Проект реконструкции установки разделения воздуха

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Другое
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    2,74 Мб
  • Опубликовано:
    2013-12-02
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проект реконструкции установки разделения воздуха

Содержание

Введение

. Технико-экономическое обоснование проекта

. Конструкторско-технологическая часть

.1 Расчёт цикла воздухоразделения

.2 Описание работы установки

.3 Подбор основного и вспомогательного оборудования

.3.1 Подбор скруббера

.3.2 Подбор холодильной машины

.3.3 Подбор адсорбера

.3.4 Подбор основного теплообменного аппарата

.3.5 Подбор турбодетандер - компрессорного агрегата

.3.6 Подбор нижней и верхней колонн  

.3.7 Подбор конденсатора-испарителя

.3.8 Подбор испарителя

.3.9 Подбор сепаратора для отделения жидкости

.3.10 Подбор сборника жидкого азота  

. Описание схемы автоматизации

.1 Описание схемы автоматизации системы предварительного охлаждения

.2 Описание схемы автоматизации блока комплексной очистки

.3 Описание схемы автоматизации блока разделения воздуха

. Энергоснабжение

. Экономический раздел

.1 Расчет годовой производительности установки

воздухоразделения

.2 Расчёт капитальных вложений

.3 Определение дополнительного выпуска продукции

.4 Расчет текущих годовых затрат эксплуатации

холодильной установки

. Безопасность в производственных условиях

.1 Условия труда. Идентификация вредностей и опасностей

.2 Идентификация вредности и опасностей. Схема установки воздухоразделения

.3 Безопасность технологического оборудования и технологического процесса

.4 Чрезвычайные ситуации. Расчет заземляющего устройства

Заключение

Литература        

Приложения

Введение

Продукты разделения воздуха входят в состав удобрений, выпускаемых на предприятиях химической промышленности. От качества продуктов разделения воздуха во многом зависит и качество готовой продукции. Это определяется не только высокой технологичностью установленного оборудования, но и от подхода к выполнению своей работы каждым человеком, занятым на производстве.

В целях повышения эффективности криогенного хозяйства, необходимо лучше использовать его основное производство (внедрение нового технологически прогрессивного криогенного оборудования, комплексная автоматизация установки, замена и модернизация устаревшего криогенного оборудования на современное).

Криогенная техника в настоящее время представляет собой высокоразвитую отрасль промышленности, способную удовлетворить самые разнообразные требования, возникающие в связи с необходимостью отводить теплоту от различных объектов при температурах ниже температуры окружающей среды, обеспечить такой уровень температур, который позволит разделить смеси газов на компоненты.

Основное назначение установки разделения воздуха - обеспечить непрерывную подачу сырья потребителям. Эта задача успешно решается созданием непрерывной цепи, т.е. использования комплекса технических средств, обеспечивающих непрерывное воздействие низких температур на газовые смеси, разделение этих смесей на компоненты, изменение их агрегатного состояния и направления в требуемом виде потребителю для дальнейшего использования в производстве.

Установка разделения воздуха представляет собой совокупность технологических агрегатов для создания необходимого диапазона температур.

Задачей данного проекта является реконструкция установки разделения воздуха производительностью 60 т/час по воздуху на базе КОАО «Азот», г. Кемерово. При этом уделить внимание к снижению удельных капитальных затрат на строительство и монтаж оборудования, автоматизацию машин и аппаратов.

. Технико-экономическое обоснование проекта

В данном дипломном проекте разработан проект реконструкции установки разделения воздуха производительностью 60 т/час по воздуху на базе КОАО «Азот», г. Кемерово.

Кемеровское ОАО «Азот» - одно из крупнейших предприятий химической отрасли России, единственный за Уралом производитель минеральных удобрений для аграрного комплекса, взрывчатки - для угледобывающих предприятий, капролактама - для химической промышленности, продукции органического синтеза - для производителей пластмасс и красителей. Качество продукции КОАО «Азот» хорошо известно потребителям в России, Западной Европе, Америке, странах Азиатско-Тихоокеанского региона. Предприятие входит в состав Сибирского делового союза, что гарантирует постоянный рынок сбыта готовой продукции, полное обеспечение необходимой сырьевой базой и материалами.

Регион обладает мощной транспортной системой: автомобильный и железнодорожный транспорт, авиация. Это позволяет успешно работать предприятию не только в рамках города, но и далеко за его пределами. Ведётся активное взаимодействие с организациями Кемеровской области, Алтайского края, Новосибирской и Томской областями, а также с представителями других стран.

Кемеровское ОАО «Азот» - это мощный производственный комплекс, который состоит из 50 основных и вспомогательных цехов, является одним из градообразующих предприятий города, которое стабильно работает и динамично развивается, ежегодно реализуя насыщенные инвестиционные программы по модернизации оборудования и техническому переоснащению, внедрению новейших технологий для повышения качества продукции и безопасности производства, снижения негативного воздействия на окружающую среду.

Главные цели холдинга - сохранение лидерства в России и высокая конкурентоспособность в целевых сегментах рынка на международном уровне, совмещение экономических успехов с социальной ответственностью и экологической безопасностью. Достижение целей компания связывает с приобретением активов, строительством новых мощностей, внедрением инновационных решений и модернизацией существующих производств. Кемеровское ОАО "Азот" вносит свой неоценимый вклад в развитие отрасли и компании.

Уровень качества производства подтверждается системой менеджмента качества ISO 9001. Сертификат ISO 9001 сегодня является для организации одним из главных факторов доверия со стороны потребителей и заказчиков, необходимым условием участия в конкурсах и тендерах, сотрудничества с западными партнерами. Кемеровское ОАО «Азот» стало одним из первых не только в Кузбассе, но и в России среди крупных химических предприятий, которое сертифицировало в 2003 году систему менеджмента качества на соответствие двум стандартам - национальному и международному.

Экологическая безопасность производства соответствует корпоративной системе экологического менеджмента. КОАО "Азот" сертифицировано с 2008 года в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 14001:2004 «Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению» и Корпоративных стандартов. Основной стратегической целью деятельности КОАО «Азот» в области экологической безопасности является ликвидация факторов, способных нанести ущерб здоровью работающего персонала предприятия, населению и природным ресурсам. Для минимизации воздействия на окружающую среду на предприятии ведется работа по внедрению мероприятий, направленных на повышение уровня полезного использования природных ресурсов, на сокращение выбросов и сбросов загрязняющих веществ, снижение отходов.

Соблюдается приоритетность планируемых и реализуемых мер по предупреждению воздействий на окружающую среду, персонал и население перед мерами по ликвидации последствий такого воздействия.

Качество выпускаемой продукции и уровень организации производства подтверждается наградами, которыми предприятие было отмечено за всё время своей деятельности. Среди последних достижений можно выделить: дипломант Всероссийской программы" 100 лучших товаров России" капролактам, Россия, Кемерово, 2011 г., диплом лауреата конкурса "Лучшие товары и услуги Кузбасса 2011 года" капролактам Россия, Кемерово, 2011 г., лауреат Всероссийской программы "100 лучших товаров России" сульфат аммония Россия, Кемерово, 2011 г.

Руководство предприятия уделяет большое внимание вопросам модернизации и повышению культуры производства. За последнее время была проведена успешная модернизация ряда цехов: 2011 г. техническое перевооружение системы первого олеумного абсорбера цеха серной кислоты; 2010г. техническое перевооружение системы подогрева газовой смеси перед сероочисткой в цехе Аммиак-2; цех №15 - установка системы автоматического управления, регулирования и антипомпажной защиты машинного агрегата КМА-2; перевод на двухгодичный цикл агрегатов цехов Аммиак-1, Аммиак-2, Карбамид; техническое перевооружение блока очистки конвертированного газа, цех Аммиак -1.

В 2013 г. Планируется провести реконструкцию воздухоразделительной установки цеха газового сырья №2.

Сырьём производства кислорода и азота является атмосферный воздух. Средний состав атмосферного воздуха (в % объёмных) следующий:

азот 78,10 %;

кислород 20,93 %;

аргон 0,932 %;

криптон 0,0001 %;

ксенон 0,000009%;

водород 0,00005 %;

неон 0,0015 %;

гелий 0,0005 %;

радон 6´10-18.

Забор воздуха осуществляется в районе деревни Горняк. Это сделано для того, чтобы уменьшить количество примесей в исходной воздушной смеси.

Воздухоразделительная установка предназначена для выработки:

газообразного технологического кислорода с объёмной долей не менее 98,0% с избыточным давлением 800мм. вод.ст.

газообразного технологического азота с объёмной долей 99.992% с избыточным давлением 4,5кгс/см2

жидкого азота с избыточным давлением не более 5,3кгс/см2

Кислород и газообразный азот используется только для нужд предприятия, жидкий азот поступает в ёмкость для дальнейшей реализации потребителям (предприятия города, области). Жидкий азот используют, например, при производстве газированной воды путем добавления в газовое пространство емкости для сохранения вкусовых качеств напитков. Жидкий азот транспортируют в изолированных автоцистернах от бака для хранения, расположенного в цехе, до адресата.

За последние 5 лет из-за роста экономики региона и страны в целом увеличились объёмы выпускаемой продукции (в среднем на 15-20%). Данный цех эксплуатируется с 1983 года и за это время никаких мер по модернизации данного участка не проводилось. Поэтому воздухоразделительная установка имеет большую степень износа установленного оборудования, невозможностью обеспечения требуемых объемов по выпуску продукции, моральным старением и низкой степенью автоматизации оборудования. Контроль работы установки контролируется постоянным присутствием в цехе большого количества людей (одна смена включает в себя 10-12 человек), которые работают в условиях высокого шума, что неблагоприятно сказывается на их здоровье. Модернизация установки позволит уменьшить количество человек в смене (до 5-6) и перенести постоянное место работы из цеха в аппаратное помещение, откуда с помощью приборов автоматизации будет осуществляться контроль за работой установки, а наличие средств защиты сделает эту работу более безопасной и комфортной.

После проведения модернизации воздухоразделительной установки объёмы получаемых продуктов составят:

газообразного технологического кислорода 9 м3/час;

газообразного технологического азота 16 м3/час;

жидкого азота 1000 кг/час.

Предполагается, что технологическая схема будет построена по циклу низкого давления с применением блока комплексной очистки воздуха (для удаления влаги, диоксида углерода, углеводородов и других примесей), нереверсивных теплообменников (для охлаждения за счет подогрева встречных потоков) и турбодетандер-компрессорных агрегатов.

Основной разделительный аппарат будет построен по схеме двукратной ректификации с вводом детандерного потока в верхнюю колонну.

Флегмовое орошение нижней и верхней колонны будет осуществляться за счет части сконденсировавшегося в основном конденсаторе азота. Одновременно основной конденсатор будет являться испарителем для верхней колонны. Для компактности конструкции теплообменные пакеты основного конденсатора будут встроены в верхнюю колонну.

В проектируемой установке для охлаждения воды, поступающей из цеха водоочистки, применим холодильную машину. С её помощью будут охлаждаться потоки начальной воздушной смеси, продукты разделения воздуха и потоки на выходе из установки. В состав холодильной установки войдут: компрессор, конденсатор, ресивер линейный, фильтр-осушитель, терморегулирующий вентиль, испаритель, запорная арматура, система управления. Будут установлены две блочные холодильные машины для попеременной работы.

Предполагается, что чистый жидкий азот будет собираться и хранится в специальном изолированном баке, установленном вне помещения цеха. Это делается для удобства проведения отгрузочных работ при заправке автомобильных цистерн потребителя.

Газообразный чистый азот из нижней колонны, после сепаратора, поступает в теплообменник, подогревается и выдается потребителю под давлением.

Кислород поступает в испаритель, после которого направляется в трубопровод «кислород потребителю».

При проведении модернизации будут учитываться современные тенденции в автоматизации, энергосбережении, экологической безопасности, а также экономический фактор.

. Конструкторско-технологическая часть

.1 Расчёт цикла воздухоразделения

Схема и цикл установки приведены на рис. 2.1 и рис.2.2. Параметры в узловых точках цикла - в таблице 2.1.

Рис.2.1. Схема воздухоразделительной установки

ТКм - турбокомпрессор;

ВС - воздушный скруббер;

ХМ - холодильная машина;

ТДК - турбодетандер-компрессорный агрегат;

ОТ - основной теплообменник;

КВ - колонна верхняя;

КН - колонна нижняя.

Таблица 2.1. Параметры узловых точек цикла.

Параметр

1

2

3

4

5’

6’

7’

8’

7

10’

10

11

13

P, МПа

0,07

0,5

0,5

0,5

0,7

0,7

0,7

0,07

0,5

0,5

0,13

0,07

0,07

t, оС

50

60

10

-100

50

15

-130

-196

-150

-180

-185

-196

-196

h, кДж/кг

470

495

455

400

460

410

369

296

283

130

123

145

155

Ѵ, м3/кг

0,31

0,25

0,38

0,98

0,25

0,28

0,57

0,65

0,42

0,01

0,01

0,02

0,02


Рис. 2.2. Цикл воздухоразделительной установки Акт - 16/9

Холодопроизводительность данного цикла состоит из следующих показателей:

тепловой эффект:

 кДж/кг                                  (2.1)

296-283)=14 кДж/кг.

предварительное охлаждение воздуха (после ТДК):

, кДж/кг  (2.2)

расширение в ТДК:

              (2.3)

совокупный расход воздуха в цикле:

               (2.4)

Удельная холодопроизводительность цикла:

+, кДж/кг                 (2.5)

Полная холодопроизводительность установки разделения воздуха:

,                                                (2.6)


.2 Описание работы установки

Технологическая схема построена по циклу низкого давления с применением блока комплексной очистки воздуха, нереверсивных теплообменников и турбодетандер-компрессорных агрегатов. Основной разделительный аппарат построен по схеме двукратной ректификации с вводом детандерного потока в верхнюю колонну.

Воздух, сжатый в турбокомпрессоре ТКм, поступает в воздушный скруббер ВС системы предварительного охлаждения воды и воздуха, где охлаждается холодной водой с температурой (9±1) °С.

После воздушного скруббера воздух поступает в один из двух попеременно работающих адсорберов блока комплексной очистки (БКО), где происходит удаление влаги, диоксида углерода, углеводородов и других примесей из воздуха.

После блока комплексной очистки поток воздуха разделяется на два потока: большая часть потока поступает в дожимающую ступень турбодетандер-компрессорного агрегата ТДК, другая часть потока поступает на охлаждение в пластинчато-ребристый нереверсивный теплообменник.

Пройдя по теплообменнику, воздух охлаждается за счет подогрева потоков отбросного азота, газообразного азота и кислорода, азота под давлением. После охлаждения поток направляется на ректификацию в нижнюю колонну.

Поток воздуха после дожимающей ступени ТДК охлаждается водой в теплообменнике-охладителе, входящем в состав СПОВ, и поступает в теплообменник на дальнейшее охлаждение. Из средней части теплообменника дожатый воздух, направляется через фильтр в турбодетандерную ступень агрегата, где расширяется, и далее поступает на ректификацию в верхнюю колонну.

Флегмовое орошение нижней и верхней колонны осуществляется за счет части сконденсировавшегося в основном конденсаторе азота. Основной конденсатор является испарителем для верхней колонны.

Чистая азотная флегма отбирается из сборника, грязная азотная флегма из нижней колонны дополнительно охлаждается в соответствующих секциях теплообменника и дросселируется в верхнюю колонну. Часть чистой азотной флегмы после в качестве продукта выдается потребителю в жидком виде.

Газообразный чистый и отбросной азот отбираются из верхней колонны, подогреваются в теплообменнике за счет охлаждения прямых потоков. Газообразный чистый азот из нижней колонны, после сепаратора, поступает в теплообменник, подогревается и выдается потребителю под давлением. Кислород поступает в испаритель, после которого направляется в трубопровод «кислород потребителю».

.3 Подбор основного и вспомогательного оборудования

.3.1 Подбор скруббера

Подбор скруббера осуществляем по величине требуемой поверхности теплообмена, необходимому температурному перепаду и рабочей среде: на входе температура потока воды (6-10)оС, на выходе 18 оС, температура воздуха на входе 100 оС, на выходе (8-12) оС:

, кВт, (2.7)

где Q - количество теплоты, которое отводится в данном аппарате;

k - коэффициент теплопередачи поверхности, кВт/(м2К);  - разность температур входящего и выходящего потоков воздуха, оС.

, м2, (2.8)

 м2

Подбираем скруббер воздушный СВ17-1. Технические характеристики приведены в приложении 1.

Конструкция скруббера показана на рис. 2.3. Скруббер состоит из вертикального корпуса 2. установленного на опоре. На корпусе расположены патрубки входа и выхода воздуха, входа и выхода воды. Кроме этого имеются штуцеры для подсоединения дифманометра - перепадомера, для установки термометра, установки датчика сигнализатора уровня. В нижней и средней частях корпуса расположены люки 3. Внутри корпуса расположены насадочные секции, которые состоят из распределителя 4, насадок 5 и 7, между секциями расположен коллектор - распределитель 6. В верхней части корпуса расположен сепаратор.

Вода, охлажденная в холодильной машине, подается в распределитель 4 верхней секции и распределяется по сечению насадки 5, а также поступает на коллектор-распределитель 6 нижней секции и распределяется по сечению насадки 7. При прохождении воздуха через насадку происходит теплообмен между воздухом и водой. Отделение капельной влаги из потока воздуха происходит в сепараторе.

Охлаждение воды, поступающей из цеха водоочистки, осуществляется в холодильной установке блочного типа.

Рис.2.3. Скруббер воздушный

.3.2 Подбор холодильной машины

Подбор осуществляем по необходимой температуре охлаждённой воды на выходе из испарителя: 9 оС.

Цикл холодильной машины приведён на рис.2.4.

Температура кипения to=5 оС, температура конденсации tk=30 оС.

Параметры в узловых точках цикла приведены в таблице 2.2.

Массовый расход циркулирующего хладагента MТ, кг/с, определяем по формуле (3):

Т = Q0/ q0 ,                                     (2.9)

где q0 - удельная холодопроизводительность ,

Рис.2.4. Цикл холодильной машины

Таблица 2.2. Параметры узловых точек

№ точки

t,оС

P, МПа

h, кДж/кг

Ѵ, м3/кг

1’’

5

0,6

407

0,04

1

13

0,6

413

0,04

2

53

1,2

434

0,02

3’

30

1,2

236

-

4

5

0,6

236

0,01

= (h1² - h4),                                     (2.10)

= 407-236 = 171 кДж/кг,= 25/171=0,146кг/с

Коэффициент подачи l при Рк / Р0 = 1,2/0,6=2       l = 0,82

Требуемая производительность компрессора V , м3/с

= (M× v1 )/ l                                    (2.11)

V= (0,146 × 0,04) /0,82 = 0,007 м3/с

Для охлаждения воды принимаем блочную холодильную установку на базе компрессора CSH8561-125-40Р фирмы «Bitzer». Технические характеристики приведены в приложении 1. Объемная действительная производительность Vд. = 0.03889 м3/с

Действительный массовый расход хладагента Mдейств, кг /с

действ. = (Vд.× l)/ v1 ,                    (2.12)

действ. = (0,03889 × 0,82) /0,04 = 0,798 кг/с

Теоретическая мощность компрессора Nт , кВт

т = Mдейств. × (h2 - h1),                           (2.13)

т = 0,798 × (434-413) = 17 кВт

Индикаторная мощность компрессора Ni , кВт

= NT / hi ,                              (2.14)

где hi = 0,75 - индикаторный КПД,= 17 /0,75 = 22,6 кВт

Электрическая мощность, потребляемая из сети NЭ, кВт

Э = Ni / hмех ,                                 (2.15)

где hмех. = 0,9 - механический КПД,Э = 22,6/0,9 = 25,2 кВт

Тепловая нагрузка на конденсатор в теоретическом цикле Qк. теор, кВт

к.теор = Ml × (h2 - h3¢)                    (2.16)

к. теор. = 0,798 × (434-236) = 198 кВт

Действительная холодопроизводительность Qод., кВт

од. =Mдейств. q0,                                     (2.17)

од. = 0,798 × 171 = 136,5 кВт

В состав холодильной установки также входят: конденсатор (пластинчатый теплообменник с пластинами из нержавеющей стали), ресивер линейный, фильтр-осушитель, терморегулирующий вентиль, испаритель (теплоизолированный кожухотрубный теплообменник, корпус выполнен из углеродистой стали, трубки, имеющие внутреннюю накатку и наружное оребрение, выполнены из меди), запорная арматура, система управления (реле низкого и высокого давления для защиты компрессора, манометры показывающие, на нагнетательном и всасывающем патрубках компрессора, датчики температуры и давления, обеспечивающие контроль параметров и управления работой системы, реле потока для контроля расхода хладоносителя через испаритель, пылевлагозащитный шкаф управления установки). Устанавливаются две блочные холодильные машины для попеременной работы.

.3.3 Подбор адсорбера

Подбор адсорбера осуществляется по количеству воздушной смеси, проходящей через аппарат в единицу времени.

Подбираем два адсорбера АГ-22/28. Технические характеристики приведены в приложении 1.

Адсорбер состоит из корпуса с патрубками входа воздуха и выхода воздуха, двух люков для загрузки цеолита, одного люка для загрузки и досыпки оксида алюминия и четырёх люков для досыпки цеолита. В верхнем конусе, ограничивающим слой цеолита, расположен смотровой люк. Внутри, корпус образует полость, не засыпаемую адсорбентами. Заполняется адсорбер цеолитом и оксидом алюминия. Между слоями адсорбента выведен патрубок для отбора воздуха на анализ влагосодержания. Между слоями осушителя и цеолита есть маленький лючок для осмотра полости адсорбера. Люки досыпки цеолита снабжены патрубками подачи воздуха для равномерного распределения засыпаемого цеолита.

Принцип действия адсорбера основан на способности осушителя

(оксида алюминия) поглощать влагу, а цеолита очищать проходящий воздух от диоксида углерода, углеводородов и других примесей.

По истечению времени защитного действия адсорбенты регенерируется.

Через патрубок входа воздух попадает в адсорбер, распределяется по кольцевому сечению и по длине слоя оксида алюминия, проходит его и, осушенный, поступает в кольцевой слой цеолита, где окончательно очищается и через патрубок выхода воздуха выходит из аппарата.

Досыпка цеолита в адсорбер в процессе эксплуатации осуществляется через четыре досыпных устройства.

.3.4 Подбор основного теплообменного аппарата

Подбор пластинчато-ребристый нереверсивный теплообменника осуществляется по необходимому объему внутреннего пространства:

, м3,                                              (2.18)

где S - суммарное поперечное сечение аппарата, м2;

H - высота аппарата, м. Принимаем 10 м.

, м2 (2.19)

 м3.

Подбираем аппарат производства фирмы «Nordon», предназначенный для охлаждения воздуха в верхней части аппарата, поступающего в установку. Конструкция представлена на рис. 2.5. Технические характеристики приведены в приложении 1.

Охлаждение происходит за счет теплообмена с выходящими из установки обратными потоками. Одновременно, в нижней части аппарата (переохладитель) происходит охлаждение кубовой жидкости, грязной и чистой азотной флегмы за счет теплообмена с входящими потоками отбросного и чистого азота.

Воздухоразделительные установки низкого давления для получения технологического кислорода или азота комплектуются только детандерами турбинного типа, которые включаются на потоке вещества перед входом в верхнюю колонну. Поэтому подбор осуществляется из линейки агрегатов НПО «Криогенмаш» по величине расхода проходящего потока в единицу времени.

Рис.2.5. Основной теплообменник

.3.5 Подбор турбодетандер - компрессорного агрегата

Подбираем агрегат турбодетандер-компрессорный ДТК-6,3/0,8. Предназначен для понижения температуры воздуха в холодильном цикле установки АКт-16/9 путём его расширения в турбодетандере с отдачей внешней работы дожимающиму компрессору. Схема агрегата приведена на рис.2.6.

Турбоагрегат представляет собой изделие, состоящее из:

ходовой ступени - модуля 11;

маслоагрегата для обеспечения подачи масла на подшипники модуля;

системы подачи газа на наддув лабиринтов и на управление (для исключения попадания масла в проточные части модуля перед пуском.

Рис.2.6. Маслосистема турбодетандер-компрессорного агрегата

АК11 - гидроаккомулятор

МБ11 - маслобак

Мд11 - модуль (детандер-компрессор)

Н521 - насос масляный

СП11 - флексифибер (сепоратор паров масла)

Ув11 - Слив воды из ТО11

ТО11 - теплообменник (охлаждение масла)

Ф13 - фильтр грубой очистки

Фд11 - сдвоенный фильтр тонкой очистки

ЭН11 - электронагреватель масла

Кв11 - холодная вода в ТО11

К33 - байпас по маслу

КР11 - капан перепускной

К35 - слив масла

турбоагрегата в работу и запирания холодных утечек из детандерной ступени модуля при работе турбоагрегата, а также для подачи газа на пневмоуправление блоком арматуры 7;

блока управления и контроля для контроля технологических параметров турбоагрегата и передачи информации в АСКУ ВРУ.

Для уменьшения холодопотерь в окружающую среду корпус детандера закрывается кожухом и заполняется теплоизоляционным материалом.

Из средней части теплообменника дожатый воздух, направляется в турбодетандерную ступень, где расширяется, и далее поступает на ректификацию в верхнюю колонну.

.3.6 Подбор нижней и верхней колонн

Предварительное разделение воздуха на азот и кубовую жидкость происходит в нижней колонне.

Подбор колонны осуществляем по заданному расстоянию между тарелками Н=150 мм:

м/с,                           (2.20)

где w - скорость потока в колонне,

ρж - плотность жидкой фазы в колонне, кг/м3

ρп - плотность жидкой фазы колонны, кг/м3

Подбираем нижнюю колонну МН-20/49. Конструкция нижней колонны приведена на рис.2.7. Технические характеристики приведены в приложении 1.

Колонна предназначена для предварительного разделения воздуха на азотную флегму и обогащенный кислородом воздух (кубовую жидкость).

Колонна выполнена в виде цилиндрического сосуда, состоящего из корпуса 2 с приваренными днищами. В корпусе расположено контактное

устройство 1 с ректификационными тарелками, раскрепленные горизонтально с определенным шагом. Ректификационные тарелки ситчатого типа, двухпоточные с прямолинейным током жидкости.

Разделение в колонне происходит при взаимодействии потоков пара и жидкости на ректификационных тарелках. Поднимаясь вверх по колонне пар барботирует через жидкость, находящуюся на тарелках, в результате чего происходит тепломассообмен между потоками. При многократном повторении этого процесса на каждой тарелке воздух, поднимаясь вверх, постоянно обогащается низкокипящим компонентом-азотом, который отбирается в основные конденсаторы через патрубок «Выход газообразного азота».

Из куба колонны через патрубок «Выход кубовой жидкости» отводится кубовая жидкость - обогащенный кислородом воздух. Из патрубка «Слив жидкости» сливается жидкость при остановках блока разделения воздуха

Флегмовое орошение нижней и верхней колонны осуществляется за счет части сконденсировавшегося в основном конденсаторе азота

Одновременно основной конденсатор является испарителем для верхней колонны.

Для компактности конструкции теплообменные пакеты основного конденсатора встроены в верхнюю колонну.

Подбор верхней колонны аналогичен подбору нижней колонны. Подбираем колонну верхнюю МВ-23/74. Конструкция приведена на рис. 2.8, технические характеристики - в приложении 1.

Колонна предназначена для окончательного разделения воздуха, поступающего в нее в виде кубовой жидкости, жидкого азота и детандерного потока на азот и кислород.

Верхняя колонна состоит из двух частей: ректификационной части и конденсатора. Ректификационная часть колонны выполнена в виде цилиндрического сосуда, состоящего из корпуса 2 с приваренными днищами.

В корпусе расположены ректификационные тарелки 3, двухпоточные с прямолинейным током жидкости. В верхней колонне имеются люки 1, люк в нижней части колонны для осмотра состояния внутренней полости, люк в верхней части колонны для контроля состояния и горизонтальности ректификационных тарелок. Колонна снабжена патрубками для ввода и вывода технологических потоков, а также штуцерами для подсоединения к указателям уровня жидкости и гидравлического сопротивления колонны.



Рис.2.8. Колонна верхняя

.3.7 Подбор конденсатора-испарителя

Подбор конденсатора осуществляется по определению необходимой вместимости трубного и межтрубного пространства.

Объём межтрубного пространства составляет 0.37 м3. Ближайший выпускаемый НПО «Криогенмаш» вариант с межтрубным пространством 0.44 м3. Подбираем конденсатор KB 7/6-1, который предназначен для испарения жидкого кислорода, обогащенного углеводородными примесями и криптоно-ксеноновым концентратом, за счет конденсации газообразного воздуха. Конструкция приведена на рис. 2.9, технические характеристики - в приложении 1.

Конденсатор выполнен в виде сварного цилиндрического сосуда имеющего корпус поз.1, внутри которого встроен змеевик поз.2 из алюминиевых теплообменных трубок. В верхней части корпуса размещена камера поз.3 с трубной решеткой поз.4, над которой выпущены концы теплообменных трубок поз.5. Конденсатор снабжен патрубками входа, выхода технологических продуктов, а также имеет штуцера для подключения к указателям уровня жидкого кислорода в камере и жидкого воздуха в межтрубном пространстве змеевика.

Жидкий кислород, обогащенный углеводородными примесями в основных конденсаторах-испарителях, подается в трубное пространство змеевика через патрубок, расположенный в нижней части. В змеевике кислород частично испаряется за счет теплообмена с конденсирующемся в межтрубном пространстве воздухом. Газообразный кислород отбирается из верхней камеры и возвращается в верхнюю ректификационную колонну, неиспарившаяся часть жидкого кислорода выводится с трубной решетки камеры на дальнейшее испарение.

Газообразный воздух поступает в межтрубное пространство на конденсацию через патрубок "Вход газообразного воздуха" Воздух конденсируется на поверхности теплообменных труб и стекает в нижнюю часть корпуса конденсатора. Жидкий воздух выводится через патрубок "Слив жидкого воздуха".

Чистая азотная флегма отбирается из сборника, грязная азотная флегма из нижней колонны дополнительно охлаждается в соответствующих

секциях теплообменника и дросселируется в верхнюю колонну. Часть чистой азотной флегмы после в качестве продукта выдается потребителю в жидком виде.

Жидкий кислород поступает в испаритель, после которого направляется в трубопровод «кислород потребителю».

Рис. 2.9. Конденсатор KB 7/6-1

.3.8 Подбор испарителя

Подбор испарителя осуществляем по величине требуемой вместимости аппарата. Подбираем испаритель ИГ-0,3 НПО «Криогенмаш». Технические характеристики приведены в приложении 1, конструкция изображена на рис. 2.10.

Испаритель ИГ-0,3 выполнен в виде цилиндрического сосуда с приваренными к нему патрубками для ввода и вывода рабочих продуктов. Аппарат состоит из корпуса 2, крышки 1, трубчатки 3, опорной лапы 4.

Процесс испарения происходит следующим образом:

Жидкие продукты разделения воздуха подаются в трубное пространство испарителя через патрубок. В трубках жидкие продукты разделения воздуха испаряются и подогреваются до положительных температур и в виде газа выводится через патрубок "Слив конденсата".

Водяной пар конденсируется на теплообменной поверхности трубчатки 3 и выводится через патрубок.

Рис.2.10. Испаритель ИГ-0.3

.3.9 Подбор сепаратора для отделения жидкости

Подбор осуществляется в зависимости от величины проходящего потока смеси газа и жидкости. В данной схеме сепаратор устанавливается на выходе потока из нижней колонны, соответственно, подбор осуществляется согласно выбранной нижней колонне. По рекомендациям НПО «Криогенмаш» подбираем сепаратор ВП-5/0,6-0,02. Технические характеристики приведены в приложении 1, конструкция изображена на рис. 2.11.

Сепаратор состоит из корпуса 1 с приваренными днищами и патрубками входа и выхода потоков. Внутри корпуса установлен сепарационный пакет 4, выполненный в виде набора гофрированных пластин, между которыми образованы каналы волнообразного профиля.

Предварительное отделение крупных капель жидкости происходит при расширении потока на входе в аппарат. Окончательное отделение капель жидкости происходит в сепарационном пакете 4 под действием сил инерции при изменении направления движения потока в волнообразных каналах.

 

Рис.2.11. Сепаратор ВП-5/0,6-0,02

Капли жидкости осаждаются на поверхности гофрированных пластин и стекают в нижнюю часть пакета, откуда отводятся по трубе 2 через гидрозатвор 3 в нижнюю часть корпуса. Газ, прошедший через сепарационный пакет, выводится из аппарата через патрубок Выход газа".

.3.10 Подбор сборника жидкого азота

Подбор осуществляем в зависимости от требуемого объёма получения готового продукта. В данной схеме эта величина составляет 1000 кг/час. Подбираем сборник С-0,63/0,6. Технические характеристики приведены в приложении 1, конструкция изображена на рис. 2.12.

Рис.2.12. Сборник С-0,63/0,6

Сборник состоит из цилиндрического корпуса и приваренных к нему днищ. Сборник снабжен патрубками для подачи в аппарат жидкого азота и вывода жидкого азота из аппарата, выхода азотной флегмы. Газ отводится через штуцер "Выход паров азота".

3. Описание схемы автоматизации

В современной технике под автоматизацией понимают комплекс технических мероприятий, частично или полностью исключающих участие людей в том или ином технологическом процессе. Говоря об автоматизации холодильных машин и установок, обычно имеют в виду автоматизации их работы в период эксплуатации.

Автоматизацию холодильных машин и установок осуществляют в целях повышения их экономической эффективности и обеспечения безопасности работы людей. Повышение экономической эффективности достигается вследствие уменьшения эксплуатационных расходов и затрат на ремонт оборудования, а безопасность эксплуатации - применением автоматических устройств защищающих установки от работы в опасных режимах.

Различают две степени автоматизации - полную и частичную.

При частичной автоматизации устройства автоматики управляют только некоторыми технологическими операциями. Поэтому требуется непрерывное обслуживание и наблюдение со стороны технического персонала. Однако по сравнению с неавтоматизированной установкой трудоемкость обслуживания существенно уменьшается.

При полной автоматизации устройства автоматики полностью управляют основными процессами, что позволяет отказаться от непрерывного обслуживания. Обслуживание может быть периодическим (один раз в сутки, в неделю, и т. д.) или по необходимости с участием персонала.

3.1 Описание схемы автоматизации системы предварительного охлаждения

Измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз. 2) контролирует количество входящей воздушной смеси в установку, термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 AllaN-Bradley (поз.8) - температуру, манометр показывающий технический МП AllaN-Bradley (поз.22) - давление. Температура потока воздуха регулируется при помощи термореле ТIRAНSH48/8 (поз.9), которое при достижении 5оС подаёт сигнал на закрытие соляноидных вентилей подачи охлаждённой воды (поз. 98, 99) на насадки скруббера. При повышении температуры до 20 оС подаётся сигнал на открытие данных вентилей.

Подача воды на скруббер осуществляется центробежными водяными насосами. Защита насосов осуществляется реле давления KP1A (поз. 18, 19), которое при достижении значения 0.2 МПа подает сигнал на отключение привода электродвигателя насоса (поз. 96, 97). На нагнетательном трубопроводе установлен манометр показывающий технический МП AllaN-Bradley (поз. 16, 19) для визуального контроля уровня давления.

Пуск компрессорного агрегата осуществляется по сигналу термореле ТIRAНSH45 (поз.6) при достижении температуры воды на выходе из испарителя 9 оС. При этом подается сигнал пускатель электродвигателя компрессора (поз. 82), на открытие соляноидного вентиля подачи холодильного агента в испаритель (поз.95).

Приборы защиты контролируют следующие технологические величины:

температуру нагнетания (поз. 13) термореле KP 77 и давление нагнетания реле давления РIR509 - при достижении заданного значения подается сигнал на отключение компрессора и срабатывает аварийная сигнализация;

давление всасывания (поз.23) реле давления РIR505 - при достижении заданного значения давления подается сигнал на отключение компрессора и срабатывает аварийная сигнализация;

проток воды через маслоохладитель (поз. 11) ДРС.М-20-25А - при достижении заданного значения давления подается сигнал на отключение компрессора и срабатывает аварийная сигнализация;

контролируется разность давлений в системе смазки компрессора (поз. 78, 90) - при достижении заданного значения давления

подается сигнал на отключение компрессора и срабатывает аварийная сигнализация.

Для контроля и автоматизации работы горизонтального испарителя установлены реле разности температур РРТ-2 О-10С, которое при достижении 8 0С подаёт сигнал на открытие вентиля подачи хладагента (поз. 14); измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN Bradley (поз.105) показывает количество охлажденной воды, вышедшей из испарителя.

.2 Описание схемы автоматизации блока комплексной очистки

Параметры входящего потока воздуха измеряются термометром сопротивления тип ТПТ-1-1 AllaN-Bradley (поз. 134), который установлен на входе в адсорбер. Давление потока после адсорбера контролируется манометром показывающим технический МП (поз.27). Наличие примесей углеводородов в воздухе определяется газоанализатором ULTRATGE (поз. 29).

Давление потока в фильтре грубой очистки контролируется по датчику сопротивления (поз 28), с помощью чего определяется степень

загрязнённости фильтра и необходимость его прочистки или замены.

Количество влаги в потоке воздуха на входе в ТДК и основной теплообменник контролируется анализатором влажности SAMPLEOUTLET (поз.77), температура воздуха - термометром сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз 26).

.3 Описание схемы автоматизации блока разделения воздуха

Регулятор протока Датчик типа EJA530A AllaN-Bradley (поз. 106) регулирует работу ТДК. При достижении значения протока воздуха 4900м3/ч подаётся сигнал на пуск агрегата - магнитные пускатели поз. 43, 107, 108. При работе агрегата осуществляется защита следующих параметров среды:

температура и давление воздуха на выходе из компрессорной ступени термореле ТIRAНSH68 (поз. 39) и реле давления РIR512. При достижении значения температуры 520С или давления 900 кПа подается аварийная сигнализация, происходит остановка работы ТДК;

давления всасывания в ТДК Реле давления РIR504 (поз.35) при достижении значения 560 кПа подается аварийная сигнализация, происходит остановка работы ТДК;

контроль протока охлаждающей воды через маслоохладитель ТДК ДРС.М-20-25А (поз. 111). При значении протока 1,5 м3/ч подается аварийная сигнализация, происходит остановка работы ТДК;

контроль величины разности давлений в системе смазки ТДК - Реле разности давления MP 55A (поз. 101 110). При значении 0,2 МПа подается аварийная сигнализация, происходит остановка работы ТДК;

контроль температуры масла из подшипников ТДК Термореле ТIRAНSH76 (поз. 42). При достижении 650С подается аварийная сигнализация, происходит остановка работы ТДК;

контроль величины давления на входе в детандерную ступень ТДК Реле давления РIR509 (поз. 31). При достижении значения 900 кПа подается аварийная сигнализация, происходит остановка работы ТДК.

При работе ТДК ведётся контроль следующих параметров:

температура и давление масла в маслобаке термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 и манометр показывающий технический МП (поз. 41, 109);

температура воздуха на входе в компрессорную ступень ТДК термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз. 40);

температура и давление воздуха на входе в детандерную ступень ТДК (поз. 32, 37) термометр сопротивления тип ТПТ-1-1,манометр показывающий технический МП;

температура и давление воздуха на выходе из детандерной ступени ТДК (поз. 33, 38) термометр сопротивления тип ТПТ-1-1,манометр показывающий технический МП.

При работе установке ведётся контроль уровня жидкости в нижней и верхней колоннах. Реле уровня EVRA 8800 показывает верхний (поз.56 и57) 80% уровень, а также нижний 20% уровень (поз. 70, 71). При достижении заданных значений подаётся сигнал на магнитные пускатели соляноидных вентилей (поз. 112, 113). Также осуществляется контроль уровня давлений в колоннах с помощью манометров показывающих технический МП (поз. 54, 55).

Защита и контроль при работе конденсатора-испарителя осуществляется при помощи реле уровня EVRA 8800 минимального и максимального заполнений (поз. 114, 115, 116, 72) и солядоидных вентилей (поз 117, 118), на которые приходят сигналы при изменении уровня жидкости в аппаратах. Контроль уровня давления осуществляется с помощью манометра показывающий технический МП (поз 119). Значения температуры и количества проходящего вещества контролируется по термометру сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз.120), измерителю расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз.121).

При работе контролируются следующие параметры:

температура, расход и давление пара на входе в испаритель: измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз.49) манометр показывающий технический МП (поз. 58) термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз. 68);

температура пара на выходе из испарителя: термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз. 69).

Контролируются параметры веществ на выходе готового продукта из установки воздухоразделения:

на трубопроводе «Азот низкого давления потребителю»: измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз.46), манометр показывающий технический МП (поз.52), термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз.65), газоанализатор CGA 351-3H1 (поз. 74);

на трубопроводе «Азот высокого давления потребителю»: измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз.47), манометр показывающий технический МП (поз.53), термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз.66), газоанализатор CGA 351-3H1 (поз. 75);

на трубопроводе «Азот жидкий потребителю»: измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз.130), манометр показывающий технический МП (поз.131), термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз.132), газоанализатор CGA 351-3H1 (поз. 133);

на трубопроводе «Кислород потребителю» измеритель расхода датчик типа EJA110A AllaN-Bradley (поз.45), манометр показывающий технический МП (поз.51), термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 (поз.67), газоанализатор CGA 351-3H1 (поз. 73).

Места установок приборов контроля, марки приборов, их характеристики и уровни установки приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Перечень приборов контроля

Поз.

Место установки

Наименование прибора

Характеристика

Уровень установки

1

Трубопровод подачи оборотной воды в СПОВВ

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷600) м³/ч

-

2

Трубопровод подачи воздуха в воздушный скруббер

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷80820) м³/ч

-

3

Трубопровод подачи охлажденной воды в воздушный скруббер

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷40) м³/ч

-

4

Трубопровод подачи охлажденной воды в воздушный скруббер

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷40) м³/ч

-

18

Нагнетательный трубопровод водяного насоса

Реле давления KP1A

(-0,09÷0,7) МПа

0,2 МПа

16

Нагнетательный трубопровод водяного насоса

Манометр показывающий технический МП AllaN-Bradley

(-1÷9) кгс/см2

-

19

Нагнетательный трубопровод водяного насоса

Реле давления MDR 21

-0,09÷0,7 МПа

0,2 МПа

20

Нагнетательный трубопровод водяного насоса

Манометр показывающий технический МП AllaN-Bradley

(-1÷9) кгс/см2

-

8

Трубопровод подачи воздуха в воздушный скруббер

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 AllaN-Bradley

(0÷100) 0С

-

22

Трубопровод подачи воздуха в воздушный скруббер

Манометр показывающий технический МП AllaN-Bradley

(0÷1000) кПа

-

9

Трубопровод подачи воздуха в блок комплексной очистки

Термореле ТIRAНSH48/8

(-5÷35)°С

5 20°С

98

Трубопровод подачи охлажденной воды в воздушный скруббер

Соленоидный вентиль EVRA 10

(-40÷105)°С

-

99

Трубопровод подачи воды в воздушный скруббер

Соленоидный вентиль EVRA 10

(-40÷105)°С

-

134

Трубопровод подачи воздуха в блок комплексной очистки

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1 AllaN-Bradley

(0÷100) 0С

-

6

Трубопровод подачи хладоносителя из испарителя

Термореле ТIRAНSH45

(-30÷15)°С

90С

95

Трубопровод подачи хладона в испаритель

Соленоидный вентиль EVRA 10

(-40÷105)°С

-

13

Нагнетательный трубопровод компрессора

Термореле KP 77

(20÷60) °С

60°С, 32°С

24

Нагнетательный трубопровод компрессора

Реле давления РIR509

(0,8÷3,2) МПа

0,29 0,29 1,5

23

Всасывающий трубопровод компрессора

Реле давления РIR505

(-0,02÷0,75) МПа

0,072 0,122 0,29

12

Всасывающий трубопровод компрессора

Термометр сопротивления тип ТСПУ-2-10

(-50÷50) ºС

-

86

Коллектор заправки холодильного агента

Манометр показывающий технический EN 837-1

(-1÷1,5) МПа

-

80

Регулирующая станция

Манометр показывающий технический EN 837-1

(-1÷1,5) МПа

-

88

Ресивер линейный

Манометр показывающий технический EN 837-1

(0÷2,5) МПа

-

89

Конденсатор горизонтальный

Манометр показывающий технический EN 837-1

(0÷2,5) МПа

-

81

Испаритель

Манометр показывающий технический EN 837-1

(-1÷1,5) МПа

-

5-15

Трубопровод входа и выхода из испарителя холодильного агента

Реле разности температур РРТ-2 О-10С

(0÷50) ºС

8 0С

105

Трубопровод подачи хладоносителя из испарителя

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷40) м³/ч

-

17-25

Трубопровод воздушный до и после теплообменников

Реле разности давлений РDIRАН датчик типа EJA110A

(0÷4) МПа

2 МПА

7

Трубопровод воздуха из вспомогательного теплообменника

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-50÷50) 0С

-

27

Трубопровод подачи воздуха из адсорбера

Манометр показывающий технический EN 858-2

(0÷1000) кПа

-

26

Трубопровод подачи воздуха из БКО

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(0÷60) 0С

-

28

Фильтр

Сопротивление датчик типа EJA530A

(0÷40) кПа

-

29

Трубопровод воздушный из адсорбера

Газоанализатор ULTRATGE

(0÷5) ppmСО2

-

30

Трубопровод воздуха из вспомогательного теполобменника

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷8000)м3/ч

-

106

Трубопровод дожатого воздуха

Регулятор протока Датчик типа EJA530A AllaN-Bradley

(0÷8000)м3/ч

4900м3/ч

108

Трубопровод подачи воды с ВОЦ

Соленоидный вентиль EVRA 10

(-40÷105)°С

-

39

Трубопровод воздуха из компрессорной ступени ТДК

Термореле ТIRAНSH68

(0÷100) 0С

52 0С

36

Трубопровод воздуха на нагнетании компрессорной части ТДК

Реле давления РIR512

(0÷1000)кПа

900 кПА

35

Трубопровод всасывающий в ТДК

Реле давления РIR504

(0÷1000)кПа

560 кПа

111

Трубопровод подачи воды с ВОЦ

ДРС.М-20-25А

(0,6÷3) м3/ч

1,5 м3/ч

101-110

Линия подачи масла в ТДК

Реле разности давления EN 842-2

(0,03÷0,45) МПа

0,2 МПа

42

Трубопровод масла из подшипников ТДК

Термореле ТIRAНSH76

(0÷100) 0С

65 0С

31

Трубопровод воздушный на входе в турбодетандер

Реле давления РIR509

(0÷1000)кПа

900 кПа

41

Маслобак ТДК

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(0÷100) 0

-

109

Маслобак ТДК

Манометр показывающий технический EN 842-2

(0,03÷0,45) МПа

-

77

Трубопровод воздуха из СПОВВ

Анализатор влажности SAMPLEOUTLET

(- 80÷20)0С т.р.

-

40

Трубопровод воздуха в компрессорную ступень ТДК

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(0÷50) 0С

-

37

Трубопровод подачи воздуха в турбодетандер

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷100) 0С

-

32

Трубопровод подачи воздуха в турбодетандер

Манометр показывающий технический EN 812-1

(0÷40) кПа

-

33

Трубопровод воздуха на выходе из детандера

Манометр показывающий технический EN 812-1

(0÷1000)кПа

-

38

Трубопровод воздуха на выходе из детандера

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷100) 0С

-

50

Трубопровод воздуха из БКО

Манометр показывающий технический EN 812-1

(0÷1000)кПа

-

61

Трубопровод воздуха из БКО

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(0÷80)0С

-

Трубопровод «Кислород потребителю»

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A Alla N-Bradley

(0÷16000) м3/ч

-

51

Трубопровод «Кислород потребителю»

Манометр показывающий технический EN 812-1

(0÷25)кПа

-

67

Трубопровод «Кислород потребителю»

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-130)0С

-

73

Трубопровод «Кислород потребителю»

Газоанализатор О2-ХМ-1Н-41

(90÷100) %

-

59

Трубопровод подачи воздуха в нижнюю колонну

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷100)0С

-

76

Трубопровод азотной флегмы из нижней колонны

ГазоанализаторХМО2-1Н-11

(0÷10)%

-

54

Колонна нижняя

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷1000)кПа

-

56

Колонна нижняя

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

80%

70

Колонна нижняя

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

20%

112

Трубопровод отвода жидкости из нижней колонны

Соленоидный вентиль EVRA 10

(-200÷-110)°С

-

63

Трубопровод подачи азота в основной теплообменник

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-110)0С

-

60

Трубопровод отвода кислорода из верхней колонны

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-110)0С

-

55

Колонна верхняя

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷100)кПа

-

57

Колонна верхняя

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

80%

71

Колонна верхняя

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

20%

113

Трубопровод отвода кислорода из верхней колонны

Соленоидный вентиль ВКс 110-16

(-100÷ -200)°С

-186

62

Трубопровод подачи азота в основной теплообменник

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-100)0С

-

72

Конденсатор-испаритель

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

80%

116

Конденсатор-испаритель

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

20%

 117

Трубопровод подачи жидкого кислорода

Соленоидный вентиль ВКс 110-16

(-100÷ -200)°С

-186

119

Конденсатор-испаритель

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷100)кПа

-

115

Конденсатор-испаритель

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

20%

114

Конденсатор-испаритель

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС ≤2,8МПа

80%

118

Трубопровод отвода жидкого воздуха

Соленоидный вентиль ВКс 110-16

(-100÷ -200)°С


120

Трубопровод отвода кислорода

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-100)0С

-

121

Трубопровод отвода кислорода

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A

(0÷20000) м³/ч

-

123

Трубопровод подачи жидкого кислорода в испаритель

Соленоидный вентиль ВКс 110-16

(-100 ÷ -200)°С

-186-

122-64

Трубопровод кислорода на входе - выходе из испарителя

Реле разности температур РРТ-2 О-10С

(-200÷-100)0С

30 0С

48

Трубопровод кислорода на входе - выходе из испарителя

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷120) м3/ч

(20÷90) м3/ч

124

Испаритель кислорода

Реле уровня EVRA 8800

-50÷10оС ≤2,8МПа

80%

44

Испаритель кислорода

Реле уровня EVRA 8800

-200÷-110оС≤2,8МПа

20%

125

Трубопровод отвода конденсата из испарителя

Соленоидный вентиль EVRA 10

(-200÷-110)°С

55

49

Трубопровод подачи пара в испаритель

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷120) м3/ч

-

58

Трубопровод подачи пара в испаритель

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷4)кгс/см2

-

68

Трубопровод подачи пара в испаритель

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-110)0С

-

69

Трубопровод отвода газа из испарителя

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-100)0С

-

46

Трубопровод «Азот н.д. потребителю»

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷20000) м3/ч

-

47

Трубопровод «Азот в.д. потребителю»

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷1500) м3/ч

-

52

Трубопровод «Азот н.д. потребителю»

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷25)кПа

-

53

Трубопровод «Азот в.д. потребителю»

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷1000)кПа

-

65

Трубопровод «Азот н.д. потребителю»

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-110)0С

-

66

Трубопровод «Азот в.д. потребителю»

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-110)0С

-

74

Трубопровод «Азот н.д. потребителю»

Газоанализатор CGA 351-3H1

(0÷100) ррmО2

-

75

Трубопровод «Азот в.д. потребителю»

Газоанализатор О2Х1-1Н-11

(0÷100) ррmО2

-

130

Трубопровод «Азот жидкий потребителю»

Измеритель расхода Датчик типа EJA110A AllaN-Bradley

(0÷1500) м3/ч

-

131

Трубопровод «Азот жидкий потребителю»

Газоанализатор О2Х1-1Н-11

(0÷100) ррmО2

-

132

Трубопровод «Азот жидкий потребителю»

Манометр показывающий технический EN 885-1

(0÷1000)кПа

-

133

Трубопровод «Азот жидкий потребителю»

Термометр сопротивления тип ТПТ-1-1

(-200÷-110)0С

-


4. Энергоснабжение

В составе холодильной установки имеется различное электрическое оборудование. Поэтому после расчета и выбора холодильного оборудования заполняем таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Паспортные данные оборудования

Наименование

Количество

Тип

Мощность, кВт

КПД

Напряжение

cosφ

Частота вращения, об/мин

Iп/Iн

1 Компрессор CSH8561-125-40Р

2

1

92

0.9

380

0.92

2 900

4.5

2. Насос водяной марки NB50-200/219

2

22

0.9

380

0.8

2 940

2.9

3. Агрегат турбодетандер-компрессорный ДТК-6,3/0,8

2

5 000

0.9

380

0.91

15 000

7,5


Для выбора всех элементов системы электроснабжения определяем расчетные мощности силовых приемников электроэнергии по формулам (4.1), (4.2), (4.3):

,   (4.1)

,   (4.2)

    (4.3)

где: , ,  - активная, реактивная и полная расчетная мощность;

 - коэффициент спроса;

 - установленная активная мощность приемника;

 - расчетный коэффициент мощности.

Коэффициент спроса  выбираем из табл. 4.1 [3]. Результаты спроса расчетных мощностей определены расчетным путем и приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Результаты спроса расчетных мощностей

Группы приемников электроэнергии

Количество

Установ.мощн., кВт

Расчетная мощность

Расчет мощности




Рр, кВтQp, кВАрSp, кВА





1 Компрессор CSH8561-125-40Р

2

184

0,5

0,92

74,1

43,7

86,8

2. Насос водяной марки NB50-200/219

2

44

0,7

0,8

30,8

23,1

37,9

3. Агрегат турбодетандер-компрессорный ДТК-6,3/0,8

2

5 000

0,5

0,92

5 000

2954

5867

4. Освещение


3,6

0,9

0,95

3,24

1,07

3,42

Итого

5 108,1

3 051

5932


Для повышения коэффициента мощности до нормируемой величины принимаем статические конденсаторы, мощность которых для группы электроприемников определяется по формуле (4.4):

         (4.4)

где: - расчетный угол сдвига фаз током и напряжением;

-нормируемый угол сдвига фаз, соответствующий .=74,1∙(0,88-0,33)=40,8;=30,8∙(0,75-0,33)=12,9;=5 000∙(0,88-0,33)=2 750;=3,24∙(0,33-0,33)=0.

∑Qc=2803,7

Принимаем к установке две комплектные конденсаторные установки типа КРМ - 6,3 (10,5) по 3 МВАр каждая.

Расчетную мощность для выбора трансформатора, кВА определяем по формуле (4.5):

  (4.5)

где: Pp - активная суммарная мощность;- суммарная расчетная реактивная мощность;- мощность выбранных конденсаторов.

Принимаем к установке три трансформатора мощностью по 2000 кВА.

Для выбора кабелей к электроприёмникам определяем точки:

для трансформаторов:

 , А    (4.6)

для электродвигателей:

     (4.7)

для конденсаторов

, А (4.8)

для группы приемников

 , А (4.9)

где    : 1,4 - коэффициент, учитывающий перегрузки трансформатора,н - нормальная мощность трансформатора,

Qн - номинальное напряжение,

Pн - номинальная мощность двигателя,

 - КПД,

 - коэффициент мощности двигателя,

Qк - мощность конденсаторов,- мощность приемников.

Результаты расчетов токов и выбор кабелей приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Результаты расчетов и выбор кабелей

Наименование оборудования

Длина, м

Мощность, кВт

Iн, А

Выбираемый кабель

Допустимый ток

1 Компрессор CSH8561-125-40Р

11

92

133.9

АВВГ (4х70)

140

2. Насос водяной марки NB50-200/219

15,5

22

46.4

АВВГ (4х30)

50

3.Агрегат турбодетандер-компрессорный ДТК-6,3/0,8

10

5 000

9 275

КГЭШ(4*450)

9 400


Защитно-коммуникационная аппаратура электроприемников выбираем по их паспортным данным.

Проверку сечения кабеля по потере напряжения производим по формуле 4.10:

,         (4.10)

где    −расчетная мощность (полная), кВт;

−длина линии, м;

−напряжение сети, В;

 - сечение провода, мм2

- удельное сопротивление материала (=0,03 Ом·мм2/м).

;

;

;

.

В соответствии с ПУЭ для силовых сетей напряжением до 500-660 В допускают потери напряжения не более 5% от номинального напряжения электродвигателей [9]. Расчетный ток максимальной защиты (отсечки) автомата для двигателя определяем по формуле (4.11):

 (4.11)

где:  - пусковой ток двигателя.

Расчетный ток тепловой защиты (от перегрузки) автомата для двигателей определяем по формуле (4.12):

 (4.12)

где:  - номинальный ток двигателя, А.

Результаты выбора аппаратов и расчета токов расцепителей автоматов представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 Результаты расчета токов и выбор аппаратов

Мощ-ность двиг. кВт

Токдвигателей

Пускатель

Автомат


Iп

тип

тип

токи, А









Iуст.м

Iуст.т

74,1

133.9

1004

ПМА

250

660

А3710Б

660

250

1305

167

22

46.4

135

ПМА

63

660

А3710Б

500

400

175,5

58

5 000

9 275

69 562

LC1E300M5

10598

660

ВА55-41

500

11600

90 000

10110


Для преобразования электроэнергии с 10 кВ до 380 В и для распределения ее между электроприемниками, принимаем комплектную подстанцию типа КТП-400, имеющую: два трансформатора типа ТМЗ-400/10, два выключателя нагрузки типа ВН-11, вводные и секционные выключатели типа Э10 и Э6, на отходящих линиях установлены автоматы типа А3710Б, EN 885-1.

Контрольный учет электроэнергии, потребляемой установкой, осуществляется на КТП.

Экономия электроэнергии достигается организацией оптимальных процессов и режимов работы электрифицированных агрегатов. Для снижения расходов электроэнергии также стремятся уменьшить механические потери в механизмах. Для экономии электроэнергии на освещение следует своевременно включать и выключать светильники, устанавливать датчики света или движения, применять энергосберегающие источники света, обеспечивать нормальный уход за ними.

С целью снижения электротравматизма предусматриваются следующие мероприятия:

устройство защитных приспособлений;

заземление электродвигателей;

защитное отключение;

применение малого напряжения (12-36 В).

К тому же необходимо надежное ограждение электроприемников, к которым возможно прикосновение или приближение на недопустимое расстояние.

5. Экономический раздел

.1 Расчет годовой производительности установки воздухоразделения

До реконструкции производственные мощности установки разделения воздуха в цехе газового сырья составляли V11 = 40 т/ч по воздуху (в качестве исходного сырья), V21 = 6 000 м3/ч газообразного кислорода, V31 = 11 000 м3/ч газообразного азота, V41 = 700 кг/ч жидкого азота. После реконструкции произойдет увеличение мощности установки в среднем на 50% и показатели составят соответственно V12 = 60 т/ч, V22 = 9 000 м3/ч, V32 = 16 000 м3/ч и V42 = 1 000 кг/ч. Увеличение объемов производства определяем по формуле:

∆Vi = Vi2- Vi1    (5.1)

где    ∆Vi -увеличение объёма, м3/ч (кг/ч);- количество продукта до реконструкции установки разделения

воздуха;- количество продукта после реконструкции установки разделения

воздуха.

∆V1 = 60 - 40=20, м3/ч;

∆V2 = 9 000 - 6 000 = 3 000, м3/ч;

∆V3 = 16 000 - 11 000 = 5 000, м3/ч;

∆V4 = 1 000 - 700 = 300, кг/ч.

Годовую производительность установки воздухоразделения после реконструкции определяем по формуле

г= Vi2•24•365, (5.2)

Viг= 60•24•365 = 525 600, т/год; г= 9 000•24•365 = 78 840 000, м3/год;г= 16 000•24•365 = 140 160 000 м3/год;г= 1 000•24•365 = 8 760 000 кг/год.

Производственные мощности установки приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Производственные мощности установки

Наименование показателя

ед.изм.

До реконструкции

После реконструкции

Отклонения





абсолютные

%

1.Производительность установки






по воздуху

т/ч

40

60

+20

+50

по газообразному кислороду

м3/ч

6 000

9 000

+3 000

+50

по газообразному азоту

м3/ч

11 000

16 000

+5 000

+45

по жидкому азоту

м3/ч

700

1 000

+300

+43

2.Годовая производительность установки






по воздуху

т/год

350 400

525 600

+175 200

+50

по газообразному кислороду

м3/год

52 560 000

78 840 000

+26 280 000

+50

по газообразному азоту

м3/год

96 360 000

140 160 000

+43 800 000

+45

по жидкому азоту

м3/год

6 132 000

8 760 000

+2 628 000

+43


.2 Расчёт капитальных вложений

На эксплуатируемой установке разделения воздуха цеха газового сырья используется устаревшее оборудование. Исходя из этого, при проведении реконструкции потребуется полная замена всех частей установки. Большая часть оборудования не является серийно выпускаемой и поэтому изготовляется на заказ на заводах криогенного оборудования.

Стоимость оборудования, при расчете капитальных вложений мы берем с учетом рыночного спроса. Данные по затратам на приобретение оборудования представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 Затраты на приобретение оборудования

Наименование оборудования

Характеристика оборудования

Стоимость единицы об-ия, руб.

Общая стоимость руб.

Коли-чество

1

Блочная холодильная машина

N=132кВт Vт =0,101м3/с

1 498 778

2 997 556

2

2

Скруббер воздушный

F=4,5 м2

1 752 679

1 752 679

1

3

Адсорбер АГ-22/28

V=22 м³

164 038,1

328 076,2

2

4

Основной теплообменник «Nordon»

Рабочая температура -196°С

2 835 629

2 835 629

1

5

Колонна нижняя МН-20/49

V=30,3 м³

1 378 350

1 378 350

1

6

Колонна верхняя МВ-23/74

V=99,6 м³

2 750 400

2 750 400

1

7

Конденсатор KB 7/6-1

Pраб=0.3МПа

578 693

578 693

1

8

Испаритель ИГ - 0.3

Pраб=0.2МПа

310 400

310 400

1

9

Сепаратор ВП-5/0,6-0,02

V=0,3 м³

150 648

150 648

1

10

Сборник С-0,63/0,6

V=0,63 м³

249 289,6

249 289,6

1

Итого по двум блокам разделения воздуха

26 393 434



.3 Определение дополнительного выпуска продукции

Продукты воздухоразделения, получаемые в результате работы установки, распределяются следующим образом:

газообразный кислород, часть газообразного азота (80% от всего вырабатываемого объема) - направляются в цеха карбамида, аммиака, где используются в качестве сырья для выработки продукции;

газообразный азот (20% от всего вырабатываемого объема) - подается в систему пожаротушения;

жидкий азот - направляется в ёмкость для выдачи потребителям через сосуды Дьюара или автомобильные цистерны.

После проведения реконструкции установки воздухоразделения станет возможным провести увеличение количества выпускаемой продукции в среднем на 25 ÷ 30%.

В качестве выпускаемой продукции завод предлагает потребителям жидкий азот по цене 18,75 руб./кг, карбамид 15,38 руб./кг, аммиачная селитра 8,5 руб./кг. Себестоимость данной продукции составляет соответственно 15руб./кг, 12,3руб./кг и 6,8руб./кг,

Производство аммиачной селитры на сегодняшний день составляет около 550 000 000 кг/год, карбамида - около 220 000 000 кг/год. После реконструкции станет возможно производство селитры и карбамида соответственно 750 000 000 и 286 000 000 кг/год.

Дополнительная прибыль от реализации продукции определяется по

формуле (5.3.)

Пдоп.= ∆V∙П,               (5.3)

где ∆V - изменение объёма производства продукции, кг/год;

П - прибыль от реализации продукции без учёта реконструкции установки, руб.

Результаты расчётов приведены в таблице 5.3

Срок окупаемости определяем по формуле (5.4)

Ток=КВ/∆П, (5.4)

где КВ - капитальные вложения, руб.;

∆П - общая дополнительная прибыль, руб.

Ток= 26 393 434/29 621 292= 0,89

Проведение реконструкции окупится через 11 месяцев.

Таблица 5.3 - Анализ изменения показателей производства

Показатели

ед.изм.

До реконструкции

После реконструкции

Отклонения





абс.

%

Объём производства






жидкий азот

кг/год

6132000

8760000

+2628000

+43

карбамид

кг/год

13220000

17186000

+3966000

+30

аммиачная селитра

кг/год

15000000

19500000

+4500000

+30

Себестоимость единицы продукции






жидкий азот

руб.

15

15

0

0

карбамид

руб.

12,3

12,3

0

0

аммиачная селитра

руб.

6,8

6,8

0

0

Цена за единицу продукции






жидкий азот

руб./кг

18,75

18,75

0

0

карбамид

руб./кг

15,38

15,38

0

0

аммиачная селитра

руб./кг

8,5

8,5

0

0

Дополнительная прибыль от реализации продукции






жидкий азот

руб. /год

0

9855000

+9855000

+100

карбамид

руб. /год

0

12215280

+100

аммиачная селитра

руб. /год

0

7650000

+7650000

+100

итого

руб. /год

0

29621292

+29621292

+100

Срок Окупаемости Ток

мес.


11




Таким образом, реконструкция установки воздухоразделения по предложенному проекту является экономически целесообразной, кроме того она позволит увеличить объемы производства продукции и, следовательно, приведёт к увеличению получаемой прибыли. Это позволит окупить реконструкцию установки после первого года её эксплуатации на проектной мощности.

5.4 Расчет текущих годовых затрат эксплуатации холодильной установки

Расчет себестоимости холода проводится на уровне цеховой себестоимости, т.к. холод, производимый в компрессорном цехе, не выступает в виде товарного (конечного) продукта предприятия, а расходуется в других технологических цехах предприятия.

В качестве единицы продукции холода используют обычно 1000 ст. ккал.

Себестоимость выработки холода S, руб./год, определяется по формуле

S= Sм +     Sв + Sэ + Sзп + Sрцех           (5.5)

где Sм -затраты на сырье, руб./год;

Sв - затраты на воду, руб./год;

Sэ -затраты на электроэнергию, руб./год;

Sзп- заработная плата производственных рабочих, руб./год;

Sрцех- цеховые расходы, связанные с обслуживанием компрессорного цеха, руб./год.

Расчет затрат на сырье и материалы

Затраты на сырье и материалы определяются в зависимости от марки машины, норм расхода масла и стоимости материалов.

Годовая потребность в смазочном масле М, кг/год, определяется по формуле

М=qm∙T∙(1-KMO) (5.6)

где  - величина уноса масла из компрессора, кг/час;

Т - число часов работы компрессора в год;

Кмо- коэффициент маслоотделения, показывающий, какая доля масла

отделяется в маслоотделителях, подвергается регенерации и снова используется для смазки компрессоров (зависит от типа маслоотделителя Кмо=0,6) [23].

Величина уноса масла , кг/час, рассчитывается по формуле

=(30+0,34∙VT)/1000 (5.7)

Для компрессора работающего на +50С

=(30+0,34∙727,2)/1000=0,28,

М=0,277248∙8760∙( 1 - 0,6 )= 777,18

Годовая стоимость смазочного масла См, руб/год, рассчитывается по формуле

См = М∙Ц (5.8)

где Ц - стоимость 1 кг смазочного масла, руб.

См=777,18∙42,2 = 32796,9

Годовая стоимость аммиака Са, руб/год, определяется по формуле

Са= ∑Q0ст∙N∙Ц, (5.9)

где ∑Q0cт - суммарная рабочая холодопроизводительность компрессоров в

стандартном режиме, тыс. ст. ккал /час;

N - годовой расход аммиака для пополнения системы на тыс.ст.ккал/час;

Ц - стоимость 1 кг аммиака, руб.

Годовой расход фреона в зависимости от производительности установленных компрессоров принимается:

• для системы непосредственного охлаждения - 4,2 кг [23];

для системы косвенного охлаждения - 2,6 кг[23].

Cф= 159,5·2,6·12=4976,4

Затраты на сырье Sм , руб./год, определяются по формуле

м=Cм+ Cф, (5.10)

м=32796,9+4976,4=37773,3

Расчет затрат на воду

Вода, используемая в данной схеме воздухоразделительной установки цеха газового сырья для охлаждения маслосистем поставляется из цехов водоотчистки (ВОЦ), который входит в состав КОАО «Азот» и, следовательно, цех не несет расходов, связанных с обеспечением водой.

Расчет затрат на электроэнергию

Расчет затрат на силовую электроэнергию для привода компрессоров, насосов и других токоприемников, ведется исходя из действующих двухставочных тарифов.

Годовой расход электроэнергии Nгод, кВт, рассчитывается по формуле

год=N/·(K1·K2·K3·Z) (5.11)

где N - суммарная установленная мощность электродвигателей холодильных машин, кВт;

К1- коэффициент загрузки электродвигателей по времени работы холодильной машины (0,6-0,7) [23];

К2- коэффициент загрузки электродвигателей по мощности холодильной машины (0,7-0,8) [23];

К3- коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети (1,04-

,08) [23];

- Электрический КПД;

Z - время работы электродвигателей, час.год=(5114)/0,9·(0,7·0,8·1,08·8760)= 5 975 609,47

Стоимость электроэнергии SЭ/Э, руб., определяется по формуле

Э/Э=Nгод·Цэ (5.12)

где Цэ - стоимость кВт/ч, потребленной электроэнергии, руб.Э/Э=5975609,47·1,1=6573170,42

Присоединенная мощность трансформаторов и высоковольтных электродвигателей Д, кВт, определяется по формуле

Д= Nгод /Z·cos σ, (5.13)

где Z - максимальное число работы токоприемников (3800-5300) [23];

Cos σ - коэффициент использования мощности (0,92-0,94) [23].

Д=5975609,47/5000·0,93=1285,08

Стоимость присоединенной мощности Sд, руб./год, определяется по формуле

д=Д·Ц∙12, (5.14)

где Ц - стоимость (в месяц) 1 кВт, руб. д=1285,08·668·12=10301179,68

Годовой фонд оплаты труда рабочих энергоцеха Фгод, руб., определяется по формуле

Фгод=М·11·Д1·Д2·Д3 (5.15)

где М- месячный фонд заработной платы, руб;

Д1- коэффициент, учитывающий размер дополнительной зарплаты на основные и дополнительные отпуска, Д1=1,1 [23];

Д2 - коэффициент, учитывающий премии, Д2=1,2 [23];

Д3 - районый коэффициент (для Кемерово=1,3) [24].

Фгод=1161000·11·1,1·1,2·1,3=2688378

В данном расчете используем месячный фонд заработной платы расчет которого представлен в таблице 5.4.

Таблица 5.4 Месячный фонд оплаты труда по энергоцеху

Наименование должностей и категорий работников

Количество работников

Месячный оклад работника, руб.

Итого по каждой категории руб.

Начальник

1

15000

15000

Слесарь-монтер

2

8000

16000

Дежурный слесарь

4

8000

32000

Слесарь электрик

3

8000

24000

Аккумуляторщик

5

10000

50000

Слесарь - ремонтник

3

8000

24000

Всего

15


161000


Единый социальный налог (ЕСН) берется в размере 26,2% от годового фонда оплаты труда. По энергоцеху ЕСН составит 704355,04 рублей.

Цеховые расходы по энергоцеху принимаются в размере 10% от годового фонда заработной платы рабочих, составят 268837,8 рублей.

Калькуляцию себестоимости 1кВт/ч, силовой электроэнергии сводим в таблицу 5.5.

Таблица 5.5 Калькуляция себестоимости электроэнергии

Наименование статей

Сумма на все количество, руб.

Сумма на 1кВт, руб.

1. электроэнергия 2. плата за мощность 3. основная заработная плата 4. единый социальный налог 5. цеховые расходы

6573170,42 10301180 2688378 704355,04 268837,8

1,1 1,72 0,45 0,12 0,04

Итого: цеховая себестоимость

20535920,94

3,44


Расчет годового фонда заработной платы производственных рабочих компрессорного цеха

На данном предприятии применяется повременная премиальная форма оплаты труда. В основе лежит почасовая ставка, которая зависит от квалификации работника, уровня образования, стажа

Годовой фонд оплаты труда производственных рабочих компрессорного цеха рассчитывается согласно таблице 5.6 и 5.7.

Таблица 5.6 Месячный фонд оплаты труда производственным рабочим

Наименование должностей и категорий работников

Количество работников

Месячный оклад одного, руб. работника

Итого по каждой категории

Машинист

3

10000

30000

Слесарь ремонтник

2

8000

16000

Всего

5

18000

46000


Определяем годовой фонд Фгод.р, руб./год, по формуле (5.15)

Фгод.р.=46000·11·1,1·1,2·1,15=768108                    (5.15)

Отчисление на социальное страхование ЕСН, руб., составит

ЕСН=768108·26,2/100=201244,3

Расчет цеховых расходов.

Таблица 5.7 Месячный фонд оплаты труда цеховому персоналу

Наименование должностей и категорий работников

Количество работников

Месячный оклад работника, руб.

Итого по каждой категории руб.

Начальник цеха

1

15000

15000

Сменный механик

4

11000

44000

Уборщица

2

5000

10000

Всего

9

31000

69000



Определяем годовой фонд Фгод.р, руб./год, по формуле (5.16)

Фгод=69000·11·1,1·1,2·1,15=1152162                               (5.16)

Отчисление на социальное страхование ЕСН, руб., составит

ЕСН=0,262·1152162=301866,44

Амортизация основных производственных фондов (зданий-2,5%, сооружений- 4,0%, оборудования-10%) [23]

Азд=2880000∙0,025=72000,

Аоб=14963883,9∙0,1=1496388,39

Текущий ремонт (5,5% от стоимости основных производственных фондов) [23]

Тр=28520615,06∙0,055=1568633,83

Содержание зданий, сооружений, оборудования и инвентаря (до 1,5% от стоимости основных производственных фондов) [23]

С=28520615,06∙0,015=427809,23

Прочие расходы (до 0,5% от суммы цеховых расходов) [23]

Пр=5018859,89∙0,005=25094,3

Расходы по охране труда (принимаются в размере 1000 руб. на человека) [23]

Рпо ох. тр.=30∙1000=30000

Цеховые расходы определяем суммированием всех статей

Цеховые расходы=5073954,19

Расчет цеховой себестоимости холода

Расчет цеховой себестоимости холода производится путем деления годовых затрат по каждой статье на годовую холодо производительность цеха, результаты сведены в таблице 5.8.

Таблица 5.8 Калькуляция себестоимости холода

Наименование статей

Сумма


На всю выработку, руб.

Руб./тыс. ст. ккал.

1Сырье и основные материалы 2 Электроэнергия силовая 3 Заработанная плата рабочих 4 Единый социальный налог 5 цеховые расходы

37773 20535920,94 768108,00 201244,30 5073954,19

0,03 0,003 6,79 0,25 0,07

Итого: Цеховая себестоимость

26669775,08

8,81



. Безопасность в производственных условиях

.1 Условия труда. Идентификация вредностей и опасностей

Согласно статье 38 Трудового Кодекса Российской Федерации работодатель обязан создавать безопасные и безвредные условия труда и информировать их о действительном состоянии условий труда. Для этого санитарно-бытовые условия труда должны отвечать требованиям нормативных документов. Так, согласно СП 2.2.1.1312-03 устанавливаются площадь и объем помещения, приходящиеся на 1 человека (при категории труда 2б - 4,5 м2 и 20 м3). [3]

При проектировании объекта экономики был взят типовой проект двухэтажного здания, состоящего из машинного отделения и аппаратного отделения. В качестве строительного материала использовались железобетонные материалы и кирпич. Вид покрытия состоит из кровельных железобетонных плит, гидроизоляции из 5 слоев гидроизола на битумной пластине. Характеристика производственного здания приведены в таблице 6.1, где согласно ПУЭ - 2007 [24] установлены классы помещений по опасности поражения электрическим током и характеру окружающей среды.

В машинном отделении также предусмотрены санитарно-бытовые помещения, характеристика которых приведена в таблице 6.2, согласно СНиП 2.09.04-87 [19].

Рациональное освещение и цветовая отделка производственных помещений и рабочих мест снижает общее и зрительное утомление, а также соответствует повышению и производительности труда. Недостаток освещения рабочих мест может стать причиной несчастных случаев и может привести к заболеванию. В связи с этим предусматривается естественное и искусственное освещение.

Тип светильников ламп накаливания НСО-200 для люминесцентных ламп ПВЛ-2х40.

Характеристика освещения для влажных помещений приведены в таблице 6.3, согласно СП 52.13330-2011.

Для создания нормальных условий работы система отопления в машинном и аппаратном отделениях предусматриваем температуру воздуха  с неработающим оборудованием.

Для создания нормальных условий температура воздуха в машинном и аппаратном отделениях должны соответствовать требованиям СанПиН 2.2.4.548-96 [18].

Таблица 6.3 Освещенность помещений

Отделение

Группа административного района

Разряд и подразряд зрительных работ

Искусственное освещение

Коэффициент естественного освещения

Окраска помещений




Освещение, лк

Коэффициенты

естественное освещение

совмещенное освещение





при системе комбинир. освещ.

при системе общего освещения

Р

Кп, %

при боковом

при боковом

стены

потолок

пол

машинное

I

IVб

-

75

40

20

1,5

0,9

белые

теплые

коричневый


Машинное и аппаратное отделение отапливаются от котельной, которая находится на территории предприятия и работает на газе. В качестве теплоносителя выступает вода с температурой на входе в здание 120-1300С. Отопительные приборы - гладкотрубные радиаторы.

Значения параметров микроклимата сведены в таблицу 6.4

Для исключения создания аварийной ситуации и поддержания необходимой чистоты воздуха при нормальной работе:

в машинном и аппаратном отделениях предусмотрены системы постоянного действия приточно-вытяжной рабочей вентиляции;

вытяжка воздуха предусматривается из верхней и нижней зоны.

Бытовые помещения оборудованы отдельной от машинного отделения системой вентиляции и кондиционирования.

Таблица 6.4 Параметры микроклимата зданий

Отделение

рабочие места: П - постоянные, Н - непостоянные

Период года

категория работ по тяжести

Температура, °С

Относительная влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с





оптимальная

допустимая








верхняя граница

нижняя граница

оптимальная

допустимая

оптимальная

допустимая











Верх. гр.

Ниж. гр.

машинное

П

Теплый

IIа

20-22

22-27

18-20

40-60

15-75

0,2

0,4

0,1


Н

Холодный

IIа

19-21

21-23

17-19

40-60

15-75

0,2

0,3

0,1

аппаратное

П

Теплый

IIа

20-22

22-27

18-20

40-60

15-75

0,2

0,4

0,1


Н

Холодный

IIа

19-21

21-23

17-19

40-60

15-75

0,2

0,3

0,1


Согласно документа «Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации фреоновых холодильных установок» приточная и вытяжная вентиляции в машинном отделении должны быть принудительными с кратностью воздухообмена: приточная - не менее 3; вытяжная (аварийная) - не менее 4 в час.

.2 Идентификация вредности и опасностей. Схема установки воздухоразделения

С целью получения исходных данных для разработки мероприятий по созданию безопасных условий труда проводим комплексный анализ установки воздухоразделения цеха газового сырья производства малотоннажной химии.

К обслуживанию установки допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, имеющие образование не ниже среднего, имеющие заключение медицинской комиссии без противопоказаний для работы на данном рабочем месте, сдавшие экзамен на группу допуска (согласно ГОСТ 12.0.004-90 [5]).

Аппаратчику при приеме на работу в службе охраны труда предприятия проводится вводный инструктаж. В цехе до начала производственной деятельности проводится первичный инструктаж по охране труда на рабочем месте по утвержденной "Программе проведения первичного (повторного) инструктажа по охране труда и рабочему месту для аппаратчика воздухоразделения". До начала индивидуального обучения на рабочем месте аппаратчик проходит специальное обучение по охране труда в центре обучения кадров (ЦОК) с отрывом от работы по специально разработанной программе. По окончанию обучения проводится итоговая проверка знаний в квалификационной комиссии ЦОК. По результатам проверки обучающемуся присваивается квалификация, разряд и выдается свидетельство. Лицам, прошедшим обучение и успешно сдавшим в установленном порядке экзамены по ведению конкретных работ на объекте, кроме свидетельства выдается соответствующее удостоверение для допуска к этим работам.

После специального обучения и сдачи экзамена в ЦОК аппаратчик проходит индивидуальное обучение на рабочем месте в цехе. На период обучения, до получения допуска к самостоятельной работе, аппаратчик распоряжением по цеху закрепляется за инженерно-техническим работником (преподавателем теоретического обучения) и квалифицированным аппаратчиком (инструктором производственного обучения) для приобретения практических навыков безопасного выполнения работ.

Аппаратчик, до получения допуска к самостоятельной работе, не имеет права самостоятельного выполнения работы, ему может поручаться выполнение отдельных операций под надзором инструктора производственного обучения, за которым закреплен обучающийся.

После завершения полного курса теоретического и производственного обучения аппаратчик проходит проверку знаний и практических навыков безопасных способов работы в квалификационной комиссии цеха. Проведение проверки знаний оформляется протоколом.

В процессе работы аппаратчик с периодичностью раз в год проходит проверку знаний по охране труда в квалификационной комиссии цеха, и повторный инструктаж каждые шесть месяцев отсчитывая от даты первичного инструктажа и далее от даты повторного инструктажа в объеме «Программы проведения первичных (повторных) инструктажей».

Внеочередная проверка знаний должна быть назначена в следующих случаях:

при введении в действие новых или переработанных инструкций по безопасному выполнению работ;

при нарушении правил охраны труда или инструкций по безопасным методам работы;

после несчастного случая или аварии, происшедших на предприятии или в цехе из-за нарушения рабочими правил охраны труда;

при установлении фактов неудовлетворительного знания рабочим инструкций по рабочему месту и охране труда;

при вводе в эксплуатацию нового оборудования или внедрении новых технологических процессов.

Организация обучения безопасности труда осуществляется согласно ГОСТ 12.0.004-90 [5] и предусматривает своевременное проведение инструктажей.

В месте постоянного пребывания дежурной смены аппаратчики должны иметь суточный журнал установленного образца, инструкции по безопасному обслуживанию холодильной установки, охлаждающих устройств, КИП, годовые и месячные графики проведения планово-предупредительных ремонтных работ, а также план локализации аварийной ситуации.

Согласно НПБ 105-03 [6] цех газового сырья относится к невзрывоопасным производствам с нормальными условиями труда. По взрывоопасности и пожарной опасности цех относится к категории «В2».

На рабочем месте аппаратчика имеются вредные производственные факторы и применяются опасные вещества, которые в определенных условиях могут явиться причиной удушья, термических ожогов, травм, профзаболевания.

Такими опасными и вредными производственными факторами являются: физические (шум, инфразвук), химические (минеральные масла), психофизиологические (физические перегрузки), сосуды под давлением.

Предусмотрены следующие средства защиты для уменьшения воздействия вредных факторов на человека:

спецодежда;

войлочные рукавицы;

валенки;

беруши.

На рабочем месте аппаратчика находятся первичные средства пожаротушения - автоматическая система пожаротушения в операторской ВРУ пенные огнетушители ОХВП 10 находятся в машинном зале на отметке 4,5 м. Пожарный песок в ящиках на отметке 0,00 м., 4,5 м., пожарные вентили с рукавами по периметру корпуса 804 на отметке 0,00 м. 4,5 м.

Пожарный извещатель расположен у входа в корпус.

Схема установки воздухоразделения приведена на рис. 6.1

Рис.6.1. Схема установки воздухоразделения.

ТК - турбокомпрессор;

ВТ - вспомогательный теплообменник;

ХМ - холодильная машина;

ТДК - турбодетандер-компрессорный агрегат;

ОТ - основной теплообменник;

КВ - колонна верхняя;

КН - колонна нижняя;


В месте постоянного пребывания дежурной смены машинисты должны иметь суточный журнал установленного образца, инструкции по безопасному обслуживанию холодильной установки, охлаждающих устройств, КИП, годовые и месячные графики проведения планово-предупредительных ремонтных работ, а также план локализации аварийной ситуации. Характеристика веществ представлены в таблице 6.8

Таблица 6.8 Физико-химическая и санитарно-гигиеническая характеристика веществ

Цех, отделение, процесс выделения

Вещество

Источники выделения

ПДК в рабочей зоне, мг/м³

Класс опасности, агрегатное состояние

Токсическое действие

Средства защиты (тип, марка)

Приборы контроля

1

2

3

4

5

6

7

8

Машинное,  аппаратное

Кислород, азот

колонна нижняя

35 2

4, газ, 3, газ

Удушение, слабость, головокружение

Шланговый противогаз

Газоанализатор


Таблица 6.9 Вредные производственные факторы и средства защиты

Цех, отделение

Наименование

ПДУ, доза

Действие на организм человека

Индивидуальные средства защиты

1

2

3

4

5

Аппаратное, машинное

Ш

ПС-75

Увеличение кровяного давления, ослабление внимания

СИЗ наушники из ультрофонового волокна


Вб

92 дБ при f=80 Гц

Раздражительность, потеря внимания, изменение в сердечно-сосудистой системе

Виброизоляторы


Г

20 мг/м³,4

 Удушение

Противогаз


М

20 мг/м³,4

Раздражающие, отравляющие

Перчатки, противогаз


Т

≤45 °С

Термический ожог

Перчатки


Вл

≤75%

Влияние кожных покровов

Рабочая одежда из водоотталкивающего материала


Результаты идентификации опасностей аварий и инициаторов взрыва приведены в таблице 6.10 согласно ГОСТ 12.0.003-91 «Вредные и опасные производственные факторы» [15].

Из таблицы 6.10 можно сделать вывод, что значительными опасностями локального характера являются Хо, Мт, Эт. Основными авариями являются Хв, Фв, Мр, Пож.

Для исключения Хв применяются следующие меры. Все сосуды, работающие под давлением проходят испытания на прочность, при этом избыточное давление должно быть:

- на стороне всасывания 1,0 МПа;

- на стороне нагнетания 1,5 МПа.

Таблица 6.10 Опасные производственные факторы и средства защиты оборудования

Наименование оборудования

Опасности

Контрольно-измерительные приборы и предохранительные устройства

Средства и способы защиты


Локальные

Опасные аварии и инициаторы взрыва



1

2

3

4

5

Компрессорный агрегат, турбодетандер

Мт, Эт, Псп, Хо, То

Мр, Хо, Пож,

Обратные клапаны, манометр,термометры, противопожарная, сигнализация, мегомметр

Фв - предохранительный клапан. Хо - противогаз КД, АСВ-аппарат сжатого воздуха; Псп - уборка помещения; Пож - АСПТ -автоматическая система пожаротушения, первичные средства пожаротушения;

Маслоотделитель, маслосборник

Хо, То, Мт

Хв, Фв, Мр.То

Манометр

Гидравлические испытания, предохранительный клапан. Перчатки, противогаз.

Линейный ресивер

Псп, Мт, Хо

Хв, Фв, Мр

Манометр, указатель уровня, противопожарная, сигнализация, газоанализатор

Гидравлические испытания, предохранительный клапан, средства пожаротушения. Перчатки, противогаз.


.3 Безопасность технологического оборудования и технологического процесса

Безопасность эксплуатации технологического оборудования должна быть выполнена согласно требованиям ГОСТ 12.2.003-75 [2], а технологический процесс по ГОСТ 12.3.002-90 [4] и должно быть безопасно при монтаже, ремонте и эксплуатации, а также должно быть сертифицировано.

На проектируемом предприятии в качестве холодильного агента применяются фреон R404a, в качестве сырья для разделения - атмосферный воздух. Готовыми продуктами воздухоразделения являются газообразный технологический кислород газообразный технологический азот, жидкий азот.

Представленные хладагенты относятся к группе 1 - они негорючи при любой концентрации их паров в воздухе, причем смеси негорючие как при исходной концентрации, так и для случая неблагоприятного разделения на отдельные фракции; имеют значения предельно допустимой объемной концентрации (ПДК) порядка 3000 мг/м3. Для этих веществ установлен класс опасности 4. Смеси нетоксичны как при исходной концентрации, так и при разделении на отдельные фракции.

Все хладагенты при контакте с пламенем и горячими поверхностями (t>400 °C) могут разлагаться с образованием высокотоксичных продуктов, в частности фосгена, а также соляной и фтористо-водородной кислоты.

В связи с этим должны быть предъявлены жесткие требования к организации проведения огневых работ на холодильных установках, а также запрещено применение открытого огня в помещении, где расположены эти установки.

Результаты идентификации опасностей аварий и инициаторов взрыва приведены в таблице 6.6 согласно ГОСТ 12.0.003-91 [6].

Из таблицы 6.6 можно сделать вывод, что значительными опасностями локального характера является Эт, Мт.,

Основными авариями являются Фв, Мр, Пож.

Все сосуды, работающие под давлением, проходят испытания на прочность, при этом избыточное давление должно быть:

на стороне всасывания 1,6 МПа;

на стороне нагнетания 2 МПа.

С учетом категории помещения по взрывоопасности (НПБ 105- 03) и класса пожара выбраны средства пожаротушения согласно (НПБ 166-97) [8], которые сведены в таблицу 6.7.

Обеспечение электробезопасности от случайного прикосновения к токоведущим частям достигается следующими техническими способами и средствами, используемыми отдельно или вместе друг с другом - защитные

Таблица 6.6 Основные факторы и средства защиты

Наименование оборудования

Опасности

Контрольно-измерительные приборы

Способы и средства защиты


Локальные

аварии взрыва



1

2

3

4

5

Конденсатор

То, Пв, Мт, Эт

Фв, Пож

манометр, газоанализатор термометр

Пв -ограждения Мр- наличие слабого звена в кинематической цепи, Эт - защитное заземление, Пож - автоматическая система пожаротушения, первичные средства пожаротушения

Водяной насос

Эт, Мт

Мр, Пож

манометр, реле разности давлений, противопожарная сигнализация


Компрессорно-испарительный агрегат, компрессорно-ресиверный агрегат

Мт, Эт, То, Псп

Мр, Пож, Фв,

Обратные клапаны, манометры, термометры, защитное заземление противопожарная сигнализация, мегомметр, указатели уровня

Фв - предохранительный клапан, противогаз КД, АСВ - аппарат сжатого воздуха; Псп - уборка помещения; Пож - АСПТ - автоматическая система пожаротушения, первичные средства пожаротушения, Эт - изолированный инструмент, резиновые перчатки, коврики, предупреждающий плакат.


ограждения, безопасное расположение токоведущих частей, изолирование рабочих мест, защитное отключение оборудования, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Для защиты от прикосновения к токоведущим частям электроустановок используется защитное заземление, применение пониженного напряжения, изоляция токоведущих частей, контроль изоляции, средства защиты, предохранительные приспособления. Напряжение выше 12 В, должно применятся для ручных переносных ламп в особо опасных помещениях.

Таблица 6.7 Характеристика средств пожаротушения

Отделение

горючие вещества

степень огнестойкости

категория помещения по пожаровзрывоопасности

класс пожара

первичные средства пожаротушения

автоматические средства пожаротушения

меры и средства пожарозащиты

машинное

кислород,  азот

II

В

П-II

ОУ-8

Спринклерная система пожаротушения

испытание на прочность: Рнаг=1,5МПа Рвс=1,4 МПа, внутренний осмотр


Электрооборудование в машинном и аппаратном отделениях подлежит заземлению, сопротивление заземляющего контура должно быть 4 Ом, согласно ПУЭ-2003 [9] и в особо опасных помещениях должно проверяться 2 раза в год. При обследовании электрического оборудования должны использоваться средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током. Над каждым видом оборудования должны быть вывешены инструкции по безопасной эксплуатации, которые пересматриваются один раз в три года начальником цеха или мастером.

Помещение машинного отделения должны иметь два выхода, максимально удаленных друг от друга, из которых один должен выходить наружу. Общая длина пути не более 18 метров. Двери машинного отделения согласно СНиП 21-01-97 [12] должны открываться в сторону наименьшей опасности. Они не должны выходить непосредственно в производственные помещения или связанные с ними коридоры.

Среди мер предотвращающих распространение пожара большое значение имеет применение огнепредупредительных предохранительных мер на технологических коммуникациях, а также в системах вентиляции воздушного отопления и кондиционирование воздуха.

Для предотвращения возможности возникновения и распространения пламени в резервуарах для хранения горючих жидкостей, в установках, где такие жидкости обогащаются, в помещениях применяются огнетушители.

Возгорание в начальной стадии может быть ликвидировано с помощью первичных средств пожаротушения. К ним относятся: огнетушители, бочки с водой, багры, ломы и т. п.

В помещении компрессорного цеха вывешивается схема эвакуации, а в самом цехе предусмотрено два эвакуационных выхода согласно СНиП 21-01-97 [12].

Предусмотрена противопожарная сигнализация, совмещенная с отключением холодильной и криогенной установок.

В случае возникновения пожара для его локализации организованы пожарные части, которые находятся на территории предприятия.

Поскольку в машинном и аппаратном отделениях имеются электроустановки, то произведем расчет заземляющего устройства.

.4 Чрезвычайные ситуации. Расчет заземляющего устройства

Расчет заземляющего устройства начинается с определения сопротивления растекания тока в грунте заземлителя Rз, зависящего от формы заземлителя и глубины заложения его в грунт.

В нашем случае будет использоваться трубчатый заземлитель, расположение и размеры которого представлены на рис. 6.2.

Рис. 6.2Расположение и размеры трубчатого заземлителя

Сопротивление одиночного трубчатого заземлителя определяется по формуле (6.1):

тр=(ρрас/2·π·l)·(ln[(2·l)/d]+0,5·ln[(4·H+l)/(4·H-l)] ) (6.1)

где ρрас - удельное сопротивление грунта, Ом·м, определяется по формуле (6.2),

l - длина заземлителя, м,

d - диаметр трубы, м;

Н - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м, определяется по формуле (6.3).

Удельное сопротивление грунта зависит от состава, положения, климатических условий, а так же большое значение оказывает промерзание грунта зимой и пересыхание летом, поэтому в формулу (6.2) для определения удельного сопротивления введен поправочный коэффициент сезонности - k.

Приближенное значение удельного сопротивления грунта при относительной влажности воздуха 20% равно 100 Ом·м

ρрас=k∙ρ (6.2)

=1,1;

ρ=200 Ом· м;

ρрас=1,5·100 =150 Ом∙м;

=h+l/2, (6.3)

=0,8 м;=3м;

Н=0,8+3,5/2 =2,55,=0,5м;тр=(220/2·3,14·3,5)·(ln[(2·3,5)/0,5]+0,5ln[(4·2,55+3,5)/(4·2,55-3,5)])=52,99

При растекании тока в грунт через заземлители, соединенные в контур, наблюдается их взаимное экранирование. Таким образом, сопротивление одиночного заземлителя определяем по формуле:

Rз=Rтр/ ηз (6.4)

где ηз - коэффициент использования заземлителя; ηз=0,5.з=52,99/0,7=75,7.

Количество заземлителей определяем по формуле:

=Rз/Rдоп (6.5)

где Rдоп - допустимое сопротивление заземлителя, Ом·м;

Rдоп=4 Ом·м.=75,7/4=18,9.

округляем в большую сторону и получаем n=19.

Для соединения заземлителей применяются полосовые схемы, длина полосы определяется по формуле:

=a·(n-1) (6.6)

где a - расстояние между заземлителями, м;

a=3м.=3·(19-1) =54м.

Сопротивление соединительной полосы Rп , Ом·м, определяем по формуле:

п=(ρрас/(2·π ·L)) ln[(2·L2)/(b· h)] (6.7)

где b=0,015 - ширина полосы, м.п=(220/(2·π·54)·(ln[(2·542)/(0,015·0,8])=8,49

Результирующее сопротивление заземляющего устройства с учетом соединительной полосы определяем по формуле:

з.у=(Rтр·Rп)/(Rтр·ηп+Rп·n·ηз) (6.8)

где ηп - коэффициент использования соединительных полос;

ηп=0,2.з.у=(52,99·8,49)/(52,99·0,27+8,49·19·0,7)=3,54 Ом•м

Сравнив полученное значение сопротивления заземляющего устройства с допустимым значением (4 Ом·м), можно сделать вывод о том, что заземляющее устройство соответствует и отвечает всем правилам техники безопасности использования электроустановок ПУЭ - 2005 [18].

Таким образом, в разделе «Безопасность в производственных условиях» определены условия труда, установлены классы помещений по характеру окружающей среды и опасности поражения электрическим током, проведен анализ потенциальных опасностей и вредностей холодильной установки, приведены меры электробезопасности и взрывобезопасности согласно нормативным документам, произведена оценка опасных и вредных факторов производства и определены меры безопасности.

В цехе газового сырья производства малотоннажной химии КОАО «Азот» произведен расчёт защитного заземления.

Заключение

В результате проделанной работы произведена реконструкция установки разделения воздуха.

В схеме используется современное оборудование, что позволяет автоматизировать криогенную установку и создавать благоприятные условия работы обслуживающего персонала.

Разделение воздуха происходит в двух колоннах.

Использование такого цикла разделения воздуха позволяет упростить обслуживание установки и повысить её производительность.

Использование воздуха в качестве сырья, низкий уровень давлений в системе повышают безопасность эксплуатации установки в целом.

Произведён подбор бака для хранения и распределения потребителям жидкого азота.

Проект реконструкции установки разделения воздуха производительностью 60 т/час по воздуху на базе КОАО «Азот», г. Кемерово выполнен в соответствии с современными требованиями по проектированию производственных установок. Установка предназначена для непрерывного обеспечения продуктами воздухоразделения потребителей

Литература

1.      Алексеев В.П. Расчёт и моделирование криогенных аппаратов и установок, Энергоатомиздат, 1987, 280с.

.        Архаров А.М. Низкотемпературные газовые машины, Машиностроение, 1969, 224 с.

.        Архаров А.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Криогенные системы. Основы теории и расчёта, Машиностроение, 1988, 463 с.

.        Баррон Р.Ф. Криогенные системы, Энергокомиздат, 1989, 403 с.

.        Бродянский В.М., Семёнов А.М. Термодинамические основы криогенной техники, Энергия, 1980, 448 с.

.        ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

.        ГОСТ 12.03.003-74. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

.        ГОСТ 12.2.003-75 Оборудование производственное. Требования безопасности.

.        ГОСТ 12.3.002-90.Производственные процессы. Общие требования безопасности.

.        ГОСТ 12.0.004-90 Организация обучения безопасности труда.

.        ГОСТ 12.0.003-91 «Вредные и опасные производственные факторы. Классификация».

.        РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений - М.: Энергоатомиздат, 1989. 56 с.

.        СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений

.        СНиП 2.09.04-87 Административные и бытовые здания.

.        СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.

.        СНиП 2.01.02-85.Притивопожарные нормы.

.        СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

.        ПУЭ-2005 Правила устройства электроустановок.

.        НПБ 166-97 Нормы пожарной безопасности.

.        СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений.

.        СНиП 2.09.04-87 Административные и бытовые здания.

.        СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.

.        СНиП 2.01.02-85.

Приложение А

Таблица А 1. Технические характеристики аппаратов

Технические характеристики

Значение

Скруббер воздушный

Давление, МПа


рабочее давление расчетное давление - пробное давление

0,6 0.6 0.78

Рабочая среда

воздух, вода

Рабочая температура, °С

(5-120)

Габаритные размеры, мм:


высота

17760

диаметр

1728

Масса, кг

21510

Масса внутренних устройств, кг

2231

Материал:


материал корпуса

СтЗсп4

материал насадки

Сталь 12Х18Н10Т

Теплопередающая поверхность, м2

4,5

Компрессор CSH8561-125-40Р фирмы «Bitzer». Тип - винтовой полугерметичный (бессальниковый) компактный, маслозаполненный

Показатель объемной подачи

6

Холодопроизводительность при температуре конденсации 30°С и при температуре кипения 50С

465кВт

Мощность

74,1кВт

Марка масла

сложное эфирное B320SH

Адсорбер АГ-22/28

Рабочая среда

воздух

Давление, МПа


рабочее

0,60

расчетное

0,60

пробное

0,76

Вместимость, м3

36,4

Объем, м3


заполняемый цеолитом

17,5

заполняемый оксидом алюминия

4,5

Габаритные размеры, мм


внутренний диаметр аппарата

2800

высота аппарата

8635

Масса аппарата без адсорбента, кг

17000

Материал корпуса аппарата

сталь 20

Основной теплообменник «Nordon»

Рабочее давление, МПа


полости А, Б, Г

0.07

полости В,Е,М,К, Л

0,6

полости Д

0.72

Рабочая температура, °С

-196

Габаритные размеры пакета, мм:


высота

1890

ширина

1300

длина

7820

Масса, кг

17365

Материал

алюминиевый сплав

Колонна нижняя МН-20/49

Давление, МПа


- рабочее

0,6

- пробное

0.78

Рабочая температура, °С

- 196

Габаритные размеры, мм:


- высота,

10920

- диаметр

2012

Масса, кг

7220

Масса элементов из алюминиевых сплавов, кг

1605,2

Вместимость, м3

30.3

Колонна верхняя МВ-23/74

Давление, МПа


рабочее давление

0,6

пробное давление

0,75

в полости В


рабочее давление

0,07

пробное давление

0,1

Рабочая среда

азот- кислород

Рабочая температура, °С

-196

Габаритные размеры, мм


высота

24070

-диаметр:

2304

Масса, кг

19350

Масса элементов из алюминиевых сплавов, кг

7882.6

Вместимость, м3


полости А

1.3

полости Б

1,3

полости В

97

Материал:


материал корпуса и трубок конденсатора

сталь 12Х18Н10Т

материал тарелок и пакетов конденсатора

алюминиевые сплавы

Конденсатор KB 7/6-1

Рабочее давление, МПа


в трубном пространстве

0,3

в межтрубном пространстве

0,75

Рабочая температура, ° С

Минус 196

Температура отогрева, ° С

80

Вместимость, м3


трубного пространства

0,1

межтрубного пространства

0.44

Габариты, мм:


диаметр

600

высота

3490

Масса, кг

172

Материал

алюминиевый сплав

Испаритель ИГ - 0.3

Рабочее давление, МПа


межтрубное пространство

0.2

в трубном пространстве

0,07

Рабочая температура продуктов разделения воздуха, °С :


на входе в испаритель

минус 183

на выходе из испарителя

25

Рабочая температура пара, К

69

Вместимость испарителя, л

19

Габариты, мм:


диаметр

244

-высота

1675

Масса, кг

65

Материал

ст.12Х18Н10Т

Сепаратор ВП-5/0,6-0,02

рабочее давление

0,6

пробное давление

0,795

Рабочая среда

азот

Рабочая температура, °С

минус 196

Габаритные размеры, мм:


высота

1660

диаметр

508

Масса, кг

135

Вместимость, м3

0,3

Материал

сталь 12Х18Н10Т

Сборник С-0,63/0,6

Давление, МПа


рабочее давление

0.6

пробное давление

0,78

Рабочая среда

жидкий азот

Рабочая температура, °С

минус 196

Габаритные размеры, мм:


высота

2970

диаметр

608

Масса, кг

260

Вместимость, м3

0.63

Материал

сталь 12Х18Н10Т



Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!