Разработка предложений по повышению эффективности производства алюминия на примере ОАО "САЗ"

Оценка технического и экономического потенциала предприятия. Суть технологии электролизного производства алюминия. Анализ опасных и вредных производственных факторов. Значение снижения себестоимости в повышении экономической эффективности производства.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 20.03.2011
Размер файла 6,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Разработка предложений по повышению эффективности производства алюминия на примере ОАО «САЗ»

СОДЕРЖАНИЕ

  • Введение 4
  • 1. Оценка потенциала предприятия 6
    • 1.1 Оценка технического потенциала 6
      • 1.1.1 Технологическая характеристика предприятия 6
      • 1.1.2 Технология электролизного производства на ОАО «САЗ» 9
      • 1.1.3 Анализ технических показателей электролизного производства 15
    • 1.2.Промышленная безопасность и охрана окружающей среды 18
      • 1.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 18
      • 1.2.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда 20
      • 1.2.3 Электробезопасность 21
      • 1.2.4 Техника безопасности при обслуживании электролизеров 22
      • 1.2.5 Мероприятия по производственной санитарии 25
      • 1.2.6 Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности 26
      • 1.2.7 Средства защиты от избыточного тепла, вибрации, пыли 27
      • 1.2.8 Охрана окружающей среды 30
    • 1.3. Оценка экономического потенциала 37
      • 1.3.1 Анализ производства и реализации продукции 37
      • 1.3.2 Анализ использования основных средств 43
      • 1.3.3 Анализ показателей по труду и заработной плате 49
      • 1.3.4 Анализ себестоимости алюминия 57
      • 1.3.5 Анализ финансовых результатов деятельности предприятия 63
  • 2. Анализ рынка и стратегия развития 66
    • 2.1 Мировой рынок алюминия 66
    • 2.2 Место ОАО «САЗ» на мировом и внутреннем рынке 69
  • 3. Теоретические аспекты выбора направлений по повышению эффективности производства 74
    • 3.1 Понятие экономической эффективности. 74
    • 3.2 Значение снижения себестоимости в повышении экономической эффективности производства. 75
    • 3.3. Факторы повышения эффективности связанные со снижением себестоимости продукции 79
    • 3.4 Направления снижения себестоимости продукции 84
  • 4. Выбор и обоснование направлений по повышеню эффективности производства алюминия 87
    • 4.1 Выбор направлений 87
      • 4.1.1 Пути повышения эффективности производства алюминия 87
      • 4.1.2. Повышение эффективности за счет импульсной системы газоходов. 93
      • 4.1.3 Повышение эффективности за счет неферромагнитных плит перекрытия и контура компенсации. 97
    • 4.2 Экономическое обоснование мероприятий по повышению эффективности производства алюминия 105
  • Заключение 111
  • Список использованных источников 114

ВВЕДЕНИЕ

технология алюминий электролизный экономический

Цветная металлургия является ведущей и наиболее динамично развивающейся отраслью промышленности Республики Хакасия. В настоящее время предприятия цветной металлургии выпускают 56% от общего объема промышленной продукции республики. Флагманом отрасли по праву является Саяногорский алюминиевый завод, входящий в Компанию «РУСАЛ».

Саяногорский алюминиевый завод - один из трех ведущих производителей алюминия в России. САЗ оснащен современным технологическим и экологическим оборудованием, передовой технологией.

На каждом предприятии, в том числе на САЗе удаляется большое внимание повышению эффективности производства, путем постоянного анализа результатов своей деятельности, и стремятся максимизировать прибыль по отношению к затратам.

Одним из способов повышения эффективности на предприятиях является снижение себестоимости производства продукции, за счет постоянного усовершенствования технологии.

На Саяногорском алюминиевом заводе идут планомерное развитие и подъем эффективности производства, совершенствуется организационная структура управления, улучшаются условия труда, проводятся капитальные ремонты оборудования в необходимых нормативных объемах.

Наращивание производственных мощностей по выпуску первичного алюминия и сплавов -- одна из основных задач завода на ближайшие десять лет. В 2003 году началась программа модернизации Саяногорского алюминиевого завода (САЗ). Проект рассчитан на 3 года и оценивается в 62 млн. долларов США. Он предполагает не только увеличение объемов производства первичного алюминия, но и улучшение экологических показателей. Программа модернизации САЗа включает установку 90 новых электролизеров, повышение силы тока, модернизацию газоочистных установок, а также совершенствование технологии производства обожженных анодов.

В данном дипломной работе рассматривается общая характеристика предприятия ОАО «Саяногорский алюминиевый завод», технология и промышленная безопасность электролизного производства, являющимся основным в структуре завода.

Цель работы является повышение эффективности электролизного производства и тем самым всего предприятия. Для этого в работе проводится оценка технического и экономического потенциала. После выявления возможных путей модернизации производства, выбираются наиболее перспективные направления для данного предприятия и приводится их экономическое обоснование.

1 ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Оценка технического потенциала

1.1.1 Технологическая характеристика предприятия

Производство алюминия на заводе осуществляется по современной технологии электролиза с использованием обожженных анодов, которые выпускают на уникальном смесильно-прессовом оборудовании с полной автоматизацией технологического процесса. Цех по производству анодов был построен на площадке завода совместно с немецкой фирмой КНD. В 2002 году завод завершил перевод всех электролизных мощностей на новую автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП). Для обеспечения нормальной, стабильной технологии завод имеет полный комплекс электротехнических, ремонтно-механических, транспортных и других цехов.

Цепочка технологического процесса предприятия ОАО «САЗ» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Цепочка технологического процесса предприятия ОАО «САЗ»

Основные производства ОАО «САЗ»:

-Электролизное производство

Электролизное производство состоит из восьми корпусов электролиза. Корпуса 1,2 - первая серия и 3,4 - вторая серия электролиза на силу тока 255 кА. Расположение электролизеров поперечное. Корпуса 5,6 - третья серия и 7,8 четвертая серия электролиза на силу тока 175 кА. Расположение электролизеров поперечное.

В корпусах с 1-го по 4-ый находится по 100 электролизеров, следовательно, всего 400 ванн.

В корпусах 5,6 находится по 83 электролизера суммарное количество составляет 166 ванн. В 7,8 корпусах по 88 ванн и суммарное количество составляет 176 ванн.

Кроме того имеется короткая опытно-промышленная серия из 22 электролизеров на силу тока 300 и 400 кА.

В настоящее время корпуса 1-4 работают на силе тока 285 кА, корпуса 5,6 работают на силе тока 190 кА с выходом по току 91,5 % и расходным коэффициентом по электроэнергии 14700 кВт•ч/т, корпуса 7,8 работают на силе тока 205 кА с выходом по току 91% с расходным коэффициентом по электроэнергии 14900 кВт•ч/т.

-Литейное производство

Служит для переработки алюминиевого сырца в товарный алюминий.

Основное оборудование:

Три литейных миксера емкостью по 30.0 тонн, служат для разливки мелкой чушки.

Восемь литейных миксеров емкостью по 60.0 тонн, служат для разливки Т-образной чушки, фольговых слитков, слитков 1050, слитков 3080, а также выпуск цилиндрических слитков Ш100, 150, 180, 200, для экструзии.

Четыре индукционных печи для приготовления лигатуры, а также для приготовления различных сплавов, переработки отходов и обрези.

Одна газовая печь переплава, служит для переплава отходов, обрези.

Три пятитонных миксера для разлива колесного сплава 356.2

Кроме того, установлена полностью автоматизированная линия «Hertwich» по разливке цилиндрических слитков, их гомогенизации, распиловке, взвешивания и упаковке.

-Производство электродов

Состоит из трех основных отделений:

- Смесильнопрессовое отделение с участком сырья (нефтекокс прокаленный, каменноугольный пек), три линии прессования «зеленых» анодов производительностью 370000 т/год. Основной продукт «зеленый» анод (не обожженный анод).

- Отделение обжига «зеленых» анодов с газоочистной установкой. Состоит из двух печей открытого типа. Обжиг «зеленых» анодов проводится при температуре 1200 єC в печах обжига, с целью получения качественных обожженных анодов с высокими эксплуатационными характеристиками. Производительность отделения 340000 т/год.

- Анодно-монтажное отделение состоит из трех линий монтажа анодов, используемых в электролизном производстве. Производительность отделения 340000 т/год смонтированных анодов.

1.1.2 Технология электролизного производства на ОАО «САЗ»

В основе получения первичного алюминия лежит электролиз криолитоглиноземных расплавов 9. В настоящее время электролиз - это основной извлекающий металлургический процесс. Основными компонентами криолитоглиноземных расплавов являются криолит, фтористый алюминий, глинозем.

В связи с тем, что алюминий в ряду напряжений находится среди наиболее электроотрицательных металлов, его электролитическое получение возможно только из электролитов, не содержащих в своем составе более электроположительных по сравнению с алюминием ионов. К таким электролитам относятся солевые расплавы, содержащие катионы щелочных и щелочноземельных элементов и обладающие достаточно хорошей растворимостью глинозема. Основой современного промышленного электролита, используемого во всем мире, является система криолит- глинозем (Na3AlF6 - Al2O3), компоненты которой плавятся соответственно при 1100 и 2050 °С. Расплавленный электролит в рабочем состоянии представляет собой сложный по составу расплав, состоящий из многочисленных ионов, образующихся при электролитической диссоциации его компонентов. В соответствии с величинами потенциалов разряда в процессе электролиза криолит-глиноземного расплава по упрощенной схеме на электродах разряжаются ионы А13+ и О2-, образующиеся при электролитической диссоциации растворенного в электролите глинозема. Следовательно, конечные результаты электрохимического процесса могут быть описаны следующими реакциями:

1. на катоде 2А13+ + 6е = 2А1;

2. на аноде ЗО2-- 6е=ЗО.

Выделяющийся на аноде атомарный кислород тут же вступает во взаимодействие с угольным анодом и сжигает его с образованием смеси СО+СО2. Это приводит к постепенному расходованию анода. Газовые пузырьки при хорошем смачивании анода электролитом как бы смываются циркулирующим расплавом. По мере снижения в электролите концентрации глинозема смачиваемость анода расплавом ухудшается, и газовые пузырьки начинают закрепляться на поверхности раздела его с расплавом. Электросопротивление на границе раздела скачкообразно возрастает.

Электролизное производство ОАО «САЗ» состоит из 8 корпусов и Опытного корпуса:

· 1-4 корпуса оснащены электролизерами на силу тока 175 кА;

· 5-8 корпуса и опытный корпус оснащены электролизерами на силу тока 255кА.

В корпусах 1-4 двухрядное расположение электролизеров:

1-4 корпуса - 98 электролизеров в каждом корпусе.

В корпусах 5-8 и ОПКЭ однорядное расположение электролизеров:

5-6 корпуса - 82 электролизера в каждом корпусе;

7 корпус - 89 электролизеров;

8 корпус - 90 электролизеров;

ОПКЭ - 22 электролизера.

2-8 корпуса, ОПКЭ оборудованы системой централизованной раздачи глинозема (ЦРГ). Все электролизеры 1-8 корпусов, ОПКЭ оснащены системами АПГ (автоматизированная подача глинозема) и АПФ (автоматизированная подача фторсолей).

Основное сырье и материалы, используемые при производстве алюминия: глинозем, криолит, фтористый алюминий, фтористый кальций, сода, обожженные аноды, кокс, гасильный шест.

Алюминий, получаемый в электролизерах, периодически по графику выливается из электролизеров и в литейных ковшах транспортируется в литейное отделение, где получают товарный алюминий в виде мелких чушек, Т-образных чушек, плоских и цилиндрических слитков и литейных сплавов.

Устройство электролизной ванны для получения алюминия (алюминиевого электролизера) показано на рисунке 2 9. Электролизер имеет прямоугольную форму. Снаружи он заключен в металлический кожух. Внутренняя футеровка выполнена из угольных плит и блоков. Подовые блоки одновременно являются катодом электролизера. Однако фактически катодные функции выполняет слой расплавленного алюминия, оседающий на подине, а катодные блоки работают как токоподводы. Глубина рабочего пространства ванны составляет около 0,5 м; погружение анодов в электролит невелико, только часть их находится в расплаве.

Рисунок 2 - Схема электролизной ванны для получения алюминия:

1-кожух; 2-боковые угольные плиты; 3-угольные блоки (катодные); 4, 5-токоподводы к электродам; 6-анод; 7-токоподводящие шины; 8-корка застывшего электролита; 9-глинозем; 10-шамотная футеровка.

Наиболее высокая температура развивается вблизи анода, т. е. в центральной части электролизера. На участках с пониженной температурой электролит затвердевает, образуя на боковых стенках гарнисаж, а на открытой верхней поверхности корку. Глинозем, необходимый для восполнения его убыли в электролите, периодически или непрерывно загружают на поверхностную корку, где он подогревается. Подача свежих порций глинозема в электролит производится путем пробивания специальным механизмом отверстия в корке, через которое очень «текучий» порошок глинозема быстро просыпается в ванну расплава и растворяется в нем. При концентрации глинозема в электролите выше 1-2 % напряжение на ванне обычно не превышает 4-4,3 В. Однако снижение содержания А12О3 ниже 1 % ведёт к возникновению анодного эффекта, характеризующегося резким возрастанием напряжения на ванне до 30-40 В повышением расхода электроэнергии. Вследствие разогрева электролита быстрее начинают расходоваться аноды и интенсифицируется улетучивание составляющих электролита. Добавка новых порций глинозема прекращает анодный эффект. Помимо периодических колебаний содержания А12Оз в электролите, вызванных принципиальными особенностями работы алюминиевых электролизеров и условиями их обслуживания, наблюдаются постоянные изменения состава криолитового расплава. Причинами этого является следующее:

1) избирательное поглощение угольной футеровкой фтористого алюминия, особенно в первые месяцы работы электролизных ванн;

2) потери A1F3 и NaF в результате их улетучивания;

3) взаимодействие криолита с примесями (SiO2, Na2O, Н20), попадающими в электролит с глиноземом и фтористыми солями, приводящее к разложению электролита и обогащению его фтористым натрием.

Последний фактор связан с протеканием следующих реакций:

2Nа3AlF6 + 3Na2O = A12O3 + 12NaF;

4Na3AlF6 + 3SiO2 = 2A12O3 + 12NaF + 3SiF4;

2Na8AlF6 + 3Н2O = A12O3 + 6NaF + 6HF.

Изменение состава электролита по указанным выше причинам определяет необходимость его периодического корректирования до оптимального состава путем добавки соответствующих фтористых солей.

Современные алюминиевые электролизеры работают при анодной плотности тока в пределах 0,6--1,1 А/см2. Как и любой электрохимический процесс, электролиз алюминия в расплавленных электролитах подчиняется закону Фарадея, согласно которому теоретически для выделения 1 моля алюминия, равного 27:3=9 г, требуется 26,8 А?ч электричества, или 1 А?ч выделяет 0,336 г. алюминия. Величина 0,336 г/(А?ч) называется электрохимическим эквивалентом алюминия. На практике не весь ток, подаваемый в ванну, расходуется на выделение алюминия, часть тока тратится на побочные процессы. К понижению выхода по току приводит изменение состава электролита в сторону увеличения в нем концентрации как фтористого натрия, так и фтористого алюминия. Коэффициент использования тока или выход по току (т) в значительной степени зависит от качества обслуживания электролизных ванн и соблюдения режимных параметров. На современных алюминиевых заводах выход по току колеблется в пределах 80-94 %. Выход по току и напряжение на ванне, изменяющееся на практике в пределах 4,1-4,5В, определяют расход технологической электроэнергии.

На практике на получение 1 т. алюминия расходуется 15000-17000 кВтч. Для практических целей часто пользуются обратной величиной, называемой выходом по энергии. На промышленных электролизерах в зависимости от их конструкции и условий технологического режима выход по энергии изменяется от 57 до 65 г/(кВт*ч).

Чем выше выход по току и чем ниже среднее напряжение на ванне, тем эффективнее расходуется электроэнергия при электролитическом получении металлов. Выход по току зависит от многих факторов и главным образом от плотности тока, температуры и состава электролита (сопротивления электролита), а также от расстояния между электродами. С увеличением анодной плотности тока выход по току снижается. Влияние температуры проявляется в уменьшении выхода по току при любых отклонениях от оптимальной ее величины. С ростом температуры увеличиваются потери алюминия за счет повышенного растворения его в электролите, а при снижении возрастает электрическое сопротивление электролита вследствие увеличения его вязкости.

По конструкции анодов различают электролизные ванны с самообжигающимися анодами, оборудованные боковым или верхним токоподводом, и ванны с предварительно обожженными анодами

Рассматривая различные конструкции алюминиевых электролизеров 9, можно видеть, что они все практически состоят из аналогичных узлов: металлического корпуса, футерованного угольными плитами, блоками и имеющего шамотную теплоизоляцию, катодного и анодного устройств, системы токоподвода (ошиновки) и системы газоулавливания. Катодное устройство представляет собой подину ванны. Она выложена из угольных блоков, связанных угольной набойкой. В катодные блоки введены стальные стержни, залитые для создания хорошего электрического контакта чугуном.

В настоящее время стремятся использовать для промышленных целей усовершенствованные ванны с предварительно обожженными анодами. Такие электролизеры имеют анодные узлы, состоящие из нескольких анодов в виде крупногабаритных угольных или графитированных блоков. Освоение данных электролизеров привело к дальнейшему увеличению единичной мощности, резко сократило вредные выделения газов в атмосферу и способствовало улучшению многих технико-экономических показателей процесса. На заводах работают серии электролизеров с обожженными анодами на силу тока до 260 кА и более.

Производство алюминия электролитическим способом сопровождается выделением большого количества вредных веществ. Среди них фтористые газы, окись и двуокись углерода, пыль. Алюминиевые заводы с целью сохранения окружающей среды несут не малые расходы на строительство и содержание очистных сооружений. Современные очистные сооружения представляют собой комплекс газоходов, скрубберов, питателей, циклонов и другого оборудования. Современное оборудование очистных сооружений оснащено различными насосами, вентиляторами, электродвигателями и т.д.

1.1.3 Анализ технических показателей электролизного производства

Основные технические показатели, используемые на предприятии:

- сила тока, кА;

- выход по току, %;

- производительность электролизеров, кг/сутки;

- доля высших сортов в общем объеме алюминия-сырца, %;

- межремонтный срок службы электролизеров, мес.

Таблица 1 - Динамика технологических показателей электролизного производства ОАО «САЗ»

Показатели

Ед. изм.

2002

2003

2004

2005

Сила тока

кА

200

200

215

234,57

Выход по току

%

88,45

89,29

91

92,01

Производительность электролизеров

кг/сутки

1475,9

1497,2

1600

1704,55

Высшие сорта

(А7+А7Э+А8+А85)

%

87

89

90

91,2

Срок службы электролизеров

мес.

40,1

46,8

48,4

49,30

Количество электролизеров в работе

шт./год

714

734

748

752

Из таблицы 1 видно, что за период с 2002 по 2005 года сила тока выросла на 34,57 кА (на 17,3%). При этом также наблюдается увеличение выхода по току на 3,56%, рост производительности электролизеров составил 228,65 кг/сутки (15,5%). Доля высших сортов в общем объеме алюминия-сырца составила 91,2%, что на 4,2% больше, чем в 2002 году. Срок службы электролизеров возрос на 9,2 мес. (на 23%), а количество электролизеров в работе увеличилось на 38 шт. (на 5%).

Рисунок 3 - Динамика выхода по току, %

Повышение выхода по току (рисунок 3), увеличение количества электролизеров, срока службы электролизеров, их производительности в 2005 году произошло в результате целенаправленной работы по улучшению организации управления технологией электролизного производства и благодаря внедрению различных мероприятий, позволяющих улучшить основные технико-экономические показатели.

Рисунок 4 - Анализ качества выпускаемой продукции

Из данных рисунка 4 видно, что в динамике за 4 года доля алюминия высших марок (А7+А7Э+А8+А85) в общем объеме товарного алюминия возросла с 87% до 91,2% (на 4,2%). Это значит, что качество товарной продукции улучшилось.

Таблица 2 - Исходные данные для факторного анализа выпуска алюминия-сырца в 2005 году

Показатели

Ед изм.

план

факт

Отклонение

Выпуск алюминия-сырца

тонн/год

434 534

455 046

20 512

Производительность одного электролизера

кг/сутки

1 655,367

1 704,547

49,18

Количество электролизеров в работе

шт./год

750

752

2

Отработано за год единицей оборудования

дней

350

355

5

Таблица 3 - Результаты анализа влияния различных факторов на выпуск продукции (тонн/год)

Показатели

Формула расчета

Значение

Плановый выпуск алюминия-сырца

Впл=Ппл*Кпл*Тпл

434 534

Изменение производительности электролизеров

Вусл1 =Пф*Кпл* Тпл

447 443

ДВ1= Вусл1-Впл

12 909

Изменение количества электролизеров

Вусл2 =Пф*Кф*Тпл

448 637

ДВ2= Вусл2-Вусл1

1 194

Изменение количества дней, отработанных оборудованием

Вусл3 =Пф*Кф*Тф

455 046

ДВ3= Вусл3-В усл2

6 409

ИТОГО

ДВ=ДВ1+ДВ2+ДВ3

20 512

Исходя из проведенного факторного анализа (таблица 2 и 3) видно, что на выпуск алюминия-сырца в натуральном выражении положительное влияние оказали следующие факторы:

o Рост производительности электролизеров (изменение объема производства составляет +12 909 тонн);

o Увеличение количества электролизеров в работе (+1 194 тонн);

o Увеличение продолжительности работы оборудования (+6 409 тонн).

1.2 Промышленная безопасность и охрана окружающей среды

Охраной труда называют систему мер, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда, т.е. создание таких условий, при которых исключается воздействие на трудящихся опасных и вредных производственных факторов. Законодательными актами по охране труда являются Конституция РФ, кодекс законов о труде, директивные документы Правительства РФ и др.

В производстве алюминия технологические участки взаимосвязаны, и от организации труда на каждом из них зависят результаты работы всего производства. Безопасность труда зависит от уровня планирования, подготовки и организации рабочего места, состояния зданий, сооружений, оборудования и пр. Составными частями охраны труда являются техника безопасности и производственная санитария 26.

1.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

В электролизном цехе на всех этапах работы возможно появление опасных и вредных факторов. Характерными видами опасных факторов являются:

- фактор термического воздействия жидким металлом при выплескивании из электролизера, при аварийном прорыве металла или электролита из электролизера, при взрывах от соприкосновения с влагой, при падении или опрокидывании транспортируемых ковшей с высокотемпературными расплавами, а также при соприкосновении с раскаленным инструментом, продукцией;

- возможность воздействия электрического тока на организм человека, обусловленная тем, что металлические части электролизера и перекрытия шинных проемов находятся в технологической цепи, имеющей большую силу тока, в случае замыкания этой цепи с землей может произойти электротравма;

- фактор механического воздействия, связанный с падениями предметов, материалов на человека, падением человека с высоты; воздействия движущихся, разлетающихся, вращающихся предметов и деталей при работе на оборудовании с перемещением сырья, готовой продукции с использованием технологического транспорта;

- возможность отравления организма работающего в цехе токсичными компонентами веществ, используемых в производстве.

К вредным производственным факторам при производстве алюминия относится наличие в воздушной среде производственных помещений фтористого водорода, окиси углерода, сернистого ангидрида, углеводородов и легких смолистых возгонов, пыли фтористых солей, глинозема, угля, а также тепловыделений от технологического оборудования, расплавленного металла или электролита. Перечень потенциально опасных и вредных факторов приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Перечень потенциально опасных и вредных факторов

Операция технологического процесса

Наименование оборудования

Наименование опасного и вредного фактора

Ед. изм.

Величина фактора

Норматив (безопасная величина)

1. Электролиз алюминия

Электролизер С-255

Пары NaF

Мг/м3

3

1

Пары AlF3

Мг/м3

2

1

Пары HF

Мг/м3

3,5

0,5

Пыль Al2O3

Мг/м3

10

6

Газ CO

Мг/м3

25

20

Постоянный ток

кА

255

1010-5

Тепловое излучение

Вт/м2

4500

350

2. Погрузочно-разгрузочные работы

Кран мостовой

Вибрация

дБ

112

112

Шум

дБА

85

85

Переменное напряжение

В

380

42

Шум - ГОСТ 12.1.003-96

Вибрация - ГОСТ 12.1.012-96

Тепловое излучение, запыленность, загазованность - ГОСТ 12.1.005-88

Электрический ток - ГОСТ 12.1.038-82

1.2.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда

На предприятии в электролизном цехе широко применяют механизацию тяжёлых работ, автоматизацию важнейших технологических процессов, что создаёт безопасные условия для производства работ. Для нормального протекания технологического процесса необходимо применять дополнительные устройства, исключающие вероятность воздействия опасных и вредных факторов на обслуживающий персонал. В качестве таких устройств служат технические средства безопасности, предназначенные для предупреждения несчастных случаев при выполнении технологических операций и обслуживании машин и механизмов. При достижении опасных параметров автоматически выключается оборудование и включается звуковая и световая сигнализации. Блокировочные устройства обеспечивают включение механизмов в строгой последовательности, которая предусматривается технологической схемой. Сигнализация должна быть контрольной, предупредительной и аварийной.

Для передвижения обслуживающего персонала или ограничения определённой зоны применяют конструкции ограничительных устройств. Наиболее распространёнными видами ограничительных устройств в цехе является барьеры, перила, поручни и другие приспособления, а также тупиковые ограничители перемещения электромостовых кранов, ограничители массы и высоты подъёма грузов и т.д. Ограничители передвижения конструкций, массы и высоты подъёма груза взаимосвязаны с приводным механизмом и при срабатывании датчика происходит автоматическое отключение привода и включение тормозной системы.

1.2.3 Электробезопасность

Каждый рабочий должен знать об опасности электрического тока и его воздействия на организм. Нарушение изоляции электролизеров приводит к тому, что одновременное прикосновение к конструкциям, находящимся под потенциалом серии, и к заземленным предметам вызывает протекание электрического тока через тело человека. Сила тока выше 0,1А смертельна для человека и безопасным считается напряжение не более 36В, а в некоторых случаях (работа внутри металлических сосудов и пр.) допускается применение напряжения не более 12В.

Электролизные корпуса представляют собой сложные инженерные сооружения, а система электрической изоляции в них должна исключать появление потенциала земли вблизи электролизеров. Оперативное переключение установок, смена и чистка светильников, аппаратуры, смена питательных розеток и предохранителей, прокладка проводов должна проводиться только электротехническим персоналом.

При проверке исправности электрооборудования следует убедиться в наличии заземления у электродвигателей и пусковых устройств, исправность заграждения кожуха, исправность изоляции токоведущих проводов.

Стальные вентиляционные решетки укладываются на изоляционные прокладки. Металлические перекрытия шинных каналов («рифленки») крепятся одним концом к катодному кожуху, и поэтому они находятся под потенциалом ванны.

Во время работы по обслуживанию электролизеров приходится касаться различных токоведущих частей ванны, это безопасно, так как напряжение на ванне не превышает 5 В. Серьезную опасность представляет напряжение серии по отношению к нулевому потенциалу земли достигающее на первом и последнем электролизере 425В, и напряжение между сериями электролизеров особенно со стороны КПП (достигает 850 В). Здание корпусов электролиза относят к первой группе по электробезопасности (особо опасные).

Для предотвращения несчастных случаев от поражения электрическим током работающим в корпусе необходимо знать:

- не следует прикасаться одновременно к электролизеру или перекрытиям шинных проемов и к металлическим конструкциям, находящимся у стен (например, к вакуумным линиям, трубопроводам свежего воздуха и т.д.) к металлическим частям конструкции здания, а также вентиляционным решеткам и патрубкам;

- не замыкать между собой серии электролизеров.

Все конструктивные элементы электролизеров надежно изолированы от земли и заземленных конструкций, но проведение технологических операций по обслуживанию ванн приводит к полным или частичным замыканиям на землю. Катодные кожухи и ошиновка устанавливаются на конструкции с прокладками из асбоцемента.

Электролизеры от стен установлены на расстоянии 4 метра. Все трубопроводы и газоходы имеют электроизоляционные вставки. Грузоподъемные механизмы мостовых кранов (крюки, штанги, механизмы на комплексных кранах) должны иметь тройную изоляцию от моста крана, который перемещается по неизолированным от земли подкрановым путям. В процессе эксплуатации изоляцию очищают от пыли и грязи, а ее состояние периодически контролирует электрослужба.

1.2.4 Техника безопасности при обслуживании электролизеров

Обжиг и пуск электролизеров и последующая их эксплуатация состоят из ряда специфичных операций, выполнение которых имеет свои особенности. Обслуживание ванн следует проводить в исправной спецодежде, а работы, связанные с расплавом (пробивка корки, подгартывание глинозема, гашение анодных эффектов, выливка металла, переплавка холодного металла и пр.), -- в опущенной на лицо и надежно закрепленной шляпе с защитными очками. Все работы в корпусе выполняются с использованием средств индивидуальной защиты.

Обжиг и пуск электролизеров. В зависимости от вида пуска электролизеров (новых или после капитального ремонта), их типа (БТ, ВТ, ОА) и способа обжига условия и безопасность труда в корпусе имеют свои особенности. При пуске новых серий с СОА главной особенностью является чрезвычайная загазованность погонами пека, образующаяся при формировании анодов. Объем работ при пуске новых серий всегда больше, а условия труда всегда хуже, чем при пуске ванн после капитального ремонта.

Перед пуском электролизеры тщательно проверяют специалисты цеха -- технологи, механики и электрики. Пространство вокруг электролизера и шинные каналы очищают от посторонних предметов и мусора, готовят необходимый технологический инструмент, сырье и материалы, потребность в которых может возникнуть в период обжига и пуска (асбест, изоляционные прокладки, оборотный электролит, фториды и пр.).

Контроль над обжигом подин ведут по силе тока, текущего по блюмсам, для чего открывают рифленки. Проводить такие замеры можно лишь под присмотром технологического персонала, а после окончания замеров шинные каналы должны быть закрыты во избежание травматизма.

При пуске следует заливать металл и электролит в ванну быстро, большой и плавной струей, что предотвращает застывание электролита у бортов и уменьшает образование брызг.

Пуск ванн с самообжигающимися анодами после капитального ремонта значительно проще, так как не требуется формовать новый анод. Пуск таких ванн практически не отличается от пуска новых ванн, но подина и анод ванны при пуске на жидком металле -- особенно в зимнее время -- должны быть прогреты с целью удаления влаги и предотвращения взрыва. В процессе пуска ванну необходимо огородить, а весь персонал, не участвующий в операциях по пуску, удалить за ограждения.

В послепусковой период меры безопасности не отличаются от требований для нормально работающих ванн.

Пробивка корки электролита -- одна из основных операций по обработке ванны. В зависимости от типа электролизера для ее выполнения применяют те или иные машины.

Основная опасность при проведении этой операции заключается в воздействии на человека высокой температуры и возможность ожогов из-за выброса электролита. Отмечены также несчастные случаи в результате наезда машинами на людей и придавливания их к неподвижным частям ванны. Поэтому выполнять эти операции надо максимально внимательно и осторожно.

При съеме с поверхности электролита скопившейся пены необходимо пользоваться прогретым инструментом, а при оплескивании боковой поверхности анода следует находиться сбоку от оплескиваемого места.

Питание ванн сырьем производится разными способами и с применением различных машин. При перевозке глинозема машинами типа МРС или им подобными необходимо быть внимательным, чтобы не совершить наезд на людей, так как скорость машин достаточно высока и не менее чем за 5 м перед проездами, поворотами и обгоном людей и транспорта следует подавать звуковой сигнал.

Засыпку сырья на корку осуществляют только при переднем ходе машины; движение задним ходом допускается при разворотах, въезде и выезде из-под силоса или стоянки с непрерывной подачей звукового сигнала.

Свежий глинозем и другое сырье не следует загружать на открытую поверхность электролита, так как сырье может быть влажным или холодным, что приводит к взрыву. Засыпать свежий глинозем необходимо на предварительно прикрытую поверхность старым глиноземом, опустив течку возможно ниже к корке для уменьшения образования пыли.

Питание ванн фторидами выполняют зачастую вручную по индивидуальному графику. При проведении этих операций следует помнить, что они могут содержать до 6,0 % влаги, поэтому их нужно засыпать на корку электролита, присыпать сверху глиноземом и надежно прогревать до подачи в расплав. Переплавка оборотного электролита и "козлов". В электролизерах нередко переплавляют твердый алюминий в виде чушек или отходов литейного производства. Одной из распространенных операций является переплавка извлеченных из демонтированной ванны бесформенных плит ("козлов"), содержащих алюминий и электролит. Извлеченные из подины "козлы" содержат влагу, поэтому их переплавка требует соблюдения особых предосторожностей. Переплавку "козлов" осуществляют только со стороны среднего прохода корпуса и с применением специальной подставки, которая придает "козлу" наклонное положение. Подставку устанавливают передними ногами на борт ванны, а затем осторожно опускают "козла" на корку электролита, опирают его на подставку для просушки и подогрева в течение смены. Затем мостовым краном "козел" осторожно опускают в расчищенный от корки электролит до его соприкосновения с подиной, прислоняют к подставке и надежно закрепляют на ней. После расплавления нижней части "козел" опускают ниже и вновь закрепляют на подставке. Электролизер, на котором плавится "козел", должен быть огражден. Кроме того, должны быть выставлены предупредительные плакаты.

Переплавку отходов, литейного производства проводят в электролизере после их прогрева на борту ванны или на корке электролита. При переплавке отходов на ваннах с ОА целесообразно снять один анод.

1.2.5 Мероприятия по производственной санитарии

Для устройства полов следует применять материалы, создающие нескользкую и гибкую поверхность.

Уборка в производстве должна быть механизирована при помощи стационарных или передвижных пылесосных установок. Уборка в корпусе производится ежедневно ночной сменой продувкой простенков, пола, частей электролизера. К бытовым помещениям относятся помещения, удовлетворяющие санитарные и бытовые нужды работающих: гардеробы, душевые, умывальные, курительные. Гардеробы, душевые помещаются вне корпусов, в отдельно стоящих зданиях, соединенных с корпусами галереей.

В корпусах электролиза предусмотрены комнаты отдыха. Помещения для отдыха должны быть оборудованы умывальником с проводкой холодной и горячей воды, устройствами питьевого водоснабжения, санузлами, электрочайниками. В целях снижения вредного воздействия избыточного тепла на организм, необходимо пить газированную подсоленную воду, содержащую 0.5% поваренной соли, из расчета 4-5 литров на человека в смену. Расстояние от рабочих мест до устройств питьевого водоснабжения не должно превышать 75 м.

Для содержания нормальной температуры в комнатах отдыха устанавливаются утепляющие либо охлаждающие устройства и естественная вентиляция.

1.2.6 Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности

Пожары на производстве представляют серьезную опасность для работающих, причиняют значительные повреждения и материальный ущерб, могут вызвать остановку производства.

Территория предприятия должна быть чистой и систематически очищаться от отходов производства.

Ко всем зданиям и сооружениям должен быть обеспечен свободный доступ.

Подъезды, проезды, проходы к зданиям и пожарным водоисточникам, а так же доступ к пожарному инвентарю и оборудованию всегда должны быть свободными. Противопожарные разрывы между зданиями не разрешается использовать для складирования материалов, оборудования, и стоянки авиатранспорта.

В цехах и лабораториях, где применяют легковоспламеняющиеся вещества и горючие жидкости, следует использовать безопасную тару. На рабочих местах нужно только такое количество материалов, которое не превышает сменную потребность. При этом емкости должны быть плотно закрыты. Металлическую стружку и обтирочные материалы по мере их накопления необходимо убирать в металлические ящики с плотно закрывающимися крышками, но по окончании смены убрать их из производственного помещения.

Периодически необходимо очищать от пыли, пека и других горючих компонентов производственные помещения, оборудование.

Курение в производственных и административно-бытовых помещениях допускается в специально отведенных местах, оборудованных урнами и емкостями с песком и водой.

Запрещается производить перепланировку производственных помещений без предварительной разработки проекта согласованного с Государственным пожарным надзором утвержденного администрацией.

К противопожарным средствам относятся огнетушители, предназначенные для тушения загорания в начальной стадии их возникновения до прибытия пожарных подразделений (углекислотные, пенные, воздушно-пенные и. т.д.), песок находящийся в ящике объемом не менее 0,5 м2 с совками и лопатами.

Противопожарный инвентарь: лопаты, пожарные ломы, ведра, топоры, багры, войлок. Этот инвентарь должен располагаться в хорошо доступных и видимых местах, на специальных щитах окрашенных в красный цвет;

Температура применяемых расплавов выше температуры воспламенения летучих горючих веществ, поэтому по степени пожарной опасности производство алюминия (корпуса электролиза, литейное отделение) относятся к категории Г. степень огнестойкости знаний I со временем огнестойкости 2.5 часа.

1.2.7 Средства защиты от избыточного тепла, вибрации, пыли

Для улучшения условий труда и защиты, работающих от теплового воздействия применяют следующие способы:

1. Механизация и автоматизация производственных процессов;

2. Теплоизоляция. Температура наружной поверхности должна быть не выше 350С с температурой внутренней до 1000Си 450С наружной поверхности при внутренней температуре выше 1000С;

3. Экранирование электролизера (установка экрана с внутренней стороны электролизера);

4. Экранирование рабочего места. Экраны по принципу действия:

а) теплоотражающие (листы алюминиевые, фольга);

б) теплопоглощающие (асбест, огнеупорный кирпич);

в) теплоотводящие (сварные или литые конструкции охлаждаемые водой);

5. Приточная общеобменная и местная вентиляция;

6. Применение спецодежды и индивидуальные защитные приспособления: щитки, экраны, очки, светофильтры;

8. Устройство специальных мест, кабин и комнат отдыха;

9. Питьевой режим - автоматы с подсоленной газированной водой на 75 м от самого дальнего рабочего места. Мероприятия по защите от производственного шума.

При работе различных механизмов снизить шум на 6.... 10 дБ можно путём устранения зазоров в зубчатых передачах и соединениях деталей с подшипниками, при снижении частоты вращения и нагрузки. Рациональной планировки производственного помещения можно добиться ограничения распространения шума, уменьшение числа рабочих, подверженных действию шума (например, правильное расположение виброплощадок). Изоляция шума, распространяющегося по воздуху, производиться путем ограждающих конструкции и устранения путей распространения звука (отверстия, щели). Для уменьшения шума рекомендуется использовать кожух, который уменьшает звуковую энергию. В случаях, когда достичь уменьшения шума на рабочем месте за счёт использования инженерных решений нельзя, используют индивидуальные средства защиты (шлемы, наушники, вкладыши).

Защита от вибрации начинается, прежде всего, с её ликвидации, что достигается совершенствованием кинематических схем и улучшением работы механизмов, а также виброизоляцией, вибропоглащением; переход от машин, использующих вибрационный метод работы к безвибрационной технологии. Уменьшить колебания, передаваемые на рабочее место и строительные конструкции прокатных станов возможно путём их установки на массивные виброгасящие основания. Ослабления вибрации можно достичь нанесением на вибрирующую поверхность резины, пластмасс. Из средств индивидуальной защиты применяют рукавицы с двойным слоем (внутренний хлопчатобумажный, наружная поролон или резина), обувь на толстой подошве.

Загрязнение пылью воздушной среды предупреждается применением герметичного оборудования, герметичных устройств для транспортно-пылящих материалов, тщательная и систематическая пылеуборка помещений с помощью передвижных или стационарных установок. Также рекомендуется применять гидроорошение с помощью форсунок тонкого распыла воды. Основным методом борьбы с запыленностью является установка приточно-вытяжной вентиляции с системой фильтров. Из средств индивидуальной защиты рабочие применяют респираторы (лепестковые, шланговые), очки и спецодежда.

Вентиляция корпусов. Для удаления газов в корпусе предусматривается система вентиляции. Используются три вида вентиляции: естественная, искусственная (принудительная) и смешанная.

Для удаления газов, пыли и избытков тепла, которые выделяются в рабочую зону, применяется приточная механическая вентиляция и аэрация. Удельное значение каждой из систем в достижении нормального состояния атмосферы различно и зависит от времени года, мощности и конструкции ванн, размеров и типа электролизных корпусов.

Вентиляции двухэтажного корпуса. В рабочую зону таких корпусов воздух подается не только через открытые стеновые проемы на рабочей отметке ванны, но и через напольные решетки, благодаря чему обслуживающий персонал находится в потоке свежего воздуха. Поступление воздуха в нижний этаж осуществляется через стеновые проемы, оборудованные поворотными фрамугами, а быстрый нагрев у электролизеров способствует его движению вверх. В холодное время года аэрация приводит к переохлаждению организма, поэтому приходится сооружать комнаты отдыха и обогрева, в которых создаются комфортные условия по температуре и влажности.

Следует иметь в виду, что использование приточной вентиляции связано со значительными эксплуатационными затратами. По практическим данным расход электроэнергии на вентиляцию и газоочистку в расчете на 1 т алюминия составляет: для двухэтажных корпусов -- 60 кВт-ч, для одноэтажных корпусов, оборудованных электролизерами ВТ на силу тока до 130--260 кА, и для корпусов с электролизерами БТ -- 70 кВт-ч. Амортизационные отчисления и затраты на текущий ремонт оборудования приточной вентиляции еще больше увеличивают себестоимость алюминия.

1.2.8 Охрана окружающей среды

Экологические проблемы на ОАО «Саяногорский алюминиевый завод» решались комплексно: на стадии проектирования и строительства 8.

В корпусах электролиза -- передовая технология и газоочистное оборудование, отвечающее современным мировым требованиям, внедрена система автоматизации технологического процесса, система централизованной автоматической подачи глинозема, что приводит к существенному снижению разгерметизации электролиза при технологических операциях. Параметры работы газоочистки при производстве алюминия приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Параметры работы газоочистки при производстве алюминия

Ингредиент

Концентрация на входе, мг/м3

Концентрация на выходе, мг/м3

электролизеры 175 кА

электролизеры 255 кА

электролизеры 175 и 255 кА

степень очистки, %

проект

факт

проект

факт

проект

факт

проект

факт

Фтористый водород

30-74

5-40

30-74

20-150

1,11

Ниже проекта

98,5

98,5

Фтор твердый

60-110

20-30

60-110

20-170

1,67

98,5

98,5

Пыль

110-350

190-250

110-350

До1500

5

99,0

99,0

В процессе производства алюминия электролизом применяются различные виды сырья, при этом в окружающую среду выделяются твердые и газообразные вещества, оказывающие на нее негативное воздействие.

Проникновение вредных веществ в организм человека чаще всего происходит через дыхательные пути, реже - через желудочный тракт и кожу. Поэтому основное внимание уделяется мерам по предотвращению поступления вредных веществ в рабочую зону и окружающую завод воздушную среду. Для многих веществ, используемых при производстве алюминия, установлены их предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосфере, которые даже при длительном воздействии безвредны для человека. Следует отметить, что в России по некоторым веществам (например, по НF) установлены более жесткие нормы ПДК, чем в других странах.

В таблице 6 приведены данные о ПДК пыле- и газообразных отходах при производстве алюминия электролизом 4.

Твердые отходы производства представляют собой источник загрязнения окружающей среды. К основным из них относятся:

- потери сырья при погрузке-разгрузке и транспортировке;

- пыль, увлекаемая вентиляцией и отходящими газами;

- угольная пена, снимаемая с поверхности электролита;

- отходы (хвосты) переработки угольной пены и производства регенерационного криолита (при мокрой очистке отходящих газов);

- отходы, образующиеся при капитальном ремонте электролизеров.

Образующиеся в процессе производства алюминия отходы производства подлежат утилизации, длительному хранению или уничтожению.

Утилизация газообразного фтора преследует две цели: улучшение экологических показателей производства и снижение затрат за счет выработки регенерационного криолита. Способ утилизации фтористых газов зависит от вида газоочистки (мокрая или сухая), применяемой на заводе.

При сухом способе отходящие от электролизера газы проходят через слой глинозема, который адсорбирует фтористый водород, а вторичный глинозем, насыщенный фтором, возвращается в производство алюминия. Таким образом, утилизируются практически все фторсодержащие газы и никаких отходов не образуется.

Складирование твердых отходов производится на специальных шлаковых полях (полигонах). По степени опасности все твердые отходы делятся на 4 класса. Отходы алюминиевых заводов относят ко II (высоко опасные) и III (умеренно-опасные) классам.

Таблица 6 - ПДК пыле- и газообразных отходов при производстве алюминия электролизом

Вещество

ПДКрз, мг/м3

ПДКсс, мг/м3

Глинозем (Al2O3)

6

0,01

Криолит (3NaFAlF3)

1

0,3

Фторид алюминия (AlF3)

1

0,3

Фторид натрия (NaF)

1

0,01

Фторид кальция (CaF2)

1

0,03

Фторид лития (LiF)

1

0,01

Фторид магния (MgF2)

1

0,03

Пек

0,5

0,05

Углеродная пыль

6

0,5

Бенз(а)пирен

0,00015

0,110-3

Оксид углерода (CO)

20

3,0

Фтористый водород (HF)

0,5

0,005

Тетрафторид кремния (SiF4)

0,5

0,02

Диоксид серы

10

0,05

ПДКрз - ПДК какого-либо вещества в рабочей зоне (рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м. над уровнем площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих);

ПДКсс - ПДК вещества среднесуточная в воздухе населенных мест.

Газообразные и пылевидные отходы делятся на организованные - направляемые в системы газоочистки (40-45%) и неорганизованные (55-60%), выбрасываемые в атмосферу через аэрационные фонари.

Существуют две системы газоочистки: «сухая» и «мокрая». На Саяногорском алюминиевом заводе применяется «сухая» газоочистка. К достоинствам такого способа очистки относится его высокая эффективность улавливания HF (до 99,9%) и возможность исключения мокрого хвоста и, следовательно, большей части шламового хозяйства. Один из наиболее крупных недостатков «сухой» газоочистки - это рециркуляция примесей, что приводит к уменьшению выхода и снижению сортности металла.

Ежегодно завод в соответствии с разработанным томом ПДВ и расчетами получает разрешение на предельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Превышение допустимых выбросов в течение 2000-2005 гг. по результатам проверок контролирующих органов не выявлено. Фактические выбросы по годам показаны в таблице 7 и на рисунке 5.

Таблица 7 - Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Ингредиенты

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, т/год

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Твердые фториды

196,5

192,418

216,845

280,116

215,281

270,144

Сернистый ангидрид

6 511,5

6 351,03

6 256,08

5 270,63

5 324,94

4 880,03

NOn

682,736

734,056

763,64

741,86

763,478

746,42

Бензапирен

0,06

0,057

0,09

0,098

0,144

0,049

Фтористый водород

104,424

105,654

104,942

137,618

106,537

128,314

СО2

15 333,1

15 821,7

15 432,6

16 143,3

15 839,5

14 798,8

Смолистые

79,72

76,3

108,704

114,369

149,569

114,759

Итого

22 908

23 281

22 883

22 688

22 399

20 939

Рисунок 5 - Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, тонн/год

Исходя из рисунка 5 и таблицы 7 видно, что общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу снизился в 2003году по сравнению с 2000 годом на 8,6%, благодаря применению передовой технологии и газоочистного оборудования. Наибольший удельный вес в общих выбросах занимают диоксид углерода и сернистый ангидрид. Снижение выбросов по этим веществам составляет соответственно 3,5% и 25%.

Алюминий принадлежит к числу наиболее экологичных металлов. Он легко поддается переработке и может использоваться вторично неограниченное число раз. Его производство наносит гораздо меньший вред экологии, чем производство других металлов. К примеру, выбросы загрязняющих веществ при производстве никеля превышают аналогичные показатели алюминиевой отрасли в 31 раз, а удельные выбросы сернистого ангидрида -- в среднем в 387 раз.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.