Аналіз ефективності енерговикористання на ТОВ 'Сармат'

Вінницький національний технічний університет

Інститут електроенергетики та електромеханіки

Кафедра електротехнічних систем електроспоживання та енергетичного менеджменту

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до бакалаврської дипломної роботи

на тему: АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕНЕРГОВИКОРИСТАННЯ НА ТОВ «САРМАТ»

Виконав: студент 4 курсу, групи 4Eм-09

.050701- електротехніка та електротехнології

(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)

Драко К.Г.

Керівник Кравець О.М.

Вінниця ВНТУ - 2013

АНОТАЦІЯ

Драко К.Г. «Аналіз ефективності енерговикористання на ТОВ «САРМАТ». Бакалаврська робота. 6.050701. ІнЕЕЕМ. Кафедра ЕСЕЕМ - Вінниця: ВНТУ, 2013 - 85 с.

В даній бакалаврській роботі було розроблено проект системи електропостачання вінницького заводу „Аналог”, ТОВ „Сармат”, а саме здійснено вибір комутаційно-захисної апаратури та провідників цехової і заводської мереж, вибір та місце розташування цехових трансформаторних підстанцій. Здійснено розрахунок емнісного теплообмінного апарата.

АННОТАЦИЯ

Драко Е.Г. «Анализ эффективности энергопотребления на ОАО «САРМАТ»». Бакалаврская работа. 6.050701. ИнЭЭЭМ. Кафедра ЭСЭЭМ - Винница: ВНТУ, 2013 - 85 с.

В данной бакалаврской работе был разработан проект системы электроснабжения винницкого завода „Аналог”, ОАО «Сармат», а именно осуществлен выбор коммутационно-защитной аппаратуры и проводников цеховой и заводской сетей, выбор и место расположения цеховых трансформаторных подстанций. Осуществлен расчет емкостного теплообменного апарата.

ВСТУП

Актуальність роботи. Головним завданням промисловості є більш повне задоволення вимог народного господарства в високоякісній продукції, забезпечення технічного переозброєння виробництва по всіх галузях. Для цього передбачається розширення випуску прогресивних, економічних видів машин, обладнання i пристроїв, систематичне оновлення випускаємої продукції, підвищення технічного рівня i якості, покращення експлуатаційних властивостей виробів. Передбачається послідовне підвищення в основних виробничих фондах активної частки - машин i обладнання.

В зв'язку з цим велике значення мають питання правильного вибору обладнання, особливо електротехнічного, знання техніко-економічних показників машин, пристроїв i механізмів. Ці питання мають ще більше значення при здійснені реконструкції i технічного переозброєння підприємства. Подальше підвищення якості праці дуже залежить від росту енергоозброєності праці, системи розподілу i якості електричної енергії.

Розвиток економіки нерозривно пов'язаний з електрифікацією всіх галузей народного господарства. Величезна кількість електроенергії, що виробляється генераторами різних типів електростанцій , передається споживачам, якими є промисловість, сільське господарство, будівництво, транспорт і комунальні господарства міст.

Передача електроенергії від джерел до споживачів проводиться енергетичними системами, що об'єднують кілька електростанцій. Енергосистеми продовжують залишатися основним джерелом електропостачання споживачів електроенергії, в тому числі найбільш енергоємних, якими є промислові підприємства.

Реалізація вимог надійності, якості, економічності забезпечує зниження витрат при спорудженні та експлуатації всіх елементів системи електро- та тепло- постачання, виконання з високими техніко-економічними показниками планів електрифікації всіх галузей народного господарства, надійне і якісне електропостачання промислових підприємств. В результаті збільшується електроозброєність праці, а це в свою чергу забезпечує зростання продуктивності праці і ступінь його механізації. Таким чином, зростання електроозброєності праці визначається не тільки збільшенням вироблення електроенергії на електростанціях, але і фактично раціональним її використанням у різних пристроях і установках споживачів.

Мета. Мета роботи полягає в аналізі енергоефективності та розробці заходів з енергозбереження, вибору системи електропостачання заводу та підбору найбільш оптимального теплообмінного апарату.

Задачі. Для досягнення мети необхідно розв’язати такі задачі: енергоаудит електричної частини; енергоаудит теплової частини; формування менеджменту з енергоефективності на підприємстві.

Об’єкт дослідження. ТОВ «САРМАТ».

Предмет дослідження. Аналіз ефективності енерговикористання промислового підприємства.

Практичне значення. Створена система електропостачання забезпечить безперервне живлення всіх будівель підприємства, також система відповідає всім сучасним вимогам . Обраний теплообмінний апарат є досить потужним але компактним і економним, він зможе забезпечити надійне теплопостачання у всі холодні року.

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ПІДПРИЄМСТВО

ТОВ „Сармат” розміщено на теріторії підприємства „Аналог”, яке з перехідом на ринкову економіку перепрофілювалось, що призвело до зміни технологічних процесів, заміни цілого ряду технологічного обладнання та зміни номенклатури продукції, що випускається підприємством. В зв’язку з цим з’явилась необхідність розробити нову систему електропостачання, яка враховує приведені вище фактори та по можливості зберегла, з максимальною можливістю, основні елементи електропостачання. Виходячи з цього сформулюємо основні задачі, які повинні бути розв’язані в системі електропостачання в тому числі:

-    розробити систему електропостачання підприємства з врахуванням інснуючої;

-        перевірити завантаження трансформаторів та трансформаторних підстанцій і визначити їх кількість;

         при необхідності перерозподілити живлення окремих корпусів, цехів та дільниць підприємства;

         техніко-економічними розрахунками визначити оптимальну кількість трансформаторних підстанцій з врахуванням зовнішнього електропостачання і визначення можливості встановлення ЦРП на підприємстві;

         розробити заходи з енергозбереження та нормування електроспоживання.

.1 Опис технологічного процесу підприємства

Всі технологічні операції виконуються відповідно точному графіку технологічного процесу. Всі цехи заводу, продукція яких іде на основне виробництво, пов’язані між собою єдиним технологічним процесом.

Також необхідно відмітити, що номенклатура продукції яка випускається вінницьким експериментальним заводом „Аналог”, ТОВ „Сармат” доволі широка і включає в себе такі вироби як випробувально пошукових комплексів УПК-10 на базі автомобіля УАЗ,РАФ, ЕРАЗ, регулятори коефіцієнта потужності РКМ-12, , тепло лічильники УСТ та водолічильники типу УСВ „Енергія-2000”, регулятори температури типу РТПЧ-ОЗМ. Також в умовах нинішніх ринкових відносин, підприємство освоїло випуск продукції, яка користується широким попитом : пломба пластмасова, пляшка поліетиленова, банка жерстяна (під фарбу), а також атракціони виготовляє ТОВ „Сармат”.

„Аналог” - єдиний в Україні завод, який випускає з 1999 року екстремальні („Американские Горки”, „Башня свободного падения”), сімейні („Клоун”, „Глобус”, „Скамейка”) і широкий спектр дитячих і водних атракціонів („Железная дорога”, „Зайчик”, „Голубой Нил”, „Стиль” та ін.).

Для випуску цієї продукції на підприємстві є цехи і дільниці: заготівельна дільниця, механічний та інструментальний цех, термічне відділення , координатно - розточна дільниця, дільниця зборки, та інші.

Збірка готової продукції передує наступний технологічний процес. На заготівельній дільниці, на пило відрізних станках, газозварюванням відрізають заготовки деталей виконуються на комбінованих ножицях НВ 5222 рубку листового металу. Після цього в механічному цеху із заготовки виготовляють деталі, в термічному відділені виконують закалку деталей. Операції по доведенню деталей до кінцевих розмірів виконуються на кооординатно-розточній дільниці.

Механічний є по суті збірочним цехом, який виробляє основну продукцію. Відповідні матеріали, листовий метал, провідникові елементи та різні необхідні радіодеталі поступають в механічний цех за допомогою пресів, токарних і свердлильних станків виготовляють корпуса продукції, що випускається. Після цього продукція, що випускається, підлягає налагодженню та перевірці. Для чого в цеху передбачено випробувальні стенди. Після налагодження і прийомки, яка здіймається у відповідності з діючим законодавством, продукція демонтується і потрапляє на склад готової продукції для майбутньої реалізації. Дана продукція реалізується в Україні та країнах СНД.

1.2 Відомості про електричні навантаження

Генплан вінницького заводу „Аналог” (Додаток Б);

навантаження заводу (таб.1.2).

струм короткого замикання Iкз=10,2кА

Потужність короткого замикання Sкз = 75 МВА

Довжина живлячої лінії від підстанції енергосистеми l=2,5км

Таблиця.1.1 Відомості про електричні навантаження заводу

Згідно Правил улаштування електроустановок (ПУЕ) приймачі електроенергії промислових підприємств по необхідній ступені безперебійності електропостачання поділяються на наступні категорії [6]:

•        електроприймачі І категорії - електроприймачі, перерва електропостачання яких може викликати: небезпеку для життя людей, значні збитки народному господарству, пошкодження цінного основного обладнання, масовий брак продукції, розлад складного технологічного процесу, порушення функціонування особливо важливих елементів комунального господарства. Зі складу І категорії виділяють особливу групу електроприймачів, безперебійна робота яких необхідна для безаварійної зупинки виробництва з метою недопущення загрози життю людей, вибухів, пожеж і пошкоджень цінного основного обладнання. (Автоматичні системи пожежогасіння підприємств хімічної промисловості, диспетчерського управління рухом потягів, літаків, тощо).

•        електроприймачі ІІ категорії - електроприймачі, перерва електропостачання яких призводить до масового недовідпуску продукції, масових простоїв робітників, механізмів та промислового транспорту, порушень нормальної діяльності значної кількості людей.

•        електроприймачі ІІІ категорії - всі інші електроприймачі, що не підходять під визначення І і ІІ категорій.

Кожній категорії електроприймачів відповідає гарантований рівень надійності електропостачання та його схема.

Споживачі ТОВ «САРМАТ» відноситься до II та ІІІ категорії надійності електроспоживання. Приналежність кожного з цехів заводу до певної категорії з надійності електропостачання приведено в таблиці 1.1.

Таблиця 1.2 - Електричні навантаження виробничого корпусу 1

2. АНАЛІЗ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПІДПРИЄМСТВА

2.1 Розрахунок електричних навантажень

Розрахункові активна та реактивна потужності силового обладнання цеху визначаються за методом коефіцієнта попиту.

РМ.С = КПРН, (2.1)

QМ.С = РМtgjС . (2.2)

де КП - коефіцієнт попиту, який вибирається з довідника;

Рн - номінальна активна потужність споживача;jС - коефіцієнт реактивної потужності споживача.

Розрахунок виконується на прикладі виробничого цеху.

(кВт),

 (кВАр).

Розрахункове навантаження освітлення визначається за формулою (2.3):

РН.О.=Кпра· (Рпит.о·F), (2.3)

де Рпит.о = 0,011 - 0,024 кВт/м2, і визначається за класом зорових робіт;

F - площа приміщення;

Кпра - коефіцієнт, який залежить від типу ламп, вибраних для даного приміщення.

Коефіцієнти:

Так як для ремонтно-механічного цеху було вибрано лампи типу ДРЛ, то

Кпра = 1,1.

(кВт).

Активна, реактивна та сумарна потужності освітлення ремонтно-механічного цеху розраховуються за формулою (2.4)

РМ.О.=КПО·РН.О, (2.4)

(кВт).

QМ.О.= РН.О·tgφ, (2.5)

(кВАр).

Аналогічно виконується розрахунок для всіх інших приміщень, результати занесені в таблицю 2.1.

Розрахункові навантаження заводу:

(кВт), (2.6)

(квар). (2.7)

де Ко = 0,9 - коефіцієнт одночасності максимумів навантаження для 0,3<КВ<0,5 і 5 - 8 приєднань 10 кВ на збірних шинах РП.

 (2.8)

Розрахунки навантажень підприємства представлені у таблиці 2.1.

2.1.1 Вибір місць розташування підстанцій

Для вибору місць розташування підстанцій будується картограма та визначається центр електричних навантажень підприємства. Картограма навантажень будується на кресленні генерального плану підприємства. Навантаження кожного з цехів зображається кругом, площа якого пропорційна розрахунковій активній потужності:

, (2.9)

де тр - масштаб навантаження.

Для вибору масштабу побудови картограми навантажень приймається радіус круга навантаження головного виробничого корпусу який дорівнює 75м, тоді масштаб побудови визначається:

 (кВт/м2). (2.10)

Таблиця 2.1 - Розрахунок навантажень підприємства

Вибирається  кВт/м2. Значення радіуса круга при даному масштабі буде дорівнювати:

(м). (2.11)

Сектор освітлювального навантаження ремонтно-механічного цеху складає:

. (2.12)

Розрахунки по інших цехах подані у таблиці 2.2

Таблиця 2.2 - Дані для побудови картограми навантажень

Координати центру навантажень визначаються:

(м), (2.13)

(м). (2.14)

Рисунок 2.1 - Картограма навантажень підприємства

2.2 Вибір та розміщення трансформаторних підстанцій

На підстанції зазвичай встановлюють два однакових трансформатори такої потужності, щоб при виході з ладу одного з них, другий трансформатор забезпечив роботу основних споживачів на період відновлення пошкодженого. При цьому враховується, як перевантажувальна здатність трансформаторів, так і можливість обмеження споживачів без збитків для основної діяльності підприємства. Встановлення одного трансформатора дозволяється у випадку, якщо буде забезпечена необхідна надійність електропостачання з використанням резервування на низькій стороні напруги живлення.

Орієнтовано кількість та потужність трансформаторів можна вибрати по питомі густині навантаження і розрахунковому навантаженню об’єкта.

Сумарна потужність на напрузі 0,4 кВ визначається (кВА):

652,8+51,31+223,3+239,1+361,1+7,45+5,19+8,53+21,09+

+11,49+5,43+3,97=1590,73(кВА), (2.15)

(кВА/м кв.). (2.16)

При такій питомій потужності доцільно застосовувати трансформатори потужністю 630 кВА. Розглядаємо два варіанти спорудження однотрансформаторної підстанції з трансформаторами потужністю 630 і 1000 кВА.

Нижче проведені розрахунки визначення економічної кількості трансформаторів.

При Sек = Sном.т = 630 кВА число ТП.

Отже, розглядається два варіанти спорудження двотрансформаторних підстанцій номінальними потужностями 630 кВА і 1000 кВА:

Визначимо економічну кількість ТП:

 (2.17)

де - коефіцієнт завантаження трансформаторів (для споживачів ІІ, ІІІ категорій =0,80÷0,85).

(шт.).

(шт.).

Отже, необхідно встановити 1 двотрансформаторну підстанцію.

Трансформаторні підстанції розподіляються між цехами і визначаються їх фактичні коефіцієнти завантаження за формулою (2.18). Дані розрахунку приведені в таблиці 2.3.

 (2.18)

Таблиця 2.3 - Розподіл трансформаторних підстанцій між цехами

Визначаються втрати потужності в ЦТП.

Параметри встановлених на підприємстві трансформаторів наведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Паспортні дані вибраних трансформаторів

Варіант 1:

 (кВт), (2.19)

(кВАр). (2.20)

Варіант 2:

 (кВт),

 (кВАр).

Решта розрахунків виконуються аналогічно і результати представлені у таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Втрати в трансформаторах

Розраховується потужність заводу з врахуванням втрат в цехових ТП

Варіант 1:

 (кВт), (2.21)

 (квар). (2.22)

Варіант 2:

 (кВт),

 (квар).

Визначається реактивна потужність, що може бути спожита з енергосистеми в години великих навантажень:

Варіант 1:

 (квар), (2.23)

де  - для підстанцій напругою 10 кВ.

Варіант 2:

 (квар).

Визначається необхідна потужність компенсувальних пристроїв:

Варіант 1:

(квар), (2.24)

Варіант 2:

 (квар).

Розраховується повна потужність, що споживається підприємством з енергосистеми:

Варіант 1:

(кВА). (2.25)

Варіант 2:

 (кВА). (2.26)

Отже, обираэмо варыант з меншою повною потужныстю, а саме: S=1512,3кВА. Будемо встановлювати ТП з трансформатором потужністю 630кВА.

2.2.1 Вибір схеми та основних елементів заводської мережі

Рисунок 2.2 - Однолінійна схема внутрішньозаводського електропостачання.

Високовольтні вимикачі вибираються за номінальною напругою і розрахунковим струмом:

 (2.27)

 (2.28)

де  - розрахунковий максимальний струм для після аварійного режиму.

Розраховуються струми для нормального і післяаварійного режимів:

Для ТП-1:

(А), (2.29)

 (А). (2.30)

Для ТП-2:

 (А),

 (А).

Для ТП-3:

 (А),

 (А).

Визначається економічний переріз кабелів, які будуть живити ТП від ЦРП:

, (2.31)

.

,

.

,

.

Для кабелів з паперовою ізоляцією в алюмінієвій оболонці з ТМ=1000-3000 =1,6.

На стороні 10 кВ встановлюються вакуумні вимикачі ВВТЕ-10-10-630У3. Номінальний струм вимикачів  для всіх приєднань. Власний час відключення вимикача 0,055 с.

Завод заживляється від підстанції «Західна» 110/10. Визначається економічний переріз кабелю:

(А), (2.32)

. (2.33)

Для кабелів з паперовою ізоляцією в алюмінієвій оболонці з ТМ=1000-3000 =1,6. Живлення буде подаватись кабелями ААБ перерізом 3х35 мм2 з .

Живлення буде подаватись броньованими кабелями з паперовою ізоляцією алюмінієвій оболонці типу ААБ 3x35, що відповідає вимогам ПУЕ. Споживачі елекроенергії підприємства працюють на напрузі 0,4 кВ, тому розподілення електричної енергії в цехових мережах виконується за допомогою цехових РП 0,4 кВ.

Для внутрішньозаводської низьковольтної мережі вибір кабелів та автоматичних вимикачів здійснюємо аналогічно до вибору кабелів і вимикачів цехової мережі. Результати заносимо до таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Вибір високовольтних вимикачів і перерізу провідників

2.3 Розрахунок схеми електропостачання цеху

В залежності від схеми, цехові мережі поділяють на радіальні, магістральні та змішані.

Радіальними називають мережі, в яких для передачі електричної енергії до споживача використовується окрема лінія. В радіальних мережах від розподільчого щита ТП відходять лінії живлення щитів станцій управління (ЩСУ), первинних розподільчих пунктів, ЕП великої потужності (більше 55 кВт).В свою чергу, від ЩСУ або первинних РП і живляться вторинні РП і ЕП середньої потужності. Від вторинних РП живляться ЕП малої потужності.

У радіальних цехових мережах лінії електропередач виконують кабелями., кожна лінія живить одинарне навантаження. Радіальні схеми забезпечують високу надійність будь-якої категорії електропостачання.

Магістральними називають мережі, в яких для передавання електроенергії до декількох споживачів використовується одна лінія електропередач.

Широкого поширення набули цехові магістральні мережі, виконані комплектними шинопроводами.

Радіальна схема електропостачання електричного цеху наведена на рисунку 2.3.

Таблиця 2.7 - Обладнання виробничого приміщення цеху №1

Рисунок 2.3 - План механычного цеху

2.3.1 Аналіз розрахунку навантажень цеху

Визначаємо потужність для електроприймача(ЕП) - круглошліфувальний верстат №1 (2) за формулою (2.34):

(кВт). (2.34)

де рн - потужність верстата, (кВт)

n- кількість верстатів.

Середня активна потужність визначається за формулою (2.35):

 (кВт), (2.35)

де кв -коефіцієнт використання.

Середня реактивна потужність визначається за формулою (2.36):

Qсм = Рсм* tgφ=1,08*2,68=2,89 (квар), (2.36)

де tgφ- коефіцієнт реактивної потужності.

Груповий коефіцієнт використання та ефективне число ЕП для РП1 визначаються за формулами (2.37), (2.38):

 (2.37)

(2.38)

Коефіцієнт розрахункового максимуму навантажень Км знаходиться за ефективним числом ЕП та коефіцієнтом використання з таблиці 1,1 [1] для мереж живлення напругою до 1000 В. В даному випадку Км = 1,17.

Визначаються розрахункові активна та реактивна потужності по РП1 за формулами (2.39), (2.40):

Рм = Км * Рсм =5,33*9,96 = 53,08 (кВт), (2.39)

, (2.40)

.

де Км -коефіцієнт розрахункового максимуму активної потужності.

Сумарна потужність визначається за формулою (2.41):

(кBA). (2.41)

Після розрахунку значення для кожного з РП, виконуються розрахунки по цеху в цілому. Такої ж послідовності дотримуються і при визначенні розрахункових навантажень PM, QM, SM і в цілому по цеху. За однією відмінністю, значення Км вибирається з таблиці 1,2 [1] на шинах НН цехових трансформаторів і магістральних шинопроводів напругою до 1000В.

Ефективне число ЕП по цеху в цілому визначається за формулою (2.38):

Тоді Км = 1,47 , за формулами (2.39), (2.40) та (2.41) визначаються розрахункові активна, реактивна та сумарна потужності:

Рм = 1,47 * 101,18 = 148,74 (кВт),

,

(квар).

(кBA).

2.4 Вибір комутаційних та захисних апаратів цехової електромережі

При виборі автоматичних вимикачів повинні виконуватись такі умови:

 (2.42)

 (2.43)

де  - номінальний струм розчіплювача,

 - струм спрацювання відсічки,

- коефіцієнт відстроювання, що визначається з умов надійності відстроюван-ня захисту від перевантажень і його неспрацювання (повернення) при (після) пуску або самозапуску,

розрахунковий струм окремого електроприймача чи РП в цілому при ,

 - коефіцієнт надійності відстроювання струмової відсічки,

 - піковий (пусковий) струм;

 - ККД, що приймається в межах 0,79-0,92

Здійснюється вибір автоматичних вимикачів з лінії РП1 - ЕП, для цього визначається розрахунковий струм для цієї ж лінії:

 (A). (2.44)

Піковий (пусковий) струм розраховується за формулою (2.12):

. (2.45)

Для цієї ліні вибирається тип вимикача серії ВА з тепловим та електромагнітним розчеплювачами.

Розраховуються також номінальний струм розчіплювача та струм спрацювання відсічки:

(А),

(А).

За розрахованими значеннями струмів вибирається автоматичний вимикач ВА51-25 з тепловим і електромагнітним розчіплювачем, з номінальним струмом вимикача 25А, номінальним струмом розчіплювача 25А та струмом спрацювання відсічки 250А (кратність струму 10). Аналогічно вибираються автоматичні вимикачі для всіх інших ЕП. Результати розрахунків представлені у таблиці 2.2.

Вибирається автоматичний вимикач для захисту лінії від ТП до РП-1:

(A).

Визначається піковий стум за формулою (2.13):

 (2.46)

(А).

де Ін.макс і Іп.макс - номінальний і піковий струми найбільш потужних електроприймачів.

Розраховуються номінальний струм розчіплювача та струм спрацювання відсічки:

(А),

(А).

Вибирається для захисту цієї лінії вимикач серії ВА08-0403 - автоматичний вимикач з тепловим і електромагнітним розчіплювачем, з номінальними струмом розчіплювача 64А, та номінальним струмом вимикача 160А, заданої кратності вимикача, яка дорівнює 3, знаходиться струм спрацювання відсічки - 480А.

Аналогічно виконуються розрахунки для захисту лінії від РП-1 до ЕП. Дані занесені до таблиці 2.9

Таблиця 2.9 - Розрахунок комутаційно-захисної апаратури цеху

Відповідно до вимог правил улаштування електроустановок вибираються наступні способи прокладки ліній:

- від ТП до усіх РП цеху, прокладка кабелем з алюмінієвими жилами марки АВВГ в полівінілхлоридній оболонці по стінах;

- від РП до усіх ШРА прокладка кабелем з алюмінієвими жилами марки АВВГ в полівінілхлоридній оболонці по стінах в металевих трубах.

Умова вибору перерізу провідника:

Від ТП до РП1 вибирається переріз кабелю з умови, що допустимий струм кабелю більший за розрахунковий струм який буде в ньому протікати:

,

 (А).

.

Вибирається кабель АВВГ перерізом 4х10 мм кв.. При прокладені відкрито допустимий тривалий струм якого складає 64А.

Від РП-1 до ЕП-2 вибирається переріз кабелю з умови:

,

.

Вибирається кабель марки АПВ перерізом - 6 мм кв. при прокладанні в одній трубі в підлозі, допустимий тривалий струм якого складає 30А. Аналогічно обираються перерізи решти провідників. Результати розрахунків представлені у таблиці 2.10.

Таблиця 2.10 - Вибір провідників цехової мережі

Перевіряються вибрані перерізи за допустимими втратами напруги.

Для перевірки втрат напруги вибирається лінія ТП1 - ЕП2

(B) (2.46)

Загальні втрати складають:

 (2.47)

Результати розрахунків втрат напруги для інших ліній представлені у таблиці 2.11.

Таблиця 2.11 - Розрахунок втрат напруги цехової мережі

Зробивши розрахунок електропостачання підприємства була обрана схема електропостачання заводу відповідно до неї підібраний ряд комутаційно-захисної апаратури також спроектована однолінійна схема електропостачання. Розроблена схема живлення цеху.

3. ЕНЕРГОАУДИТ ТЕПЛОВОЇ ЧАСТИНИ

.1 Характеристика системи теплопостачання

На території заводу ТОВ «САРМАТ» для забезпечення підприємства тепловою енергією розташована котельня - система забезпечення всіх будівель підприємства тепловою енергією (системи опалення, гарячого водопостачання, вентиляції та для технологічних потреб). Котельня даного заводу являє собою розташовану в одному технічному приміщенні установку, яка складається з котла і допоміжного обладнання для отримання гарячої води за рахунок теплоти палива, що спалюється. Дана котельня працює на твердому паливі (вугіллі). Основним пристроєм котельні є водогрійний котел, в якому відбувається нагрівання робочої рідини (води). Дана котельня локального призначення ( використовується лише у межах даного підприємства). Димові гази, які утворюються при роботі котлів, відводяться за допомогою димової труби.

Отже, метою даного розділу бакалаврської дипломної роботи є розробка теплообмінника для ТОВ «САРМАТ» для підвищення ефективності використання теплової енергії. В якості теплообмінного устаткування в даній роботі обрано накопичувальний (ємнісний) водонагрівач.

Накопичувальний водонагрівач - це велика теплоізольована ємність, у якій, за допомогою електрики, газу або твердого палива, нагрівається вода. Є варіант, коли вода в накопичувальному водонагрівачі нагрівається за допомогою опалювального котла. Такі водонагрівачі називають бойлерами непрямого нагрівання.

Накопичувальні водонагрівачі дозволяють запасти велику кількість гарячої води, яке може вимірюватися в сотнях літрів.

Серед основних недоліків будь-якого накопичувального водонагрівача варто назвати великі габарити і значний час нагрівання води.

В пристрої накопичувального (ємнісного) водонагрівача в ємкості, яка заповнена холодною водою, встановлений вже знайомий нам нагрівальний елемент - тен. Нагрівання воду до заданої температури, він відключається. Як тільки вода в накопичувачі остудилася на 0,5 градусів, тен включається автоматично і знову підігріває воду до заданої температури. Щоб зменшити втрату тепла між зовнішнім корпусом нагрівача і ємністю з гарячою водою, прокладається теплоізоляція з твердого пінопласту.

При виборі водонагрівача необхідно визначити, яку кількість кранів в приміщенні буде обслуговувати водонагрівач. Якщо тільки один кран - підійде накопичувальний водонагрівач безнапірного (відкритого) типу. А якщо кілька кранів - прилад напірного (закритого) типу.

У водонагрівачі відкритого типу вентиль, який перекриває воду, розташований між магістраллю і баком. У баку присутній тільки атмосферний тиск, але немає ніякого натиску. Водонагрівачі відкритого типу вимагають спеціальної змішувальної арматури. За вартістю такої нагрівач трохи дорожче закритого водонагрівача таких же потужності і обсягу. Частіше все ж використовуються напірні водонагрівачі, що працюють таким чином: перекриває вентиль знаходиться між баком і водопровідним краном.

Для того щоб водонагрівач служив надійно і довго, він повинен бути зроблений з матеріалів з відмінними антикорозійними властивостями. Внутрішня ємність у не дуже великих за обсягом ємнісних нагрівачів виготовляється з міді або поліпропілену. Найчастіше ємності виробляють зі сталі, а на внутрішню поверхню наносять шар захисної емалі. В результаті виходить дуже міцний, нетоксичний, стійкий до високих температур, а також до впливу хімічних речовин, матеріал. Щоб збільшити термін служби бака всередину нього встановлюється металевий антикорозійний анод. Але, на жаль, незалежно від виду водонагрівачів, на внутрішніх стінках з часом осідає накип.

Термін служби водонагрівачів становить від 10 до 15 років.

3.2 Основні вимоги до теплообмінників

1. Дотримання умов технічного режиму в цілях збереження високої якос-ті виготовленого продукту особливо важливо дотримуватись температурного режиму.

. Висока продуктивність і, відповідно, інтенсифікація теплообміну, яка досягається підвищенням коефіцієнта теплопередачі та збільшенням усередненої різниці температур.

. Висока економічність, для яких першочергове значення має вибір теплоносія та їх параметрів з тим щоб використання цих теплоносіїв було пов‘язане з мінімальними витратами палива. Дуже важливе значення набуває використання вторинних теплових ресурсів (відхідних газів, відпрацьованих або вторинних парів, гарячої води).

. Надійність на безпечність устаткування, яке досягається можливістю регулювання температурного режиму процесу, зручність контролю, дотримання умов техніки безпеки.

.3 Багатоваріантний аналіз типів і конструкцій теплообмінників

Теплообмінні апарати, як зазначалось вище, - це пристрої, де проходить процес передачі теплоти від одного тіла до іншого.

За принципом дії ТА поділяються на:

·        Рекуперативні,

·        Регенеративні,

·        Змішувальні (контактні).

У рекуперативних апаратах одна сторона поверхні теплообміну весь час омивається гарячим теплоносієм, друга - холодним.

У регенеративних одна і та сама поверхня теплообміну, яку називають насадкою регенератора поперемінно обмивається гарячим і холодним теплоносіями.

У контактних ТА теплота передається під час безпосереднього контакту теплоносіїв, при цьому теплообмін супроводжується масообміном. У контактних ТА теплоносії можуть практично не змішуватись між собою.

Існують ТА з внутрішніми джерелами енергії, де використовується одне середовище, яке відводить теплоту, що виділяється в апараті (електронагрівники, атомні реактори).

За взаємним напрямком руху теплоносіїв:

·        Прямотечійні,

·        Протитечійні,

·        Перехреснотечійні.

За характером теплоносіїв:

·        Апарати, у яких обидва теплоносіїв не змінюють свого агрегатного стану (газо-газові, рідинно-рідинні, газорідинні),

·        Апарати, у яких змінюється агрегатний стан теплоносія (парогенератори, підігрівники),

·        Апарати, у яких змінюється агрегатний стан обох теплоносіїв (конденсатори, випарники).

Залежно від конструктивного виконання:

·        Трубчасті,

·        Трубчасто-ребристі,

·        Пластинчасті,

·        Пластинчасто-ребристі.

Широке застосування знайшли пластинчасті теплообмінники. Вони компактні й мають високу продуктивність. Конструкція теплообмінника повинна задовольняти ряду вимог, що залежать від конкретних умов протікання процесу теплообміну (теплове навантаження апарата, температура

й тиск, при яких здійснюється процес, агрегатний стан і фізико-хімічні властивості теплоносіїв, їхня хімічна агресивність, умови тепловіддачі можливість забруднення робочих поверхонь апарата й ін.). При виборі теплообмінника необхідно враховувати також простоту пристрою й компактність апарату, витрати металу на одиницю переданого тепла й інші техніко-економічні показники. Звичайно жодна з конструкцій не задовольняє повністю всім вимогам і доводиться обмежуватися вибором найбільш підходящої конструкції.

В одноходових кожухотрубчастих теплообмінниках сумарний поперечний переріз труб відносно великий, що дозволяє одержувати досить високі швидкості в трубах тільки при більших об'ємних витратах середовища, що рухається в них. Тому такі апарати раціонально використовувати, коли швидкість процесу визначається величиною коефіцієнта тепловіддачі в межтрубном просторі, а також у процесі випару рідин. Багатоходові (по трубному просторі) кожухотрубчасті теплообмінники застосовуються головним чином як парові підігрівники рідин і конденсаторів. Саме в цих випадках взаємний напрямок руху теплоносіїв у багатоходових теплообмінниках (змішаний струм) не приводить до зниження середньої рушійної сили порівняно із противотоком, за принципом якого працюють одноходові теплообмінники.

Багатоходові теплообмінники доцільно використовувати також для процесів теплообміну в системах рідина-рідина й газ-газ при більших теплових навантаженнях. Якщо ж необхідна поверхня теплообміну невелика, то для зазначених систем більше придатні елементні теплообмінники. Особливе значення мають трубчасті теплообмінники нежорсткої конструкції (у тому числі багатоходові) у тих випадках, коли різниця температур теплоносіїв значна й необхідна компенсація неоднакового теплового розширення труб і корпуса апарата. Однак ці апарати дорожче теплообмінників жорсткої конструкції. Теплообмінники з подвійними трубами застосовуються в основному в контактно-каталітичних і реакційних процесах, що протікають при високих температурах, коли необхідно надійно забезпечити вільне подовження всіх труб, незважаючи на подорожчання апарату й більш важкий його монтаж.

Змієвикові теплообмінники (заглибні, зрошувальні, змійовики, приварені до зовнішніх стінок апаратів) найбільш ефективно використовують для охолодження й нагрівання сильно агресивних середовищ, коли необхідне застосування хімічно стійких матеріалів, з яких важко або неможливо виготовити трубчасті теплообмінники. Крім того, ці апарати придатні для процесів теплообміну, що протікають під високим тиском. Однак апарати таких конструкцій працюють лише при помірних теплових навантаженнях.

Основними перевагами пластинчастих теплообмінників є компактність і висока інтенсивність теплообміну. Разом з тим їхнє застосування обмежене невеликими різницями тисків і температур обох теплоносіїв. Спіральні теплообмінники використовуються для нагрівання й охолодження рідин, газів і паро-газових сумішей. Область застосування пластинчастих теплообмінників - процеси теплообміну між рідинами. Важливим фактором, що впливає на вибір типу теплообмінника, є вартість його виготовлення, а також експлуатаційні витрати, що складаються з вартості амортизації апарата й вартості енергії, затрачуваної на подолання гідравлічних опорів.

Теплообмінні апарати всіх типів повинні працювати при оптимальному тепловому режимі, що відповідає сполученню заданої продуктивності й інших показників, обумовлених технологічними умовами, з мінімальною витратою тепла.

Отже, обрано ємнісний ТА, основними перевагами якого є:

·        Простота ремонту, очищення між трубного простору,

·        Проведення ремонту за допомогою стандартних інструментів і матеріалів безпосередньо на місці експлуатації,

·        Підвищена на 25-30 % теплова ефективність.

3.4 Аналіз вихідних даних

Вихідні дані:

Потужність змієвика: Q = 50 кВт;

Температура грійної води на вході в теплообмінник:

Температура грійної води на виході з теплообмінника:

Температура води, що нагрівається на вході в теплообмінник:

Температура води, що нагрівається на виході із змійовика:

Грійне та нагріване середовище - вода.

Середня температура грійної води

/1=0,5( t/1 + t//1), [ºС], (3.1)/1 =0,5(10+40)=2 [ºС].

де t/1, t//1 - температура грійної води н вході та виході з водонагрівача

відповідно.

Теплофізичні характеристики грійної води при середній температурі :

коефіцієнт теплопровідності: l1 = 0,61 Вт/(м×К);

густина води: r1 = 995,95 кг/м3;

критерій Прандтля для води: Рr=6,01;

кінематична в’язкість: n1 = 0,87×10-6 м2/с;

теплоємність: =4,18 кДж/кгК.

Середня температура нагріваної води

/2=0,5( t/2 + t//2), [ºС], (3.2)/2 =0,5(90+70°)=80 (ºС).

де t/2, t//2 - температура нагріваної води на вході та виході з водонагрівача відповідно.

Теплофізичні характеристики води при середній температурі [55]:

коефіцієнт теплопровідності: l2 = 0,67 Вт/(м×К);

густина води: r2 = 971,8 кг/м3;

критерій Прандтля для води: Рr=2,21;

кінематична в’язкість: n2 = 0,36×10-6 м2/с;

теплоємність: =4,19 кДж/кгК.

Об’ємна витрата грійної та нагріваної води

 [м3/с], (3.3)

 (м3/с).

 [м3/с], (3.4)

 (м3/с).

Менша різниця температур між теплоносіями

∆tм= t1′ - t2″ [ºС], (3.5)

∆tм =90 - 40 = 50 (ºС).

Більша різниця температур між теплоносіями

∆tб= t1″ - t2′ [ºС], (3.6)

∆tб =70 - 10 = 60 (ºС).

Середньологарифмічний температурний напір

Dtср = (Dtб - Dtм)/ln(Dtб /Dtм) [ºС], (3.7)

∆tср= (60-50)/ln(60/50) = 54,85 (ºС).

Оскільки температура зовнішньої та внутрішньої стінки труби невідома, беремо її в першому наближенні tст= 60ºС. Для цієї температури величина Prст=2,98.

3.5 Тепловий розрахунок теплообмінного апарату

Приймаємо діаметр труб в більшому змієвику dзн =29,7×2,5мм

Площа поперечного перерізу труби для проходження води

f = 0,785 ∙ d²вн [м2], (3.8)

f = 0,785 ∙ 0,0274² =5,89·10 -4 (м2).

Швидкість води в змійовику

w = Vгр/fтр [м/с], (3.9)

w = 4,0038·10-4/(5,89·10-4) = 0,68 (м/с).

Критерій Рейнольдса для грійної води

Rе1 = (w · dвн)/ ν1, (3.10)

Rе1 = (0,679·0,0274)/(0,8725· 10-6) = 21323,32.

Поправковий коефіцієнт для критеріального рівняння теплообміну

, (3.11)

де R - радіус вигину змієвика, м.

.

Критерій Нуссельта для грійної води

Nu1 = 0,021·Re0,8·Pr10,33 ·(Pr/Prст)0,25·εзм, (3.12)

Nu1 = 0,021·21323,320,8·6,0040,33 ·(6/2,98)0,25·1,242 = 163,04.

Коефіцієнт тепловіддачі від грійної води до стінки труби

α1= ( Nu1 ·λ1)/dвн [Вт/м2 К], (3.13)

α1 = (163,04·0,612)/0,0274 = 3641,6 (Вт/м2 К).

Критерій Грасгофа

, (3.14)

де g - прискорення вільного падіння, м2/с;

β - безрозмірний коефіцієнт термічного розширення середовища, для рідин береться з таблиці;

Δt - перепад температури між рідиною та стінкою, ºС;

dзн - визначальний розмір, мм;

ν - кінеметична в' язкість, м2/с.

Критерій Релея

Ra2 = Gr2·Pr2 , (3.15)

Ra2 = 2,44·106·2,21 = 53924000.

Критерій Нуссельта для міжтрубного простору

Nu2 = 0,5·Rа0,25 ·(Pr/Prст)0,25, (3.16)

Nu2 = 0,5·539240000,25 ·(2,21/2,98)0,25 = 39,76.

Коефіцієнт тепловіддачі від води, що нагрівається до стінки

α2= ( Nu2 ·λ2)/dзн [Вт/м2 К], (3.17)

α2= (39,76 ·0,674)/0,0274 = 978,04 (Вт/м2 К).

Коефіцієнт теплопередачі теплообмінника

 [Вт/(м.К)], (3.18)

(Вт/(м.К)).

де δст - товщина стінки труби [м];

λст - коефіцієнт теплопровідності стальних труб [Вт/(м.К)].

Питомий тепловий потік

q = K·Δtср·10-3 [кВт], (3.19)

q = 800·54,85·10-3 = 43,88 (кВт).

Температура внутрішньої стінки труби

tст = t2+q/α2, [°С]; (3.20)

tст = 80+43,88·103/978,04 = 44,94 (°С).

Отже, різниця між взятою та розрахунковою температурами складає 5°С. Тому уточнення розрахунків не потребує.

.6 Конструктивний розрахунок

Поверхня нагріву водонагрівача

 [м2], (3.21)

(м2).

Загальна довжина змійовика

 [м], (3.22)

 (м).

Довжина кола змійовиків

L = π·D [м], (3.23)

Lб = 3,14·0,278 =0,87 (м).

Lм = 3,14·0,403= 1,26 (м).

Кількість витків змійовика

 [шт], (3.24)

nвб = 12,2/0,87 = 14 (шт.).

nвм = 12,2/1,26 = 10 (шт.).

.7 Розрахунок теплової ізоляції водонагрівача

Приймаємо температуру внутрішньої стінки ізоляції 50°С.

Приймаємо температуру зовнішньої стінки ізоляції tст = 30°С.

Температура в приміщенні tпов = 20°С.

Ізоляція складається з таких матеріалів: нержавіюча сталь (δст = 6 мм); пінополіуретан (λіз = 0,05 Вт/(мК)); кожух (δкож = 0,6 мм).

Теплофізичні властивості для повітря при 20°С.

·        коефіцієнт теплопровідності: l = 2,59·10-2 Вт/(м×К);

·        кінематична в’язкість: n1 = 15,06×10-6 м2/с.

Критерій Грасгофа

, (3.25)

.

Критерій Релея

Ra = Gr·Pr , (3.26)

Ra = 2,29·109·0,703 = 1,61·109.

Критерій Нуссельта

Nu = С·Rаn·(Pr/Prст)0,25, (3.27)

Nu = 0,15·(1,61·109)0,33 ·(0,703/0,701)0,25 = 175,65.

де с і n - значення з таблиці И.1[6].

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря

α= ( Nu ·λ)/l [Вт/м2 К], (3.28)

α = ( 175,65·2,59·10-2)/12,2 = 3,73 (Вт/м2 К).

Питомий тепловий потік

q = α·Δt [Вт/м], (3.29)

q = 3,73·(30-20) = 37,3 (Вт/м).

Товщина ізоляції (пінополіуретан)

 [Вт/м], (3.30)

 (Вт/м),

звідки (м).

Отже, водонагрівач теплоізольовано пінополіуретаном товщиною 18 мм.

Коефіцієнт тертя по довжині труби

; (3.31)

де Ке = 0,06 мм - коефіцієнт еквівалентної шорсткуватості,

Втрати тиску по довжині труби

; (3.32)

Потужність теплового насоса:

 [Вт],

Експлуатаційні затрати на ТО:

3.8 Вибір вимірювальних пристроїв для ТО

Будь-який технологічний процес у тому числі і процес обміну тепла потребує постійного контролю і регулювання.

І тому безпосередньо перед теплообмінним апаратом необхідно встановлювати необхідну арматуру (вентилі, засувки), різні вимірювальні прилади (мановакууметри, витратоміри, тепломіри).

Дані від усіх вимірювальних приладів зводяться до одного щита управління чи подаються на пульт диспетчеру установки, звідки можна безпосередньо вести контроль і регулювання різними складовими агрегатами установки, зокрема і теплообменним апаратом.

При виборі приладів контролю керуються такими основними положеннями:

прилади повинні забезпечувати необхідну точність вимірювання, бути досить швидкодіючими;

прилади повинні мати наочну шкалу і покажчик, самописні прилади повинні мати точну реєстрацію показань;

- похибка датчиків <#"668442.files/image139.gif">. Розрахували довжини більшого та меншого кіл змійовиків, а саме 0,87 м і 1,26 м відповідно. В результаті чого, виходячи з отриманних даних розрахували необхідну кількість витків змійовиків. У нашому випадку, це 14 та 10 витків, що зображено на кресленні.

Розраховуючи теплову ізоляцію накопичувального водонагрівача, ми знайшли коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря, що складає 3,73 Вт/мК, а також питомий тепловий потік: q=37,3 Вт/м. Звідки визначили, що товщина ізоляції складає 18 мм, і виготовлена з пінополіуретану.

Отже, в результаті досліджень було виконано тепловий, конструктивний розрахунок та розрахунок теплової ізоляції даного накопичувального (ємнісного) водонагрівача.

Таблиця 3.2 - Специфікація засобів автоматизації

4. ОХОРОНА ПРАЦІ

Вінницьке ВАТ «Сармат» має у своєму складі велику кількість обладнання з різними виробничими потужностями, умовами експлуатації, та характером середовища, в якому встановлене дане обладнання. Підприємство відноситься до ІІ категорії електропостачання, живлення здійснюється від двох підстанцій 10/0,4 кВ.

На електромонтерів з обслуговування технологічного обладнання впливають за ГОСТ 12.0.003-74 такі небезпечні та шкідливі виробничі фактори[]:

а) фізичні:

- підвищена та знижена температура повітря робочої зони;

підвищена та знижена рухомість повітря;

рухомі машини і механізми, незахищені рухомі елементи виробничого

обладнання;

- підвищена запиленість та загазованість повітря робочої зони;

- підвищена та знижена вологість повітря у робочій зоні;

- недостатність природного освітлення;

недостатня освітленість робочої зони;

·підвищений рівень шуму на робочому місці;

·небезпечний рівень напруги в електричному колі, замикання якого може відбутись через тіло людини;

·підвищений рівень вібрації,

в) психофізіологічні:

- фізичні перевантаження (динамічні)

-нервово-психічні перевантаження (монотонність праці, перенапруга аналізаторів).

4.1 Технічні рішення з безпечної експлуатації об'єкта

Живлення здійснюється від п/ст 10/0,4 кВ кабельними лініями, що прокладені в траншеях. У приміщенні цеху використовується трифазна чотирьохпровідна мережа із заземленою нейтраллю напругою 380/220 В. Відповідно з ГОСТ 12.1.013-78 умови праці за ступенем небезпеки ураження працівників електричним струмом є умовами з підвищеною небезпекою, тому що підлога у робочому приміщенні є струмопровідною.

Згідно із ГОСТ 12.1.030-81, в якості захисту від ураження людей електричним струмом застосовується заземлення. Крім того безпека експлуатації при нормальному режимі роботи забезпечується застосуванням ізолювальних пристроїв, огородженням струмоведучих частин, використанням малих напруг. Особи, що обслуговують електроустановки повинні користуватися ЗІЗ - спецвзуття, рукавиці. Засоби захисту необхідно періодично випробувати, їх слід захищати від механічних пошкоджень, впливу факторів, що погіршують їх діелектричні властивості.

Загальні вимога безпеки до виробничого обладнання встановлені згідно з ГОСТ 12.2.003-74, в якому визначені вимоги до основних елементів конструкції, органів управління і засобів захисту, які входять в конструкцію виробничого обладнання любого виду і призначення.

Електропривід насосів, вентиляторів, іншого обладнання повинний бути виконаний відповідно до Правил устрою електричних установок.

В установках напругою до 1 кВ огородження роблять суцільними. Безпечні відстані між огородженнями і не ізольованими струмоведучими частинами регламентується ПУЕ і в установках до 1 кВ із суцільними огородженнями - 5см. Висота розміщення не огороджених струмоведучих частин залежить від значення напруги і рівня підготовки людей, що працюють з електроустаткуванням. Струмоведучі частини напругою до 1 кВ у місцях, де працюють люди, висота розміщення повинна бути не менше 3,5 м. Постійний контроль за ізоляцією, тому що протягом часу відбувається старіння ізоляції, що може привести до пробою і створити небезпеку при дотику людини до ізольованих проводів. Використовують наступні кольори для маркування ізоляції: чорна - для силових ланцюгів; червона - для ланцюгів керування.

Обов'язкова установка захисного заземлення та захисного відключення. При роботі з електроустаткуванням використовують основні і додаткові електрозахисні засоби. До основних відносяться: ізолюючі штанги; ізолюючі і струмовимірювальні кліщі; слюсарно-монтажні інструменти з ізолюючим руків'ям. До додаткових відносяться: діелектричні рукавички; переносне заземлення; огороджуючі пристосування; плакати та знаки безпеки.

На ключах керування і приводах роз'єднувачів віддільників і вимикачах навантаження, а також на підставках запобіжників, за допомогою яких може бути подана напруга до місця робіт, вивішують плакат: "Не включати - працюють люди". На вентилях, що закривають доступ повітря в пневматичні приводи таких апаратів, вивішується плакат: "Не відкривати - працюють люди".

Передбачена проектом апаратура повинна експлуатуватися у відповідності з паспортними значеннями номінального струму та напруги. В процесі експлуатації слід постійно контролювати стан контактних сполучень та ізоляції апаратури, відсутність слідів дуги та оплавлення ошинування, опір ізоляції силових та освітлювальних мереж, правильність підключення. На всіх підготовлених місцях роботи після накладається заземлення вивішується плакат "Працювати тут ".

4.2 Технічні рішення з гігієни праці і виробничої санітарії

4.2.1 Мікроклімат

Основними нормативними документами, що регламентують параметри мікроклімату виробничих приміщень, є ДСН 3.3.6.042-99 [16 ].

Мікроклімат цеху характеризується наступними чинниками: температурою повітря, відносною вологістю повітря, швидкістю руху повітря, інтенсивністю теплового випромінювання.

Робота з обслуговування верстатного обладнання відноситься до категорії ІІб по важкості праці.

Допустимі норми температури, відносної вологості та швидкості руху повітря в робочій зоні виробничих приміщень приведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1- Допустимі норми параметрів повітря на непост. робочих місцях

4.2.2 Склад повітря робочої зони

Забруднення повітря робочої зони регламентується граничнодопустимими концентраціями (ГДК) в мг/м3 .

При роботі технологічного обладнання виділяється пил нетоксичний. При роботі системи вентиляції, провітрюванні у приміщенні може попадати пил та інші шкідливі речовини, які виділяються при технологічних процесах в цеху і знаходяться повітрі навколишнього середовища. Їх ГДК відповідно до [18] наведено в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин для повітря атмосфери, в робочій зоні верстатника

Для забезпечення складу повітря робочої зони відповідно до ГОСТу 12.1.004-91. ССБТ проектом передбачені наступні рішення [15]:

- застосування пиловідсмоктуючих агрегатів з рукавними фільтрами , які встановленні безпосередньо на дільницях біля обладнання із яких очищене повітря поступає у виробниче приміщення;

·   необхідно проводити контроль за ГДК шкідливих речовин у приміщенні;

·   застосовувати природну вентиляцію: організовану і неорганізовану.

4.2.3 Виробниче освітлення

Природне освітлення

Підприємство знаходиться у Вінницькій області, система природного освітлення цеху відноситься до бокової. Характеристика зорових робіт - середньої точності.

Відповідно до ДБН В.2.5-28-2006 розряд зорової роботи IV, підрозряд «в». При боковому суміщеному освітленні КПО(eн) = 0,9%.

Нормоване значення КПО для даного виробничого приміщення розраховуємо за формулою:

еN = eн · mN, (4.1)

де mN - коефіцієнт світлового клімату, mN =0,9.

Суміщене освітлення (eн = 0,9 %). Отже, еN = 0,9·0,9 =0,8%.

Природне освітлення одностороннє і здійснюється через вікна, які орієнтовані на північний схід.

Штучне освітлення

Правильна експлуатація установок природного і штучного освітлення відіграє важливу роль для створення високого рівня освітленості в приміщеннях і економії електроенергії, що витрачається на штучне електричне освітлення. Норми освітленості при штучному освітленні занесені до таблиці 4.2

Таблиця 4.2 - Норми освітленості при штучному освітленні

Для освітлення миючого відділу вибираємо світильники прямого світла ЛПО-02 з двома люмінесцентними лампами. Висота підвісу світильників над робочою поверхнею 4,5 метра.

При експлуатації здійснюється контроль за рівнем напруги освітлювальної мережі, своєчасна заміна перегорілих ламп, забезпечується чистота повітря у приміщенні.

4.2.4 Виробничий шум

На підприємстві джерелом шуму є обладнання, машини, механізми та верстати - механічний шум.

Шум - це хаотична сукупність різних за силою і частотою звуків, що заважають сприйняттю корисних сигналів і негативно впливають на людину.

Постійна дія сильного шуму може не лише негативно вплинути на слух, але й викликати інші шкідливі наслідки - дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, підвищення втоми, зниження працездатності.

Шум має кумулятивнний ефект, тобто акустичні подразнення, накопичуючись в організмі людини, все сильніше пригнічують нервову систему. Тому перед втратою слуху від впливу шумів виникає функціональний розлад центральної нервової системи. Особливо шкідливий вплив шуму позначається на нервово-психічній діяльності людини. Процес нервово-психічних захворювань вищий серед осіб, що працюють у гомінких умовах, ніж у людей, що працюють у нормальних звукових умовах.

Відповідно до [11] рівень звука вимірюється в децибелах і визначається по формулі:

L = 10lg(І/І0) = 10lg(р/р0) = 10lg(U/U0) (5.2)

де L - рівень шуму.дБ;

p - звуковий тиск, Па;

U0 - коливальна швидкість, 5-10 м/с;

Р0 - нульове значення звукового тиску, умовно прийняте рівним 2*105 Па.

При санітарно-гігієнічному нормуванні шуму використовують два методи:

·нормування за гранично допустимим спектром шуму;

·нормування рівня звуку за шкалою А шумоміра.

За характером спектру шум - широкосмуговий з безперервний спектром шириною більше октави; за тональною характеристикою постійний; за походженням - гідродинамічний.

Допустимі рівні звукового тиску, рівні звуку і еквівалентні рівні звуку на робочих місцях приймаються за вимогами СН 32.23-85 і наведені в таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 - Допустимі рівні звукового тиску

Для зменшення рівня шуму до допустимого в цеху двигуни виконуються в металевому кожусі, а також виконують змащення, застосовують пластмасові деталі, використовують протишумні навушники, які закривають вушну раковину.

електричний навантаження трансформаторний підстанція теплообмінник

4.2.5 Виробничі вібрації

Вібрацією називають механічні коливання пружних тіл або систем, коли відбувається переміщення центра їх ваги в просторі відносно статичного стану. Загальна вібрація передається на тіло через опорні поверхні людини, що стоїть чи сидить (підошви ніг або сідниці).

Таблиця 4.4 - Допустимі рівні вібрації на постійних місцях

В чисельнику середньоквадратичне значення вібрації, м/с 10-2, знаменнику - логарифмічні рівні вібрації, дБ.

Основними методами колективного віброзахисту є зниження вібрації шляхом дії на джерело виникнення: відстрочка від режиму резонанс; динамічне гасіння коливань, заміна конструктивних елементів уставок і будівельних конструкцій. Засоби індивідуального захисту діляться на засоби для ніг, рук та тіла працюючого.

.3 Пожежна безпека

Пожежа може виникнути з наступних причин:

- заміна запобіжника або проведення якого-небудь ремонту електричного устаткування при підключеному живленні; застосування запобіжників, які по номінальному струму не відповідають даному колу;

- при появі перехідного опору, який виникає в місцях з'єднання проводів, електричних контактів машин, апаратів тощо.

Не можна продовжувати роботу, якщо у кабіні відчувається запах гару і диму, якщо не з'ясована причина цього і не усунено несправність.

При виникненні пожежі персонал повинен припинити всі виконувані роботи. Потім від'єднати живлення та приступити до гасіння пожежі вуглекислотним вогнегасником. Ці вогнегасник можна використовувати для гасіння пожеж будь-який речовин, машин і устаткування, у тому числі і електричного. Для гасіння пожеж можна також використовувати пісок з пісочниць.

На території заводу слід виконувати наступні правила протипожежної безпеки:

забороняється встановлювати установку так, щоб вона перекривала проїзну частину, виходи і входи, закривала пожежні колодязі, пожежні щити та інші протипожежні пристрої, або утруднювада доступ до них;

- при постановці установки на місце стоянки необхідно відключити рубильник,виключити усі високовольтні електричні кола (опалення кабіни, освітлення, двигуни, робочі органи);

- якщо виникло займання мастильних матеріалів потрібно запобігти Розповсюдженню горючого середовища, ізолювати його, застосувати заходи пожежогасіння, евакуювати людей у безпечну зону, викликати пожежників.

Необхідно проводити організаційні заходи по забезпеченню пожежної безпеки; навчання робітників правилам пожежної безпеки, проведення інструктажу та ознайомлення з нормами пожежної безпеки, проведення навчальних робіт з пожежної охорони об'єкта.

Приміщення цеху за вибухонебезпекою та пожежонебезпекою відноситься до категорії Д - негорючі речовини і матеріали в холодному стані з зонами П-Іа, де розташовані тверді горючі речовини.

Найбільшу відстань до евакуаційного виходу визначаємо за об'ємом приміщення та ступені вогнестійкості будівлі.

Таблиця 4.5 - Мінімальні межі вогнестійкості та мінімальні межі розповсюдження полум'я по будівельних конструкціях.

В проектованому приміщенні, відстань при щільності людського потоку в загальному проході, чол/м2 наступна: до 1 - 100 м2.

Кількість людей для розрахунку ширини евакуаційних виходів показана в таблиці 4.6.

Таблиця 4.6 - Кількість людей для розрахунку ширини евакуаційних виходів

На території підприємства площею 11420 м2 встановлено 3 пожежних щита. До комплексу засобів пожежогасіння, які розміщуються в ньому, включенні: вогнегасники ВП-5 - 3шт., ящик з піском - 1шт., покривало з негорючого теплоізоляційного матеріалу або повсті 2м х 2м - 1шт., гаки - 3шт, лопати - 2шт., ломи - 2шт., сокири - 2шт.

Ящик для піску має місткість 3м3 та укомплектований совковою лопатою. У кабіні установки розташований вогнегасник ВВ-5.

Висновки

Під час виконання бакалаврської дипломної роботи було проведено енерго- та теплооаудит на підприємстві ТОВ «Вінницький оптико-механічний завод». Було наведено короткий опис технологічного процесу, відомості про споживачів електроенергії.

В результаті енергоаудиту об’єкту розраховано електричні навантаження підприємства з врахуванням коефіцієнтів використання, коефіцієнтів потужності, коефіцієнту одночасності і коефіцієнтів питомого освітлення.

Було спроектовано три двотрансформаторних підстанцій (дві Sном.т = 1000 кВА та одна Sном.т = 630 кВА), вибрано кабельні лінії від ЦРП до ТП 1-3 (ААШв), від трансформаторних підстанцій до розподільчих пристроїв (АВВГ та АВБбШв); від розподільчих пристроїв до електроприймачів. По розрахунковим струмам нормального та аварійних режимів були обрані високовольтні вакуумні вимикачі типу ВВ/ТЕL-10-20-630У2, автоматичні вимикачі цехової мережі 0,4 кВ ВА 51-31, ВА 51-25, ВА 55-37.

Для проектування цехового електропостачання був обраний механічний цех, електропостачання якого здійснюється по радіальній мережі, що забезпечує високу надійність електропостачання окремих електроспоживачів. По розрахунковим даним обиралася комутаційно-захисна апаратура (вимикачі типу ВА) та струмоведучі частини, представлені проводами марки АПВ та кабелями АВВГ.

На основі результатів розрахунку коротких замикань зроблено висновки про правильність вибору комутаційно-захисної апаратури та провідників цехової і заводської мереж

Література

1.   Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. // Москва: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

2.   Неклепаев Б.И.Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. / Б.И. Неклепаев, Й.П. Крючков // М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

3.   Бурбело М. Й. Проектування систем електропостачання. Приклади розрахунків./ М.Й. Бурбело // Вінниця: УНІВЕРСУМ -ВНТУ,2005.− 148с.

4.      Кабышев А.В. Расчет и проэктирование електроснабжения: справочные материалы по електрообордованию; учебное пособие/ А.В. Кабышев, С.Г.Обухов // Томск: ТМУ, 2005. - 168 с.

5.      ГОСТ 22483-77 Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования

6.      Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, Изд. Харьков, Форт, 2009. - 648 c.

7.   Чепурний М. М. Розрахунки теиломасообмінних апаратів. Навчальний посібник / М. М. Чепурний, С.Й. Ткаченко // Вінниця: ВНТУ, 2006 - 130 с.

8.      Електронний каталог «Гідросток». Режим доступу до каталогу - <http://hydrostock.com/checkout.aspx> - Назва з екрана.

.        Методика складання структури балансу електроенергії в електричних мережах 0,38 - 150 кВ, аналізу його складових і нормування технологічних втрат електроенергії. (ГНД 34. 09. 104 - 2003). - К. : Міністерство палива та енергетики України, 2004. - 115 с.

.        Гуртовий В.О. Показники графіків електричних навантажень районних розподільчих мереж // Тези доповідей конф. науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу, співробітників та студентів ВНТУ, м. Вінниця, 2012.

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

.        ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

.        СНиП ІІ-4-79/85. Естественное и искуственное освещение. Нормы проектирования.

.        Боротьба с шумом на производстве: Справочник / Под ред. Е.Я.Юди-на. - М.: Машиностроение, 1985. - 400 с.

.        Справочник по охране труда на промышленном предприятии /К.Н.Ткачук, Д.Ф.Иванчук, Р.В.Сабарно, А.Г.Степанов. - К.: Техника, 1991. - 285 с.

.        ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

.        Електронний каталог «Українське електронне товариство». Режим доступу до каталогу - <http://ukrelektrokabel.com.ua/kabel-provid/kabel-vvg-kabel-avvg/> - Назва з екрана.