Реферат: Разработка автоматизированной системы управления сбором и отображением информации на установке продувки азотом

Температура ковша t1 = 127°C; температура воздуха рабочей зоны t2 = 25°C; обшивка стальная, Е1 = 0.8; степень черноты окружающих ограждений Е2 = 0.82; температура поверхности экрана не должна превышать 45°С. Экран из алюминия полированного: Е3 = 0.07.

1.   Степень экранирования или коэффициент понижения температуры:

                                   (14)

2.   Приведенные коэффициенты черноты источника и экрана:

          (15)

3.   Находим степень снижения температуры потока:

      (16)

4.   Количество слоев n определяется:

                    (17)

Из расчета следует, что однослойный экран из полированного алюминия обеспечивает защиту персонала от теплового излучения.

6.3 Мероприятия по производственной санитарии

ООО "Сталь КМК" представляет собой комплекс технологически связанных между собой производств. Площадка комбината расположена на ровном возвышенном месте, но при проектировании комбината не учтены факторы вредного влияния производства на город, между комбинатом и жилым массивом нет санитарного разрыва. Этот недостаток частично компенсируется тем, что роза ветров направлена на юго-запад, в противоположном направлении от жилого массива.

ЭСПЦ-2 построен на территории, удаленной от жилого массива, с учетом розы ветров. В административно-бытовом корпусе (АБК) находятся два рабочих входа, на каждом этаже по два эвакуационных выхода. В цехе, в каждом пролете расположено по два эвакуационных выхода. С АБК цех сообщается по пешеходной галерее, но в тоже время подходы к АБК неблагоустроенны, озеленение территории произведено только частично. В цехе постоянно происходит перемещение большого количества сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, что связанно с применением разнообразных подъемно-транспортных средств, и, как следствие, наличием множества сложных транспортных развязок и пересечений грузопотоков. По мере возможности эти пересечения ликвидированы строительством эстакад, туннелей, пешеходных галерей и дорожек. ЭСПЦ-2 сообщается с трамвайными путями и городским автотранспортом по пешеходной галерее, расположенной выше нулевой отметки. Трудящиеся доставляются в цех городским общественным и ведомственным транспортом предприятия.

Для обеспечения естественной вентиляции во всю стену загрузочного пролета выполнены аэрационные проемы. Для обеспечения механической вентиляции (СНиП 2.04.05-91*), кондиционирования и теплозащиты организован воздухообмен, аспирация от стендов ломки футеровки ковшей, вакуум-камер, тракта подачи сыпучих; размещение участка футеровки ковшей, вакуум-камер, оборудования МНЛЗ в отапливаемых помещениях; выполнение постов управления в пыле- и теплоизолированном исполнении; устройство установок воздушного душирования наружным воздухом с обработкой в кондиционере.

Соответствие естественного освещения СНиП 23-05-95 на рабочих местах достигается устройством окон и световых фонарей в кровле здания. Стекла окон и фонарей регулярно очищаются от пыли и копоти. Помимо рабочего освещения предусмотрено аварийное, действующее от независимых источников питания при отключении рабочего напряжения. Оборудование и перекрытия в цехе периодически белят или окрашивают в светлые тона. Для освещения главных пролетов основных отделений ЭСПЦ-2 в связи с большой высотой применяют лампы ДРЛ, которые применяются и во вспомогательных пролетах. Люминесцентные лампы используются на постах управления, в конторских, лабораторных помещениях; лампы накаливания используются на постах для освещения вспомогательных производственных площадок. В пыльных помещениях устанавливают светильники с эмалированными отражателями. Снаружи здания установлены прожекторы. Аварийное освещение осуществляется специально установленными прожекторами.

Фактические и предельно-допустимые уровни шума в "ЭСПЦ-2 приведены в таблице 14.

Таблица 14 - Уровни шума в условиях ЭСПЦ-2.

На 100 человек, работающих в цехе, заболеваемость составляет:

В итоге отмечен рост заболеваемости на 10% в случаях и на 12% в днях. Цех по заболеваемости занимает 11 место среди цехов комбината.

Причины заболеваемости:

1.   Тяжелые условия труда и воздействие токсичных веществ.

2.   Текучесть кадров.

3.   Психоэмоциональные перегрузки.

4.   Отсутствие и дороговизна препаратов лечения и профилактики.

5.   Сквозняки в цехе.

Динамика учетного производственного травматизма приведена в таблице 15.

Таблица 15 - Динамика учетного производственного травматизма.

Из 42 несчастных случаев наибольшее количество - 14 случаев приходится на термические ожоги, 10 травм - от падающих предметов, 9 травм - падение пострадавших с высоты, 5 травм - от грузов, перемещаемых кранами, остальные случаи - по другим причинам.

Для обеспечения питьевого режима рабочих в цехе имеются питьевые фонтанчики с газированной подсоленной водой, а также с доброкачественной обыкновенной питьевой водой. Максимальное удаление рабочих мест от питьевых фонтанчиков - 75м.

Для отдыха работников оборудованы специальные помещения, температура, влажность и скорость движения воздуха в которых регулируются кондиционерами.

В состав санитарно-бытовых помещений входят: гардеробные для хранения домашней и рабочей одежды, душевые, умывальные (СНиП 2.09.04 -00).

Внедрение в производство АСУ сбора, обработки и отображения информации на УПСА позволяет повысить точность расчетов при дозировке сыпучих добавок, осуществлять их автоматическую загрузку, проводить более качественный анализ проб металла и оперативно представлять необходимые результаты обслуживающему персоналу. Вследствие этого улучшается попадание металла по химическому составу в заданные пределы корректировок на УПСА. Это приводит к уменьшению общего времени обработки металла на установке, снижению вредных выбросов в атмосферу и сокращению времени контакта работников с неблагоприятной средой.

6.4 Пожарная безопасность

По степени пожаро- и взрывоопасности, согласно НПБ 105-95, ЭСПЦ-2 относится к категории производств "Г", связанной с обработкой несгораемых материалов в расплавленном состоянии и сопровождающихся выделением лучистого тепла, систематическим выделением искр и пламени.

Стальные несущие и ограждающие конструкции помещений цеха защищают огнезащитными материалами или красками, обеспечивающими предел их огнестойкости не менее 0.5 ч (СНиП 21.01 -97).

Источниками воспламенения в цехе могут являться: УПСА-1,2; МНЛЗ-1,2; ДСП-1,2.

Возможность возникновения пожара в ЭСПЦ-2 определяется нарушением технологии и несоблюдением техники безопасности. К средствам и способам пожаротушения относятся использование углекислоты, технологического пара, химической и воздушно-механической пены, а также воды. К месту пожара прокладывают пожарные рукава. В производственных помещениях оборудованы противопожарные уголки, снабженные ящиками с песком, емкостями с водой и пожарно-инвентарным щитом. Средствами пожаротушения в ЭСПЦ-2 являются:

-станция водяного пожаротушения;

-станция водо-пенного пожаротушения ОНРС;

-станция газового пожаротушения ОНРС;

-огнетушители (ОВПУ-100; ОВПУ-250; ОУ-80; ОУ-5; ОХП-10).

Помещение ВЦ относится к категории "В" (НПБ-105-95), II класс огнестойкости.

Для тушения пожаров в ВЦ используются углекислотные огнетушители марки: ОУ-5, ОУ-10, достоинством которых является высокая эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования, диэлектрические свойства углекислого газа, что позволяет использовать эти огнетушители даже в том случае, когда не удается обесточить электроустановку сразу. Горючими веществами являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, двери, полы, изоляция и другое. Источниками зажигания являются: электронные схемы ЭВМ, устройства электропитания.

Для обнаружения начальной стадии загорания и оповещения службы пожарной охраны используется система автоматической пожарной сигнализации (АПС).

В залах ЭВМ, помещениях архива, не имеющих оконных проемов в наружных стенах, для дымоудаления устанавливаются дымовые вытяжные шахты с ручным и автоматическим открыванием в случае пожара.

Прокладка кабелей через перекрытия, стены, перегородки осуществляется в отрезках несгораемых труб с соответствующей их герметизацией несгораемыми материалами.

Установки газового автоматического пожаротушения предусмотрены в залах для ЭВМ, помещениях для архивов магнитных и бумажных носителей, подпольных пространств залов ЭВМ, внешних запоминающих устройств, экранных пультов, сервисной аппаратуры, системных программистов, ремонта ТЭЗ и электромеханических устройств. Включение установок автоматического пожаротушения осуществляется автоматически от извещателей, реагирующих на появление дыма, повышение температуры. На приточных и рециркуляционных воздуховодах, в местах пересечения залов ЭВМ, помещений подготовки данных, сервисной аппаратуры и архивов машинных носителей устанавливают быстродействующие огнезадерживающие устройства (заслонки, клапаны).

Внедрение точного контроля за технологией обработки стали на УПСА посредством АСУ сбора, обработки и отображения информации позволяет снизить риск возникновения пожара.

6.5 Охрана окружающей среды

Промышленная площадка КМК шириной 2км и длиной 5км с террасным расположением цехов находится на северо-западной окраине города у подножия Старцевых гор на левом берегу реки Томь.

Ветровой режим города обусловлен преобладанием юго-западного переноса и особенностями рельефа. Роза ветров вытянута в направлении юго-запад - северо-восток. Повторяемость указанных направлений приведена в таблице 16.

Таблица 16 - Характеристика ветрового режима города.

К метеорологическим особенностям Новокузнецка, приводящим к кратковременным периодам загрязнения, относятся: штили, приземистые и приподнятые инверсии, туманы.

Котловинная форма рельефа способствует большой повторяемости штилевых ситуаций, особенно зимой до 19-30%, и слабых скоростей ветра летом. Это в сочетании с частым инверсионным состоянием атмосферы создает высокий потенциал загрязнения воздуха города вредными примесями.

Одним из атмосферных явлений, активно влияющих на уровень загрязнения воздуха, является туман. В Новокузнецке туман, по средним многолетним данным, наблюдается до 45 дней в году. Кузнецкий металлургический комбинат является одним из крупнейших источников загрязнения окружающей среды в городе. Выбросы в атмосферу от КМК составляет 37,6% от всех выбросов в городе.

Основные источники загрязнения на КМК: по пыли - мартеновское и доменное производства (42 и 32 %), по сернистому ангидриду - прокатное, мартеновское, коксохимическое и доменное производства (22, 18, 16 и 15 %), по оксиду углерода - доменное, прокатное и коксохимическое производства (37, 36, 10 %), по оксиду азота - мартеновское производство, объекты теплоэнергетики (42, 22 %). Приземной слой воздуха в жилых районах города загрязнен выбросами от КМК выше санитарных норм по 10 ингредиентам. Отмечено превышение выбранных долей ПДК по пыли в 1,2 - 10,8 раз, по окислам азота в 1,29 - 8,87 раз, по оксиду углерода в 1,01 - 2,6 раз, по бензопирену в 4,91 - 44,4 раза, по цианистому водороду в 1,06 - 9,29 раз, по аммиаку в 1,02 - 1,7 раз, по фенолу в 1,2 раза. Наибольшему загрязнению подвергаются Центральный, Заводской и Куйбышевский районы, Островская площадка.

Здание литейного цеха расположено по отношению к ближайшим зданиям жилого, лечебно - профилактического и культурно - бытового назначения с подветренной стороны для господствующих ветров.

Учтены требования санитарных норм по размерам санитарно -защитной зоны (в теплый период года).

Расстояние между цехом и другими цехами - 30м. Расстояние от жилого района 2 км.

Размер санитарно - защитной зоны 1000 м (СанПиН 2.2.1/2.1.1.984 - 00). Санитарно - защитная зона благоустроена и озеленена на 50%. Для озеленения использованы газоустойчивые породы деревьев и кустарников (тополь, карагач, клен).

Выделение вредных веществ в атмосферу непосредственно ЭСПЦ-2 приведены в таблице 17.

Таблица 17 - Выбросы вредных веществ в атмосферу "ЭСПЦ-2"

Для УПСА источником выбросов вредных веществ является труба; число источников выбросов - 1; высота источника выбросов - 46 м; диаметр устья трубы - 1,4 м; газоочистка - ЦН-11; вещество, по которому производится очистка - пыль. Степень очистки - 99,9 %.

Таблица 18 - Выбросы веществ на УПСА.

В ЭСПЦ-2 планируются следующие мероприятия по сокращению загрязнения атмосферы города:

1.      Замены загрузки на ФСВЗ (фильтрах) на БОСВ отделения непрерывной разливки стали.

2.      Строительство газоочистки в ЭСПЦ-2. Эффект от строительства заключается в сокращении выбросов пыли на 1000 т/год.

Уменьшение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в сталеплавильном производстве, достигается использованием различных технологических приемов и устройств. Большое значение имеет механизация ручных операций. Для снижения вредных выбросов предусматривается: механизированная загрузка шихты, подвесные бункера для сыпучих материалов и ферросплавов; автоматизированная система для загрузки этих материалов и т. п.

Таким образом, в описанном разделе рассмотрены условия труда рабочих и пожарная безопасность в ЭСПЦ-2, разработаны вопросы безопасности труда на УПСА мастеров-технологов в условиях, характерных по наличию вредных факторов для электросталеплавильного производства, проведен анализ загрязнения окружающей среды выбросами ООО "Сталь КМК".

Разработанная автоматизированная система сбора, обработки и отображения информации на УПСА способствует облегчению работы технологического персонала, сокращению общего времени обработки стали на установке, уменьшению вредных выбросов в атмосферу посредством применения специальных компьютерных программ, производящих автоматический контроль за ходом ведения обработки металла на УПСА и благодаря более эффективному использованию возможностей вычислительной техники.

В данном дипломном проекте проведено изучение действующей технологии обработки стали в ковше на установке продувки стали азотом (аргоном), при этом особое внимание обращено на процесс сбора, обработки и отображения информации.

Указанная технология и агрегат изучены в составе ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК".

В результате проведенных в дипломном проекте исследований обосновано следующее:

1)   необходимость тщательного контроля первичной и отображаемой информации на УПСА;

2)   целесообразность разработки общего алгоритма контроля и частных алгоритмов, применяемых в отдельных случаях.

После проведения исследований алгоритмов контроля с использованием данных промышленной эксплуатации УПСА ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК" подтверждена их работоспособность и получены результаты, близкие к оптимальным.

1.   Бегеев А.М. Металлургия стали. – М.: Металлургия, 1988. – 502 с.: ил.

2.   БЖД/ Под ред. Профессора Белова С.В. – М.: Высшая школа, 1999.

3.   Воскобойников В.Г., Кудрин В.А, Якушев А.М. Общая металлургия. – М.: Металлургия, 1979. – 488 с.: ил.

4.   Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы: Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.2.542-96. – М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996. – 64 с.

5.   ГОСТ 12.0.003-74* (СТ СЭВ 790-77). ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. – М.: Издательство стандартов, 1996. – 6 с. – УДК 389.6:658.382.3:006.354. Группа Т58.

6.   ГОСТ 19.005-85. Схемы алгоритмов и программ. Правила выполнения. – М.: Издательство стандартов, 1985 – 18 с. – УДК 65.011.66:002:006.354. Группа Т58.

7.   Денисенко Г.Ф., Губина З.И. Охрана окружающей среды в черной металлургии. – М.: Металлургия, 1989. – 120 с.

8.   Дядюнов А.Н., Онищенко Ю.А. Адаптивные системы сбора и передачи аналоговой информации. – М.: Машиностроение, 1988.

9.   Иваненко В.Ф. Пультовщик электроплавильной печи. – М.: Металлургия, 1987. – 168 с.

10.      Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. – М.: Издательство стандартов, 1991. – 36 с.

11.      Каппелини В., Константинидис А.Дж., Эмилиани П. Цифровые фильтры и их применение/ Пер. с англ. – М.: Энергоиздат, 1983.

12.      Климовицкий М.Д., Копелович А.П. Автоматический контроль и регулирование в черной металлургии. Справочник. – М.: Металлургия, 1967. – 787 с.

13.      Козлов П.Н., Чернов Н.Н., Нугаев Ш.Р. Автоматизированная система КМК. Центральная система. Техническое задание. – М.: Союзспецавтоматика, 1977. – 410 с.: ил.

14.      Кошелев А.Е., Серов Ю.В. Новые средства метрологического обеспечения сталеплавильного производства// Бюллетень НТИ ЧМ. 1992. - №10. – с.3-28.

15.      Липаев В.В. Отладка систем управляющих алгоритмов реального времени. М.: Сов. Радио, 1974

16.      Морозов А.Н. Современное производство стали в дуговых печах. – Челябинск: Металлургия, 1987. – 175 с.: ил.

17.      Охрана труда в черной металлургии/ Под ред. Бринзина В.Н. – М.: Металлургия, 1982. – 336 с.: ил.

18.      Папандуполо И.К., Михневич Ю.Ф. Непрерывная разливка стали. – М.: Металлургия, 1990. – 296 с.: ил.

19.      Первичная обработка информации с помощью ЭВМ. Часть 1. Сглаживание временных последовательностей данных// Метод. указания.

20.      Пирожников В.С. Автоматизация электросталеплавильного производства. – М.: Металлургия, 1985. – 184 с.

21.      Правила пожарной безопасности для предприятий черной металлургии. ППБО 136-86. – М.: Металлургия, 1987. – 128 с.

22.      Ройтбурд Л.Н., Штец К.А. Организация и планирование предприятий черной металлургии. – М.: Металлургия, 1967. – 516 с.: ил.

23.      Санитарные правила и нормы. Физические факторы производственной среды. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений: СанПиН 2.2.4.548-96/ Госкомсанэпиднадзор России. – М., 1996.

24.      Серов Ю.А. Справочник. Метрологическое обеспечение технологических процессов черной металлургии (Метрология и информатика). – М.: Метрология, 1993. – 352 с.: ил.

25.      Симсарьян Р.А., Соловьев В.И., Кошелев А.Е. и др. Автоматический контроль температуры жидкого металла с применением погруженных датчиков// Сталь, 1983. - №8. – с.122-128.

26.      Смирнов Н.В., Коган Л.М. Пожарная безопасность предприятий черной металлургии. Справочник. – М.: Металлургия, 1989. – 432 с.

27.      СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2000. – 72 с.

28.      СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение/ Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1995. – 40 с.

29.      СНиП 2.09.04-00. Административные и бытовые здания. - М.: ЦИТП Госстроя России, 2000.

30.      Справочник химического состава стали. – Новокузнецк: ЛОТ КМК, 1992. – 90 с.

31.      Стрижко Л.С. и др. Безопасность жизнедеятельности в металлургии. – М.: Металлургия, 1996. – 416 с.

32.      Технологический проект 0227911.1П22А.047. Автоматизированная система управления технологическим процессом доводки стали в ковше. – Новокузнецк, 1990.

33.      Техно-рабочий проект модернизированной АСУ ТП УПСА в ЭСПЦ-2 КМК. – Новокузнецк, 1997.

34.      Халецкий И.М. Вентиляция и отопление заводов черной металлургии. – М.: Металлургия, 1981. – 240 с.

35.      Юзов О.В. Анализ производственно-хозяйственной деятельности предприятий черной металлургии. – М.: Металлургия, 1980. – 516 с.: ил.

36.      Яценко А.К., Кого В.С. Методы оптимального управления сталеплавильными процессами. – М.: Машиностроение, 1988.

Мероприятия при чрезвычайных ситуациях

Проектные решения составляются на основе СНиП 2.01.51-90. Для ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК" характерны следующие аварии техногенного характера:

·     прогар днища сталеразливочного ковша при внепечной обработке стали;

·     уход металла в стенку ковша выше или на уровне цапф;

·     уход металла в стенку ковша ниже уровня цапф;

·     прогар шлаковой чаши на самоходном шлаковозе;

·     отключение электроэнергии во время продувки;

·     повреждение трубопроводов с аргоном/азотом во время продувки;

·     пожар в помещении микропроцессорной техники;

·     прогар водоохлаждаемой крышки;

·     пожар на пульте управления УПСА.

Исход аварий, чрезвычайных ситуаций зависит от оперативности действий по ликвидации аварий, от просвещенности рабочих в этой области.

К обслуживанию установок внепечной обработки стали и работе с инертными газами допускаются сталевары, прошедшие специальное обучение по программе, утвержденной главным сталеплавильщиком, и сдавшие экзамены, назначенные распоряжением по цеху. Все работы, связанные с эксплуатацией установки продувки стали инертными газами, ведутся в спецодежде, спецобуви и защитных средствах в соответствии с положенными нормами.

Для избежания чрезвычайных ситуаций перед началом работы с УПСА нужно:

1.   Проверить освещенность рабочих мест.

2.   Проверить исправность лестниц, площадок, ограждений установки.

3.   Проверить наличие ключ-бирок на пультах управления.

4.   Проверить состояние рукава подвода аргона к фурме, трубки, надежность и герметичность его соединения.

5.   Проверить состояние фурмы и надежность крепления ее к каретке.

6.   Проверить наличие аргона в системе, исправность запорной арматуры и приборов контроля измерения.

7.   Проверить состояние бункеров, наличие ферросплавов и их влажность.

8.   Проверить исправность звуковой и световой сигнализаций.

9.   Проверить отсутствие повреждений на шланге подвода азота/аргона к трубке.

10.      При обнаружении дефектов или неисправностей не приступая к работе доложить о них мастеру МНЛЗ. К работе приступить только после устранения неисправностей.

Для каждого типа аварии разрабатывается план ликвидации аварии. Это уменьшает разрушительные последствия аварий.

Исход аварии зависит от оперативности действий по их ликвидации от просвещенности рабочих в этой области.

Внедрение АСУ приводит к облегчению работы технологического персонала на УПСА и позволит вовремя оповестить рабочих об аварии.

Таблица А.1 - План ликвидации аварий на УПСА ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК".