Управление процессом получения стекломассы в производстве

БЕЗОПАСНОСТЬ И     ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА.

4.1. Введение.

В настоящее время общей тенденцией в промышленности является повышение внимания к влиянию производственных процессов на окружающую среду. Сейчас уже не вызывает сомнения, что загрязнение окружающей среды способно вызвать ряд экологически обусловленных заболеваний и, в целом, приводит к сокращению средней продолжительности жизни людей, подверженных влиянию экологически неблагоприятных факторов.

Так же загрязнение окружающей среды угрожает устойчивому существованию растительного и жи­вотного мира. В природе складывается критическая ситуация. Несколько сот, а возможно тысячи видов растений — трав, кустар­ников и деревьев — могут исчезнуть с лица нашей планеты. Так же обстоит дело и с животным миром планеты. Сохранить и улуч­шить среду обитания животного и растительного мира в настоящее время  одна из важнейших задач, стоящих перед всеми странами мира.

  Безопасность и комфортность условий труда также является  важным фактором. Статистика подтверждает, что аварии, выбросы, сбои в работе технологического оборудования ведут к загрязнению окружающей среды, экономическим потерям, а самое главное к болезням и даже человеческим жертвам. Для повышения безопасности работы персонала на предприятиях необходимо регулярно проводить инструктаж по технике безопасности, по возможности сокращать время пребывания обслуживающего персонала на опасных участках технологического процесса. Таким образом для повышения безопасности и экологичности производства не обойтись без внедрения современных надежных технических средств автоматизации на основе которых строится АСУ. Применение АСУ позволяет резко снизить экономические потери, повысить качество продукции, уменьшить вредные выбросы, увеличить надежность, предотвратить аварии, уменьшить количество отходов, защитить оборудование и, тем самым, спасти человеческое здоровье и жизнь.

              Для построения высоконадежного и безопасного производства необходимо глубокое понимание безаварийного хода технологического процесса, правильное проектное решение. Все это  отраженно в соответствующих разделах проекта.

4.2. Анализ на соответствие проектируемого объекта требованиям безопасности и экологичности.

4.2.1. Анализ по вредным, опасным, экологическим и аварийным факторам.

Проведем анализ на соответствие технологического процесса подготовки и варки шихты в производстве стеклотары на предприятии ООО «ВМ Product АстраханьСтекло» требованиям безопасности и экологичности.

Автоматизированная линия по подготовке и варке шихты, представляет собой множество крупногабаритных аппаратов, механизмов и машин, расположенных на значительной площади, в цеховых производственных помещениях. Обслуживание данного технологического оборудования требует присутствия персонала на некоторых технологических аппаратах постоянно и периодического обслуживания практически всех аппаратов, в различное время суток, что увеличивает риск получения производственной травмы. Подробный анализ производства позволяет выделить следующие факторы :

Вредные факторы производства.

К вредным факторам, влияющим на безопасность обслуживающего персонала, относятся, прежде всего, повышенная летом и пониженная зимой температура воздуха, повышенная влажность в производственных помещениях, недостаточная и некачественная освещенность, запыленность. Любой из вредных факторов влияет на здоровье обслуживающего персонала, способствует снижению внимания и в конечном итоге может привести к производственной  травме или способствовать появлению аварийной ситуации.

Наличие в цеху дутьевых вентиляторов, насосов, транспортеров значительно повышает уровень шума, а длительное нахождение в непосредственной близости от источника шума вызывает заболевания органов слуха, опорно-двигательного аппарата.

Также вредным, по отношению к обслуживающему персоналу, фактором является тепловое излучение от некоторых аппаратов автоматизированной линии, длительное нахождение рядом с такими аппаратами может вызвать профессиональное заболевание.

Опасные факторы производства.

Наряду с вредными факторами существует множество факторов несущих непосредственную опасность для обслуживающего персонала.

Большую опасность в помещении технологического процесса несут движущиеся части. К движущимся частям относятся сборочный и ленточный конвейеры, загрузчики, дозаторы,

элеваторы, цепные приводы. Неосторожность при обслуживании, несоблюдение мер по технике безопасности или отвлечение от работы может привести к попаданию конечности в движущуюся или вращающуюся часть, что приведет к тяжёлым увечьям или гибели обслуживающего персонала.

К опасным факторам производства также можно отнести необходимость обслуживания оборудования на отметках более 10 метров от уровня земли. Неквалифицированная работа на такой высоте может привести к потерям инструментов, деталей, а также падениям и травмам людей.

Варка шихты происходит при температурах до 1600С, что обуславливает наличие сильно нагретых частей оборудования, при прикосновении к которым можно получить ожог различной степени тяжести.

Применение механизмов с электроприводами: транспортеры, насосы, вентиляторы, дозаторы и т.д., создает возможность поражения обслуживающего персонала электрическим током. Воздействие электрического тока чрезвычайно опасно для жизни человека.

Проектируемая для линии система автоматизации является электрической системой. Электрическая часть системы несет с собой возможность опасного влияния электрического тока. Небрежное и неаккуратное проведение электромонтажных работ создаёт возможности для короткого замыкания и возгорания изоляции и аппаратуры. Кроме угрозы для здоровья и жизни обслуживающего персонала, порчи приборов и коммуникаций, это приводит к потере управляемости и аварийной остановке технологического оборудования.

Экологические факторы производства.

Одним из основных экологических факторов производства является загрязнение атмосферы дымовыми газами стекловаренной печи. В дымовых газах содержится в основном окислы азота, а в случае нарушения технологического процесса горения возможны выбросы угарного газа в атмосферу.

Кроме этого имеет место тепловое загрязнение окружающей среды дымовыми газами производства, тепловым излучением печи и других нагретых объектов производства.

Аварийные факторы производства.

Наиболее серьезные последствия для безопасности представляют аварийные факторы. К аварийным факторам производства можно отнести увеличение давления природного газа, поступающего на горение к газовым горелкам печи, уменьшение давления воздуха, поступающего на горение, поломка хотя бы одного из дымовоздушных шиберов. Увеличение давления в газовой магистрали может привести к разрыву трубопровода и утечке взрывоопасного природного газа. Уменьшение давления воздуха ниже минимально допустимого значения приводит к воспламенению воздуха вблизи смотровых окон печи, появлению языков пламени около загрузчиков, возможны также возгорание линий проводки или поражение рабочего персонала. В случае поломки дымовоздушного шибера дымовые газы печи скапливаются в цеховом пространстве, в результате чего температура воздуха резко повышается, возможны возгорания стенок печи.   Для обнаружения поломки дымовоздушного шибера предусмотрена система блокировки по максимальному давлению-разрежению в печи .

Безопасная работа линии зависит от квалификации и внимательности обслуживающего персонала, а также от строжайшего соблюдения требований и правил техники безопасности, пожарной безопасности и параметров технологического режима, установленных регламентом.

4.3. Защита от вредных, опасных и аварийных факторов.

Стекольный завод относится к категории «В» взрывопожарной и пожарной опасности и   классу «В-1г» взрывоопасной и пожароопасной зоны. Проектируемая система управления процессом варки стекла разрабатывается в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91* ССБТ, «Пожарная безопасность. Общие требования», ГОСТ 12.1.010-76* ССБТ «Взрывобезопасность. Общие требования».

Проектируемая система автоматизации по своему прямому назначению позволяет не только достичь запланированных технико-экономических показателей, но и обеспечивает максимально возможную защиту от вредных, опасных и аварийных факторов, как технологического оборудования, так и средств автоматизации, а также снижает уровень опасности за счет уменьшения времени пребывания обслуживающего персонала в рабочих зонах технологического процесса.

Основное внимание в проекте уделено защите от аварийных факторов, так как именно ими наносится наибольший ущерб. Для защиты от аварийных факторов в проекте предусмотрена система блокировок:

- по максимальному значению природного газа, подаваемого на горение, в стекловаренной печи;

- по минимальному значению воздуха, подаваемого на горение, в стекловаренной печи, питателях и выработочном канале;

- по максимальному значению давления-разрежения в печи;

(см. лист 1,2 ДП 220301.800.2010).

При срабатывании реле в одном из перечисленных случаев происходит автоматическая остановка линии в аварийном режиме с целью предотвращения взрыва аппаратов работающих под давлением, разрыва питающих трубопроводов, поражения рабочего персонала, пожара на предприятии. Перечисленные системы блокировок отражены в функциональной схеме (см. лист 1,2

ДП 220301.800.2010).

Эксплуатация электроприборов системы автоматизации несёт с собой возможность электропоражения персонала, короткого замыкания с последующим возгоранием. Для защиты от этого применён ряд конструктивных и организационных мер. Все приборы, щиты, пульты имеют защитное заземление. Значительная часть системы питается электрическим постоянным током с напряжением 24В, что в значительной мере уменьшает угрозу электропоражения. Для предотвращения коротких замыканий электромонтажные работы должны проводиться в соответствии со специальными правилами и инструкциями.

Для устранения последствий короткого замыкания все приборы, расположенные на щите, подключаются к цепи питания через щитовой автоматический выключатель. Доступ внутрь щита для обслуживания аппаратуры осуществляется через дверь, открываемую специальным ключом. Для предотвращения возгорания трансформатора, низковольтной части системы в цепь вторичной обмотки включён отдельный автоматический выключатель. Помещение операторной оборудуется датчиками пожарной сигнализации. При обнаружении возгорания производится подача предупредительного сигнала.

На целый ряд факторов технически трудно или невозможно разработать автоматическую защиту. К их числу относятся: шум и вибрация от  транспортеров и вентиляторов, тепловое излучение оборудования, наличие сильно нагретых поверхностей и т.д. Наличие этих факторов объясняется особенностями оборудования и обеспечение защиты от них должно осуществляться проектировщиками аппаратов, машин и механизмов.

4.4. Обеспечение экологической безопасности.

Предлагаемая система автоматизации позволяет значительно сократить вред, наносимый окружающей среде. Введение каскадной системы регулирования качества горения способствует уменьшению выбросов недогоревшего природного газа в атмосферу. Введение сложной системы регулирования температуры  в зоне осветления стекловаренной печи, использование современного контроллера способствует более качественному регулированию процессов, протекающих в аппаратах, позволяет уменьшить тепловые выбросы в атмосферу.

Введение в состав системы электронно-вычислительной машины, работающей в режиме советчика, предотвращает грубые ошибки при управлении технологическим процессом и позволяет в случае нарушений нормализовать работу блока до срабатывания аварийной защиты.

При монтаже системы автоматизации возникают различного рода отходы. Ряд из них – обрезки стальных, медных, алюминиевых труб являются экологически безопасными и представляют немалую ценность как вторичное сырье. Другие отходы – упаковка приборов, обрезки полиэтиленовых труб, проводов в ПВХ изоляции являются экологически опасными в плане загрязнения окружающей среды в случае возгорания. Поэтому эти два вида отходов собираются в малогабаритные контейнеры на рабочих местах отдельно друг от друга и утилизируются соответствующим образом.

Экологически опасным фактором, создаваемым самой системой автоматизации, является возможность возгорания изоляции электропроводок с выбросом в атмосферу вредных продуктов её горения. Введение защиты от короткого замыкания позволяет предотвратить данную ситуацию (см. листы 4,5 ДП 220301.800.2010 Э3.1 и ДП 220301.800.2010 Э3.2).

Для охраны воздушного бассейна принят оптимальный режим работы горелок. Максимальный КПД газовых горелок соответствует нагрузкам 30-60%. Данный режим работы газовых горелок также соответствуем режиму уменьшенного загрязнения воздушного бассейна, так как уменьшение расхода топлива при снижении тепловой нагрузки уменьшает количество уходящих дымовых газов, и, следовательно, уносимых ими вредных выбросов.

Использование на производстве дымовой трубы, высотой около 30 м также способствует охране воздушного бассейна, обеспечивает  концентрацию вредных веществ в приземном слое в допустимых пределах.