Автоматизация процесса подготовки шихты

Современное состояние развития вычислительной техники позволяет использовать в системе управления высокопроизводительные и недорогие электронно-вычислительные машины, которые могут осуществлять упреждающее определение аварийных ситуаций. Это резко повышает уровень безопасности производства, уменьшает или полностью устраняет ущерб, наносимый окружающей среде. Учитывая изложенные обстоятельства, оснащение предприятий современными средствами автоматической защиты является задачей первостепенной важности.

Высокая надёжность и безопасность производств достигается правильными проектными решениями, разработанными на основе всестороннего глубокого научного исследования условий безопасного ведения технологического процесса. Все принятые меры по безопасности находят своё отражение в соответствующих разделах проекта.

Благодаря автоматизации многих производственных процессов резко сокращается применение ручного труда, а следовательно, уменьшается число вредных мест обслуживания, облегчается физический труд, предупреждаются общие и профессиональные заболевания, производственные травмы. Все это способствует повышению производительности труда.

4.2 Анализ на соответствие требованиям безопасности и экологичности

4.2.1 Анализ вредных, опасных и аварийных факторов

Производственные процессы в стекольной промышленности, особенно в составных, керамических цехах и газовых станциях, создают вредные условия труда, так называемые профессиональные вредности, которые оказывают неблагоприятное влияние на организм рабочего и могут явиться причиной заболевания.

Для стекольного производства характерна главным образом вторая группа вредностей. К ней относятся вредности, вызываемые неправильной организацией и техническим несовершенством производственных процессов. Причиной возникновения этого вида вредности являются физические, химические и биологические факторы.

Среди множества вредных воздействий на стекольном производстве можно выделить следующие наиболее важные факторы, оказывающие влияние на жизнь и здоровье человека:

1) неблагоприятные метеорологические условия (повышенная

или пониженная температура и влажность воздуха, чрезмерное тепловое излучение, неблагоприятное сочетание температуры, влажности, теплового излучения и движения воздуха);

2) загазованность различными газами (СО, СО2, SO3 и др.), выделяющимися при сушке сырья, газификации топлива, стекловарении, выработке стеклотары;

3) запыленность воздушной среды, возникающая при выработке

и транспортировке шихты к стекловаренным печам;

4) производственные шум и вибрация при работе машин и аппаратов стекольного производства.

В стекольном производстве встречаются также и отдельные вредности первой группы: интенсификация трудового процесса, неудобное положение тела и пр.

Основную массу сырьевых материалов стекольного производства перерабатывают в составных цехах, где готовят шихту для стекловарения. На данном этапе производства наибольшую угрозу для жизни и здоровья человека представляет запыленность помещения, которая приводит не только к ухудшению здоровья человека, но и к снижению ресурса оборудования и, в конечном итоге, к аварии со значительными экономическими потерями.

Помимо запыленности, опасность представляют движущиеся части транспортеров и элеваторов, вращающиеся лопасти вытяжных и дутиевых вентиляторов, заслонки смесителей, открытые люки бункеров. Неосторожность при их обслуживании может привести к тяжёлым увечьям и гибели людей.

Применение механизмов с электроприводом (вентиляторов, смесителей) также является опасным фактором. Воздействие электрического тока с напряжением 380В чрезвычайно опасно для жизни человека.

Процесс сушки песка в сушильном барабане проводится при температуре около 100С. Это приводит к нагреву корпуса барабана. Прикосновение к таким поверхностям может привести к лёгким ожогам.

Кроме того, опасным фактором является наличие требующего обслуживания оборудования на отметках более 20 метров от уровня земли. Неквалифицированная работа на такой высоте может привести к потерям инструментов, деталей, а также падениям и травмам людей.

Необходимо отметить, что составной цех относится к числу наиболее опасных помещений с точки зрения электрической безопасности, т.к. в атмосфере составных цехов находится пыль, разъедающая изоляцию электропроводов. Это, в свою очередь, приводит к возможному вредному и опасному влиянию электрического тока на обслуживающий персонал, короткому замыканию, возгоранию изоляции электропроводок и выходу из строя аппаратуры. Кроме угрозы для здоровья и жизни персонала, порчи приборов и коммуникаций, это приводит к потере управляемости и аварийной остановке технологического оборудования. Поэтому, в целях безопасности электропроводку прокладывают в трубах, чтобы оградить электрические провода от попадания на них разъедающих материалов (соды, сульфата и др.).

Использование топливного газа при сушке компонентов шихты может привести к отравлению людей, вследствие различных утечек гназа газа через неплотности газопроводов, несоблюдения инструкций, неполного сгорания газа, неисправности дымоотводящих труб. Задача техники безопасности при использовании газового топлива - предупреждение проявления опасных свойств газов и продуктов их сгорания, обеспечение условий, предупреждающих возможность образования взрывоопасных смесей, а также осуществление мероприятий, ограничивающих разрушения в результате взрывов.

4.2.2 Анализ экологически опасных факторов

С точки зрения экологической безопасности наибольшее влияние на окружающую среду оказывает пыль токсичных веществ, применяемых при производстве стекла. Например, при выработке обесцвеченного стекла в качестве осветлителей применяют трехокиси мышьяка и сурьмы, селитру, аммонийные соли, кобальт, селен и др. Трехокись мышьяка и соединения селена ядовиты.

Пыль трехокиси мышьяка и его производных действует на организм человека, проникая через органы дыхания. В результате длительного поступления малых количеств соединений мышьяка болезнь развивается медленно -- в течение месяца или даже нескольких лет, т. е. соединения мышьяка вызывают хроническое отравление. Концентрация мышьякового и мышьяковистого ангидридов в воздухе помещения не должна превышать 0,3 мг/м3, селенистого ангидрида--0,1 мг/м3, селена аморфного -- 2 мг/м3.

Характерным признаком при отравлении селеном является резкий чесночный запах изо рта вследствие образования в организме селенового метила.

Кроме того, в составном цехе высок уровень шума и вибрации. Длительная работа в таких условиях оказывает вредное влияние на организм человека, вызывает функциональные расстройства нервной и сердечно-сосудистой системы, заболевания органов слуха, опорно-двигательного аппарата, Служит причиной быстрой утомляемости, снижения внимания и работоспособности. Сильный шум может быть причиной травматизма, т.к. из-за шума рабочий может не услышать сигналов, предупреждающих об опасности.

4.2.3 Анализ устойчивости функционирования

Кроме того, оборудование каждой линии должно быть оснащено звуковой и световой сигнализацией. Сигнальные устройства должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечить видимость и слышимость их в каждом месте машинной линии.

Система должна обслуживаться аттестованным персоналом, доступ к ней посторонних лиц должен быть исключён.

4.3 Защита от вредных, опасных и аварийных факторов

Проектируемая система автоматизации составного цеха производства шихты по своему прямому назначению позволяет не только достичь запланированных технико-экономических показателей технологического процесса, но и снижает уровень опасности. Использование автоматики освобождает часть персонала, для оставшегося улучшает условия труда, в то время как без наличия автоматики опасные факторы воздействуют на весь персонал в течение рабочей смены.

Проектируемая система автоматизации должна обеспечивать максимально возможную защиту от вредных, опасных и аварийных факторов, как технологического оборудования, так и средств автоматизации.

Основное внимание в проекте уделено защите от аварийных факторов, так как именно ими наносится наибольший ущерб. Для обеспечения нормального протекания технологического процесса и безопасности работы оборудования предусмотрен контроль нижеперечисленных параметров и сигнализация достижения ими аварийных значений:

Высокое давление газа в газопроводе, подающем топливный газ для сушки песка.

Низкое давление газа в газопроводе, подающем топливный газ для сушки песка.

Погасание или отрыв пламени в топке сушильного барабана песка.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего воздух в топку сушильного барабана для горения.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего воздух в топку сушильного барабана для горения.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего воздух для сушки песка в камеру смешения сушильного барабана.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего воздух для сушки песка в камеру смешения сушильного барабана.

Низкое давление воздуха на выходе вытяжного вентилятора, отводящего дымовые газы из сушильного барабана.

Высокое давление воздуха на выходе вытяжного вентилятора, отводящего дымовые газы из сушильного барабана .

Провисание ленты транспортера.

Обрыв ленты транспортера.

Останов элеватора.

Переполнение расходного силоса песка.

Переполнение расходного силоса соды.

Переполнение расходного силоса мела.

Переполнение расходного силоса доломитовой муки.

Переполнение расходного силоса полевого шпата.

Переполнение расходного силоса селитры.

Переполнение расходного силоса содо-сульфатной смеси.

Переполнение расходного силоса стеклобоя.

Переполнение бункера запаса шихты.

Переполнение бункера над загрузчиком №1.

Переполнение бункера над загрузчиком №2.

Переполнение бункера над загрузчиком №3.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего соду в расходный силос.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего соду в расходный силос.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего мел в расходный силос.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего мел в расходный силос.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего доломитовую муку в расходный силос.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего доломитовую муку в расходный силос.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего полевой шпат в расходный силос.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего полевой шпат в расходный силос.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего селитру в расходный силос.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего селитру в расходный силос.

Низкое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего содо-сульфатную смесь в расходный силос.

Высокое давление воздуха на выходе вентилятора, подающего содо-сульфатную смесь в расходный силос.

При достижении некоторыми из этих параметров своих аварийных значений должна срабатывать система автоматической блокировки.

Автоматические операции, происходящие при аварийном останове:

Закрытие:

Входного отсекателя линии подачи топливного газа в топку сушильного барабана песка;

Входного отсекателя линии подачи воздуха в топку сушильного барабана песка;

Входного отсекателя линии подачи воздуха в камеру смешивания сушильного барабана песка;

Входного отсекателя линии отвода дымовых газов из сушильного барабана;

Останавливаются:

Вентилятор подачи воздуха в топку сушильного барабана песка;

Вентилятор подачи воздуха в камеру смешивания сушильного барабана песка;

Вентилятор отвода дымовых газов из сушильного барабана;

Транспортеры;

Элеваторы.

Прекращается выгрузка песка, соды, стеклобоя и прочих компонентов шихты в дозаторы, загрузка в сушильный барабан, расходные силосы, смеситель, бункер запаса шихты и бункеры над загрузчиками.

Эксплуатация электроприборов системы автоматизации несёт с собой возможность электропоражения персонала, короткого замыкания с последующим возгоранием. Для защиты от этого применён ряд конструктивных и организационных мер. Все приборы, щиты, пульты имеют защитное заземление. Значительная часть системы питается постоянным электрическим током с напряжением 24В, что в значительной мере уменьшает угрозу электропоражения. Для предотвращения коротких замыканий электромонтажные работы должны проводится в соответствии со специальными правилами и инструкциями. Для устранения последствий короткого замыкания все приборы, расположенные на щите, подключаются к цепи питания через щитовой автоматический выключатель (SF1). Доступ внутрь щита для обслуживания аппаратуры осуществляется через дверь, открываемую специальным ключом. Для предотвращения возгорания трансформатора, низковольтной части системы в цепь вторичной обмотки включён отдельный автоматический выключатель (SF2). Помещения аппаратной и операторной оборудуются датчиками пожарной сигнализации. При обнаружении возгорания производится подача предупредительного сигнала на пульт пожарной охраны предприятия.

На целый ряд факторов технически трудно или невозможно разработать автоматическую защиту. К их числу относятся: шум и вибрация от работающих насосов, наличие нагретых поверхностей, необходимость работы персонала на большой высоте. Наличие этих факторов объясняется особенностями технологического процесса оборудования и обеспечение защиты от них должно осуществляться проектировщиками аппаратов, машин и механизмов, применяемых в стекольной промышленности.

4.4 Обеспечение экологической безопасности

Благодаря техническим, санитарно-техническим и технологическим мероприятиям можно значительно сократить вред, наносимый окружающей среде. К таким мероприятиям можно отнести автоматизацию производственных процессов, организацию технологии, исключающей образование пыли, герметизацию оборудования, применение закрытых шнековых устройств, герметичного размольного оборудования (вибромельниц), замену механического транспорта сыпучих материалов пневмотранспортом, увлажнение (гидрообеспыливание) пылящего материала, установку вентиляционных устройств у оборудования, выделяющего пыль, и у пыльных участков цехов, правильную эксплуатацию санитарно-технических установок, систематическую проверку содержания пыли в воздухе рабочих помещений, очистку запыленного воздуха перед выбросом в атмосферу.

Как упоминалось ранее, наибольшую опасность для здоровья людей, находящихся в составном цеху, представляет запыленность. Поэтому применяется комплекс мер по снижению влияния данного вредного фактора. В настоящее время наиболее распространенными средствами борьбы с запыленностью является герметизация оборудования и вентиляция.

Герметизация оборудования заключается в применении защитных герметических кожухов и уплотняющих прокладок между составными частями машин. Защитными кожухами покрывают элеваторы; шнековые устройства, шаровые мельницы, бураты, вибросита, сита-трясучки.

При герметизации оборудования особое внимание обращают на тщательность уплотнения стыков отдельных частей тех машин, внутри которых при переработке сырья образуется повышенное давление (молотковые дробилки, шаровые мельницы, дезинтеграторы и др.).

В составных цехах применяются местные вентиляционные устройства, отсасывающие пыль от отдельных машин и аппаратов.

Одним из действенных способов, предотвращающих образование и проникание пыли в производственные помещения, является пневматическое транспортирование сыпучих материалов, которое имеет целый ряд преимуществ перед механическим транспортированием (ленточные конвейеры, элеваторы, шнеки, электропогрузчики, электрокары, тельферы и др.). Преимущество пневмотранспорта -- в высокой производительности, полной герметизации транспортируемого материала от внешней среды, благодаря чему предотвращается загрязнение атмосферы; безопасности обслуживания из-за отсутствия механических приводов и движущихся частей; отсутствия потерь материала от распыления; простоте установки и управления; возможности транспортировки материала в малогабаритных помещениях; возможности полной автоматизации всего технологического процесса.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10