Нормальный режим

1.    нормальный режим

2.    предаварийный режим

Способность переходить из 1-ого режима во 2-ой и отличает потенциально-опасные процессы от других производств.

Предаварийный режим имеет две фазы:

-     возможность вернуться к нормальному режиму

-     невозможность вернуться к нормальному режиму, так как аварийная ситуация уже неотвратима и наступает аварийное состояние.

Такая специфичность потенциально-опасных производств (ПОП) определяет особые требования к АСУ такими процессами. Нужно иметь такие автоматизированное системы управления, чтобы оно управляло процессом в предаварийном состоянии.

Для этого в АСУ есть система защиты (АСЗ) – автоматическая система защиты. Таким образом, в состав АСУ потенциально-опасных производств входит: АЗС, АСР, АСС, АСК.

АСР – автоматизированная система регулирования. На нее возлагается функция оптимального управления процессом в нормальных режимах.

АЗС – анализ предаварийного состояния и выбор защитных воздействий (если процесс не приходит в нормальный режим, то его надо прекратить).

1.    Сброс реакционной массы в аварийный чан.

2.    Подача в реактор разбавителя, затормаживающего процесс.

3.    Подача жесткого хладагента.

АСК – автоматизированные системы контроля – получение информации о наступлении интересующих событий в управляемом объекте путем подачи световых и звуковых сигналов, особенно необходимо в предаварийном режиме работы.

АСУТП потенциально-опасных процессов может быть выполнено путем соединения четырех автономных этих систем в одно целое или путем соединения вместо АЗС и АСР вводят УВМ – управляющую вычислительную машину, получается АСУ на базе УВМ.

Общие сведения о типовой микропроцессорной системе.

Система предназначена для контроля и управления технологическим процессом непрерывных и полунепрерывных производств. Система позволяет:

1.    Сбор и первичную переработку информации

2.    Контроль и регулирование

3.    Пуск и остановка оборудования и процесса

4.    Блокировка и защита оборудования

Микропроцессорная система позволяет осуществить вызов видеопрограмм и информацией о состоянии агрегатов и о текущих значениях параметров процесса.

Информируемая мощность: АСУТП, построенная на базе типовой микропроцессорной системы, оценка общим количеством станций контроля и управления.

Характеристика одной из КАУ: входят непрерывные сигналы до 80, дискретные – до 38,4, выходные сигналы непрерывно до 20, дискретные – 324.

Входные сигналы могут быть:

0-10в; 0-5мА; 0-20мА.

Выходные сигналы: 0-10в, 0-5 мА.

Время выработки регулирующих воздействий – 1 сек.

Погрешность выработки регулируемых воздействий – 1% количество программ, выводимых на экран дисплея – 100. Питание 220В, допускается один отказ за 10 тыс. часов работы.

Технологический процесс регенерации отработанных кислот

Технологический процесс состоит из стадий:

-     концентрирования HNO₃

-     денитрация отработанных кислот

-     концентрирование H₂SO₄

-     улов хвостовых нитрозных газов

Процесс непрерывный, все основные аппараты технологической схемы соединены последовательно.

Таблица №20 - название аппаратов и контролируемые параметры

Аппарат	параметры
	Темпе-ратура	давление	расход	уровень	концентрация
Напорные баки				+
Колонна ГБХ	+	+			+
Конденсатор	+
Холодильник	+
Вихревая колонна	+				+
Топка	+		+
Абсорбционные башни	+				+
Нитрозные холодильники	+

Таблица №21

Аппарат и параметры		Величина	Вид автоматизации
				регул	сигнал
1.		2.	3.	4.	5.
I	Напорные баки	const, 2 м	+	+
Ia	уровень
II	Конденсатор
IIa	Температура паров азотной кислоты	60-65 ОС	+	+
III	Холодильник
IIIa	Температура подогретой кислоты в зависимости от подачи H2O	30-35 ОС	+	+
IV	Реактор
IVa	Температура подогретой кислоты		+	+
V	Колонна
Va	Температура верха колонны	84-85 ОС	+
Vb	Температура пара в общей магистрали	200-240 ОС	+
Vc	Давление паров общей магистрали		+	+
Vd	Концентрированная HNO3 (98%)		+
Ve	Концентрированная H2SO4 слаб	70%	+
VI	Вихревая колонна
VIa	Концентрированная H2SO4 креп.	92 %	+
VIb	Температура отходящих паров		+	+
VII	Холодильник H2SO4
VIIa	Температура охлажд. H2SO4		+	+
VIII	Топка
VIIIa	Соотношение расходов газа и воздуха		+	+
IX	Абсорбционные колонные
IXa	ПДК отходящих газов		+		+
X	Нитрозные холодильники
Xa	Температура слабых кислот	80 ОС	+	+

Описание контуров 1. Регулирование уровня в напорном баке

Для измерения уровня в напорном баке датчики уровнемеры пневматического типа (1-1,3-1,5-1) с унифицированным пневматическим сигналом 0,2-1 кгс/см² . Сигнал от него идет по двум направлениям: один через пневмоэлектропреобразователь (1-8,3-8,5-8) по Адресу B_i1, B_i3, B_i5, построен в блок нагрузок управляющей машины, где он сравнивается с заданным сигналом. В случае отклонения текущего параметра от заданного по программе программиста вырабатывается регулирующее воздействие в виде 0-5мА, которое выходит из ПТК по адресу B_i1, B_i3, B_i5, и далее преобразуясь в стандартный пневматический сигнал, через электропневматический преобразователь (1-6,3-6,5-6), минуя без искажения воздухораспределитель (1-4,3-4,5-4) по 2му, 4му и 5му адресам поступает на привод регулирующего органа (1-5,3-5,5-5), в результате изменится подача кислот в бак и уровень будет поддерживаться постоянным. Если управляющая машина вышла из строя, то воздухораспределитель обесточивается и управление процессом переходит на локальный контру.

Сигнал с датчика (1-2,3-2,5-2) идет на вторичный пневматический прибор (1-3,3-3,5-3). В регулятор (1-4,3-4,5-4) заранее введено желательное значение параметра. На элементе сравнения происходит сравнение параметров. В случае отклонения регулятор вырабатывает регулирующее воздействие, которое, минуя (1-4,3-4,5-4) по адресу 2,4,6 действует на пневматический клапан (1-5,3-5,5-5), который пропорционально регулирующему воздействию меняет свое положение (в сторону уменьшения сигнала рассогласовывания)

2 Регулирование температуры охлажденной кислоты по изменению подачи хладагента.

Для регулирования температуры используют аналогичные контуры с той разницей, что сигнал о текущей температуре от термометра сопротивления (19-1,29-1,31-1,33-1,35-1) по первому адресу передается на нормирующий преобразователь (19-2,29-2,31-2,33-2,35-2), который нормирует сигнал в стандартный от 0 до 5 мА.

3. Регулирование соотношения расходов при автоматизации топки

Контур создан для того, чтобы соотношение природного газа и воздуха, подающихся в топку, было оптимальным (так как Температура будет самой высокой). Это соотношение заводится задатчиком в регулятор (25-5). Датчики расходов (25-1,25-2) устанавливаются на трубопроводах, ведущих в топку. Через дифмонометры текущее соотношение подается на прибор (25-5) с заданным соотношением. Дальше регулирующее воздействие идет по адресу 28 на пневматический клапан (25-8), а клапан воздухом добивается нужного соотношения компонентов.

В случае, если нужно скорректировать соотношение по температуре, то к контуру соотношения присоединяется контур температур.

Термометр сопротивления (27-1) фиксирует температуру отработанной H₂SO₄, преобразует ее в унифицированный сигнал в преобразователь (27-3). Сигнал воспринимается вторичным пневмоприбором (27-4) но элементы сравнения, встроенного в него регулятора (27-5) идет сигнал рассогласования, в случае наличия отношения регулирующего воздействия передается по стрелке на прибор (27-6) и исправляет там задание, то есть корректирует.

4. Контур контроля давления

Сигнал с датчика (пружинного манометра (9-1) поступает на вторичный пневматический прибор (9-2), который ведет показания и запись параметра.

Для передачи сигнала в управляющую машину по адресам B₁₉, ставится в пневмоэлектрический преобразователь для преобразования сигнала. В унифицированный электрический сигнал 0-5 мА, воспринимаемый машиной.

5. Регулирование концентрации кислот

Для измерения концентрации кислот используют аналогичные контура с той разницей, что датчиками будут датчики концентратора (16-1,17-1,18-1), сигналы для управляемой колонны по адресам B_i16, B_i17, B_i18, идут через измерительные приборы преобразователи (16-2,17-2,18-2)

Таблица №22 - Контрольно-измерительные приборы и средства автоматического контроля

Позиция	Наименование параметра среды и место отбора пробы	Пред-е значение параметра	Место установки прибора	Наименование и характеристика температуры	Тип модели	Количество			Завод изготовитель	Примечание
						На 1 агр.		На все агр.
1-1, 3-1, 5-1	Уровень в напорном баке	2 м	По месту	Уровнемер буйковый с унифицированным пневматическим сигналом класс точности 1,5%	УПБ-16	1	3		З-д "Теплоприбор" г. Казань
1-2, 3-2, 5-2, 9-2, 13-4, 19-4, 23-4, 35-5, 27-4, 29-4, 31-4, 33-4, 35-4	-"-	-"-	На щите	Вторичный пневматический прибор, предназначенный для записи и показания величины регулируемого параметра и управляющего воздествия. Класс точности 1. Длина шкалы прибоа – 100 мм.	ПВ101П	1	14		"Тизприбор" г. Москва
1-3, 3-3, 5-3, 9-3, 13-5, 19-5, 23-5, 25-6, 27-5, 29-5, 31-5, 33-5, 35-5	-"-	-"-	На щите	Пропорциональноинтегральный регулятор системы "Старт". Предел пропорциональности от 2 до 3000%	ПР3,31	1	14		"Тизприбор" г. Москва
1-4, 3-4, 5-4, 9-4, 13-6, 19-6, 23-6, 25-4, 27-6, 29-6, 31-6, 33-6, 35-6	-"-	-"-	По месту	Электропневматический преобразователь трехходовый	П1ПР5	1	14		Устькаменногорский завод приборов
1-5, 3-5, 5-5, 9-5, 13-7, 19-7, 23-7, 25-8, 27-7, 29-7, 31-7, 33-7, 35-7	-"-	-"-	По месту	Регулирующий клапан с пневомоприводом (для агресивных сред). Условное давление 16 кгс/см2	25г30нт	1	14		Котельниковский агрегатномоторный завод
1-6, 3-6, 5-6, 9-6, 13-8, 19-8, 23-8, 25-9, 27-8, 29-8, 31-8, 33-8, 35-8	-"-	-"-	По месту	Электропневматический преобразователь, предназначен для преобразования сигнала постоянного тока 0-5мА в унифицированный пневматический сигнал 0,2-1 кгс/см2 Основная допустимая погрешность ±1%	ЭПП63	1	14		"Электроприбор" г. Москва
1-8, 3-8, 5-8, 9-8, 25-4	-"-	-"-	По месту	пневмоэлектрический преобразователь для преобразования сигнала. Класс точности 1	ПЭ55М	1	5		г. Чебоксары, з-д "Электроисполнмех-ов"
7-1, 13-1, 23-1, 27-1, 29-1, 31-1, 33-1, 35-1, 19-1	Температура: - подогретой кислоты	80-100 ОС	По месту	Термометр сопротивления. Предел измерений [-2ОС, +250 ОС]. Градуировка 22	ТСП60-97	1	9		Львовприбор" г. Львов
	- Паров HNO3 после конденсатора	30-40 ОС	По месту
	Охлажденной HNO3	30-35 ОС	По месту
7-2, 13-2, 19-2, 23-2, 29-2, 31-2, 33-2, 35-2	Холодильнике - охлажденной HNO3	80 ОС	По месту	Преобразователь измерительный, предназначенный для преобразования сигналов термоэлектрических термометров в унифицированный сигнал постоянного тока 0-45мА. Преобразователь отличается искробезопасным исполнением входных щелей	НПСЛ-1-И	1	9		г. Чебоксары, з-д "Электроисполнмех-ов"
	-"-	-"-	По месту	Электропневматический преобразователь, предназначенный для преобразования сигнала постоянного тока 0-5 мА в пропорциональный унифицированный пневматический сигнал 0,2-1 кгс/см2 .. Осн. Допустимая погрешность ±1%	ЭПП-68	1	8		"Электроприбор" г. Москва
9-1	Давление пара в общец магистрали, поступающей в днище колонны	Не >0,7атм.	По месту	Пружинный манометр общего назначения	ОБМ1-60	1	1		Манометрический завод г. Томск
11-1	Температура пара в общей магистрали	140-240 ОС	По месту	Термоэлектрический термометр. Матириал электродов – хром. Пределы измерения 50-60 ОС	ТХК 0515	1	1		Приборостроительный завод, г. Луцк
12-1	Температура верха колонны	85-90 ОС	По месту	Термометр сопротивления. Предел измерения: [-50 ОС, +250 ОС], град 20,22. Материал – платина	ТСП60-97	1	1		Львовприбор" г. Львов
11-2	Температура верха колонны	140-240 ОС	По месту	Прибор измеряющий, нормированный. Предназначен для преобразования сигналов термоэлектрических термометров, датчиков ЭДС и термометров соспротивления в унифицированные сигналы постоянного тока. Предел измерений 0-5мА	НПТЛ-14	1	1		г. Чебоксары, з-д "Электроисполнмех-ов"
11-3, 12-3	-"-	-"-	На щите	Вторичный прибор автоматический, потенциометр стандартный одноточечный измеряющий и регистрирующий. Оснащен полупроводниковым усилителем	КСП-4	1	2		"Теплоприбор" г. Челябинск
15-1	Нагрузка колонны (количество продукционной HNO3)	3,4 гк/ч	По месту	Ротаметр с пневматической дистанционной передачей	РПД	1	1
15-2	-"-	-"-	По месту	пневмоэлектрический преобразователь (преобразователь пневмосигнала 0,2-1 кгс/см2 в электрический сигнал 0-5 мА. Класс точности 1	ПЭ55М	1	1		г. Чебоксары, з-д "Электроисполнмех-ов"
15-3	-"-	-"-	На щите	Вторичный пневматический прибор (показание, запись)	ПВ 1,3	1	1		"Тизприбор" г. Москва
18-1	Концентрация H2SO4	98%	По месту	Концентратометр предназначен для непрерывного измерения концентрации	КСО-У	1	1		Опытный завод УНИхим г.Свердловск
18-2	-"-	-"-	По месту	Измерение, запись величин, преобразуемых с помощью датчиков в напряжение постоянного тока.	КСМ-3	1	1		"Теплоприбор" г. Челябинск
18-3	-"-	-"-	По месту	Вторичный самопишущий прибор. Класс точности 1	Пв4.2 П	1	1		"Тизприбор" г. Москва
25-1, 25-2	Оотношение природного газа и воздуха в топке	1:6	По месту	Стандартные сужающие устройства: диафрагма камерная Dy=16кгс/см2 , усл. проход = 80 мм.	ДК16х80	2	2		"Теплоконтроль" г. Казань
25-3	-"-	-"-	На щите	Вторичный самопишущий прибор (запись, показ, управляющее воздействие)	ПВ 102П	1	1		"Тизприбор" г. Москва

6. Безопасность и экологичность проекта. Анализ производства. [10]

Производство концентрированной серной кислоты непрерывное и полностью автоматизировано. Производство состоит из трех отделений:

Отделения концентрирования азотной кислоты, отделения концентрирования серной кислоты и абсорбционного отделения. Используется следующее оборудование: колонна ГБХ, вихревая ферросилидовая колонна, абсорберы, вентиляторы, насосы, напорные баки, холодильники, конденсатор, топка. Оборудование размещено в трехэтажном здании. В основном все оборудование размещено на первом этаже, но так как колонна ГБХ высокая, то напорные баки и вентиляторы находятся на третьем этаже. Так как HNO₃ и H₂SO₄ являются сильными кислотами, то отделение концентрирования кислот относим к пожароопасным зонам по ПУЭ, т. е. К зоне класса В1а. В отделении абсорбции возможны выделения нитрозных газов, которые при взаимодействии с воздухом могут создать взрыво-пожароопасную смесь, то отделение по ПУЭ относим к взрывоопасным зонам В-1б.

Таблица №23

Наименование производственного помещения	Класс по ПУЭ	Класс са-нитарной зоны по СН245-71	Категория по НПБ 105-95
1.	2.	3.	4.
Абсорбционное отделение	В-1б	V	Б (взрывопожароопасная)
Отделение серной кислоты	П-IIа	VI	В1-В4 (пожароопасная)
Отделение азотной кислоты	П-IIа	VI	В1-В4 (пожароопасная)

Индивидуальные средства защиты

Работа с кислотами опасна возможными ожогами и отравлениями выделяющимися газами и парами. Все рабочие кислотного цеха должны быть обеспечены для защиты тела спецодеждой по ГОСТ 12.4.103-83 из серошинельного сукна по ГОСТ 12.4.036-78; резиновыми сапогами или калошами по ГОСТ 5379-73 с суконными чулками для защиты ног.; для защиты рук – кислотнозащитными рукавицами типа КР; для защиты глаз – предохранительными защитными очками по ГОСТ 12.4.013-85 закрытого типа с бесцветными стеклами; для защиты органов дыхания – противогазы марки БКФ или КД. Также применяются противогазовые респираторы РПГ-67 от действия на глаза парообразных веществ.

На рабочих местах кислотных участков имеются водопроводные краны, ванны с содовым раствором (для нейтрализации пролитой кислоты на открытых участках тела), смена вод которых производится два раза в месяц.

Таблица №24 - Характеристика используемых веществ в производстве: ПДК, класс опасности, действие на человека, способы обезвреживания.

Наименование веществ	Токсичность	Способы обезвреживания, первая помощь	ПДК, класс опасности по ГОСТ 12.1007-76
1.	2.	3.	4.
I. HNO3 – азотная кислота	При попадании на кожу человека вызывает сильные ожоги. Дым, содержащий туман HNO3, раздражает верхние дыхательные пути, вызывает коньюктивит и поражает роговицу глаз.	При попадании на кожу человека, смыть водой, нейтрализовать. Вывести на свежий воздух и вызвать скорую помощь, HNO3, пролитую на пол, следует смыть водой	ПДК паров HNO3 в воздухе рабочей зоны производственных помещений 2мг/м3. По ГОСТ 12.100776 ССБТ относится к III классу опасности (умеренно-опасные)
II. H2SO4 - серная кислота регенерированная	По характеру токсического действия на организм человека H2SO4 относится к раздражающей группе веществ. При попадании на кожу вызывает сильные долго не заживающие раны (ожоги), образование нарывов, язв. Мелкие брызги при попадании в глаза могут привести к потере зрения. Вдыхание концентрированных горячих паров может привести к потере сознания и тяжелому поражению легочной ткани.	То же самое, что и для HNO3, но H2SO4, пролитую на пол, нейтрализуют гашеной известью.	ПДКр.з.-1мг/м3 По ГОСТ12.100776 ССБТ относится к III классу опасности (умеренно-опасные)
III. Нитрозные газы (окислы азота)	Токсичны. По характеру токсического действия на организм человека окислы азота относятся к раздражающей группе веществ. Вдыхание окислов азота в малых концентрациях вызывает раздражение дыхательных путей, при длительном воздействии хронические заболевания. Вдыхание окислов азота в больших концентрациях вызывает отек легких и отравление.	В случае отравления пострадавшего немедленно вести на свежий воздух и вызвать скорую помощь	ПДКр.з.NO=5мг/м3 По ГОСТ12.100776 ССБТ относится к III классу опасности (умеренно-опасные)

Шум и вибрация [15], [16]

В проектируемом объекте источниками шума и вибрации могут служить воздуходувки, вентиляторы, электродвигатели вентиляционных установок, центробежные насосы.

Воздуходувки относятся к машинам безударных процессов, имеют виброзащиту в виде кожухов, предусмотренную заводом-изготовителем. Воздуходувки также расположены в специально отведенных для них местах, огражденных перегородками. Поэтому аппаратчики находятся на некотором удалении о воздуходувок, а шум и вибрация от этих установок не приносят вреда здоровью людей.

Дополнительными источниками шума являются вентиляторы, насосы, шум от которых достигает 80-100 дБ. Шум от вентиляционного агрегата распространяется через воздушную среду, по строительным конструкциям и стенкам воздуховодов.

Борьба с шумом может осуществляться путем снижения первоначального шума от вентиляционного агрегата и насосов, изоляцией агрегатов от их основания при помощи виброзащитных элементов. Амортизаторы вибраций изготовляют из стальных пружин или резиновых прокладок.. Фундаменты под центробежные насосы изолируют войлоком, асбестом, для уменьшения вибрации. Применяют также звукопоглощающие материалы, как стекловолокно, поролон, для воздуховодов и облицовки вентиляционных камер.

В качестве индивидуальных средств защиты от шума в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 используют легкие противошумные вкладыши, вставляемые в уши.

Для защиты от вибрации, передаваемой человеку через ноги, используется обувь на войлочной или толстой резиновой подошве.

Таблица №25 - Допустимые уровни шума на рабочих местах согласно ГОСТ 12.1.003-83 [16]

Рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц.		Уровни звука и эквивалентные уровни звука дБ
	500	100
Помещение управления, рабочие комнаты	63	55	60
Постоянные рабочие места	83	80	85

Вентиляция

Основным условием создания нормальных санитарно-гигиенических условий воздушной среды в производственных помещениях является максимальная герметизация технологического оборудования и коммуникаций. В задачу вентиляции входит борьба с неизбежными вредными выделениями, которые решаются путем устройства местных отсосов у аппаратов с наиболее сильными выделениями: баки свежих и отработанных кислот, колонна ГБХ, сборники регенерируемых кислот.

Вентиляция воздуха в нашем помещении осуществляется естественным путем за счет дверных и оконных проемов и искусственно с помощью приточно-вентиляционных установок. В случае превышения ПДК паров HNO₃ в воздухе рабочей зоны автоматически происходит включение аварийной вентиляции, которая снабжена газоанализиратором, который настроен на ПДК кислот.

Расчет вентиляции

Основным показателем, характеризующим воздухообмен, является кратность воздухообмена:

, где

 - объем помещения = 1200 м³

 - объем вохдуха для вентиляции помещения, м³/ч (5000 м³/ч)

В соответствии с СН-245-71 выбираем вентилятор антикоррозионного исполнения. Материал – железнохромная сталь марки 18.9-57-4

Электродвигатель марки М2, исполнения 2ExdIIВТ4, у которого КПД=0.8, N=1,6кВт, n=2800 обор./мин, асинхронного типа.

Аварийный вентилятор марки ЦАГИ (с пусковым магнитопускателем)

Метеорологические условия [17]

Метеорологические условия в помещении концентрирования кислот выбираются исходя из категории работ в данном производстве. Наше производство полностью автоматизированное, рабочие работают сидя или стоя, не требуя систематического физического напряжения и не связаны с поднятием или переноской тяжести. Исходя из перечисленного по ГОСТ 12.1.005-76 выбираем Ia категорию работ и составляем таблицу.

Таблица №26

Категория работ	Время года	Температура воздуха, ОС		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
		Оптим.	Допустим.	Оптим.	Допустим.	Оптим.	Допустим.
I a	Теплый	20-23	19-25	60-40	75	0,2	0,2
	Холодный	16-18	15-20	80-85	95	0,2	0,2

Отопление паровое. Расчетная температура парового воздуха – 18 ^ОС, поверхность нагретых частей системы =70 ^ОС. Отопление бытового помещения – централизованное, паровое.

Пожарная профилактика [12], [18]

Здание концентрирования кислот трехэтажное. Здание кирпичное, толщина наружных стенок 510 мм. (стены несущие и ограждающие).

Критическая температура для кирпича 700-1000 ^ОС, полы бетонные.

Минимальный предел огнестойкости ограждающих стен (противопожарные) 0,75ч. Также используются в цеху следующие типы противопожарных преград.

Таблица №27 - Типы противопожарных преград

Противопожарные преграды	Минимальный предел огнестойкости, ч
1. противопожарные двери и окна (материал дверей – дерево с глубокой пропиткой антипиреном и дополнительной защитной термоизоляцией) количество дверей – 4 шт.	1,2
2. Противопожарные зоны – колонны (500x500 мм.)	2,5
- противопожарные перегородки	0,25
2. Противопожарные перекрытия для отделения зон Б от В по НПБ 105-95 (материал – дерево, покрытое труднолетучими материалами)	1

Исходя из перечисленного и ссылаясь на то, что отделение концентрирования кислот по НПБ 105-95 относится к классу В, выбираем степень огнестойкости здания.

Максимальное расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода – 25 м.

У здания предусмотрена лестница шириной 70 см. для эвакуации людей с верхних этажей при пожаре. Число эвакуационных выходов – 5 (через противопожарные двери). Также помещение оборудовано противопожарными лестницами с естественным освещением через окна. Ширина дверей не менее 1 м., длина до 5 м.

Для ликвидации пожара установлены пожарные краны в здании, а на улице пожарные гидранты на расстоянии 100 м. друг от друга, не ближе 5 м. от стены, не далее 50 м. установлены пожарные извещатели.

Также помещение обеспечено первичными средствами пожаротушения:

1)   огнетушители порошковые ОП-1 (для тушения электропроводки, электродвигателей, находящихся под напряжением по ГОСТ 12.1.004-83)

2)   ручные углекислые ОУ-2 (для тушения открытого огня и газов)

3)   пенные огнетушители согласно ГОСТ 12.1.004-83 (для тушения возгорания горючих растворителей)

4)   ящики с песком около оборудования (для тушения щелочных и щелочноземельных металлов)

В случае возникновения пожара в помещении необходимо прекратить работу, включить вентиляционную систему, приступить к тушению пожара и вызвать пожарную команду.

Согласно СНиП 2.04.09-84 выбирается автоматический извещатель типа ДТР. Также ручные пожарные извещатели вне здания на конструкциях на высоте 1,5 м. от уровня пола.

Освещение [19]

Для освещения нашего помещения используется естественное, искусственное, а также аварийное освещение.

В соответствии с ранее принятым проектом объемно-пространственного и конструктивного решения здания, естественное освещение боковое, через световые проемы в наружных окнах здания.

Так как наше производство полностью автоматизировано и непрерывно, происходит общее наблюдение за технологическим процессом по СНиП 23-05-95 это VIII а разряд зрительных работ. Значения КЕО при боковом освещении в зоне с устойчивым снежным покровом 0,3% на основании СНиП 23-05-95 в соответствии с разрядом выполняемых работ Е=75 лк – минимальная освещенность согласно СНиП 23-05-95 для зрительных работ (VIII разряда).

Расчет естественного освещения

Расчет освещения заключается в определении площади световых проемов для помещения:

, где

 - площадь пола;

 - нормируемое значение КЕО

 - коэффициент, учитывающий затемнения окон,

 - световые характеристики окна, .

- общий коэффициент пропускания, равен оптические свойства стекла (0,8) плюс потери света в переплетах (0,6) плюс потери из-за загрязнения остекленной поверхности (0,8) плюс в несущих конструкциях (1) плюс в солнцезащитных устройствах (0,8),

- =1,9 – при боковом освещении, коэффициент, учитывающий затемнение окон противоположными зданиями

, где  %по СНиП 23-05-95

- коэффициент светового климата,

;  - коэффициент солнечного климата,

%

м²

Площадьодного окна:

м²

Количество световых проемов:

шт.

Выбираем количество световых проемов – 20 шт. Фактическое количество световых проемов – 20 шт. Исходя из этого делаем вывод: расчетное количество окон в количестве 20 штук соотвествует санитарным нормам и фактическому количеству окон.

Расчет искусственного освещения [19].

Для искусственного освещения предусмотрены: переносные светильники МВП с лампами МГ-51 (F=4600лм, W=12Вт/м²) и светильники для общего освещения пожароопасной зоны (для кислотной среды)

Число светильников, обеспечивающих необходимое освещение:

, где:

E – минимальная освещенность (E=75 лк) согласно СНиП 23-05-95 для зрительных работ согласно VIII разряда.

F – световой поток одной лампы (F=4600лм)

- поправочный коэффициент светильника, =1,1

U – коэффициент использования затемнения от типа светильника, U=0,6

шт

Выбираем 25 светильников, тип светильника СХ-50, мощность 300 Вт, ГОСТ 2239-79.

Фактическое количество светильников – 25 шт.

Вывод: Количество светильников соотвествует санитарным нормам и расчетному количеству.

Аварийное освещение.

Проектом предусмотрено аварийное освещение, которое обеспечивает 5% от нормального освещения и равно 6925,4 лм. Мощность одного светильника 60Вт, напряжение 12 В. Световой поток ламп накаливания 400 лм. Вакуумные лампы накаливания (В)

Определим количество светильников для обеспечения аварийного освещения:

шт.

Выбираем 16 штук. Тип светильников МВП (пылевлагонепроницаемые).

Аварийное освещение необходимо для продолжения работ в случае аварии.

Электробезопасность [11]

Поражение электрическим током может возникнуть вследствие случайного прикосновения людей к токоведущим частям (электропроводке), находящимся под напряжением, разряды молнии на электроустановку (насос, вентилятор), возникновение напряжения тока на участке земли, где находится человек в результате замыкания в электропроводке.

Согласно ПУЭ по опасности поражения площадей электрическим током, проектируемое помещение относится к III классу (особо опасное), вследствие сырости помещения, относительная влажность 95%, использования химически активной среды (кислоты с большими концентрациями.

В кислотном цехе для защиты людей от воздействия электрического тока применяются индивидуальные изолирующие защитные средства [11] типа диэлектрическая обувь, на рабочих местах деревянные подставки, покрытие резиновыми ковриками. Люди, работающие вблизи электроустановок напряжением 550 В (например, у вентиляторов) имеют указатели напряжения (вольтметры) с изолирующими ручками.

По способу защиты людей от поражения электрическим током все электротехнические изделия нашего производства в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 относятся к I классу, так как изделия, кроме рабочей изоляции токоведущих частей установки (оплетка обмоточных проводов), имеют, элементы заземления (вилку с заземленным контактом).

Защитные меры в электрооборудовании

Для обеспечения бесперебойной работы электрооборудования, во избежание поражения электрическим током, все электрооборудование, как было сказано выше, имеет надежную рабочую изоляцию, предусмотренную заводом-изготовителем. В качестве изолирующего материала используется эмаль, противоточные лаки. Контроль за состоянием изоляции проводится не реже одного раза в год.

Электроснабжение цеха обеспечивается с трансформаторных подстанций, электрооборудование питается напряжением 380 В и 500 В. Силовая сеть выполнена из кабеля марки ВРБТ, также выполнена контрольным кабелем КРВБТ. Во избежание опасности механических повреждений проводов кабеля проводка делается под штукатуркой. Также электрооборудование заземляется к общему контуру друг к другу сопротивлением не более 4 Ом. Заземление предусматривается контурное медное или стальное (ст. 45). Стержни заземлителя располагаются по всему контуру на расстоянии 4 метров друг от друга.

В электроустановках применяется система защитного отключения, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки, при возникновении в ней опасности поражения током. Безопасность обеспечивается быстродействующим (0,1-0,2 сек) отключением всей сети при замыкании на элементы электрооборудования. Также применяем световую сигнализацию (красную) в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 при коротком замыкании электрооборудования Для профилактики электротравматизма применяем в соответствии с ГОСТ 12.4.026-76 предостерегающие плакаты. Электродвигатели взрывозащищенного исполнения по ГОСТ 12.2.020-76 марки 2ExiIIAT2.

Статическое электричество и молниезащита.[21]

Заряды статического электричества возникают при трении кожаного приводного ремня электродвигателей, при интенсивном перемешивании веществ в колонне концентрирования, при длительном накоплнеии зарядов на электрооборудовании.

В отделении концентрирования кислот, относящихся по ПУЭ к классу П-IIа защита от статического электричества осуществляется только на трубопроводах около оборудования.

Молниезащита

Для защиты от прямого удара молнии применяются молниеотводы. Так как отделение концентрирования кислот по ПУЭ по пожароопасностти относится к классу П-IIа и здание расположено в местности со средней грозовой деятельностью 20 часов в год, то выхлопные трубы в отделении по устройству молниезащиты относятся к III категории в соответствии с СН-305-77 сопротивление заземления труб должно быть не менее 50 Ом на каждый токоотвод от вторичного проявления молний предусмотрено заземление всего оборудования и трубопроводов. Величина сопротивления заземления 10 ОМ. Материал зазаемления – ст. 45. Токоотводы устраивают из стальной проволоки (ст.3) d=7 мм. В качестве токоотводов используем колонны в здании.

Расчет молниезащиты [22]

Определяем зону и категорию устройств молниезащиты. Цех по правилам относится к классу П-IIа. Основные характеристики местоположения – в местности со средней грозовой деятельностью 20 ч в год и более.

Тип зоны защиты – для здания II степени огнестойкости при  выбирается зона Б, категория III.

Ожидаемое количество N поражений молнией в год здания определяется по формуле:

, где:

S – ширина здания, м; S=21 м.

Z - длина здания, м; Z=38 м.

h – наибольшая высота здания, м; h= 15 м.

n=2 – среднегодовое число ударов молний в 1 м² земной поверхности.

N=0.03

Выбираем зону защиты молниеотводов Б.

Тип молниеотвода и габариты зоны защиты:

-     отвод высотой 29 м;

-     высота зоны защиты над землей:

h₀ = 0.92h = 26.7 м;

-     радиус зоны защиты на уровне земли:

r₀=1.5h = 43.5 м;

-     радиус зоны защиты на высоте h_x над землей: м.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Безопасность технологического процесса.

Для предупреждения образования разрядов оборудование следует заземлять согласно ГОСТ 12.4.124-83. Сопротивление заземленного устройства не должно превышать 100 Ом. Трубопроводы, оборудование (колонна ГБХ), вентиляционные короба, расположенные в цехе, представляют собой не всем протяжении непрерывную цепь, которая присоединяется к контуру заземления в двух точках, согласно ПУЭ 12.1.030-81.

Для обеспечения рабочих в цеху индивидуальной защитой, используется электростатическая обувь – резиновые сапоги или калоши., одежда из хлопчатобумажных тканей. Также необходимо заземление помостов и рабочих площадок.

Экологичность проекта

Для создания нормальных условий труда, необходимо, чтобы оборудование кислотного цеха было герметично. Для обеспечения герметичности аппарат концентрирования футерован изнутри. Фланцевые соединения колонны во избежание разбрызгивания кислоты ограждаются манжетами из алюминия. Прокладки между царгами изготавливаются из фторопласта 4.

Испытание на герметичность производится продувкой колонны. Для обеспечения герметичности кислотопроводов уплотнение фланцевых соединений осуществляется при помощи прокладок из "ванного асбеста", обмотанного фторопластовой лентой.

Коррозия может служить одной из причин аварий и разрушений оборудования. Оборудование работает в агрессивной среде, все оборудование из кислотостойкой стали. Колонна ГБХ и вихревая колонна из ферросилида.

 7. Строительно-монтажная схема здания цеха и компоновка оборудования

Исходные данные:

1.    Географическое положение и климат:

проектируемая стадия концентрирования серной кислоты расположена на промышленной площадке завода им. В.И. Ленина в г. Казань.

Температура в зимнее время (25 ^ОС)

Глубина промерзания грунта 4,5 м

Скоростной напор ветра 35 кг/м³

Уровень грунтовых вод 6 м