расчет мобильной установки

Расчет крепления форсунки

Определяем изгибающий момент, действующий на стержень (расчетная схема крепления стержня к цепи представлена на рисунке 5.6.1) по формуле

Рисунок 5.6.1 - Расчетная схема крепления стержня к цепи

(5.6.1)

где F - сила, действующая на крепление на расстояний l, F=30 Н;

l - расстояние от места крепления стержня до форсунки, l=500 мм.

Определим диаметр стержня по формуле

(5.6.2)

где W - момент сопротивления стержня, мм².

Момент сопротивления определяется по формуле

(5.6.3)

где у - допускаемое напряжение стали Ст 45, у=160 МПа.

Тогда диаметр стержня равен

Диаметр стержня округляем до стандартного, принимаем d=8 мм.

Определим площадь сечения стержня по формуле

(5.6.4)

Определим объем стержня по формуле

 (5.6.5)

Определим массу стержня по формуле

(5.6.6)

где с - плотность стали Ст 45, с=7800 кг/м³.

Определяем необходимую массу противовеса, для этого находим изгибающий момент действующий на стержень в точке А (расчетная схема представлена на рисунке 5.6.2).

Рисунок 5.6.2 - Расчетная схема

(5.6.7)

где q₁ - нагрузка действующая на стержень, q₁=2 Н;

l₁ - длина стержня, l₁=500 мм;

F₁ - сила действующая на стержень на расстояний l₁, F₁=30 Н;

q₂ - нагрузка действующая на стержень, q₂=0,22 Н;

l₂ - длина стержня, l₂=100 мм;

F₁ - сила действующая на стержень на расстояний l₂, Н;

преобразовав формулу 5.6.7, получим

(5.6.8)

Следовательно, нам необходим противовес массой m=15,5 кг. Противовес изготавливаем из свинца.

Определяем объем, который будет занимать противовес по формуле

(5.6.9)

где m - масса противовеса, m=15 кг;

с_c - плотность свинца, с_с=11300 кг/м³.

Определяем площадь противовеса по формуле

(5.6.10)

где s - толщина противовеса, с=0,05 м.

Определяем диаметр противовеса по формуле

 (5.6.11)

Общий вид противовеса показан на чертеже ОПНН_170500-04.00.007.

Расчет цепной передачи

По таблице П33 [7] выбираем цепь с шагом t=25,4 мм, диаметр валика d=7,95 мм, длина втулки В=22,61 мм.

Проекция опорной поверхности шарнира определяем по формуле

(5.6.12)

Диаметры делительных окружностей звездочек определяем по формуле

(5.6.13)

где z - число зубьев звездочки, z=z₁=z₂=30.

Диаметры делительных окружностей звездочек округляем до стандартного, принимаем D_01,2=102 мм.

Скорость цепи вычисляем по формуле

(5.6.14)

где n₁ - частота вращения ведущей звездочки, n₁=28 об/мин.

Определяем окружное усилие цепи по формуле

(5.6.15)

где N - мощность, передаваемая цепью, N=0,0495 кВт.

Давление в шарнирах определяем по формуле

(5.6.16)

где k_э - коэффициент нагрузки (эксплуатаций), k_э=1,43 [7].

Определяем число звеньев цепи по формуле

(5.6.17)

где а_w1 - межосевое расстояние, а_w1=40 мм.

Число звеньев цепи округляем до четного L_t=110; уточняем а_w1=39,9 мм.

Определяем межосевое расстояние по формуле

(5.6.18)

Определяем монтажное межосевое расстояние по формуле

(5.6.19)

Определяем число ударов по формуле

(5.6.20)

Определяем усилие от провисания цепи при горизонтальном расположений цепи по формуле

(5.6.21)

где k_f - для горизонтальной цепи, k_f=6 [7];

q - нагрузка на цепь, q=5,01 кг/м [7];

F^ґ - сила действующая на цепь в месте крепления стержня, F^ґ=187,22 Н.

Определяем силу давления на вал по формуле

 (5.6.22)

Определяем максимальное давление в шарнирах по формуле

(5.6.23)

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи по формуле

(5.6.24)

где k_дин - коэффициент колебания нагрузки (умеренные), k_дин=1,3 [7];

Q_в - разрушающая нагрузка, Q_в=50 кН [7];

F_ц - усилие цепи, Н.

Усилие цепи определяем по формуле

(5.6.25)

Тогда коэффициент запаса прочности будет равен

Допускаемое значение [n] должно быть не менее 8, то есть условие n ? [n] удовлетворено.

Произведя анализ вычислений, выбираем мотор-редуктор типа 3МВ_50, технические характеристики которого представлены в таблице 5.6.1

Расчет звездочки

Определяем диаметр окружности выступов звездочки по формуле

(5.6.26)

Определим диаметр окружности впадин звездочки по формуле

(5.6.27)

где r - радиус впадин, мм.

Таблица 5.6.1 - Технические характеристики мотор-редуктор типа 3МВ_50

Параметры	Значение
Внутренний диаметр гибкого колеса, мм	52
Твых, Н•м	25
Передаточное отношение редуктора	52
nвых, об/мин	28
Консольная сила, Н	Выходного вала	1800
	Входного (редуктора)	160
КПД, %	55
Двигатель мотор-редуктора	Мощность, кВт	0,09
	n, об/мин	1500

Радиус впадин определяем по формуле

(5.6.28)

Тогда диаметр окружности впадин звездочки будет равен

Определяем диаметр проточки звездочки по формуле

(5.6.29)

где h - ширина пластин цепи, h=24,13 мм.

Определяем ширину зуба цепи по формуле

(5.6.30)

где В_вн - расстояние между внутренними плоскостями цепи, В_вн=15,88 мм.

Определяем радиус закругления зуба по формуле

(5.6.31)

где d - диаметр ролика цепи, d=15,88 мм.

Определяем толщину обода по формуле

(5.6.33)

Определяем толщину диска по формуле

(5.6.34)

Принимаем, что профиль зуба в осевом сечений изготавливается со скосом, то угол скоса равен г=20^о.

Определяем фаску по формуле

(5.6.35)

Расчет подшипников

Расчет подшипников выполнен на ЭВМ по программе «КП ДМ» и представлен в приложений Б.

Расчет стоики на устойчивость

Расчетная схема стоики представлена на рисунке 5.6.3.

Определяем площадь стойки по формуле

(5.6.36)

где D - наружный диаметр стойки, D=50 мм;

d - внутренний диаметр стойки, d=40 мм.

Определяем момент инерций стоики по формуле

(5.6.37)

Рисунок 5.6.3 - Расчетная схема стойки

Определяем радиус инерций стойки по формуле

(5.6.38)

Определяем приведенную длину стойки по формуле

 (5.6.39)

где µ - коэффициент приведенной длины, µ=2;

l - длина стержня, l=12000 мм.

Определяем гибкость стойки по формуле

(5.6.40)

По таблице 22 [11] интерполяцией находим коэффициент ц=0,0239

Определяем допускаемое напряжение на устойчивость по формуле

(5.6.41)

где [у]_т - допускаемое напряжение для стали Ст 3, [у]_т=160 МПа.

Определяем действительное напряжение стойки по формуле

(5.6.42)

где F - сжимающая сила, F=125 Н.

Выполняем проверку следующего условия

 (5.6.43)

Условие 5.6.43 выполняется, следовательно, устойчивость стержня обеспечена.

Определим теоретическую массу 1 м стоики по формуле

(5.6.44)

Определим теоретическую массу 12 м стоики по формуле

(5.6.45)

где l - длина стоики, l=12 м.

5.6.6 Расчет болтов для крепления стойки

Расчетная схема крепления стоек к плите представлена на рисунке 5.6.4.

Внешнею силу F, действующую на наиболее нагруженный болт стойки определим определяем по формуле

(5.6.46)

где Q - сила действующая на фланец, Q=500 Н;

z - число болтов, z=4;

f - коэффициент трения между фланцевым соединением, f=0,2 [6]

h - расстояние от точки приложения силы до основания фланца, h=12000 мм;

l - расстояние между болтами, l=360 мм;

L - расстояние от стоики до места приложения силы F, L=600 мм.

Рисунок 5.6.4 - Расчетная схема крепления стоек к плите

Рассчитываем болт на растяжение при возможности последующей затяжки по следующей формуле

(5.6.47)

где [у_р] - допускаемое напряжение на растяжение, [у_р]=160 МПа.

Принимаем болт М10 по ГОСТ 9150-59 с наружным диаметром резьбы d=10 мм и шагом резьбы p=1,5 мм.

Расчет сварного шва приварки косынки к фланцу на прочность

Расчет сварного шва на прочность производим по формуле

(5.6.48)

где М - изгибающим момент, M=300 Н·м;

s - толщина косынки, s=0,01 м;

l - длина сварного шва с учетом не провара, l=0,19 м.

[у_р] - допускаемое напряжение для сварных швов из стали Ст3, [у_р]=130 МПа.

Условие прочности выполняется.

Расчет отводного ролика

Определим усилие в ходовом конце троса по формуле

(5.6.49)

где Q - вес поднимаемого груза, Q=0,5 кН;

з - к.п.д. ролика, з=0,98;

а - количество рабочих ветвей троса полиспаста, а=1.

Подставляя числовые значения, получим

Грузоподъемность отводного ролика определим по формуле

 (5.6.50)

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности по формуле

(5.6.51)

где k_з - коэффициент запаса прочности, k_з=4,5.

По таблице приложения 1 [6] подбираем стандартный трос ЛК-РО (1-7-7/7-14) - 1 о.с ГОСТ 7668-88 имеющий следующие стандартные величины: разрывное усилие троса R_табл=23,15 кН; расчетная масса 1 м смазанного троса m_тр=0,156 кг; диаметр каната d=6,3 мм.

Подбор лебедки производим по тяговому усилию, диаметру троса и его канатоемкости.

Определим канатоемкость тяговой лебедки по формуле

(5.6.52)

где h - максимальное расстояние между неподвижным и подвижным

блоком полиспаста, h=12 м;

R_б - радиус ролика блока, R_б=0,125 м;

m - число роликов полиспаста, m=1.

Подставляя числовые значения, получим

Подберем ручную лебедку ЛР, 0,65 т, Н_45 м, грузоподъемностью 650 кг, канатоемкость 40 м, массой 30 кг.

Расчет общей массы мобильной установки

Общую массу установки определим по формуле

(5.6.53)

где m_м - масса матор-редуктора, m_м=5,5 кг;

m_ст - масса стоек, m_ст=200 кг;

m_п.п - масса подвижной плиты, m_п.п=20 кг;

m_п.н - масса не подвижной плиты, m_п.п=30 кг;

m_п.д - общая масса остальных деталей установки, m_п.д=50 кг.

Расчет центра масс подвижной плиты

Для определения центра масс подвижной плиты, производим его вычерчивание в программе «Компас_3D V7». Схема подвижной плиты и результаты расчета представлены в приложений В.

6. Монтаж основного оборудования

6.1 Монтаж установки для нанесения лакокрасочного покрытия

Установка для нанесения лакокрасочного покрытия состоит из двух блоков (смотри чертеж ОПНН_170500-04.00.000). Блок №1 состоит из плиты (поз. 20), на которой установлены мотор-редуктор (поз. 27), подшипниковый узел (поз 29), цепная передача (поз. 30), хомут (поз. 5) и стержень (поз. 18), с закрепленным на нем краскораспылителем (поз. 6). Блок №2 (смотри чертеж ОПНН_1075-04.03.000) состоит из подвижной плиты (поз. 2), с приваренными штырями (поз. 3) для крепления стоек, отводного ролика (поз. 1) и колес, предназначены для передвижения установки.

Монтаж блоков №1 и №2 осуществляется за пределами резервуара.

Монтаж блока №1 проводится в следующей последовательности:

Производим крепление мотор-редуктора на подвижную плиту, затем крепим кронштейны, на которую в свою очередь совершаем установку подшипниковых узлов с валами. Далее насаживаем звездочки на валы и крепим их при помощи стопорных колец. Производим крепление хомута на цепи. Крепим стержень на хомуте. Производим установку и натяжку цепи.

Монтаж блока №2 проводится в следующем порядке (смотри чертеж ОПНН_170500-04.03.000):

На неподвижную плиту производим приварку штырей по ГОСТ 5280-84 для крепления стоек. Также привариваем ушки для крепления отводного ролика.

Монтаж начинаем с транспортировки всех узлов установки во внутрь резервуара, через технологическое отверстие, предварительно вырезанное в стенке резервуара.

Монтаж установки начинаем в горизонтальном положении.

Производим крепление стоек к блоку №1 и установку блока №2 на стойки. Далее производим крепление стоек между собой при помощи швеллеров. Швеллеры между собой крепим уголком, на котором установлен ролик. Подъем установки в вертикальное положение осуществляем при помощи лебедки и оттяжек.

После поднятия установки в вертикальное положение производим крепление краскораспылителя к стержню. Производим крепление шланга на линии всасывания: крепим шланг к штуцеру насоса и производим его затяжку при помощи подвесного хомута типа ХК_1 с диаметром 32 мм; производим крепление шланга к штуцеру емкости и производим затяжку хомутом типа ХК_1 с диаметром хомута 32 мм. На линии всасывания также производим установку задвижки на выходе из емкости для экстренного перекрытия подачи лакокрасочной композиции при возникновений неполадок.

Крепление шланга на линии нагнетания: крепим шланг к штуцеру насоса и производим его затяжку при помощи подвесного хомута типа ХК_1 с диаметром хомута 42 мм; производим крепление шланга к штуцеру краскораспылителя и производим затяжку при помощи хомута типа ХК_1 с диаметром хомута 42 мм. На выходе из насоса устанавливаем манометр для контроля давления в краскораспылителе.

Осуществляем крепление шланга к штуцеру компрессора и производим затяжку при помощи хомута типа ХК_1 с диаметром хомута 42 мм. Также осуществляем крепление шланга к штуцеру краскораспылителя и производим его затяжку при помощи хомутов типа ХК_1 с диаметром хомута 42 мм. На выходе из компрессора производим установку манометра для контроля давления воздуха в краскораспылителе.

6.2 Порядок пуска установки

Для того чтоб приступить к работе, необходимо установить блок №2 в верхнее положение. Для этого при помощи лебедки в ручную осуществляем поднятие блока №2 верхнее положение. Далее совершаем пуск оборудования в следующем порядке: в первую очередь включаем мотор-редуктора, затем компрессор и насос. Производим обкатку установки, для этого ее пуск осуществляем на холостом ходу.

7. Контрольно-измерительные приборы и автоматика

Современные нефтеперерабатывающие и нефтехимические производства характеризуется все возрастающей сложностью и многообразием операций и оборудования. Управление такими производствами возможно лишь при широком использовании методов и средств автоматизации.

Развитие автоматизации в химической промышленности связано с возрастающей интенсификацией технологических процессов и ростом производств, использованием агрегатов большой единичной мощности, усложнением технологических схем, предъявлением повышенных требований к получаемым продуктам.

Особое значение придается вопросам автоматизации процессов нефтехимической технологии в связи с взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ, их агрессивностью и токсичностью, с необходимостью предотвращения вредных выбросов в окружающую среду. Указанные особенности, высокая чувствительность к нарушениям заданного режима, наличие большого числа точек контроля и управления процессом, а также необходимость своевременного и соответствующего сложившейся в данный момент обстановке воздействия на процесс в случае отклонения от заданных по регламенту условий протекания не позволяют даже опытному оператору обеспечить качественное ведение процесса вручную. Поэтому в настоящее время в нефтеперерабатывающей и в нефтехимической промышленности максимально используют автоматические устройства.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: повышению производительности труда, улучшению качества и уменьшению себестоимости выпускаемой продукции. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции. уменьшение численности основных рабочих, уменьшение браков и отходов. Способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма.

7.1 Выбор и обоснование параметров контроля и сигнализации

Выбор и обоснование параметров контроля и сигнализации производим по резервуарам, исходя из процесса, протекающего в них.

Система управления технологическим процессом позволяет:

- осуществить контроль над ходом технологического процесса и при необходимости вмешиваться в ход технологического процесса;

- вести учет расхода сырья, готовой продукции;

- обеспечить оперативный персонал необходимой информацией.

Схемой предусмотрен контроль следующих параметров:

- уровня в резервуарах Р_55, Р_56, Р_57, Р_58.

Данные параметры контролируется для того, чтобы не происходило переполнение резервуаров и для составления материального баланса выпускаемой продукции.

- температуры в резервуарах Р_55, Р_56, Р_57, Р_58.

Данный параметр контролируется ответственными, и требуют стабильности для получения продукции заданного качества.

7.2 Выбор и обоснование схем автоматического контроля

Качество получаемой в нефтеперерабатывающей промышленности продукции зависит от ряда величин, определяющих нормальное протекание процесса. Поэтому при построении автоматических систем регулирования, прежде всего, определяем величины, подлежащие контролю, а также выявить точки введения управляющих воздействий и каналы их прохождения по объекту.

Регулирующее воздействие в верхней части резервуаров Р_55, Р_56, Р_57, Р_58 осуществляется изменением расхода дизельного топлива.

7.3 Выбор и обоснование средств автоматизации

автоматизация коррозия резервуар

В качестве первичного преобразователя уровня выбраны уровнемеры радиоволновые ВМ 70 А/Р предназначенные для измерения расстояния до продукта находящегося в резервуаре. В качестве вторичного прибора выбран ПВ10.1Э для непрерывной записи и показания величины регулируемого параметра. Сигнализатором служит манометр ЭКМ_1У.

Вследствие того, что работа резервуаров характеризуется значениями температуры, лежащими в пределах измерения термопар, в качестве датчиков выбираем термопары типа ТХК. Для преобразования термо ЭДС в унифицированный электрический сигнал используем преобразователь Ш_78. Для преобразования унифицированного электрического сигнала в унифицированный пневматический сигнал служит преобразователь ЭПП_63.

Средства автоматизации, применяемые на площадке «Б», представлены в таблице 7.1.

7.4 Описание работы схем автоматического контроля

Уровень в резервуарах Р_55 контролируется следующим образом: сигнал с радиоволнового уровнемера ВМ 70 А/Р позиция 6а поступает на вторичный прибор ПВ 10.1Э для показания и записи позиция 6б. Также в этой схеме используется звуковая и световая сигнализация уровня. Сигнал от датчика ВМ 70 А/Р позиций 6а поступает в электроконтактный манометр ЭКМ_1У позиций 6в. При повышении уровня выше 70% шкалы вторичного прибора сигнал от датчика уровня ВМ 70 А/Р позиций 6а замыкает контакты ЭКМ_1У позиций 6в и в схемы звуковой и световой сигнализации поступает сигнал. Далее регулирование осуществляет оператор в ручную.

Аналогично регулируется уровень в следующих резервуарах: Р_56, Р_57, Р_58.

Температура в резервуаре Р_55 измеряется и регистрируется с помощью термопары ТХК_0379-02 позиций 411а и вторичного прибора КСП4-004 позиций 411б. Аналогично измеряется температура в резервуарах Р_56, Р_57, Р_58.

Таблица 7.1 - Спецификация на пpибоpы автоматического контроля и регулирования

№ позиции	Наименование измеряемого паpаметpа и характеристика среды	Предельные значения паpаметpа	Место установки	Наименование и характеристика пpибоpа	Тип пpибоpа	Количество
LT 5а	Уровень в резервуаре Р_55	10,23	Вверх резервуара Р_55	Уровнемер радиоволновой. Пределы измерения 0,5…35/40 м. Основная погрешность измерения 1,5%.	ВМ 70 А/Р	2
LT 6а	Уровень в резервуаре Р_56	13,50 м	Вверх резервуара Р_56	Уровнемер радиоволновой. Пределы измерения 0,5…35/40 м. Основная погрешность измерения 1,5%.	ВМ 70 А/Р	2
LT 7а	Уровень в резервуаре Р_57	10,21 м	Вверх резервуара Р_57	Уровнемер радиоволновой. Пределы измерения 0,5…35/40 м. Основная погрешность измерения 1,5%.	ВМ 70 А/Р	2
LT 8а	Уровень в резервуаре Р_58	10,58 м	Вверх резервуара Р_58	Уровнемер радиоволновой. Пределы измерения 0,5…35/40 м. Основная погрешность измерения 1,5%.	ВМ 70 А/Р	2
LTR 5б_8б	Регистрация уровня среды в аппаратах		На щите в операторной	Вторичный прибор пневматический для непрерывной записи и показания величины регулируемого параметра. Основная погрешность 1%.	ПВ10.1Э	4
LIR 5в_8в	Сигнализация уровня среды в аппаратах		За щитом в операторной	Манометр пружинный показывающий сигнализи рующий двухпозиционный. Пределы измерений 0…0,16 МПа. Основная погрешность 1,5%.	ЭКМ_1У	4

8. Безопасность и экологичность

8.1 Основные опасности производства

В блоке №4 обращается опасное вещество - бензин, представляющее собой горючую жидкость со слабым запахом. Общее количество опасного вещества, обращающегося в блоке площадки с течением времени изменяется. Максимальное значение количества опасного вещества может быть достигнуто при условии заполнения до уровня максимального взлива всех резервуаров и может составить 38324 м³.

8.2 Характеристика опасного вещества, обращающегося в блоке №4 резервуарного парка площадки «Б» ТСЦ

В блоке №4 резервуарного парка площадки «Б» ТСЦ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» находится бензин, характеристика которого приведена в таблице 8.2

Таблица 8.2 - Характеристика опасного вещества

№ п\п	Наименование параметра	Параметр
1	Название вещества	Бензин
1.1	Химическое	Бензин
1.2	Торговое	Бензин автомобильный
2	Формула	Сумма углеводородов
2.1	Эмпирическая
2.2	Структурная
3	Состав, %
3.1	Основной продукт
3.2	Примеси (с идентификацией)	Серы не более 0,2%, ароматических углеводородов не более 10% йодное число не более 2 г йода на 100 гр.
4	Общие данные
4.1	Молекулярный вес	80
4.2	Температура кипения,°C (при давлении 101 кПа)	35
4.3	Плотность при 20°C, кг/м3 (при давлении 101 кПа)	0,720
5	Данные о взрывопожароопасности	Легковоспламеняющаяся жидкость при воздействии кислорода, при воздействии воды не воспламеняется
5.1	Температура вспышки	-35
5.2	Температура самовоспламенения	415ч530
5.3	Температурные пределы воспламенения, 0С - нижний - верхний	-27ч-39 -8ч-27
5.4	Объемные пределы воспламенения, %	0,85ч5,01
6.	Данные о токсической опасности	Класс опасности_4
6.1	ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3	100
1	2	3
6.2	ПДК в атмосферном воздухе мг/м3	5
6.3	Летальная токсодоза LCt50 мг мин/л	216
6.4	Пороговая токсодоза РCt50	-
7	Реакционная способность	Не растворяется в воде, при нормальных условиях стабилен, органический растворитель
8	Запах	Специфический

При работе с лакокрасочными материалами необходимо строго выполнять правила техники безопасности и противопожарной техники.

Все работы с лакокрасочными материалами должны проводиться в резервуарах, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией и противопожарными средствами. Приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны, не превышающее предельно-допустимые концентрации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76.

Содержание в воздухе резервуара вредных паров, газов и пыли, пожароопасность веществ в условиях микроклимата должны систематически контролироваться.

Порядок и сроки проведения анализов воздушной среды устанавливаются администрацией предприятия.

8.3 Коллективные и индивидуальные средства защиты

Индивидуальные средства защиты: спецодежда, спецобувь, противогазы марки А, БКФ, при высоких концентрациях противогазы ПШ_1, ПШ_2, ДПА_5, защита кожи рук пастами типа «биологических перчаток», ожиряющими мазями и кремами.

Средствами коллективной защиты работающих от воздействия опасных и вредных производственных факторов на установке являются:

а) приточно-вытяжная общеобменная вентиляция и аварийная вентиляция, приводимая в действие механическим побуждением, обеспечивая 8 - кратный воздухообмен. В помещениях насосной и компрессорной устанавливаем газоанализаторы, позволяющие быстро определить превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ. В операторной устанавливаем световую и звуковую сигнализацию. При поступлении сигнала от газоанализатора о превышении ПДК, автоматически включается аварийная вентиляция;

б) дефлекторы, установленные на крыше помещений для создания естественной вытяжки воздуха из насосной;

в) для предотвращения обмена содержимого технологического оборудования с внешней средой, оборудование и трубопроводы загерметизированны с помощью беспрокладочных уплотнений и уплотнений с прокладками;

г) во избежание ожогов обслуживающего персонала все поверхности горячих трубопроводов изолированы;

д) движущиеся детали подвергаем герметизации при помощи сальниковых уплотнений, торцовых уплотнений;

е) вертикальные лестницы выше 1,5 м ограждены специальными шатрами из полосового железа;

ж) все лотки укрыты легкосъемными огнестойкими плитами, в местах перехода через трубопроводы установлены шириной не менее 1 м.

8.4 Пожарная безопасность

В резервуарах согласно ГОСТ 12.1.004-76 должна быть обеспечена пожарная безопасность, которая предусматривает систему пожарной защиты. Система предотвращения пожара обеспечивает исключение образования горючей среды, источников зажигания, а также поддержание температуры и давления горючей смеси не ниже максимально допустимых величин по горючести и уменьшение объема горючей среды ниже максимально допустимого. К требованиям пожарной безопасности относятся:

- ограничения количества горючих веществ и их размещение;

- изоляция горючей среды;

- применение средств пожаротушения;

- средств пожарной сигнализации;

- средств извещения о пожаре.

Для тушения пожара используется песок, асбестовую ткань (ГОСТ 6102-78), пенные огнетушители марки ОП_5 (ГОСТ 16005-70), углекислотные огнетушители марок ОУ_2 и ОУ_5 (ГОСТ 7276-77 и ГОСТ 9230-77), воздушно-механическую пену (ГОСТ 7183-72) и тонкораспыленную воду.

8.5 Характеристика взрывоопасности резервуара

Бензин относится к 4 классу опасности (по ГОСТ 12.1007.76). Объемные пределы взрываемости 0,6-6,5% об. Температура вспышки 80 єC, а самовоспламенения составляет 300 єC. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочих зон и производственных помещений составляет (по ГОСТ 12.1.1005.88)

300 мг/м³. Наиболее опасный сценарий аварийной ситуации: сценарий С₁ - полное разрушение резервуара, выброс бензина в пределах обвалования, образование ТВО, взрыв ТВО от источника зажигания, воздействие ударной волны на соседние объекты, повреждения соседних объектов, возможно дальнейшее развитие аварий в парке и поражение обслуживающего персонала, характеризуется наиболее тяжелыми последствиями и наибольшим ущербом. Вероятность возникновения наиболее опасного по последствиям сценария составляет 4,95·10 год^-1.

Общий энергетический потенциал взрывоопасности: Е= 1,29·10⁸ кДж;

Относительный энергетический потенциал: Q_в=30,56;

Категория взрывоопасности блока - 2.

Основной поражающий фактор - это ударная волна взрыва. Количество опасного вещества, участвующего в аварии составит 2,8040 т и количество опасного вещества, участвующего в создании поражающего фактора, составит 0,28 т.

Границы зон действия ударной волны составляет: радиус зон полных разрушений - 28,23 м, радиус зон 50% разрушений - 47,54 м, радиус зон средних разрушений - 71,31 м, радиус зон умеренных разрушений - 239,18 м, радиус зоны порога повреждения человека - 356,55 м, радиус зоны расстекления - 397,4 м.

8.6 Возможные аварийные ситуаций, их ликвидация

Анализ аварийных ситуаций, условий их возникновения и развития в блоке №4 резервуарного парка площадки «Б» ТСЦ представлены в таблице 8.6 приложений Г.

8.7 Гражданская оборона и чрезвычайные ситуации

В случае чрезвычайной ситуации персонал цеха ТСЦ эвакуируется в убежище №66А. Убежище защищает персонал от воздействия взрывной, световой, радиационной и других видов губительной для человеческого организма энергии.

План эвакуации персонала цеха ТСЦ в загородную зону показан на рисунке 8.1 и осуществляется в следующем порядке:

- о рассредоточении и эвакуации сообщает администрация цеха;

- с собой брать документы, запас продуктов на 3 суток, необходимые вещи.

- время прибытия на СЭП

а) Колонна пеших 4 ч +10 мин;

- отправление с СЭП колонной 1/5 4. +12

- отправление с Зиргана автоколонной №336 через 4 ч +35 мин.;

б) Едут железнодорожным транспортом

- прибытие на СЭП в 24 ч;

отправление от станций Салават в 2 ч 41 мин. поездом №284.

Отправление со станций Мелеуз до места расселения деревня Узя транспортом сельсовета.

- до выезда за город:

выключить газ, электронагревательные приборы, сдать ключи в домоуправление.

8.8 Расчет молниезащиты резервуара

Исходные данные:

Высота резервуара, h_рез=11950 мм;

Диаметр резервуара, D_рез=22847 мм.

Выбираем многократный стержневой молниеотвод, предназначенный для защиты объектов с большой площадью, в данном случай для резервуара.

Определим категорию молниезащиты и тип зоны защиты в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений резервуара молнией в год.

Ожидаемое количество поражений молнией в год для сосредоточенных зданий и сооружений (башен, колонн дымовых труб и др.) N определим по формуле

(8.1)

где h_х - наибольшая высота резервуара, h_х=11950 мм;

n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности (плотность ударов молнии в землю) в месте расположения резервуара.

Согласно округленным данным среднегодовая продолжительность гроз в городе РФ Салавате от 40 до 60 часов; для такой среднегодовой продолжительности гроз n=4.

Подставляем числовые значения в формулу 8.2.1

В зависимости от полученных значений ожидаемое количество поражений молнией в год для нашего случая определяем по таблице: II категория молниезащиты и тип зоны защиты Б.

Схема многократного стержневого молниеотвода представлена на рисунке 8.2.

Зона защиты многократного стержневого молниеотвода представляет собой геометрическую фигуру, вершины которой находятся на высоте h₀.

У таких молниеотводов высотой h?150 м зона защиты определяется как зона попарно взятых, соседних стержневых молниеотводов. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода имеет следующие габариты.

 (8.2)

(8.3)

где r₀ - размер зоны защиты на уровне земли;

r_х - размер зоны защиты на уровне максимально высокой отметки защищаемого объекта.

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода определяется по формулам (8.2) и (8.3) как зона одиночных стержневых молниеотводов. Для зоны Б h_c = h₀, = r_x, r_c = r₀. Задаемся высотой молниеотвода h_м=2 м.

Высота одиночного стержневого молниеотвода может быть определена по формуле

(8.4)

Определим зону защиты по формуле (8.2.2)

Определяем размер зоны защиты на уровне земли по формуле (8.3)

Принимаем 4 молниеприемника высотой 2 м.



Рисунок 8.1 - План эвакуации персонала цеха ТСЦ в загородную зону (деревню Узя)

Рисунок 8.2 - Зона защиты многостержневого молниеотвода

9. Экономическая часть

Для проектируемой установки рассчитаем технико-экономические показатели, себестоимость.

9.1 Расчёт капитальных затрат и стоимости основных фондов

Создание и внедрение новых технологических процессов связано со значительными капитальными затратами. Капитальные затраты - это единовременные вложения в создание основных фондов, рассчитываются по формуле:

?К = К_об + К_зд + К_с, (9.1)

где К_об - расходы на оборудования рассчитываем по формуле

К_об = К_от + К_ос, (9.2)

где К_об - затраты на технологическое и силовое оборудование, руб.;

К_с - расходы на устройство сооружений приведены в таблице (9.1), руб.

Затраты на оборудование, приобретаемое со стороны определим по формуле

, (9.3)

где Ц_от - оптовая цена оборудования, руб.;

К_тз - коэффициент транспортно-заготовительных расходов;

К_с - коэффициент, учитывающий затраты на строительные работы (металлоконструкции - 5%)

К_м - коэффициент, учитывающий затраты на монтаж - 0,05.

Результаты расчета капитальных затрат сведем в таблицу 9.1

Общая стоимость основных фондов представлена в таблице 9.2.

Таблица 9.1 - Расчет стоимости аппаратов и оборудования

Наименование оборудования	Ед.изм	Колво	Стоимость, руб
			единицы, руб	Всего, тыс. руб
Насос шестеренчатый ШФ 5-25, N=1,1 кВт Матор-редуктор 3МВ - 50, N=0,09 кВт Лебедка ЛР 0,65 Компрессор С 24J1047А N=1,5 кВт	шт. шт. шт. шт	1 1 1 1	25000 11714 11000 4785	25 11,714 11 4,785
Всего на оборудование				52,49
Неучтенное оборудование	%	20		10,49
Итого на оборудование				62,99
Транспортно-заготовительные расходы	%	10		6,29
Затраты на строительные работы металлоконструкции Затраты на монтаж	% %	5 5		3,15 3,15
Всего на расходы				12,59
Итого на оборудование				75,58

Таблица 9.2 - Стоимость основных фондов установки

Виды основных фондов	Первоначальная стоимость, тыс. руб
Рабочие и силовые машины, оборудование	75,58
Итого основных фондов	75,58
Затраты на подготовку территории, временное строительство, 5% от ОФ	3,75
Всего основных фондов	79,33

Стоимость основных фондов составляет 79,33 тыс. руб.

9.2 Расчёт производственной мощности

Расчет производится для 10 резервуаров общей площадью F=43332 м².

Расход лакокрасочной композиций находим по формуле

(9.4)

где m - количество лакокрасочной композиций, потребляемое на 1 м², m=0,4 кг.

Производственная мощность установки - это максимально возможный объём переработки сырья или выпуска продукции за год при полном использовании оборудования во времени и по производительности.

Материальный баланс необходим для расчёта экономической эффективности работы установки. По проекту установка работает 365 дней в году.

Производственная мощность установки с учётом рабочих дней в году - 330 и рабочих часов в сутки 8 будет равна 17,3 т/г. Отсюда, следовательно, среднесуточная производительность будет равна.

(9.5)

где М - мощность установки по сырью, М=17,3 т/г;

t - число часов работы, t =330 сут.

9.3 Расчёт численности обслуживающего персонала и фонда заработной платы

Расчет потребности количества рабочих проводится по нормам обслуживания и рабочим местам. Численность персонала рассчитывается по категориям, профессиям, сменному штату, явочному и списочному составу. Для определения эффективного фонда рабочего времени составляют баланс рабочего времени одного рабочего, исходя из принятого режима работы, действующего положения об отпусках, фактических данных о количестве невыходов по болезни и другим причинам (таблица 9.3).

Коэффициент подмены рассчитываем по формуле

(9.6)

где Т_НОМ - номинальный фонд рабочего времени, ч;

Т_ЭФФ - эффективный фонд рабочего времени, ч.

Расчёт численности персонала определим по формуле

(9.7)

где Ч_я - явочная численность в одну смену;

Б - число бригад.

Таблица 9.3 - Баланс рабочего времени одного рабочего на год

Показатели	Периодическое производство
	дней	часов
1. Календарный фонд рабочего времени 2. Выходные 3. Номинальный фонд рабочего времени 4. Невыходы на работу в том числе: 4.1 Очередные и дополнительные отпуска 4.2 Дни выполнения государственных обязанностей 4.3 Дни невыхода по болезни 5. Эффективный фонд рабочего времени	365 105 260 40 30 5 5 220	2920 840 2080 320 240 40 40 1760

Результат расчёта численности персонала на установке для нанесения лакокрасочного покрытия представлен в таблице 9.4.

Таблица 9.4 - Расчёт численности персонала

Профессия	Разряд	Кол-во человек в смену	Количество бригад	Явочная численность	Коэффициент подмены	Списочная численность
1 начальник установки 2 слесарь	4	3	1	13	1,14	13
Итого:				4		4

Бригада выполнить работу по окраске 10 резервуаров за 100 рабочих дней, поэтому фонд заработной платы на 10 резервуаров определим по формуле

(9.8)

Подставляя числовые значения, получим

Результат расчёта фонда заработной платы на установке для нанесения лакокрасочного покрытия сведён в таблицу 9.5, 9.6.

Таблица 9.5 - Результат расчёта фонда заработной платы на установке для нанесения лакокрасочного покрытия

Профессия	слесарь
разряд	4
Количество рабочих	3
Тарифная ставка	40
Эффективный фонд времени	220
ФЗП тар., руб	211200
Премия, %	50
Рублей	48000
ФЗП час, руб	259200
ФЗП дневной, руб	259200
За гособязоности	1178,18
ФЗП год, руб	260378,18
Районный коэффициент	39056,73
ФЗП общ. руб	299434,91
Зарплата общ., руб	136106,78
Среднемесячная зарплата	3780,74

Как видно из таблицы 9.5 заработная плата составляет 136106,78 рублей, общее количество занятых в производстве 4 чел.

Таблица 9.6 - Расчет фонда заработной платы ИТР

Профессия	Число работников	Должностной оклад, руб	Надбавка за вредность, руб	Районный коэффициент	Всего за месяц, руб.	Годовой фонд з/п, руб.
Начальник установки	1	10 201	1 530	1 760	13 490	40470
Итого:	1					40470

9.4 Расчёт себестоимости продукции

Себестоимость продукции - важнейший экономический показатель проектируемого процесса. Расчет себестоимости единицы продукции производится путем составления калькуляции себестоимости.

Расход электроэнергии рассчитывается по формуле

(9.9)

где W - мощность оборудования, рассчитывается по формуле

(9.10)

где N_м - мощность мотор-редуктора, N_м=0,09 кВт;

N_м - мощность компрессора, N_к=1,5 кВт

N_м - мощность насоса, N_н=1,1 кВт

Подставляя значения, получим

кВт;

кВтч=1,076 тыс. кВт·ч.

Расчёт себестоимости продукции представлен в таблице 9.7

Таблица 9.7 - Расчёт себестоимости продукции

Наименование статей затрат	Ед. изм	Н расх	На весь выпуск
			Количество	Цена, руб	Сумма, руб
1 Сырьё: краска	т		17,3	35683	617315,9
2 Энергетические затраты электроэнергия	тыс. кВт/ч		1,076	746,30	803,01
3 Зарплата					136106,78
4 Расходы на социальное страхование		0,365			28955,45
5 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, в т.ч.: амортизация		0,1			7933
6 Цеховые расходы		0,03			2379,9
Полная себестоимость					793494,04
Себестоимость продукции		45866,71

9.5 Расчет основных технико-экономических показателей

Для установления эффективности внедрения настоящего проекта рассчитываются его технико-экономические показатели, производится их комплексный анализ.

Цену единицы продукции рассчитаем следующим образом

Ц_к=1,05С; (9.11)

Ц_к=1,0545866,71= 48160,04 руб.

Абсолютные показатели принимаются по данным предыдущих расчетов. Относительные показатели рассчитываются следующим образом.

Экономию определим по формуле

Э₁=З_д-З_п, (9.12)

где З_п - затраты после внедрения установки, руб.;

З_д - затраты до внедрения установки, руб.

Э₁= 1272026-793494,049= 478531,47 руб.

Уровень фондоотдачи определим как

(9.13)

где Ф - среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб.;

Q - объём производства, руб.

Уровень производительности труда определим как

(9.14)

где Ч - численность работников, чел.

Подставляя значения, получим

Уровень рентабельности продукции определи по формуле

, (9.15)

где С - себестоимость единицы продукции, руб.

Удельные капитальные затраты определим по формуле

, (9.16)

где Ф - среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб.;

Q - объём производства, т.

9.6 Расчет экономической эффективности

Оценка общей и сравнительной экономической эффективности позволяет решить вопрос о целесообразности разработки и внедрения проекта.

Решение о целесообразности разработки проекта новой установки принимается на основе экономического эффекта, определяемого на годовой объем производства продукции.

Годовой экономический эффект определим по формуле

, (6.17)

где Э₁ - экономия от реализации единицы продукции, руб.

- капитальные вложения, руб.

Коэффициент сравнительной окупаемости капитальных вложений определим по формуле

, (9.18)

Подставляя значения, получим

Срок окупаемости определим по формуле

, (9.19)

Подставляя значения, получим

Сравниваем полученные Е_с=6 и Т=0,16 год с нормативными Т?Т_н=5 лет и Е_с ? Е_н=0,15. Условие выполняется.

Таблица 9.9 - Технико-экономические показатели

Показатели	По проекту
1 Абсолютные показатели:
Суточная производительность, т.	0,052424
Дни работы	220
Мощность установки, т.	17,3
Выход целевой продукции, %	100
Численность работников, чел	4
Стоимость основных фондов, руб.	79330
2 Относительные показатели: производительность труда, руб./чел.	208292,2
Фондоотдача, руб./ руб.	10,05
Себестоимость 1 м2. целевой продукции, руб.	45866,71
Рентабельность продукции, %	60
Удельные капитальные вложения, руб./т.	4585,5
3 Показатели экономической эффективности:
Годовой экономический эффект, руб.	466631,97
Срок окупаемости капитальных вложений, лет	0,16
Коэффициент сравнительной эффективности дополнительных капитальных вложений	6

Библиографический список

1 Защита химического оборудования неметаллическими покрытиями /Л.Г. Багатков, А.С. Булатова, В.Б. Моисеев и др. - М.: Химия, 12989. - 288 с.;

2 Физическая химия. В 2 кн. Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ: Учеб. для вызов /К.С. Краснова, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и др.; Под ред. К.С. Краснова - 3_е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2001. - 319 с.;

3 Зиневич А.М. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. А.М. Зиневич, В.И. Глазков, В.Г. Котик. - М.: Недра, 1975. - 288 с.;

4 Пажи Д.Г. Форсунки в химической промышленности. Д.Г. Пажи, А.М, Прахов, Б.Б. Равикович. - М: Химия, 1982. - 270 с.;

5 Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии /Ю.И. Дытнерский. - М: Химия, 1982. - 270 с.;

6 Гузенков П.В. Краткий справочник к расчетам деталей машин /П.В. Гузенков. - М: Высш. шк., 1964. - 270 с.;

7 Сборник задач и примеров расчета по курсу детали машин. Учебное пособие для машиностроительных техникумов. Изд. 4_е, перераб. - М: Машиностроение, 1975. - 286 с.;

8 Пажи Д.Г., Галустов В.С. Распылители жидкостей /Д.Г. Пажи, В.С. Галустов. - М: Химия, 1979. - 216 с.;

9 Дунаев П.В. Конструирование узлов и деталей машин /П.В. Дунаев, О.П. Леликов. - М: Высш. шк. 2001. - 447 с.;

10 Лопастные и роторные насосы. - М: ЦИНТИхимнефтемаш, 1985. - 76 с.;

11 Писаренко Г.С. Сопротивление материалов /Г.С. Писаренко. Под ред. акад. АН УССР - 5_е изд. перераб. И доп. - К: Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 775 с.

Размещено на Allbest.ru