Проектирование цеха ремонтного литья серого чугуна мощностью 17000 тонн в год

Обеспечение пожарной безопасности технологического процесса, т. е. предупреждение возникновения пожара, означает исключение возможности образования условий, необходимых для развития пожара.

Импульсом воспламенения может быть нагретая поверхность оборудования. Так, причиной воспламенения и взрыва может быть нарушение температурного режима сушки окрашенных отливок в проходных камерах, перегрев в газовых печах модельных плит и стержневых ящиков при изготовлении оболочковых форм. Для устранения перегрева необходим строгий контроль температуры.

Причиной возникновения теплового импульса может быть переход механической энергии в тепловую: при недостаточной смазке подшипников вентиляторов, электродвигателей в системе вентиляции, при адиабатическом сжатии газов (при нарушении регулировки компрессоров), при буксовании конвейерных лент. Исключение такого рода теплового импульса достигается за счет разработки системы контроля смазки, давления сжатия, устройств, исключающих пробуксовку лент и т. д.

Иногда импульс воспламенения может возникнуть при переходе электрической энергии в тепловую. Исключение нагрева проводников достигается за счет расчета сечения проводников на соответствие нагрузочному току, использования устройств контроля рабочих параметров электрической сети (силы тока, напряжения), предохранительных устройств от перегрузок, обеспечения надежного контакта в местах соединения проводников, правильного выбора расстояний между проводами, материала изоляции.

Импульсом воспламенения может быть электрическая искра, которая возникает при замыкании или размыкании электрической сети. Она значительно превышает температуру воспламенения горючих веществ. Основными мерами защиты от электрических разрядов являются использование взрывозащищенного электрооборудования, а также его правильная эксплуатация и ремонт.

Опасным источником воспламенения является разряд статического электричества. Защита от статического электричества достигается заземлением электропроводных частей технологического оборудования.

Важнейшим условием предупреждения пожара и взрывов служит герметичность оборудования и правильный выбор режима работы оборудования.

Противопожарные меры на предприятии организационные:

- проведение пожарного инструктажа и занятий по пожарной безопасности с рабочими и служащими;

- создание пожарной технической комиссии.

Противопожарные меры на предприятии технические использовании средств тушения пожаров. Пожарная сигнализация. Пожарный водопровод.

Эвакуационные мероприятия. В производственном помещении предусмотрены пути эвакуации и эвакуационные выходы людей во время пожара.

6.7 Охрана окружающей среды

В настоящее время резко возрастает роль промышленной экологии, которая ориентирована на оценку степени вреда приносимого природе техническим развитием. Разработка и совершенствование средств защиты окружающей среды, развитие замкнутых, безотходных и малоотходных технологических процессов - вот основные задачи современной охраны окружающей среды.

Среда обитания человека характеризуется совокупностью физических, химических, биологических факторов, способных при определённых условиях оказывать то или иное воздействие на организм человека.

Рациональное решение экологических проблем возможно лишь при сбалансированном взаимоотношении природы и общества, которое будет обеспечивать развитие общества при сохранении восстановительных сил в природе.

6.7.1 Анализ промышленных загрязнений

Источниками загрязнения окружающей среды являются: индукционные печи, участок по навеске шихты, участки приготовления смесей, форм и стержней.

В атмосферу при производстве отливок из серого чугуна попадают пыль, угарный газ.

Пыль имеет мелкодисперсный состав, в основном это окислы кремния. Основным источником пыли является формовочный автомат, стоящий в линии, смесеприготовительные установки и грохот для выбивки формовочной смеси.

В результате вдыхания пыли образуется заболевание профессиональной формы пневмокониоз - замещение легочной ткани мертвой соединительной тканью. В пыли содержится большое количество SiO2, поэтому возникает разновидность пневмокониоза - силикоз.

Такие газы, как СО, оказывают отрицательное воздействие на организм человека: СО воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывая удушье.

На территории предприятия образуются сточные воды трех видов: бытовые, поверхностные, производственные.

Бытовые сточные воды образуются при эксплуатации на территории душевых, туалетов, столовых.

Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевой, талой и поливочной водой примесей, скапливающихся на территории, крышах, стенах производственных зданий.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологическом процессе.

Объем воды потребляемой и сбрасываемой проектируемым цехом определяем по нормам водоснабжения. Нормы приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Объем воды, потребляемой и сбрасываемой цехом

Вода используется для охлаждения печей, транспортировки и промывки формовочной смеси в отделениях регенерации, в системе вентиляции.

Образующиеся при этом сточные воды загрязнены глиной, песком, остатками стержневой и формовочной смеси.

Загрязнение почвы отходами литейного производства. Почва загрязняется стружками и опилками металла, шламами, золой, осадками и пылью (отходами систем очистки воздуха).

6.7.2 Мероприятия по защите атмосферы

Наиболее эффективным мероприятием по защите окружающей среды являются совершенствование и разработка новых технологических процессов, оборудования с целью максимального снижения массы, объёма, концентрации загрязнений.

Для устранения вредного воздействия пыли и газа на окружающею среду предусматривается очистка технологических выбросов.

Газы и пыль удаляются из печи и других видов технологического оборудования посредством местных отсосов и подаются на очистку в рукавный фильтр.

В корпусе фильтра находятся рукава, изготовленные из специальных тканей. Во внутреннюю полость рукавов через входной патрубок подаётся запыленный газ. Частицы пыли оседают в ворсе и образуют пылевой слой на внутренней поверхности рукавов. Очищенный воздух выпускается из фильтра через выходной патрубок и выбрасывается в атмосферу.

Угарный газ дожигается в процессе отсоса. Снижение температуры газов, поступающих на очистку в рукавный фильтр, осуществляется путём подсоса холодного воздуха.

Степень очистки рукавного фильтра составляет 99,8%.

6.7.3 Мероприятия по защите гидросферы и литосферы

В проектируемом цехе приняты такие природоохранные мероприятия как комплексное использование сырья, оборотное водоснабжение, очистка стоков, создание культурных ландшафтов, пылеулавливание, утилизация и нейтрализация газообразных выбросов.

Защита воздушного бассейна достигается очисткой вредных выбросов. Для этого планируется применять метод термической нейтрализации со схемой нейтрализации газовых выбросов - каталитическое сжигание. Метод термической нейтрализации вредных примесей имеет преимущества по сравнению с другими методами: отсутствие шламого хозяйства, небольшие габариты очистных установок, простота их обслуживания, пожарная автоматизация их работы, высокая эффективность обезвреживания при низкой стоимости очистки.

Каталитический метод используют для превращения токсичных компонентов выбросов в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды путем введения в систему дополнительных веществ - катализаторов. В качестве конструктивного варианта газоочистного каталитического устройства принимаем реактор каталитический.

Защита водного бассейна достигается очисткой сточных вод перед сбросом их в водоемы.

Очистка сточных вод от твердых частиц осуществляется методом отстаивания. Метод основан на особенностях процесса осаждения твердых частиц в жидкости. При этом, может иметь место свободное осаждение не слипшихся частиц, сохранивших свои формы и размеры, и осаждение частиц, склонных к коагулированию и изменяющих при этом свою форму и размеры. Для реализации этого метода предлагается горизонтальный песколов. Удаление осадка из песколова осуществляется ежесуточно.

Также в цехе планируется наличие полной или частичной рециркуляции очищаемых потоков.

Переработка и утилизация твердых и жидких отходов производится на специальных полигонах в соответствии с требованиями СНиП 2.01.28 - 85, предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных отходов.

Несмотря на применение очистных устройств и сооружений, полностью локализовать токсичные выбросы не возможно, а применение более совершенных систем очистки всегда сопровождается экспоненциальным ростом затрат на осуществление процесса очистки даже в тех случаях, когда это технически возможно. Поэтому радикальное решение проблем охраны окружающей среды от негативного воздействия промышленных объектов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий, при которых рационально используются все компоненты сырья и энергия в замкнутом цикле (первичные сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные сырьевые ресурсы), то есть не нарушается сложившееся экологическое равновесие в биосфере.

Малоотходная технология является промежуточной ступенью при создании безотходного производства. При малоотходном производстве вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными органами, но по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

Основой безотходных производств является комплексная переработка сырья с использованием всех компонентов, поскольку отходы производства - это по тем или иным причинам неиспользованная или недоиспользованная часть сырья. Большое значение при этом приобретает разработка ресурсосберегающих технологий.

7. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

В литейных цехах индукционные печи нашли широкое применение в качестве агрегатов для плавки чугуна, стали и цветных металлов. Эти печи дают возможность получения высококачественного металла при простоте их конструкции, высоком КПД, несложных алгоритмах и системах управления.

Характерной особенностью индукционных плавильных печей является наведение вихревых токов (и последующая трансформация их энергии в теплоту) непосредственно в самом нагреваемом и расплавляемом металле под действием электромагнитного поля индуктора.

Наиболее простое устройство имеют тигельные печи (рис. 7.1).

Рисунок 7.1 - Схема автоматизации тигельной индукционной установки

Плавка происходит в огнеупорном тигле 4, окруженном индуктором 5 в виде водоохлаждаемой медной трубки. К индуктору подводят охлаждающую воду от специального насоса 7. Печь питается электроэнергией от сети переменного тока через выключатель 1 и преобразователь электропитания 3 (регулируемый трансформатор с переключателем ступеней напряжения для печей промышленной частоты, для других печей - генераторы или тиристорные преобразователи частоты). Тепловая мощность, выделяемая в тигле индукционной печи, составляет, Вт

где n - число витков индуктора;

I - сила тока в индукторе, А;

d - средний диаметр тигля, см;

с - удельное сопротивление металла в тигле, Ом · см;

м - магнитная проницаемость металла, Гн/м;

f - частота тока в индукторе, Гц;

h - высота металла в тигле, см.

Современной тенденцией в области индукционной плавки является преимущественное использование электропитания промышленной частоты f=50Гц, что исключает необходимость применения сложного и дорогого электрооборудования. Недостаток тепловой мощности при этом возмещают неполным выпуском металла из печи в конце плавки (сохранением так называемого «болота»).

Для печей значительной емкости применяют трехфазные схемы электропитания (рис. 7.1). Неравномерное распределение мощности по фазам влечет за собой недоиспользование мощности печного трансформатора. Поэтому возникает задача обеспечения симметричной загрузки фаз, что осуществляется с помощью симметрирующего устройства 2, содержащего индуктивность LC и емкость СС. Кроме того, по уходу плавки необходимо регулировать следующие параметры электрического режима:

- напряжение (и, следовательно, мощность) на вторичной обмотке печного трансформатора;

- ток индуктора;

- коэффициент мощности печной установки.

Специфической задачей автоматизации процесса индукционной плавки является необходимость контроля состояния тигля и изоляции индуктора.

Ступени напряжения печного трансформатора обычно переключают по временной программе с коррекцией по температуре металла в тигле.

Для независимого регулирования тока индуктора в некоторых разновидностях индукционных плавильных печей имеются переключатели числа рабочих витков индуктора. При нагреве ферромагнитных материалов (чугуна, стали) до точки Кюри в плавильном контуре повышается индуктивность, что снижает силу тока и замедляет процесс нагрева. В целях форсирования электрического режима в этот период к печному трансформатору подключают не весь индуктор, а лишь часть его витков.

Оптимальное регулирование коэффициента мощности индукционных плавильных установок достигается компенсацией реактивной мощности индуктора путем параллельного подключения к нему емкостей С1 - С5 из сплава конденсаторной батареи 6 (рис. 7.1). Соотношение емкостей:

.

Поэтому при использовании всего пяти конденсаторов обеспечиваются 32 ступени изменения компенсирующей емкости. Вводом соответствующего значения емкости, изменяющего по ходу плавления щихты, достигают оптимальных условий работы печи при:

cosц ? 0,98 ч 1,0.

Для контроля состояния тигля и изоляции индуктора используется источник постоянного тока 8 (рис.7.1), подключенный к одному из витков индуктора. В цепь источника введен фильтр LC для подавления переменной составляющей тока от индуктора и резистора R, к которому подключено реле блокировки и сигнализации РБС. С уменьшением толщины футеровки тигля до критического значения или при повреждении изоляции тигля реле срабатывает, отключая электропитание печной установки и приводя в действие систему аварийной сигнализации. При этом могут быть также произведены отсечка подачи воды к индуктору и включение продувки его сжатым воздухом.

Современные технические средства, позволяющие осуществлять комплексный контроль параметров индукционной плавки (табл.7.1).

цех литье чугун печь

Таблица 7.1 - Перечень контролируемых параметров и средств автоматического контроля процесса индукционной плавки.

При заданной производительности печи цель управления ее электрическим режимом заключается в обеспечении максимальной экономичности процесса плавки за счет сокращения удельного расхода электроэнергии. В большей степени эта цель достигается при комплексном подходе к проблеме управления не только электрическим, но также тепловым и технологическим режимами плавки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы выполнены поставленные задачи и достигнута цель дипломной работы. В связи с этим, можно сделать следующие выводы:

1 При выборе основного технологического оборудования были учтены современные требования к промышленным предприятиям, такие как: технологичность производства, высокая производительность оборудования, гибкость производства при изменениях рыночных условий, применение современных технологий для получения качественной продукции.

2 Компоновка производственных площадей обеспечивает непрерывность технологической цепочки, рациональность их использования, возможность расширения и модернизации производства.

3 В проекте были учтены все требования по безопасности жизнедеятельности и охране труда для обеспечения хороших условий труда, сохранения здоровья работающих на предприятии, и максимального снижения вредного воздействия на окружающую среду.

4 С экономической точки зрения цех имеет высокие показатели роста: производительность труда, низкую себестоимость продукции, высокую рентабельность производства и способен составлять конкуренцию на рынке.

Размещено на Allbest.ru