Разработка камерной электрической печи сопротивления для сушки обмоток электродвигателя

В комплекс вопросов охраны труда входят техника безопасности, производственная санитария и выполнение трудового законодательства. Меры по технике безопасности для различных отраслей промышленности и отдельных технологических процессов имеют свои особенности, они предусмотрены специальными правилами и инструкциями. Однако не все особенности условий работы могут быть учтены в этих правилах, поэтому разрабатывают местные инструкции и дополнительные мероприятия. На всех предприятиях ведут планомерную работу по предупреждению несчастных случаев на производстве, разрабатывая специальные мероприятия по технике безопасности и выделяя средства на их выполнение.7.1. Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации камерной электрической печи сопротивления для сушки обмоток электродвигателя Опасные и вредные производственные факторы, возникающие в процессе пропитки обмоток электродвигателейПропиточную камеру оборудуют в соответствии с требованиями техники безопасности для пожароопасных помещений. Вентиляционное устройство камеры должно обеспечивать удаление газов и паров, выделяющихся в процессе пропитки и сушки обмоток. В пропиточных камерах запрещается хранить огнеопасные материалы, зажигать огонь и курить, о чем должны оповещать соответствующие предупредительные плакаты. При осмотрах сушильной камеры, аппаратов пропитки под давлением, вакуумной сушки и других работах применяют ручные переносные лампы, напряжением 12В. Понижающий трансформатор для питания ламп, помещают вне камеры. В камере должен находиться полный комплект противопожарных приспособлений (сухие огнетушители, ящики с песком, совки или лопаты, крючья, багор). Обслуживающий персонал должен быть обеспечен брезентовыми фартуками. [7]В работе, в качестве примера, представлен цех пропитки обмоток электродвигателей АО «Порт». Фактическое состояние условий труда на рабочем месте по факторам вредности и опасности. Перечеь и количество вредных веществ, выделяющихся при работе печи, представлены в таблицах 7.1 и 7.2.Таблица 7.1 – Величина воздействия вредных химических соединенийХимический - 3.2 класс среднесменная концентрация ПДКНазвания веществмг/м3 Формальдегид0.5 0.55 1.1 3.2Гидроксибензол 0.3 0.417 1.39 3.1Диметилбензол (смесь 2-, 3-, 4-изомеров) 50 87.4 1.748 3.1 Метилбензол 50 203.6 4.072 3.2Уайт-спирит300 221.6 2Таблица 7.2 – Фактический уровень ПДКБиологический1 классотсутствуетАэрозоли ПФД1 классотсутствуетВредные веществаПод вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Классификация вредных веществ и общие требования безопасности введены ГОСТ 12.1.007-77.В большинстве случаев пыль поступает в воздух рабочих помещений через неплотности в технологическом оборудовании и их укрытиях (кожухи) при недостаточно эффективной работе отсасывающей вентиляции.Под действием возникающих избыточных давлений запыленный воздух выбивается в производственные помещения.Снижение (предотвращение) выделения пыли в производственные помещения обеспечивается: полной герметизацией технологического оборудования и других узлов, где образуется пылевоздушная смесь;увлажнением перерабатываемого сырья;гигиенической уборкой пыли в производственных помещениях с применением воды; удалением пылевоздушных смесей из укрытий и других мест образования.Параметры воздушной среды во всех производственных помещениях обогатительной фабрики с постоянным или длительным пребыванием людей соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.005-88 .С целью предупреждения пылевых заболеваний у работающих концентрация пыли в воздухе нормируется. Предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений регламентирует ГОСТ 12.1.005-88. ПДК (в мг/м2) пыли в воздухе для некоторых веществ равна: пыль, содержащая более 70% свободного SiО2 в ее кристаллических модификациях, - 1; пыль содержащая от 10 до 70% свободного SiО2 - 2; пыль других силикатов содержащаяся менее 10% свободного SiO2, - 4; пыль барита, доломита, фосфорита, цемента, известняка-7.Воздух рабочей зоны должен содержать по объему 20% кислорода и не более 0,5% углекислого газа.В помещении операторов, где размещены видеотерминалы систем автоматического управления технологическим оборудованием, соблюдаются гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений в соответствии с СанПиНом 2.2.4.1294-03.7.2 Шум, вибрацияПричиной шума системы вентиляции печи является соударение металлических частей машин, падение перерабатываемого материала и колебание воздуха при движении его по воздуховодам.Очень часто для уменьшения шума в конструкциях агрегатов применяются шумопоглощающие материалы. Для снижения шума, образующего при движении воздуха по трубопроводам, внутренние поверхности вентиляционных каналов покрывают звукопоглощающим материалом или увеличивают площадь схем воздухопроводов.В качестве индивидуальных средств защиты органов слуха рабочих применяют противошумные заглушки, беруши, значительно снижающие шум и защищающие ухо главным образом от звуков высоких тонов.Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и территорий жилой застройки» и ГОСТом 12.1.003-2014 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности».Для снижения параметров шума и вибрации проводятся следующие мероприятия:в помещениях стены облицованы звукопоглощающим материалом - пористой штукатуркой; оборудование устанавливают на фундамент, на виброгасящее основание; производится смазка трущихся частей оборудования. Своевременное проведение планово-предупредительных ремонтов, балансировка и центровка вращающихся частей оборудования при монтаже. Для снижения шума вентиляционных систем, вентилятор с воздухоотводом соединяются посредством эластичных муфт, применяются глушители, установленные на воздухоотводах, всасывающих трубопроводах, магистралях выброса воздуха.Для звукоизоляции приводов электродвигателей используются кожухи, изготовленные из металла, внутри облицованные резиной. Для уменьшения вибрации между аппаратом и его основанием размещены виброизоляторы, пружинно-пластмассовые амортизаторы. Система автоматики позволяет осуществлять дистанционное управление процессов. 7.3 Производственная санитария и гигиена труда. Нормирование метеорологических условий производственной средыОптимальные параметры микроклимата в рабочей зоне производственного помещения регламентируются в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [7].Категория работ легкая 1б. Допустимая температура воздуха в холодный период года от 20 °С до 24 °С; допустимая относительная влажность – 75%; скорость движения воздуха – 0,2 м/c. Допустимая температура воздуха в теплый период года от 21 °С до 28 °С; допустимая относительная влажность – 60% (при 27 °С); скорость движения воздуха – 0,1- 0,3 м/c. В соответствии с ПУЭ [7] помещение операторной относится к I классу без повышенной опасности (сухие, безпыльные помещения с нормальной температурой воздуха и изолирующими деревянными полами). Метеоусловия в рабочей зоне помещения регламентируются по ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [7].7.4 ОсвещениеПомещения фабрик освещаются естественным и искусственным светом. Освещение помещений обогатительной фабрики устраивают обычно трех видов: с помощью окон в наружных стенах, через фонари в перекрытиях и комбинированием фонарей и окон.Освещенность рабочих мест в цеху периодически контролируют. Для контроля освещенности пользуются люксметрами. По установленным нормам ГОСТ 24940-96 Здания и сооружения, методы измерения освещённости и СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95* освещенность производственных помещений фабрик составляет при газоразрядных (люминесцентных) лампах 100-150 лк, при лампах накаливания – 30-50 лк. Норма освещенности внутри зданий предприятия не менее 50-75 лк. Главные проходы и проезды на территории фабрики, а также переходы, лестничные и открытые площадки имеют освещенность в горизонтальной плоскости на уровне земли не менее 10 лк; главные лестницы, главные коридоры и проходы, закрытые переходы и пешеходные тоннели – не менее 20 лк.7.5 Организация безопасной эксплуатации электроустановокЛица, обслуживающие и эксплуатирующие электроустановки, относятся к электротехническому персоналу, который условно разделяется на четыре группы:административно-технический персонал, к которому относятся начальники служб, энергетики, мастера и т. д.;оперативный персонал, к которому относятся дежурный и т. д.;оперативно обслуживающий персонал - работники, выполняющие ремонтные, наладочные и другие работы в электроустановках;ремонтно-оперативный персонал - это лица, оперативно обслуживающие электроустановки и выполняющие другие работы при отсутствии дежурного персонала. К работам в электроустановках не допускаются лица моложе 18 лет. Лица, допускаемые к обслуживанию электроустановок, проходят медицинское освидетельствование при приеме на работу и периодически 1 раз в 2 года.Запрещается допуск к работе лиц без специальной спецодежды и других средств индивидуальной защиты, предусмотренных нормативными документами для выполнения соответствующих работ. К электроустановкам предъявляются требования действующих Правил устройства электроустановок, Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей [17]. 7.6 Пожарная безопасностьОсновными причинами пожаров являются: небрежное обращение с огнем, нарушение противопожарного режима при выполнении сварочных работ, неправильное состояние и перегрев отопительных устройств. [7]При строительстве зданий, сооружений, складских и других построек в пожарном отношении большое значение имеет их размещение. Наиболее рациональной является застройка площадки фабрики отдельными корпусами. Сплошная же застройка увеличивает пожарную опасность. Поэтому здания и сооружения размещают группами, однородными в пожарном отношении.В цеху пожарную охрану осуществляют объединенные и отдельные отряды. Они проводят работу по внедрению пожарно-профилактических мероприятий, контролируют состояние пожарной безопасности и организуют тушение возможных пожаров.Проезды, выезды на территории предприятия, и другие дороги производственного назначения, пригодны для проезда пожарных автомобилей. Если по производственным условиям устройство проездов к зданиям не требуется, то проезд пожарных автомобилей обеспечен не менее чем с двух сторон здания или вдоль всей его длины по спланированной территории шириной не менее шести метров. Расстояние от края проезжей части или свободной спланированной территории до стен здания не более двадцати пяти метров.Здания и сооружения, отнесенные к категориям А и В СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с Изменением N 1), кроме благоустроенных проездов, имеют стенды с пожарным инвентарем, ящики с песком и бочки с водой. Проходы к стендам, ящикам и бочкам удобные и свободны от посторонних предметов.На территории устроен противопожарный водопровод, объединенный с хозяйственно-питьевым или производственным. В систему пожарно-производственного водопровода входят: водозаборные сооружения, насосные, резервуары, водонапорные башни, наружная водопроводная сеть, прокладываемая по территории обогатительной фабрики, и внутренняя сеть, прокладываемая в зданиях. Наружная водопроводная сеть устроена по замкнуто-кольцевой схеме. В этом случае трубопроводы образуют замкнутую систему, благодаря чему в любую точку водопровода можно подать воду с двух сторон, тем самым гарантировать постоянное наличие воды для тушения пожара в случае повреждения какой-либо части сети. Для получения при пожаре воды из водопровода устанавливают пожарные гидранты - подземные предназначены для отбора воды с помощью пожарных колонок из водопроводной сети для пожаротушения. Их устанавливают на водопроводных сетях в колодце и укрепляют на пожарной подставке или фланце, которые являются фасонной частью водопроводной сети. Пожарную колонку навинчивают на подземный гидрант только при его использовании.Внутри производственных помещений обогатительной фабрики устраивают внутренний противопожарный водопровод, который подключают к наружному водопроводу. Внутренний водопровод расположен в отапливаемых помещениях. Специальные краны установлены на лестничных клетках, у входов, в коридорах и в других местах. При каждом внутреннем пожарном кране имеется выкидной рукав длиной десять метров и брандспойт. Они размещены в специальном шкафу с надписью "Пожарный кран". Свободный постоянный напор во внутренней противопожарной водопроводной сети обеспечивает получение струи высотой не менее шести метров. Количество пожарных кранов, устанавливаемых в производственных помещениях фабрики, рассчитываются так, чтобы любая точка производственного помещения, при развернутых рукавах, могла быть полита водой от двух соседних пожарных кранов.К первичным средствам пожаротушения относятся бочки с водой, ящики с песком, несгораемые ткани (кошмы), пенные, порошковые и углекислотные огнетушители, внутренние пожарные краны. Работающие в цехах должны знать место их расположения.В соответствии с требованиями ССБТ "Пожарная безопасность. Общие требования" все производственные помещения и склады должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения. ГОСТ 12.1.033-81 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Термины и определения (с Изменением N 1)ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования (с Изменением N 1)ГОСТ 12.1.041-83 «ССБТ. Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования»Стационарные огнегасительные установки могут быть: автоматические и дистанционного действия. В стационарных огнегасительных установках все эти элементы смонтированы и постоянно находятся в готовности к действию.Для предотвращения пожаров все рабочие места и подходы к ним необходимо содержаться в чистоте. Для хранения материалов, запасных частей, инструмента, отходов производства предусмотрены специальные места. Запрещается загромождать места работы оборудования и подходы к ним предметами, затрудняющими передвижение людей, машин и механизмов.Горюче-смазочные и обтирочные материалы на рабочих местах храниться в закрытых металлических сосудах в количествах не более трехсуточной потребности в каждом из видов материалов. Хранение легковоспламеняющихся веществ (бензин, керосин и др.) на рабочих местах запрещается.Все производственные и подсобные помещения, установки, сооружения и склады необходимо обеспечить первичными средствами пожаротушения и пожарным инвентарем, количество этих средств и их содержание должны соответствовать требованиям действующих норм пожарной безопасности.Наибольшее распространение в качестве первичных средств пожаротушения получили ручные огнетушители: газовые углекислотные ОУ-5, ОУ-8; специальные углекислотно-бромэтиловые ОУБ и порошковые ОПС-10. Из передвижных огнетушителей наибольшее применение получили одно- и двухбаллонные огнетушители типа УП-1М и УП-2М.Первичные средства пожаротушения в производственных помещениях на территории шахт и обогатительных фабрик должны размещаться на специальных пожарных щитах. Пожарные щиты устанавливают на видных местах по возможности ближе к выходам из помещений из расчета один на площади до 5 тыс.. Так же в каждом здании размещаются пожарные извещатели.Средства индивидуальной защиты.Средства индивидуальной защиты обеспечивают индивидуальную безопасность каждого работающего как в режиме нормальной эксплуатации, так и в аварийных ситуациях.Каждый работающий обеспечивается хлопчатобумажным костюмом, хлопчатобумажным нательным бельем, специальной обувью на резиновой подошве, подбитой медными заклепками, ватной курткой для холодного времени года, защитной каской, прорезиненными тканевыми рукавицами, фильтрующим противогазом с коробкой типа БКФ.При выходе на наружную установку работающие обязаны надевать каску и иметь при себе противогаз. Фильтрующий противогаз применяется при содержании кислорода не менее 19 % объемных и содержании вредных веществ не более 0.5 % объемных. При авариях и ликвидации последствий аварийных ситуаций, а также при содержании кислорода менее 19 % объемных и содержании вредных веществ более 0.5 % объемных необходимо применять изолирующий шланговый противогаз типа ПШ-1 или ПШ-2.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ настоящей выпускной квалификационной работе выполненаразработка камерной электрической печи сопротивления для сушки обмоток электродвигателей. В работе выполнены анализ предметной области, оценка конструкции камерных печей сопротивления, а также выполнены расчеты тепловогобаланса электрической печи сопротивления, проведение электрического расчета, расчёты и определения времени нагрева печи до рабочей температуры.В работе рассмотрен процесс автоматизации работы печи с применением ПЛК Овен.Спроектированная камерная электрическая печь предназначена для выполнения сушки обмоток электродвигателя в соответствии с рассмотренным технологическим процессом. В ходе выполнения выпускной работы был произведен расчет и выбор основных компонентов разрабатываемой печи.Система автоматизации обеспечивает эффективный контроль и управление технологическим объектом, предотвращает аварийные ситуации на объекте, снижает затраты ручного труда, создает условия для эффективного технического и информационного взаимодействия с верхним уровнем управления, снабдив вышестоящие системы управления достоверной и оперативной информацией. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВАльтгаузен А.П. Электрооборудование и автоматика электротермических установок: Справочник / Под ред. А.П. Альтгаузена. Бершицкий И.М., Бершицкий М.Д. и др. - М.Энергия, 1978, - 303 с. Амлинский, Л.З. Справочник проектировщика АСУ ТП. / Амлинский, Л.З., Смилянский Г.Л., Баранов В.Я. и др. -М.: Машиностроение, 2008. -527с. Арендарчук A.B. Общепромышленные печи непрерывного действия/Арендарчук A.B., Катель Н.М., Липов В.Я. и др. - М.: Энергия, 1977. - 247 с. Астреина, Л.А. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. / Астреина Л.А., Балдесов В.В., Беклешов В.К. и др. -М.: Высшая школа, 2009. -176с.Булкин, А.Е. Автоматическое регулирование энергоустановок: учебное пособие для вузов. / А.Е. Булкин. - М.: МЭИ, 2009. - 212 с.;Буре А.Б. Разработка систем питания электротехнологических установок с улучшенными показателями качества электрической энергии: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: МЭИ, 1998, - 20 с. Ветошкин, А.Г. Безопасность жизнедеятельности: Оценка производственной безопасности / А.Г. Ветошкин., Г.П. Разживина - Пенза: Пензенская государственная архитектурно-строительная Академия, 2012. - 172 с.ГОСТ 31532-2012. Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения. М.: Госстандарт России, 2012. - 64 с.;ГОСТ 31607-2012. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. М.: Стандартинформ, 2013. - 28 с.Гутман М.Б., Пронько М.Г., Пылаева З.А. Электрические печи с принудительной циркуляцией атмосферы. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 129 с.КазяевМ.Д.Основы теории теплогенерации / Под ред. М.Д.Казяева. – Екатеринбург: УГТУ , 1999. – 283 с.Колесник Г. П. Промышленные электротехнологические установки (Электронный ресурс): Методические указания к расчетно-лабораторным работам / Сост.: Г. П. Колесник, С. А. Сбитнев. – Владим. гос. ун-т. Владимир, 2016. – 80 с.Росляков, П.В. Методы защиты окружающей среды / П.В. Росляков. - М.: МЭИ, 2007. - 336 с.УсачевА.Б.Современные нагревательные и термические печи: Справочник /Под ред. А.Б.Усачева. – М.: Машиностроение, 2001. – 656 с.Федеральный закон РФ от 21 июля 2011 г. № 256-ФЗ. О безопасности объектов топливно-энергетического комплекса. Введен в действие 26.07.2011 // Росийская газета № 5537 26.07.2011. - 2011.Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации. Введен в действие 27.11.2009 // Росийская газета № 5050 27 ноября 2009г. - 2009.Электротехнический справочник. Т.2. Электротехнические устройства. Изд. 6-е. / Под ред. Г.В. Герасимова. -М.: Энергоиздат, 2007. -640с.ЗАДАНИЕ НА ПРОВЕДЕНИЕ ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙНаименование работы (темы): "Разработка камерной электрической печи сопротивления для сушки обмоток электродвигателя".Задачи патентных исследований:1. Найти патенты по установкам камерных электрических печей, аналоги установки или ее составных частей.Ретроспективность поиска – 10 лет.Наименование источников информации, по которым проводится поиск: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (ФГУ ФИПС).ОТЧЕТ О ПОИСКЕ ПАТЕНТОВОбщая частьНаименование темы патентных исследований:"Разработка камерной электрической печи сопротивления для сушки обмоток электродвигателя".Задание на проведение патентных исследований: 1. Найти патенты по установкам промышленых электрических печей сопротивления, аналоги установки или ее составных частей.Начало поиска: 08.05.2020 г. Окончание поиска: 12.05.2020 г.Отчетные данные о поискеПоиск проведен по следующим материаламТаблица 1Предмет поиска (объект и его составные части)СтранаКлассифи-кационныеиндексыПо фонду, какой организации проведен поискИсточники информацииПатентная документация с указанием пределов просмотра (от и до)12345Камерная сушильная электропечьSUF27B 3/22F27D 7/06ФГУ ФИПС3 стр.НагревательРФH05B 1/02H05B 3/24ФГУ ФИПС4 стр.Материалы, отобранные для последующего анализаПатентная документацияТаблица 2Предмет поиска (объект и его составные части)Страна выдачи, вид и номер охранного документа, индекс МПК, НПКЗаявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, дата публикацииНазвание объекта промышленной собственностиСведения о действии охранного документа или причина аннулированияКамерная сушильная электропечьSU 1 744 395F27B 3/22МУСИЕНКО.О.Г. (SU),№ 4794489, 1990.02.21Камерная сушильная электропечьНе действуетИспользуемые объекты промышленной собственности и их правовая охрана: Использовать любые патенты можно с разрешения патентообладателя, также за их использование будет взиматься плата. В случае упоминания патентов необходимо давать ссылки на источники. В противном случае – это будет нарушением авторских прав, интеллектуальной собственности. В соответствии с ГК РФ частью 4 незаконное использование промышленной собственности и авторских прав может повлечь к судебному разбирательству и выплате денежных средств патентообладателю за использование интеллектуальной собственности. Выводы и рекомендации:В результате проведенного патентного поиска были найдены патенты по установкам сушительных электрических печей сопротивления . Информация по данным патентам будет учтена при разработке электрической печи.