Технологический расчет холодильной установки

Приоткрыть вентиль на входе воздуха в турбодетандер, предварительно обеспечив работу системы масленых насосов.

Приоткрыть регулирующий вентиль между основным теплообменником и колонной. С его помощью давление в период пуска должно быть максимальным.

1. Запустить компрессор и, прикрывая продувку, поднять давление до рабочего - 6.

2. Перевести подачу воздуха в установку, открывая вход в коллектор и прикрывая вентиль сброса воздуха в атмосферу.

3. Открыть подачу воздуха во включаемый адсорбер, повысить давление до рабочего, затем открыть вентиль подачи воздуха в основной теплообменник.

4. Открыть дроссельный вентиль перед детандером, предварительно пустив маслосистему.

5. Нагрузку детандера проводят исходя из того, чтобы давление в нижней колонне было примерно 0.6, в верхней - 0.07.

6. Таким образом, воздух после детандера и фильтра проходит в нижнюю колонну, затем в верхнюю колонну, после обратным потокам по всем теплообменникам.

7. По достижении температуры прямого потока перед блоком отчистки 6-8, медленно начать открывать дроссельный вентиль на прямом потоке воздуха.

8. Открыть регулирующий вентиль на потоке воздуха в нижнюю колонну, повышая давление до номинального.

По мере охлаждения аппаратов давление в колоне будет уменьшаться. Об окончании первого этапа можно судить по появлении первых порций жидкости в кубе нижней колонны. Эти порции сливаются для удаления остатков влаги и углекислоты.

Второй этап пуска воздухоразделительной установки

1. Набрать уровень в кубе нижней колонны и подать эту жидкость в верхнюю колонну, плавно открывая вентиль на потоке кубовой жидкости.

2. Взять пробу на ацетилен. Пуск разрешается проводить, если его содержание в кубовой жидкости не превышает 0.2 на 1.

3. По мере появления жидкости на тарелках, давление в верхней колонне будет снижаться, а сопротивление возрастать.

4При появлении жидкости в конденсаторе-испарителе, плавно начать прикрывать дроссельный вентиль на линии азотной флегмы, так как по мере накопления жидкости увеличится скорость конденсации азота в трубном пространстве.

По достижении расчетного уровня в межтрубном пространстве конденсатора-испарителя второй этап считается завершенным.

Третий этап пуска воздухоразделительной установки

Процесс ректификации налаживается последовательно в нижней и в верхней колоннах. Дроссельным вентилем регулируют подачу кубовой жидкости в верхнюю колонну. Это делают так, чтобы уровень жидкости в кубе оставался неизменным , а концентрация кислорода в кубовой жидкости была в пределах 35-38%. Процентное содержание кислорода регулируют азотным дроссельным вентилем: прикрывая его -

понижают содержание кислорода в кубовой жидкости и увеличивают концентрацию азота в карманах нижней колонны. При концентрации кислорода в испарителе 99% и выше следует в кислородных установках осуществить сброс кислорода в атмосферу, для того, чтобы обеспечить нормальную работу конденсатора-испарителя. По достижении концентрации кислорода перевести работу установки на рампу либо на слив жидкого кислорода. Расчетную производительности установки регулируем прикрытием вентилей отбросного газа. После установления и отладки процесса ректификации в нижней колонне, преступают к отладке в верхней колонне. Для этого нужно установить необходимый баланс между дросселем и детандером, то есть нам необходимо распределять эти потоки до тех пор пока мы не получим необходимые параметры продуктов. С увеличением количества холода снижается чистота жидкого кислорода и увеличивается чистота отходящего из верхней колонны азота. Третий этап считается завершенным, если стабилизируются все параметры работы установки.

8.3 Поддержание нормального технологического режима воздухоразделительной установки

Нормальный технологический режим характеризуется обеспечением расчетных параметров работы установки при минимальных энергозатратах. Обеспечение нормальной эксплуатации установки направлено на поддержание нормального функционирования узла разделения и обеспечения заданной холодопроизводительности. При этом надо следить за поддержанием безопасных параметров работы установки.

1 Количество перерабатываемого воздуха не регулируется, а определяется мощностью компрессора.

2 Давление в верхней колонне можно регулировать арматурой на отбросных потоках (фракция из верхней колонны).

3 Разность температур на теплых концах основного теплообменника регулируется отбором воздуха на детандер. При увеличении этой доли разность будет возрастать.

4 Давление в нижней колонне не регулируется, а определяется работой конденсатора-испарителя.

5 Температура воздуха перед детандером выбирается таким образом, чтобы количество жидкости было минимальным(12-15%).

6 Долговременные повышения давления в нижней колонне может стать следствием накопления неоногелиевой смеси под крышкой конденсатора-испарителя или переполнения межтрубного пространства жидким кислородом.

7 Длительное понижение давления в нижней колонне может явиться причиной снижения концентрации азота в нижней колонне или кислорода в верхней колонне.

8 В период переключения адсорберов происходит поступление значительного количества тепла в блок разделения и его нужно скомпенсировать использованием теплообменника стабилизатора или увеличивать холодопроизводительность.

9 Повышение частоты азота достигается увеличением отбора фракции.

10 Для увеличения концентрации кислорода необходимо уменьшить его отбор.

11 Составы азотной флегмы и кубовой жидкости в нижней колонне регулируются дросселем на потоке азотной флегмы. Прикрытие этого вентиля приводит к увеличению концентрации азота в азотной флегме и кубовой жидкости.

12 В установке холодопроизводительность регулируется исходя из уровня жидкости в конденсаторе испарителе. Холодопроизводительность можно увеличить путем увеличения числа оборотов детандера, либо повышением давления в цикле.

13 В случае снижения температуры перед блоком отчистки ниже 5-6К необходимо открыть байпасный вентиль мимо ожижителя.

14 Низкое сопротивление колон может стать следствием недостаточного количества жидкости или обрыва тарелок. Слишком высокое сопротивление - забивкой перфорации тарелок.

15 Загрузка детандера должна быть максимальна в режиме производства жидких продуктов и в период пуска.

16 Уменьшение уровня жидкости в конденсаторе приводит к увеличению концентрации кислорода.

17 Допускается работа установки без детандера за счет срабатывания уровня жидкости в конденсаторе-испарителе. Он не должен быть меньше 20 .

18 Регулирование установки отличается значительной инертностью и изменение в количествах и концентрациях продуктов можно увидеть лишь через несколько часов.

8.4 Остановка воздухоразделительной установки

Кратковременная остановка установки

Необходимо:

1 Закрыть вентили подачи воздуха в турбодетандер;

2 Выключить подогреватель блока очистки;

3 Остановить насос подачи масла на охлаждение турбодетандера и подачу воды на охлаждение масла;

4 Закрыть вентиль на подачу воздуха в блок разделения и открыть вентиль сброса воздуха в атмосферу;

5 Через продувочные вентили сбросить давление из адсорбера блока очистки и теплообменников;

6 Записать в журнал причину и время остановки.

Внезапная остановка установки

Может быть вызвана, отключением электроэнергии, прекращением подачи охлаждающей воды в цех, остановкой компрессора, аварией.

Необходимо:

1 Закрыть вентили подачи воздуха в турбодетандер;

2 Дать сигнал машинисту компрессора об аварийной остановке;

3 Выключить подогреватель блока очистки;

4 Отключить систему масляного торможения детандеров и подачу охлаждающей воды в масляный холодильник;

5 Отключить подачу воздуха в блок разделения;

6 Сделать запись в журнале эксплуатации.

Плановая остановка установки

Необходимо:

1 Перевести выдачу продуктов из коллекторов в атмосферу;

2 Закрыть вход воздуха в турбодетандер;

3 Выключить подогреватель блока очистки;

4 Отключить систему масляного торможения детандера и отключить подачу охлаждающей воды в масляный холодильник;

5 Закрыть вход воздуха в блок разделения и открыть его сброс в атмосферу;

6 Закрыть регулировочный вентиль перед колонной;

7 Через продувочные вентили сбросить давление в основном теплообменнике и блоке очистки;

8 Сделать запись в журнале эксплуатации.

После остановки производится отогрев сухим подогретым азотом. Отогрев проводится по истечению нормативного срока работы либо в случаях, когда не обеспечивается нужная частота продуктов. Установки среднего давления отогреваются раз в 6 месяцев.

9. Выбор и обоснование схемы автоматизации

Система автоматизации узла охлаждения должна обеспечить расчетный режим работы и стабильную производительность по техническому кислороду. Для этих целей функциональной схемой автоматизации предусмотрено:

· Автоматическое регулирование технологических процессов;

· Контроль и изменение основных параметров в ключевых точках схемы;

· Защитные блокирование и автоматическая сигнализация.

Технологические требования к конкретному параметру, его номинальное значение и диапазон изменения (в рабочем режиме) ведены в таблицу 9.1.

Узел охлаждения состоит из трёх теплообменных аппаратов осного (поз II), теплообменника-ожижителя (поз I) и хладонового теплообменника (поз III).

Система управления и контроля блока выполнена на базе контроллера фирмы «Moeller» и рабочей станции оператора на базе персонального компьютера «Pentium».

Контроллер фирмы «Moeller» представляет собой программируемое устройство, позволяющее реализовать заданный алгоритм управления дискретными устройствами и ПИД-регулирование в замкнутых контурах поддержания технологических параметров.

Кроме оборудования, входящего в систему управления на блок охлаждения смонтированы:

- датчики давления (КРТ-5);

- расходомеры (Метран 350);

- газоанализаторы («Флюорит-Ц», «Оксид-103»);

- термопреобразователи сопротивления (ТСП-1088, Метран 256)

- щит управления;

Значения параметров процесса, контролируемые вышеперечисленными приборами поступают в контроллер, обрабатываются и индицируются на мониторе рабочей станции.

Рабочая станция оператора предназначена для оперативного получения информации о технологических параметрах блока; для дистанционного управления арматурой, для перевода контуров автоматического регулирования в автоматический режим и обратно, для выбора режима работы блока, для архивирования и распечатки параметровблока.

Параметры блока записывается каждый час в электронный журнал на компьютере оператора.

В аварийной ситуации запись параметров производится каждые три минуты.

Контроллер связан с блоком с помощью модулей ввода/вывода и совместно с рабочей станцией оператора осуществляет:

- контроль технологических параметров;

- реализацию, предусмотренных правилами безопасности, блокировок при выходе параметров за границы установленных диапазонов;

- учет времени работы и архивирование данных о работе установки.

Схемой предусмотрена звуковая и визуальная сигнализация отклонения параметров от заданной величины.

В схеме предусмотрены следующие контуры:

Контур защиты от обмерзания ожижителя. Термопара 2-1, даёт сведения о температуре воздуха после ожижителя, в случае приближения показания температуры к минимальному значению 280К - срабатывает магнитный пускатель соленоидного вентиля 3-1, открывающего проход холодному потоку азота на байпасную линию.

Контур защиты турбодетандера. Термопара 4-1, даёт сведения о температуре воздуха после основого теплообменника, в случае понижения температуры воздуха ниже заданного уровня срабатывает магнитный пускатель соленоидного вентиля 5-1. Задачей контура является предотвращение понижения температуры воздуха перед детандером ниже температурв насыщения, при заданном давлении.

Контур регулирования охлаждения воздуха перед боком очистки. Термопара 10-1 даёт сведения о температуре воздуха перед блоком очистки, эта температура. Для обеспечения оптимальных условий работы блока очистки не должна выходить за пределы заданных (минимум 279К, максимум 284К), по данным термопары 10-1 приводиться в действие магнитный пускатель соленоидного вентиля 9-1, регулирующего холодопроизводительность холмашины.

Контроль и измерение температуры в основных точках схемы осуществляется с помощью термосопротивлений Pt 100 (поз. 1-1, 2-1, 4-1,

6-1, 7-1, 8-1, 10-1, 11-1, 12-1, 13-1), и подаются на термопреобразователь сопротивления ТСП-1088, сигналы от которого поступают на входы аналогового модуля контроллера.

Линеаризация входных сигналов от термодатчиков осуществляется непосредственно в аналоговом модуле ввода контроллера. После контроллера сигналы поступают на персональный компьютер со SCADA-системой. По месту установлены аналоговые показывающие приборы 23-1, 24-1 типа ТЛ6, 17-1, 15-1 типа ТЛ2.

Для контроля давления предусмотрены преобразователи КРТ5, выходной сигнал которых поз. 12-1, 19-1 (4…20 мА) поступает на контроллер. По месту установлен аналоговые показывающий прибор - пружинный манометр типа МТ.

Контроль концентрации продукционного кислорода осуществляется с помощью газоанализатора («Флюорит-Ц», «Оксид-103») поз.20-1, его расход расходомером (Метран 350) поз.18-1.

Термопара поз 9-1 просто выводит сведения о воздухе перед блоком очистки и осушки, позволяет опять таки регулировать температуру на холодном конце теплообменника ожижителя либо мощность «печки» блока очистки и осушки воздуха.

На линии кислорода высокого давления установлен предохранительный пружинный клапан.

Продувка влагоотделителя IV при помощи клапана 22-1(НЗ), и V при помощи клапана 14-1 открывающихся по сигналу от реле времени.

Начало отсчета времени продувки каждого из влагоотделителей должно быть смещено друг относительно друга так, чтобы избежать одновременной продувки. Интервал смещения времени между каждой продувкой - 20 мин. Время продувки каждого влагоотделителя - 5 сек за 1 час.

На регулирующие вентили предусмотрено ручное воздействие.

Таблица 9.1 - Таблица технологических требований автоматизации.

Технологические параметры	Значение	Диапазон измерений	Требования к автоматизации
1. Давление, Воздух перед	7.0	50 … 70	Измерение
Давление, Воздух перед ТД	7.0	50 … 70	Измерение
Давление, Продукционного кислорода	19.6	1 … 100	Измерение
2. Температура, К Продукционного кислорода	295	-75…250	Измерение
Температура, К Воздуха перед ТД	156	-75…250	Измерение регулирование
Температура, К Воздуха перед БО	188	-75…250	Измерение регулирование
Температура, К Воздуха после БО	183	-75…250	Измерение регулирование
3. Расход газа Технического кислорода	600	1…1000	Измерение
4. Концентрации, Технического кислорода	99.7	98 … 100	Контроль и сигнализация

10. Охрана труда

Токсичность применяемых или получаемых веществ

Классы опасности токсичных веществ ГОСТ 12.1.007-76 устанавливает 4 класса опасности:

1) чрезвычайно опасные (предельно допустимая концентрация ПДК< 0,1мг/куб.м.);

2) высоко опасные (0.1<ПДК<1.0мг/куб.м.);

3) умеренно опасные (1.0<ПДК<10.0мг/куб.м.);

4) малоопасные (ПДК>10.0мг/куб.м.).

На данной воздухоразделительной установке задействована холодильная установка, холодильным агентом для которой является фреон-22.

Фреон-22 токсическое воздействие на органы дыхания, отравляет местную среду на производстве, относиться к подгруппе Б группы IV сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ). При их хранении должны выполняться требования “Санитарных правил проектирования оборудования, складов для хранения сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) (№53465).

Инертные газы, попутные продукты воздухоразделения, такие как азот, вредны лишь в той мере, в какой они своим присутствием снижают содержание кислорода в воздухе.

Действие вредных веществ в условиях высоких температур, шума и вибраций значительно усугубляется, хотя количественную оценку этого явления в настоящее время дать трудно. Так, при высокой температуре воздуха расширяются сосуды кожи, усиливается потоотделение, учащается дыхание, что ускоряет проникновение вредных веществ в организм. В результате воздействия вредных веществ могут возникать профессиональные заболевания. Контроль за концентрацией вредных веществ осуществляется санэпидемстанциями путем экспрессных и автоматических методов

(газоанализаторы, хроматографы). Снижения влияния ядовитых веществ можно добиться при максимальной механизации и автоматизации производства, модернизации технического оборудования, эффектной вентиляции (как местной, так и общеобменной).

Классификация производства по степени взрывной, взрывопожарной, и пожарной опасности согласно ОНТП 24-86

Помещения цеха разделения, компрессии продуктов разделения воздуха (машинное отделение), аппаратное отделение, вентилированные подвалы под блоком разделения воздуха, камера фильтров (воздушных) по категории помещений за взрывоопасностью и пожарной опасностью за ОНТП 24-86 относятся к категории Д. По степени огнестойкости строительных конструкций - II, IIIа.

Испытания сосудов, работающих под давлением, на заводе изготовителе, техническое освидетельствование их

Гидравлическое испытание

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления. Сосуды, изготовление которых заканчивается на месте установки, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидравлическому испытанию на месте монтажа. Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции. Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

Гидравлическое испытание, проводимое в организации изготовителе, должно производиться на специальном испытательном стенде, имеющем соответствующее ограждение и удовлетворяющем требованиям безопасности и инструкции по проведению гидроиспытаний в соответствии с НД.

Первичное техническое освидетельствование

Каждый вновь установленный сосуд и аппарат должен быть подвергнут

администрацией предприятия техническому освидетельствованию в соответствии с требованиями Правил.

Периодическое техническое освидетельствование

Сосуды работающие при переменном режиме давлений и температур (регенераторы и др.) а также другие сосуды. Имеющие фланцевые соединения корпуса и съемные устройства (адсорберы, фильтры и др.), изготовленных из материалов регламентируемыми отраслевыми правилами, должны периодически, не реже одного раза в шесть лет подвергаться гидравлическому испытанию с предварительным внутренним осмотром.

Внутренний осмотр таких сосудов, отраслевыми правилами (не реже одного раза в два года), может быть заменен пневматическим испытанием на рабочее давление без демонтажа изоляции и обвязывающих трубопроводов.

Регенераторы, изготовленные из углеродистых сталей должны подвергаться гидравлическому испытанию на пробное давление с предварительным внутренним осмотром не реже одного раза в два года.

Сосуды (ректификационные и др. аппараты), работающие в условиях стабильных температур и давлений, для которых по конструктивным особенностям невозможей внутренний осмотр и гидравлическое испытание, должны периодически подвергаться пневматическим испытаниям:

а)не реже одного раза в два года на рабочее давление без демонтажа обвязывающих трубопроводов и изоляции;

б) не реже одного раза в шесть лет пробным давлением с демонтажом изоляции и обвязывающих трубопроводов с предварительным осмотром сосуда в доступных местах и проверкой прочности его расчетом.

Внутренний осмотр таких сосудов должен производиться при ремонте их внутренних устройств, но не реже одного раза в 12 лет.

Пневматическое испытание сосудов на пробное давление должно проводиться при соблюдении особые мер предосторожности под руководством главного механика предприятия.

Подбор предохранительного клапана

Пропускная способность предохранительного клапана согласно ГОСТ12.2.08582 выбирается так, чтобы в сосуде или баллоне не могло создаться давление, превышающее рабочее более чем на 10 % для сосудов с давлением выше 6 МПа.

Не реже 1го раза в 12 месяцев предохранительные клапана проверяются на стендах с последующим опломбированием.

Подберем предохранительный клапан воздуха под давлением, после компрессора.

Исходные данные:

давление в линии Р₁=5 МПа;

температура перед клапаном Т₁=300 К;

атмосферное давление Р₂=0,1 МПа;

показатель адиабаты К=1,4;

коэффициент расхода =0,75;

массовый расход М=1,085кг/с;

коэффициент выбираемый в зависимости от К и отношение В=0,4895.

Минимальная площадь сечения:

, м², (10.1)

где - плотность среды при давлении Р₁ и температуре перед клапаном, кг/м³:

, (10.2)

где Z=1 коэффициент сжимаемости;

кг/м³,

м².

Диаметр клапана: , м, (7.3)

м.

Принимаем кратным 5, d=165 мм.

Электробезопасность оборудования

Основными мерами защиты от поражения током являются; обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения; электрическое разделение сети; устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается применением малых напряжений, использованием двойной изоляции, выравниванием потенциала, защитным заземлением, занулением, защитным отключением и др.; применение специальных электрозащитных средств, переносных приборов и приспособлений; организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Классификация помещений по опасности поражения током.

Все помещения делятся по степени поражения людей электрическим током на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещения без повышенной опасности-- это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами, т. е, в которых отсутствуют условия, свойственные помещениям с повышенной опасностью и особо опасным.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:

сырости, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 75%; такие помещения называют сырыми;

высокой температуры, когда температура воздуха длительно (свыше суток) превышает 35°C; такие помещения называются жаркими;

токопроводяшей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопрозодящая технологическая пыль (например, угольная, металлическая и т. п.) в таком количестве, что она оседает па проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т. п.; такие помещения называются пыльными с токопрозодящей пылью; токопроводящих полов -- металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.;

возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования -- с другой.

Примером помещения с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки различных зданий с проводящими полами, складские неотапливаемые помещения (даже если они размещены в зданиях с изолирующими полами и деревянными стеллажами) и т. п.

Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий, создающих особую опасность:

особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100% (стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой); такие помещения называются особо сырыми;

химически активной или органической среды, т. е, помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования; такие помещения называются помещениями с химически активной или органической средой; одновременного наличия двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Данное помещение относится к помещению с особой опасностью.

Расчет системы заземления

Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей [23].

Для электроустановок с напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства (R_треб.) должно быть не более 4 Ом.

Сопротивление искусственного заземлителя должно быть меньше допустимого, т.е. R_и R_д. Благодаря чему, ток проходит не через человеческий организм, а по заземлителю.

Исходные данные:

Тип заземлителя: труба;

Длина заземлителя: L=2,5м;

Отношение расстояний между заземлителями к их длине: L/L=1;

Наружный диаметр трубы: d=0,045м;

Климатический коэффициент: =1,5;

Удельное сопротивление грунта: _гр=30 Ом;

Расстояние от поверхности земли до верхушки заземлителя: t₀0,5м.

Рассчитаем расстояние между заземлителями:

L=L1=2,51=2,5м.(10.4)

Определяем расчетное сопротивление грунта:

_расч.= _гр.=301,5=45 Омм.(10.5)

Рассчитаем систему распределения вертикальных заземлителей в ряд.

Расстояние от поверхности земли до центра (середины) заземлителя:

 (10.6)

Рассчитываем сопротивление одного вертикального заземлителя:

(10.7)

Определяем количество вертикальных заземлителей:

(10.8)

Определяем сопротивление системы вертикальных заземлителей по формуле:

(10.9)

где _B - коэффициент использования системы вертикальных заземлителей, который определяется по таблице коэффициентов использования: _B=0,73.

Рассчитаем общую длину горизонтального заземлителя:

L_общ. = (n-1)*l'=(4-1)*2,5=7,5 м. (10.10)

Рассчитываем сопротивление горизонтального заземлителя по формуле:

, (10.11)

где _Г - коэффициент использования горизонтального заземлителя, который определяется по таблице коэффициентов использования: _Г = 0,77

Общее сопротивление системы рассчитывается по формуле:

(10.12)

Следовательно, условие выполняется, т.к. 2,9 Ом < 4,00 Ом, то есть система заземления эффективна.

Расчёт производственного освещения

Размеры помещения: длина 12м, ширина 6м, высота 4,5м, т.е. исходные данные для расчета: А=12м; В=8м; Н_n=4,5м.

Определяем площадь помещения: S=AB=128=96м².

Вычислим высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью:

H_р=H_n-h_p.n., (10.13)

где h_p.n. - высота рабочей поверхности (h_p.n=0,8м);

H_р=4,5-0,8=3,7 м.

Для достижения равномерной освещенности необходимо, чтобы отношение расстояний между центрами светильников к высоте их подвеса над рабочей поверхностью равнялась конкретному числу, характерному для типа выбранного светильника.

В помещениях устанавливаются светильники серии ВЗГ-200 с отражателем, отношение L_k/H_p=2.

Определим L_k- отношение между центрами светильников:

L_k=H_p2=3,72=7,4м.

Для определения коэффициента использования светового потока необходимо вычислить индекс помещения:

.(10.14)

Полученное значение i округляем до ближайшего табличного (=1) и, приняв значение коэффициентов отражения потолка и стен помещения как _п=70% и _С=50%, соответственно, получаем по таблице коэффициентов использования светового потока значение =29 для светильника.

Расчет светового потока светильника методом коэффициента использования выполняется по формуле:

,(10.15)

где Ф_С - необходимый световой поток ламп в каждом светильнике, лм;

E_H - нормируемая освещенность (Е=100лк);

k - коэффициент запаса (k=1,3);

S - освещаемая площадь, м²;

z - коэффициент неравномерности освещения, величина которого находится в пределах от 1,1 до 1,5 (при оптимальных отношениях расстояния между светильниками к расчетной высоте; для люминесцентных ламп z=1,15);

N - число светильников в помещении.

Определяем количество светильников для установки в помещении:

(10.16)

Лм.

Используем лампы ВЗГ-200, Ф_Л=4610 Лм. Следовательно, используя 2 светильников по 6 таких лампы в каждом, можно получить общий световой поток на уровне Ф_о=Ф_Л*2=27660 Лм, что очень близко к расчетному Ф_С.

На практике допускается отклонение светового потока реального и расчетного в пределах -10% до +20%. Рассчитаем погрешность для выбранной системы освещения:

,(10.17)

Подсчитанная погрешность вполне удовлетворяет требованиям. Следовательно, нужно использовать лампы типа Г215-225-300, размещенные в двух светильниках ВЗГ-200.

Рассчитаем общую мощность, потребляемую этой системой освещения:

Р_С=N·n·P₁, (10.18)

Где N - количество светильников;

n - количество ламп в одном светильнике;

P₁ - мощность, потребляемая одной лампой, которая для ламп составляет 300 Вт.

Р_С=2·6·300=3600 Вт.

Следовательно, при проектировании энергосистемы должна быть учтена мощность 3600 Вт, потребляемая системой освещения.

Раздел 1.01 8. Расчет вентиляции рабочей зоны

Помещения должны быть, оборудованы системами кондиционирования воздуха или приточно-вытяжной вентиляцией в соответствии со СНиП 2.04.05-91.

Персонал выполняет работу категории «легкая 1а».

Размеры помещения: А=12 м;

В = 8м;

Н = 4,5 м;

Рассчитаем площадь и объем помещения:

S_пом = 12 8 = 96 м²

V_пом = 432 м²

Производиттелбность вентиляции вычисляем по кратности.

L=Vo*K (10.19) где

Кпр=2 - при приточной вентиляции,

Lпр=432*2=864 мі/ч

Кв=3 - при вытяжной вентиляции,

Lв=432*3=1296 мі/ч

К=8 - при аварийной вентиляции,

L=432*8=3456 мі/ч

Принимаем к установке вентилятор производительностью 13800м³/ч

Определим мощность вентилятора:

(10.20)

Следовательно, при проектировании энергосистемы должна быть учтена мощность приточной вентиляции 120Вт, при вытяжной - 190Вт, при аварийной - 500Вт , потребляемая системой вентиляции

Доврачебная помощь

Первая помощь при обморожениях

При криогенном обморожении необходимо, прежде всего, снять одежду, затрудняющую кровообращение в пораженной области. Немедленно сделать тепловую ванну поражённого места, при температуре воды 40--45⁰С. Не следует производить сухое отогревание или использовать воду с температурой выше 46⁰С. Если поражена большая часть поверхности тела, чем вызвано общее понижение температуры тела, то пострадавшему необходимо сделать общую согревающую ванну.

Первая помощь при поражении электрическим током

Первая доврачебная помощь при несчастных случаях от электрического тока состоит из двух этапов: освобождение пострадавшего от действия тока и оказание ему медицинской помощи.

Меры первой медицинской помощи пострадавшему от электрического тока зависят от его состояния.

При отсутствии сознания, но сохранившегося дыхании и работе сердца нужно ровно и удобно уложить пострадавшего на мягкую подстилку, расстегнуть пояс и одежду, обеспечить приток свежего воздуха. Следует давать нюхать нашатырный спирт, обрызгивать лицо холодной водой, растирать и согревать тело.

Если пострадавший плохо дышит - редко, судорожно или если дыхание постепенно ухудшается, в то время как во всех этих случаях продолжается нормальная работа сердца, необходимо делать искусственное дыхание.

Выводы

В ходе расчетов были найдены данные для обеспечения персоналу нормальных условий труда. Также расмотрение некоторых производственых факторов позволит снизить и заблаговременно предупредить о появлении несчасных случаев на производстве. А при несчасных случаях обеспечит своевременным устранение неполадок, эвакуцию служащего персонала и обеспечение первой помощи потерпевшим. Для безопасной эксплуатации установки, в соответствии с принятыми нормами производим подбор предохранительного клапана на воздушной линии высокого давления, освещения в производственном цехе, вентиляции.

11. Экономический раздел

11.1 Разработка маркетинговой стратегии

Цель данного проекта - модернизации установки К-05. Модернизация установки заключается в замене компрессора ВП-50/70 на аналогичный компрессор 4ВМ10 - 55/71 с более высокой производительностью.

Данная установка предназначена для получения газообразного технического кислорода. При планировании и утверждении поставок будем исходить из:

· потребностей в техническом кислороде для удовлетворения местных нужд предприятий области;

· поставок установок в другие области, а также экспорт в страны „ближнего” и „дальнего” зарубежья.

Характеристика покупательской способности является важным моментом. Необходимо чтобы потребитель продуктов разделения был платежеспособен.

Потребителями получаемых продуктов является черная и цветная металлургия, машиностроение, химические предприятия, нефтеперерабатывающие предприятия. Перечисленные отрасли относятся к потребителям нуждающимся в большом количестве кислорода и. Меньшее количество используют для кислородно-аргонной сварки, для охлаждений и т.д. Исходя из этого, можно рассчитывать как на реализацию самой установки, так и на реализацию продуктов разделения.

Необходимо учесть тот факт, что предприятия, которые нуждаются постоянно в кислороде, стали не покупать их, а приобретать установки В целях повышения конкурентоспособности по отношению к другим аналогичным воздухоразденлительным установкам предполагается модернизация установки К-0.5 за счёт повышения их эффективности, понижению себестоимости получаемого продукта. Маркетинговая стратегия фирмы заключается в развёртывании рекламы с использованием информационно - коммерческих систем Украины.

Выход на внутренний рынок Украины и рынки “ближнего зарубежья” - представляется весьма перспективным, но требует значительных усилий по исследованию рынков, серьёзной проработки системы стимулирования сбыта и товароведения, решения проблем повышения качества и снижения технологической себестоимости установки.

Маркетинговая стратегия определяется внешней средой (конъюнктура рынка, законодательство, себестоимостью изделия, стратегическими и тактическими установками).Систематический маркетинговый анализ должен давать информацию о том:

· на сколько цена отражает издержки производства и отвечает рыночной конъюнктуре;

· каковы возможности снижения себестоимости установки и повышения за счёт этого прибыли;

· как покупатели относятся к установленной цене, какова их вероятность реакции на повышения или понижения цены.

В реально функционирующей рыночной экономики информация о ценах по конкретным сделкам чаще всего является коммерческой тайной изготовителя, и получить такую информацию очень сложно. Публикуются лишь так называемые цены предложения.

При обосновании цены необходимо определить, так называемую, цену безразличия, т. е. цену, при которой покупателю будет безразлично, чей товар покупать. Наиболее удобным является метод ценообразования - „следования за конкурентом”. Этот метод удобен и приемлем для малых фирм, которым не по карману проводить собственные маркетинговые исследования. Необходимо узнать, кто является лидером по объёму продаж и пользуется наилучшей репутацией на рынке, уровень его цен и распространить их на собственные товары.

Модернизированная установка имеет ряд преимуществ перед установками подобного типа: её можно использовать в различных климатических условиях, узел разделения устанавливается вне цеха, что уменьшает производственное помещение, а следовательно и затраты на производственное помещение, установка многорежимная, что позволяет получать продукты в различных агрегатных состояниях.

Из выше перечисленного можно сделать вывод, что установка будет пользоваться спросом, но для этого необходимо, чтоб она была доступной заинтересованным покупателям.

Заводов по производству воздухоразделительного оборудования в области несколько, среди которых такие как: ООО "Криопром", ОАО "Кислородмаш". Также есть производители такого рода продукции в странах СНГ: ОАО "Сибкриотехника", ОАО "Уралкриотехника", ОАО "Гелиймаш", ОАО "Криогенмаш". Поэтому для обеспечения надежного рынка сбыта, как криогенного оборудования, так и продуктов разделения воздуха необходимо производить установки, которые бы отвечали следующим характеристикам:

· технологическая схема воздухоразделительной установки должна соответствовать лучшим мировым образцам;

· энергопотребляющие машины, входящие в состав оборудования, должны иметь энергетические показатели (К.П.Д.) современного технического уровня;

· технологическая аппаратура, арматура, трубопроводы, контрольно-измерительные приборы и средства автоматической защиты должны быть рассчитаны, подобраны и спроектированы таким образом, чтобы максимально повысить надежность и самого оборудования и его эксплуатации. Быть по возможности более компактными и менее металлоемкими, обеспечивать протекание всех технологических процессов в соответствии с технологическими расчетами, обеспечить выход продуктов разделения такого качества и количества, которые зафиксированы в паспорте установки;

· каждый отдельный элемент оборудования должен соответствовать современному уровню технических достижений и современному уровню криогенных технологий.

Таким образом, установки разделения воздуха и продукты их работы могут быть высокого качества и надежности при эксплуатации; соответствовать установкам ведущих зарубежных фирм и при этом иметь себестоимость гораздо более низкую, нежели установки аналогичной производительности других производителей. Это обеспечивается гораздо белее дешевой рабочей силой, чем за рубежом, наличием грамотных проектировщиков и рабочих высокой квалификации, довольно низкими ценами на различные сорта металла и покупные изделия из него, и многое другое. Следовательно, по своей себестоимости и качеству продукты разделения воздуха таких установок могут быть конкурентоспособными и иметь надежный рынок сбыта.

Учитывая быстрые темпы развития криогеники можно попытаться выставить свою продукцию на мировой рынок, а именно в страны Ближнего Востока и Африки. Конкуренция с солидными фирмами и заводами, производящим аналогичную продукцию, заставит изучить их опыт и искать пути сотрудничества.

11.2 Расчет себестоимости и цены установки

Себестоимость установки включает в себя расходы, связанные с приобретением комплектующего оборудования, его доставкой и монтажом.

Таблица 11.1 - Расчёт цены установки

Наименование оборудования и затрат	Кол-во	Цена, тыс. грн.
Установка	1	2 420.0
Компрессор ВП-50/70	1	656
Холодильная машина	1	53.0
Раздел 1.02 Итого	-	3 129.0
Прочее неучтенное оборудование (10% от стоимости оборудования)	-	31.29
Итого		3 160.29
Транспортные расходы (7% от А)	-	221.2
Монтажные работы (15% от А)	-	474.0
Технологические трубопроводы и арматура (3% от А)	-	94.8
Изоляция блока очистки (5% от А)	-	158.0
КИП и автоматизация (2% от А)	-	63.6
Раздел 1.03 Итого затрат на оборудование		4171.09

11.3 Расчет себестоимости и цены модернизированной установки

Определение времени для работы над проектом

Таблица 11.2. - Время работы над проектом

1. Техническое задание	15.01 - 10.02
2. Разработка технического проекта	11.02 - 15.03
3. Разработка рабочего проекта	16.03 - 20.04
4. Внедрение	21.04 - 30.05
5. Пояснительная записка	20.03 -30.05
Итого общее время (дни)	136

11.4 Расчет себестоимости и цены установки

Расчет себестоимости и цены установки

Затраты на основную заработную плату



Таблица 11.3. затраты фонда заработной платы на проведение модернизации.

№ п/п	Должность	Количество трудодней	оклад	всего
1	Руководитель темы, доцент	34	1000	1545.5
2	Проектант	136	420	2596.5
Всего	4142

Отчисления по зарплате

(11.1)

Материалы

Таблица 11.4. материальные затраты, с учётом транспортно-заготовительных расходов.

№ п/п	Наименование материала	Ед. изм.	Количество	Цена за единицу, гр	Сумма, гр
1.	Бумага для принтера	Упаковка	1	20	20
2.	Заправка картриджа	Шт.	2	40	80
3.	Дискета	Шт.	5	3	15
4.	Диск CD-R	Шт.	5	4	20
Всего	135
КТР = 1,04
Итого: 1,04*135	140.4

Стоимость машинного времени

(11.2)

Общезаводские затраты

(11.3)

Административные затраты

(11.4)

Внепроизводственные расходы

(11.5)

Сметная стоимость модернизированной установки

Таблица 11.5. - Расчёт цены установки

Наименование оборудования и затрат	Кол-во	Цена, тыс. грн.
Установка	1	2 420.0
Компрессор 4ВМ10 - 55/71	1	795
Холодильная машина	1	53.0
Раздел 1.04 Итого	-	3268
Прочее неучтенное оборудование (10% от стоимости оборудования)	-	32.68
Итого		3300.68
Затраты на поведение модернизации	-	8.1
Транспортные расходы (7% от А)	-	231.05
Монтажные работы (15% от А)	-	495.1
Технологические трубопроводы и арматура (3% от А)	-	99.02
Изоляция блока очистки (5% от А)	-	165.03
КИП и автоматизация (2% от А)	-	66.01
Раздел 1.05 Итого затрат на оборудование		4364.98

Расчет годовых эксплуатационных расходов

Затраты на электроэнергию

,(11.6)

, (11.7)

где - мощность компрессора на валу,

- потребляемая мощность,

компрессора 4ВМ10 - 55/71,

компрессора ВП-50/70.

- КПД электродвигателя к компрессору,

,

;

- стоимость электроэнергии,

;

- годовой фонд времени работы установки,

Годовой расход охлаждающей воды

Вода циркулирует по замкнутой системе, поэтому затраты на подпитку определяются из расчета от общего расхода воды:

, (11.8)

где - стоимость воды, (определяется по данным предприятия, для которого проектируется машина);

,

- годовой фонд времени;

- коэффициент, учитывающий потери воды в системе (величина может определяться по данным преддипломной практики), принимаем ,

- Расход воды на охлаждение компрессора;

компрессора 4ВМ10- 55/71 ,

для компрессора ВП-50/70.



.

Норма амортизационных отчислений

(11.10)

.

Расчет затрат на специальный ремонт и содержание оборудования

;(11.11)

Расчет заработной платы

(11.12)

(11.13)

где: - годовая зарплата аппаратчиков с отчислениями на социальное страхование, .

- годовая зарплата электриков с отчислениями на социальное страхование, .

- годовая зарплата машинистов с отчислениями на социальное страхование , .

- годовой фонд времени работника, ;

- часовая тарифная ставка среднего разряда, ;

- количество работников, .

,

,

,

,

;

Эксплуатационные расходы потребителя сводим в таблицу.

Расчет себестоимости производства продукта

Годовой фонд времени работы установки ч/год. Установка работает в режиме производства кислорода до модернизации и 600 мі/час после модернизации.

Себестоимость производства продукта:

, (11.14)

где - годовые эксплуатационные расходы; (11.15)

- цеховые расходы;

- общезаводские расходы;

- внепроизводственные расходы,(11.16)

Таблица11.6 - Сводный расчет издержек потребителя

Статьи расхода	Сумма,
(i)	К-0,5	модернизированная
Материалы	2504	2504
Электроэнергия	514080	590688
Вода	36288	54432
Заработная плата	330465	330465
(i) Амортизационные ботчисления	252823.2	264054.4
Специальный ремонт и содержание оборудования	63205.8	66013
Итого	1199366	1308156

Прибыль от реализации продукции

,(11.17)

где - цена реализации кислорода,

;

;

 - налог на прибыль, %;

- налог на добавленную стоимость, %;

Коэффициент экономической эффективности

; ;

, (11.18)

Срок окупаемости

(11.19)

Срок окупаемости находится в приделах, при которых модернизация экономически целесообразна.

Таблица 6.7 - Сводная таблица ТЭП.

Показатели	К-0,5	Модерни-зированная
Производительность по кислороду	500	600
Количество перерабатываемого воздуха	2580	3360
Потребляемая мощность, кВт	495.00	586
Капитальные вложения в модернизацию,	-	8.1
Годовые издержки потребителя,	1435.238	1584.6364
Себестоимость технического кислорода,	0.65	0.59
Срок окупаемости капитальных вложений лет	-	1.44
Коэффициент эффективности	-	0.694
Прибыль за год тыс.гр.	163616,8	298205,1

Выводы

Для реализации данного проекта необходимы довольно большие материальные затраты. В частности стоимость оборудования, транспортные расходы, монтажные и пуско-наладочные работы. При всех затратах полный возврат вложенных средств можно ожидать не раньше чем через 1.44 года.

12. Гражданская оборона

Тема: Повышение устойчивости воздухоразделительной установки (ВРУ) в условиях ядерного взрыва.

Одной из основных задач ГО является проведение мероприятий, направленных на повышение устойчивости работы объектов в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) мирного и военного времени.

Под устойчивостью работы промышленного объекта понимают способность его в условиях ЧС выпускать продукцию в запланированном объеме и номенклатуре, а при получении слабых и средних разрушений или нарушении связей по кооперации и поставкам восстанавливать производство в минимальные сроки.

Под устойчивостью работы объектов, непосредственно не производящих материальные ценности, понимают способность их выполнять свои функции в условиях ЧС.

От устойчивости зданий и сооружений зависит в основном устойчивость всего объекта.

Целесообразным пределом повышения устойчивости зданий и сооружений к воздействию ударной волны считается такой, при котором полученные предприятием разрушения дают возможность его оправданного восстановления. Вместе с тем стремиться повышать устойчивость всех зданий и сооружений не следует ,так как это связано с большими материальными затратами ,которые не всегда будут оправданными.Главным образом, следует повышать прочность наиболее важных элементов производства, от которых зависит работа всего предприятия ,но устойчивость которых ниже общего предела устойчивости.

Повышение устойчивости зданий и сооружений достигается устройством каркасов, рам, подкосов ,контрфорсов, опор для уменьшения пролета несущих конструкций ,а также применение более прочных материалов.

Низкие сооружения для повышения их прочности частично обсыпаются грунтом. Такой способ повышения устойчивости применяться для полуподвальных помещений и различных сооружений.

Высокие сооружения (трубы, вышки, башни, колонны) закрепляются оттяжками, рассчитанными на нагрузки .создаваемые воздействием скоростного напора ударной волны при ядерном взрыве.

Защита емкостей для хранения легковоспламеняющихся жидкостей и СДЯВ может осуществляться устройством подземных хранилищ, заглублением их в грунт или обвалованием, а увеличение механической прочности емкостей - установкой ребер жесткости.

Так как производственная деятельность ВРУ может продолжаться в условиях радиоактивного, химического и бактериологического заражения, проводится герметизация основных производственных зданий и сооружений путём устройства тамбуров, герметизации дверей, оконных проёмов и проёмов технологических магистралей. Проёмы, не обязательные для нормальной эксплуатации оборудования, могут закладываться кирпичом. В системе приточно-вытяжной вентиляции устанавливаются фильтры и герметические задвижки.

Разрабатываются возможные режимы защиты рабочих и служащих в условиях радиоактивного заражения. Весь производственный персонал обеспечивается средствами индивидуальной защиты.

Опасность поражения людей радиоактивными, отравляющими и СДЯВ требует быстрого выявления и оценки радиационной обстановки, учитывая её влияние на организацию спасательных и неотложных аварий- но - восстановительных работ, а также на производственную деятельность объекта народного хозяйства в условиях заражения.

Так как сооружения ВРУ выполнены из неметаллических материалов, они в свою очередь прекрасно защищают от гамма - нейтронного излучения. Их эффективность защиты от нейтронного излучения может быть повышена путём применения прокладок из лёгких материалов (полиэтилена, стеклопластика и др.). Для повышения защитных свойств ВРУ увеличивается толщина стен, перекрытий, дверей, заделываются окна и другие элементы. Для этого снаружи вокруг стен, выступающих выше поверхности земли, устраивают грунтовую обсыпку, заделывают оконные и лишние дверные проёмы, перекрытия засыпают грунтом. Дополнительная засыпка грунтом перекрытий требует, как правило, предварительного усиления их конструкции. Тщательно заделывают все трещины, щели, отверстия в потолках, стенах, оконных проёмах, дверях, местах ввода отопительных и водопроводных труб. Двери обиваются войлоком, рубероидом, линолеумом, другими плотными материалами, а их края- пористой резиной. Управление составляет основу деятельности руководителя производства -- начальника ГО, а также его штаба по руководству подчиненными ему органами, силами и заключается в организации их действий и направлении усилий на своевременное выполнение производственных задач и задач ГО. Поэтому обеспечение надежности и оперативности управления - важное звено в повышении устойчивости работы объекта в условиях быстро меняющейся обстановки чрезвычайной ситуации.

Надежность и оперативность управления достигается созданием на объекте устойчивой системы связи ,высокой подготовкой руководящего и командно-начальствующего состава ГО к выполнению функциональных обязанностей своевременным принятием правильных и постановкой задачи подчиненным в соответствии со складывающейся обстановкой.

Повышение устойчивости работы ВРУ достигается заблаговременным проведением комплекса инженерно-технических технологических и организационных мероприятий .направленных на максимальное снижение воздействия поражающих факторов оружия массового поражения и создания условий для быстрой ликвидации последствий чрезвычайной ситуации.

Надежно защитить все технологическое оборудование от воздействия ударной волны практически невозможно, так как доводить прочность зданий цехов до защитных свойств убежища экономически нецелесообразно. Защита оборудования необходима, если:

*защищаемое оборудование способно при разрушении остальной части предприятия выпускать особо важную продукцию;

*защищаемое оборудований трудно восстанавливается, при поражении данного объекта предусматривается использование этого оборудования на других предприятиях;

*защищаемое оборудование уникально и его необходимо сохранить для дальнейшего использования.

При реконструкции и расширении объекта необходимо предусматривать: размещение тяжелого оборудования на нижних этажах, прочное закрепление аппаратов на фундаментах, размещение наиболее ценного и нестойкого к ударам оборудования в зданиях с повышенными прочностными характеристиками или в специальных защитных сооружениях, а более прочного ценного оборудования - в отдельно стоящих зданиях павильонного типа, имеющих трудновозгораемые и облегченные ограждающие конструкции, разрушение которых не повлияет на сохранность оборудования. Кроме того, следует создавать запасы наиболее уязвимых деталей и узлов технологического оборудования(пультов управления, секций конвейеров , электрооборудования и др.),а также изготавливать в мирное время защитные конструкции (кожухи, камеры, навесы, козырьки и т.д.) для защиты оборудования от повреждений при обрушивании конструкций зданий.