Готовые кабели MOTION ‑ CONNECT Используются, если датчики положения двигателей без интерфейса DRIVE – CLiQ подключаются к сенсорным модулям. 4 страница

4.4 Расчет экономической эффективности спроектированной системы

Относительная экономия капитальных вложений рассчитывается следующим образом

l_к=((К_баз–К_нов)/К_баз) ×100%=(464025 – 431956) / 464025) ×100% = 6,66%.

Для сравнения эксплуатационных затрат используем показатель относительной экономии (уменьшения) затрат

l_е=((Е_баз–Е_нов)/Е_баз) ×100%=((492848,75 – 464917,28) / 492848,75) ×100% = 5,66%.

Приведенные затраты по базовому варианту составят

В_пр.баз = Е_баз + Е_н×К_баз = 492848,75 + 0,15×464025 = 562452,5 грн

Приведенные затраты по новому варианту составят

В_пр.нов= Е_нов+Е_н×К_нов= 464917,28 + 0,15×431926 = 529706,18 грн.

Таким образом, приведенные затраты по новому вариантуменьше на 5,83%.

Годовой экономическийэффект

Е_г= Е_баз– Е_нов=492848,75 –464917,28= 27931,47 грн.

Срок окупаемости капитальных затрат на модернизацию электропривода листоправильной машины составит

Т_о= (К_баз – К_нов) / Е_г=(464025 – 431926) / 27931,47 =1,15года.

Срок окупаемости ниже нормативного, внедрение новой системы целесообразно.

Коэффициент эффективности капитальных вложений

Е=1/Т_о=1/1,15 =0,86.

Расчитанный коэффициент эффективности више от нормативного (Е>Е_н, 0,86>0,15), значит система электропривода, что внедряется, эффективна. Основные рассчитанные параметры сведены в таблицу4.3.

Таблица 4.3 – Технико-экономические показатели проекта

Таким образом, по результатам вычислений, новая система электропривода является более эффективной как с технической, так и с экономической позиции. Это подтверждается результатами технико-экономического обоснования, проведенного в дипломном проекте. Следовательно, главная цель проекта – повышение энергетической эффективности стана холодной правки 11×280×2300 – достигается за счет усовершенствования системы управления электроприводом листоправильной машины.

5 ОХРАНА ТРУДА

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Современные прокатные цеха являются сложными производственными комплексами, оснащенными разнообразным механическим и электрическим оборудованием, обслуживание которого требует четкого соблюдения правил безопасности и норм производственной санитарии.

Непрерывность технологического процесса требует одновременного выполнения различных по характеру операций. Выполнение этих операций строго регламентировано по времени как графиком выполнения производственного плана, так и условиями безопасности.

Высокая интенсивность производства обеспечивает и высокую интенсивность труда персонала прокатных цехов. Операторы прокатных станов производят по несколько тысяч однообразных движений, получая при этом информацию о работе нескольких производственных операций.

Большая часть оборудования прокатных станов цехов имеет автоматические и полуавтоматические системы управления и продолжают работать независимо от сложившейся производственной ситуации. Это также требует быстрого и правильного вмешательства обслуживающего персонала. Четкие знания и соблюдение правил безопасности необходимы обслуживающему персоналу для оперативного проведения ремонта вышедшего из строя оборудования.

Для прокатного цеха характерна также большая протяженность и разбросанность обслуживающих механизмов, имеющих дистанционное управление и расположенных на высоте и в подвальных помещениях, что, разумеется снижает видимость и слышимость световой и звуковой сигнализации, затрудняет прием предупредительных сигналов.

Условия труда в прокатных цехах характеризуются наличием вредных факторов, таких как запыленность, загазованность, теплоизлучение и шум.

В прокатном цехе основные и вспомогательные операции сопровождаются выделением значительного количества пыли. Пыль прокатного цеха состоит из окислов железа с примесью – окиси кремния, марганца и легирующих элементов в пыли пропорционально химическому составу прокатываемой стали.

Размер частиц пыли в прокатном цехе колеблется в широких пределах. Крупные фракции быстро оседают, а мелкие – длительное время находятся в воздухе. При отсутствии вентиляции концентрация пыли в воздухе непосредственно у клетей блюмингов и слябингов составляет от 615 до 4400 мг/м³.

Другим фактором, характеризующим санитарно-гигиенические условия труда, является загазованность. Наличие различных газов в атмосфере прокатных цехов обусловлено нарушениями технологического режима, неисправностью и несовершенствованием оборудования.

В пролетах прокатных станов на участке резки и складирования металла, помимо технологических газов (СО₂,СО,SO₂) в атмосферу поступает значительное количество газов, образующихся при сгорании смазки.

Основными мероприятиями по уменьшению загазованности являются следующие: обеспечение надзора за соблюдением технологических инструкций и инструкций по технике безопасности, соблюдение утвержденных технологических режимов, проведение регулярных профилактических осмотров оборудования, обеспечение полного сгорания газов.

Технологические операции прокатного производства сопровождаются образованием шумов низкой и высокой частоты при правке металла, прокатке его на стане, транспортировке металла по рольгангу. Отдельные ручные операции в прокатных цехах сопряжены с вредным воздействием вибрации на организм рабочего.

Метеорологические условия в прокатных цехах определяются температурой, влажностью, подвижностью воздуха. Температура воздуха на горячих участках значительно превышает температуру наружного воздуха. При высокой влажности и повышенной температуре создаются условия для перегревания организма. При низкой влажности увеличивается проникновение в легкие пыли и микроорганизмов.

Анализ опасных и вредных факторов показал, что для обеспечения безопасных условий труда необходимо осуществить ряд мероприятий.

4.2 Разработка мероприятий для обеспечения безопасных условий труда

Безопасное оборудование клети стана его оборудования и приспособлений достигается при соблюдении определенных условий. В соответствии с ГОСТ 12.2.061–81 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам» и ГОСТ 12.3.002–75 «Процессы производственные. Общие требования безопасности», все части стана и их оборудования расположены так, чтобы был безопасный доступ для осмотра и ремонта, а во время работы полностью исключалась возможность соприкосновения рабочих с вращающимися и перемещающимися частями оборудования.

При эксплуатации стана возможны следующие виды травм: захватывание частей одежды и конечностей рабочего валками или вращающимися шпинделями и соединительными муфтами, ожоги, а также удары отлетающими осколками обрабатываемого металла.

Для частичной ликвидации травматизма при обработке металла необходимо максимально механизировать и автоматизировать процесс прокатки и прежде всего процесс установки валков, а также осуществлять замену старого оборудования новым.

В соответствии с ГОСТ 12.4.011–89 «Средства защиты работающих. Классификация», во избежание травмирования рабочих вращающимися муфтами или шпинделями все соединительные шпиндельные, муфты и валки прокатных станов ограждают с боков решетчатыми или сплошными щитами и кожухами.

Шпиндели блюмингов и слябингов обычно ограждают прочным оборудованием и устраивают площадки с перилами для обслуживания.

Между прокатными станами и помещениями для двигателей оборудована надежно действующая световая и звуковая сигнализация. Пуск в ход и остановка двигателей производится лишь после соответствующих сигналов со стана, причем о пуске двигателей подается строго установленный сигнал, ясно слышимый на всех рабочих местах. Установленные сигналы во всех случаях, кроме аварийных, подаются только старшими рабочими, которые несут ответственность за подаваемые сигналы. Только после проверки стана и удаления людей из опасных мест может быть дан сигнал о пуске двигателей.

Для перехода людей через главный соединительный вал каждой линии прокатных станов устраивают переходные мостики, защищенные от попадания горячего металла сплошными барьерами.

Доступ к клетям является безопасным и удобным.

Для безопасного передвижения людей по цеху предусматриваются специальные переходы, надежно защищенные от движущихся раскатов. Для прохода поперек пролетов через рольганги устраивают переходные мостики, защищенные от ударов раскатами и теплоизлучения.

Полы необходимо систематически очищать от пыли, окалины и масла. Запасную арматуру и другое прокатное оборудование необходимо аккуратно складировать не стеллажи в отведенных местах цеха. Установка и настройка волновой аппаратуры производится квалифицированным персоналом очень тщательно. Исправление пропусков, проводок во время вращения валков не допускается.

Ко всем сказанным устройствам обеспечивается удобный и безопасный доступ. Чтобы смазочный материал при работе стана не горел, масло имеет температуру воспламенения выше температуры, до которой могут нагреться шейки валков в нормальных условиях.

Процесс горячей прокатки сопровождается образованием и отделением окалины. Интенсивность образования окалины обусловлена температурой нагрева, скоростью прокатки и химическим составом металла. Следует иметь ввиду, что в соответствии с ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», засорение окалиной является причиной травм вследствие падения работающих на горячие плиты.Для обеспечения нормируемых метеорологических условий в помещениях кузнечных и термических цехов, кроме комплекса технологических мероприятий, которые позволяют значительно сократить количество вредных веществ, которые выделяются, необходимо предусматривать вентиляцию, которая обеспечивает удаление или растворение остаточного количества этих веществ. В цехах устраивают приточно-вытяжную вентиляцию. Удаление воздуха осуществляется через местные отсасывания от оборудования и путем общеобменной вытяжки (обычно из верхней зоны помещения). Приточная вентиляция проектируется в виде воздушного душа и общего обмена. При решении вентиляции необходимо, чтобы все технологические процессы и оборудование, которое является источниками выделения вредных веществ, по возможности были оснащены местными всасывателями. Поворотные всасыватели с объемом воздуха, что всосалось 2500–3000 м³/г и скоростью всасывания до 2,4 м/с позволяют обеспечить содержание масляного аэрозоля и пыли окалины в воздухе рабочей зоны в пределах, регламентированных Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий СН 245–71.

У нагревательных печей над загрузочными окнами устанавливают или зонтики-козырьки, или вытяжные комбинированные зонтики. Такие козырьки предусматривают около нагревательных печей, которые работают на мазуте и газообразном топливе и имеют отведение продуктов горения в дымовой борол. Их же применяют и для камерных электропечей сопротивления. Вытяжные комбинированные зонты устанавливают у нагревательных печей, что не боровая для отведения продуктов сгорания. Расчет зонтиков сводится к определению их размеров и объемов смеси продуктов горения (газов) и воздуха, который удаляется.

На рабочих местах в кузнечно-прессовых и термических цехах следует устраивать воздушные души как необходимое дополнение к общеобменной вентиляции. Однако в отдельных случаях воздушные души могут устраиваться на участках длительного пребывания рабочих, даже если на них интенсивность теплового излучения менее 300 ккал/м²г.

В соответствии с ДБН В.2.5-28–2006 «Природне та штучне освітлення», для освещения производственных помещений прокатного цеха используется естественное и искусственное освещение. Правильное освещение рабочих мест имеет большое значение для создания безопасных условий труда. Неудовлетворительное освещение при работах служит причиной травматизма, влияет на зрение рабочих, понижает производительность труда. В настоящее время на всех предприятиях действуют нормы искусственного освещения. Естественное освещение прокатных цехов осуществляется через световые проемы и световые фонари в крыше зданий, поэтому его подразделяют на боковые и верхние. Рациональным считается естественное освещение, обеспечивающее хорошую равномерность освещения. Освещенность, создаваемая дневным естественным светом, изменяется в широких пределах, в течение нескольких минут она уменьшаться или увеличиваться в несколько раз. Естественная освещенность внутри здания обычно гораздо меньше наружной освещенности.

Помимо рабочего освещения в прокатных цехах устраивают аварийное освещение. Оно предназначено для бесперебойного обслуживания агрегатов и оборудования в случае выхода из строя рабочего освещения и действует от независимого источника электроэнергии. Необходимость аварийного освещения в помещениях прокатных цехов и на открытых пространствах возникает, если прекращение рабочего освещения может вызывать длительное нарушение технического процесса.

Аварийное освещение должно обеспечивать освещенность на рабочих поверхностях не менее 10% норм, установленных для рабочего освещения при системе одного общего освещения лампами накаливания.

Допускается питание аварийного освещения от сети рабочего освещения с автоматическим переключением на независимые источники питания при аварийных режимах.

Для уменьшения шума в источнике его образования необходимо по возможности заменить ударные взаимодействия.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003–89 «Шум. Общие требования безопасности», агрегаты, создающие сильный шум, снабжают специальными глушителями, размещают в отдельных помещениях или зданиях с повышенной звуковой изоляцией. Для уменьшения влияния шума необходимо создать звукоизоляционные кабины дистанционного управления, облицовка поверхностей и внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими материалами, применение устройств экранов, установка глушителей.

Рабочие, занятые на работах с вибрирующим оборудованием или инструментом, в соответствии с ГОСТ 12.1.012–90 «Вибрационная безопасность. Общие требования», должны проходить раз в год медицинский осмотр.

Управление двигателями прокатных станов и вспомогательных механизмов осуществляют дистанционно с пультов управления. Двигатели стана оборудуют электродинамическим торможением с аварийным включением с пульта управления и с рабочих мест.

На пультах управления, размещённых в рабочей зоне, должны применятся малые напряжения (не выше 42 В).

При взаимном расположении элементов рабочего места оператора необходимо учитывать ГОСТ 22269–76 «Система «Человек – машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования», в котором приведены требования к взаимному расположению пульта управления, средств отображения информации, органов управления, рабочего сидения, вспомогательного и основного оборудования, организационно-технических средств. Соблюдение указанных требований обеспечивает удобную позу человека, необходимое пространство для его размещения, возможность обзора рабочего места и производства за его пределами, возможность размещения документации и (при необходимости) ведения записей.

Органы управления, расположенные на пульте управления имеют четко выполненные надписи, поясняющие назначение каждой из них. Зоны размещения органов управления на пульте соответствуют требованиям ГОСТ 12.2.032–78 «Общие эргономические требования. Рабочее место при выполнении работ сидя». На пульте управления предусмотрена кнопка экстренного выключения стенда, а также автоматически действующая световая сигнализация о подаче напряжения в цепь управления электроприводом.

Повреждения, причиненные организму человека электрическим током, называются электротравмой. Прокатные цехи оснащены большим количеством электросетей и электроустановок. Проходя через тело человека, электрический ток разряжает и возбуждает живые ткани организма, вызывая непроизвольное судорожное сокращение мышц, в том числе дыхательных путей и мышц сердца.

Результат поражения электрическим током зависит от многих факторов: электрического сопротивления тела человека, его индивидуальных свойств, величины и длительности протекания тока через его тело, вида и частоты тока, условий окружающей среды.

C целью обеспечения надежной работы изоляции осуществляются профилактические мероприятия. B первую очередь следует исключить механические повреждения, увлажнение, химическое влияние, запыленность. Ho даже при нормальных условиях изоляция постоянно теряет свои первоначальные свойства, стареет. C течением времени возникают местные дефекты, в связи с чем сопротивление изоляции начинает резко снижаться, а ток потерь – расти. B месте дефекта появляются частичные разряды, изоляция выгорает. Происходит так называемый пробой изоляции, вследствие чего возникает короткое замыкание, которое может привести к пожару или к поражению током. C целью предотвращения этого осуществляется периодический и непрерывный контроль изоляции. Периодический контроль изоляции предусматривает измерение активного сопротивления изоляции в установленные правилами сроки (1 раз в 3 года), а также при выявлении дефектов. Измерение сопротивления изоляции осуществляется на отключенной электроустановке с помощью мегомметра.

Установлены нормы сопротивления изоляции различных электроустановок. Действенным защитным средством является использование двойной изоляции. B этом случае кроме рабочей основной изоляции применяется дополнительная изоляция. Она предназначена для защиты от поражения током в случае повреждения рабочей изоляции. Защитная двойная изоляция может обеспечить безопасность при эксплуатации любой электроустановки. B электроустановках напряжением до 1000 B применение изолированных проводов обеспечивает достаточную защиту от поражения при прикосновении к ним. Однако изолированная проводка, которая находится под напряжением более 1000 B, не менее опасна, чем обнаженная. B этих случаях одним из средств обеспечения безопасности являются стационарные ограждающие устройства. Они разделяются на сплошные и сетчатые. Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек применяются в электроустановках напряжением до 1000 B. Сетчатые ограждения имеют двери, которые закрываются на замок. K ограждающим устройствам относят также временные переносные ограждения (щиты, изолирующие накладки, изолирующие колпаки). Ограждения оборудуются крышками или дверями, которые закрываются на замок или снабжены блокировками. Электрическая блокировка позволяет отключать напряжение при открывании дверей ограждений, дверей корпусов и кожухов или при снятии крышек. При электрической блокировке блокировочные контакты, сблокированные с дверями или крышкой, при открывании дверей или снятии крышки размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя. При такой схеме происходит обрыв цепи управления и случайное открывание дверей не представляет опасности, поскольку электроустановка будет обесточена.

При работе с переносными электро–инструментами, а также с ручными переносными светильниками при повреждении изоляции и при появлении напряжения на корпусе появляется опасность поражения током. B таких случаях применяются малые напряжения, не выше 42 B. При напряжеции до 42 B ток, который проходит через тело человека, безопасен. Малые напряжения применяют для питания местного освещения на станках, переносных светильниках, электроинструментах. Bo время работы в особо опасных помещениях для питания переносных электрических светильников используют напряжение не выше 12 B.

Источниками малого напряжения являются понижающие трансформаторы, аккумуляторы, преобразователи частот, батареи гальванических элементов. Применение автотрансформаторов или реостатов для получения малого напряжения запрещается, так как сеть малого напряжения электрически связана с сетью высокого напряжения. Чаще всего используют понижающие трансформаторы.

Опасностью применения понижающих трансформаторов является возможность перехода высокого напряжения на сторону малого напряжения. Для снижения этой опасности вторичную обмотку и корпус трансформатора заземляют или зануляют (одого из выводов или средней точки обмотки малого напряжения) или между обмотками располагают заземленный экран.

Все помещения прокатного производства относятся к помещениям повышенной опасности либо к особо опасным. В этих помещениях устанавливаются электродвигатели закрытого типа с принудительным охлаждением потоками воздуха от вентилятора.

В соответствии с ГОСТ 12.1.030–87 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление», для создания безопасности условий труда с электроустановками существует ряд защитных приспособлений: ограждения и блокировки, средства, изолирующие рабочего от земли, рубильников. При установке рубильников, которые имеют очень большое распространение, их подвижные и неподвижные контакты должны закрываться кожухами из огнестойкого материала.

Токоведущие части двигателей и трансформаторов должны находится в недоступных для рабочих местах.

Изоляция надежная даже при возможных перенапряжениях в данной электрической сети. Состояние изоляции проверяется путем измерения сопротивления изоляции электрического оборудования и кабельных линий мегометром во время ремонтов и перед включением в работу оборудования. Для защиты людей металлические токоведущие части заземляют. Заземлению подлежат металлические конструкции распределительных устройств, кожухи и станины электрооборудования, осветительная арматура и аппаратура, приводы электрических аппаратов, каркасы щитов, оболочки кабелей, трубы электропроводок. Электроустановки в помещениях с повышенной опасностью заземляют, если их напряжение выше 30 В.

В соответствии с ГОСТ 12.1.033–81 «Пожарная безопасность. Термины и определения», здание, в котором установлено прокатное оборудование по взрывной и пожарной опасности относится к категории Г. Пожарная безопасность в прокатном цехе обеспечивается системой предотвращения пожаров, системой пожарной защиты и организационно-техническими мероприятиями.

Основной профилактической мерой относительно предупреждения пожаров и взрывов от электрооборудования является правильный выбор и эксплуатация такого оборудования во взрыво- и пожароопасных помещениях: в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) помещения подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные зоны.B зависимости от класса взрывоопасных и пожароопасных зон производится выбор электрооборудования, устанавливаемого в этих зонах.

B соответствии с ПУЭ в пожароопасных зонах устанавливается электрооборудование закрытого типа, внутреннее пространство которого отделено от внешней среды оболочкой. Аппаратуру управления и защиты, светильники применяют в пыленепроницаемом исполнении. Вся электропроводка имеет надежную изоляцию.

Bo взрывоопасных зонах следует устанавливать взрывозащищенное оборудование, изготовленное в соответствии с ГОСТ 12.2.020–76 «Электрооборудование взрывозащищенное. Термины и определения. Классификация. Маркировка».Пусковую аппаратуру, магнитные пускатели для классов B-I и B-II необходимо выносить за пределы взрывоопасных зон. Проводка во взрывоопасных помещениях прокладывается в металлических трубах. Может использоваться бронированный кабель. Светильники для классов B-I, B-II, B-IIa должны иметь взрывозащищенное исполнение.

4.3 Расчет защитного заземления

Защитное заземление – это преднамеренное соединение нормальных нетоковедущих частей оборудования с землёй или её эквивалентом. Принцип защиты состоит в уменьшении до безопасной величины тока, протекающего через человека за счёт нормирования сопротивления заземлителя.

Заземлители бывают естественные и искусственные, могут располагаться по контуру и в ряд.

Расчет защитного заземления осуществим в такой последовательности:

– определим расчетное удельное сопротивление почвы;

– рассчитаем сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя;

– определим необходимое количество заземлителей и ориентировочное их расположение по периметру помещения или в ряд с определенным расстоянием между ними;

– рассчитаем сопротивление растекания соединительной шины;

– рассчитаем общее сопротивление заземлительного устройства с учётом соединительной шины.

Произведем расчет системы защитного заземления, состоящей из труб диаметром d = 0,05 м, длиной 2,2 м, углубленные на h = 1 м, расположенные в ряд на расстоянии а = 3 м и соединенные полосой шириной 0.04 м. Расчет произведем для грунта – супесок при большом уровне влажности.

Расчетное сопротивление грунта (Ом·м) определяем по формуле:

, (5.1)

где – сопротивление грунта по измерениям или ориентировочно по данным приложения, Н [1];

φ – климатический коэффициент, который зависит от характера грунта и его влажности во время измерений:

При углублении заземлителя сопротивление растекания тока вертикального стержневого (трубчатого) заземлителя, Ом определяется как:

, (5.2)

где l – длина заземлителя, l = 2,2 м;

d – диаметр заземлителя, d = 0,05 м;

h – глубина заземления, h = 1 м;

t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, величина которого определяется согласно выражению:

Таким образом:

Ориентировочное количество вертикальных заземлителей, шт:

, (5.3)

где R_H – наибольшее допустимое сопротивление заземлительного устройства, величина которого согласно «Правилам устройства электроустановок» равно 4 Ом, тогда:

Путем расположения полученного количества заземлителей на плане обозначают ориентировочное расстояние между ними и коэффициент использования вертикальных заземлителей в зависимости от количества стержней и отношения расстояния между ними к их длине.

Определим необходимое количество заземлителей с расчетом коэффициента использования η, значение которого выбираем из таблицы по данным приложения, то есть η = 0,4:

Затем определяем сопротивление растекания соединительной шины с учетом коэффициента её использования по данным приложения η_ш = 0,21 при углублении шины:

, (5.4)

где L – длина шины, значение которой вычисляется по формуле:

, (5.5)

где а = 3 – расстояние между заземлителями, м

;

b = 0.04 – ширина шины, м.

Следовательно, получаем:

Вычислим общее сопротивление сложного заземлительного приспособления:

Расчет показал, что выбранная система защитного заземления удовлетворяет нормативным требованиям (3,8 Ом < 4 Ом), следовательно устройство спроектировано верно.

Анализ опасных и вредных производственных факторов позволил разработать мероприятия по обеспечению безопасных условий труда, а также был выполнен расчет системы защитного заземления.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: