Автоматизація вапняно-обпалювальної печі

ЗМІСТ

Введення

Опис конструкції конкретного об'єкта автоматизації і

технологічного процесу

ППР - піч

Якість вапняку

Залишковий СО ₂

Реакційна здатність

Обсяг повітря

Завантаження вапняку у вагові дозатори

Газ

Паливо

Запальна пальник

Нагрівальна пальник

Експлуатація печі

Вапняна піч як об'єкт управління

Побудова функціональної схеми автоматизації і вибір технічних

коштів.

Побудова принципової схеми контуру контролю

Техніка безпеки і охорона праці

Розрахунковий лист

Висновок

Список літератури

Введення

Проектування автоматизованих систем управління технологічними процесами вимагає глибоких знань і практичного засвоєння методів синтезу автоматичних систем управління. Завдання синтезу АСУ вирішуються на підставі динамічних властивостей об'єктів управління і вимог, що пред'являються до систем.

Розвиток сучасного металургійного виробництва супроводжується інтенсифікацією технологічних і виробничих процесів. Створення великих металургійних агрегатів та їх комплексів дозволяє більш ефективно використовувати сировину, паливо, капіталовкладення. У той же час здійснювати управління металургійними процесами у великих і складних технологічних об'єктах без використання новітніх методів і засобів управління - неефективно або взагалі неможливо.

Ефективним засобом управління технологічними об'єктами є системи централізованого управління, що використовують обчислювальну та керуючу техніку. Такі системи управління отримали найменування автоматизованих систем управління технологічними процесами. АСУ ТП включає в себе велику область систем управління технологічними процесами з різним ступенем звільнення людини від функцій контролю і управління.

АСУ ТП являють собою якісно новий щабель розвитку засобів і методів управління технологічними об'єктами, так як в них використовуються технологічні і техніко-економічні параметри і критерії, а не тільки технічні, як це мало місце раніше. В АСУ ТП втілені досягнення локальної автоматики, систем централізованого контролю, електронної та обчислювальної техніки. Крім того, АСУ ТП виробляє загальну централізовану обробку первинної інформації в темпі протікання технологічного процесу, після чого інформація використовується не тільки для управління цим процесом, а й перетворюється на форму, придатну для використання на вищих рівнях управління для вирішення оперативних завдань.

Так як АСУ ТП виконує і економіко-інформаційні функції, то вона набуває величезне значення в управлінні агрегатами і процесами.

1. Опис конструкції конкретного об'єкта автоматизації і

технологічного процесу.

Вапно - один з ключових елементів в житті. Цей природний матеріал залучений у виробництво більшості сучасних виробів. Виробництво сталі, золота, срібла, міді і пластмас, а також багатьох хімічних виробів і харчових продуктів. Найбільш важливі області застосування вапна та доломіту вапна:

• Металургія

• Кольорові метали

• Будівництво

• Хімічна промисловість

• Харчова промисловість

• Сільське господарство

• Агрономія

• Медицина

• Обробка стічних вод.

По всьому світу проводиться більше ніж 120 мільйонів тонн на рік вапна і доломіту вапна. Чорна металургія - первинний споживач з щорічним попитом приблизно 40 мільйонів тонн.

Високоякісний вапняк містить від 97 до 99% Сас O 3. Вимагає приблизно 1.75 тонни вапняку, щоб зробити одну тонну вапна. Високоякісний доломіт містить 40 - 43% М g СО ₃ і 57 - 60% СаСО3. Вимагає приблизно 2 тонни доломітного вапняку, щоб зробити одну тонну доломітної вапна.

Випал вапняку і доломіту - простий хімічний процес. Нагрівання карбонату і його розкладання відбувається згідно відповідного рівняння.

СаС0 ₃ + приблизно 3180 кДж (760 кілокалорій) = СаО + СО _2,

3) 2 + приблизно 3050 кДж (725 кілокалорій) - Сао (М g О) + 2 СО _2,

Температура розкладання залежить від парціального тиску вуглецевого діоксиду в атмосфері процесу. В атмосфері газу згоряння, нормального тиску і 25% СО _2, розкладання вапняку починається при 810 ° С, в атмосфері 100% С0 _2, початкова температура розкладання була б 900 ° С. Доломіт розкладається у двох стадіях, що починаються приблизно при 550 ° С для М g СО ₃ і приблизно 810 ° С для СаСО3

Щоб повністю обпалювати вапняк і не мати ядро, теплота, через поверхні вапняку повинна проникнути до ядра. Температура 900 ° С повинна бути досягнута в ядрі принаймні протягом короткого періоду часу, тому що атмосфера всередині матеріалу - чистий З02. Кам'яна поверхня повинна бути підігріта більше ніж нз 900 ° С, щоб підтримати необхідний температурний градієнт і подолати ефект ізолювання спаленого матеріалу на поверхні вапняку. При отриманні м'яко-обпаленої вапна поверхнева температура не повинна перевищити 1100 1150 ° С, інакше відбудеться рекристалізація СаО і як наслідок - більш низька реакційна здатність продукту і зміни властивостей обпаленої вапна.

Деяка витримка або час витримки потрібні, щоб передати теплоту від газів згоряння до поверхні вапняку і потім від поверхні до ядра вапняку. Великі камені вимагають більш тривалого часу випалу. Випал у більш високих температурах зменшує необхідний час витримки. Однак занадто високі температури несприятливо торкнуться реакційну здатність виробу. Відношення між температурою горіння і часом витримки, необхідного для різного фракційного складу показується далі.

Фракція Температура випалу Приблизний час

[Мм] [° С] [години]

50 1200 0.7

1000 2.1

100 1200 2.9

1000 8.3

Устаткування для виробництва вапна

Використовуються два типи випалювальних печей, щоб обпалити вапняк і доломіт в сучасній промисловості:

Ротаційні (обертові) випалювальні печі

Вертикальні або шахтні печі.

Ротаційні випалювальні печі з підігрівачем, зазвичай переробляють вапняк фракції 6-50 мм. Тепловий баланс цього типу випалювальних печей характеризований досить високими втратами з газами, і через горловину обпалювальне печі. Втрати з газами, що відходять знаходяться в діапазоні від 20 до 25%, втрати через кожух обпалювальне печі від 15 до 20% необхідного тепла. Тільки приблизно 60% паливної енергії, яка подається в випалювальні печі з підігрівачем, використовуються для процесу випалу безпосередньо.

Для всіх типів вертикальних одношахтних печей має нестійкість між теплотою, віддаленої від зони випалу і теплоти, необхідної в зоні прогріву. Навіть з ідеальним процесом випалу (з надлишком повітря 1.0) відходить газ з температурою 100 ° С може бути тільки з вапняком, що містить менше ніж 88% СаСОз. Однак, вапно, вироблена з такого вапняку, має обмежену сферу застосування. У вапняках, на практиці, набагато вищий вміст карбонату, більш висока температура відходить газу при виробництві, яка є наслідком надлишку теплоти в зоні прогріву. Як же може надлишкова теплота, у зоні випалу обпалювальне печі використовуватися, щоб мінімізувати споживання теплоти і як сучасні типи обпалювальне печі відповідають цьому аспекту. Досконале рішення цієї проблеми - прямоточно-противоточного Регенеративна піч Винищити (ППР - піч),

1.1 ППР - піч

Існують два головних типи вертикальних шахтних печей. Одна шахта протистоїть потоку, що нагріває піч і шахта з паралельними потоками, нагріваючими піч. Стандарт ППР - піч - обпалювальна піч з двома шахтами чергуючи палаюче і не горить дію шахти. Є дві ключові характеристики ППР - ПЕЧІ:

1) паралельний потік гарячих газів та каменю в зоні випалу;

2) регенеративний прогрівання всього повітря для горіння в процесі.

Обпалювальна ППР - піч ідеально підходить для виробництва м'яко-обпаленої, високо реактивної вапна і доломіт вапна через умови, створених паралельним потоком каменю і газів згоряння в "палаючої шахті". Додатково, регенеративний процес забезпечує найнижче споживання тепла всіх сучасних випалювальних печей.

Оскільки кількість охолодження повітря - не достатньо для повного згоряння палива, додатковий повітря, повинен бути поданий через бічні пальника. Як у цьому типі обпалювальне печі паливо подається в нижній частині зони випалу (де матеріал вже обпалений) температура в цій області значно вище, ніж потрібно для виробництва високо-реактивної вапна.

У ППР випалювальних печах паливо подається у верхню частину зони випалу і виходу газів згоряння, паралельно матеріалу. Оскільки паливо введено в верхній коней зони випалу, де матеріал може поглинати більшість теплоти звільняється паливом температура в зоні випалу - зазвичай 950 ° С. Через це, паралельне нагрівання потоку - краще рішення з виробництва м'яко-обпаленої, реактивної вапна і доломіт вапна.

Друга важлива характеристика ППР - ПЕЧІ - регенеративний підігрів повітря для горіння. У випалювальних печах із зустрічним потоками, повітря для горіння - підігрівається в охолодній зоні в обпаленої вапна. Однак прогрів обмежений ентальпією вапна. У зустрічному процесі нагрівання потоку є надлишок теплосодержания придатного до вживання, вмісту в відходить газі, який не відновлено до виснаження. Деякі окремі проекти шахтної печі, тому включили рекуператори, щоб повернути це відпрацьоване тепло, але такі теплообмінники сприйнятливі до руйнувань, викликаними пилом, що міститься вгорячіх газах.

Регенеративний процес вимагає двох зв'язаних шахт. Кожна шахта підпорядкована двом різним режимам роботи, "горіння" і "не горіння". Одна шахта працює на "горіння" і одночасно, друга шахта працює в противотоке. Кожна шахта проводить рівну кількість часу в режимах роботи "не горіння" і "горіння".

У "палаючому спосіб", шахта характеризована паралельним потоком газів згоряння і сирого каменю, беручи до уваги, що, в "не горить" способі шахта характеризована протиточним потоком сирого каменю і відхідних газів.

Регенеративний прогрівання повітря для горіння робить теплову ефективність обпалювальне печі фактично незалежною від фактора надлишку повітря для горіння. Це значно спрощує регулювання правильної довжини полум'я, щоб зробити бажану якість м'яко-обпаленої вапна. Більша кількість надлишку повітря - більш короткий полум'я, і менша кількість надлишку повітря - довший полум'я. Довжина полум'я - один з ключових чинників, щоб управляти реакційною здатністю негашеного вапна. Взагалі короткий факел і більш гарячий вогонь зменшує реакційну здатність обпаленої ізделіяю.

Дві шахти, позначили 1 і 2, містять матеріал, який буде обпалений. Шахти по черзі або одночасно наповнюють вапняком в залежності від місткості обпалювальне печі. Вапно вивантажується безперервно з обох шахт. Паливо подається тільки в одну з двох шахт. Наприклад шахта № 1 палаюча шахта і шахта № 2 не горить шахта. Паливо подається через газові труби, фурми, які вертикально простягаються до зони прогріву. Більш низький кінець труби, фурми, відзначає перехід до зони випалу від зони прогріву. Паливо введено через ці фурми і рівномірно розподілено по всій області шахти.

Повітря для горіння подається під тиском нагорі зони прогріву вище футеровки. Вся система герметична. Повітря для горіння - підігрівається каменем у регенераторі (зона прогріву) до змішування з паливом. Повітряно-паливне полум'я знаходиться в прямому контакті з матеріалом випалу, оскільки це проходить через зону випалу зверху до низу (паралельне нагрівання потоку).

Димові гази через з'єднувальний канал проходять з шахти, що працює в прямоток, в шахту, що працює в противотоке, подорожуючи в зустрічному потоці до каменя. Теплота передається від газів каменю і футеровке в не палаючій шахті. Відходять гази підігрівають футеровку в зоні прогріву і готують шахту до наступного циклу горіння в цій шахті.

Зміна від "горіння" до "не горіння називається" «періодом перемикання». Протягом кожного «періоду перемикання» зважена кількість вапняку наповнює піч. Продукт випалу вивантажується з обох шахт безперервно під час циклу випалу столами розвантаження в герметичний бункер. Повітря на охолодження безперервно подається знизу в обидві шахти, щоб зменшити температуру вироби до вивантаження в бункер вапна. Під час перемикання, коли обпалювальна піч розгерметизована, виріб вивантажується з бункера на віброживильники і конвеєра.

Чудова теплова конструкція ППР - ПЕЧІ може бути задовільно доведена за допомогою балансу теплоти. Сума ефективної теплоти, тобто теплоти, необхідної для розкладання, і теплових втрат забезпечує теплову потреба обпалювальне печі. Теплові втрати складаються;

• Втрата через футеровку обпалювальне печі дорівнює приблизно 170 кДж (40 кілокалорій) / кг вапна,

• Тепломісткість вивантажуваний негашеного вапна дорівнює приблизно 80 кДж (20 кілокалорій) / кг вапна при розвантаженні температура 100 ° С,

• Тепломісткість, вміст у відхідних газах приблизно 290 кДж (70 кілокалорій) / кг вапна при розвантаженні температура 100 ° С.

Оскільки обпалювальна піч не має ніякого переміщення, як ротаційна обпалювальна піч, втрати через стіни може бути скорочено до мінімуму, використовуючи відповідне властивість теплоізоляційного вогнетриву. Додаткова ізоляція, щоб далі зменшити стінні втрати, була б дуже дорога.

Достатня кількість повітря на охолодження використовується, щоб зменшити температуру обпаленої вапна в охолодній зоні. Нагріте повітря згодом використовується в процесі, таким чином, поліпшує ефективність обпалювальне печі.

Хоча теоретично можливо зменшити температуру відходить газу нижче 100 ° С, це не бажано через ущільнення і проблем корозії при дії в діапазоні точки роси газів.

Розгляд цих критеріїв проекту для теплових втратою обпалювальне печі при виробництві вапна з 96% СаО повне теплове вимога - приблизно 3500 кДж (840 кілокалорій) / кг.

ППР - випалювальні печі типово розробляються з двома шахтами прямокутної або круглої форми. Шахти пов'язані з'єднувальним каналом в нижній частині зони випалу. З'єднувальний канал служить як транспортний трубопровід, щоб дозволити гарячим газам виходити з "палаючої шахти" і входити в "не палаючу шахту".

ППР - ПЕЧІ з двома шахтами використовують вапняк фракції 40 мм - 120 мм. Коли потрібно підвищення продуктивності, використовується вапняк фракції менше ніж 40 мм, трьох шахтна піч. Маленька фракція створює більший тиск, і збільшує тиск усередині обпалювальне печі. Коли використовують три шахти, що відходять гази з палаючої шахти розподіляються у дві шахти, таким чином, відбувається скорочення газової швидкості і зниження тиску приблизно втричі. Технічний розвиток і досвід дозволили використовувати випалювальних печей з двома шахтами майже для всіх умов і усунули потреба у випалювальних печах з трьома шахтами.

ППР-ПІЧ працює під тиском, тому сталевий корпус повинен бути герметичний. Усі відкриття нагорі обпалювальне печі для завантаження вапняку і пода шахт для вивантаження вапна закриті гідравлічними засувками. Вузький діапазон розміру каменю ідеальний для будь-обпалювальної печі, але, з-за руйнівних властивостей каменю, широко змінюється розмір по фракції - типова ситуація в кар'єрі. ППР-ПІЧ може обпалювати широкий діапазон по фракції через складну системи завантаження. І х співвідношення 4:1. Мінімальний кам'яний розмір для стандартного типу ППР-ПІЧ - приблизно 25 мм з максимальним розміром 125 мм. При відповідному обладнанні завантаження і подачі каменю, максимальний розмір - 180 мм.

1.2 ЯКІСТЬ ВАПНЯК

Що стосується всіх типів вертикальних шахтних печей використання твердих, високоякісних, чистих вапняків - ідеальні умови для безаварійної роботи ППР - ПЕЧЕЙ. Однак, внаслідок того, що шахти ППР - ПЕЧІ - фактично труба без будь-яких пристроїв, які могли ускладнювати вільний потік вапняку і вапна, рух матеріалу - повільне і однорідне стирання. Це означає, що, і м'який вапняк може бути обпалений в ППР - ПЕЧІ.

Високоякісний вапняк і доломіт з послідовними хімічними властивостями часто не доступні або недостатні. Зміна вмісту карбонатів і домішок може призвести до пережогу при виробництві в ППР - печі.

1.3 ЗАЛИШКОВОЇ СО2

ППР - ПІЧ дозволяє виробляти вапно і доломіт вапно з залишковими С0 ₂ 0.5%, в деяких випадках навіть нижче. Сталеливарна промисловість, найбільший споживач вапна і доломіт вапна, взагалі просить про залишковий зміст С0 ₂ менше ніж 2%.

1.4 Реакційна здатність

Паралельний потік матеріалу і газів згоряння протягом процесу випалу - ідеальні умови виробництва високо реактивної вапна і доломіт вапна. Для спеціального виробництва пористого бетону, потрібно вапно з середньою або низькою реакційною здатністю. Пристосовуючи операційні параметри, відносини надлишку повітря і входу теплоти, середня негашене вапно може бути проведена в ППР - ПЕЧІ з адекватним якістю сирого каменю. Виробництво твердої негашеного вапна, однак, не можливе в цьому типі обпалювальне печі.

ППР-ПІЧ має найвищу ефективність усіх сучасних випалювальних печей вапна. ККД становить 85%. Типове споживання тепла знаходиться в діапазоні від 3350 до 3600 кДж (від 800 до 860 кілокалорій) на кг в залежності від хімічного аналізу та розміру зерна каменю і типу палива. Термін служби футеровки обпалювальне печі; ід еальний діапазон - 2:1, але можливо і більше. Від 3 до 4 років зона перехідного каналу, від 6 до 8 років зона горіння і підігріву шихти, від 9 до 12 років, зона охолодження вапна.

Знос футеровки - менше ніж 0.3 кг на тонну виробленої вапна. Перші ППР - ПЕЧІ були побудовані більше ніж 35 років тому і все ще працюють. Незважаючи на величезну технічний розвиток, основний і унікальний принцип ППР - піч залишається незмінним. Фактично теплова ефективність цього типу обпалювальне печі не може бути поліпшена.

Найбільш важливі фактори, які роблять модернізацію випалювальні печі, бажаною і цікавою:

• Проблеми Навколишнього середовища

• Удосконалення технології ППР - печі

• Збільшення терміну служби та безпеку виробництва

• Покращення якості

Вузький діапазон розміру зерна каменю бажаний у роботі шахтної печі. Для використання дрібної фракції у виробництві розробили так званий метод "Система завантаження бутерброда" для ППР - ПЕЧІ. Послідовна завантаження каменя в шарах різного розміру зменшує тиск у порівнянні із завантаженням суміші з двох кам'яних фракцій, У той же самий час якість продукту випалу поліпшено. ППР - випалювальні печі були побудовані добовою продуктивністю від 100 до 600 т продукту випалу. Випалювальні печі можуть використовуватися від 50% до 100% їх номінальної потужності.

1.5 Обсяг повітря

ОБСЯГ ПОВІТРЯ підрозділяється на обсяг повітря на горіння (інакше званого первинним або верхнім повітрям) і обсяг ПОВІТРЯ НА ОХОЛОДЖЕННЯ (інакше званого вторинним або нижнім повітрям).

Повітря на горіння і на охолодження нагнітається повітродувками. Регулювання об'єму повітря здійснюється за допомогою регулювальних двигунів, Для кожної печі встановлені повітродувки з наступними приводами: 1. Повітродувки повітря на горіння.

Повітродувки змінного струму

тип НЯ 52 потужність 9600 м ³ / с різниця тиску 400 обертів 1350 об / хв привід асинхронним двигуном з пускачем тип 1АО 315 5 - 4; 160 кВт; 380В; 1473 об / хв.

повітродувка з регулюючим двигуном, постійного струму

тип НК52

потужність 9600 м / с

різниця тиску 400

обороти двигуна від 980 до 2550 об / хв

обороти повітродувки макс. 1350 об / хв.

привід, регульований двигуном постійного струму

тип ЗНК 14 А1; 980 об / хв, (мінімум); 2550 об / хв. (максимум); 160 кВт, 440 В,

включаючи охолодження.

2. Повітродувки повітря на охолодження

Повітродувки змінного струму тип HR 52мощность 9600 мЗ / с різниця тиску 400мбар обертів 1350 об / хв привід асинхронним двигуном з пускачем ТШ1А03153-4; 160 кВт; 380В; 1473 об / хв.

повітродувка з регулюючим двигуном, постійного струму

тип НК52 потужність 9600 м / с різниця тиску 400 мбар обертів двигуна від 980 до 2550 об / хв обороти повітродувки макс. 1350 об / хв, привід, регульований двигуном постійного струму

тип 8НК. 14 А1; 980 об / хв, (мінімум); 2550 об / хв. (Максимум); 160 кВт, 440 В, включаючи охолодження.

3. Повітродувки повітря на охолодження стрижневих пальників

повітродувка

тип НІ 2 потужність 1560м / с різниця тиску 70мбар обертів 2950 об / хв привід асинхронним електродвигуном тип F 250 МО2; 2950 об / хв; 55 кВт, 380 В.

4. Резервні повітродувки для двох шахтних печей повітря на горіння, на охолодження і на охолодження стрижневих пальників є загальними для обох печей, розділених шиберними засувками.

1.6 Завантаження вапняку у вагові дозатори

Кожна шахта шахтної печі має власну вагову і транспортну трасу, у складі якої є наступне обладнання: віброживильники, ваговий дозатор, скіповий підйомник і дозувальний бункер. Завантаження печі починається зі стрижневою засувки під бетонним бункером, в якому зберігається вапняк відповідної фракції. Віброживильники з гратами відсіває дрібні осколки, які за окремою трасі надходять у бункер нижнього класу. Верхній клас надходить у ваговій дозатор, розташований на 3 вагових датчиках. Датчики представляють собою обладнання для перетворення механічного зусилля в електричний сигнал відповідної величини. Датчик оснащений металевими тензометрії опору. Пружна деформація датчика передається на тензометри, а потім зміна їх опору обробляється роздільної апаратурою. Роздільна апаратура призначена для обробки сигналу датчиків з тензометрії опору і перетворення його в аналогову і цифрову форму, введення поправки на вагу тари і аналогового зіставлення сигналу з 3 заданими значеннями.

Потім за допомогою гідравлічного циліндра відкривається засувка вагового дозатора і задана партія вапняку завантажується в ємність скіпового підйомника, який знаходиться у своєму нижньому кінцевому положенні. У складі скіпового підйомника (скіпа) є кілька вузлів, за яким далі, наводиться короткий технічний опис та загальні вказівки з експлуатації, обслуговування і регламентних робіт. Шлях скіпів спарений. По всій довжині шляху є знімне дротове огорожу для захисту від падаючих з скіпа шматків матеріалу. У складі шляху є зупинкові і кінцеві вимикачі, розташовані у відповідних точках нижньої (завантажувальної) і верхньої (розвантажувальної) станції. У складі шляху також є датчик натягу троса. У разі якщо трос з якої-небудь причини провисне, (скип зупинився в нижній частині дороги, скип перекосило, скип наїхав на перешкоду) важіль з противагою зміщується і розмикає вимикачі, які відключають подачу електроструму.

На вивантаженні вапняку з скіпа є похила тічка в асиметричну воронку, прямокутний перетин якої примикає до кільцеподібному бункера 1600 мм з гідравлічною розвантажувальної засувкою. Над воронкою є кришка з лазом для виконання регламентних робіт. Колія шляху скіпа повинна складати 1940 + 2/-1 мм.

Параметри ємності скіпа:

Корисний об'єм 2,8 мЗ Загальний об'єм 3,5 мЗ Маса ємності в комплекті 1580 кг Корисне навантаження 4700 кг Технічні параметри підйомника:

Максимальне тягове зусилля 72,5 кН

Швидкість 0,35 м / сек

Період першого ходки (наверх, разгрузка.вніз) 270 сек.

Період завантаження 90 сек.

Кількість ходок (макс.) 10 ходок / год

Обороти барабана 6,9 об / хв

Трос 31,5 мм

Електродвигун 40 кВт

Ухил шляху 75 °

Підйомник оснащений аварійним ручним приводом, яким необхідно скористатися у випадку, якщо ємність не зупиниться за сигналом зупинкового вимикача (вимикач несправний), а тільки по сигналу кінцевого вимикача на одній із станцій. При відключеному головному вимикачі, необхідно діяти наступним чином: Зняти з запобіжника ножну педаль. Важіль з маховиком ручного приводу змістити у положення «ВКЛ.» І зафіксувати. Обертаючи маховик змістити ємність скіпа до відповідного положення. Ножну педаль поставити на гальмо і зафіксувати. Фіксувати відкритий гальмо суворо заборонено. Важіль з маховиком змістити в положення «ВИМК.» І зафіксувати.

Після від'їзду ємності скіпа дається команда на завантаження і подальшу довантаження партія вапняку. Весь процес управляється за програмою, закладеною в комп'ютері. Швидкість завантаження бункера регулюється шляхом регулювання продуктивності віброживильники за допомогою потенціометрів. Недозавантаження бункерів в строк сигналізується як несправність. При наявності такої несправності, необхідно перевірити, на яку продуктивність встановлені віброживильники, а при необхідності збільшити її. Завантаження обох шахт відбувається одночасно при дотриманні постійної маси партії завантажуваного вапняку незалежно від продуктивності печі. Від продуктивності печі залежить лише інтервал завантаження окремих партій. Якщо, наприклад, при експлуатації печі на повну потужність інтервал складає 12 хвилин, то при експлуатації на 50% потужності даний інтервал складе 24 хвилини, проте маса партії вапняку залишиться незмінною. Агрегат приводу скіпа розташований над нижньою станцією на рівні + 8,5 м

1.7 ГАЗ

Технічні параметри

Паливо нафтової природний газ з теплотворною здатністю 33,94 МДж / Нм ^3, утворює з повітрям вибухову суміш при концентрації близько 5 - 15% (за об'ємом).

надлишковий тиск у газопроводі подачі газу до печей - 0,35 МПа Температура газу 20 ° С

Витрата газу

Для покриття технологічного витрати тепла у кожній двухшахтной печі при стабільній експлуатації та з урахуванням номінальної продуктивності печі необхідно: середня витрата газу 2.750 Нм / год для обох печей 5.500 НМЗ / год

Для «холодного запуску» кожної печі встановлюється огрівальна пальник з вбудованою розпалювальної («керуючої») пальником, оснащена комплектом автоматики для безпечної експлуатації і програмою розтоплення. Витрата кожного пальника складає:

розпалювальних пальник

тиск газу на подачі 5-15кПа

витрата газу 17 м ³ / год (макс.)

огрівальна пальник

тиск газу на подачі

0,35 МПа витрата газу

200 нм ^е / годину

1.8 ПАЛИВО

Природний газ з теплотворною здатністю 33940кДж / м. Надмірний тиск у трубопроводі - 0,35 мРа. Температура газу 20 ° С. Для покриття технологічного тепла, для однієї двухшахтной печі при номінальній продуктивності необхідно:

- Середня витрата газу до 2750 нм ³ / год

- Для двох печей до 5500 нм ³ / год

Для "холодного пуску" в піч встановлюється нагрівальна пальник спільно із запальною пальником.

1.9 ЗАПАЛЬНІ ПАЛЬНИК

Тиск - 5 -15 кра; Витрата газу - 17.м / год

1.10 НАГРІВАЛЬНА ПАЛЬНИК

Тиск - 0,35 мРа; Витрата газу-20Нм ³ / год

1.11 ЕКСПЛУАТАЦІЯ ПЕЧІ

Якщо під час запуску нового часу випалу тиск повітря на горіння, тиск повітря на охолодження і тиск в перехідному каналі відрізняються від параметрів попереднього циклу-це вказує на не герметичність клапанів у верхній частині печі.

Якщо в однаковому режимі роботи всі параметри тиску мають тенденцію до збільшення, то це вказує на забруднення каналів.

Іншою причиною підвищення або падіння тиску є зміна фракції. Чим більше дрібної фракції або чим більша різниця між найдрібнішою і найбільшою фракцією, тим вище тиск. При появі різниці тиску в каналі і повітря, як на охолодження, так і на горіння між шахтами 1 і 2, але не дуже значне, то піч повинна працювати протягом 30 завантажень без зупинок.

У перебігу цього часу різниця в тиску звичайно падає. Значить, в зоні перехідного каналу утворилося налипання, яке тепер відходить.

Якщо змін не відбувається, то потрібно попрацювати 2-3 циклу без подачі газу, для заспокоєння печі. При появі різниці н чначеніях тиску повітря на горіння і в перехідному каналі між шахтами і в незначній мірі повітря на охолодження, необхідно зменшити обсяг подачі газу. Існує небезпека утворення склепінь і зварити. Через 2-4 циклу з меншою кількістю газу можна знову працювати в нормальному режимі. Різниця в показаннях термопари і ардометра може складати до 120 ° С. При показаннях температури на ардометре 1150-1200 ° C необхідно відпрацювати один цикл без газу. У випадку спостереження тенденції до постійного збільшення температури слід зменшити подачу газу на 2-3 НМЗ / год. Якщо тиск в перехідному каналі має значення 22-25 кПа необхідно відпрацювати один цикл без газу. При зменшенні часу циклу і збільшенні продуктивності зростає запиленість перехідного каналу. Залежно від терміну призупинення печі скачування роблять у ручному режимі при необхідності роблять досипаніе шихти. При збільшенні кількості нижнього повітря зростає температура відхідних газів. При низькій температурі в перехідному каналі (850 -900 С) необхідно зменшити подачу повітря на горіння. Пручи подальшому падінні температури, необхідно зменшити кількість матеріалу, що завантажується. У випадку обвалення шихти в шахті, що працює в прямоток необхідно відсікти подачу палива. Якщо процес обвалення носить частий характер по ходу циклу, слід провести 2-3 циклу без подачі газу. При введенні печі в експлуатацію домагаються отримання вапна більш низької якості (88 -90,6% СаО), щоб знати яка кількість ккал / кг СаО необхідно для отримання вапна з більш високими показниками СаО. При виявленні спечених шматків на виході з печі і на розвантажувальної столах продувають шахти 1-3 циклу, відсікають 1 / 6 або 1 / 2 частину заданої кількості палива від 2 до 6 разів на добу.

1.12 Вапняна піч як об'єкт управління

Виробництво вапна являє собою безперервно-циклічне зі складними організаційними зв'язками виробництво, яке має у своєму складі ряд технологічних процесів.

Головним завданням управління виробництвом є отримання заданого складу вапна за СаО, що в основному зводиться до розрахунку необхідного обсягу газу на горіння та обсягу продувного повітря. Це завдання складна тим, що безпосередня інформація про зміст СаО відсутня. Також необхідно сказати, вапняна піч є агрегатом тимчасової дії на відміну від таких агрегатів як доменна піч або агломашина.

В якості керуючого пристрою може виступати або електронна обчислювальна машина, або регулюючий мікроконтроллер. Вапняна піч як об'єкт системи управління називаються замкнутими або управління. системами зі зворотним зв'язком. У них управляючий пристрій отримує відомості про дійсний стан ХТ об'єкта, завданнях Хз або вхідних параметрах та інформацію про контрольовані стимулах.

Алгоритм управління може бути побудований на принципі компенсації, або на принципі зворотного зв'язку, або з використанням обох принципів. У першому випадку керуючий пристрій, отримуючи результати вимірювання контрольованих збурюючих впливів, розраховує і видає такі дії, що управляють які компенсують вплив збурення і призводять вихідну величину в кращу відповідність до вимог до неї. У другому випадку керуючий пристрій, аналізуючи відмінність між вихідною величиною і завданням надає такий вплив на об'єкт, щоб наблизити до заданого значення.

Принцип зворотного зв'язку в багатьох відносинах простіше й ефективніше, ніж метод компенсації. Проте використання його при управлінні випаленням вапна дуже обмежене в зв'язку з неможливістю виміру багатьох вихідних параметрів процесу.

Всі керуючі впливу можна розділити на дві групи: статичні і динамічні. Відповідно до цього і управління можна розділити на статичне і динамічне. Статичний управління зводиться до знаходження оптимального обсягу природного газу, продувного повітря і фракційного складу вапняку, які забезпечують отримання кінцевих параметрів вапна якомога ближче до заданих. З цими цілями будуються статичні моделі випалу вапна, які реалізуються на ЕОМ і мікроконтролерах. Динамічне управління на відміну від статичного передбачає визначення оптимальних значень керуючих впливів, які є функціями часу продувки. Воно реалізується на основі вимірювання динамічних параметрів процесу. До динамічних керуючим впливам ставляться параметри;

1) витрати природного газу;

2) витрата продувного повітря.

Основним завданням для реалізації динамічного регулювання є безпосереднє вимірювання параметрів процесу - температури і складу вапна. Однак недоступність печі для прямих вимірювань практично виключає це. Що стосується визначення хімічного складу вапна, то тут найбільш перспективним є використання непрямих параметрів, доступних виміру і несуть у собі необхідну інформацію.

Також, у завдання управління входить контроль ряду параметрів:

Таблиця 1.

2. Побудова функціональної схеми автоматизації і вибір технічних засобів

• Система управління випалом в печах ІОЦ являє собою комплекс технічних засобів, що забезпечують наступні функції;

• забезпечення роботи печі та її механізмів у точній відповідності з вимогами технології в автоматичному режимі;

• попередження і діагностування аварійних ситуацій, що забезпечує безпеку праці і цілісність устаткування цеху;

• візуальне відображення ходу технологічного процесу і роботи печі на екрані комп'ютера оператора;

• запис і архівування даних про основні параметри технологічного процесу в базі даних комп'ютера.

Автоматизована система керування технологією виробництва (надалі АСУТП) вапняно-обпалювальної печі складається з трьох рівнів.

Перший рівень: комплекс засобів, для отримання даних про технологічний процес і його параметри.

Цей рівень включає в себе датчики, які здійснюють збір інформації про температуру, тиск, витрату, положення механізмів та інших параметрів техпроцесу.

Другий рівень: програмований логічний контролер "SI МАТ I С" 87-300 фірми SI ЕМЕМ5.

Даний контролер, отримавши інформацію з першого і з третього рівнів, здійснює управління технологічним процесом за програмою, завантаженої в нього за допомогою програмують пристрою - програматора. Управління здійснюється шляхом подачі команд на виконавчі механізми.

Третій рівень: комплекс засобів, для відображення технологічного процесу, а також для передачі параметрів управління в контролер.

Цей рівень виконаний на базі сучасних персональних комп'ютерів промислового виконання фірми Advantech, оснащених спеціальними платами - комунікаційними процесорами для зв'язку з контролерами через шину PROFIBUS. По суті ці комп'ютери являють собою власне робоче місце випалювача. Через ці комп'ютери здійснюється завдання параметрів і режимів роботи печі, а також здійснюється управління піччю в ручному режимі у разі виникнення позаштатних ситуацій. Програмним забезпеченням на цьому рівні є система візуалізації In Touch 7.1 американської фірми Wonder Ware.

У відповідності з поставленими завданнями нам необхідно розробити контури контролю - основних технологічних параметрів (табл. 1) і управління подачею паливного газу в піч. Отже, можна синтезувати такі контури контролю та управління (додаток Б):

1. Контур контролю і реєстрації температури в перехідному каналі. У ньому використовуються первинний датчик - пірометр радіаційного випромінювання Ardometr М250АЗ, в комплекті з перетворювачем сигналу - лінеарізатором М5533, самописний прилад Z ерагех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

2. Контур контролю тиску продувного повітря. У ньому використовується датчик тиску іпргезн 62 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

3. Контур контролю і реєстрації тиску в соединительном каналі. Складається з датчика тиску Impress 62 і самопишущего приладу Z єра r ех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

4. Контур контролю витрати повітря на горіння (верхній повітря). Побудований на основі швидкісного витратоміра (група - гідродинамічних трубок) - вимірювальний зонд М08-023-892-5-НР, в комплекті з перетворювачем перепаду тиску INDIF 51, вихідний сигнал 4-20 m А. Сигнал з INDIF 51 надходить в корнеізвлекающій перетворювач IN МАТ вихідний сигнал 0-20 m А, далі сигнал надходить в мікроконтроллер.

5. Контур контролю тиску повітря на горіння (верхній повітря). У ньому використовується первинний датчик тиску Impres 62 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mA, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

6. Контур контролю витрати повітря на охолодження (нижній повітря). Побудований на основі швидкісного витратоміра (група - гідродинамічних трубок) - вимірювальний зонд МОЗ-023-622-5-НР в комплекті з перетворювачем перепаду тиску INDIF 51, вихідний сигнал 4-20 m А. Сигнал з INDIF 51 надходить в корнеізвлекающій перетворювач IN МАТ, вихідний сигнал 0-20 m А, далі сигнал надходить в мікроконтроллер.

7. Контур контролю тиску повітря на охолодження (нижній повітря). У ньому використовується первинний датчик тиску Impress 62 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

8. Контур контролю і реєстрації температури вапна з шахти. Використовується термометр опору ТСП-Р t 100, вторинний нормуючий перетворювач INPAL, з вихідним сигналом 4-20 m А, і прилад, Z єра r ех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

9. Контур контролю температури газів, що відходять з шахти. Використовується термометр опору ТСП-Р t 100 і вторинний нормуючий перетворювач INPAL з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

10. Контур контролю температури природного газу. Використовується термометр опору ТСМ-50 M, вторинний нормуючий перетворювач INPAL, з вихідним сигналом 4-20 m А, і показує (стрілочний) прилад Indicomp 2 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А, сигнал з якого надходить в мікроконтроллер.

11. Контур контролю та регулювання витрати палива (природний газ). Складається з турбінного газового лічильника «Rombach» Т2-150-О1000, механічно пов'язаного з перетворювачем (частота / струм) W Е-77/ЕХ- U Т (поз. 11-2), з дискретним вихідним сигналом. Сигнал з перетворювача поступає в мікроконтроллер, де поточна частота імпульсів перетворюється на поточну витрату газу, після чого дані передаються на пульт в ЕОМ, звідки вони надходять в наступний мікроконтролер, де витрата перетворюється на струмовий сигнал і поступає на реєструючий прилад Z ерагех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 m А. У тому ж мікроконтролері генерується сигнал на відкриття або закриття регулюючого органу. Цей сигнал надходить на пускач сервоприводу А U МА 8А-07.1, який відкриває або закриває регулюючий орган.

3. Побудова принципової схеми контуру контролю

Принципові електричні схеми в проектах автоматизації служать для зображення взаємної електричного зв'язку апаратів і пристроїв, дії яких забезпечують вирішення завдань автоматичного контролю, регулювання, сигналізації та управління технологічним процесом. Ці схеми є важливими проектними матеріалами, які використовуються не тільки в процесі проектування, але і в процесі наладки й експлуатації технологічної установки.

В якості розгляду обраний контур контролю температури в соединительном каналі печі. Принципова електрична схема контуру наведена у графічній частині проекту.

Даний контур вирішує одну з основних завдань, що відноситься до теплового режиму роботи печі, а саме підтримка оптимальної температури в робочому просторі печі. На роботу даного контуру мають прямий вплив такі параметри, як:

- Хімічний склад вапняку;

- Фракція вапняку;

- Рівень вапняку в печі;

- Температура вапняку;

У свою чергу, розглядається контур впливає на роботу інших контурів і на роботу всього агрегату в цілому.

Тому, розробки й аналізу режимів роботи в різних позаштатних ситуаціях принципової електричної схеми контуру контролю температури в соединительном каналі печі слід приділити особливу увагу.

У контурі використовуються наступні технічні засоби автоматизації:

Радіаційний пірометр Ardometr перетворює параметр температури в термо ЕРС. Сигнал з пірометра надходить на лінеарезатор, який линеаризируют цей сигнал і перетворює його в струмовий (4-20мА). Струмовий сигнал з виходу лінеарезатора послідовно надходить на показує прилад Zeparex 49

і на вхід канал АЦП контролера 37-300.

Живлення 220В на прилади подається по лініях М, 12 і заземлення РЕ від електромережі.

Принципова схема наведена в додатку С.

Техніка безпеки і охорона праці Загальні відомості

Охорона здоров'я трудящих та забезпечення безпечних умов праці є одним із головних завдань Радянської держави. У результаті проведених у країні заходів з охорони праці неухильно знижується виробничий травматизм і професійна захворюваність трудящих.

Для зниження травматизму важливу роль грає зміцнення трудової і виробничої дисципліни, суворе виконання робітниками і службовцями правил і норм з техніки безпеки, точне дотримання технології виробництва, правильна експлуатація машин, механізмів та інструментів, дбайливе ставлення до спецодягу і засобів індивідуального захисту.

Сучасні підприємства являють собою складний комплекс технічних систем, нерідко з високим рівнем автоматизації. Особливості технологічних процесів та умови безпеки робіт різноманітні, у зв'язку з чим на кожному підприємстві адміністрацією спільно з профспілковою організацією розробляються і затверджуються правила внутрішнього розпорядку та інструкції щодо забезпечення безпечних умов праці. Галузеві міністерства та відомства спільно з центральними комітетами професійних спілок розробляють і затверджують типові інструкції з охорони праці для робітників основних професій в даній галузі.

На роботах, пов'язаних із забрудненням одягу, шкідливими умовами праці, робітникам і службовцям видається безкоштовно за встановленими нормами спеціальні одяг та взуття, мило, різні знешкоджуючі засоби, а також молоко і лікувально-профілактичне харчування.

Робітники і службовці, зайняті на важких роботах із шкідливими або небезпечними умовами праці, а також пов'язаних з рухом транспорту й підйомно-транспортних механізмів, при вступі на роботу проходять попередній медичний огляд для визначення придатності їх за станом здоров'я. За різними галузями промисловості і по певних професій (електромонтери, зварювальники та ін) встановлені терміни періодичних медичних оглядів з метою попередження професійних захворювань.

На сучасних підприємствах не тільки всередині приміщень, де працюють верстати, машини, потрібна увага, обережність працюючих і суворе дотримання ними інструкцій з безпеки охорони праці, але і рівною мірою це відноситься до території підприємства, зазвичай насиченою різними комунікаціями (стисненого повітря, газів, пари, води) з внутрізаводським транспортом як рейковим, так і автомобільним.

Для забезпечення безпечних умов на підприємствах затверджена типова зведена номенклатура заходів з охорони праці. У відповідності до типової номенклатурою, обов'язковою для всіх галузей промисловості, підприємства зобов'язані проводити заходи щодо попередження нещасних випадків, захворювань на виробництві (пристрої по захисту від шкідливої ​​дії газів, пилу, різних випромінювань, шкідливого шуму і вібрацій), загального покращення умов праці (раціональне освітлення, пристрій належних гардеробів, умивальників, душових, туалетів, кімнат для годування грудних дітей, прийому їжі, куріння, зберігання спецодягу, для відпочинку робітників і т. д.).

Проведення адміністрацією встановлених заходів з охорони праці контролюється інспекцією з охорони праці міських, обласних та центральних комітетів профспілок, а також громадськими інспекторами фабрично-заводських і місцевих комітетів профспілки.

Після медичного огляду надходять на роботу отримують до початку роботи на підприємстві вступний інструктаж. Вступний інструктаж проводиться в робочий час, індивідуально або з групою у вигляді співбесіди. У вступному інструктажі висвітлюються основні питання техніки безпеки: правила внутрішнього розпорядку, поведінки на ділянках з підвищеною небезпекою, при вантажно-розвантажувальних роботах; правила роботи на висоті більше 5 м і з електроінструментами та механізмами; норми видачі і строків заміни спецодягу, рекомендації з користування індивідуальними захисними засобами (рукавиці, окуляри, боти, рукавички); коротка характеристика причин виробничого травматизму та заходи щодо збереження від професійних захворювань, надання першої долікарської допомоги при опіках, переломах, ураженні електричним струмом; відповідальність за порушення правил техніки безпеки. Проведення вступного інструктажу наголошується в спеціальному журналі.

Правилами техніки безпеки навчають всіх робітників, котрі не закінчили професійно-технічних училищ та інших спеціальних навчальних закладів. Навчання починають з моменту надходження на роботу. Єдина програма навчання розрахована на 12-18 ч. Після закінчення навчання проводиться перевірка знань комісією. Результати перевірки знань заносять в протоколи, на підставі яких кожному робітникові видається посвідчення з техніки безпеки.

Деякі види робіт вимагають спеціального навчання та перевірки знань. До останніх відносять: роботу з піротехнічним інструментом (будівельно-монтажні пістолети та преси вибухового дії); монтаж з'єднувальних і кінцевих муфт напругою вище 1000 В, електро-і газозварювання, монтаж акумуляторів, ртутно-випрямних агрегатів, крупних електричних машин і трансформаторів; роботу з електрифікованим інструментом.

ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА

Дія електричного струму на організм людини залежить від багатьох факторів: напруги і сили струму, частоти і тривалості дії струму, стану шкіри (суха, волога), деяких хвороб серця, характеру дотику (короткочасне - точкове або щільне), від підлоги, на якому стоїть осіб (металевий, бетонний, дерев'яний). Стан сп'яніння сильно знижує опір організму до електричного струму.

Ураження електричним струмом можуть відбутися як при високому, так і при низькому напругах. Статистика показує, що найбільше нещасних випадків відбувається при напругах 380 і 220 В, т. е. в таких установках, де частіше всього працюють люди, не завжди мають достатню спеціальну підготовку.

Постійний струм надає менш сильний вплив, ніж змінний струм тієї ж сили. Прийнято вважати, на підставі експериментальних даних, безпечною для людини силу струму: змінного до 10 мА, постійного до 50 мА. При дії більш високих струмів відбуваються мимовільні судорожні скорочення м'язів; людина не може самостійно відірвати руку від струмоведучих частини і, якщо йому не буде надана допомога, відбувається параліч дихання і серця.

Небезпечно не тільки безпосередній дотик до струмоведучих частин. Часто причиною поразки електричним струмом є пошкодження ізоляції струмоприймачів. У цьому випадку металевий корпус струмоприймача знаходиться в контакті з оголеними струмопровідними частинами і, отже, дотик до металевого корпусу може стати таким же небезпечним, як і дотик до оголених струмоведучих частин.

До персоналу, який обслуговує електроустановки, пред'являють спеціальні вимоги. При прийомі на роботу з експлуатації електроустановок вступник обов'язково проходить медичний огляд, при якому перевіряють його здоров'я, відсутність хвороб, каліцтв і дефектів, при наявності яких робота з експлуатації електроустановок протипоказана.

У процесі роботи проводять повторні медичні огляди не рідше 1 разу на 2 роки. Для деяких установок, пов'язаних з підвищеною шкідливістю (наприклад, експлуатація ртутних випрямлячів, роботи верхолазів на висоті, високочастотні установки), повторні медичні огляди здійснюють 1 раз на 6-12 міс.

Після медичного огляду поступає на роботу проходить вступний (загальний) інструктаж з техніки безпеки і перевірку в кваліфікаційної комісії, що присвоює кваліфікаційну групу відповідно його знань правил техніки безпеки і досвіду роботи і видає посвідчення на право роботи в даній електроустановці.

Встановлено п'ять кваліфікаційних груп.

I група. У цю групу входять особи, пов'язані з обслуговуванням електроустановок, але не пройшли перевірку знань правил техніки безпеки. Вони не мають електротехнічних знань і виразних уявлень про небезпеку ураження електричним струмом та запобіжні заходи. Працівників цієї групи інструктують при допуску до робіт. Працюють вони під постійним наглядом осіб, які мають кваліфікаційну групу II та вище.

II група. До неї відносять електромонтерів, електрослюсарів, кранівників, електрозварників, практикантів інститутів, технікумів і технічних училищ і практиків-електриків. Щоб отримати кваліфікацію II групи, необхідно мати стаж роботи на даній установці не менше 1 міс. (Практикантам стаж «е потрібно), певний мінімум електротехнічних знань, чітке уявлення про небезпеку ураження електричним струмом та основні заходи обережності при експлуатації електроустановок.

III група. До неї відносять електромонтерів та електрослюсарів, черговий і оперативний персонал, наладчиків, зв'язківців і практикантів інститутів і технікумів, початківців інженерів і техніків. Для отримання кваліфікації III групи працівник повинен мати не менше 6 міс. загального стажу роботи (закінчили технічні та ремісничі училища - не менше 3 міс., практиканти інститутів і технікумів, початківці інженери і техніки - не менше 1 міс. стажу по II групі).

Крім електротехнічних знань і виразного представлення про небезпеку ураження електричним струмом, заходи обережності і наданні першої допомоги працівники III групи повинні знати ті розділи Правил технічної експлуатації і безпеки обслуговування (ПТЕБО), які відносяться до їх обов'язків, і вміти вести нагляд за роботами в електроустановках.

IV група. Для отримання IV групи працівник повинен мати стаж роботи «е менше 1 року (закінчили технічні та ремісничі училища-не менше 6 міс., початківці інженери і техніки - не менше 2 міс.).

Окрім знань, необхідних для III групи, для отримання IV групи треба знати Правила технічної експлуатації і безпеки обслуговування, вміти вільно розбиратися у всіх елементах даної електроустановки, а також організовувати безпечне ведення робіт в електроустановках.

V група. Її присвоюють майстрам, техніці і інженерам із закінченим • середньою або вищою освітою і зі стажем роботи не менше 6 міс., а також монтера, майстрам і практикам, які займають інженерно-технічні посади за наявності стажу не менше 5 років. Для закінчили технічні та ремісничі училища достатній стаж 3 роки.

Для отримання кваліфікації V групи працівник повинен не тільки мати знання, необхідні для IV групи, і твердо знати Правила технічної експлуатації та безпеки, але і мати чітке уявлення про те, чим викликані вимоги кожного пункту правил, вміти організувати безпечне проведення комплексу робіт і вести нагляд за ними при будь-якій напрузі.

Заземлення і захисні заходи безпеки.

Щоб захистити людей від ураження електричним струмом при випадковому дотику їх до струмоведучих частин струмоприймачів і при пошкодженні ізоляції, корпуси електрообладнання заземлюють. Для заземлення в першу чергу використовують природні заземлювачі - металоконструкції споруд, арматуру залізобетонних конструкцій, трубопроводи та інше обладнання, що має надійне з'єднання з землею.

У Правилах пристрою електроустановок перераховані умови, за яких можна використовувати природні заземлювачі. Рекомендується застосовувати одну спільну заземлювальний пристрій для заземлення електроустановок різних призначень і напруг.

У тих випадках, коли неможливо виконати заземлення чи захисне відключення електроустановки або коли пристрій заземлення важко здійснити з технологічних причин, дозволяється обслуговування електроустановки з ізолюючих площадок, але повинна бути виключена можливість одночасного дотику до незаземлених частин електрообладнання і до частин будівель чи обладнання, сполученим з землею .

Розрізняють заземлюючі пристрої:

при великих струмах замикання на землю (електроустановки напругою вище 1000 В при однофазному струмі замикання на землю більше 500 А);

при малих струмах замикання на землю (напругою вище 1000 В при однофазному струмі замикання на землю менше 500 А);

при глухозаземленою нейтралі трансформатора або генератора, приєднаної до заземлювального пристрою безпосередньо або через малий опір (трансформатори струму тощо);

при ізольованій нейтралі, не приєднаної до заземлювального пристрою або приєднаної через апарати, що мають великий опір або пристрої, що компенсують ємнісний струм у мережі.

При напрузі електроустановки 220 В і вище змінного і постійного струму в усіх випадках необхідні пристрої заземлення, причому слід заземлювати:

корпуси електричних машин, апаратів, світильників та ін;

приводи електричних апаратів;

вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів струму та напруги;

каркаси розподільних пристроїв, щитів, пультів, щитків і шаф з електрообладнанням;

опорні кабельні конструкції, корпуси кабельних муфт, металеві оболонки силових і контрольних кабелів, проводів, сталеві труби електропроводки та інші металоконструкції, пов'язані з установкою електрообладнання, у тому числі пересувних та переносних електроприймачів.

Не потрібно заземлювати: обладнання, встановлене на заземлених металоконструкціях, причому на опорних поверхнях залишають зачищені і незафарбовані місця, щоб забезпечити хороший електричний контакт;

корпусу електровимірювальних приладів та інших апаратів, встановлених на щитах, пультах і на стінах камер розподільних пристроїв;

знімні або частини, що відкриваються на металевих каркасах щитів, пультів, камерах розподільних пристроїв та ін

Замість заземлення окремих електродвигунів та апаратів на стінках та іншому обладнанні можна обмежитися заземленням станини верстата за умови, якщо забезпечено надійний контакт між корпусом електрообладнання і станиною.

У мережах з ізольованою нейтраллю напругою до 1000 В (рис.6 а) при дотику до заземленого корпусу, опинився внаслідок пробою ізоляції під напругою, людина виявляється приєднаним паралельно до кола замикання корпусу на землю. Якщо заземлення корпусу виконано доброякісно, ​​тобто має малий опір, через це заземлення піде основна частина струму, а через тіло людини піде незначний струм, не представляє небезпеки для життя.

Таким чином, надійне захисне заземлення повинне мати певний опір: не більше 4 Ом за ПУЕ для установок напругою до 1000 В. Якщо мережа харчується від невеликих генераторів і трансформаторів потужністю до 100 кВ-А, опір заземлювального пристрою допускається до 10 Ом.

У мережах з глухозаземленою нейтраллю напругою до 1000 В (рис.6, б) у випадку пробою ізоляції на корпусі і дотику до нього людини небезпеку ураження електричним струмом може бути відвернена, якщо корпус електроприймача 2 металево приєднати до четвертого (нульового) проводу 5 і таким чином зв'язати його електрично з заземленою нейтраллю трансформатора. При цьому замикання робочої фази на корпус перетворюється в коротке замикання і аварійне місце відключається запобіжником або автоматом, що забезпечує безпеку людини, що доторкнеться до корпусу цього струмоприймача.

Висновки фаз і нейтралі трансформаторів і генераторів на розподільчий щит виконують звичайно шинами, причому провідність нульової шини беруть не менше 50% провідності фазною шини. Якщо ці висновки кабельні, кабелі повинні бути обов'язково чотирижильним. Кабелі з алюмінієвою оболонкою можуть бути трижильним (алюмінієву оболонку в цьому випадку використовують в якості четвертої, нульової жили).

Опір заземлювального пристрою, до якого приєднані нейтралі потужних трансформаторів і генераторів, повинно бути не більше 4 Ом, а при потужності трансформатора і генератора до 100 кВ * А - не більше 10 Ом.

В електроустановках напругою до 1000В з глухозаземленою нейтраллю не можна заземлювати корпусу електрообладнання, якщо у них немає надійної металевої зв'язку з нейтраллю трансформатора через приєднання нульового проводу (або шини). У цих же мережах не можна використовувати свинцеві оболонки кабелів в якості заземлюючих провідників.

Як вже зазначалося, в першу чергу використовують природні заземлювачі: різні трубопроводи, прокладені в землі (крім містять горючі або вибухові рідини і гази, а також покриті ізоляцією для захисту від корозії), обсадні труби артезіанських свердловин, металоконструкції та арматуру залізобетонних споруд. Правила вимагають, щоб всі природні заземлювачі були пов'язані з заземляющими магістралями не менше ніж двома провідниками, приєднаними до заземлювача в різних місцях. Розміри сталевих заземлювачів та заземлюючих провідників по ПУЕ повинні бути не менше:

для прямокутного профілю перетином 24 мм ² при товщині 3 мм в будівлі і 48 мм ² при мінімальній товщині 4 мм в землі і зовнішніх установках;

для кутової сталі товщиною полиць 2 мм в будівлі, 2,5 мм у зовнішніх установках і 4 мм у землі;

для сталевих газопровідних труб товщиною стінок 1,5 мм в будівлі, 2,5 мм у зовнішніх установках і 3,5 мм в землі.

Сталеві тонкостінні труби можна використовувати в якості заземлюючих провідників тільки всередині будівлі при товщині стінки не менше 1,5 мм.

Експлуатація заземлень. Захисне заземлення - відповідальна частина електроустановки, від якої залежить безпека людей. За станом мережі заземлення при експлуатації організовується регулярний нагляд. Зовнішню частину заземлювальної проводки оглядають одночасно з поточними та капітальними ремонтами.

На промислових підприємствах не рідше 1 разу на рік вимірюють опір заземлюючих пристроїв, для чого застосовують спеціальні прилади - вимірювачі заземлення. Щомісяця перевіряють стан пробивних запобіжників. Ці запобіжники встановлюють на стороні нижчої напруги трансформаторів з ізольованою нейтраллю при вторинному напрузі до 660 В. При пошкодженні ізоляції обмоток трансформатора і переході вищої напруги на обмотку нижчого в пробивном запобіжнику відбувається пробій проміжку і з'єднання мережі нижчої напруги з заземленням. В електроустановках напругою до 1000 В 1 раз на 5 років має проводитися вимір повного опору петлі «фаза - нуль» для найбільш віддалених електроприймачів (не менше 10% від загальної кількості).

Захисні і запобіжні засоби.

Захисні засоби захищають обслуговуючий персонал від ураження електричним струмом. Їх поділяють на такі групи: ізолюючі захисні засоби; переносні покажчики (індикатори) напруги; тимчасові переносні захисні заземлення; попереджувальні плакати.

Ізолюючі захисні засоби поділяються на основні та додаткові. Основні служать для того, щоб можна було працювати, торкаючись ними струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, додаткові самі по собі не можуть забезпечити безпеку, їх можна застосовувати лише з основними ізолюючими засобами.

До основним захисним засобів відносять ізолюючі штанги, якими виконують відключення і включення апаратів, кліщі для встановлення та зняття трубчастих запобіжників і кліщі для вимірювання струму (струмовимірювальні). Гумові рукавички, калоші, боти, гумові килимки, доріжки і ізолюючі підставки відносять до додаткових коштів. Ізольовані рукоятки монтерські інструменту, а також діелектричні рукавички в установках до 1000 В є основними захисними засобами.

Для виконання операцій з ізолюючої штангою робочий надягає діелектричні рукавички. У зовнішніх установках він, крім того, повинен стояти на підставі з ізоляційного матеріалу.

Ізолюючі кліщі для встановлення та зняття запобіжників високої напруги застосовують тільки в тому випадку, коли працюючий наділ діелектричні рукавички. Кліщі для вимірювання струму в ланцюгах високої напруги без відключення ланцюгів використовують при напрузі до 10 кВ тільки при надягнутих діелектричних рукавичках.

Ізолюючі штанги та струмовимірювальні кліщі заборонено застосовувати у відкритих установках під час сирої погоди, дощу і снігу. Штанги, постійно знаходяться на місці, піддають періодичним випробуванням 1 раз на 2 роки для установок напругою вище 1000 В. Вимірювальні штанги, і кліщі відчувають 1 раз на рік.

Застосовують діелектричні гумові рукавички двох видів: для установок напругою до 1000 В і вище 1000 В. На вигляд ці рукавички не відрізняються один від одного, але їх захисні властивості різні. Рукавички мають клеймо із зазначенням напруги, для якого вони призначені. Для установок до 1000 В їх випробовують напругою 3,5 кВ, а для установок понад 1000 В - напругою 9 кВ. Рукавички регулярно (1 раз на 6 міс.) Піддають спеціальним електричним випробуванням. Крім того, перед вживанням необхідно уважно оглянути, чи немає на них тріщин, порізів та проколів. Для цього закручують кожну рукавичку до пальців. Якщо є дефекти, через пошкоджені місця виходить повітря. Рукавички 1 раз на 3 місяці дезінфікують і посипають тальком. Одягаючи рукавички, їх натягують на рукави верхнього одягу.

Діелектричні калоші та боти виготовляють зі спеціальних сортів гуми світло-сірого або бежевого кольору і не лакують. Калоші та боти зберігають у темному сухому приміщенні при температурі від 5 до 20 ° С (на відстані не менше 1 м від печей і опалювальних приладів) і піддають електричних випробувань 1 раз на 6 міс.

Діелектричні гумові килимки та доріжки виготовляють для установок напругою вище 1000 В. Вони повинні мати відповідну клеймо, тільки за наявності, якого їх можна застосовувати в якості захисних засобів. Електричні випробування килимків і доріжок виконують 1 раз на 2 роки. Крім випробувань, їх 1 раз на Змії, піддають зовнішньому огляду і при виявленні тріщин, міхурів і задирок в експлуатацію не допускають.

Ізолюючі підставки складаються з дерев'яного настилу, встановленого на порцелянових опорних ізоляторах. Висота підставки від підлоги до нижньої поверхні настилу повинна бути не менше 100мм. Настил роблять з планок добре висушеного дерева і фарбують олійною фарбою або подвійним шаром лаку. Зазор між планками повинен бути не більше 25 мм.

Переносні покажчики (індикатори) напруги мають зазвичай неонову лампу і ізолюючу штангу. Доторкнувшись дороговказом до струмоведучих частин, можна визначити, чи знаходяться вони під напругою. Індикатори виготовляють високого (для установок напругою вище 1000 В) і низького (для установок напругою від АЛЕ до 500В) напруги. При користуванні індикатором високої напруги обов'язково застосовують діелектричні рукавички, а в зовнішніх установках - додатково изолирующее підставу.

Тимчасові переносні захисні заземлення потрібно при ремонтних роботах приєднувати до землі, а потім до струмоведучих шин. У місцях приєднання переносних заземлень струмоведучі шини необхідно зачищати від фарби і змащувати вазеліном. Провідники переносних заземлень повинні бути мідні перерізом не менше 25 мм ^2.

Багато нещасних випадків відбувається при неправильному користуванні переносним електроінструментом і переносними лампами, тому їх періодично оглядають і перевіряють. У виробничих приміщеннях треба застосовувати переносні інструменти та лампи на напругу 36 В, а в особливо небезпечних приміщеннях-лампи на 12 В. Переносні лампи не повинні мати струмоведучих частин, доступних для дотику. Штепсельні розетки і вилки для переносних струмоприймачів у виробничих приміщеннях мають спеціальні контакти для приєднання заземлюючих провідників.

Попереджувальні плакати попереджають про небезпеку наближення до частин, що знаходяться під напругою, і забороняють виконувати операції з апаратами, якими можна подати напругу на місце робіт, а також вказують персоналу місця, підготовлені до роботи, нагадують про вжиті заходи.

Плакати поділяють на чотири групи: застережливі (рис.7а), що забороняють (рис.7, б), що дозволяють (рис.7, в) і нагадують. Крім того, плакати бувають постійні і переносні.

Крім перерахованих застосовують захисні засоби від дій дуги, продуктів горіння і механічних пошкоджень (захисні окуляри, брезентові рукавиці, протигази).

Розрахунковий лист

Об'ємна витрата газу, приведений до нормального стану (20 ° С 101325Па) QHOM = 4200 м3 / ч.

1. Дані для розрахунку

А - звужуються пристрій

1. Тип - діафрагма

2. Матеріал звужуючого пристрою - сталь 12Х18Н9Т

3. Поправочний коефіцієнт на теплове розширення До t = 1,0047

Б - Трубопровід

1. Поправочний коефіцієнт на теплове розширення До t = 1,0047

2. Внутрішній діаметр D = 700 мм

В - Вимірюване середовище

Назва газу - природно-доменний газ

Розрахункові витрати - максимальний Qnp = 4000м3 / ч Середня Q ср = 2300м3 / ч

Мінімальний Qmm = 1500м ³ / год

Середня абсолютна температура Т = 290К Середнє абсолютне тиск ρ = 110000 Па Розрахункова допустима втрата тиску РПД = 5500Па

Щільність сухого газу в нормальному стані ρ н = 0,8362 кг/м3

Максимально можливий тиск водяної пари при температурі t = 25 ° C

Відносна вологість у частках одиниці φ = 0, 89

Відносна вологість в робочому стані φ = 0,95

Коефіцієнт стисливості К = 1

Проміжна величина для визначення ζ = 387

Щільність сухої частини газу в робочому стані рс р = 0,950 кг/м3

Щільність вологого газу в робочому стані ρ = 0,970 кг/м3

Показник адіабати - 1,355

Динамічна в'язкість μ = 1,241 * 105Па / с

Число Рейнольдса Re = 304664,2

Середнє число Рейнольдса Re ср = 201078,37

Лист вихідних даних

Загальні дані

Середнє барометричний тиск місцевості Рб = 101325Па

Трубопровід

1. Внутрішній диметр D20 = липня 2000 мм

2. Матеріал - сталь 12Х18Н9Т

Вимірюване середовище

1. Найменування: газ

2. Часовий витрата:

мах Q м max = 3200м ³ / год

середній Q МСР = 2300м ³ / год

хв: Q м хв = 1500м ³ / год

3. Середня температура t = 32 ° С

4. Середнє надлишковий тиск Рі = 5,0 * 10 ¯ ³ мПа

5. Допустимі втрати тиску РПД = 0,5 кПа

Розрахунок звужуючого пристрою

Середнє барометричний тиск місцевості (100000 - сто один тисячі триста двадцять п'ять) Па

Рб = 101325Па

Матеріал звужуючого пристрою і ділянок трубопроводу, між якими встановлюється пристрій звуження потоку для води, газу, пари та гарячого повітря: сталь 12Х18Н9Т.

Ø трубопроводу при 20 ° С D 20 вибираємо по допустимій швидкості речовини в трубопроводі.

Швидкість пари в робочих умовах V = 10м / с. За обраною швидкості знаходимо ø трубопроводу

Де: Qmax - максимальна витрата речовини в робочих умовах

337,1 мм

Знайдену величину округляємо до стандартного значення D = 400мм

Розрахунковий мах витрата Q пр, що є верхньою межею вимірювання дифманометра, вибирають із стандартного ряду (1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8) 10 ⁿ.

У даному випадку:

Q пр = 4 000м3 / ч

Середня витрата складає:

Q МСР = (1/2-2/3) Q м np

Q м ср = 2 / 3 * 4000 = 2666,6 м 3 / год

Мінімальний витрата:

Q м хв .= (1/4-1/3) Q м np

Q м хв = 1 / 4 * 4000 = 1000м3 / ч

За умовою температура пари t = 32 ° С. В інтервалі температур (0 ° С - 450 ° С) коефіцієнт на теплове розширення дорівнює:

Kt = 1 + £ t * (t -20),

Де £ t = (1.38-1.74) * 10 ¯ ⁶

Kt = 1 +1.56 * 10 ¯ ⁶ * (320-20) = 1.00468

Середня абсолютна температура:

Т = t = 273

T = 303 K

Середнє абсолютне тиск:

Ра = Рі + Рб

Де Рі - надлишковий тиск,

Рб - барометричний тиск.

Ра = 5000000 +101325 = 5101325 Па.

Розрахункова допустима втрата тиску:

РПД = РПД '* (Q м пр / Qmax) ²

Де РПД '- допустима втрата тиску;

РПД = 4500 * (4000/3200) = 5625Па

Щільність газу в нормальних умовах знаходимо з таблиці

Рн = 0.8362кг/м3.

Показник адіабати для газу

χ = 0.8362-0.0001 * t

Де t - температура пари

Χ = 0.8227

Динамічну в'язкість газу знаходжу за таблицею:

μ = 1.241 * 10 ¯ ⁵ Па * с. Кг/м3

число Рейнольдса знаходимо за формулою:

Re = 0.354 * Q м пр / D * μ

Де D - діаметр трубопроводу;

Q м пр - максимальна витрата;

μ-динамічна в'язкість.

Re = 0.354 * 3200/300 * 1.241 * 10 ¯ ⁵ = 4,2

Середнє число Рейнольдса:

Re ср = Re * Q м СР / Q м пр

Де Q м пр-максимальна витрата;

Q м ср-середня витрата.

Re ср = 2,79

Використовуючи отримані дані, приступаю до розрахунку діафрагми. Для цього використовую наступні залежності:

1). ξ = 1 - (0.41 +0.35 м ²) *

Де χ-показник адіабати

м-модуль звужуючого пристрою.

2). ,

Де: Re - число Рейнольдса для витрати Q м пр.

3) Гранична кількість Рейнольдса Re _mm вибирають в залежності від m:

Для 0.05

для

для 0.59

4) Втрата тиску Рп, Па

Р n = (1-1,035 m) P

Розрахунок звужуючого пристрою полягає у визначенні його діаметра d при обов'язковому виконанні наступних умов:

- Стандартний максимальний перепад тиску повинен бути вибраний як можна більший, тому що при цьому забезпечується сталість коефіцієнта витрати;

(A = const, якщо Re ср (Remin) гр),

• стандартний максимальний перепад тиску повинен бути вибраний як можна менший, тому що зі збільшенням перепаду тиску зростають безповоротні втрати тиску; перепад тиску слід вибирати з ряду: (1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3;) * 10 ⁿ ;

• тобто, перепад тиску треба вибирати з умов, що задовольняють цим вимогам, якщо втрата тиску не лімітована, стандартний максимальний перепад вибирають таким, щоб m = 0,2 (при цьому довжини прямих ділянок трубопроводу до і після звужуючого пристрою виходять мінімальними);

• похибка розрахунку не повинна перевищувати + 0.1

Таким чином, результат розрахунку діаметра пристрою звуження вважається остаточним, якщо

Де Q _м - значення масової витрати, отримане в результаті розрахунку за формулою:

.

Якщо хоча б одне з обмежень не виконується, то розрахунок потрібно скорегувати.

Алгоритм розрахунку

1.подсчітиваем додаткову величину С за формулою:

С =

C = 8.3861

2. для m = 0.2 визначено

3.Проверяю умова (1.17). Так як воно виконується, задаємося перепадом тиску Δ Р <

Δ Р = 63000 Па

4. За формулою (1.14) визначаємо ε1 = 0.99426

5. Обчислюємо допоміжну величину (mα) 1:

(Mα) = С / ε1 * (1.21)

(Mα) = 0.0336

6. За формулою (1.15) визначаємо = 0.6094.

7. Уточнюємо значення модуля m:

m = (mα) / α

m = 0.055

8. Підраховуємо за формулою втрати тиску Рп. І порівнюємо з допустимими Рп.д

Рп .= 49959 Па

Умова виконується з обраним перепадом.

9. Визначаємо значення ε2 = 0.99443, відповідного модулю m 2

Оскільки різниця між ε1 і ε2 НЕ превишает0.0005, тоді значення m 1 і ε1 вважаємо остаточними.

10. Визначаємо діаметр звужуючого пристрою за формулою:

мм

11. За формулою обчислюємо витрата кг / год

За формулою обчислюємо похибка обчислення , При цьому виповнилося умова

Після розрахунку звужуючого пристрою знаходимо нижній робочий ділянку шкали дифманометра Q _{м пр} ^min, на якому :

Q _{м пр} ^min = .

Висновок

Запропонована схема автоматизації (насправді ця схема є спрощеною) застосовується на прямоточно-противоточной двох шахтної печі комбінату ім. Ілліча, вже більше п'яти років, при цьому економічний ефект становить до 1000000 грн. на рік.

Нижче наведені дані відпрацювання параметрів випалу вапна протягом двох місяців. Порівняльний аналіз технологічних параметрів отриманих в період дослідної експлуатації і базовим варіантом наводиться в таблиці 2.

Приклад розрахунок параметрів процесу:

Витрата газу

Період випалу

Час реверсії

Обсяг повітря на горіння

Обсяг повітря на охолодження

Маса завантаження

Маса вивантажувати вапно

507нм/цікл 840 сек

31000нм ³ / год 18000нм ³ / год 9,600 кг / цикл 5,452 кг / цикл

Добова продуктивність; 86400 * 5,4527 (840 + 100)-500т вапна на добу

Витрата тепла: 507нмУцікл * 36043кДж / м ³ 5,452 кг / вапна в цикл

Надлишок повітря на горіння: 31000нмУчас * 840сек/3600 ___________ 507нм ³ / цикл * 36043кДж / м ³ * 1, Н/4200нм ³ / кДж = 3352 кДж / кг вапна (800ккал/кг вапна) = 1,45

Таблиця 2.

Подачу вапняку на випал виробляють порціями по 4,7 т через 780 + ЮООсек в кожну шахту одночасно. Аналіз отриманих даних свідчить, що оптимальні теплотехнічні параметри роботи ГШР печі досягаються при питомій витраті газу в межах 98,5 +100 нм '/ т вапна і коефіцієнті співвідношення газ-повітря 1,3-І, 5 забезпечують температуру-димових газів в перехідному каналі 950 +1170 ° С і 75 +120 ° С на виході з печі.

Підвищення питомої витрати газу понад 100нм / т вапна не покращує характеристик отриманої вапна, а зменшення питомої витрати газу менше 98,5 нм / т вапна призводить до погіршення якості продукції.

Список літератури

1. Виробництво вапна в прямоточно-противоточной шахтної печі. Технологічна інструкція ТІ 227-СТ-13-2002. Розроблено І. М. Фентісов, Е. Н. Шебаніц. Маріуполь, ВАТ ММК ім. Ілліча. 2002р.

2. «Печі для виробництва вапна» А. В. Монастирів, А. В. Александров Москва «Металургія» 1979.

3. Технологічна інструкція 81тайс Олійник О.В. 2002.