Молниеприемники.

Молниеприемники могут быть специально установленными, в том числе на объекте, либо их функции выполняют конструктивные элементы защищаемого объекта; в последнем случае они называются естественными молниеприемниками.

Молниеприемники могут состоять из произвольной комбинации следующих элементов: стержней, натянутых проводов (тросов), сетчатых проводников (сеток).

Токоотводы.

В целях снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы между точкой поражения и землей:

а) ток растекался по нескольким параллельным путям;

б) длина этих путей была ограничена до минимума.

Заземлители.

Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

Выбор молниеотводов.

Выбор типа и высоты молниеотводов производится исходя из значений требуемой надежности. Объект считается защищенным, если совокупность всех его молниеотводов обеспечивает надежность защиты не менее требуемой.

Во всех случаях система защиты от прямых ударов молнии выбирается так, чтобы максимально использовались естественные молниеотводы, а если обеспечиваемая ими защищенность недостаточна - в комбинации со специально установленными молниеотводами.

При прочих равных условиях высоту молниеотводов можно снизить, если вместо стержневых конструкций применять тросовые, особенно при их подвеске по внешнему периметру объекта.

В случае проектирования молниезащиты для обычного объекта, возможно определение зон защиты по защитному углу или методом катящейся сферы согласно стандарту Международной электротехнической комиссии (IEC 1024) при условии, что расчетные требования Международной электротехнической комиссии оказываются более жесткими, чем требования СО 153-34.21.122-2003.

Для молниезащиты цеха нерациональным будет использование одиночного стержневого молниеотвода, при установке его в центральной части крыши здания в связи с тем, что высота молниеотвода будет чрезмерно большой (порядка 40м). Так же будет нерациональным сооружение замкнутого тросового молниеотвода в связи с излишними затратами на его сооружение, при требуемом уровне надёжности менее 0,99. При сооружении двойного стержневого молниеотвода ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами на заданной высоте, в связи с габаритами здания, будет намного меньше, чем ширина горизонтального сечения с центром, находящимся на оси молниеотвода на той же высоте, что приведёт к использованию молниеотводов большой высоты (порядка 20м).

Таким образом, можно сделать вывод, что для данного здания прямоугольной формы подходит одиночный тросовый вариант расположения молниеотводов.

Стандартные зоны защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h ограничены симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном сечении равнобедренный треугольник с вершиной на высоте h₀ < h и основанием на уровне земли 2r₀ (рис. 6.1).

Приведенные ниже расчетные формулы пригодны для молниеотводов высотой до 150 м. При большей высоте следует пользоваться специальным программным обеспечением. Здесь и далее под h понимается минимальная высота троса над уровнем земли (с учетом провеса).

Рис. 6.1 Зона защиты одиночного тросового молниеотвода: L - расстояние между точками подвеса тросов

h₀ = 0,87h (14.1),

где h - высота молниеотвода;

h₀ - высота защитного конуса молниеотвода.

r₀ = 1,5h (14.2),

где r₀ - радиус защитного конуса на уровне земли.

Полуширина r_х зоны защиты требуемой надежности (14.3) на высоте h_x от поверхности земли определяется выражением:

(14.3)

При необходимости расширить защищаемый объем к торцам зоны защиты собственно тросового молниеотвода могут добавляться зоны защиты несущих опор, которые рассчитываются по формулам одиночных стержневых молниеотводов.

При расположении молниеотводов по бокам, в центральной части меньших сторон здания, величина r_x не должна быть меньше 12м (при высоте здания h_x=9м). При r_x>12м углы здания будут располагаться вне защищаемой зоны. Оптимальная высота молниеотвода, удовлетворяющая данному требованию h=10м.

Докажем, что оптимальная высота молниеотвода h = 10м.

h₀ = (м)

r₀ =(м)

r_x = (м)

Таким образом, из расчётов видно, что условие r_x>12м выполняется.

Вывод. Для защиты здания механосборочного цеха следует использовать одиночный тросовый вариант расположения молниеотводов, что обусловлено геометрическими характеристиками здания.

Молниеотводы следует разместить по бокам, в центральной части меньших сторон здания. Конструкция молниеотводов должна быть надёжно закреплена и выдерживать предельно допустимые значения порывов ветра, характерные для данного региона.

Рационным будет применение стального молниеприёмника, площадью сечения не менее 50 мм² согласно Табл. 6.2.

В качестве молниеотводов следует использовать стальной канат (ГОСТ 2688-80), диаметром не менее 8 мм.

В качестве заземлителей следует использовать электроды проектируемого контура заземления.



13. Защита от перенапряжения

Перенапряжениями называют такие повышения напряжения, которые представляют собой опасность для изоляции электрических установок.

Различают два вида перенапряжений в электрических установках: внутренние и атмосферные. Внутренние перенапряжения возникают в результате коммутаций, как нормальных (включение и отключение ненагруженных линий, отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключения КЗ, АПВ). Эти перенапряжения воздействуют на изоляцию сравнительно кратковременно, но значение их может превышать в несколько раз номинальное напряжение.

Атмосферные перенапряжения возникают в результате разрядов молнии в электроустановку или вблизи нее. Волны перенапряжения, возникающие в токоведущих частях при ударах молнии, распространяются со скоростями, сравнимыми со скоростью света, проникая в обмотки трансформаторов, машин, воздействуя на изоляцию линий и аппаратов. Время воздействия атмосферных перенапряжений составляет от единиц до сотен миллионов долей секунды. Значение этих перенапряжений при отсутствии специальных мер защиты может достигать миллионов вольт.

Для защиты электроустановок от внутренних перенапряжений можно использовать: 1 - схемные решения и средства ограничения установившихся перенапряжений; 2 - средства и способы защиты от перенапряжений переходного режима.

В первом случае предусматривают понижение коэффициентов трансформации, ограничение минимального количества работающих генераторов и их ЭДС, использование шунтирующих реакторов, применение схем без выключателей на стороне высшего напряжения.

К средствам и способам защиты от перенапряжений переходного режима относятся коммутационные (комбинированные) вентильные разрядники типа РВМК, выключатели, предотвращающие возникновение значительных перенапряжений, и устройства, управляющие моментом коммутации.

В установках с номинальным напряжением до 220 кВ включительно должны быть ограничены перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов и линий при АПВ, так как остальные виды перенапряжений не представляют опасности для изоляции.

Перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов имеют большую амплитуду, но небольшую длительность. Защиту от этих перенапряжений осуществляют молниезащитными разрядниками, пропускная способность которых достаточна для того, чтобы рассеять энергию, выделяющуюся при перенапряжениях этого вида. Ограничение перенапряжений может быть достигнуто также путем использования выключателей с шунтируемыми резисторами.

Ограничение перенапряжений при отключении ненагруженных линий не может быть возложено на молниезащитные разрядники, установленные на подстанции, по двум причинам. Во-первых, разрядники должны находиться непосредственно на линии, во-вторых, они должны быть рассчитаны на отвод энергии, значительно большей; чем энергия, обусловленная атмосферными перенапряжениями. Защиту от перенапряжений этого вида выполняют выносом на линию электромагнитных измерительных трансформаторов напряжения или применением выключателей с шунтирующими резисторами.

Атмосферные перенапряжения в элементах системы электроснабжения возникают как при прямом ударе молнии, так и при разрядах молнии в окрестности проводников (индуктированные перенапряжения). Защита от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводами. Однако применение молниеотводов полностью не исключает поражения установок молнией. Волны перенапряжений, возникающие на линиях при ударах молнии, доходят до подстанций (набегающие волны) и могут представлять опасность для изоляции установленного там оборудования. Перекрытие изоляции на подстанции в большинстве случаев означает дуговое КЗ вблизи сборных шин, которое может привести к системным авариям.

Основным аппаратом защиты от набегающих волн является вентильный разрядник, у которого разрядное напряжение искрового промежутка не менее чем на 10 % ниже гарантированной прочности защищаемой изоляции при полном импульсе. Схемы защиты подстанций от набегающих волн приведены на рис. 13.1 и 13.2. Во всех случаях на шины включают вентильные разрядники РУЗ по комплекту на каждую систему или секцию шин. Расстояние от РУЗ до выводов трансформаторов не должно превышать допустимого значения.

Рис. 13.1. Схема защиты подстанции от набегающих волн

Рис. 13.2. Схема защиты подстанции от набегающих волн, если линия не имеет молниезащитного троса по всей длине

Эти значения приведены в ПУЭ в зависимости от типа опор, длины подхода, группы разрядников и числа подключенных к подстанции линии. В частности, для подстанции напряжением до 35 кВ эти расстояния находятся в пределах 25-30м. Если расстояние от РУЗ до выводов трансформаторов превышает допустимое значение, то у трансформатора устанавливают дополнительный комплект разрядников. Вентильные разрядники подключают к контуру заземления подстанции по кратчайшему пути. Линии напряжением 35 кВ и выше, защищенные тросами по всей длине (рис. 13.1), специальной защиты подхода от перенапряжений не требуют, кроме мероприятий по повышению уровня грозоупорности подхода (этого достигают применением одноцепных опор вместо двухцепных).

Если линия не имеет молниезащитного троса по всей длине (рис. 13.1), то ее защищают тросом на подходе к подстанции. Длину подхода принимают равной 1-2 км при напряжении 35 кВ и 1-3км при напряжениях 110-220 кВ.

Трос на каждой опоре заземляют; сопротивление зависит от грунта, но не должно быть более 10-20 Ом. Для ограничения амплитуды волны, движущейся к подстанции, до безопасного для вентильного разрядника значения устанавливают трубчатый разрядник РУ1. Разрядник РУ2 является резервным. Он защищает изоляцию выключателя Q2 в случае падения волны при его отключенном состоянии, когда волна отражается с удвоенной амплитудой. Если линию выполняют на металлических (железобетонных) опорах, разрядники РУ1 и РУ2 не устанавливают, а ограничение перенапряжений осуществляют за счет низкой импульсной прочности изоляции на таких опорах.

Распределительные устройства и подстанции напряжением 3-20 кВ имеют различия в защите от атмосферных перенапряжений по сравнению с подстанциями и РУ более высокого напряжения (рис. 13.1). Для воздушных линий на напряжение 3-20 кВ характерна низкая поражаемость ударами молнии, так как эти линии имеют небольшую высоту и на подходе к подстанции обычно экранируются расположенными вблизи сооружениями. В связи с этим не требуется защита подходов линий тросовыми молниеотводами. На подходе к подстанции линий с деревянными опорами трубчатый разрядник РУ1 устанавливают на расстоянии 200-300 м от подстанции. Второй разрядник РУ2 ставят для защиты разомкнутого выключателя Q2. На подходах линий с металлическими и железобетонными опорами трубчатые разрядники не устанавливают. В этом случае заземляют опоры на участке подхода в 200-300 м.

Применение автотрансформаторов в системах электроснабжения обусловливает установку разрядников на каждую обмотку автотрансформатора, причем разрядник подключают со стороны автотрансформатора (рис. 13.3) перед выключателем и разъединителем. Это вызвано тем, что на отключенной выключателем стороне автотрансформатора могут появиться опасные для его изоляции перенапряжения, связанные с переходом волн между обмотками.

Рис. 13.3. Подключение разрядников к автотрансформатору

Рис. 13.4. Включение разрядника в нейтраль силового трансформатора

Для уменьшения токов однофазного КЗ нейтрали некоторых трансформаторов 110 кВ, реже 220 кВ могут быть временно или постоянно разземлены. При воздействии волн атмосферных перенапряжений на линейные вводы трансформаторов на нейтрали могут развиться колебания, приводящие к значительному повышению напряжений над уровнем изоляции нейтрали. Для ограничения этих перенапряжений в нейтраль трансформатора включают вентильный разрядник с номинальным напряжением на класс ниже, чем класс изоляции трансформатора (рис. 13.4).



14. Охрана труда и экологическая безопасность

Анализ производственного помещения.

Завода по переработке пеностекла состоит из 10 помещений общей площадью 5484м². Главное и наибольшее по площади помещение (3283м²) - главный цех по получению блоков из пеностекла, в котором расположено основное силовое оборудование, и в течение смены находится наибольшее количество работников (до 85%), поэтому объектом исследования целесообразно выбрать именно его.

Главный цех имеет кирпичные стены, 20 оконных проёмов высотой 5,5м и шириной 3м с двойными деревянными рамами. Напротив оконных проёмов помещение имеет ряд колонн. Цех имеет 3 эвакуационных и 1 аварийный выход, над которыми установлены постоянно горящие световые табло с надписью “Выход”. В целях противопожарной безопасности, дверь аварийного выхода открываются наружу. Расположение основного силового оборудования - двухрядное, вдоль большей стороны помещения. Высота помещения составляет 8м.

Микроклимат производственного помещения.

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются: температура воздуха; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового облучения; температура поверхностей (стен, потолка, пола, экранов, а также технологического оборудования).

Для того, чтобы физические процессы в организме человека протекали нормально и температура внутренних органов оставалось около 36,6 °С, выделяемая организмом теплота должна отводиться в окружающую воздушную среду. Отдача теплоты человеком происходит в результате конвекции воздуха, излучения теплоты, испарения пота и нагрева вдыхаемого воздуха.

Повышенная температура воздуха вызывает быструю утомляемость, большое выделение пота. При температуре выше +30 °С производительность труда снижается в 1,5-2 раза от уровня при +18 °С. Низкая температура может вызвать простудные заболевания. Повышенная влажность воздуха снижает испарение пота и ухудшает состояние человека. Повышенная скорость воздуха (сквозняк) увеличивает скорость испарения пота, при этом охлаждаются участки тела и могут возникать простудные заболевания.

Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений изложены в СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”.

Все помещения должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией.

Целью расчета системы вентиляции в рассматриваемом помещении является определение количества воздуха, необходимого для проветривания помещения, и выбор на этой основе кондиционера.

Температура, относительная влажность и скорость воздуха нормируются в зависимости от периода года и категории работ по тяжести. Период года разделяется на холодный (при среднесуточной температуре наружного воздуха t_нар равной или ниже +10 °С) и теплый (t_нар выше +10 °С).

Работы по тяжести разделяются на пять категорий: Iа, Iб, IIа, IIб, III. Разграничение проводится на основе общих энергозатрат организма человека.

В сборочном цехе проводятся работы средней тяжести - категории IIб, характеризующиеся расходом энергии рабочих от 175 до 232 Вт (постоянная ходьба, переноска до 1кг тяжестей).

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Таблица 14.1. Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах для сборочного цеха

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	IIа (175-232)	19-21	18-22	60-40	0,2
Тёплый		20-22	19-23	60-40	0,2

Произведем рассчет воздухообмена:

Потребный воздухообмен определяется по фактору явных теплоизбытков (для теплого периода года).

, (14.1)

где Q_изб - теплоизбытки в помещении, кДж/ч;

С - удельная теплоемкость воздуха, 1,005 кДж/кг·С;

- плотность воздуха, 1,2 кг/м³;

t_выт - температура уходящего воздуха, С;

t_прит - температура приточного воздуха, С.

Теплоизбытки в помещении определяются по формуле:

Q_изб=Q_об+Q_осв+Q_л+Q_рад, (14.2)

где Q_об - поступление тепла от оборудования, кДж/ч;

Q_осв - поступление тепла от электрического освещения, кДж/ч;

Q_л - поступление тепла от людей, кДж/ч;

Q_рад - поступление тепла от солнечной радиации, кДж/ч.

Выделение тепла от оборудования:

Q_об=3600·W·k₁·k₂, (14.3)

где k₁ - коэффициент использования установочной мощности, принимается 0,8;

k₂ - коэффициент одновременности работы, учитывающий процент одновременно работающего оборудования, примем равным 0,7;

W - суммарная установочная мощность оборудования, кВт.

Q_об=3600·565·0,6·0,7 = 854280(кДж/ч).

Тепловыделения от электрического освещения:

Q_осв=3600·N_уст··n·k, (14.4)

где N_уст -установочная мощность лампы, 400 Вт;

n - количество ламп (71);

- коэффициент перехода электрической энергии в тепловую, 0,5;

k - коэффициент, учитывающий способ установки светильников, 0,7;

Q_осв = 3600·400·71·0,5·0,7= 35784 (кДж/ч).

Поступление тепла от людей:

Q_л = 4,19·Э·n·k, (14.5)

где n - количество людей, работающих в помещении (79);

k - коэффициент одновременности присутствия, 0,9;

Э - энергозатраты одного человека, 120 ккал/ч.

Q_л = 4,19·120·79·0,9 = 35749 кДж/ч

Тепло, поступающее от солнечной радиации:



Q_рад=3600·Q_уд·S·k₁·k_2., (14.6)

где Q_уд - удельное поступление тепла от солнечной радиации, определяемое в зависимости от географической широты и ориентации световых проемов в здании. Для здания, расположенного на 50с.ш., окна которого ориентированы на северо-восток Q_уд = 76 Вт/м²·ч;

S - суммарная площадь окон в помещении, 18 м²;

k₁ - коэффициент, зависящий от вида остекления, для рассматриваемого случая (двойное остекление в одной раме) равен 1,45;

k₂ - коэффициент, зависящий от наличия солнцезащитных устройств, для рассматриваемого случая (устройство жалюзи) равен 0,5.

Q_рад = 3600·76·18·1,45·0,5 = 3570,48 (кДж/ч).

Откуда, Q_изб = 854280+ 35784 + 35749 + 3570,48 = 929383кДж/ч

=93256,83 (м³/ч)

В качестве обеспечения рассчитанного воздухообмена, был выбран Вентилятор центробежный ВЦ 14-46 - 8шт. (3 резерв) имеющий производительность V = 21000 м³/ч.

Для того чтобы температура воздуха в холодный период соответствовала нормам, используется система централизованного отопления. Основным методом содержания пыли в воздухе является весовой, основанный на просасывании запыленного воздуха через аналитические фильтры.

На предприятии для обеспечения необходимого качества воздуха в рабочей зоне производственных помещений при разработке и организации технологических процессов и конструировании оборудования выполняются ряд инженерно-технических, санитарно-технических, лечебно-профилактических, организационных и других мероприятий.

Оценка уровня шума в цехе. Расчёт средств защиты от шума.

Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».

В качестве общей характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБ(А), представляющая собой среднюю величину частотных характеристик звукового давления.

Оборудование в главном цехе однотипное - печи отжига, печи вспенивания, конвейеры, вентиляторы. Звуковая мощность источника шума составляет 80 дБА.

Характеристикой постоянного шума на рабочих местах является интегральный критерий - уровень звука L_А, в дБA, если в помещении находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 1000 и 8000 Гц в расчетной точке следует определять по формуле:

(14.1)

Здесь:

L - ожидаемые октавные уровни звукового давления в расчетной точке, дБ;

- эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния r от расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника l_макс. Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость;

_i - 10^0,1L_Pi - равен 3,2^.10⁷;

L_Рi - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;

- фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается =1;

S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять S=2r², где r - расстояние от расчетной точки до источника шума;

- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику в зависимости от отношения постоянной помещения B к площади ограждающих поверхностей помещения S_огр. (S_огр=S_пола+S_стен +S_{потолка});

B - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле B=B₁₀₀₀ , где B₁₀₀₀ - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, и равна V/20 м², определяемая в зависимости от объема и типа помещения на частоте 1000 Гц;

м - частотный множитель, равный 0,5 на частоте 63 Гц, 1 на частоте 1000 Гц и 6 - на 8000 Гц;

m- количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых r_i < 5r_мин , где r_мин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума, м;

n - общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента одновременности их работы.

Пожарная безопасность.

Общие положения.

Пожарная безопасность главного цеха должна соответствовать требованиям СНиП 21-01-97 и «Правил пожарной безопасности в РФ» ППБ-01-93. Ответственность за пожарную безопасность возлагается на мастера цеха. Ответственность за пожарную безопасность отдельных производственных участков определяет мастер цеха.

Мастер цеха обязан:

1) организовать на подведомственном объекте изучение и выполнение «Правил пожарной безопасности в РФ» всеми работниками цеха;

2) организовать на объекте добровольную пожарную дружину и пожарно-техническую комиссию и обеспечить их работу;

3) организовать проведение на объекте противопожарного инструктажа и занятий по пожарному минимуму;

4) установить в производственных, административных, складских и вспомогательных помещениях строгий противопожарный режим (оборудовать места для курения, определить места и допустимое количество единовременного хранения сырья и готовой продукции, установить четкий порядок проведения огневых работ, порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы).

Все стены и перекрытия цеха выполнены из негорючих строительных материалов класса НГ, что исключает возможность их возгорания.

По СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» главный цех по пожаровзрывоопасности можно отнести к категории производства Г, т.к. в цехе есть условия создающие повышенную опасность: токопроводящая пыль, токопроводящие полы (бетонные), возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлическим перекрытиям и к металлическому корпусу электрооборудования. Здание цеха относится ко II степени огнестойкости по СНиП 31.03-2001 «Производственные здания», где предел огнестойкости несущих стен, стен лестничных клеток, колонн был не менее 2 ч, лестничных площадок - не менее 1 ч, наружных стен из навесных панелей, перегородок и покрытий - не менее 0,25 ч.

Обеспечение безопасности людей.

В главном цехе следует предусмотреть своевременную и беспрепятственную эвакуацию людей; спасение людей, которые могут подвергнуться воздействию опасных факторов пожара; защиту людей на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара.

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара. Эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы.

Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы.

Защита людей на путях эвакуации обеспечивается комплексом объемно-планировочных, эргономических, конструктивных, инженерно-технических и организационных мероприятий.

Эвакуационные пути в пределах помещения должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей через эвакуационные выходы из данного помещения без учета применяемых в нем средств пожаротушения и противодымной защиты.

За пределами помещений защиту путей эвакуации следует предусматривать из условия обеспечения безопасной эвакуации людей с учетом функциональной пожарной опасности помещений, выходящих на эвакуационный путь, численности эвакуируемых, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания, количества эвакуационных выходов с этажа и из здания в целом.

Эвакуационные и аварийные выходы и пути.

Выходы являются эвакуационными, если они ведут:

а) из помещений первого этажа наружу:

непосредственно;

через коридор;

через вестибюль (фойе);

через лестничную клетку;

через коридор и вестибюль (фойе);

через коридор и лестничную клетку;

б) из помещений любого этажа, кроме первого:

непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;

в коридор, ведущий непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;

в холл (фойе), имеющий выход непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа.

Выходы не являются эвакуационными, если в их проемах установлены раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, ворота для железнодорожного подвижного состава, вращающиеся двери и турникеты. Поэтому раздвижные ворота с электроприводом не могут являться эвакуационным выходом из здания механосборочного цеха.

Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь помещения класса Ф5 категорий А и Б с численностью работающих в наиболее многочисленной смене более 5 чел., категории В -- более 25 чел. или площадью более 1000 м² При наличии двух эвакуационных выходов и более они должны быть расположены рассредоточено. Наличие двух эвакуационных выходов, расположенных в сборочном цехе напротив друг друга, удовлетворяет этому требованию.

Ширина эвакуационных проходов составляет с одной стороны 6м, с противоположной стороны - 3,2м.

Высота эвакуационных выходов в свету должна быть не менее 1,9м, ширина не менее 0,8м. Двери эвакуационных выходов и другие двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания. Вышеуказанные требования также выполняются.

Также следует отметить, что выходы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к эвакуационным выходам, могут рассматриваться как аварийные и предусматриваться для повышения безопасности людей при пожаре. Аварийные выходы не учитываются при эвакуации в случае пожара. К аварийному выходу из цеха можно приравнять выход через раздвижные ворота.

Пути эвакуации должны быть освещены в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95. Данное требование выполняется.

Предотвращение распространения пожара.

Предотвращение распространения пожара достигается мероприятиями, ограничивающими площадь, интенсивность и продолжительность горения, например такими, как наличие первичных, в том числе автоматических и привозных средств пожаротушения; сигнализация и оповещение о пожаре.

Подвесные потолки, применяемые для повышения пределов огнестойкости перекрытий и покрытий, по пожарной опасности должны соответствовать требованиям, предъявляемым к этим перекрытиям и покрытиям. В пространстве за подвесными потолками не допускается предусматривать размещение каналов и трубопроводов для транспортирования горючих газов, жидкостей и материалов. В помещении обслуживающего персонала (Поз.4) предусмотрено сооружение подвесных потолков. Можно сделать вывод, что вышеуказанные требования выполняются.

Двери, ворота, люки и клапаны допускается выполнять с применением материалов групп горючести не ниже Г3, защищенных негорючими материалами толщиной не менее 4 мм. Двери тамбур-шлюзов, двери, ворота и люки в противопожарных преградах со стороны помещений, в которых не применяются и не хранятся горючие газы, жидкости и материалы, а также отсутствуют процессы, связанные с образованием горючих пылей, допускается выполнять из материалов группы горючести Г3 толщиной не менее 40 мм и без пустот. Вышеуказанные требования также выполняются.

Проезды для основных и специальных пожарных машин предусмотрены в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01, СНиП 11-89, СНиП 11-97.

Выбор пожарной сигнализации.

Как правило, на крупных объектах - в торговых и офисных комплексах и центрах, высотных административных зданиях, промышленных предприятиях устанавливаются преимущественно адресно-аналоговые типы систем пожарной сигнализации. Главный цех является крупным объектом, поэтому здесь следует применять вышеуказанный тип противопожарной сигнализации.

Следует определить какие опасные факторы пожара должны стать главными для обнаружения пожара. На основании этого выбирается тип пожарных извещателей в соответствии с классификацией: дымовые, тепловые, пламени и т.д. Правильный выбор типа извещателя обеспечивает более раннее обнаружения пожара.

При обнаружении пожара сигнал поступает на приемно-контрольные приборы, расположенные в диспетчерской. В качестве диспетчерской в цехе может выступать комната управляющего персонала (Поз.4), поэтому приемно-контрольные приборы следует разместить именно там.

После обнаружения пожара нужно сформировать управляющий сигнал на включение звуковых оповещателей, расположенных в помещениях Поз.3-Поз.7.

Для цеха достаточно выбрать прибор приемно-контрольный пожарный ППКП со следующими характеристиками:

- малой информационной емкости - до 5 шлейфов сигнализации;

- малой информативности - до 3 видов извещений;

- без резервирования;

- малой ёмкости (контроль до 5 защищаемых зон).

Приборы приемно-контрольные пожарные должны обеспечивать следующие функции:

1) прием сигналов от извещателей со световой индикацией номера шлейфа и включением звуковой и световой сигнализации;

2) контроль исправности шлейфов сигнализации по всей их длине, а также световую и звуковую сигнализацию о возникшей неисправности;

4) контроль работоспособности и состояния узлов и блоков прибора с возможностью выдачи извещения об их неисправности во внешние цепи;

5) ручное выключение любого из шлейфов сигнализации без выдачи извещения о неисправности во внешние цепи;

6) преимущественную регистрацию и передачу во внешние цепи извещения о пожаре по отношению к другим сигналам;

7) посылку в ручной извещатель обратного сигнала, подтверждающего прием поданного им извещения о пожаре;

8) защиту органов управления от несанкционированного доступа посторонних лиц;

10) автоматическую передачу раздельных извещений о пожаре, неисправности и несанкционированном проникновении посторонних лиц к органам управления прибора;

11) формирование стартового импульса запуска ППУ при срабатывании двух извещателей в одном защищаемом помещении с соблюдением задержки времени;

12) автоматическое переключение электропитания с основного источника на резервный и обратно с включением соответствующей индикации без выдачи ложных сигналов и контроль состояния резервного источника питания;

13) возможность включения в один шлейф сигнализации активных и пассивных извещателей;

При выборе пожарной сигнализации важным пунктом является выбор пожарных извещателей. Пожарный извещатель - это устройство для формирования сигнала о пожаре.

Для цеха нужно применить пожарные извещатели со следующими характеристиками (согласно рекомендации по выбору типа пожарных извещателей, в зависимости от назначения защищаемого помещения и вида пожарной нагрузки, НПБ 88-2001*):

1) По способу приведения в действие: автоматические (реагирующие на факторы, сопутствующие пожару).

2) По виду контролируемого признака пожара: комбинированные (реагирующие на два или более фактора пожара).

3) По характеру реакции на контролируемый признак пожара: максимально- дифференциальные (одновременно формирующие извещение о пожаре при превышении температуры окружающей среды установленного порогового значения - температуры срабатывания извещателя и при превышении скорости нарастания температуры окружающей среды выше установленного порогового значения).

4) По принципу действия дымового извещателя: оптические (реагирующие на продукты горения, способные воздействовать на поглощающую или рассеивающую способность излучения в инфракрасном, ультрафиолетовом или видимом диапазонах спектра).

Защита зданий от вибрации

Источниками вибрации являются металлообрабатывающие станки и другие технологические аппараты.

Уровень вибрации не превышает допустимого в 110 дБ, согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий», вследствие проведенных мероприятий по защите от производственной вибрации. Измерение вибрации проводилось с помощью виброметра М 1300, специально предназначенного для гигиенической оценки вибрации, действующей на человека.

Для снижения вибрации технологических аппаратов были использованы следующие средства: виброизоляция - уменьшение передачи колебания от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи амортизаторов, помещаемых между ними. В качестве амортизаторов используются стальные пружины, рессоры, прокладки из резины.

В качестве индивидуальной защиты от вибрации применяются специальные рукавицы и специальную обувь, изготавливаемые с использованием упругодемпфирующих материалов в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ 12.4.002-97 «Защита от вибрации. Общие требования», ГОСТ 12.4.010-75 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования», ГОСТ 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная».

Режим труда и отдыха

Нормальная продолжительность рабочего времени по «Трудовому кодексу Российской Федерации» от 21.12.2001 не может превышать 40 часов в неделю. При пятидневной рабочей недели продолжительность рабочей смены составляет 8 часов.

СанПиН регламентирует два перерыва по 30 мин в течении рабочей смены. Рабочая точка дежурного электрика находится в административно-конторском помещении. Т.к. уровень звука в цехе превышает нормы, то время пребывания в помещении цеха для рабочего ограничено и составляет: четыре часа обслуживания электрооборудования и четыре часа работы в административно-конторском помещении.

Охрана окружающей среды.

Стекольная промышленность перерабатывает большое количество разнообразных твердых материалов, часть которых в процессе производства стекла попадает в виде различных отходов в окружающую среду. Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 источники выбросов вредных веществ делятся на организованные и неорганизованные. Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы. Неорганизованным выбросом называется выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы отсосов в местах перегрузки или хранения продукта.

В процессе производства пеностекла решается множество экологических проблем и соблюдается экологическая безопасность. И все же при производстве стекла применяют множество мероприятий для снижения причиняемого вреда окружающей среде.

Очистка отходящих газов

Концентрация пыли в воздухе в составных цехах колеблется в широких пределах. Для уменьшения запыленности воздуха усовершенствуют технологию приготовления шихты, исключая пылящие компоненты и технологию варки стекла. Для очистки газов от пыли используют различные пылеочистительные системы.

Рекуперация стеклянного боя

Стеклянный бой по своему составу эквивалентен исходному сырью, поэтому может быть использован многократно в стекольном производстве, как добавка к шихте. Рекуперация стеклянного боя и стеклянной тары позволяет уменьшить объем отходов и сократить расход природных ресурсов, а также снизить расход энергии. При производстве пеностекла это широко используется.

Очистка сточных вод

Для удаления из воды взвешенных частиц применяют следующие методы: отстаивание, фильтрование, осветление, осадка и центробежные методы.

Для защиты окружающей среды необходимо провести следующий комплекс мероприятий:

1. Сокращать вредное воздействие предприятий на окружающую среду и уникальные природные комплексы путем снижения потерь ресурсов, удельного потребления энергии (повышения технологичности применяемого оборудования), объемов образования вредных выбросов, сбросов, отходов;

2. Минимизировать использование малоэффективных видов топлива (жидкого, твердого) и поэтапно снижать вовлечение в процессы производства стекла токсичных веществ, в том числе, соединений тяжелых металлов;

3. Развивать добровольную экологическую деятельность по поддержке естественного состояния экосистем его буферной зоны в зоне влияния заводов.

Технология производства пеностекла не имеет экологически опасных выбросов и сбросов, реализуется только в стационарных условиях.

Стекольное производство отличается вовлечением в технологические процессы разнообразных химических веществ, многие из которых токсичны, высокими температурами стекловарения и формования стекла, использованием механических средств обработки изделий. Человек, участвующий в производстве стекла подвергается опасности. Для избежания и сокращения производственного травматизма и профессиональных заболеваний необходимо соблюдать и контролировать технику безопасности.



15. Технико-экономические расчеты

Для расчета количества светильников главного цеха проведём более глубокий расчёт с учётом экономической рентабельности типа выбранных светильников, для чего сравним между собой по технико-экономическим показателям два наиболее целесообразных для применения типа светильников: HBS 400H и ALS.PRS 236.

Для расчета количества светильников главного цеха разобьём его площадь на 3 неравные части. Проведём расчёт для участка с наибольшей площадью, а затем методом интерполяции определим количество светильников для оставшихся двух частей. Размеры цеха LxBxH = 136x24x7,2 м.

1) Расчётная поверхность горизонтальная, расположена на высоте 0,7 м от пола, тогда для светильников HBS 400Н:

h = H--h_р-- h_с = 7,2 - 0,7- 3,5 = 3(м)

2)

Теперь, зная коэффициент отражения стен, потолка и пола и индекс помещения можно определить интегральный коэффициент использования основного и отраженного светового потока для светильника HBS 400H.

3) Из таблицы Ф U = 54.

4) Согласно СНиП 23.05-95, нормативная освещённость для главного цеха принимается равной 200лк, а коэффициент запаса Кз=1,5, тогда количество светильников HBS 400М рассчитывается по формуле:

71 (шт)

Принимаем количество светильников HBS 400Н равное 71 шт.

Светильники ALS.PRS 236 в отличие от HBS 400Н имеют более широкую кривую силы света и гораздо меньшую величину светового потока используемых ламп, поэтому для рационального использования следует разместить их на подвесах на расстоянии 1м от перекрытия.

5) Расчётная поверхность горизонтальная, расположена на высоте 0,8 м от пола, тогда для светильников ALS.PRS 236:

h = H--h_р-- h_с = 7,2 - 3,5- 1 = 2,7(м)

6)

Теперь, зная коэффициент отражения стен, потолка и пола и индекс помещения можно определить интегральный коэффициент использования основного и отраженного светового потока для светильника ALS.PRS 236.

7) ФU = 39.

8) Согласно СНиП 23.05-95, нормативная освещённость для сборочного цеха принимается равной 200лк, а коэффициент запаса Кз=1,5, тогда количество светильников ALS.PRS 236 рассчитывается по формуле:

(шт)

Принимаем количество светильников ALS.PRS 236 равное 443 шт.

В мае 2011 года стоимость одного светильника HBS 400Н составляет 6000 руб., одной ртутной лампы высокого давления Philips Master HPI Plus- 907руб. Следовательно затраты на приобретение данного вида светильников с лампами составят:

(руб.)

В то же время стоимость одного светильника ALS.PRS 236 составляет 3183 руб., одной ЛЛ Philips TL-D 36W - 320руб. Следовательно затраты на приобретение данного вида светильников с лампами составят:

(руб.)

Теперь определим расчётную активную мощность групп светильников обоих видов по формуле

где - полная расчётная мощность группы светильников;

- количество светильников в группе;

- номинальная мощность одного светильника;

- коэффициент мощности;

- коэффициент спроса (для больших помещений промышленных предприятий )

Для упрощения расчётов положим, что все светильники данного типа принадлежат к одной группе, тогда:

1. Для HBS 400Н:

(ВА)

2. Для ALS.PRS 236:

(ВА)

Расчётная реактивная мощность группы светильников рассчитывается аналогично активной мощности. Но, чтобы определить расчётную реактивную мощность группы, нужно знать реактивную мощность, потребляемую одним светильником (см. формулу 15.1)

(15.1)

1. Для HBS 400Н:

(Вар)

(Вар)

2. Для ALS.PRS 236:

(Вар)

(Вар)

В мае 2011 года стоимость 1кВт активной мощности для промышленных предприятий составляет 2,84 руб., 1квар реактивной мощности - 2,972. Главный цех работает в 2 смены по семи дневной рабочей неделе. Среднее количество часов в сутки, когда освещение в включено, составляет 8 часа в летний период года, 10 часов в осенне-весенний период и 12 часов в зимний период. Тогда среднее время можно найти как среднее арифметическое этих четырёх составляющих.

(ч)

Количество рабочих дней в месяце - 30. Тогда время работы освещения в месяц составит:

(ч)

Расчётная мощность представляет собой получасовой максимум нагрузки. Исходя из этих соображений, можно определить какую мощность потребляет освещение сборочного цеха за месяц.

1. Для HBS 400Н:

(Вт)

(вар)

2. Для ALS.PRS 236:

(Вт)

(вар)

Тогда затраты на электроэнергию в месяц составят:

1. Для HBS 400Н:

(руб)

(руб)

(руб)

2. Для ALS.PRS 236:

(руб)

(руб)

(руб)

Групповые сети освещения выполнены кабелем АВВГнг 3х2,5 для светильников ALS.PRS 236. Стоимость кабеля АВВГнг 3х1,5 составляет 15 руб. за 1 метр. При использовании светильников HBS 400Н потребуется около 250м кабеля АВВГнг 3х2,5 стоимостью 18 руб. за 1 метр, а при использовании светильников ALS.PRS 236 - около 750м. Тогда можно определить затраты на покупки кабеля.

1. Для HBS 400M:

(руб)

2. Для ALS.PRS 236:

(руб)

Стоимость ламп для используемых светильников следующая (ноябрь 2011г.):

1. Для HBS 400Н.

Лампа Philips HPL N 400 HG - 198руб.

2. Для ALS.PRS 236.

Лампа Philips TL-D 36W - 47руб.

В светильнике ALS.PRS 236 таких ламп две, поэтому:

(руб)

Тогда стоимость ламп для группы светильников составит:

1. Для HBS 400M.

(руб)

2. Для ALS.PRS 236.

(руб)

Теперь можно определить затраты на приобретение светильников, ламп и кабеля.

1. Для HBS 400M.

(руб)

2. Для ALS.PRS 236.

(руб)

Важно отметить, что в расчётах не участвуют затраты на обслуживание, монтажные работы, доставку электрооборудования и используемые крепёжные узлы.

Определим разницу затрат на электрооборудование:

(руб)

Определим разницу затрат на оплату электроэнергии:

(руб)

Теперь можно рассчитать срок, по истечению которого приобретение светильников ALS.PRS 236 будет выгоднее, принимая их меньшее по сравнению с HBS 400M энергопотребление.

Вывод.

Достоинства выбора светильников HBS 400M:

1. Изначально более низкая суммарная стоимость, чем у светильников ALS.PRS 236.

2. Меньшие затраты на обслуживание, монтажные работы и доставку.

3. Лучшие, чем у ALS.PRS 236, характеристики.

Исходя из вышеперечисленных достоинств, можно сделать вывод, что рациональным будет выбор светильников HBS 400Н с металлогалогенными лампами.



Заключение

Пояснительная записка содержит 118 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 33 таблицы, 64 формул и библиографический список из 17 работ и 11 ссылок на ресурсы интернета.

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы проектирования системы электроснабжения главного цеха завода по переработке пеностекла. Заданы описание и характеристики электроприемников. Выполнен выбор мощности ТП (трансформаторной подстанции) на основании технико-экономических расчетов, напряжения, режима нейтрали, схемы прокладки силовой электрической сети, расчет токов короткого замыкания и в соответствии с этим осуществлен подбор защитной аппаратуры, расчёт освещения, сечений и числа проводников, а также компенсируемой мощности. Решены вопросы заземления, освещения и молниезащиты.

Библиографический список

1. Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. Справочник по проектированию электроснабжения. - М. Энергоатомиздат, 1990 - 576 с.

2. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению пром. предприятий. Учебное пособие для вузов. -М. Энергоатомиздат, 1987 - 368 с.: ил.

3. Кнорринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения.- С.П.:Энергия, 1968.-392с.

4. Раух Я.Я., Борщан Е.Д., Борисенко Р.А. Электроснабжение промышленных предприятий. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. Новомосковск. 1989 - 121 с.

5. Электротехнический справочник. Общие вопросы. Электротехнические материалы. Т1. Под общей редакцией профессоров МЭИ. М. Энергия, 1989.

6. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие для студентов вузов по специальности “Электрический привод и автоматизация промышленных установок” 3-е издание, переработанное и дополненное - М. Высшая школа, 1986 - 400 с.

7. Правила устройства электроустановок. - М.:Госэнергонадзор, 2000.

8. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстаций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов-4 изд, переработанное и дополненное.-М. Энергоатомиздат 1989 - 605 с.: ил.

9. Постников Н.П., Рудаков Р.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для техникумов, 2-ое издание переработанное и дополненное.-Л. Стойиздат, 1989 - 352 с.

10. Рожкова Л.Д., Казулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. Уч. пособие для техникумов, 3-е издание, переработанное и дополненное.-М.Энергоатомиздат,1987 - 648 с.:ил.

11. Синягин Н.Н., Афанасьев Н.А., Новиков С.А. Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики-2-ое изд, перераб.-М. Энергия,1978-408 с.:ил.

12. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том 1.-М. Энергоатомиздат,1986.

13. Охрана труда в химической промышленности / Макиров Г.В., Васин А.Я. и др - М., Химия,1989-496 с.:ил.

14. Электрические станции и сети (системы). Итоги науки и техники. Т15. Заземляющие устройства электрических установок высокого и низкого напряжения. - М,1989.

15. Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства электроустановок. - М. Энергоатомиздат 1987 - 400 с.

16. Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования.-М. Энергоатомиздат, 1989 - 464 с: ил.

17. Федоров А.А., Никульченко А.Г. Методические указания по курсовому проекту “Внутризаводское электроснабжение” - М. 1976 - 85 с.

Размещено на Allbest.ru