Автоматизация процесса дистилляции тетрахлорида германия
Технологическая схема процесса и общий принцип получения полупроводникового германия из германиевых концентратов. Основные способы очистки технического тетрахлорида германия, автоматизация процесса его дистилляции. Выбор микропроцессорного контроллера.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.12.2013 |
| Размер файла | 902,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Как обобщенные, так и частные критерии эффективности могут строиться в форме оптимизации одного или комбинации нескольких параметров (показателей), принятых для оценки эффективности устройства. В первом случае показатель называется однофакторным, во втором - многофакторным.
Выбор машины осуществляется из группы ЭВМ, полностью удовлетворяющих всем требованиям системы:
способ последовательного повышения разрешающей способности критерия;
выбор по критерию максимального удовлетворения заданным требованиям группой параметров.
Первый критерий выбора называют нормальным, второй - инверсным. Если существуют типы ЭВМ, удовлетворяющие лишь части требований, предъявляемых системой к устройствам управления, необходимо либо изменить алгоритм или структуру системы, либо приступить к разработке новой ЭВМ.
Техническими характеристиками ЭВМ называют специальные характеристики, позволяющие производить количественную оценку схемных и конструктивных особенностей построения и работы машины. Технические характеристики определяются в процессе проектирования, отработки и опытной эксплуатации устройства. Как правило, технические характеристики машин в процессе эксплуатации не изменяются.
Основными техническими характеристиками ЭВМ принято считать:
используемую систему счисления;
адресность;
систему команд;
емкость памяти;
временные параметры работы основного блока ЭВМ;
разрядность основных устройств;
характеристику устройств связи машины с объектом;
характеристику надежности.
Обычно выбор ЭВМ наиболее целесообразно производить по критерию минимума суммы приведенных капитальных и эксплуатационных затрат при выполнении ограничений на характеристики качества решения задач.
Учитывая все перечисленные требования и критерии выбираем IBM-совместимый компьютер с процессором типа Phenom X4 Quad-Core-9600 MHz, оперативной памятью DDR3-PC8500-1033MHz объемом 4 Гб, видеоадаптером GeForce 9800 GX2 512bit.
2.6 Описание функциональной схемы автоматизации процесса дистилляции тетрахлорида германия
На функциональной схеме автоматизации (СФУ ИЦММ ДП - 220301.65 - АМЦ 06860 А2) изображен процесс дистилляции тетрахлорида германия с соответствующими приборами и средствами автоматизации его регулирования.
Для контроля и регулирования температуры в кубе-испарителе применяется термопреобразователь сопротивления ТСМУ 205 (поз.1-1, 1-2), в котором значение температуры преобразуется в выходной унифицированный токовый сигнал 0-5 мА. Далее сигнал поступает на аналоговый вход контроллера и на ЭВМ. Затем сигнал с ЭВМ подается на аналоговый выход контроллера и затем на тиристорный преобразователь ПН ТТЕ-250 (позиция 1-3). ПН ТТ-250 преобразует сигнал с контроллера в необходимое напряжение и далее подает его на электроды для поддержания температуры в кубе-испарителе.
Для контроля уровня в кубе-испарителе применяется ультразвуковой уровнемер Rosemount 3101 (поз.2-1). Ультразвуковые импульсы излучаются уровнемером и отражаются от поверхности жидкости. Уровнемер улавливает отраженные эхо-сигналы и измеряет временной интервал между моментом излучения и приема отраженного сигнала. На основании полученного временного интервала рассчитывается расстояние до поверхности жидкости. Результаты измерения выводятся в виде токового сигнала 0-5 мА, который подается на аналоговый вход контроллера и на ЭВМ.
Контроль и регулирование расхода ТХГ в емкость накопитель и хлора в куб-испаритель производится одинаковыми датчиками. Для контроля и регулирования расхода применяется ультразвуковой счетчик-расходомер Расход-7 (поз. 3-1, 7-1). Затем сигнал поступает на преобразователь расхода, поставляемый в комплекте со счетчиком (поз.3-2, 7-2), затем на аналоговый вход контроллера и на ЭВМ. Контроллер вырабатывает управляющее воздействие, которое через пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (3-3, 7-3) запускает исполнительный механизм МЭО 16/25 (позиции 3-4, 7-4), управляющий клапаном регулирующим КМР-50 (позиции 3-5, 7-4). Исполнительным механизмом формируется информационный сигнал о положении рабочего (регулирующего) органа и поступает на дискретный вход контроллера.
Контроль и регулирование уровня в емкости накопителе в напорной емкости, в холодильнике и в приемной емкости производится одинаковыми датчиками. Для измерения уровней применяются ультразвуковые уровнемеры Rosemount 3101 (позиция 4-1, 6-1, 8-1, 9-1). Результаты измерения выводятся в виде токового сигнала 0-5 мА и подаются на аналоговый вход контроллера и на ЭВМ. Далее контроллер вырабатывает управляющее воздействие, которое через пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (позиции 4-2, 6-2, 8-2, 9-2) запускает исполнительный механизм МЭО 16/25 (позиции 4-3, 6-3, 8-3, 9-3), управляющий клапаном регулирующим КМР-50 (позиции 4-4, 6-4, 8-4, 9-4). Исполнительным механизмом формируется информационный сигнал о положении рабочего (регулирующего) органа и поступает на дискретный вход контроллера.
Для контроля расхода очищенного ТХГ применяется ультразвуковой счетчик-расходомер Расход-7 (позиция 10-1). С измерительного прибора сигнал поступает на преобразователь расхода (позиция 10-2), на аналоговый вход контроллера и на ЭВМ.
Для контроля расхода оборотной воды поступающей на охлаждение головок электрода и в холодильник применяется камерная диафрагма ДКС 0,6-50 (позиция 11-1). Далее сигнал поступает на измерительный преобразователь расхода Метран 49-ДД (позиция 11-2). Затем унифицированный сигнал с выхода преобразователя поступает на аналоговый вход контроллера и на ЭВМ.
2.7 Структура АСУ ТП дистилляции тетрахлорида германия
Для предприятий металлургической промышленности характерны специфические особенности. Здесь преобладают в основном непрерывные и непрерывно-дискретные технологические процессы. Основная их цель - обеспечение стандартного качества продукции при максимально возможной производительности.
Под структурной (конструкторской) АСУ ТП понимают совокупность частей (элементов) системы, на которые ее можно разбить по определенным признакам, и путей передачи сигналов между ними.
Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.
Структурная схема АСУ ТП дистилляции представлена на рисунке 2.9.
Автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) дистилляции тетрахлорида германия по логике построения можно разделить на два основных уровня:
нижний уровень - уровень реализации задачи на базе промышленных контроллеров (PLC), датчиков, преобразователей, пусковой аппаратуры, исполнительных механизмов, регулирующих органов;
На нижнем уровне система решает следующие основные задачи:
сбор первичной информации о ходе технологического процесса;
анализ собранной информации;
отработка логики технологического процесса с учетом всех современных требований;
выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства.
На верхнем уровне система решает другие задачи:
визуализация основных технологических параметров (состояние исполнительных органов, уровни в емкостях, температура в кубе-испарителе и т.д.);
архивирование параметров процесса дистилляции тетрахлорида германия;
выдача команд на воздействие регулирующих органов исполнительным механизмам;
выдача команд на изменение параметров внешних воздействий.
В соответствии с задачами, стоящими перед каждым уровнем системы, используются специфические и узконаправленные программные продукты, реализующие эти функции.
Для решения задач нижнего уровня используется ISaGRAF - программный продукт фирмы CJ International. Этот программный продукт реализует все пять языков программирования, заданных международным стандартом МЭК 1131-1 для программирования промышленных контроллеров. Данный программный продукт признан в мире одним из лучших для задач промышленной автоматики.
Для разработки верхнего уровня используем программный комплекс Genesis-32. Данный программный продукт предназначен для разработки, настройки и запуска в реальном времени систем управления технологическими процессами.
Физической средой, связывающей верхний и нижний уровни, является Profibus, общепризнанный протокол для задач такого уровня.
Программной средой, обеспечивающей связь верхнего и нижнего уровня, является OPC сервер.
На рисунке 2.10 представлена мнемосхема процесса дистилляции тетрахлорида германия, выполненная в GENESIS-32.
SCADA-системы предназначены для мониторинга и диспетчерского контроля множества удаленных объектов или одного территориально распределенного объекта.
К основным задачам, решаемым SCADA-системами, относятся: обмен данными с УСО (устройством связи с контролируемым объектом); обработка информации по заданным алгоритмам; отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме; ведение базы данных с технологической информацией; аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;
При помощи приложения GraphWorX32 разработана мнемосхема процесса дистилляции тетрахлорида германия, предназначенная для визуализации процесса и оперативного диспетчерского управления на верхнем уровне.
С помощью приложения TrendWorX32 выполнено графическое представление контролируемых и регулируемых параметров АСУ ТП.
AlarmWorX32 отображает информацию об аварийных событиях. Имеется возможность просмотра сводок аварийных событий и действий персонала, как в текущий момент времени, так и за прошедшее время.
3. Специальная часть
В специальной части проекта выполнен расчет автоматической системы регулирования температуры в кубе-испарителе.
Расчет произведен при максимальном внешнем возмущающем воздействии Xвх. max = 0,5 мА.
Показатели качества регулирования, определяемые технологическим процессом:
статическая ошибка, Тcт= 0;
максимальное динамическое отклонение, Т1 ? 3°С;
время регулирования, tр ? 500 с;
переходной процесс с минимальным квадратичным интегральным показателем (min ?y2 dt).
3.1 Математическое описание объекта управления
Данные кривой разгона приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Исходные данные при А = 0,2 мА ХРО
|
t, c |
0,0 |
67,5 |
135,0 |
180,0 |
270,0 |
360,0 |
405,0 |
450,0 |
495,0 |
540,0 |
|
|
?T,°C |
0,0 |
0,0 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
5,5 |
6,0 |
6,4 |
6,7 |
6,8 |
Построим график возмущающего воздействия (рисунок 3.1) и кривой разгона объекта (рисунок 3.2).
Находим единичную ?T° (t) и нормированную ?Tн (t) переходные функции
?T° (t) = ?T (t) /А, (3.1)
?Tн (t) = ?T° (t) /?T° (Tу), (3.2)
где А - скачкообразное возмущающее воздействие, при котором снята переходная характеристика;
?T° (Tу) - установившееся значение переходной характеристики.
Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Ординаты переходных функций
|
t, c |
0 |
67,5 |
135,00 |
180,00 |
270,00 |
360,00 |
405,00 |
450,00 |
495,00 |
540,00 |
|
|
Т (t),°C |
0 |
0,0 |
1,00 |
2,00 |
4,00 |
5,50 |
6,00 |
6,40 |
6,70 |
6,80 |
|
|
Т° (t),°C |
0 |
0,0 |
5,00 |
10,00 |
20,00 |
27,50 |
30,00 |
32,00 |
33,50 |
34,25 |
|
|
Тн (t) |
0 |
0,0 |
0,15 |
0,29 |
0,58 |
0,80 |
0,88 |
0,93 |
0,98 |
1,00 |
По данным таблицы 3.2 построены единичная и нормированная переходные характеристики (рисунок 3.3).
Определяем динамические характеристики объекта при аппроксимации его последовательным соединением апериодического звена и звена запаздывания.
. (3.3)
Находим величину коэффициента усиления объекта Коб
Коб =?T° (ty), (3.4)
Коб = 34,25°С/мА. (3.5)
По нормированной переходной характеристике (рисунок 3.3) определим время tA и tБ для Тн (t) = 0,1 и Тн (t) = 0,7 соответственно
tA = 120 - 67,5 = 52,5 с, tБ = 315 - 67,5 = 247,5 с.
Теперь определим дополнительное запаздывание по формуле
, (3.6)
Находим общее запаздывание по формуле
фоб = ф+фд, (3.7)
фоб = 67,5+33,79=101,29 с.
Постоянная времени находится по формуле
Тоб = , (3.8)
.
Таким образом, подставив значения в формулу 3.3 передаточная функция объекта будет иметь вид
.
Для определения точности аппроксимации экспериментальной переходной функции решением дифференциального уравнения первого порядка с запаздывающим аргументом рассчитываем ординаты аппроксимирующей кривой
(3.9)
Для нахождения среднеквадратической ошибки аппроксимации вычислим отношение
dа1 = { [ДTн (t) - ДТна1 (t)] /ДTн (Ty) }2. (3.10)
Результаты расчетов приведены в таблице 3.3, а аппроксимирующая кривая показана на рисунке 3.5.
Таблица 3.3 - Ординаты переходной функции.
|
t,c |
0 |
67,5 |
135,00 |
180,00 |
270,00 |
360,00 |
405,00 |
450,00 |
495,00 |
540,00 |
|
|
Тн (t) |
0 |
0,0 |
0,15 |
0,29 |
0,58 |
0,80 |
0,88 |
0,93 |
0,98 |
1,00 |
|
|
Тнап1 (t) |
0 |
0,0 |
0,17 |
0,36 |
0,61 |
0,77 |
0,82 |
0,86 |
0,89 |
0,92 |
|
|
da1·10-3 |
0 |
0,0 |
0,07 |
4,23 |
0,78 |
1,37 |
3,36 |
5,63 |
7,71 |
7,23 |
Рассчитаем среднеквадратичную ошибку аппроксимации по формуле
, (3.11) д = 5,5%
Так как ошибка аппроксимации больше допустимого значения 3 %, осуществляем аппроксимацию объекта последовательным соединением двух апериодических звеньев и звена запаздывания (решением дифференциального уравнения второго порядка с запаздывающим аргументом). Передаточная функция будет иметь вид
, (3.12)
где Т1 и Т2 - постоянные времени объекта.
Находим относительное время по формуле
, (3.13), .
По графику [10, рисунок 6.2] найдем значения T*1 и T*2 и определим действительные значения постоянных времени (T1, T2)
Т*1 = 0,32,Т*2 = 0,48.
Следовательно
Т1 = Т*1·t7, (3.14), Т2 = Т*2·t7. (3.15)
Подставив значения получаем
Т1 = 0,32·247,5 = 79,2,Т2 = 0,48·247,5 = 118,8.
Таким образом, передаточная функция объекта будет иметь вид
. (3.16)
Найдем координаты аппроксимирующей кривой по формуле
(3.17)
Для нахождения среднеквадратической ошибки аппроксимации вычислим отношение
dа2 = { [ДTн (t) - ДТна2 (t)] /ДTн (Ty) }2. (3.18)
Результаты расчетов приведены в таблице 3.4, а аппроксимирующая кривая показана на рисунке 3.6.
Таблица 3.4 - Ординаты переходной функции
|
t,c |
0 |
67,5 |
135,00 |
180,00 |
270,00 |
36,00 |
450,00 |
495,00 |
540,00 |
|
|
Тн (t) |
0 |
0,0 |
0,15 |
0,29 |
0,58 |
0,80 |
0,93 |
0,98 |
1,00 |
|
|
Тнап2 (t) |
0 |
0,0 |
0,15 |
0,32 |
0,61 |
0,79 |
0,89 |
0,93 |
0,95 |
|
|
da2·10-3 |
0 |
0,0 |
0,05 |
0,73 |
0,63 |
0,08 |
1,44 |
2,60 |
2,60 |
Рассчитаем среднеквадратичную ошибку аппроксимации по формуле
. (3.19), д = 2,94 %.
Так как погрешность аппроксимация меньше 3%, окончательно принимаем передаточную функцию объекта в виде
. (3.20)
3.2 Выбор типа регулятора для АСР температуры в кубе-испарителе
Исходными данными для определения настроек регулятора являются заданные показатели качества регулирования, определяемые технологическим процессом и параметры объекта управления
Коб =34,25,°С/мА, Тоб = 177,6 с, фоб = 101,29 с.
Тип регулятора выбираем из таблицы [10, таблица 2.1] по отношению
б/Тоб = 101,29/177,6 = 0,57.
В соответствии с этой таблицей выбираем регулятор непрерывного действия.
Рассчитываем динамический коэффициент регулирования по формуле
Rд = y1/ (Коб·ДXвх. max), (3.21)
Rд = 3/34,25·0,5 = 0,175.
По графику [10, рисунок 2.3] определяем, что Rд = 0,175 для требуемого вида переходного процесса, а именно, с минимальным квадратичным интегральным показателем, может обеспечить ПИД-регулятор.
По графику [10, рисунок 2.4] находим для ПИД-регулятора отношение
tp/фоб = 10.
Откуда время регулирования
tр = 10•фоб,
tр = 10·101,29 = 1012,9 с,
что больше допустимого времени регулирования tр ? 500 с.
Несмотря на то, что полученное время регулирования превысило допустимое значение выбираем закон ПИД-регулирования, так как он является наиболее сложным законом регулирования.
Передаточная функция ПИД-регулятора имеет вид
, (3.22)
где Кр - коэффициент пропорциональности;
Ти - постоянная времени интегрирования;
Тд - постоянная времени дифференцирования
3.3 Определение настроек регулятора для АСР температуры в кубе-испарителе
Расчёт настроек регулятора на практике обычно настройки определяют по приближённым формулам, а затем производят их уточнение.
Определим настройки ПИД-регулятора по приближённым формулам [10, таблица 2.2]
Кр = 1,4·Тоб/ (Коб·фоб), (3.23)
Ти = 1,3·фоб, (3.24)
Тд = 0,5·фоб. (3.25)
Подставив значения получаем
Кр = 1,4·177,6/ (34,25·101,29) = 0,072 мА,
Ти = 1,3·101,29 = 131,68 с,
Тд = 0,5·101,29 = 50,65 с.
Для построения переходного процесса и определения оптимальных настроек регулятора используем ПП VisSim 3.0.
Для оптимизации необходимы начальные значения коэффициентов составляющих ПИД-закона регулирования
Кп = Кр, (3.26)
Ки = Кп/Ти, (3.27)
Кд = Кп·Тд (3.28)
Получаем
Кп = 0,072 мА,
Ки = 0,00055 с,
Кд = 3,65 с.
Переходной процесс с рассчитанными настройками ПИД-регулятора изображен на рисунке 3.7.
Далее проводим оптимизацию. После проведения оптимизации переходной процесс принимает вид, приведенный на рисунке 3.8.
В результате проведения оптимизации процесса были получены следующие оптимальные настройки регулятора
Кп = 0,0956; Ти = 0,0956/0,00080784 = 118,3 с;
Тд = 4,95/0,0956 = 51,778 с.
Из графика переходного процесса (рисунок 3.8) видим, что при найденных настройках регулятора время переходного процесса равно 500 с (учитывая коридор равный 0,04°С) и максимальное динамическое отклонение менее 3°С, что удовлетворяет заданным показателям качества регулирования процесса.
3.4 Исследование устойчивости системы
Исследуем устойчивость системы регулирования температуры в кубе-испарителе определим запасы устойчивости системы по модулю и по фазе, используя частотный критерий Найквиста.
Для этого рассчитаем АФЧХ объекта и регулятора, которые получают подстановкой p = jщ в передаточные функции (3.20) и (3.22).
Передаточная функция объекта примет вид
.
Для начала определим АФХ объекта без учета запаздывания
.
Разделим выражение Wо (jщ) на вещественную и мнимую части. Для этого умножим числитель и знаменатель Wо (jщ) на комплексно-сопряженное знаменателю выражение
Выражения для вещественной Po (щ) и мнимой Qo (щ) частей равны
.
.
Учтем запаздывание в системе
Wз (jщ) = e-jщф = cos (щф) - jsin (щф) = Pз (щ) - jQ (щ). (3.29)
Тогда АФЧХ объекта будет
W (jщ) = Wо (jщ) ·Wз (jщ) = [Ро (щ) + jQо (щ)] · [Рз (щ) + jQз (щ)] = [Ро (щ)
·Рз (щ) - Qо (щ) ·Qз (щ)] +j [Qо (щ) ·Рз (щ) + Ро (щ) ·Qз (щ)]. (3.30)
Подставив выражения Р (щ), Q (щ), Рз (щ),Qз (щ), получим
Выразим действительную и мнимую части
,
.
Рассчитаем передаточную функцию регулятора
.
Выделим вещественную и мнимую части и подставим значения оптимальных настроек регулятора Кп = 0,0956, Ти = 118,3, Тд = 51,778, в результате получим
Рр (щ) = Кп = 0,0956;
Qp (щ) = Кп· (Тд·щ - 1/Ти·щ),
Qp (щ) = 0,0956· (51,778·щ - 1/118,3·щ) = 4,949·щ - 0,000808/щ.
Передаточную функцию разомкнутой системы получим как произведение передаточной функции объекта и регулятора
Wраз (jщ) = Wоб (jщ) ·Wр (jщ) = [Роб (jщ) + jQоб (щ)] · [Рр (jщ) + jQр (щ)]. (3.31)
Выделим вещественную и мнимую части
Pраз () = Pоб () ·PР () - Qоб () ·Qp (), (3.32)
Qраз () = Qоб () ·Pp () + Pоб () ·Qp (), (3.33)
Задаваясь значениями частоты щ, находим числовые значения Pоб (щ), Qоб (щ), Pр (щ), Qр (щ), Рраз (щ) и Qраз (щ), данные сводим в таблицу 3.5.
Таблица 3.5 - Значения АФЧХ объекта, регулятора и разомкнутой АСР
|
щ,рад/с |
0,000 |
0,010 |
0,040 |
0,060 |
0,186 |
0,262 |
0,312 |
0,411 |
0,487 |
|
|
Po (щ) |
34,25 |
-10,397 |
1,227 |
0,829 |
0,104 |
-0,016 |
0,019 |
0,018 |
-0,003 |
|
|
Qo (щ) |
-? |
13,815 |
1,733 |
0,522 |
0,008 |
-0,051 |
0,032 |
0,011 |
0,015 |
|
|
Pp (щ) |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,095 |
0,096 |
|
|
Qp (щ) |
-? |
-0,031 |
0,178 |
0,283 |
0,919 |
1,292 |
1,539 |
2,035 |
2,407 |
|
|
Pраз (щ) |
-? |
-1,427 |
-0, 190 |
0,227 |
0,002 |
0,064 |
-0,047 |
-0,021 |
-0,037 |
|
|
Qраз (щ) |
-? |
-0,995 |
0,384 |
0,185 |
0,096 |
-0,025 |
0,033 |
0,039 |
-0,005 |
|
|
щ,рад/с |
0,537 |
0,587 |
0,637 |
0,762 |
0,812 |
0,912 |
0,987 |
0,861 |
0,912 |
|
|
Po (щ) |
-0,001 |
0,003 |
-0,004 |
-0,003 |
0,001 |
-0,001 |
0,003 |
0,0001 |
-0,001 |
|
|
Qo (щ) |
-0,013 |
0,010 |
-0,008 |
0,006 |
-0,005 |
-0,004 |
-0,002 |
0,005 |
-0,004 |
|
|
Pp (щ) |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
|
|
Qp (щ) |
2,654 |
2,902 |
3,149 |
3,768 |
4,016 |
4,511 |
4,882 |
4,263 |
4,511 |
|
|
Pраз (щ) |
0,033 |
-0,029 |
0,024 |
-0,021 |
0,022 |
0,0190 |
0,011 |
-0,021 |
0,0190 |
|
|
Qраз (щ) |
-0,003 |
0,009 |
-0,015 |
-0,009 |
0,004 |
-0,005 |
0,015 |
0,001 |
-0,005 |
|
|
щ,рад/с |
0,861 |
0,987 |
1,037 |
1,137 |
1,237 |
1,312 |
1,412 |
1,562 |
1,612 |
|
|
Po (щ) |
0,0001 |
0,003 |
-0,002 |
-0,001 |
0,001 |
-0,002 |
-0,001 |
-0,001 |
0,001 |
|
|
Qo (щ) |
0,005 |
-0,002 |
0,003 |
0,003 |
0,002 |
0,001 |
0,002 |
0,001 |
-0,001 |
|
|
Pp (щ) |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,096 |
0,095 |
0,096 |
0,096 |
0,0956 |
|
|
Qp (щ) |
4,263 |
4,882 |
5,129 |
5,625 |
6,119 |
6,491 |
6,986 |
7,852 |
8,099 |
|
|
Pраз (щ) |
-0,021 |
0,011 |
-0,013 |
-0,015 |
-0,014 |
-0,007 |
-0,011 |
-0,003 |
0,005 |
|
|
Qраз (щ) |
0,001 |
0,015 |
-0,011 |
-0,004 |
0,003 |
-0,012 |
-0,006 |
-0,011 |
0,009 |
По результатам таблицы 3.5 на комплексной плоскости строим АФЧХ системы (рисунок 3.9).
Годограф Найквиста не пересекает точку на комплексной плоскости (-1; j0), поэтому система в замкнутом состоянии является устойчивой и обладает достаточным запасом устойчивости по амплитуде Дa = 0,42 и по фазе Дц = 30є, что удовлетворяет требуемым показателям качества [11].
3.5 Проверка настроек регулятора на оптимальность
Для того чтобы убедиться в правильности нахождения настроек регулятора, изменим настройки ПИД-регулятора на 20 % в большую и меньшую сторону (таблица 3.6).
Таблица 3.6 - Настройки регулятора
|
Настройки ПИД-регулятора |
Оптимальные |
Увеличенные на 20 % |
Уменьшенные на 20 % |
|
|
Кр Ки Кд |
0,09560000 0,00080784 4,95000000 |
0,114720 0,000969 5,940000 |
0,076480 0,000645 3,960000 |
Переходные процессы, полученные в результате моделирования с начальными настройками регулятора, с оптимальными настройками регулятора, а также с настройками регулятора, увеличенными и уменьшенными на 20 %, представлены на рисунке 3.10.
Определим показатели качества полученных процессов, для удобства их восприятия полученные данные сведем в таблицу 3.7.
Таблица 3.7 - Сравнительный анализ показателей качества переходных процессов
|
Показатели качества |
Переходной процесс |
|||
|
с оптимальными настройками ПИД-регулятора |
с увеличенными на 20 % настройками ПИД-регулятора |
с уменьшенными на 20% настройками ПИД-регулятора |
||
|
Максимальное динамическое отклонение ДТ1, єС |
2,2 |
2 |
2,35 |
|
|
Статическая ошибка ДТст,% |
0 |
0 |
0 |
|
|
Время регулирования tр, с |
500 |
900 |
700 |
Переходной процесс с оптимальными настройками лучше, чем с увеличенными и уменьшенными настройками, так как при изменении настроек ПИД-регулятора ухудшаются показатели качества, а именно, увеличивается время регулирования и максимального динамического отклонения.
3.6 Построение переходного процесса в АСР при возмущении по заданию
Переходной процесс по заданию представлен на рисунке 3.11
Определим параметры переходного процесса (рисунок 3.11):
максимальное динамическое отклонение, ДТ1 = 1,4 єС;
статическая ошибка, ДТст = 0;
время регулирования, tр = 500 с.
3.7 Проверка системы на грубость
Зачастую параметры объекта управления изменяются во времени. Поэтому необходимо проверять рассчитанную систему на нечувствительность (грубость) к возможным вариациям параметров системы для наихудших условий. Для проверки нашей системы специально изменим её параметры, а именно, увеличим их на 20 %, и посмотрим, как будет выглядеть переходной процесс в системе. Конечно, нас будут интересовать показатели качества переходного процесса, то есть качество регулирования системы, при изменения параметров объекта, ведь изменять мы будем именно их: Коб и фоб. На рисунке 3.12 представлен переходной процесс с увеличенными параметрами объекта.
Определяем по графику параметры переходного процесса с увеличенными на 20 % Коб и фоб:
максимальное динамическое отклонение, ДТ1 = 2,75;
статическая ошибка, ДТст = 0;
время регулирования, tр = 3600 с.
Из рисунка 3.12 видно, что при изменении коэффициента усиления и времени запаздывания качество процесса регулирования сильно ухудшается, но система остается устойчивой, поэтому система является грубой к изменению параметров объекта.
4. Электроснабжение
4.1 Описание общей системы электроснабжения предприятия в целом и проектируемого участка
Электроснабжение ФГУП "Германий" осуществляется от системы "Красноярскэнерго" через районную подстанцию РЭС-3 "Правобережную" по двум воздушным ЛЭП напряжением 110 кВ.
Для приема и распределения электроэнергии на территории предприятия сооружена главная понизительная подстанция (ГПП) 110/6 кВ, от которой получают питание все цеховые трансформаторные подстанции и распределительные пункты.
4.2 Схема электроснабжения проектируемого цеха
Проектируемый цех получает питание по двум кабелям напряжением 6 кВ и относится ко второй категории бесперебойности. Цеховая подстанция располагается в пристройке к зданию цеха. Для распределения электроэнергии между потребителями цеха принята радиальная схема электроснабжения с оборудованием распределительных пунктов (РП) и щитов ЩСУ. Освещение питается от общей с силовыми потребителями четырехпроводной сети.
Однолинейная схема электроснабжения цеха дистилляции и разложения приведена на рисунке 4.1.
4.3 Расчет электрического освещения цеха и общей осветительной нагрузки
Расчет электрического освещения проектируемого цеха производим по методу удельной мощности. При расчетах используем справочные данные [12].
В зависимости от условий окружающей среды по справочнику выбираем люминесцентные светильники типа ДРЛ-125 [13, таблица 4-24], мощность каждой лампы 125 Вт.
Выбираем светильник типа УПД ДЛР-125. Для принятого типа светильника в зависимости от высоты (7 м), площади помещения (150 м2) и требуемой освещенности при периодическом наблюдении за ходом процесса (50 лк) определяем удельную мощность на освещение Р0 = 7,5 Вт/м2.
Определяем расчетную активную мощность на освещение участка по формуле
Росв = Р0 S, (4.1)
где S - площадь участка, м2. Таким образом, получаем
Росв = 7,5150 = 1125 Вт.
Находим требуемое число светильников по формуле
n = Росв / Рсв, (4.2)
где Рсв= 125 Вт.
В результате получаем
n = 1125/125 = 9 шт.
Определяем произвольно число рядов светильников, количество светильников в ряду и расстояние между светильниками с учетом обеспечения равномерного освещения. Светильники располагаем в 3 ряда по 3 светильника. Расстояние между светильниками в ряду 6 м, расстояние между рядами 2,5 м, от светильника до стен 3 м.
4.4 Расчет электрических нагрузкок
Расчет электрической нагрузки производим по методу коэффициента спроса.
Значение коэффициента спроса Кс, коэффициента использования и коэффициента мощности соs для электроприемников различных отраслей промышленности приведены в [13].
Расчетные значения активной Рр, кВт и реактивной Qp, квар мощности n одинаковых электроприемников находятся по номинальной мощности Рн из формул
, (4.3)
, (4.4)
Значения tg находится по известному значению соs.
Расход активной Wa, кВтч и реактивной Wp, кварч электроэнергии по числу часов работы в сутки t находится из формул
, (4.5)
, (4.6)
Результаты расчета электрических нагрузок сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 - Электрические нагрузки цеха дистилляции и разложения
|
Наименование электроприемников |
Количество электроприемников n, шт. |
Номинальная мощность Рн, кВт |
Установленная мощность Руст, кВт |
Коэффициент спроса Кс |
Коэффициент мощности соs |
tg |
Расчетная активная мощность Рр, кВт |
Расчетная реактивная мощность Qp, квар. |
Число часов работы в год t, ч |
Расход активной электроэнергии Wa, кВтч |
Расход реактивной электроэнергии Wp, кварч |
|
|
Участок дистилляции и разложения |
||||||||||||
|
Электрический нагреватель |
4 |
60,00 |
240,0 |
0,85 |
0,90 |
0,48 |
204,00 |
97,92 |
8400 |
1 713 600 |
822 528 |
|
|
Двигатель мешалки |
3 |
3,00 |
9,00 |
0,80 |
0,83 |
0,67 |
7, 20 |
4,82 |
8400 |
604 480 |
40 488 |
|
|
Циркуляционный насос |
1 |
10,00 |
10,00 |
0,75 |
0,80 |
0,75 |
7,50 |
5,63 |
8400 |
63 000 |
47 292 |
|
|
Насос разряжения |
3 |
7,00 |
21,00 |
0,75 |
0,80 |
0,75 |
15,75 |
11,81 |
8400 |
132 300 |
99 204 |
|
|
Водяной насос |
3 |
6,00 |
18,00 |
0,75 |
0,80 |
0,75 |
13,50 |
10,13 |
8400 |
113 400 |
85 092 |
|
|
Вентилятор |
4 |
8,00 |
32,00 |
0,70 |
0,80 |
0,75 |
22,40 |
16,80 |
8400 |
188 160 |
141 120 |
|
|
Освещение |
9 |
0,125 |
1,13 |
0,80 |
0,70 |
1,02 |
0,90 |
0,92 |
8400 |
7 560 |
7 728 |
|
|
Итого |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
271,25 |
148,03 |
2 822 500 |
1 243 452 |
По данным таблицы 4.1 электрических нагрузок вычисляем значение средневзвешенного коэффициента мощности
, (4.7)
.
Цех питается от районных сетей напряжением 110 кВ, значит для данного случая нормативное значение сosн = 0,93.
Для повышения сosн применяем конденсаторные установки. Расчет мощности конденсаторных установок ведем по суммарной расчетной мощности.
Необходимую мощность конденсаторной установки определяем по формуле
Qк. у. = Рр· (tg1 - tg2), (4.8)
где Рр - суммарная расчетная активная мощность (таблица 4.1), кВт;
tg1, tg2 - коэффициенты реактивной мощности, вычисляемые, соответственно, по значениям сosср. вз и сosн,, рассчитанные по формулам
tg1 = tg [arccos (cosср. вз.)], (4.9)
tg2 = tg [arccos (cosн)]. (4.10) tg1 =0,67,tg2 = 0,4.
Подставив значения tg1 и tg2в (4.8), получаем
Qк. у. = 271,25· (0,67 - 0,4) = 73,24 квар.
Значит, каждый каскад получает излишнюю реактивную мощность 73,24 квар. Тогда для каждого каскада выбираем установку для компенсации реактивной мощности типа УК2-0,38-50 У3 [14] напряжением Uн = 380 В, с номинальной мощностью Q = 50 квар, подсоединив их к шинам подстанции разных секций.
Фактическая мощность конденсаторной установки рассчитывается по формуле
Qк. у. факт=2•Р, (4.11)
Qк. у. факт= 250 =100 квар.
После выбора типа конденсаторной установки находим фактический коэффициент реактивной мощности
(4.12)
Значение фактического коэффициента мощности
cosср. вз. факт = cos [arctg (tg2факт)], (4.13) cosср. вз. факт = 0,93.
4.5 Расчет мощности и выбор трансформаторов цеховой подстанции
По суммарной активной нагрузке ?Pp (таблица 4.1) и фактическому коэффициенту мощности определяем расчетную мощность для выбора трансформаторов на цеховой подстанции
(4.14)
Мощность трансформаторов выбираем так, чтобы при аварии одного трансформатора, второй обеспечивал бы питание всех электроприемников в цехе. При этом в нормальном режиме трансформаторы должны быть загружены на 60-80 % номинальной мощности, в аварийном режиме при выходе из строя одного трансформатора допускается загрузка второго трансформатора до 140 %. Для проверки выполнения этого условия вычисляются коэффициенты загрузки трансформатора в нормальном Кз. н и аварийном Кз. ав режимах, которые в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации (ПТЭ) электроустановок потребителей, должны находится в следующих пределах
0,6-0,8, (4.15)
1,1-1,4. (4.16)
Выбираем два масляных трансформатора мощностью 250 кВА типа ТМ-250/10 (6).
,
.
Полученные значения коэффициентов загрузки находятся в заданных пределах, поэтому окончательно принимаем к установке двухтрансформаторную КТП с трансформаторами мощностью 250 кВА.
4.6 Расчет сечений и выбор кабеля напряжением 0,4 кВ и 6 кВ
Прокладку силовых кабелей предусматриваем в глухих каналах, устроенных в полу цеха. В зависимости от принятого способа прокладки принимаем трехжильные кабели напряжением до 6 кВ с алюминиевыми жилами без брони с поливинилхлоридной оболочкой марки АВРГ и кабель напряжением до 0,4 кВ с медными жилами, с резиновой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке ВРГ.
Для выбора сечения определяется расчетный ток нагрузки на кабель по формуле
, (4.17)
где Рр. к - расчетная нагрузка на кабель, определяемая по данным таблиц нагрузок, кВт;
Uн - номинальное линейное напряжение сети, В;
cosцcр. вз. к - средневзвешенный коэффициент мощности, определяемый с уче - том нагрузок только выбираемого кабеля;
зс - КПД электрической сети, 0,92-0,95 %.
По расчетному току Iр. к. выбирается сечение кабеля, для которого длительный допустимый ток нагрузки Iдоп. больше или равен Iр. к.
При выборе марки кабеля следует в первую очередь выбирать кабели с алюминиевыми жилами и только, если кабель с алюминиевыми жилами не проходит по длительному току нагрузки, выбирать кабель с медными жилами.
Выбор кабеля, идущего от ГПП (главная понизительная подстанция) к РП (распределительный пункт)
Выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с резиновой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, прокладываемый в земле. Сечение кабеля s = 4 мм2, Iдоп. = 38 А.
Выбранный кабель проверяется по потере напряжения (В), которая вычисляется по формуле
, (4.18)
где l - длина, м;
s - сечение кабеля м2;
- удельная проводимость материала жилы кабеля м/ (Оммм2).
Для алюминия = 32 м/ (Оммм2); для меди = 55 м/ (Оммм2).
.
Потеря напряжения в кабеле не должна превышать 5 % от значения номинального напряжения, т.е.
, (4.19)
.
Следовательно, выбранный кабель удовлетворяет нормам.
Выбор силового кабеля на освещение
.
Выбираем трехжильный кабель с медными жилами. Сечение кабеля s = 4 мм2, Iдоп = 27 А.
Выбранный кабель проверяем по потере напряжения по формуле (4.18)
.
Потеря напряжения в кабеле не должна превышать 5 % от значения номинального напряжения, т.е.
.
Следовательно, выбранный кабель удовлетворяет нормам.
Выбираем силовой кабель для оборудования
.
Выбираем четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами. Сечение кабеля s = 185 мм2, Iдоп = 345 А.
Выбранный кабель проверяем по потере напряжения:
.
Потеря напряжения в кабеле не должна превышать 5 % от значения номинального напряжения, т.е.
.
Выбранный кабель удовлетворяет нормам.
Результаты расчетов сводим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Марки кабелей
|
№ |
Длина кабеля, м |
Принятая марка и сечение кабеля |
Расчетный ток, А |
Iдоп, А |
Потеря напряжения Uк, % |
|
|
1 |
100 |
АВРГ 34 |
29,54 |
38 |
0,99 |
|
|
2 |
100 |
ВРГ 34 |
2,67 |
27 |
2,4 |
|
|
3 |
100 |
АВРГ 3185 |
340,8 |
345 |
1,93 |
4.7 Расчет годовой стоимости электроэнергии
В большинстве случаев суммарная присоединенная мощность нагрузки металлургических предприятий превышает 1000 кВА, поэтому расчет годовой стоимости электроэнергии для них производится по двухставочному тарифу по формуле
, (4.20)
где а - годовая стоимость 1 кВт максимальной активной нагрузки, руб.; Рмакс - заявленная предприятием максимальная активная мощность, кВт; b - стоимость 1 кВтч активной энергии, коп.; Wа - годовой расход активной энергии, кВтч; с - годовая стоимость 1 квар максимальной реактивной нагрузки, руб.; Qмакс - максимальная реактивная мощность, квар; d - стоимость 1 кварч реактивной энергии, коп.; Wр - годовой расход реактивной энергии, кварч.
Величины Рмакс и Qмакс при расчете принимаются равными суммарным расчетным значениям активной Рр и реактивной Qр мощности из таблицы 4.1 электрических нагрузок. Годовой расход активной Wа и реактивной Wр энергии определяется произведением соответственно Рр и Qр на годовой фонд времени работы основного оборудования и его значения берутся из таблицы нагрузок 4.1.
Определяем
Рр= 271,25 кВт,
Qр = 148,03 квар.
Находим годовой расход электроэнергии активной
Wа = Pр·tгод, (4.21)
где tгод - годовой фонд рабочего времени основного оборудования, tгод = 8400 ч.
В результате получаем
Wа = 271,25·8400 = 2 278 500 кВт·ч.
Реактивной
Wр = Qр·tгод (4.22) Wр = 148,03Ч8400 = 1 243 452 квар·ч.
Тогда подставив значения в формулу (4.20), получим
.
Годовая стоимость электроэнергии составит Сэ. год = 277 898,7 руб.
4.8 Основные меры безопасности при эксплуатации электроустановок
Для защиты от поражения электрическим током при эксплуатации электроустановок на предприятиях используются различные технические и организационные мероприятия, предусмотренные "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".
К числу организационных защитных мер относятся:
оформление работы нарядом или распоряжением;
допуск к работе;
надзор во время работы;
оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.
Правильная организация безопасного ведения ремонтных работ в действующих электроустановках предусматривает:
производство необходимых отключений и принятие мер, препятствующих подаче напряжения к месту работы вследствие мер, препятствующих подачи напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;
вывешивание плакатов: "Не включать - работают люди", "Не включать - работа на линии" и при необходимости установка ограждений;
присоединение к "земле" переносных заземлений; проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, на которое должно быть наложено заземление;
наложение заземлений (непосредственно после проверки отсутствия напряжения);
ограждение рабочего места и вывешивание плаката: "Стой - высокое напряжение", "Не влезай - убьет", "Работать здесь".
К числу технических защитных мер электробезопасности относятся:
применение малых напряжений (12, 36 В);
электрическое разделение сети;
контроль за состоянием изоляции электроустановок;
компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;
обеспечение недоступности токоведущих частей;
защитное заземление корпусов электроустановок;
двойная изоляция;
защитное отключение.
В цехе используются четырехпроводные электрические сети напряжением 0,4 кВ TN-C-S (с глухозаземленной нейтралью). Это позволяет от одной сети питать трехфазные силовые электроприемники (электродвигатели) напряжением 380 В и осветительную нагрузку напряжением 220 В.
В сетях с глухозаземленной нейтралью основной защитной мерой от поражений электрическим током при случайных прикосновениях персонала к металлическим нетоковедущим частям цеха является зануления корпусов электрооборудования, которое осуществляется их присоединением четвертой жилой кабеля к нулевому заземленному выводу трансформатора.
Назначение зануления состоит в том, чтобы превратить замыкание на корпус электроустановки при повреждении ее изоляции в однофазное короткое замыкание, которое приводит к срабатыванию максимально-токовой защиты (автоматического выключателя, предохранителя) и быстрому (не более 30 с) селективному отключению поврежденной электроустановки. Однако в течение времени существования однофазного замыкания на корпусе электроустановки присутствует опасное для человека напряжение (от 110 В и выше в сети напряжением 380/220 В).
Заземление нулевой точки трансформатора и соединение с ней нулевого проводника призвано снизить напряжение на корпусах электроустановок за счет выноса потенциала при однофазном замыкании на землю. Для этого сопротивление заземления нейтрали трансформатора должно быть значительно меньше переходного сопротивления в месте замыкания проводника на землю. Поэтому сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяется нулевая точка силового трансформатора ТП, должно в любое время года быть не более 4 Ом при линейном напряжении сети 0,38 кВ.
5. Безопасность жизнедеятельности
Одним из важнейших социально-экономических факторов развития современного общества является создание безопасных условий труда работающих, снижение уровня производственного травматизма и профессиональных заболеваний. Для обеспечения здоровых и безопасных условий труда большое значение имеет соблюдение правил по технике безопасности и норм производственной санитарии. Существует целый ряд норм, выполнение которых позволяет во многом обеспечить такие условия, а также уменьшить влияние вредных производственных факторов на здоровье человека.
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
На промышленных предприятиях существуют опасные и вредные производственные факторы, которые губительно сказываются на здоровье человека:
опасные факторы воздействием на рабочих приводят к внезапному, резкому ухудшению здоровья человека, к травме или летальному исходу;
вредные производственные факторы воздействием на рабочих приводят к профессиональным заболеваниям или к обострению существующих.
Также эти факторы могут вызывать снижение работоспособности, быструю утомляемость, нервозность, а также приводить к более серьезным последствиям.
Процесс дистилляции тетрахлорида германия связан с воздействием на персонал ряда опасных и вредных факторов, к которым относят:
поражение электрическим током от прикосновения к токоведущим частям, вследствие нарушения изоляции, отсутствия или неисправности заземления;
термические ожоги вследствие возможного теплового воздействия нагретых до 100-110°С жидкостей;
механические повреждения от движущихся частей насоса при отсутствии защитных кожухов;
отравление парами тетрахлорида германия, хлором при разгерметизации оборудования, прекращение работы приточно-вытяжной вентиляции;
токсичное воздействие химических веществ, раздражающее кожные покровы, вызывающее отравление, химические ожоги;
воздействие теплового излучения;
опасность травматизма при проведении технологических процессов и обслуживании оборудования;
производственные аварии.
Ниже приведена оценка химической опасности сырья и материалов используемых в ходе процесса дистилляции:
тетрахлорид германия GeCl4 - бесцветная жидкость с резким запахом, удельный вес 1,87 г/см3, температура кипения 83,1°С. Является легкоиспаряющейся жидкостью, дымит на воздухе, в воде гидролизуется с выделением хлористого водорода. Вызывает токсичное, раздражающее действие, отравление, ожоги кожи, органов дыхания, глаз;
серная кислота Н2SO4 - бесцветная жидкость с удельным весом 1,85-1,87 г/см3, в воде растворяется с выделением большого количества тепла, вызывает сильные и глубокие ожоги кожи, слизистой оболочки глаз, раздражение органов дыхания;
хлор Cl - газ желто-зеленого цвета с резким запахом, в 2,5 раза тяжелее воздуха, скапливается в нижних частях помещений, токсичен, поражает в основном дыхательные пути, вызывает отек легких [2].
Приведенные выше опасные и вредные производственные факторы сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Анализ опасных и вредных производственных факторов
|
Рабочее место или операция технологического процесса |
Оборудование |
Опасный (вредный) фактор, единица измерения |
Величина фактора |
Норматив (безопасная величина) со ссылкой на ГОСТ, СНиП |
|
|
Процесс дистилляции тетрахлорида германия |
Куб - испаритель |
GeCl4 (газ), мг/м3 |
0,25 |
ПДК=1 (ГОСТ 12.1.005-01) |
|
|
Н2SO4 (жидкость), мг/м3 |
0,31 |
ПДК=1 (ГОСТ 12.1.005-01) |
|||
|
Cl (газ), мг/м3 |
0,15 |
ПДК=1 (ГОСТ 12.1.005-01) |
|||
|
Поражение электрическим током, мА |
>15 |
< 10 (ГОСТ12.1.038-01) |
|||
|
Тепловое излучение, Вт/м2 |
456 |
?350 СН 245-96 |
В таблице 5.2 приведена характеристика метеоусловий на рабочем месте, в сопоставлении их с нормативными данными.
Таблица 5.2 - Параметры микроклимата
|
Период года |
Фактические |
Оптимальные |
Допустимые |
|||||||
|
t,°C |
, % |
, м/с |
t,°C |
, % |
, м/с |
t,°C |
, % |
, м/с |
||
|
Холодный |
18-20 |
20-30 |
0,2 |
16-18 |
40-60 |
<0,3 |
13-17 |
15-75 |
<0,5 |
|
|
Теплый |
25-26 |
40-60 |
0,68 |
18-21 |
40-60 |
0,3-0,7 |
<26 |
<70 |
0,5-1,0 |
По таблице 5.2 можно сделать вывод, что температура воздуха в цехе немного больше оптимального, но не превышает допустимого значения, влажность воздуха и скорость движения воздуха не превышает оптимального значения.
5.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда
Охраной труда называют систему мер, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда, т.е. создание таких условий, при которых исключается воздействие на трудящихся опасных и вредных производственных факторов. Технические мероприятия по охране труда учитывают правильное размещение в пространстве средств технического оснащения, включающих в себя технологическое оборудование, инструменты, контрольно-измерительную аппаратуру, средства связи и сигнализации, а также степень механизации и автоматизации выполняемых операций и т.д.
Комплекс мероприятий и средств, направленных на предотвращение опасных производственных факторов, называется техникой безопасности [16].
Главной задачей техники безопасности является профилактика производственного травматизма на основе исследований производственных процессов и безопасных приемов труда.
Для обеспечения безопасной работы и предотвращения травматизма большое значение имеет инструктаж по безопасным методам работ при эксплуатации и ремонте оборудования.
В соответствии с требованиями к технике безопасности на предприятиях проводятся следующие виды инструктажей:
вводный инструктаж для всех принимаемых на работу, проводят инженер по охране труда и работник пожарной охраны, газоспасательной службы, если такая имеется на предприятии;
первичный инструктаж на рабочем месте проходят все работники, вновь поступившие на работу и прошедшие вводный инструктаж, переведенные из одного цеха в другой, а также переведенные с одной работы на другую в одном и том же цехе; проводится непосредственно руководителем работ (мастером);
повторный (плановый), проводится мастером раз в полгода в обязательном порядке;
внеочередной инструктаж, проводится при изменении технологического процесса или правил по охране труда, замене или модернизации оборудования, нарушении работникам требований безопасности труда (если произошел несчастный случай), перерывах в работе свыше 60 дней;
целевой инструктаж, проводится для работников, выполняющих особо опасные работы.
Для нормальной работы действующего оборудования и предотвращения каких-либо вредных воздействий на работающих предусмотрены мероприятия:
ограждения от движущихся частей, электрического тока, тепловых излучений, люков, проемов, площадок;
для контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, оповещения о загазованности на переделе установлен газоанализатор "Хмель-СВ", сблокированный с аварийным вентилятором ВС-75;
токопроводы имеют защитные кожухи, металлические части оборудования заземлены;
производственные помещения обеспечены приточно-вытяжной вентиляцией;
рабочие места имеют нормальный уровень освещенности;
фланцевые соединения трубопроводов агрессивных жидкостей имеют защитные кожухи;
трубопроводы имеют сигнально-предупредительную окраску;
на переделе имеются знаки безопасности: предупреждающие ("осторожно едкие вещества"), предписывающие ("работать в защитных средствах") и другие;
применяются индивидуальные средства защиты согласно типовым нормам (спец. одежда, спец. обувь, защитные очки, перчатки, фартуки, резиновые сапоги, респираторы, противогазы).
Для безопасного ведения технологического процесса рабочие места снабжены инструкциями различного рода, технической схемой цепи аппаратов, подписями, плакатами.
5.3 Электробезопасность
Помещение передела дистилляции по электроопасности относится к особо опасным. Оборудование передела работает на переменном токе.
Используемый в технологическом процессе электрический ток является источником опасности для обслуживающего персонала, поэтому для работников цеха важно знать и соблюдать правила электробезопасности. Работающие должны знать причины возможных поражений электрическим током, его возможное действие на организм человека и меры защиты.
Основными причинами поражений электрическим током являются:
появление напряжения там, где его в нормальных условиях не должно быть, под напряжением могут оказаться металлические конструкции, строительные элементы здания и так далее;
соединение изолированных от земли токоведущих частей оборудования с заземлёнными участками здания, оборудования или предметами;
прикосновение к неизолированным токоведущим частям оборудования;
прочие причины, к числу которых относятся несогласованные действия персонала.
Подобные документы
Автоматизация производства как фактор ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве. Функциональная схема, технологический процесс, автоматизация процесса дозирования. Выбор приборов и средств автоматизации, расчет регулирующего органа.
контрольная работа [51,5 K], добавлен 27.07.2010Обзор технологий и патентной литературы по восстановлению тетрахлорида титана магнием. Металлургический, конструктивный, тепловой, электрический расчет аппарата восстановления. Контроль и автоматизация технологических процессов, безопасность проекта.
дипломная работа [596,3 K], добавлен 31.03.2011Сущность метода зонной плавки. Физико-химические свойства германия. Применение германия в полупроводниковых приборах. Получение технического кремния восстановления природного диоксида SiO2 (кремнезем) в электрической дуге между графитовыми электродами.
реферат [125,4 K], добавлен 25.01.2010Технологическая схема получения цинка. Обжиг цинковых концентратов в печах КС. Оборудование для обжига Zn-ых концентратов. Теоретические основы процесса обжига. Расчет процесса обжига цинкового концентрата в печи кипящего слоя. Расчет оборудования.
курсовая работа [60,0 K], добавлен 23.03.2008Технологическое описание процесса выделения германия из колошниковой пыли цинковых плавильных печей при изучении особенностей доменного процесса, состава выбросов и системы отчистки доменного газа. Влияние доменной шихты на качество колошниковой пыли.
реферат [327,3 K], добавлен 11.10.2010Общие сведения о германии, области его применения и технология получения. Выращивание монокристаллов из расплава. Программирование контроллера Simatic S7-300 для автоматизированного выращивания монокристаллов германия. Расчет электрической нагрузки.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 16.12.2013Производство соляной кислоты. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Автоматизация процесса получения соляной кислоты. Технологическая схема процесса и система автоматического регулирования. Анализ статических характеристик печи синтеза.
контрольная работа [96,6 K], добавлен 08.06.2016Автоматизация, интенсификация и усложнение металлургических процессов. Контролируемые и регулируемые параметры в испарителе. Функциональная схема автоматизации технологических процессов. Функция одноконтурного и программного регулирования Ремиконта Р-130.
контрольная работа [73,9 K], добавлен 11.05.2014Описание технологического процесса нагревания. Теплообменник как объект регулирования температуры. Задачи автоматизации технологического процесса. Развернутая и упрощенная функциональная схема, выбор технических средств автоматизации процесса нагревания.
курсовая работа [401,0 K], добавлен 03.11.2010Комплексная автоматизация технологической схемы процесса получения углеродогазовой смеси. Выполнение чертежа общего вида реактора и теплообменника с плавающей головкой. Расчет основных технико-экономических показателей производства технического углерода.
дипломная работа [431,0 K], добавлен 25.06.2015
