Контроль температуры воздуха, поступающего в турбодетандер 1 и выходящего после турбодетандеров 1 и 2 производится одинаковыми датчиками. Для измерения температуры применяется измерительный преобразователь Rosemount 3144P (поз. 1-1, 1-2, 3-1, 3-2, 4-1, 4-2). Результаты измерений выводятся в виде токового сигнала 4-20 мА и подаются на аналоговый вход SIMATIC S7-300 и на ЭВМ.

Контроль давления воздуха, поступающего в турбодетандер 2, а также выходящего из турбодетандера 2, производится одинаковыми датчиками. Для измерения давления применяется интеллектуальный датчик давления Метран-150 CG (поз. 5-1, 6-1). Результаты измерений поступают в виде токового сигнала 4-20 мА на аналоговый вход SIMATIC S7-300 и на ЭВМ.

Контроль уровня жидкости в кубе колонны и в теплообменнике производится одинаковыми датчиками. Для контроля уровня жидкости применяется электрический датчик сигнализации уровня Rosemount 2100 (поз. 8-1, 10-1) и радарный уровнемер Rosemount 5402 (поз. 9-1, 9-2, 11-1, 11-2). Сигнал с электрического датчика сигнализации уровня Rosemount 2100 поступает на дискретный вход SIMATIC S7-300 и на ЭВМ. Сигнал 4-20 мА с радарного уровнемера Rosemont 5402 поступает на аналоговый вход SIMATIC S7-300 и на ЭВМ. Предусмотрена световая сигнализация нижнего уровня в кубе колонны и в теплообменнике (HL1, HL2).



3. Специальная часть

В специальной части проекта необходимо выполнить расчет автоматической системы регулирования (АСР) давления сжатого воздуха на входе в блок разделения установки воздухоразделительной Аж-0,6-3. Расчет АСР заключается в выборе закона регулирования и определении настроечных параметров промышленных регуляторов, обеспечивающих оптимальный по устойчивости и качеству процесс регулирования.

3.1 Идентификация объекта управления

Расчёт ведётся при максимальном внешнем ступенчатом возмущающем воздействии амплитудой ДXвх = 5 % хода регулирующего органа и скачкообразном возмущающем воздействии, при котором снята переходная характеристика А = 1 %ХРО;

Показатели качества регулирования, определяемые технологическим процессом:

- время регулирования tр ? 15 с;

- статическая ошибка ДРcт. = 0;

- динамическое отклонение ДР1 ? 40 кПа;

- переходной процесс с 20 % перерегулированием.

Экспериментальные данные приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Ординаты экспериментальной кривой разгона при ДXвх = 1 %ХРО

ДP,кПа	0	0	20,0	40,0	60,0	70,0	80,0	86,0	88,0	88,5	88,6
t, с	0	1	2	4	6	8	12	16	20	24	28

Используя данные из таблицы 3.1, построим переходную характеристику объекта, которая приведена на рисунке 3.1.



Рисунок 3.1 - Кривая разгона объекта, снятая при скачкообразном возмущающем воздействии

Найдем единичную и нормированную переходные функции.

ДР0(t) = ДР(t)/А;

ДРн(t) = ДР0(t)/ДР0(tу)

где ДР0(tу) - установившееся значение единичной переходной характеристики;

А - скачкообразное возмущающее воздействие, при котором снята переходная характеристика.

Расчетные данные для построения единичной и нормированной переходных характеристик приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Расчетные данные для построения единичной и нормированной переходных характеристик

t, с	0	1	2	4	6	8	12	16	20	24	28
ДP, кПа	0	0	20,0	40,0	60,0	70,0	80,0	86,0	88,0	88,5	88,6
ДPє(t), кПа	0	0	20,0	40,0	60,0	70,0	80,0	86,0	88,0	88,5	88,6
ДPн(t), кПа	0	0	0,23	0,45	0,68	0,79	0,90	0,97	0,99	1,00	1,00



Единичная и нормированная переходные характеристики приведены на рисунке 3.2 и рисунке 3.3.

Рисунок 3.2 - Единичная переходная характеристика

Рисунок 3.3 - Нормированная переходная характеристика

Из зависимости ДР0(t) находим величину коэффициента усиления объекта Коб и запаздывание ф

,

ф=1 с.

При аппроксимации объекта последовательным соединением апериодического звена и звена чистого запаздывания определяем его динамические характеристики, для этого отметим на графике нормированной переходной характеристики (рисунок 3.3) точки А и Б, такие, что

,

,

получим

,

.

Найдем:

- дополнительное запаздывание

;

,

- общее запаздывание

- постоянную времени

,

Таким образом, аппроксимирующая передаточная функция имеет вид:

Для определения точности аппроксимации экспериментальной переходной функции решением дифференциального уравнения первого порядка с запаздывающим аргументом рассчитываем ординаты аппроксимирующей кривой по выражению (1):

Для определения среднеквадратической ошибки аппроксимации вычислим отношение da1 по формуле 2.

Результаты расчетов приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Ординаты переходных функций

t, с	0	1	2	4	6	8	12	16
ДPн(t), кПа	0	0	0,23	0,45	0,68	0,79	0,90	0,97
ДPна1(t), кПа	0	0	0,05	0,16	0,25	0,33	0,46	0,57
da1	0	0	0,03	0,09	0,19	0,22	0,19	0,16
t, с	20	24	28
ДPн(t), кПа	0,99	0,99	1,00
ДPна1(t), кПа	0,66	0,73	0,78
da1	0,11	0,07	0,05

Найдем среднеквадратическую ошибку аппроксимации по формуле (3):

где К - число точек нормированной и аппроксимирующей кривой, К=11.

Поскольку ошибка аппроксимации больше допустимого значения 3 %, осуществим аппроксимацию объекта последовательным соединением двух апериодических звеньев и звена запаздывания (решением дифференциального уравнения второго порядка с запаздывающим аргументом). Передаточная функция будет иметь вид:

где и - постоянные времени объекта.

Определение параметров передаточной функции выполним по нормированной переходной характеристике (таблица 3.2, рисунок 3.3).

Находим относительное время по формуле 5.

.

Приняв n=2, по графику зависимости относительных значений постоянных времени передаточной функции от относительного времени [10, рисунок 6.2] определяем относительные значения постоянных времени (T1, T2):

с; с.

Действительные значения постоянных времени определяются по формулам 6, 7:

,

,

.

Передаточная функция объекта будет иметь вид:

Найдем координаты аппроксимирующей нормированной кривой по формуле 8.

.

Результаты расчетов приведены в таблице 3.4, аппроксимирующая кривая показана на рисунке 3.4.

Таблица 3.4 - Ординаты переходных функций

t, с	0	1	2	4	6	8	12
ДPн(t), кПа	0	0	0,23	0,45	0,68	0,79	0,90
ДPна2(t), кПа	0	0	0,200	0,500	0,680	0,800	0,920
da2	0	0	0,0005	0,0020	0,0106	0,0438	0,0002
t, с	16	20	24	28
ДPн(t), кПа	0,97	0,99	0,99	1,00
ДPна2(t), кПа	0,990	0,994	0,997	0,987
da2	0,0260	0,0110	0,0100	0,0260

1 - нормированная; 2 - при аппроксимации решением дифференциального уравнения второго порядка

Рисунок 3.4 - Графики переходных функций ДPH(t) и ДPHa2(t)

По данным таблицы 3.4 рассчитывается среднеквадратичная ошибка аппроксимации

Погрешность аппроксимации удовлетворительная, так как не превышает 3 %. Поэтому окончательно принимаем аппроксимацию объекта дифференциальным уравнением второго порядка.

Передаточная функция будет иметь вид:

.

3.2 Выбор регулятора

Исходными данными для определения настроек регулятора являются параметры объекта управления Kоб = 17,72 , фоб = 1 c, Тоб = 4,374 c и заданные показатели качества процесса регулирования.

Передаточная функция объекта имеет вид

Тип регулятора выбирается по отношению фоб/Tоб [12, таблица 2.1]. Так как фоб/Tоб = 1/4,374 = 0,229 < 1, то выбирается регулятор непрерывного действия.

Для обеспечения заданных значений P1, tр и Pcт необходимо выбрать закон регулирования, для этого рассчитывается динамический коэффициент регулирования по формуле (9):

,

.

По графику [12, рисунок 2.3, б] выбираем закон регулирования, обеспечивающий значение Rд ниже расчетного. Для Rд = 0,4 при процессе с перерегулированием ПИД-закон регулирования обеспечивает значение Rд ниже расчётного.

Далее необходимо провести проверку, обеспечит ли выбранный регулятор допустимое время регулирования [12, рисунок 2.4, б]. Для ПИД-закона регулирования отношение , откуда находим время регулирования

с,

что не превышает допустимого времени регулирования tр = 15 c, поэтому окончательно выбираем ПИД-регулятор с передаточной функцией

где Кр - коэффициент усиления регулятора,

Ти - время изодрома,

Тп - время предварения.

Выбранный закон управления гарантирует отсутствие статической ошибки, т.е. ДPcт = 0.

3.3 Определение настроек регулятора

Расчёт настроек регулятора Кр, Ти, Тп обычно выполняется одним из следующих способов:

- графо-аналитическим на основе АФХ объекта;

- по расширенным амплитудно-фазовым характеристикам;

- по приближенным формулам;

- с помощью математического моделирования.

На практике настройки регуляторов определяются по приближённым формулам

а затем производят их уточнение [12, таблица 2.2].

Настройки ПИД-регулятора по приближённым формулам имеют следующие значения:

с,

с.

Уточнение настроек производится с помощью математического моделирования. Для этого создадим модель системы автоматического регулирования в среде VisSim. Рабочее окно программы представлено на рисунке 3.6.

Для оптимизации необходимы начальные значения интегральной и дифференциальной составляющих ПИД-регулятора

Кп = Кр,

Ки = Кп/Ти

Кд = Кп·Тп.

Получаем

Кп = 0,296,

Ки = 0,148,

Кд = 0,1184.

Рисунок 3.6 - Диаграмма модели одноконтурной АСР

Рассчитанные значения коэффициентов задаем в соответствующие блоки диаграммы и производим оптимизацию по минимуму интеграла абсолютного значения ошибки. Результаты моделирования изображены на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Переходной процесс при оптимальных настройках регулятора

В результате оптимизации получены следующие настройки ПИД-регулятора:

- коэффициент усиления регулятора Kп = Kр.опт = 0,296;

- время изодрома Tи = Kр.опт/Kи.опт = 0,296/0,148 = 2 с;

- время предварения Tп = Kд.опт/Kр.опт = 0,1184/0,296= 0,4 с.

3.4 Исследование устойчивости системы

После определения настроек регулятора необходимо исследовать устойчивость АСР, а также определить запас устойчивости системы по модулю и по фазе, используя частотный критерий Найквиста. Для этого сначала рассчитывается амплитудно-фазовая характеристика (АФХ) объекта. Ее получают подстановкой р = j в передаточную функцию разомкнутой системы:

АФХ объекта без учета запаздывания:

В выражении W(j) необходимо выделить вещественную и мнимую части. Для этого числитель и знаменатель W(j) домножается на сопряженное знаменателю выражение:

Выражения для вещественной и мнимой частей, соответственно, равны:

Учтем запаздывание в системе:

.

Тогда АФХ объекта будет

Подставив выражения Р(щ), Q(щ), Рз(щ), Qз(щ), получим:

Найдем АФХ регулятора по формуле (18):

.

Разделив W(j) на вещественную и мнимую части, получим:

,

,

При оптимальных настройках регулятора величины Pp() и Qр() имеют значения, приведенные в таблице 3.5.

АФХ разомкнутой системы получается как произведение АФХ объекта и АФХ регулятора:

.

Разделив Wраз(j) на вещественную и мнимую части, получим:

Pраз() = P()Pр() - Q()Qp(),

Qраз() = Q()Pp() + P()Qp().

Значения Pраз() и Qраз() приведены в таблице 3.5. АФХ разомкнутой системы строим на комплексной плоскости (рисунок 3.8) и выполним анализ устойчивости и качества.

Таблица 3.5 - Значения АФХ объекта, регулятора и разомкнутой АСР

w, рад/с	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
P(w)	17,72	14,15	8,09	3,69	1,04	-0,52
Q(w)	0	-7,95	-10,60	-10,08	-8,73	-7,35
Pp(w)	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296
Qp(w)	0	-0,0029	-0,0059	-0,0088	-0,0118	-0,0148
Рраз(w)	5,245	4,165	2,332	1,004	0,206	-0,263
Qраз(w)	0	-2,397	-3,185	-3,018	-2,596	-2,168
w, рад/с	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
P(w)	-2,76	-2,60	-1,91	-1,07	-0,29	0,33
Q(w)	-2,82	-0,58	0,62	1,19	1,31	1,10
Pp(w)	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296
Qp(w)	-0,0296	-0,0444	-0,0592	-0,0740	-0,0888	-0,1036
Рраз(w)	-0,901	-0,797	-0,529	-0,230	0,030	0,213
Qраз(w)	-0,753	-0,058	0,298	0,435	0,415	0,292
w, рад/с	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5
P(w)	0,72	0,86	0,78	0,54	0,21	-0,11
Q(w)	0,70	0,23	-0,19	-0,49	-0,64	-0,61
Pp(w)	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296
Qp(w)	-0,1184	-0,1332	-0,1480	-0,1628	-0,1776	-0,1924
Рраз(w)	0,298	0,288	0,203	0,078	-0,050	-0,151
Qраз(w)	0,122	-0,046	-0,173	-0,235	-0,227	-0,159
w, рад/с	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	9,5	10,0
P(w)	-0,36	-0,50	-0,50	-0,38	-0,19	0,02	0,21
Q(w)	-0,44	-0,20	0,05	0,27	0,40	0,42	0,34
Pp(w)	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296	0,296
Qp(w)	-0,2072	-0,2220	-0,2368	-0,2516	-0,2664	-0,2812	-0,2960
Рраз(w)	-0,201	-0,193	-0,134	-0,045	0,049	0,126	0,164
Qраз(w)	-0,056	0,0511	0,136	0,179	0,172	0,1199	0,039

Рисунок 3.8 - АФХ разомкнутой системы

Годограф Найквиста не охватывает точку (-1; jw) на комплексной плоскости, поэтому система в замкнутом состоянии устойчива и имеет значительный запас устойчивости по амплитуде Да = 0,35 и по фазе Дг = 30 °, что удовлетворяет требуемым показателям качества [13].

3.5 Проверка настроек регулятора на оптимальность

Необходимо проверить правильность расчета и оптимизации настроек регулятора. Для этого изменим настройки на 20 % в большую сторону (Kр = 0,3552 , Kи = 0,1776 с, Kд = 0,14208 с) и в меньшую сторону (Kр =0,2368 , Kи = 0,1184 с, Kд = 0,09472 с) и получим графики переходных процессов с измененными параметрами (рисунок 3.9).

1 - переходной процесс с оптимальными настройками регулятора, 2 - процесс с увеличенными настройками, 3 - процесс с уменьшенными настройками

Рисунок 3.9 - Проверка настроек регулятора на оптимальность

Определим показатели качества полученных процессов, для удобства их восприятия полученные данные сведем в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 - 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
Статическая ошибка ДРст, %	0	0	0
Время регулирования tр, с	9,0	13,3	10,0
Величина перерегулирования з, %	5,10	10,50	6,25

Анализ: переходной процесс с оптимальными настройками лучше, чем с увеличенными и уменьшенными настройками, так как ухудшаются показатели качества, а именно, увеличивается время регулирования, увеличивается перерегулирование.

3.6 Проверка АСР на грубость

Зачастую параметры объекта управления изменяются во времени, либо определены с ошибкой. В этих условиях необходимо проверять рассчитанную систему на нечувствительность (грубость, робастность) к возможным вариациям параметров системы для наихудших условий - увеличение коэффициента передачи Коб и запаздывания фоб объекта управления. Для этого оценивают возможные отклонения параметров объекта регулирования и проверяют систему регулирования с новыми параметрами на устойчивость путем построения переходного процесса. Переходные процессы с оптимальными настройками регулятора и с исходными параметрами объекта, с увеличенным Коб на 15 % и увеличенными на 15 % и фоб приведены на рисунке 3.10.

1- с исходными параметрами объекта (Коб = 17,72, фоб = 1), 2 - с увеличенным на 15 % Kоб (Kоб = 21,264), 3 - с увеличенными на 15% параметрами объекта (Коб = 21,264, фоб = 1,2) Рисунок 3.10 - Переходные процессы с оптимальными настройками регулятора



Из графиков, представленных на рисунке 3.10, видно, что при изменении параметров объекта (коэффициента усиления и запаздывания) система сохраняет свою работоспособность. Следовательно, система робастна к изменениям параметров объекта.

В данном разделе был выполнен расчет автоматической системы стабилизации давления сжатого воздуха на входе в блок разделения установки воздухоразделительной Аж-0,6-3. В ходе расчета была найдена передаточная функция объекта, выбран регулятор исходя из параметров объекта, в данном случае ПИД-регулятор, найдены его оптимальные настройки, при которых переходной процесс удовлетворяет требуемым показателям качества. Была произведена проверка автоматической системы стабилизации на устойчивость по критерию Найквиста, система устойчива, и имеет достаточный запас устойчивости, как по амплитуде, так и по фазе.



4. Электроснабжение и электрооборудование цеха

4.1 Описание общей системы электроснабжения предприятия в целом и проектируемого цеха

Электроснабжение ПО «Электро-химический завод» осуществляется от системы ОАО «Красноярскэнерго». Электроэнергия по линиям электропередач (ЛЭП) 110 кВ поступает на главную понизительную подстанцию (ГПП), на которой установлены понизительные трансформаторы 110/10 кВ, затем на силовые трансформаторы 10/0,4 кВ.

Электроприемники первой категории обеспечиваются от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв в электроснабжении при нарушении электроснабжения одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Это требование обеспечивается резервированием электроснабжения по ЛЭП высокого напряжения, установкой на главной понизительной подстанции резервного трансформатора.

Электроснабжение силовых потребителей цеха разделения воздуха осуществляется от трансформаторной подстанции. На цеховой подстанции размещается два понижающих трансформатора мощностью 250 кВА, с изолированной нейтралью на вторичной обмотке и РУ 0,4 кВ. К трансформаторам

250 кВА подключены привода двигателей, установленных на оборудовании находящемся в цехе. На рисунке 4.1 представлена схема электроснабжения участка разделения воздуха.



Рисунок 4.1 - Схема электроснабжения цеха

4.2 Расчет электрического освещения цеха и общей осветительной нагрузки

Расчёт электрического освещения проектируемого цеха производим по методу удельной мощности.

В зависимости от условий окружающей среды выбираем тип лампы для цеха. В зависимости от условий окружающей среды по справочнику [14, таблица 4-24] выбираем газоразрядные лампы типа ДРЛ-250, мощность каждой лампы 250 Вт. Выбираем светильник типа УПДДЛР-250. Для принятого типа светильника в зависимости от высоты (4 м), площади помещения (840 м2) и требуемой освещенности при периодическом наблюдении за ходом процесса (50 лк) по справочнику [14] определяем удельную мощность на освещение Р0, Вт/м2,

Р0 = 11,6 Вт/м2.

Определяем расчетную активную мощность на освещение цеха:

где S - площадь помещения, м2.

Подставляем значения в формулу (4.1):

Вт.

Находим требуемое число светильников по формуле:

n = Росв / Рсв

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 13 светильника. Расстояние между светильниками в ряду - 3,5 м, расстояние между рядами 3,5 м, от светильника до стен 2,5 м.

4.3 Расчет электрических нагрузок

Для расчета электрических нагрузок в дипломном проекте применяем метод коэффициента спроса.

Значение коэффициента спроса Кс, коэффициента использования Ки и коэффициента мощности соs для электроприемников различных отраслей промышленности приведены в [15].

Расчетные значения активной Рр (кВт) и реактивной Qp (квар) мощности n одинаковых электроприемников находим по номинальной мощности Рн из формул:

Значения tg находится по известному значению соs.

Расход активной Wa (кВтч) и реактивной Wp (кварч) электроэнергии по числу часов работы в сутки t находим из формул:

Результаты расчета электрических нагрузок сведем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Электрические нагрузки цеха

Наименование	n, шт.	Pн.max	Руст	Кс	cos f	tg f	Рр, кВт	Qр, квар	t, ч	tгод, ч	Wa, кВт•ч	Wp,квар•ч
Насосы влагоотделителя	2	7,5	15,00	0,65	0,75	0,88	9,8	8,58	10	3650	35588	31317
Насосы компрессорно-конденсаторного агрегата	2	22,0	44,00	0,65	0,75	0,88	28,6	25,17	10	3650	104390	91863
Насосы испарителя	2	12,6	25,20	0,65	0,80	0,75	16,4	12,29	8	2920	47830	35872
Двигатель компрессора	1	7,5	7,50	0,65	0,75	0,88	4,9	4,29	8	2920	14235	12527
Насосы блока очистки	2	12,6	25,20	0,65	0,80	0,75	16,4	12,29	8	2920	47830	5872
Двигатель конденсатора колоны	1	7,5	7,50	0,65	0,75	0,88	4,9	4,29	8	2920	14235	12527
Насосы разряжения	2	22,0	44,00	0,65	0,75	0,88	28,6	25,17	8	2920	83512	73491
Циркуляционные насосы	3	12,5	37,50	0,5	0,85	0,62	18,7	11,63	15	5475	102656	63647
Двигатели турбодетандеров	4	18,5	74,00	0,65	0,75	0,88	48,1	42,33	6	2190	93951	82677
Освещение			9,75	0,80	0,70	0,98	7,8	7,64	24	8760	69300	67400
Итого							227,0	191,00			718865	599891

4.4 Выбор устройств компенсации реактивной мощности

Основными электроприемниками в данном виде производства являются электродвигатели. Эти электроприемники, имеют низкий коэффициент мощности, что ведет к ряду отрицательных последствий:

- потере напряжения в электрической сети;

- потере мощности в электрической сети;

- необходимости увеличения сечения жил кабелей.

Для устранения этих отрицательных последствий используют естественные и искусственные способы повышения коэффициента мощности. К числу последних относится использование конденсаторных установок - батарей статических конденсаторов (БСК). Обычно БСК подключают к шинам 0,4 кВ цеховой ТП.

Расчет мощности компенсирующих устройств БСК и выбор их типа осуществляем в следующем порядке [16].

По данным таблицы 4.1 электрических нагрузок вычисляем значение средневзвешенного коэффициента мощности:

Это значение сosср.вз. сравниваем с нормативным значением соsн. Нормативное значение коэффициента мощности принимаем равным 0,93 поскольку питание осуществляется от районных сетей напряжением 110 кВ. Для повышения соs применяем конденсаторные установки.

Необходимая мощность конденсаторной установки (квар) определяется по формуле:



Qк.у. = PP (tg1 + tg2)

Где Рр - суммарная расчетная активная мощность из таблицы нагрузок, кВт;

tg1, tg2 - коэффициенты реактивной мощности, вычисляемые, соответственно, по значениям сosср.вз и сosн.

tg1=0,86

tg2=0,4.

По формуле 4.8 рассчитываем мощность конденсаторной установки:

Qк.у. = 227 (0,86 - 0,40) = 104,42 квар.

По найденному значению Qк.у. выбираем две конденсаторные установки типа УКЗ-0,38-75 УЗ напряжением 0,38 кВ. Устанавливаем по одной установке на каждой секции шин.

Фактическая мощность конденсаторной установки:

Qк.у.факт = 2 · P

В результате получаем

Qк.у.факт = 2 · 75 = 150 квар.

После выбора типа конденсаторной установки находим фактический коэффициент реактивной мощности:

Таким образом, имеем:

,

а по нему находим значение фактического коэффициента мощности сosср.вз.ф. = 0,96.



4.5 Расчет мощности и выбор трансформаторов цеховой подстанции

Энергия по линиям электропередач (ЛЭП) 110 кВ поступает на главную понизительную подстанцию (ГПП), на которой установлены понизительные трансформаторы 110/10 кВ. Полная расчетная мощность (кВА) для выбора этих трансформаторов определяется по формуле:

кВА

Мощность трансформаторов выбираем так, чтобы при аварии с одним трансформатором, второй обеспечивал 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 % [17]. 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:

Выбираем два масляных трансформатора мощностью 250 кВА типа ТМ-250/10.



4.6 Расчет сечений и выбор кабелей напряжением 0,4 кВ и 10 кВ

Предусматриваем прокладку силовых кабелей в глухих каналах, устроенных в полу цеха. В зависимости от принятого способа прокладки принимаем трехжильные кабели напряжением до 10 кВ с алюминиевыми жилами без брони с поливинилхлоридной оболочкой марки АВРГ и кабель напряжением до

1 кВ с медными жилами, с резиновой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке ВРГ.

Выбор сечений силовых кабелей производим по длительно допустимой токовой нагрузке и проверяем по потере напряжения.

Для выбора сечения определяем расчетный ток нагрузки на кабель (А):

где Рр.к - расчетная нагрузка на кабель, определяемая по данным таблицы нагрузок, кВт;

Uн - номинальное линейное напряжение сети, В;

coscр.вз.к - средневзвешенный коэффициент мощности, определяемый с учетом нагрузок только выбираемого кабеля;

с= 0,92 - 0,95 - КПД электрической сети.

По расчетному току Iр.к выбирается сечение кабеля, для которого длительный допустимый ток нагрузки I доп 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.

Выбираем кабель, идущий от понизительного трансформатора ГПП к силовому цеховому трансформатору, согласно формуле (4.14):

А

Выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, с резиновой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, прокладываемый в земле. Сечение кабеля S = 6 мм2, Iдоп = 46 А.

Выбранный кабель проверяется по потере напряжения (В), которая вычисляется по формуле:

где l - длина, мм2;

s - сечение кабеля;

- удельная проводимость материала жилы кабеля м/(Оммм2); для алюминия = 32 м/(Оммм2); для меди = 55 м/(Оммм2).

Подставляем числовые значения в формулу:

Потеря напряжения в кабеле не должна превышать 5 % от значения номинального напряжения, т.е.:



то есть выбранный кабель удовлетворяет нормам.

Выбираем силовой кабель на освещение согласно формуле:

А.

Выбираем трехжильный кабель с медными жилами. Сечение кабеля

s = 25 мм2, Iдоп = 150 А.

Выбранный кабель проверяется по потере напряжения (В), которая вычисляется по формуле:

Потеря напряжения в кабеле не должна превышать 5 % от значения номинального напряжения, т.е.:

Выбранный кабель удовлетворяет нормам.

Выбираем по формуле силовой кабель для оборудования варочного цеха:

А.

Выбираем трёхжильный кабель с алюминиевыми жилами. Сечение кабеля s = 10 мм2, Iдоп=70 А.

Выбранный кабель проверяется по потере напряжения (В), которая вычисляется по формуле:

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, U, %
160	АВРГ-3Ч6	27,00	46	0,16
90	ВРГ-3Ч25+1Ч16	113,06	150	1,18
50	АВРГ-3Ч10+1Ч6	40,80	70	2,50

4.7 Расчет годовой стоимости электроэнергии

Расчет годовой стоимости электроэнергии производим по двухставочному тарифу по формуле:

где а - годовая стоимость 1 кВт максимальной активной нагрузки, руб.;

Рмакс - заявленная предприятием максимальная активная мощность, кВт, Рмакс=Рр;

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.

Подставляем числовые значения в формулу:

руб.



4.8 Электробезопасность

Для обеспечения электробезопасности в цехе используется сеть TN-C-S, в которой нулевые, рабочие и защитные проводники объединены на головных участках сети в проводник PEN, а далее разделены на проводники N и PE. Основной защитной мерой от поражений электрическим током персонала цеха является зануления корпусов электрооборудования, которое осуществляется их присоединением четвертой жилой кабеля к нулевому заземленному выводу трансформатора. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом в любое время года при напряжении сети 0,4 кВ. Для обеспечения надежности связи нулевого провода с землей у электроприемников устраиваются повторные заземлители (обычно не более трех) с сопротивлением не более

30 Ом каждый (общее сопротивление повторных заземлителей не более 10 Ом).

Для предотвращения поражения эл.током персонала при случайных прикосновениях к токоведущим частям необходимо выполнять технические и организационные мероприятия, предусмотренные "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".

К числу технических мероприятий относятся:

- производство необходимых отключений и принятие мер, препятствующих подаче 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 организационным мероприятиям относятся:

- оформление работы нарядом или распоряжением;

- допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.



5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Безопасность жизнедеятельности в производственной сфере

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.

В данном дипломном проекте объектом исследования является ПО "Электро-химический завод". Основной вид продукции данного предприятия низкообогащенный уран, используемый для производства топлива атомных электростанций. Кроме низкообогащенного урана, ПО «Электрохимический завод» выпускает стабильные и радиоактивные изотопы различных химических элементов, занимается хранением и переработкой обедненного гексафторида урана (ОГФУ), производит фтористоводородную кислоту и безводный фтористый водород, а также реализует ряд других высокотехнологичных товаров. Целью данного раздела является анализ вредных производственных факторов, сравнение их концентраций с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) на основании различных ГОСТов; опасных производственных факторов, выбор мероприятий, как технических, так и организационных для полного отсутствия вероятности возникновения несчастных случаев или их снижения. Помимо этого, будут разобраны мероприятия по производственной санитарии, пожарной безопасности, мероприятия по охране окружающей среды.



5.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Все опасные и вредные производственные факторы в соответствии с ГОСТ 12.0.003-01 подразделяются на физические, химические, биологические и психофизиологические.

К физическим факторам относят электрический ток, кинетическую энергию движущихся машин и оборудования или их частей, повышенное давление паров или газов в сосудах, недопустимые уровни шума, вибрации, инфра- и ультразвука, недостаточную освещенность, электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др.

Химические факторы представляют собой вредные для организма человека вещества в различных состояниях.

Биологические факторы - это воздействия различных микроорганизмов, а также растений и животных.

Психофизиологические факторы - это физические и эмоциональные перегрузки, умственное перенапряжение, монотонность труда [18].

Опасные и вредные производственные факторы 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 разделения воздуха при производстве азота связан с воздействием на персонал ряда опасных и вредных факторов, к которым относят:

- поражение электрическим током при непосредственном соприкосновением с токоведущими частями электрооборудования, при неисправных ограждениях, блокировках, заземлениях;

-пониженная температура, обморожение открытых участков тела при попадании жидкого азота или при соприкосновении открытых участков тела с охлажденными до температуры жидкого азота предметами;

-конденсация на охлажденных жидким азотом поверхностях кислорода и возгорание при контакте с горючими материалами;

- опасность травматизма при проведении технологических процессов и обслуживании оборудования;

- производственные аварии.

- наличие повышенного уровня шума и вибрации;

- высокое давление в аппаратах и трубопроводах, подающих газ;

- воздействие электромагнитного поля при работе электрооборудования;

- физические перегрузки (подвержены ремонтный персонал, операторы);

- нервно-психические перегрузки (подвержен управляющий персонал, мастер смены, оператор).

- механические повреждения в результате неосторожного обращения с баллонами азота;

- производственные аварии.

Химическая опасность при производстве азота отсутствует, т.к. процесс разделения воздуха проходит в нейтральной атмосфере, под воздействием низких температур. В случае утечки азота и лишь при содержании его в воздухе свыше 81% на человека будет действовать эффект нарушения ритма дыхания, учащения пульса, снижения чувствительности. Испаряющийся газ имеет очень низкую температуру и плотность большую, чем у воздуха, поэтому он может накапливаться на нижнем уровне помещения в плохо проветриваемых местах, снижая при этом концентрацию кислорода, что может вызвать кислородную недостаточность. Но в нашем цехе такой концентрации достичь невозможно.

Сведем вредные и опасные производственные факторы в цехе производства азота в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Анализ опасных и вредных производственных факторов

Рабочее место или операция технологического процесса	Наименование оборудования	Наименование опасного (вредного) фактора	Единица измерения	Величина фактора	Норматив (безопасная величина) со ссылкой на ГОСТ, СНиП и т.п.
Процесс разделения воздуха на азот и кислород	Компрессор	Шум	дБА	90	80, по ГОСТ 12.1.003-99
	Компрессорно-конденсаторный агрегат	Вибрация	дБ	90	92 ГОСТ 12.1.012-96
		Шум	дБА	70	80, по ГОСТ 12.1.003-99

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	16-18	20-30	0,2	16-18	40-60	<0,3	13-17	15-75	<0,5
Теплый	23-25	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.

5.1.2 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.

Главной задачей техники безопасности является профилактика производственного травматизма на основе исследований производственных процессов и безопасных приемов труда.

Техническими требованиями по охране труда определяется возможность устранения несчастных случаев и профессиональных заболеваний. Объём производственного помещения на каждого работающего должен составлять не менее 15 м3, площадь каждого помещения не менее 4,5 м2, а высота производственного помещения должна быть не менее 28 метров.

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;

- изоляция баллонов с азотом от рабочей зоны оператора;

- заземление электрооборудования;

- токопроводы имеют защитные кожухи, металлические части оборудования заземлены;

- производственные помещения обеспечены приточно-вытяжной вентиляцией;

- рабочие места имеют нормальный уровень освещенности;

- трубопроводы имеют сигнально-предупредительную окраску;

- имеются знаки безопасности: предупреждающие («посторонним вход воспрещен»), 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.



5.1.2.1 Мероприятия по защите от производственного шума

При сравнивании значений уровня шума (таблица 5.1) с нормативами можно сказать, что шум в цехе превышает предельно установленный уровень. Это объясняется тем, что в цехе работает оборудование, вызывающее большой шум (компрессор, компрессорно-конденсаторный агрегат, блок разделения). Для борьбы с шумом в цехе используют следующие защитные мероприятия:

- правильная ориентация источников шума;

- звукопоглощающая экранизация рабочего места;

- средства индивидуальной защиты (мягкие вкладыши в уши, беруши, наушники).

5.1.2.2 Электробезопасность

Для обеспечения электробезопасности при монтаже и эксплуатации электроустановок применяют различные способы и средства защиты, выбор которого зависят от ряда факторов, в том числе и от способа электроснабжения.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током в электроустановках должны применяться технические способы и средства защиты.

Основными техническими средствами защиты являются:

- защитное заземление;

- автоматическое отключение питания (зануление);

- устройства защитного отключения.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.). Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.
Различают два типа заземлений: выносное и контурное. Выносное заземление характеризуется тем, что его заземлитель (элемент заземляющего устройства, непосредственно контактирующий с землей) вынесен за пределы площадки, на которой установлено оборудование. Контурное заземление состоит из нескольких соединенных заземлителей, размещенных по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с глухо заземленной нейтралью трансформатора в трехфазных сетях металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
В сетях однофазного тока части электроустановки соединяются с глухозаземленным выводом источника тока. При занулении нейтраль заземляется у источника питания. Эта система имеет наибольшее распространение. Оно считается основным средством обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения - обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, обеспечивает электробезопасность при прикосновении человека к токоведущим частям оборудования, позволяет осуществлять постоянный контроль изоляции, отключает установку при замыкании токоведущих частей на землю. Для защиты людей от поражения электрическим током применяются УЗО с током срабатывания не более 30 мА.

5.1.2.3 Защита от воздействия низких температур

При производстве жидкого азота возможен контакт работающих с ним и соприкосновение открытых участков тела с охлажденными до температуры жидкого азота предметами. Поэтому рассмотрим особенности такого контакта и его влияние на организм человека, а также меры безопасности при работе с оборудованием. Жидкий азот не токсичен и его влияние обусловлено лишь его низкой температурой, его относят к криогенным жидкостям. Криогенные жидкости при контакте с телом человека вызывают так называемые "холодные ожоги". Кратковременное соприкосновение кожи с жидким азотом не опасно, так как при этом на коже образуется воздушная подушка с низкой теплопроводностью, которая предохраняет кожу от непосредственного контакта с жидким азотом. Длительный контакт жидкого азота или материала, охлажденного жидким азотом, с кожей или глазами может вызвать серьезные повреждения. Поэтому персонал, работающий с жидким азотом должен пользоваться защитными очками, работать в спецодежде, рукавицах, волосы должны быть убраны под специальную шапочку. Для предотвращения «холодных ожогов» неоткрывающиеся или незакрывающиеся обмерзшие вентили обязательно отогревают паром или воздухом.

5.1.3 Мероприятия по производственной санитарии

Предприятие ПО «Электро-химический завод», в зависимости от санитарной характеристики, относится к предприятию, которое характеризуется неблагоприятными условиями с выделением вредных газов, пыли, лучистой энергии с напряженной физической работой. Такие производства оборудуются гардеробами, душевыми, умывальниками, туалетами.

На переделе разделения воздуха стены бетонные, серого цвета, пол бетонный. Уборка производится рабочим персоналом - влажная.

Так как передел разделения воздуха является лишь частью предприятия, то все питьевое водоснабжение и санитарно-бытовые помещения расположены в центральном коридоре (гардеробные для хранения одежды, газированные аппараты, умывальные и душевые, санузлы, здравпункты, пункты питания). Для каждого рабочего существует свой закрытый двойной шкаф для хранения уличной и специальной одежды и обуви. Шкаф имеет номерной знак рабочего. Гардеробные оборудованы скамьями. Душевые размещаются в помещениях, смежных с гардеробными. Они оборудованы закрытыми кабинами с двухрядным расположением, которые отделяются друг от друга перегородками из влагостойких материалов.

На предприятии установлены радиаторы отопления и калориферы для поддержания температуры окружающего воздуха в пределах нормативов.

Режим труда и отдыха для работников ПО «Электро-химический завод» регулируется правилами внутреннего трудового распорядка, согласованными с профсоюзным комитетом.

Технологический процесс разделения воздуха является непрерывным, поэтому рабочие обслуживающие непрерывные технологические процессы работают в три смены по 8 часов каждая. В течение смены выделяются десятиминутные перерывы через каждые 2 часа. Для остальных работников предприятия устанавливается пятидневная рабочая неделя с двумя выходными днями (суббота, воскресенье). Продолжительность ежедневной работы устанавливается в количестве 8 часов с перерывом на питание 1 час, через 4 часа после начала смены. Сверхурочные работы, работы в выходные и праздничные дни допускаются в исключительном случаях, предусмотренных законодательством, на основе приказа администрации по согласованию с профсоюзным комитетом.

Всем работникам предоставляется ежегодный отпуск (28 календарных дней) с сохранением места работы и среднего заработка.

5.1.3.1 Расчет производственного освещения

Естественное освещение в помещениях регламентируется нормами
СНиП 23-05-95 [20].

Для оценки качества естественного освещения необходимо расчетное значение коэффициента естественной освещенности ер сравнить с нормированным ен, определяемое с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения здания на территории страны.

Нормированные значения коэффициента естественного освещения (КЕО) определяется по формуле

ен = en·mn

где еn - значение КЕО равное 0,6 %, так как характеристика зрительной работы грубая (очень малой точности);

n - номер группы обеспеченности естественным светом, равный 2;

mn - коэффициент светового климата, равный 0,9 [21, таблица 3].

В результате получаем

ен = 0,6·0,9=0,54

Значения КЕО при боковом и верхнем освещении определяется по формуле



где Sо - площадь окон, м2 (Sо = 35 м2);

Sп - площадь пола, м2 (150 м2);

о - общий коэффициент светопропускания (о = 0,5);

о - световая характеристика окна (о = 15);

r1 - коэффициент, учитывающий, влияние отраженного света при боковом освещении (r1 = 2);

Кзд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (Кзд = 1,4);

Кз - коэффициент запаса (Кз = 1,3).

Таким образом, подставив значения и выполнив преобразование, получаем:

;

ep = 0,85.

Для обеспечения нормального освещения значения расчетного коэффициента естественной освещенности eр должно быть больше или равно нормируемому КЕО, т.е. должно выполняться условие

eр ?eн ,

0,85?0,54.

Данное условие выполняется, однако для работы в цехе непрерывного процесса одного естественного освещения недостаточно, поэтому используют искусственное освещение, так как плохое освещение может привести к профессиональному заболеванию органов зрения.

5.1.3.2 Искусственное освещение

Искусственное освещение - общее равномерное, характеризуется равномерным распределением светового потока без учета особенностей потребляемой освещенности и расположения оборудования. Освещенность нормативная равна 200 лк. Для искусственного освещения применяют светильники ДРЛ-125. Светильники располагают в три ряда на высоте 7 метров от пола, расстояние между рядами светильников 2 метра. Кроме искусственного освещения, обеспечивающего нормальные условия труда, предусмотрено аварийное освещение. Аварийное устраивается в тех случаях, когда оно необходимо для продолжения работы или для эвакуации людей при выключении основного рабочего освещения.

5.1.3.3 Организация воздухообмена и устройство вентиляции

Задачей промышленной вентиляции является создание на производстве нормальных метеорологических и гигиенических условий за счёт качественного и своевременного удаления вредных газов, пыли, паров, влаги и тепловыделений. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает естественной и искусственной. Для организации естественной вентиляции в цехе предусмотрен аэрационный фонарь.

Рассчитаем общий воздухообмен. Расчёт ведем по вредным выделениям, исходя из того, что количество пыли, выделившегося в воздух работающими установками цеха, равно G = 0,7 кг/час.

Необходимое количество воздуха рассчитывается по формуле:

где gвыт и gпр - концентрации вредного вещества в удаленном и поступающем воздухе (по заводским данным). В результате получаем:

Кратность воздухообмена К (1/ч) рассчитывается по формуле:



где Vц - объем цеха.

Vц = 500 50 10 = 250000 м3.

Кратность воздухообмена равна:

К = 350000 / 500 50 10 = 1,4 1/ч.

Принимаем двухкратный воздухообмен.

5.1.4. Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности

Организация пожарной безопасности на предприятии проводится с широким привлечением работающих путем комплектования добровольных пожарных дружин (ДПД). Члены ДПД содействуют проведению пожарно-профилактической работы и тушат начавшиеся пожары, причем как командир, так и члены ДПД имеют строго определенные обязанности.

Ответственность за пожарную безопасность на предприятии несет директор предприятия, а в цехах, отделах и других участках работ - их непосредственные начальники. Руководитель (директор) предприятия имеет право налагать административные взыскания на нарушителей правил инструкций пожарной безопасности и, при необходимости, возбуждать дело о привлечении виновных к уголовной ответственности.

На предприятии устанавливается порядок пропаганды пожарной безопасности в виде противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму. Для каждого предприятия, а также цеха (участка) разрабатываются обще-объектные и участковые противопожарные инструкции.

Инженерно-технические работники, ответственные за пожарную безопасность на отдельных участках, обязаны знать пожарную опасность технологического процесса и строго выполнять требования противопожарных правил, норм и инструкций, применяемых на предприятии; следить за их соблюдением. По пожарной опасности производство относится к категории Д, степень огнестойкости ? II. Пределы для данной степени огнестойкости сведены в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 - Пределы огнестойкости строительных конструкций и распространения огня по ним

Степень огнестойкости	Параметр	Стены	Колонны
		несущие и лестничных клеток	самонесущие	наружные ненесущие	внутренние ненесущие
II	Мин. предел огнестойкости строительных конструкций	2	1	0,25	0,25	2
	Макс. предел распространения огня	0	0	0	0	0
II	Мин. предел огнестойкости строительных конструкций	1	0,75	0,25	0,25
	Макс. предел распространения огня	0	0	0	0

Система противопожарного водоснабжения на предприятии состоит из наружной водопроводной сети, предназначенной для питания пожарных автомашин. Ее сооружают вдоль дорог на расстоянии 5 м от зданий, через каждые 100 м на ней устанавливают краны - гидранты. Расход воды на наружное пожаротушение составляет 15 л/с.

Переносные огнетушители, типа ОВП-10 (химически-воздушно-пенные) размещены на пожарных щитах по всему предприятию на расстоянии не менее 1,2 м от проема двери и на высоте не более 1,5 м от уровня пола. Запорная арматура химических огнетушителей опломбирована. Использованные огнетушители, а также огнетушители с сорванными пломбами немедленно изымаются для проверки или перезарядки.

Начальник смены цеха в начале и конце рабочего дня обязан производить проверку состояния средств пожаротушения с записью в специальном журнале.

При пожаре немедленно принимаются меры к его ликвидации, вызывается пожарная команда по телефонной связи.

На предприятии имеется охранно-пожарная сигнализация. Для сигнализации о пожаре в помещении используются тепловые извещатели. Расстояние между извещателями 4,5 м, извещателем и стеной 2,6 м. Площадь контролируемая одним извещателем 20 м3.