Реконструкция предприятия по производству глиняного кирпича

образом, по конструкции рабочего пространства (высоте печи и конструкции свода) туннельные печи разделяются на печи с арочным сводом и печи с подвесным сводом.

Футеровка печей.

Толщину стен и свода печей и виды огнеупорных и строительных материалов выбирают с учетом большого срока службы печи без ремонта (2,5-3 года) и небольших тепловых потерь в окружающую среду, которые будут в допустимых пределах, если температура наружной поверхности стен в зоне высоких температур не будет превышать 70—80°С.

Печи сооружают на фундаменте, который выполняют каменным (бутовым), бутобетонным, бетонным и железобетонным. Глубина залегания фундамента зависит от свойств грунта и веса печи. На грунт из слабой песчаной глины нагрузка допускается не более 1 кг/см2, из плотной глины - 4,5-5,5 кг/см2 и из сплошной горной породы - до 15 кг/см2. Для нормальной работы печи необходимо, чтобы наивысший уровень грунтовых вод проходил не ближе чем в 0,25 м от фундамента печи. При высоком уровне грунтовых вод устраивают дренажные каналы.

Для большей прочности снаружи стен и свода печи устанавливают металлический или железобетонный каркас, состоящий из вертикальных балок (стоек). Внизу стойки заделывают в бетонный фундамент, а сверху попарно стягивают связями. Конструкция крепления свода определяется конструкцией самого свода.

Наиболее распространен в промышленных печах арочный свод. Нормальный арочный свод выполняется с центральным углом α= 60°.

В стенах при постройке печи оставляют температурные швы, необходимые для расширения кирпича. Так как кладка ведется вперевязку, то каждый шов в вертикальной и горизонтальной проекции имеет форму ломаной зигзагообразной линии.

Температурные швы в своде оставляют по длине печи через 3-7,5 м и таким образом свод выкладывают отдельными секциями.

Садка изделий на вагонетки.

Состав вагонеток с обжигаемыми изделиями передвигается по туннелю периодически, через определенные промежутки времени, с помощью механического (винтовой или тросовый) или гидравлического толкателя. Скорость перемещения вагонеток в печи в период проталкивания составляет 1,0—1,5 м/мин. Количество вагонеток, загружаемых в печь в течение часа или суток, зависит от общей продолжительности обжига и длины туннеля.

Каждая вагонетка при проталкивании перемещается в печи на расстояние, равное длине одной вагонетки.

Для уплотнения входной и выходной части туннеля, в которую при загрузке очередной вагонетки в печь может засасываться холодный воздух, строят форкамеры с плотно закрывающимися дверями. При этом толкатель подает в печь вагонетку из форкамеры. Форкамера отделена от печи подъемной металлической шторкой (шибером). Противоположный конец печи на выдаче вагонеток также оборудуется подъемной дверью. Подъемные механизмы дверей синхронно связаны с работой толкателя.

Обжигаемые изделия укладывают на под вагонетки таким образом, чтобы садка строго соответствовала по высоте и ширине установленным размерам. Габариты садки контролируют металлическим шаблоном, установленным перед форкамерой и соответствующим сечению туннеля, через который проходит вагонетка.

Высота садки изделий зависит от вида обжигаемого материала и обычно не превышает 2 м. Изделия, подвергаемые высокотемпературному обжигу, для предупреждения деформации укладывают на вагонетки высотой не более 1,0—1,1 м.

Количество изделий, вмещающихся на вагонетку, и тоннаж садки определяются размерами вагонеток и типом садки. Изделия для равномерной обтекаемости газами укладывают более плотно в верхней части садки и менее плотно (оставляют каналы) в нижней. Для улучшения горения топлива в садке делают разрывы до 0,3—0,9 м против горелочных устройств. Эти разрывы особенно необходимы в широких печах для прогрева средины садки. Для различных огнеупоров и разной формы изделий применяются в промышленности различные способы садки.

С боковых сторон вагонетки имеются металлические листы - ножи, теплоизолированные огнеупорным бетоном, которые входят в желоба, наполненные песком или молотым шамотом. Это устройство, идущее по всей длине туннеля, называется песочным затвором, которое служит для герметизации рабочего пространства печи от контрольного коридора. Для пополнения песка в желоб песочного затвора во время работы в стенах устраивают специальные наклонные каналы-песочницы с воронкой, закрываемые крышкой. Для того, чтобы песок, выгребаемый ножом вагонетки из желоба песочного затвора, не попадал на рельсовый путь, внизу между стенкой печи и рельсами через каждые 1,5—2,0 м устраивают наклонные отверстия, проходящие ниже рельсового пути. По этим скосам песок просыпается вниз в контрольный коридор печи.


3.13.1 Теплотехнический расчет печи

Исходные данные для расчета.

Туннельная печь для обжига керамического кирпича размером 250*120*65 производительностью 26 млн. шт. в год, режим работы непрерывный, трехсменный;

Годовой фонд времени – 7484,4 часа;

Остаточная влажность кирпича после сушки – 6%;

Брак при обжиге – 3%;

П.П.П. – 8,72%;

Топливо – природный газ Березовского месторождения;

Температура обжига – 1000оС;

Продолжительность обжига – 26 часов;

Температура атмосферного воздуха - 20оС;

Коэффициент избытка воздуха α=1,15

Температура выгружаемых изделий - 50оС;

Температура отходящих газов из печи - 300оС;

Температура воздуха на сушку - 400оС;

Масса кирпича – 3,5 кг.


3.13.1.1 Расчет горения топлива

1. Состав сухого газа.


Таблица 3.13.1.1.1

Состав сухого газа, %.

СО2 СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 N2
0,4 95,1 1,1 0,3 0,03 0,02 3,05

2. Состав влажного рабочего газа.

Принимаем содержание влаги в природном газе 1%

Пересчитываем состав сухого газа на влажный рабочий газ:


Таблица 3.13.1.1.2

Состав влажного рабочего газа, %.

СО2 СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 N2 Н2О
0,39 94,15 1,09 0,3 0,03 0,02 3,02 1

3. Теплота сгорания топлива.



4. Теоретически необходимое количество сухого воздуха для горения топлива:



5. Теоретически необходимое количество атмосферного воздуха для горения топлива с учетом его влажности:

Принимаем влагосодержание атмосферного воздуха d=10г/кг сух. воз.

6. Количество и состав продуктов горения при α=1:

7. Общее количество продуктов горения:

Vα=0,978+2,088+7,322=10,39 (нм3/нм3)

8. Процентный состав продуктов горения:

Всего:100%.

9. Определение коэффициента избытка воздуха – α при действительной температуре горения топлива tДЕЙСТ=1000оС:



Из уравнения теплового баланса горения 1м3 топлива определяем коэффициент избытка воздуха –α.



CП.Г.=1,35+0,000075∙1220=1,44(кДж/м3∙оС)

34757,98+9,23∙1,2978∙20∙α=[10,39+(α-1)∙9,23]∙1220∙1,44

α=2,05

11. Действительное количество воздуха при коэффициенте расхода воздуха α=2,05:

Сухого воздуха: Lα= α∙L0=2,05∙9,23=18,92(нм3/нм3)

Атмосферного воздуха: Lα= α∙L0=2,05∙9,38=19,23(нм3/нм3)

12. Количество и состав продуктов горения при α=2,05:

Vα=0,978+2,243+14,976+2,0351=20,23 (нм3/нм3)

12. Процентный состав продуктов горения:

Всего:100%.


Таблица 3.13.1.1.3

Материальный баланс процесса горения.

Приход кг Расход кг
Природный газ (Vгаз∙ρ)
Продукты горения (Vпрод∙100 ∙ ρ)
CН4 94,15∙0,717 67,51 СО2 0,978∙100∙1,977 184,35
С2Н6 1,09∙1,356 1,48 Н2О 2,243∙100∙0,804 180,34
С3Н8 0,3∙2,02 0,61 N2 14,976∙100∙1,251 1854,56
С4Н10 0,03∙2,84 0,09 О2 2,035∙100∙1,429 247,81
С5Н12 0,02∙3,218 0,06
невязка -4,91
СО2 0,39∙1,977 0,77


Н2О 1∙0,804 0,804


N2 3,02∙1,251 3,78


Воздух (Vвоз∙α∙ρ)



О2 100∙9,23∙2,05∙0,21∙1,429 567,82


N2 100∙9,23∙2,05∙0,79∙1,251 1869,99


Н2О 100∙0,0016∙10∙9,23∙2,05∙0,804 24,34


Итого: 244 Итого: 244

% невязки 4,91∙100/2462,15=0,2%


3.13.1.2 Теплотехнический расчет печи

1. Производительность печи.

П=26000000∙3,5=91000000=91000 (т/год)

2. Единовременная емкость печной вагонетки.

Длина печи – 120 м, количество вагонеток – 40;

Дина вагонетки:

(м)

Ширина вагонетки 2,9 м.

Единовременная емкость печной вагонетки:

GВ=2784∙3,5=9744=9,744 (т)

3. Единовременная емкость печи по массе.

GП=40∙2784∙3,5=384,21 (т)

4. Количество обжигаемого сырца в час.

Время обжига 26 часов.


GC=GП/Z=384210/26=14777,13 (кг/ч)


5. Количество вагонеток в час.

n=14777,13/9744=1,54 (ваг/час)

6. Длина отдельных зон печи.

LПОД1=18 м (20-200оС)

LПОД2=21 м (200-600оС)

LПОД3=12 м (600-1000оС)

LОБЖ=18 м (1000оС)

LОХЛ1=18 м (1000-650оС)

L ОХЛ2=9 м (650-600оС)

L ОХЛ3=24 м (600-50оС)

7. Расчет потерь в окружающую среду через футеровку печи.


Q=3,6∙ αСУМ ∙F∙(tН.- tВОЗ.),


где F – наружная поверхность кладки;

αСУМ – суммарный коэффициент теплоотдачи определяется в зависимости от tН.;

tН. – температура внешней поверхности печи на данном участке;

tВОЗ. – температура окружающего воздуха.

а) Участок №1.

Температуры наружных поверхностей принимаем по практическим данным.

Температура наружных стен tН.СТ.=20оС; температура свода tН.СВ.=25оС, температура пода tН.ПОД.=20оС.

Наружная поверхность кладки:

FСТ=2∙l∙hНАР =2∙18∙3,075=110,7 м2, αСУМ =9,55

FПОД=l∙bНАР =18∙2,9=52,2 м2, αСУМ =9,55

FСВ=l∙bНАР =18∙4,1=73,8 м2, αСУМ =9,75

Потери тепла через стенку:

QСТ.1=3,6∙110,7∙9,55∙(22-20)=7611,73 кДж/ч

QСТ.1=3,6∙52,2∙9,55∙(22-20)=3589,27 кДж/ч

QСТ.1=3,6∙73,8∙9,75∙(25-20)=12951,9 кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду на остальных участках рассчитываются аналогичным образом.


Таблица 3.13.1.2.1

Потери тепла в окружающую среду через кладку.

№ уч. Стена Под Свод

F,

м2

tН,

оС

αСУМ,

Вт/м2∙оС

QКЛ,

кДж/ч

 F,м2

tН,

оС

αСУМ,

Вт/м2∙оС

QКЛ,

кДж/ч

 F,м2

tН,

оС

αСУМ,

Вт/м2∙оС

QКЛ,

кДж/ч
1 110,7 22 9,55 7611,73 52,2 22 9,55 3589,27 73,8 25 9,75 12951,9
2 162,75 40 10,55 123624,9 60,9 40 10,55 46259,64 106,05 45 11 104989,5
3 93 50 11,25 112995 34,8 50 11,25 42282 60,6 60 12 104716,8
4 139,5 50 11,25 169492,5 52,2 50 11,25 63423 90,9 60 12 157075,2
5 139,5 50 11,25 169492,5 52,2 50 11,25 63423 90,9 60 12 157075,2
6 69,75 45 11 69052,5 26,1 45 11 25839 45,45 55 11,75 67288,73
7 166,8 40 10,55 126701,28 69,6 40 10,55 52868,16 109,8 45 11 108702

Тепловой баланс зон подогрева и обжига.

Приход тепла.

1. Химическое тепло топлива.


(кДж/ч). Физическое тепло топлива.

(кДж/ч)


3. Физическое тепло воздуха.


(кДж/ч)


4. Физическое тепло сырца.


(кДж/ч)

(кДж/кг∙оС)

СС=0,837+0,000264∙t=0,837+0,000264∙20=0,842 (кДж/кг∙оС)


5. Физическое тепло с вагонеткой.


Q5=1,54∙mВАГ∙С∙tВАГ=1,54∙14175∙ 0,845∙30=553377,83 (кДж/ч)

mВАГ=а∙b∙h=3∙3∙0,875∙1800=14175 (кг)

С=0,837+0,000264∙tВАГ=0,837+0,000264∙30=0,845 (кДж/кг∙оС)


Общий приход тепла.

∑QПРИХ=34757,98В+31,33В+499,11В+308250,93+553377,83 =

=35288,42В+861628,76 (кДж/ч)

Расход тепла.

1. Тепло, затраченное на испарение влаги.

Q1=GВЛ∙(2500+1,97tП.Г.-4,2∙tC)=943,22∙(2500+1,97∙300-4,2∙20)=

=2836262,54 (кДж/ч)

(кг/ч)


2. Тепло, затраченное на нагрев материала до 1000оС.


Q2=GC∙CК∙tК=13833,91∙ 1,101∙1000=15231134,91(кДж/ч)

(кДж/ч)

СКК=0,837+0,000264∙1000=1,101 (кДж/кг∙оС)


3. Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала.


Q3=4,19∙GC∙(5,5∙%Аl2О3+6,7∙%СаО)=4,19∙13833,91∙(5,5∙18,54+6,7∙1,24)=

=6392163,13 (кДж/ч)


4. Тепло, затраченное на нагрев печных вагонеток.


Q4=1,11∙mВАГ∙С∙tВАГ=1,54∙14175∙0,976∙525=11185435,8 (кДж/ч)

оС

С=0,837+0,000264∙525=0,976 (кДж/кг∙оС)


5. Потери тепла с уходящими продуктами горения.


Q5=VП.Г.∙iП.Г.=38,69В∙472,5=18281,03В (кДж/ч)

VП.Г.=В∙[V0+(α-1)∙L0]=В∙[20,23+(3-1)∙9,23]=38,69В(м3/ч)

iП.Г=СП.Г.∙tП.Г.=1,575∙300=472,5 (кДж/м3)

СП.Г.=1,35+0,00075∙300=1,575 (кДж/кг∙оС)

6. Потери тепла в окружающую среду.

Q6=949011,44 (кДж/ч)

Общие потери тепла:

∑QРАСХ = 2836262,54 + 15231134,91+ 6392163,13 +11185435,8 +

+ 18281,03В + 949011,44 =36594007,82 + 18281,03В (кДж/ч)

Приравниваем сумму приходных статей к сумме расходных и определяем расход топлива B:

35288,42В+861628,76 =36594007,82 + 18281,03В

17007,39В=35732379,06

В=2100,99 (м3/ч)


(кг/кг)


Таблица 3.13.1.2.2

Тепловой баланс зон подогрева и обжига.

№ Наименование статей кДж/ч %

Приход тепла

1 Химическое тепло топлива 73026168,4 98,21
2 Физическое тепло топлива 65824,02 0,09
3 Физическое тепло воздуха 1048625,12 0,56
4 Физическое тепло сырца 308250,93 0,41
5 Физическое тепло с вагонеткой 553377,83 0,73

Итого: 244 100

Расход тепла

1 Тепло, затраченное на испарение влаги 2836262,54 3,75
2 Тепло, затраченное на нагрев материала до 1000оС 15231134,91 20,12
3 Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала 6392163,13 8,45
4 Тепло, затраченное на нагрев печных вагонеток 11185435,8 14,78
5 Потери тепла с уходящими продуктами горения 38408261,22 51,65
6 Потери тепла в окружающую среду 949011,44 1,25

Невязка -22,74

Итого: 244 100

% невязки=22,74∙100/75002246,3=0,00003%

Тепловой баланс зоны охлаждения.

Приход тепла.

1. Физическое тепло, вносимое изделиями в зону охлаждения.

Q1=15231134,91 (кДж/ч)

2. Физическое тепло, вносимое печными вагонетками в зону охлаждения.

Q2=11185435,8 (кДж/ч)

3. Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий.


Q3=QВ.Г.+QВ.С.,


где QВ.Г – количество тепла, вносимого воздухом, отбираемым затем на горение топлива, кДж/ч;

QВ.С. - количество тепла, вносимого воздухом, отбираемым затем на сушку, кДж/ч.


QВ.Г.=0,6∙В∙L0∙α∙CВОЗД.∙tВОЗД.=0,6∙2138,65∙9,23∙2,05∙1,2978∙20=

=630208,55 (кДж/ч)

QВ.С.=Х∙ CВОЗД.∙tВОЗД.=Х∙1,29787∙20=25,96Х (кДж/ч)


где Х – количество воздуха, отбираемого на сушку.

Q3=630208,55+25,96Х (кДж/ч)

Общий приход тепла.

∑QПРИХ=15231134,91 +11185435,8 +630208,55+25,96Х=

=27046779,26+25,96Х (кДж/ч)

Расход тепла.

1. Потери тепла с выгружаемыми изделиями.


Q1=G∙CИЗД∙tИЗД=13833,91∙0,85∙50=587941,18 (кДж/ч)

СИЗД=0,837+0,000264∙50=0,85 (кДж/кг∙оС)

2. Потери тепла с печными вагонетками.


Q2=1,11∙mВАГ∙СВАГ∙tВАГ=1,54∙14175∙0,849∙45=833996,05 (кДж/ч)

CВАГ=0,837+0,000264∙45=0,849 (кДж/кг∙оС)


3. Тепло воздуха, отводимого на сушку.


Q3=Х∙СВОЗД∙tВОЗД∙=Х∙1,3577∙605=821,41Х (кДж/ч)


4. Потери тепла в окружающую среду.

Q4=840442,37 (кДж/ч)

Общие потери тепла.

∑QРАСХ=587941,18 +833996,05 +821,41Х +840442,37=

=821,41Х +2262379,6 (кДж/ч)

Приравниваем приход тепла к расходу и определяем количество воздуха, подаваемого на сушку.


∑QПРИХ=∑QРАСХ

27046779,26+25,96Х=821,41Х +2262379,60

Х=31157,71 (нм3/ч)


Таблица 3.13.1.2.3

Тепловой баланс зоны охлаждения.

№ Наименование статей кДж/ч %

Приход тепла

1 Физическое тепло, вносимое изделиями в зону охлаждения 15231134,91 54,68
2

Физическое тепло, вносимое печными вагонетками в зону охлаждения.


 11185435,8 40,16
3 Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий 1439062,70 5,16

Итого: 244 100

Расход тепла

1 Потери тепла с выгружаемыми изделиями 587941,18 2,11
2 Потери тепла с печными вагонетками 833996,05 2,99
3 Тепло воздуха, отводимого на сушку 25593254,57 91,88
4 Потери тепла в окружающую среду 840442,37 3,02

Невязка -0,76

Итого: 244 100

% невязки=0,76∙100/27855633,41=0,000003%.


Сводный тепловой баланс туннельной печи.


Таблица 3.13.1.2.4

Сводный тепловой баланс туннельной печи.

№ Наименование статей кДж/ч %

Приход тепла

1 Химическое тепло топлива 73026168,4 96,38
2 Физическое тепло топлива 65824,02 0,09
3 Физическое тепло воздуха 1048625,12 0,55
4 Физическое тепло сырца 308250,93 0,39
5 Физическое тепло с вагонеткой 553377,83 0,72
6 Физическое тепло воздуха, подаваемого на охлаждение изделий 1439062,70 1,87

Итого: 244 100

Расход тепла

1 Тепло, затраченное на испарение влаги 2836262,54 3,68
2 Потери тепла с выгружаемыми изделиями 587941,18 0,76
3 Потери тепла с печными вагонетками 833996,05 1,08
4 Тепло воздуха, отводимого на сушку 25593254,57 33,18
5 Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала 6392163,13 8,29
6 Потери тепла с уходящими продуктами горения 38408261,22 50,69
7 Потери тепла в окружающую среду 1789453,81 2,32

Невязка -23,5

Итого: 244 100

% невязки=23,5∙100/76441309=0,00003%

Коэффициент полезного действия печи.

4. Автоматизация технологического процесса


Тепловую обработку материалов и изделий проводят по заданному технологическому режиму, нарушение которого приводит к браку изделий. Для предупреждения отклонений от установленных режимов требуется постоянный контроль за работой печи при помощи различных контрольно-измерительных и регулирующих приборов и устройств.

Каждая печь имеет свои особенности, которыми она отличается от других печей, например, по конструкции, виду топлива или виду обжигаемого материала. Основная особенность туннельных печей - обжиг изделий на вагонетках, передвигающихся вдоль печного канала с определенной скоростью и проходящих отдельные зоны с различными заданными температурами. Топливо сжигается в средине печи - в зоне обжига, которая располагается между зонами охлаждения и подогрева.

Система обеспечивает:

Автоматическое регулирование температуры в зоне обжига;

Стабилизацию давления газа в общем газопроводе;

Стабилизацию разрежения;

Контроль температуры с регистрацией на ленточной диаграмме в зоне обжига;

Контроль температуры в зоне подогрева;

Контроль температуры в зоне охлаждения;

Контроль давления газа в общем газопроводе;

Световую и звуковую сигнализацию основных технологических параметров;

Дистанционное и автоматическое отключение газа при аварийных ситуациях.


4.1 Описание схемы автоматизации туннельной печи


1. Описание работы системы автоматического управления процессом в зоне обжига туннельной печи излагается на основании функциональной электрической схемы.

Для примера рассмотрим 1-й контур регулирования. Сигнал с термопреобразователя поступает в милливольтметр Р1 и сравнивается с заданным сигналом, соответствующим величине регулируемой температуры. Сигнал рассогласования включает выходное реле КVI.1 милливольтметра Р1, контакт реле КVI.2 замыкается и тем самым включает вентиль. При достижении температуры заданной величины на выходе милливольтметра сигнал исчезает, реле КVI.1 обесточивается и размыкает контакт КVI.2. вентиль отключается, подача газа к горелкам прекращается.

Выбор режима работы осуществляется с помощью переключателя SAI типа ПМОФ. Работа других контуров аналогична.

2. Контроль и регистрация технологических параметров.

Система обеспечивает дистанционный контроль и регистрацию температуры в печи на диаграммной ленте с помощью двенадцититочечного устройства измерения и регистрации Р14 типа А 682-002. в зонах обжига и охлаждения датчиками температуры являются термоэлектрические преобразователи типа ТПП-0679.

Система обеспечивает контроль температуры в характерных точках зоны подогрева, обжига и охлаждения. Контроль осуществляется автоматическими показывающими милливольтметрами Р15, Р16 типа Ш 4540.

Датчиками температуры являются термоэлектрические преобразователи типа ТХА-0806.

Контроль аэродинамического режима печи ведется тягонапоромером Р9 типа ТНМП-52.

3. Технологическая сигнализация.

Предусмотрено отключение газа с одновременной звуковой и световой сигнализацией при отклонении от нормы следующих параметров:

разрежение перед дымососом;

давление газа в газопроводе;

давление газа в контурах регулирования.

Датчиками давления и разрежения являются приборы типа ДН и ДТ (позиции Р21-Р28). При аварийной ситуации прекратится подача напряжения питания на электромагнит МИС (VA1), освободится ударный механизм предохранительного клапана, произойдет прекращение подачи природного газа на горение, и одновременно срабатывает звуковая сигнализация МЗ-1 (НАI).

Схемы сигнализации имеют следующие органы управления:

Съем звуковой сигнализации – кнопка SB6

Проверка исправности ламп - кнопка SB5

Принудительное отключение газа – переключатель SА10.


5. Охрана труда


Охрана труда рассматривается как одно из важнейших социально-экономических, санитарно-гигиенических и экономических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда. Охрана здоровья рабочих и служащих в процессе исполнения трудовых обязанностей закреплена в трудовом законодательстве, непосредственно направленном на создание безопасных и здоровых условий труда. Кроме того, разработаны и введены в действие многочисленные правила техники безопасности, санитарии, нормы и правила, соблюдение которых обеспечивает безопасность труда. Ответственность за состояние охраны труда несет администрация предприятия, которая обязана обеспечивать надлежащее техническое оснащение всех рабочих мест и создавать на них условия работы, соответствующие правилам охраны труда, техники безопасности, санитарным нормам.

Одним из важнейших принципов организации производства является создание безопасных и безвредных условий труда на всех стадиях производственного процесса. Мероприятия по охране труда обеспечиваются проектно-сметно-конструкторской и другой технической документацией.

Технологический процесс производства керамического кирпича должен соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.3.002-75*ССБТ «Процессы производственные, общие требования безопасности». Организация и проведение технологического процесса предусматривает меры безопасности и безвредности для работающего персонала, близ расположенных жилых массивов и окружающей среды. Производственный процесс должен быть взрыво- и пожаробезопасным.


5.1 Анализ степени опасности технологического процесса при производстве керамического кирпича


При производстве керамического кирпича в цехе формовки, сушки, обжига присутствуют вредные и опасные факторы, характеристика которых приведена в таблице 5.1.1.


Таблица 5.1.1

Оценка степени опасности технологического процесса.

Наименование цеха

Наименование обору

дования, тип, марка

Количество оборудова

ния, шт.

 Производительность, шт/час

Техноло

гические параметры

(t,Р и др.)

Перечень токсич

ных, взрыво- пожаро

опасных веществ

Количество людей обслужи

вающих оборудование

 Вредные и опасные факторы
Цех формовки, сушки, обжига

Ленточ

ный вакуум

ный пресс СМК-133

 1 7000 Удельное давление прессования 1,6 МПа Отсутствуют 1

Шум, электри

ческий ток, напряжение, движущиеся части оборудо

вания

Туннельная сушилка конструкции Гипрострома 1 5228

tНАЧ=30-35оС

tКОН=90-100оС

 СО, NО2, пыль 3

Шум, повышен

ная температу

ра воздуха ра

бочей зоны, электрический ток, движущие

ся части обору

дования,внутризаводской транспорт, нагретые стен

ки технологи

ческого обору

дования, взры

вопожароопас

ные вещества

Туннельная печь конструкции Гипрострома 1 4280 tОБЖ=1000оС СО, NО2, СН4 5

Повышение уровня шума оказывает вредное воздействие на организм человека. Производственные процессы на предприятии в разрабатываемом проекте сопровождаются шумом, непревышающим установленные нормы. Контроль шумового воздействия на производстве осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности» и СН 3223-85 «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах».

Производственное оборудование цеха должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ «Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Производственное оборудование должно соответствовать требованиям безопасности в течение всего срока службы. Движущиеся (вращающиеся) части производственного оборудования, являющиеся источниками опасности должны быть ограждены сетчатыми или сплошными металлическими ограждениями в соответствии ГОСТ 12.2.062-81. Эксплуатация оборудования при снятых или неправильно установленных ограждениях запрещается ГОСТ I2.2.06I-8I. При применении сетчатого ограждения должны соблюдаться указанные в приложении 21 расстояния от опасного места до ограждения (Правила ТБ и ПС в ПСМ, часть I).

По электробезопасности цех в соответствии с требованием ПУЭ относиться к категории с повышенной опасностью (2 класс).

Для защиты людей от поражения электрическим током производственное оборудование должно удовлетворять следующим требования:

1) токоведущие части производственного оборудования являющиеся источником опасности должны быть надежно изолированы или расположены в недоступных для людей местах;

2) металлические части производственного оборудования, которые вследствие повреждения изоляции токоведущих частей могут оказаться под напряжением опасной величины, должны быть заземлены (занулены) согласно Правил ТБ и ПС в ПСМ, часть I.

Размещение производственного оборудования в производственных помещениях не должно представлять опасности для персонала и должно соответствовать действующим нормам технического проектирования СНиП и правилам ТБ и ПС в ПСМ, ГОСТ 12.2.061-81.


5.2 Микроклиматические условия


В проекте цеха производственный процесс на участках сушки и обжига оказывает негативное воздействие на качество воздуха за счет поступления теплоизбытков.


Таблица 5.2.1

Характеристика процессов и оборудования, влияющих на микроклиматические параметры.

Наименование цеха Наименование оборудования Количество оборудования, шт. Теплоизбытки, кДж/ч Характеристика помещения по теплоизбыткам, кДж/м3ч Избытки влаги, кг/ч

Цех формо

вания, сушки, обжига

 Туннельная сушилка конструкции Гипростром 1 1388306,31 31,02 Отсутствуют

Туннельная печь конструкции Гипростром 1 1789453,81 51,78 Отсутствуют

Общее количество удельных избытков явного тепла составляет 82,8 кДж/м3ч, что меньше показателя, при котором устанавливается аэрационный фонарь.

Контроль температуры воздуха в цеху осуществляется согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны», который устанавливает оптимальные и допустимые микроклиматические условия в зависимости от характера производственных помещений, времени года и категории выполняемой работы. Категория работ в цехе формования, сушки, обжига IIа (средней тяжести).


Таблица 5.2.1

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений для холодного и переходного периодов года для работ средней тяжести.

Температура воздуха, оС Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с, не более
оптимальная допустимая оптимальная допустимая оптимальная допустимая
18-20 17-23 60-40 75 0,2 0,3

Для обеспечения нормальных метеорологических условий на участке формования, сушки и обжига предусмотрена теплоизоляция стенок оборудования и установка вентиляционной системы.


5.3 Выбор и расчет системы вентиляции


Уровни опасных и вредных производственных факторов в производственных помещениях и на рабочих местах не должны превышать величин, определяемых нормами, указанных в ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Воздух рабочей зоны».

Для выбора системы вентиляции рассчитываем объем удаляемого воздуха и определяем кратность воздухообмена.

1) Объем удаляемого воздуха:


,

где Q – избытки явного тепла, кДж/ч;

с – теплоемкость воздуха, кДж/кг∙град;

ρСР – плотность воздуха при средней температуре, кг/м3,

t1 и t2 – температура соответственно удаляемого и приточного воздуха, оС;

2) Плотность воздуха:

ρСР=ρ0∙(273/273+tCР),

где ρ0=1,29 кг/м3;

ρСР=1,29∙(273/(273+34,6)=1,145 кг/м3

Средняя температура:

tCР=( tРЗ-+t1)/2=(25+44,2)/2= 34,6оС

t1= tРЗ+∆ t∙(Н-2)=25+3∙(8,4-2)=44,2 оС

где tРЗ – температура рабочей зоны;

∆ t – перепад температур по высоте помещения (2-5 оС/м);

t2 – среднемесячная температура для наиболее теплого периода года (21,2 оС);

Н – высота помещения, м;

(м3/ч)

Определяем кратность воздухообмена:

Поскольку кратность воздухообмена в цехе больше единицы, то для поддержания нормальных метеорологических условий в цехе необходимо установить общеобменную приточно-вытяжную систему вентиляции.


Таблица 5.3.1

Характеристика вытяжной вентиляционной системы.

Наименование участка, помещения Предлагаемая система вентиляции Требуемый объем воздуха, тыс.м3/ч Характеристика вентилятора Дополнительное оборудование Место размещения Площадь, м2



марка Тип исполнителя Производительность, тыс.м3/ч Количество


Цех формования, сушки, обжига Общеобменная система вентиляции 53,87 ЦВ-8

Центробежный вен

тилятор среднего давления

18 3



Таблица 5.3.1

Характеристика приточной вентиляционной системы.

Наименование участка, помещения Предлагаемая система вентиляции Баланс воздуха Характеристика вентилятора Дополнительное оборудование Место размещения Площадь, м2



марка Производительность, тыс.м3/ч Количество


Цех формования, сушки, обжига Общеобменная система вентиляции 53,87 ЦВ-8 16 3



5.4 Оценка взрывопожарной и пожарной опасности. Пожарная профилактика


В качестве топлива при работе сушила и печи для обжига кирпича используется природный газ, который считается пожаровзрывоопасным веществом (главной составляющей частью природного газа является метан СН4). Продукты горения природного газа (дымовые газы СО и NО2) вредные вещества. Метан - газ без цвета и запаха, почти в два раза легче воздуха, является горючим и взрывоопасным, коэффициент участия во взрыве 0,5. Теплота образования - 74,8 кДж/моль, теплота сгорания - 802 кДж/моль, температура самовоспламенения – 537оС. СО (оксид углерода (II)) – ядовитый газ без цвета и запаха, горючий легковоспламеняющийся, горит голубоватым пламенем, легче воздуха, температура кипения 81,63 К, температура плавления 68,03 К, плохо растворим в воде (2,3 объема СО на 100 объемов H2O при 293 К). Теплота образования – 110,5 кДж/моль, теплота сгорания - 283 кДж/моль, температура самовоспламенения – 605оС. NО2 – оксид азота (IV) - бурый трудногорючий газ, получивший в промышленности название «лисий хвост», неспособный к горению на воздухе, но способный возгораться в воздухе от источника зажигания, оказывает вредное воздействие на организм человека.

Помещение цеха соответствует требованиям действующих отраслевых норм и правил (СНиП) и относиться по пожарной безопасности к категории «Г». Пожаро- и взрывобезопасность технологических процессов осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.004-85 «Пожарная безопасность. Общие требования» и ГОСТ 12.1.010-76 «Взрывобезопасность. Общие требования».


5.5 Освещение


Естественное и искусственное освещение на предприятия в проектируемом заводе на участке формования, сушки и обжига должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

1) Расчет естественного освещения.

Площадь оконных проемов:


,


где S0,SП – соответственно площадь окон и пола;

еН – нормированное значение коэффициента естественной освещенности, %;

К3 – коэффициент запаса;

η0 - световая характеристика окон;

τ0 – общий коэффициент светопропускания окон;

r1 – коэффициент, учитывающий повышение естественного освещения за счет света внутренних поверхностей помещения;

КЗД – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями.

(м2)

Для окон применяем ленточные проемы. Деревянные блоки имеют ширину - 3 м, а высоту – 2,4 м. Устанавливаем 50 оконных проемов.

Тогда площадь оконных проемов составит 360 м2, что соответствует расчетам.

2) Расчет искусственного освещения.

Расчет количества светильников для системы общего освещения:


,

где Е – нормированное значение освещенности для систем общего освещения, лк;

SП – площадь пола, м2,

Z - коэффициент, учитывающий равномерность освещения;

КЗ – коэффициент запаса;

F – световой поток источника света, лм; выбираем лампы накаливания мощностью 150 Вт.

n – количество ламп в светильнике, шт;

η – коэффициент использования светового потока, в долях единицы.

Светильники 2-ой группы.

Индекс помещения:


i=(LП+В)/h1∙ (LП+В),


где LП – дина помещения, м;

В – глубина помещения, м;

h1 – высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна: h1=Н-1, где Н – высота помещения.

h1=8,4-1=7,4 м

Для участка формования и сушки:

i=(54 +120)/7,4∙ (54+120)=0,435

Для участка обжига:

i=(144 +18)/7,4∙ (144+18)=0,435

(шт)

6. Охрана окружающей среды


При производстве керамического кирпича в туннельной сушилке