Определяем расчетные токи в нормальном Ip и аварийном Imax,р режимах по формулам :

(6.1)

(6.2)

Определяем допустимый ток кабельных линий I'доп, зависящее от конкретных условий среды и способа прокладки кабеля, из соотношения:

где Iдоп - длительно допустимый ток одиночного кабеля, А; Кдоп - допустимая кратковременная перегрузка по таблице 3.3 [5]; Кс,н - коэффициент снижения токовой нагрузки по таблице 1.3.26 [2].

В зависимости от расчетного тока определяем стандартное большее сечение кабеля из условия:

Приемники электроэнергии в условиях эксплуатации должны быть обеспечены качественной электроэнергией. О качестве электроэнергии судят по подводимому к приемникам напряжению. Так как в проводах линий, подводящих к приемникам электроэнергию, неизбежно происходят потери напряжения, то эти потери нормируются. Для силовых сетей они составляют 5% номинального напряжения.

Проверяем рассматриваемый кабель на потерю напряжения нормальном и аварийном режимах.

Потери напряжения в кабельной линии в нормальном режиме находятся по формуле:

, (6.3)

где rуд и xуд - удельное активное и индуктивное сопротивления кабеля, Ом/км; l - длина кабельной линии, км; Ip - расчетный ток линии в нормальном режиме, А.

Потери напряжения в кабельной линии в аварийном режиме находятся по формуле:

, (6.4)

где Imax.p - расчетный ток линии в аварийном режиме, А.

Выберем сечение кабельной линии, питающей ТП №3. Прокладку кабеля выполним в траншее. Для потребителей II второй категории с целью обеспечения требуемой бесперебойности питания принимаем две параллельно проложенные в траншее кабельные линии с расстоянием между ними 100 мм.

Определим расчетные токи в нормальном Ip и аварийном Imax,р режимах по формулам :

Расчетный ток в нормальном режиме по (6.1) составит:

.

Расчетный ток в аварийном режиме по (6.2) составит:

.

В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей.

Выбираем кабель марки ААБл - с алюминиевыми жилами, изоляцией жил из пропитанной бумаги, в алюминиевой оболочке, бронированной стальными лентами, с подушкой из битума.

Выбираем сечение жил кабельных линий, учитывая допустимую перегрузку в аварийном режиме и снижение допустимого тока в нормальном режиме при прокладке кабелей в одной траншее. Принимаем время ликвидации аварии максимальным (6 часов), а коэффициент загрузки линий в нормальном режиме 0,6. Принимаем ближайшее большее стандартное сечение жил трехжильного кабеля равным 16 мм2 (Iдоп = 75 А).

Допустимый ток кабельных линий I'доп определяем из соотношения:

где Кдоп =1,25 [5]; Кс,н = 0,9 [5].

Тогда, допустимый ток кабельной линии равен:

.

В зависимости от расчетного тока определим стандартное большее сечение кабеля:

Выбранный кабель проходит по условию нагрева длительно допустимым током.

Проверим рассматриваемый кабель на потерю напряжения нормальном и аварийном режимах.

Определим потери напряжения в линии в нормальном и аварийном режимах по формулам (6.3) и (6.4) соответственно:

в нормальном режиме:

,

в аварийном режиме:

.

Потери напряжения находятся в пределах нормы.

При технико-экономических расчетах соблюдают следующие условия сопоставимости вариантов:

- технические, при которых сравнивают только взаимозаменяемые варианты при оптимальных режимах работы и оптимальных параметрах, характеризующих каждый рассматриваемый вариант;

- экономические, при которых расчет сравниваемых вариантов веду применительно к одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости принятых уровней развития техники с учетом одних и тех же экономических показателей, характеризующих каждый рассматриваемый вариант.

При разной надежности сравниваемых вариантов дополнительно учитывают ущерб от снижения надежности.

Каждый рассматриваемый вариант должен соответствовать требованиям, предъявляемым к системам промышленного электроснабжения, соответствующими директивными материалами, отраслевыми инструкциями и ПУЭ.

В технико-экономических расчетах используют укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов системы электроснабжения, а также УПС сооружения подстанций в целом.

В УПС не включены некоторые статьи расхода, поэтому их не применяют для определения реальной стоимости сооружения объекта, а используют при сравнительных расчетах вариантов.

В соответствии с существующей методикой технико-экономических расчетов в качестве основного метода оценки рекомендуется метод срока окупаемости. В этом случае показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные (текущие) эксплуатационные расходы.

Выбор экономически целесообразного сечения кабеля произведем следующим образом.

Для сравнения вариантов выберем стандартное сечение и дополнительно стандартные ближайшее меньшее и ближайшее большее сечения.

Определяем коэффициент загрузки выбранных кабелей КЗ в нормальном режиме по формуле:

где I'доп - длительно допустимый ток одиночного кабеля, А; Iр - расчетный ток нормального режима, А.

Определяем потери мощности ?Рд в линии при действительной нагрузке:

где I'доп - длительно допустимый ток одиночного кабеля, А; rуд - удельное сопротивление кабеля, Ом/км; l - длина кабельной линии, км.

Определяем потери энергии в линии:

где Тп - время использования максимума потерь, ч.

Стоимость потерь в линии составит:

где С0,П - стоимость 1 кВт • ч потерь электроэнергии, С0,П = 3,07 тг.

Определяем капитальные вложения на сооружение линии по УПС:

где Куд - стоимость 1 км кабельной линии, проложенной в траншее [2].

Определяем ежегодные амортизационные отчисления:

где Ка - коэффициент амортизациооных отчислений по таблице 2-1 [2].

Определяем годовые эксплуатационные расходы:

При рассмотрении трех и более вариантов критерием экономичности является минимум приведенных затрат З, тыс.тг/год:

где Кн - нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,125; К - единовременные капитальные вложения; Сэ - ежегодные эксплуатационные расходы.

Для выбора экономически целесообразного сечения кабеля принимаем для сравнения следующие стандартные сечения s1 = 16 мм² (I?доп1 = Кс,н Iдоп1 = 0,9•75 = 67,5 А), s2 = 25 мм² (I?доп2 = Кс,н Iдоп2 = 0,9•90 =81 А), s3 = 35 мм2 (I?доп3 = Кс,н Iдоп3 = 0,9•115 = 103,5 А).

Определяем коэффициент загрузки кабеля в нормальном режиме:



Определим потери мощности ?Рд в линии при действительной нагрузке:

Потери энергии в линии составят:

Стоимость потерь в линии составит:

Капитальные вложения на сооружение линии определяем по ():

где Куд1 - стоимость 1 км кабельной линии, проложенной в траншее [2], Куд1 = 42,41 тыс.тг - 16 мм2, 51,1тыс.тг - 25 и 35 мм2.

Тогда, капитальные вложения составят:

Ежегодные амортизационные отчисления составят:

где Ка - коэффициент амортизационных отчислений по таблице 4-1 [2], Ка = 0,03.

Годовые эксплуатационные расходы составят:

Приведенные затраты на линию равны:



Таблица 6.1 Расчетные характеристики кабельных линий

s, мм2	КЗ	?Рд, кВт	?Эа, кВт•ч/год	К, тыс. тг	СП, тг/год	Са, тг/год	СЭ=СП+Са, тг/год	З, тг/год
16	0,37	1,45	5510	16,96	16916	508,8	17425	19545
25	0,3	0,89	3382	20,44	10383	613,2	10966	13521
35	0,24	0,67	2546	20,44	7816	613,2	8429	10984

Как видно из расчетов зависимость З = f(s) не имеет минимума, а носит возрастающий характер. Поэтому окончательно принимаем сечение, выбранное по техническим условиям.

Определим экономически целесообразное сечение кабеля по экономической плотности тока, как рекомендуют ПУЭ по формуле:

где sэк - экономически целесообразное сечение, мм2; Imax,р - максимальный расчетный ток, А; jэк - экономическая плотность тока, определяемая по таблице 1.3.36 [4].

Оно составит:

По рекомендациям [5] окончательно следует принимать сечение, выбранное по техническим условиям. Так как выбор по экономической плотности тока не определяет экономически целесообразного сечения, потому что при этом не учитываются стоимость электроэнергии, капитальные затраты на сооружение линии и приближено учитывается число часов работы линии в году. Поэтому, экономически целесообразное сечение выбираем на основании сравнения приведенных затрат.

7. Охрана труда

7.1 Общие требования

Безопасность труда человека в производственных условиях определяется безопасностью технологического процесса, производственного обучения и трудового процесса.

Основными требованиями безопасности к технологическим процессам: устранение контакта рабочих с исходными веществами и материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукции и отходами производства, оказывающими вредное действие;

замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или обладают меньшей интенсивностью;

комплексная механизация и автоматизация производства, применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;

герметизация оборудования;

применение средств коллективной защиты работающих;

рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничения тяжести труда;

своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов на отдельных технологических операциях;

внедрение систем контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающих защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных производственных факторов;

обеспечение пажаровзрывобезопасности.

Многочисленные отклонения от нормы в работе оборудования можно разделить на две группы: не оказывающие влияния на уровень безопасности и оказывающие влияние на него. Вторая группа является источником опасных производственных факторов.

Факторы опасности оборудования учитывают при определении частоты опасных факторов, величины и конфигурации опасной зоны.

Совокупность безопасности технологического процесса и оборудования образует технический фактор безопасности производства, который на действующем оборудовании при применяемой технологии может совершенствоваться в результате изменений технологии и оборудования, а также путём оснащения техническими средствами безопасности и производственной санитарии.

Безопасность трудовых процессов определяется условиями труда и квалификацией персонала, который должен знать и выполнять требования безопасности и производственной санитарии.

7.2 Закон о труде

Законодательство Республики Казахстан о труде основывается на Конституции Республики Казахстан и регулирует трудовые отношения отдельных категорий работников, нормы которых не могут быть ниже норм настоящего Закона.

Закон "О безопасности и охране труда" регулирует общественные отношения в области охраны труда в Республике Казахстан и направлен на обеспечение безопасности, сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, а также устанавливает основные принципы государственной политики в области безопасности и охраны труда.

Основные понятия, используемые в законе "О труде" и законе "О безопасности и охране труда":

труд - деятельность человека, направленная на создание материальных, духовных и других ценностей, необходимых для жизни людей;

специальная одежда - одежда, обувь, головной убор, рукавицы, предназначенные для защиты работника от вредных и опасных производственных факторов;

тяжелые физические работы - виды деятельности, связанные с подъемом или перемещением тяжестей вручную, либо другие работы с расходом энергии более 300 ккал/час;

безопасность труда - состояние защищенности работника, обеспеченное комплексом мероприятий, исключающих вредное и опасное воздействие на работников в процессе трудовой деятельности;

охрана труда - система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства;

вредные (особо вредные) условия труда - условия труда, при которых воздействие определенных производственных факторов приводит к снижению работоспособности или заболеванию работника;

вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к заболеванию или снижению трудоспособности;

профессиональное заболевание - хроническое или острое заболевание, вызванное воздействием на работника вредных производственных факторов в связи с выполнением им своих трудовых (служебных) обязанностей;

нормы безопасности - качественные и количественные показатели, характеризующие условия производства, производственный и трудовой процесс с точки зрения обеспечения организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и иных норм, правил, процедур и критериев, направленных на сохранение жизни и здоровья работников в процессе их трудовой деятельности;

опасные (особо опасные) условия труда - условия труда, при которых воздействие определенных производственных факторов приводит в случае несоблюдения правил охраны труда к внезапному резкому ухудшению здоровья или травме работника либо его смерти;

опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к временной или стойкой утрате трудоспособности (трудовому увечью или профессиональному заболеванию) или смерти.

7.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Согласно Закона Республика Казахстан от 28.02.2004 г. за №528 "О безопасности и охране труда" на каждом промышленном объекте устанавливаются опасные и вредные производственные факторы оказывающие негативное влияние на работающих.

На ТОО "Аяз" к опасным производственным факторам относятся:

- электрический ток определенной силы;

- движущиеся механизмы металлорежущих станков;

- возможность падения с высоты различных деталей и предметов;

- оборудование, работающее под давлением выше атмосферного.

К вредным производственным факторам относятся:

- запыленность и загазованность воздушной среды;

- воздействие шума;

- воздействие вибрации;

- наличие электромагнитных полей.

Все опасные и вредные производственные факторы 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.

Электрические установки, приборы и агрегаты широко используются в рассматриваемом приготовительном участке ТОО "Аяз". При работе с ними необходимо соблюдать требования электробезопасности, которые представляют собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Поражение электрическим током организма человека носит название электротравмы. На производстве число травм, вызванных электрическим током, относительно невелико и составляет 11--12% их общего числа, однако из всех случаев травм со смертельным исходом на долю электротравм приходится наибольшее количество (порядка 40%). До 80% всех случаев поражения электрическим током со смертельным исходом приходится на электроустановки напряжением до 1000 В (в первую очередь работающих под напряжением 220--380 В) [7].

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. Первое заключается в нагреве и ожогах различных частей и участков тела человека, второе -- в изменении состава (разложение) и свойств крови и других органических жидкостей. Биологическое действие электрического тока выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма и в нарушении протекания в нем различных внутренних биоэлектрических процессов. Примером таких нарушений может служить прекращение процесса дыхания и остановка сердца.

Электротравмы принято делить на общие (электрические удары) и местные, под которыми понимают четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местные электротравмы -- это электрические ожоги, электрические знаки на коже, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрические ожоги вызываются протеканием тока через тело человека, особенно при непосредственном контакте тела с электрическим проводом, а также под воздействием на тело человека электрической дуги (дуговой ожог), температура которой достигает нескольких тысяч градусов. Приблизительно 2/3 всех электротравм сопровождается ожогами.

На коже в тех местах, где проходил электрический ток, появляются электрические знаки, представляющие собой пятна серого или бледно-желтого цвета. Эти пятна, как правило, излечиваются, и с течением времени пораженная кожа приобретает нормальный вид. Такие знаки встречаются примерно у каждого пятого получившего электротравму.

Под действием электрической дуги в верхние слои кожи человека могут проникнуть мелкие расплавленные частицы металла. Такая электротравма носит название металлизации кожи и встречается приблизительно у каждого десятого пострадавшего.

Довольно редко могут возникнуть механические повреждения органов и тканей человеческого тела (разрывы кожи и различных тканей, вывихи, переломы костей и др.) в результате судорожных сокращений мышц, вызываемых действием тока.

Еще одним видом местной электротравмы является электроофтальмия - возникающее под действием ультрафиолетового излучения электрической дуги воспаление наружных оболочек глаз. В ряде случаев лечение этого профессионального заболевания является сложным и длительным.

Более трети всех электротравм приходится на электрический удар, под которым понимают возбуждение живых тканей организма электрическим током, проходящим через него, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц тела. По тяжести последствий электроудары делятся на четыре степени:

первая -- судорожное сокращение мышц без потери сознания;

вторая -- судорожное сокращение мышц с потерей сознания; дыхание и деятельность сердца сохраняются;

третья -- потеря сознания, нарушение сердечной деятельности и дыхания или того и другого;

четвертая -- клиническая (мнимая) смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Эксплуатация современного промышленного оборудования и средств транспорта сопровождается значительным уровнем шума и вибрации, негативно влияющих на состояние здоровья работающих. С точки зрения безопасности труда шум и вибрация -- одни из наиболее распространенных вредных производственных факторов на производстве, которые при определенных условиях могут выступать как опасные производственные факторы. Кроме шумового и вибрационного воздействия, вредное влияние на человека в процессе труда могут оказывать инфразвуковые и ультразвуковые колебания.

Шум -- это сочетание звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека [8].

Звуковые колебания, воспринимаемые органами слуха человека, являются механическими колебаниями, распространяющимися в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной).

Разрыв барабанных перепонок в органах слуха человека происходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого около 196 дБ, приведет к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения).

Однако не только сильные шумы, приводящие к мгновенной глухоте или повреждению органов слуха человека, вредно отражаются на здоровье и работоспособности людей. Шумы небольшой интенсивности, порядка 50--60 дБА, негативно воздействуют на нервную систему человека, вызывают бессонницу, неспособность сосредоточиться, что ведет к снижению производительности труда и повышает вероятность возникновения несчастных случаев на производстве. Если шум постоянно действует на человека в процессе труда, то могут возникнуть различные психические нарушения, сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные и кожные заболевания, тугоухость.

Последствия воздействия шума небольшой интенсивности на организм человека зависят от ряда факторов, в том числе возраста и состояния здоровья работающего, вида трудовой деятельности, психологического и физического состояния человека в момент действия шума и ряда других факторов. Шум, производимый самим человеком, обычно не беспокоит его. В отличие от этого посторонние шумы часто вызывают сильный раздражающий эффект. Если сравнивать шумы с одинаковым уровнем звукового давления, то высокочастотные шумы (f > 1000 Гц) более неприятны для человека, чем низкочастотные (f < 400 Гц). В ночное время шум с уровнем 30--40 дБА является серьезным беспокоящим фактором.

При постоянном воздействии шума на организм человека могут возникнуть патологические изменения, называемые шумовой болезнью, которая является профессиональным заболеванием.

Инфразвук также оказывает негативное влияние на органы слуха, вызывая утомление, чувство страха, головные боли и головокружения, а также снижает остроту зрения. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4--12 Гц.

Вредное воздействие ультразвука на организм человека выражается в нарушении деятельности нервной системы, снижении болевой чувствительности, изменении сосудистого давления, а также состава и свойств крови. Ультразвук передается либо через воздушную среду, либо контактным путем через жидкую и твердую среду (действие на руки работающих). Контактный путь передачи ультразвука наиболее опасен для организма человека.

Вибрация -- это совокупность механических колебаний, простейшим видом которых являются гармонические. Вибрация определяется как движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе различных машин и механизмов. Примером таких устройств могут служить ручные перфораторы, кривошипно-шатунные механизмы и другие, детали которых совершают возвратно-поступательные движения. Вибрацию также создают неуравновешенные вращающиеся механизмы (электродрели, ручные шлифовальные машины, металлообрабатывающие станки, вентиляторы и т.д.), а также устройства, в которых движущиеся детали совершают ударные воздействия (зубчатые передачи, подшипники и т.д.).

7.4 Мероприятия по устранению опасных и вредных факторов

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (4). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и средства электрозащиты:

- изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный кон троль;

- установка оградительных устройств;

- предупредительная сигнализация и блокировки;

- использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;

- использование малых напряжений;

- электрическое разделение сетей;

- защитное заземление;

- выравнивание потенциалов;

- зануление;

- защитное отключение;

- средства индивидуальной электрозащиты.

Изоляция токопроводящих частей -- одна из основных мер электробезопасности. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции токопроводящих частей электрических установок относительно земли должно быть не менее 0,5--10 МОм. Различают рабочую, двойную и усиленную рабочую изоляцию.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нормальную работу электрической установки и защиту персонала от поражения электрическим током. Двойная изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопасность оборудования (например, ручного электроинструмента, бытовых электрических приборов и т.д.). Сопротивление двойной изоляции должно быть не менее 5 МОм, что в 10 раз превышает сопротивление обычной рабочей. В ряде случаев рабочую изоляцию выполняют настолько надежно, что ее электросопротивление составляет не менее 5 МОм и потому она обеспечивает такую же защиту от поражения током, как и двойная. Такую изоляцию называют усиленной рабочей изоляцией.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства. Основными называют такие электрозащитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение. Дополнительные электрозащитные средства усиливают изоляцию человека от токопроводящих частей и земли.

Неизолированные токопроводящие части электроустановок, работающих под любым напряжением, должны быть надежно ограждены или расположены на недоступной высоте, чтобы исключить случайное прикосновение к ним человека. Конструктивно ограждения изготавливают из сплошных металлических листов или металлических сеток.

Для предупреждения об опасности поражения электрическим током используют различные звуковые, световые и цветовые сигнализаторы, устанавливаемые в зонах видимости и слышимости персонала. Кроме того, в конструкциях электроустановок предусмотрены блокировки -- автоматические устройства, с помощью которых преграждается путь в опасную зону или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия. Блокировки могут быть механические (стопоры, защелки, фигурные вырезы), электрические или электромагнитные. Для информации персонала об опасности служат предупредительные плакаты, которые в соответствии с назначением делятся на предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Части оборудования, представляющие опасность для людей, окрашивают в сигнальные цвета и на них наносят знак безопасности. Красным цветом окрашивают кнопки и рычаги аварийного отключения электроустановок.

Для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.

Снижение механических шумов достигается: улучшением конструкции машин и механизмов, заменой деталей из металлических материалов на пластмассовые, заменой ударных технологических процессов на безударные (например, клепку рекомендуется заменять сваркой, штамповку -- прессованием и т.д.), применением вместо зубчатых передач в машинах и механизмах других видов передач (например, клиноременных) или использованием зубчатых передач, не издающих громких звуков (например, при использовании не прямозубых, а косозубых или шевронных шестерен), нанесением смазки на трущиеся детали и рядом других мероприятий.

Для борьбы с шумами электромагнитного происхождения рекомендуется тщательно уравновешивать вращающиеся детали электромашин (ротор, подшипники), осуществлять тщательную притирку щеток электродвигателей, применять плотную прессовку пакетов трансформаторов и т.д.

Основные методы защиты от вибрации делятся на две большие группы:

- снижение вибрации в источнике ее возникновения;

- уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника.

Для того чтобы снизить вибрацию в источнике ее возникновения, необходимо уменьшить действующие в системе переменные силы. Это достигается заменой динамических технологических процессов статическими (например, ковку и штамповку рекомендуется заменять прессованием, операцию ударной правки -- вальцовкой, пневматическую клепку -- сваркой и т.д.). Рекомендуется также тщательно выбирать режимы работы оборудования, чтобы вибрация была минимальной. Большой эффект дает тщательная балансировка вращающихся механизмов, применение специальных редукторов с низким уровнем вибрации другие мероприятия.

Важно, чтобы собственные частоты вибрации агрегата ил установки не совпадали с частотами переменных сил, вызывающих вибрацию. В противном случае может возникнуть резонанс, в результате чего резко увеличится амплитуда колебаний (виброперемещение) устройства, что может привести к его поломке или разрушению. Исключить резонансные режимы работы оборудования и тем самым снизить уровень вибрации можно либо путем изменения массы и жестокости вибрирующей системы, либо установлением нового режима работы агрегата.

Следующий метод защиты от вибрации называется вибродемпфированием (вибропоглощением), под которым понимают превращение энергии механических колебаний системы в тепловую. Это достигается использованием в конструкциях вибрирующих агрегатов специальных материалов (например, сплавов систем медь--никель, никель--титан, титан--кобальт), применением двухслойных материалов типа сталь--алюминий, сталь-медь. Хорошей вибродемпфирующей способностью обладают и традиционные материалы: пластмассы, дерево, резина. Значительный эффект достигается при нанесении на колеблющиеся детали вибропоглощающих покрытий.

Пример таких покрытий -- различные упруговязкие материалы, такие, как пластмасса или резина, а также различные мастики. Известными вибропоглощающими мастиками являются так называемые "Антивибриты" ("Антивибрит-2", "Антивибрит-3"), изготавливаемые на основе эпоксидных смол.

7.5 Классификация цеха по пожароопасности и взрывоопасности

К взрывоопасной зоне относится помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в которых имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси.

Пространства внутри и вне помещений, в пределах которых постоянно или периодически находятся горючие вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях, относят к пожароопасной зоне.

7.5.1 Профилактические работы по предупреждению пожаров на заводе резинотехнических изделий

Все работники ТОО "Аяз" обязаны знать и соблюдать правила пожарной безопасности, изложенные в технологических регламентах, рабочих и специальных инструкциях.

Одновременно с инструктажем по технике безопасности и производственной санитарии, проводят инструктаж по пожарной безопасности. Инструктируемого знакомят с общими правилами противопожарного режима на объекте, возможными причинами пожаров, с наиболее опасными в пожарном отношении участками производства, основными мерами предупреждения пожаров, практическими действиями в случае возникновения пожара.

На ТОО "Аяз" действуют добровольные пожарные дружины из рабочих, инженерно-технических работников и служащих. Они призваны предупреждать пожары и взрывы, ликвидировать, ослаблять их последствия до прибытия профессиональных пожарных команд. Руководство добровольных пожарных дружин и подготовка ее личного состава возложена на пожарную охрану предприятия.

Добровольная пожарная дружина состоит из отделений, создаваемых в каждом цехе по числу рабочих смен и возглавляемых начальниками боевых расчетов, преимущественно из инженерно-технических работников и цеховой администрации.

7.5.2 Средства, используемые для пожаротушения и оповещения пожарных служб при возникновении очагов возгорания в цехе

ГОСТ объединяет все вещества, применяемые для тушения, под единым названием огнетушащие вещества и дает им следующее определение: огнетушащее вещество - это вещество обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения. Огнетушащие вещества могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Для тушения небольших очагов возгорания в цехе широко применяются первичные средства пожаротушения. К ним относятся внутренние пожарные краны, огнетушители различного типа, песок, войлок, кошма, асбестовое полотно.

В помещении приготовительного участка должно быть не менее двух пожарных кранов. Расход воды на работу внутренних пожарных кранов принимается, исходя из условия подачи воды на одну или две струи. Производительность каждой струи должна быть не менее 2,5 л/с.

В цехе в близи мест курения и у выходов должны находиться огнетушители, кроме того у выходов должны находиться уголки для инструмента используемого для тушения пожара песком, либо другими способами. Инструмент и огнетушители должны поддерживаться в рабочем состоянии и быть окрашенными в красный цвет. В близи рабочего оборудования должны располагаться емкости с песком. В виду того, что в цехе большое количество электрооборудования применение пенных огнетушителей не разрешается.

С целью своевременного оповещения о возникновении пожара, включении систем пожаротушения, а также вызова пожарных команд, действует система пожарной связи и оповещения.

Для подачи сигнала о пожаре в установках пожарной сигнализации устроены ручные извещатели. Для приведения в действие ручной электрической пожарной сигнализации необходимо разбить стекло и нажать на кнопку пожарного извещателя.

К месту срабатывания извещателя немедленно выезжает пожарное подразделение из депо, находящегося, вблизи завода.

8. Промышленная экология

электроснабжение трансформатор высоковольтный сеть

ТОО "Аяз" занимается производством валяльной обуви и валяльно-войлочных изделии, свое восстановление завод берет с 1995 года. Начиная с 1998 года, возрастает штат работников, соответственно расширяется и номенклатура выпускаемой продукции. С 2002 года список воляльно- войлочной продукции переваливает за 300 тысяч валяльной обуви в год. На выпускаемую продукцию имеются государственная лицензия и сертификат соответствия системы менеджмента качества ИСО 9001:2001.

Отметим, что под загрязнением окружающей среды понимают любое внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии со снижением продуктивности или разрушением данной экосистемы [12].

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.

Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

1) оксид углерода - получается при неполном сгорании углеродистых

веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

2) сернистый ангидрид - выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн.т.в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса [13].

3) серный ангидрид - образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты.

4) сероводород и сероуглерод - поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

5) оксиды азота - основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год [13].

6) соединения фтора - источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

При обработке металлических изделий в воздушный бассейн выделяется аэрозоль масла, аэрозоль эмульсола, пыль, металлическая пыль, фенол, формальдегид [13].

В представленном дипломе приводится детальный расчет приготовительного участка, где используется большое количество различных станков, электрическая ручная сварка, транспортировка готовой продукции.

При проведении сварочных работ воздух загрязняется сварочным аэрозолем, в атмосферу попадают токсичные газы и пыль. Сварочная пыль на 99% состоит из частиц размером от 10-3 до 1 мкм, около 1% пыли имеет размер частиц 1-5 мкм. Химический состав выделяющихся при сварке загрязнений зависит в основном от состава сварочных материалов (проволоки, покрытий, флюсов) и в меньшей степени от химического состава свариваемых металлов. В состав загрязнений входят вредные для здоровья оксиды металлов (железа, марганца, хрома, ванадия, вольфрама, аммония, титана, цинка, меди, никеля и др.), газообразные (фтористые соединения, оксиды углерода, азота, озон). Такой же состав вредных веществ выделяется и при газовой резке металлов.

Механическая обработка полуфабрикатов на станках в приготовительном участке сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются из помещений. В процессе шлифования и полирования выделяется большое количество тонкодисперсной пыли.

На основании выше изложенной теории загрязнения рассчитанного приготовительного участка отнесем к первичным и вторичным атмосферным загрязнениям. По [14] произведем расчет выброса вредных веществ.

Первым приведем расчет загрязнения атмосферного воздуха сварочным аэрозолем возникающим при выполнении сварочных работ. Которые зависят от вида сварки, марок электродов и флюса. Количество образующихся при сварке пыли и газов принято характеризовать валовыми выделениями, отнесенными к 1 кг расходуемых материалов.

Количество вредных веществ определятся по формуле [14]:

(6.1)

где qi - удельное выделение i-ого вредного вещества при сварочных работах, определяемое по таблице 5.1, г/кг; В - расход материала, кг/год.

Таблица 8.1 Удельные выделения вредных веществ при сварке, г/кг расходуемых материалов

Процесс	Сварочный наплавочный материал	Пыль, кг	Аэрозоль в составе пыли	Газ	В, кг/год
			MnO2	др.газы	HF
Ручная дуговая сварка стали	УОНИ-13/45	14,0	0,51	соединения кремния 1,4	1,0	500
Ручная дуговая сварка меди и ее сплавов	Электродная проволока СрМ-0,75	17,1	0,44	Cu -15,40	-	450
П/автоматическая сварка сталей	Присадочная проволака ЭП-245	12,4	0,54	FexOy - 11,5	0,36	750

Рассчитаем количество выбросов вредных веществ при различных видах сварки по формуле (8.1).

1 Ручная дуговая сварка сталей:

Пыль:

Оксид марганца:

Соединения кремния:

Фториды HF:

2 Ручная дуговая сварка меди ее сплавов:

Пыль:

Оксид марганца:

Медь:

3 Полуавтоматическая сварка:

Пыль

Оксид марганца:

Фториды HF:

Определим суммарные выбросы пыли Мсум.п при сварочных работах:

Определим суммарные выбросы оксида марганца Мсум.MnO при сварочных работах:

Количество выбросов от металлообрабатывающих станков зависит от типа станков, их количества и времени работы. Оно определяется по формуле [14]:

(8.2)

где qij - удельные выделения i-го вредного вещества от станка j-го типа, г/ч (определяется по таблице 5.2), Nj - количество станков j-го типа, шт, T - годовой фонд рабочего времени, ч/год.

Таблица 8.2 Удельные выделения аэрозолей масла, эмульсола, паров воды

Оборудование	Номинальная мощность, кВт	Аэрозоль масла, г/ч	Аэрозоль эмульсола, г/ч	Пары воды, кг/ч
1.Токарные станки	0,65-14	0,1-2,8	4-88	0,1-2,1
2.Токарные станки	10-200	2,0-40	63-1260	1,5-30
3. Вертикально-сверлильные станки	1-10	0,2-2,0	60-63	0,2-1,5
4. Алмазно-заточные станки	0,7-4,5	0,1-0,9	4-28	0,1-0,7

Рассчитаем количество выбросов аэрозоля масла, аэрозоля эмульсола, паров воды от использования металлообрабатывающих станков по формуле (8.2).

1. Токарные станки малой мощности:

Аэрозоль масла:

Аэрозоль эмульсола:



Пары воды:

2. Токарные станки средней мощности:

Аэрозоль масла:

Аэрозоль эмульсола:

Пары воды:

3. Вертикально-сверлильные станки:

Аэрозоль масла:

Аэрозоль эмульсола:

Пары воды:

4. Алмазно-заточные станки:

Аэрозоль масла:

Аэрозоль эмульсола:

Пары воды:

Определим суммарные выбросы аэрозолей масла Мсум.м, аэрозолей эмульсола Мсум.э и паров воды Мсум.в в целом по цеху.

1 Выбросы аэрозолей масла:

2 Выбросы аэрозолей эмульсола:

3 Выбросы паров воды:



Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: грамотное применение экономических санкций (порядок платы за загрязнение предусматривает кратное повышение выплат при превышении ПДВ или несанкционированных выбросах), строгий контроль выбросов вредных веществ (в том числе экспертизами -- государственными и общественными) и обоснованное регулярное финансирование природоохранных мероприятий. Очистка газа -- отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, выбрасываемого промышленным источником.

В настоящее время в промышленности для очистки отходных газов, удержания пыли и вредных газоподобных примесей применяются следующие методы: сухие или механические (пылеосадительные камеры, циклоны); мокрые (поглотительные башни с насадкой); электрические с электрофильтрами; фильтровые с разного рода фильтрами; адсорбционные с адсорбентами; химические - для взаимодействия с химическими соединениями, чаще на катализаторах; термические (например, факельное сжигание) и др. Наиболее отработаны в настоящее время очистители от пыли, золы и других твердых частиц. Причем, чем мельче частицы, тем труднее обеспечивается очистка. Класс пылеуловителей для частиц диаметром более 50 мкм -- 5-й, наиболее легко обеспечивающий почти полное пылеулавливание. Значительно сложнее извлекать мельчайшие частицы с диаметрами от 2 до 0,3 мкм -- нужен очиститель 1-го класса. Все пылеуловители, кроме того, подразделяются на сухие и мокрые. К сухим относятся циклоны, пылеосадительные камеры и пылеуловители, фильтры и электрофильтры, которые наиболее отработаны и отличаются сравнительно простым устройством. Однако для удаления мелкодисперсных и газовых примесей их применение не всегда эффективно. Мокрые пылеуловители подразделяются на скрубберы форсуночные, центробежные и Вентури, пенные и барботажные аппараты и другие, которые работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхности капель, пленки или пены жидкости.

Из сухих пылеуловителей наиболее применимы аппараты, работающие на принципе отделения тяжелых частиц от газов силами инерции (при раскрутке газов или их резком повороте).

Для тонкой очистки широко используются фильтры с зернистыми слоями (песок, титан, стекло и т. п.), с гибкими пористыми перегородками (ткань, резина, полиуретан и др.), с полужесткими и жесткими перегородками (вязаные сетки, керамика, металл и др.). Часто применяют несколько ступеней очистки пылегазовых выбросов и почти всегда одной из них является электрофильтр.

Электрофильтр, который было бы правильнее назвать электростатическим осадителем, представляет собой полую камеру, в; которой расположены системы электродов. Электроды делятся на коронирующие и осадительные. Коронирующие выполнены из проволоки или узкой ленты. На них подается отрицательное напряжение до 100 кВ. Осадительные электроды, имеющие вид плоских пластин или цилиндров, заряжаются положительно. Для питания электрофильтров используется специально оборудованная подстанция, имеющая трансформаторы, выпрямители, автоматы, выключающие напряжение при коротких замыканиях, схему блокировки, щит управления. При подаче высокого напряжения на электроды возникает коронный разряд, вызывающий направленное движение электронов и отрицательных ионов к осадительным электродам. Пылевые частицы, взвешенные в газах, движущихся со скоростью 1--1,5 м/с через камеру электрофильтра, адсорбируют ионы, приобретают заряд и начинают двигаться в электрическом поле по направлению к осадительным электродам. Осажденная пыль удаляется с электродов либо встряхиванием, либо смывом с помощью специальных приспособлений.

Эффективность электрофильтра при оптимальных условиях работы очень высокая -- 96--98% (для пыли диаметром 2 мкм) [13]. Оптимальные условия работы электрофильтра -- постоянство скорости и плотности газов (а следовательно, состава, температуры, давления и т.д.).

В течение многих лет для сухого обеспыливания дымовых газов и аспирационного воздуха в различных отраслях промышленности применяются вертикальные электрофильтры типа ДВПН.

Электрофильтры с вертикальным ходом газов используются па тепловых угольных электростанциях в качестве золоуловителей, на цементных заводах для улавливания пыли из дымовых газов вращающихся печей, работающих на пылеугольном и газовом топливе, на алюминиевых заводах -- в качестве первой ступени газоочистительных установок электролизных цехов и на агрофабриках -- для обеспыливания аспирационного воздуха.

Для очистки газов от незначительных концентраций примесей (не более 1% по объему) применяются прямоточные компактные абсорбционные аппараты. Например, для поглощения серусодержащих компонентов из газов содорегенерационных котлоагрегатов эффективным считается применение струйных газопромывателей, орошаемых по ступеням черным и белым щелоками.

Наряду с жидкими поглотителями -- абсорбентами для очистки, а также для осушки (обезвоживания) газов могут быть применены твердые поглотители. К ним относятся различные марки активных углей, силикагель, алюмогель, цеолиты.

В последнее время для удаления из газового потока газов с полярными молекулами стали применять иониты. Процессы очистки газов адсорбентами осуществляют в адсорберах периодического или непрерывного действия.

И, наконец, для очистки газового потока могут быть использованы сухие и мокрые окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения. В частности, для обезвреживания серусодержащих газов сульфатно-целлюлозного производства (газов варочного и выпарного цехов и др.) используют каталитическое окисление. Этот процесс осуществляется при температуре 500--600°С на катализаторе, в состав которого входят окислы алюминия, меди, ванадия и других металлов. Сероорганические вещества и сероводород окисляются до менее вредного соединения -- сернистого ангидрида (ПДК для сернистого ангидрида 0,5 мг/м³, а для сероводорода -- 0,078 мг/м³).

Абгазы, образующиеся при производстве окиси этилена, содержат 1% этилена и 0,02% окиси этилена.

Для уменьшения вредных выбросов в атмосферу предусмотрено сжигание абгазов в топке с последующим каталитическим окислением продуктов сжигания.

Выбор способа пылеулавливания (разделения аэрозолей) и типа пылеулавливающего аппарата определяется размером взвешенных в газах частиц пыли, ее свойствами, температурой и влажностью газов, подаваемых на очистку, а также стабильностью технологического режима работы аппаратуры.

Заключение

В данном дипломном проекте мною произведен расчет электроснабжения производственного участка ТОО "Аяз", целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы электроснабжения, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения дипломного проекта произведен расчет силовой нагрузки цеха методом упорядоченных диаграмм. Для распределения электроэнергии в цехе использованы комплектные шинопроводы, которые обеспечивают высокую надежность и позволяют быстро изменять конфигурацию сети. Расчетная нагрузка осветительных сетей определена методом коэффициента использования. По расчетной силовой нагрузке цеха выбраны цеховые трансформаторы и элементы схемы распределения электрической энергии. Произведён расчёт токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ для проверки защитной и коммутационной аппаратуры цеха, а также для проверки других элементов схемы.

В целом выполнение данного дипломного проекта позволило развить навыки самостоятельного решения инженерных задач и практического применения теоретических знаний. Были закреплены навыки работы со справочным материалом.

Список использованной литературы

1. Б.Н. Неклепаева, Электрическая часть электростанций. - М.: "Энергия", 1976.

2. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

3. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. Л.: "Энергия", 1976.

4. Правила устройства электроустановок, Астана, 2003.

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987.