Автоматизация процесса получения диоксида титана

6.8 РЕАЛИЗАЦИЯ АСР.

Предлагаемая АСР реализована на “Ремиконте Р-130”. В состав ремиконта входят: блок контроллера БК-1, средства связи с объектом, блок питания БП-1 (обеспечивает весь состав ремиконта).

Блок контроллера БК-1 ведет обработку информации в цифровой форме, организует программу всех алгоритмов управления.

Средства связи с объектом организуют предварительное усиление сигналов с датчиков, формирование дискретных выходных сигналов и импульсных цепей для управления различного рода исполнительными механизмами.

Сигналы с датчиков приходят на преобразователи, в частности с рН-метров на преобразователь П-215 (разъем Х2, клеммы 1,2,3), с датчиков уровня “Сапфир-22” на преобразователь “Сапфир-22-БПС-24” (разъем ХР1 клеммы 1,2), с сигнализирующих электродов уровня на преобразователь РОС-301(разъем Х1, клеммы 13,1,3). Выходные аналоговые сигналы 0-5мА с преобразователей через клеммник Хкп4 поступают на КБС-3 и далее на модуль аналоговых и дискретных сигналов группы А ремиконта Р-130-22 (позиция 1-2, смотри рисунок 6.8.1.).

Дискретные сигналы с преобразователей РОС через клеммник Хкп4 поступает на КБС-2 и далее на модуль дискретных сигналов группы А ремиконта Р-130-73(позиция 1-1, смотри рисунок 6.8.2.).

Монтажно-крммутационная схема подключения исполнительного механизма показана на рисунке 6.8.3. С блока ручного управления провода под номерами 21,22,393,394 поступают на блок концевиков исполнительного механизма. 21-процент открытия больше, 22-процент открытия меньше. 20,30-сигнализирует о ходе работы исполнительного механизма.

8.ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

8.1 Охрана труда в России:

Забота о создании безопасных и здоровых условий труда всегда находилась и находится в центре внимания и правительства и профсоюзов.

В статье 42 Конституции Российской Федерации закреплено неотъемлемое право российских граждан на охрану здоровья, а в статье 21 записано: “Государство заботится об улучшении условий и охране труда, его научной организации, о сокращении, а в дальнейшем вытеснении тяжелого физического труда на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства.”

Охрана труда рассматривается как одно из важнейших социально-экономических, санитарно-гигиенических и экономических предприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда.

Возможность создания безопасных и здоровых условий труда заложена в широком использовании

достижений науки и техники. Кроме того, разработаны и введены в действие многочисленные правила техники безопасности, санитарии, нормы и правила, соблюдение которых обеспечивают безопасность труда. Ответственность за состояние охраны труда несёт администрация предприятий, организаций, учереждений.

В обеспечении здоровых и безопасных условий труда непосредственное участие принимают сами трудящиеся и профсоюзы. Администрация предприятий обязана обеспечивать надлежащее техническое оснащение всех рабочих мест и создавать на них условия работы, соответствующие правилам охраны труда, технике безопасности, санитарным нормам.

Новые возможности для улучшения условий и охраны труда на производстве представляет Закон Российской Федереции о трудовых коллективах и повышении их роли в управлении предприятиями, учреждениями, организациями. В нём четко определены полномочия трудовых коллективов в решении этих вопросов.

В соответствии со ст.105 Основ и ст. 249 КЗоТ Должностные лица, виновные в нарушении законодательства о труде и правил охраны труда, в

невыполнении обязательств, включённых в коллективный договор и соглашения по охране труда, или в воспрепядствии деятельности профессиональных союзов, несут ответственность в порядке, установленным Российским законодательством. Должностные лица за указанные нарушения привлекаются к дисциплинарной, административной, уголовной ответственности (ст.249 КЗоТ).

8.2 Свойства используемых и получаемых веществ:

В процессе фильтрации воды от примесей “Ca” и “Мg” в фильтрах используются следующие вещества, это:

- химически чистая серная кислота, содержащая около 98% H₂SO₄

- едкий натр NaOH, белое непрозрачное, очень гигроскопичное вещество.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны:

Реагенты подвозят к цеху в цистернах, а затем перекачивают насосами в соответствующие ёмкости.

8.5 Мероприятия по технике безопасности:

Концентрированная серная кислота, растворы едкого натра хранятся в стальных емкостях, которые имеют чёткме надписи с названием реагента. Эти ёмкости сообщаются с атмосферой посредством воздушников и имеют указатели уровня и переливные трубы. Слив кислоты и щелочи из железнодорожных цистерн производится через верхнее разгрузочное устройство с помощью вакуумных насосов.

Также должны выполнятся и следующие требования к оборудованию, т.е. все горячие части оборудования, трубопроводы, прикосновение к которым может вызвать ожоги, должны иметь тепловую изоляцию. Трубопроводы агрессивных сред должны быть герметичны. Элементы оборудования, арматура и приборы, требующие периодического осмотра, необходимо располагать в местах, удобных для обслуживания. Все пусковые устройства и арматура пронумерована и имеют надписи в соответствии с технологической схемой.

Рабочий персонал, обслуживающий данное производство снабжается спецодеждой (костюм, ботинки, сапоги, рукавицы, защитная каска, мыло). Кроме того на рабочем месте должны присутствоватьиндивидуальные средства защиты, это защитный фартук, противогаз марки В, БКФ.

При попадании кислоты на одежду её необходимо смыть обильной струёй воды, нейтрализовать 2-3% раствором соды и снова промыть. При попадании щелочи на одежду или на тело следует промыть водой, нейтрализовать 1% раствором уксусной кислоты и снова промыть водой.

Предложенный в данном дипломном проекте процесс нейтрализации кислых стоков обслуживается электрослесарями цеха АСУ. Они следят за ходом автоматизации данного технологического процесса, а также ими осуществляется наладка и ремонт оборудования, технологических защит, сигнализации и контрольно-измерительных приборов. Поэтому следует обращать внимание на правила техники безопасности при работе под напряжением до 1000V в щитовых установках КиП.

Для обеспечения электробезопасности применяют следующие технические способы и средства: защитное заземление, зануление, защитное отключение, изоляция токоведущих частей, оградительные устройства, блокировка, знаки безопасности, предупредительные плакаты, элекрозащитные средства.

При работе в действующих электроустановках пользуются основными и дополнительными защитными средствами. Основными являются изолирующие защитные средства, способные надежно выдерживать рабочее напряжение электроустановки. Это оперативные штанги, токоизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, инструмент с изолирующими ручками и указатели напряжения.

Дополнительными являются изолирующие защитные средства, не рассчитанные на напряжение электроустановки и самостоятельно не обеспечивающие безопасность персонала. Поэтому эти средства применяют вместе с основными в виде дополнительной меры защиты. К ним относятся диэлектрические галоши, коврики, а также изолирующие подставки.

Все приборы, аппараты и приспособления, применяемые в качестве защитных средств, должны быть только заводского исполнения, выполненные и испытанные в соответствии с действующими нормативно-техническими документами.

Для обеспечения безопасности работ в действующих электроустановках выполняют целый комплекс организационных мероприятий:

- организуют инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний правил техники безопасности и инструкций; допуск к проведению работ оформляется заполнением соответствующего наряда; работы должны проводится под контролем ответственного лица.

Технические мероприятия должны предусматривать:

- отключение установки от источника напряжения, снятие предохранителей и другие мероприятия, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения к месту работы;

- установку знаков безопасности и ограждение остающихся под напряжением токоведущих частей, рабочих мест и др.

Запрещается наступать на оборванные, свешивающиеся или лежащие на земле, полу провода. При опасности возникновения несчастного случая необходимо принять меры по его предупреждению:

- остановить механизм, снять напряжение, оградить опасную зону, вывесить предупредительные плакаты. При возникновении несчастного случая следует немедленно приступить к оказанию пострадавшему первой врачебной помощи, сообщить о несчастном случае руководству и вызвать скорую медицинскую помощь.

Следует соблюдать правила личной гигиены:

- не хранить одежду на рабочем месте

- не одеваться и не раздеваться на рабочем месте

- не принимать пищу на рабочем месте.

8.6 Противопожарные мероприятия:

Все помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на 5 категорий: А, Б, В, Г, Д. Помещение химводоочистки относится к категории “Д”, т.е. это помещение в котором обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Всякий пожар легче всего ликвидировать в его начальной стадии, приняв меры к локализации очага, чтобы предотвратить увеличение площади горения. Успех быстрой локализации и ликвидации пожара в его начальной стадии зависит от использования соответствующих огнетушащих средств, наличие средств пожарной связи и сигнализации для вызова пожарной помощи. Кроме того каждый работающий должен уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения и приводить в действие автоматические и ручные огнетушащие установки.

В целях ликвидации очагов пожара в цехе используются следующие средства пожаротушения:

- внутренний пожарный кран. Он снабжается рукавом, диаметр которого 50мм, длина 20м. В помещении имеется два пожарных крана

- огнетушители химические пенные типа ОХП-10

- в щитовой КИП используются порошковые огнетушители типа ОПУ-2 (2шт.) и песок.

С целью своевременного оповещения о возникновении пожара действует система пожарной связи и оповещения. В данном случае это телефонная связь. На телефонном аппарате закреплена табличка с указанием номера телефона для вызова пожарной охраны.

8.7 Расчет молниезащиты цеха:

Молниезащита - это комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от ударов молнии.

Выбор защиты зависит от назначения здания или сооружения, интенсивности грозовой деятельности в рассматриваемом районе и ожидаемого числа поражений объекта молнией в год.

Здания защищаются от прямых ударов молнии молниеотводами. Молниеотводы состоят из молниеприемников и заземлителей. Они могут быть отдельностоящими или устанавливаться непосредственно на здании или сооружении. По типу молниеприемника их подразделяют на стержневые, тросовые и комбинированные. В зависимости от числа действующих на одном сооружении молниеотводов, их подразделяют на одиночные, двойные и многократные. В данном разделе рассчитан одиночный стержневой молниеотвод, имеющий зону защиты в виде конуса.

h h₀

h_x R_x

R₀

Наибольшая высота h молниеотвода не должна превышать 150м. Соотношение размеров зоны защиты типа “Б” следующее:

- h₀ = 0.92h

- R₀ = 1.5h

- R_x = 1.5[h - (h_x/0.92)]

При известной высоте защищаемого объекта - h_x (она равна 10 метрам) рассчитывается радиус зоны защиты на этой высоте R_x по закону подобия треугольников:

подставляя в данное выражения соответствующие значения получим:

получается, что R_x = 16м. Тогда полная высота молниеприемника для зоны “Б” будет равна:

h = (R_x + 1.63h_x)/1.5 = (16 + 1.63*10)/15 = 21.5(м)

Т.к. полная длина здания равна 70 метрам, то следовательно на крыше здания будут располагаться два молниеотвода.

8.3 Классификация производства

Производство цеха ХВО-2 не связано с применением оборудования, работающего под давлением, и применением взрывоопасных веществ. в производстве применяются серная кислота и едкий натр. Степень огнестойкости корпуса цеха 3 класса.

Промплощадка ТЭЦ-2 размещается с северной стороны по отношению к селитебной части города.

Город находится на расстоянии 4 км. от предприятия, хотя по санитарным нормам СН 245-71 min санитарно-защитная зона должна быть на расстоянии 1000м. от селитебной части города. Санитарно-защитную зону или ее части нельзя использовать для расширения территории предприятия. Для ограничения распространения пожара по территории предприятия необходимо соблюдать определенные расстояния между зданиями. За основу принята степень огнестойкости зданий и категория производства по взрывопожарной и пожарной опасности. Для здания 3-ей степени огнестойкости расстояние необходимо соблюдать до 12, 15, 18 метров. Минимальное расстояние от зданий и сооружений до открытых складов, а также между самими складами принимается в пределах 6-42 метров.

8.4 Санитарно-технические мероприятия

Т.к. в процессе работы цеха никаких выбросов вредных веществ не происходит, поэтому используется естественная вентиляция. Воздух перемещается под влиянием естественных факторов: теплового напора или действия ветра.

Бытовые помещения расположены в помещении цеха химводоочистки на 2,3 этажах. На 2-ом этаже

расположена гардеробная для мужского персонала, на 3-м для женского. В каждой гардеробной имеется по одной уборной, с одним унитазом, имеется место для сушки волос. Предусмотрены шкафы для чистой и грязной одежды. В нижней и верхней части отделений шкафа имеются отверстия для проветривания. Шкафы расставлены на расстоянии между лицевыми сторонами 1.4 метра. В каждой гардеробной имеются душевые. Душевые оборудованы кабинами с 2-х сторон. Они отделяются перегородками, высотой 2 метра.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Описание технологического процесса

Технологическая схема узла нейтрализации включает в себя принцип раздельного сброса кислых и щелочных стоков в дренажные коллекторы Н-катионитовых и ОН-анионитовых фильтров с последующей 3-х ступенчатой нейтрализацией. Кислые стоки напрямую с дренажного коллектора Н-катионитовых фильтров направляются на первую ступень, которая состоит из предварительной камеры смешивания кислых и щелочных стоков и 2-х перегородчатых параллельно установленных смесителей Ж 630мм. После первой ступени кислые стоки, или усредненные стоки, поступают на вторую ступень нейтрализации, т.е. на вихревой смеситель. В нижней части внутри вихревого смесителя выполнены эвальвентные сопла для создания закручивающего потока, поступающего с первой ступени. Из вихревого смесителя второй ступени нейтрализации через переливную трубу поток усредненных щелочных вод направляется в бак донейтрализатор V=6м³ третьей ступени и далее в канализацию.

Щелочные стоки с дренажного коллектора ОН-анионитовых фильтров направляются в дренажный бак. Из дренажного бака щелочные стоки перекачиваются дренажными насосами в баки-накопители УЩС-1, УЩС-2 (усреднители щелочных стоков), V=400м³.

При этом один из баков УЩС-1 или УЩС-2 служит для накопления и доведения щелочных стоков до концентрации 0.25-0.3%. Усреднение и доведение до заданной концентрации щелочных стоков в УЩС-1 или УЩС-2 производится путем включения насосов рециркуляции НР и добавлением NaOH в баки через задвижки 7Д, 8Д от мерников NaOH узла нейтрализации.

При наличии готовых усредненных щелочных стоков в том или ином баке они подаются насосами нейтрализации НУЩ на первую ступень нейтрализации через клапан-регулятор 2-5 /см. принципиальную функциональную схему-ПФС/ и задвижку 7ЩС. На вторую ступень через клапан-регулятор 3-5 и задвижку 8ЩС. На третью ступень щелочные стоки подаются через клапан-регулятор 4-5, а также с вихревого смесителя второй ступени нейтрализации.

Один раз в смену должна быть проведена сверка показаний рН-метров с результатами химического анализа.

2.2 Технико-экономическое обоснование проектируемой схемы автоматизации.

Автоматизация процесса нейтрализации в цехе химводоподготовки позволит решить ряд задач:

1. Улучшение условий труда основных рабочих Повышение безопасности производства.

2. . Внедрение АСУ ТП позволит перенести рабочие места операторов на центральный пульт управления и отделить от основного помещения цеха.

3. Снижение затрат на приобретение щелочи за счет рационального использования ее в процессе нейтрализации, что обеспечивает автоматизированные системы управления АСУ ТП.

2.2.1 Обоснование выбора параметров,подлежащих контролю и регулированию.

В процессе функционирования системы, комплексно-технические средства обеспечивают автоматический съем, обработку и управление /регулирование/ технологическими параметрами объекта. В работоспособном состоянии АСУ ТП осуществляет прямое цифровое управление исполнительными устройствами, изменяя установки и параметры настройки локальных систем регулирования.

В ходе процесса нейтрализации контролю подвергаются следующие технологические параметры:

Q - водородный показатель Среды (рН) в трубопроводе кислых стоков, на выходе перегородчатого смесителя, на выходе бака донейтрализатора. На точках отбора установлены датчики рН-метр автоматический промышленный с чувствительным элементом ДПГ-4М-3 (позиции 2-1,

3-1, 4-1 см. ПФС), соответственно 1,2,3 ступени нейтрализации.

На щите КИП расположены промышленные преобразователи П-215 (позиции 2-2, 3-2, 4-2). Эти преобразователи преобразуют сигнал от

электродов рН-метра в аналоговый токовый сигнал 0-5мА, который идет на многофункциональный регулирующий микропроцессорный контроллер “РЕМИКОНТ Р-130” (позиция 1-2). В ремиконте сигнал обрабатывается и преобразуется в цифровую форму. На основании этого на выходе контроллера формируется выходной сигнал, который управляет исполнительными механизмами (позиции 2-5,3-5,4-5)

L - уровень Среды в баках накопителях УЩС-1,УЩС-2. На точках отбора установлены датчики типа “САПФИР 22-Ех-М-ДИ” (позиции 5-1,6-1), работающие в комплекте с преобразователями “САПФИР БПС-24П” (позиции 5-2, 6-2). Аналоговый токовый сигнал с преобразователей снимается ремиконтом, где преобразуется в цифровую форму.

Q - концентрация щелочи NaOH в щелочных стоках, поступающих на нейтрализацию с баков накопителей. Контроль за концентрацией производят промышленные концентрометры типа КНЧ-2-8 (позиции 9-2, 10-2). Аналоговый токовый сигнал 0-5мА поступает в ремиконт, где преобразуется в цифровую форму.

Основные функции АСУ ТП, которые необходимы для обеспечения нормальной работы процесса нейтрализации заключаются в следующем:

1. Регулирование подачи щелочных стоков в смеситель:

- осуществляется измерение значений технологических параметров, занесение их в ОЗУ, а также выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

2. Управление подачи ЩС на нейтрализацию:

- производится формирование и выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

3. Управление заполнением и усреднением ЩС в УЩС:

- производится измерение текущих значений технологических параметров, запись их в ОЗУ, затем осуществляется выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы в соответствии с алгоритмом.

4. Передача, обработка информации о ходе технологического процесса, обнаружение аварийных ситуаций, их анализ:

- функция верхнего уровня, т.е. функция реализуется по ПЭВМ.