Предприятие по изготовлению гранул вторичного ПЭВД мощностью производства 1000 тонн в год

Рис. 6. Совмещенная характеристика червячного пресса и головки.

1 - изменение сопротивления головки от производительности; 2 - 4 - производительность червячной машины при различных частотах вращения.

Расчет производительности червячного пресса

Для построения рабочих характеристик червяка расчет производительностей проведен при четырех значениях частоты его вращения (n₁ = 1,42 c^-1, n₂ = 1,34 c^-1, n₃ = 1,17 c^-1, n₄ = 1 c^-1) и трех перепадах давления (Дp = 15*10⁶ Па, Дp = 10*10⁶ Па, Дp = 5*10⁶ Па).

Для последующего расчета производительности, предварительно определим значения коэффициентов v_в, К_р и К_з - соответственно:

м³, (23)

м³, (24)

м³, (25)

Коэффициенты фактора формы для расчета v_в и К_р находим из уравнений:

;

.

Уравнение производительности примет вид:

, (26)

Эффективная вязкость расплава в канале червяка определяется при средней температуре в зоне дозирования:

⁰C, (27)

где t_2к = 160 ⁰С - температура в конце зоны сжатия.

Градиент скорости в канале червяка:

с^-1, (28)

Вязкость расплава в зазоре находим при температуре стенки цилиндра в зоне дозирования. Принимаем t_ц = t₃ + 50 = 190 + 50 = 240 ⁰C.

Скорость сдвига в зазоре:

, (29)

При частоте вращения червяка n₁ = 1,42 с^-1 градиент скорости в канале червяка с^-1, в зазоре с^-1.

Соответственно этим градиентам эффективные вязкости [2, рис. 12.3] будут равны в канале червяка при t_ср = 175 ⁰С - м_к = 7,5*10² Па*с, в зазоре при t_ц = 240 ⁰С - м_з = 0,88*10² Па*с. Тогда при максимальном сопротивлении головки Дp_г = 950*10⁵ Па получим:

* м³/с.

Из расчета видно, что потоком утечки можно пренебречь.

Рассчитанные значения , м_к и V для выбранных значений n сведены в таблице 8.

Таблица 8. Производительность червячной машины при различной частоте вращения.

n, с-1	, с-1	мк*10-2, Па*с	Дp*10-5, Па	V*104, м3/с	n, с-1	, с-1	мк*10-2, Па*с	Дp*10-5, Па	V*104, м3/с
1,42	97,2	7,5	150	1,12	1,17	80,6	8,4	150	0,2
			95	1,14				95	0,4
			60	1,16				60	0,5
1,34	90,6	7,9	150	1,03	1,00	68,6	9,1	150	0,02
			95	1,05				95	0,04
			60	1,07				60	0,05

Исходя из данных таблицы строится совмещенная характеристика для определения рабочего числа оборотов червяка (см. рис. 6).

Из этого рисунка видно, что частота вращения червяка, отвечающая заданной производительности V₁ = 0,4*10^-4 м³/с, составляет n = 1,17 с^-1. Все дальнейшие расчеты проводим при данной частоте вращения.

Расчет длин технологических зон

Примем геометрическую длину зоны загрузки, где t_ц<t_пл, равной:

мм, (30)

Для определения приращения длины зоны загрузки предварительно найдем следующие величины.

Теплопроводность расплава над твердой пробкой сырья ПЭВД при средней температуре

⁰С, (31)

определим по [2, рис. 12.13]: л = 0,21 Вт/(м*К).

Удельная теплоемкость пробки ПЭВД при средней температуре 92,5 ⁰С по [2, рис. 12.10] равна с_ср = 2,3*10³ Дж/(кг*К).

При известных данных фактор Ф равен:

кг/(м*с), (32)

В зоне загрузки ширина пробки X₀ = b, тогда Ф^/ при расходе сырья G = 116/3600 = 0,032 кг/с составит:

, (33)

Приращение длины зоны загрузки составит:

м, (34)

Общая длина технологической зоны загрузки:

мм, (34)

Длину зоны плавления найдем, последовательно рассчитав изменение ширины пробки по длине участков червяка с различной геометрией.

Длина зоны плавления на первом участке червяка с постоянной глубиной нарезки h₁ = 12 мм равна:

мм, (35)

Относительная ширина пробки в конце участка Дl₁ при ранее рассчитанном Ф^/ = 14,5*10^-3:

, (36)

Для последующего конического участка длиной L₂ = 160 мм:

, (37)

Ширина пробки в конце зоны сжатия:

, (38)

где

, (39)

Для участка зоны дозирования:

, (40)

Определим длину окончания зоны плавления на участке дозирования червяка:

м, (41)

Полученный результат удовлетворяет параметрам работы экструдера, так как зона плавления занимает достаточную длину геометрической зоны дозирования червяка.

Таким образом, объем твердой фазы в конце первого участка уменьшился на 90%. Учитывая, что расчеты дают завышенные результаты, будем считать плавление материала законченным на длине червяка до зоны дозирования. Тогда

мм, (42)



Расчет мощности привода

Скорость перемещения пробки материала вдоль оси канала:

м/с, (43)

Относительная скорость перемещения пробки:

м/с, (44)

Толщина пленки расплава над пробкой материала при плотности с = 795 кг/м³, соответствующей средней температуре t_ср = 197 ⁰С:

м, (45)

Градиент скорости, составит:

с^-1, (46)

Эффективная вязкость расплава по [2, рис. 12.3] при t_ц = 270 ⁰С составит м_э = 4,3*10² Па*с.

Величина мощности диссипируемой в пленке расплава над пробкой:

Вт, (47)

Градиент скорости в зазоре:

с^-1, (48)

Тогда эффективная вязкость м_э при t_ц = 270 ⁰С равна 1*10² Па*с. Мощность, теряемая в зазоре на участке плавления:

Вт, (49)

Определим коэффициент I:

.

Мощность, теряема в канале червяка в зоне дозирования:

Вт, (50)

мощность, теряемая в зазоре на длине зоны дозирования:

Вт, (51)

мощность, теряемая в канале формующей головки:

Вт, (52)

Общие затраты мощности в червячной машине составят:

Вт, (53)

мощность электродвигателя червячного пресса составит

Вт, (54)

2.3 Выбор вспомогательного оборудования

Расчёт ёмкостей и бункеров

Выбираем и рассчитываем объём и размеры бункера для вторичнойгранулы. Бункер имеет цилиндро-коническую форму. Суточная потребность ПНД - 2784 кг; насыпная плотность ПЭВД - 500 кг/м³; коэффициент заполнения бункера для ПЭВД - 0,7. Принимаем D = 2 м.

V = 2784/500*0,7 = 8 м³;

Н_К = tg60* D/2, Н_К = 1,73м;

V_K = (3,14* H_K)/3, V_K = 1,81 м³;

V_Ц = 8,19 м³;

V_Ц = (3,14* D²)/4 * H_Ц

H_Ц = 2,608 м, Н всего бункера = 1,73м + 2,608 м = 4,34 м.

Таким образом, ставим накопительный бункер для ПНД гранулы высотой 4,34 м, объёмом 8 м³ и диаметром 2 м.

Руководствуясь технологическими параметрами а также производительностью производства и стандартами качества продукции, производим выбор прочего вспомогательного оборудования.

Выбор дробилок

Для измельчения отходов ПЭВД выбираем шредер серии WLK 4S компании WEIMA. Универсальные измельчители серии WLK подходят для первичной обработки почти всех полимеров, в частности твёрдых и прочных материалов. Станки без проблем измельчают литники и слитки, трубы, автомобильные бампера, материалы выдувного формования, а также бумагу, картонные изделия, лёгкие металлы и т.д.

Технические характеристики:

Количество ножей на роторе - 17-30 шт

Размеры загрузочного окна - 600Ч900 мм

Объём воронки - 0,6 м 3;

Диаметр ротора - 368 мм;

Частота вращения ротора - 85 об/мин;

Мощность - 30/37 кВт;

Вес - 2 кг

Габариты (ДЧШЧВ) - 2480Ч1610Ч1875 мм

Для наилучшего качества измельчения выбираем дробилку серии NZ 200/400. Данная дробилка предназначена для окончательного измельчения материала, прошедшего через шредер.

Технические характеристики:

Число ножей на роторе - 4Ч400 (штЧмм);

Диаметр ротора - 200 мм;

Ширина ротора - 400 мм;

Ширина загрузки - 400Ч240 мм;

Двигатель - 11/15кВт;

Диаметр трубы под пневмотрансмпорт - 200 мм;

Вес - 500кг;

Габариты (ДЧШЧВ) - 1170Ч850Ч1480 мм

Выбор пневмотранспорта

Для транспортирования дробленки, гранул, пыли и мелких частиц используется 3 системы пневмотранспорта.

Для очищения дроблёнки от пыли и мелких частиц используется циклон ЦН-11. Диаметр - 400 мм, высота - 1862 мм, масса - 66 кг, производительность по воздуху: 970-1270 м³/ч.

Для транспортирования дробленки в бункер экструдера используем автозагрузчик.

Технические характеристики:

Давление сжатого воздуха - 6-8 бар;

Потребление сжатого воздуха - 0.5 Нл/цикл;

Мощность двигателя - 2 кВт;

Ширина х высота х диаметр - 520Ч960Ч280 мм;

Транспортирующая труба ID - 40 мм;

Всасывающая трубка ID - 40/50/60 мм;

Вес - 50 кг.

Описание формующей оснастки

Важной составляющей частью оборудования для переработки пластмасс в изделия является технологическая оснастка. Технологической оснасткой при производстве погонажных изделий, в частности гранул, является экструзионная головка.

При переработке изделий методом экструзии большое значение имеет правильный выбор геометрии формующей полости и подводящих каналов головки, перерабатывающей машины формующих инструментов экструдеров.

Назначение экструзионной головки - придание расплаву полимера формы соответствующего изделия.

Головка крепится непосредственно к экструдеру, нагнетающему расплав под необходимым давлением с заданными скоростью и температурой. Экструзионная головка представляет собой отдельный сменный элемент.

Головка, представленная на чертеже, является угловой и плоскощелевой, служит для получения стренг. Количество одновременно выходящих стренг - 18.

Экструзионная головка для изготовления стренг состоит из корпуса, в который устанавливаются плоскощелевая головка с 18 каналами для выхода стренг. Корпус крепится к материальному цилиндру с помощью переходника болтами. В корпус вставлены 2 термопары ТХА 0179 и ТХК 2488. Обогрев осуществляется с помощью нагревателей по всему периметру корпуса.

Для грануляции стренг выбираем гранулятор SL-GR-200.

Технические характеристики:

Электродвигатель - 4 кВт;

Частота вращения фрезы - 200 об/мин;

Диаметр фрезы - 200 мм;

Габариты (ДЧШЧВ) - 1050Ч840Ч1700 мм;

Масса - 550 кг.

Для охлаждения стренг применяем ванну охлаждения, с объёмом воды - 230л, массой - 110 кг, габаритами 2500Ч600Ч1250 мм.



3. Безопасность и экологичность

Охрана труда

Охрана труда на предприятии - комплекс мер, направленных на сохранение жизни и здоровья работников, в процессе их трудовой деятельности.

Человеческая жизнь - высшая ценность, недопустимо пренебрегать ей в угоду экономической выгоде, поэтому вопросы обеспечения безопасной работы для сотрудников предприятия являются приоритетными при проектировании новых производств.

К мероприятиям по охране труда относятся:

Обеспечение пожаровзрывобезопасности;

обеспечение электробезопасности;

обеспечение гигиены труда;

обеспечение безопасности жизнедеятельности;

управление безопасностью труда.

Охрана труда на предприятии регламентируется федеральными и региональными законами, законодательными и нормативными правовыми актами, а также соглашениями между работодателем и сотрудником и внутренними инструкциями.

В данном разделе рассматриваются вредные производственные факторы, имеющиеся на проектируемом участке цеха, их влияние на здоровье сотрудников и меры по уменьшению их негативного воздействия.

Пожароопасные свойства веществ

К основным параметрам, характеризующим пожароопасность того или иного соединения относятся температура вспышки, температура воспламенения, температура самовоспламенения, а также концентрационные и температурные пределы распространения пламени.

Температура вспышки - наименьшая температура горючего вещества, при которой пары над поверхностью горючего вещества способны вспыхивать при контакте с открытым источником огня без возникновения устойчивого горения.

Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой пары над поверхностью горючего вещества выделяются с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.

Температура самовоспламенения - наименьшая температура горючего вещества, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения и/или взрыва

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) - минимальная (максимальная) концентрация горючего вещества (газа, паров горючей жидкости) в однородной смеси с окислителем (воздух, кислород и др.) при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания (открытое внешнее пламя, искровой разряд)

Температурные пределы распространения пламени - такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

В таблице 9 указаны сведения о пожароопасных свойствах веществ и материалов (ингредиентов, вспомогательных веществ и продуктов) а также рекомендуемые средства пожаротушения.



Таблица 9 - Пожароопасные свойства веществ

Наименование (формула) вещества	Агрегатное состояние	Фазово-дисперсионная характеристика	Температура °С	Пределы распространения пламени	Средства пожаротушения
			Вспышки	Воспламенения	самовоспламенения	Концентрационные, % об.	Температурные, °С	НКРПП аэровзвеси гр/м3
Исходные вещества и материалы
ПЭВД -[-CH2-CH2-]-	Тв.	Гранулят	-	340 (аэрогель)	349-422 (аэрогель)	-	-	20	Прим 1.
Добавка СКП-ПН(ПЭ)402.00 010	Тв.	гранулят	230	Нет данных
Добавка СКП-ПН(ПЭ)402.00 009	Тв.	Гранулят	Нет данных
Добавка СКП-ПН(ПЭ)402.00 007	Тв.	Гранулят	Нет данных
Продукты и отходы
Ацетальдегид С2H4O	Г.	П	-40	-	172	4,1-57	-43ч8	-	Прим 2
Формальдегид СН2O	Г.	П	-	-	430	7ч73	-	-	Прим 3
Оксид углерода (II) CO	Г.	П	-	-	605	12,5ч74	-	-	Прим 3
Уксусная кислота CH3COOH	Г.	П	40	61	465	4,0ч19,9	-	-	Прим2

Примечания:

1. Во избежание создания взрывоопасной среды применять распыленную воду со смачивателями

2. При крупных проливах-распыленная вода, воздушно-механическая пена средней кратности на основе ПО-1Д, Сампо, ПО-6К, ПО-ЗАИ, порошок ПСБ-3, в помещениях - объемное тушение диоксидом углерода CO₂, хладонами 114В2, и 12В1, комбинированным составом из 85% (масс) CO₂ и 15% (масс) CrP₄Br, небольшие очаги - CO_2, вода

3. Объемное тушение хладонами или комбинированным составом, охлаждение водой соседнего с очагом горения оборудования.

Пожарная безопасность

Пожарная безопасность представляет собой единый комплекс организационных и технических мероприятий по предупреждению и локализации взрывов и пожаров.

При возгорании полиэтилена очаг пожара необходимо тушить всеми известными способами. К ним относится: вода, подаваемая в очаг горения сплошной струей или в распыленном состоянии и обеспечивающая охлаждающий эффект, химическая и различной кратности воздушно- механическая пена, оказывающая, в основном, изолирующее действие, порошковые составы, обладающие универсальными свойствами, комбинированные составы.

Производственные и вспомогательные здания оборудуются пожарной сигнализацией и связью.

Предусмотрены автоматические установки тушения пожаров мелкодисперсной водой.

В случае возгорания предусмотрена эвакуация персонала предприятия.

Токсикологическая характеристика веществ

В процессе получения пленки из полиэтилена высокого давления применяются различные вещества, а также образуются продукты реакций, которые при попадании в организм человека могут оказывать на него вредное токсическое (отравляющее) действие.

Для оценки токсичности веществ пользуются классом опасности и ПДК.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Класс опасности - условная величина, предназначенная для упрощённой классификации потенциально опасных веществ. Класс опасности устанавливается в соответствии с нормативными отраслевыми документами. В зависимости от ПДК и среднесмертельных доз при попадании внутрь, на кожу и вдыхании, в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 различают 4 класса опасности, начиная от I - чрезвычайно опасных веществ и заканчивая IV- малоопасными.

Описания токсических свойств используемых и получаемых веществ и материалов, а также средств, применяемых при отравлении ими, приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Токсикологическая характеристика веществ

Наименование вещества	Агрегатное состояние	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Характер воздействия на организм человека	Меры и средства первой помощи
ПЭВД -[-CH2-CH2-]-	Тв	нетоксичен	Не требуется
Добавка СКП-ПН(ПЭ)402.00.010	Тв	нетоксичен	Не требуется
Добавка СКП-ПН(ПЭ)402.00.009	Тв	нетоксичен	Не требуется
Добавка СКП-ПН(ПЭ)402.00.007	Тв	нетоксичен	Не требуется
Ацетальдегид С2H4O	П	5	3	Раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, при высоких концентрациях вызывает удушье, кашель, головную боль, бронхиты, воспаление легких	При ингаляционном отравлении-свежий воздух, затем ингаляция водяных паров с добавлением нескольких капель нашатырного спирта
Формальдегид СН2O	П	0,5	2	Раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, дегенеративные процессы в паренхиматозных органах, сенсибилизация кожи, позднее-явления поражения печени	При раздражении глаз-обильное промывание водой или физиологическим раствором, холодные примочки; при болезненном кашле-кодеин, дианин, горчичники, банки
Оксид углерода (II) CO	Г	20	4	Соединяясь с гемоглобином и блокируя его, оксид углерода нарушает снабжение тканей кислородом, из-за чего возникает кислородное голодание, характеризующееся симптомами поражения ЦНС: шумом в ушах, головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой, резкой слабостью, нарушением сознания, а затем глубокой комой. Концентрация величиной в 0,1% может привести к смерти в течение 1 часа.	При ингаляционном отравлении-немедленное удаление пострадавшего из зараженной атмосферы, ингаляция кислорода, при показаниях-искусственное дыхание, включая аппаратное. Антидотом является метиленовый синий, который вводится внутривенно в виде препарата хромосмона (р-р метиленового синего в глюкозе в ампулах) в количестве 50-100 мл
Уксусная кислота CH3COOH	п	1	2	Раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, 2-3 мг переносимы не более 3-х минут; хроническое воздействие паров вызывает у рабочих заболевание носа, носоглотки, зева, гортани, а также конъюктивиты и бронхиты	При раздражении глаз-обильное промывание водой или физиологическим раствором; при отравлении путем вдыхания-масляные ингаляции с антибиотиками

При работе с материалами и веществами, представленными в таблице 5.3 производственному персоналу необходимо проявлять бдительность и осторожность. Специальных защитных средств при стационарном режиме работы в цеху не требуется, за исключением обязательного наличия спецодежды.

В цехе предусмотрены местные вытяжные устройства, благодаря которым практически все вредные вещества удаляются из помещения. В случае чрезвычайной ситуации (авария, сбой в вентиляционной системе и т.п.) есть вероятность отравления персонала выделяющимися вредными веществами. На этот случай в цехе имеются специальные средства защиты:

В случае аварии с выделением больших концентраций вредных веществ-фильтрующие гражданские противогазы ГП-5 c дополнительными патронами ДПГ-1. В случае аварий местного характера - респираторы "Лепесток" и "Астра".

Микроклиматические условия

В соответствии с санитарными правилами и номами СанПиН 2.24.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" микроклиматические условия устанавливаются в зависимости от категории работ по уровню энергозатрат и периода года.

Работы в цехе экструзии относятся к категории IIа "Средней тяжести" Оптимальные и допустимые микроклиматические условия в производственных помещениях приведены в таблицах 5.3 и 5.4, рекомендуемые показатели величины интегрального показателя среды (ТНС-индекса)-в таблице 5.5. Оптимальные условия устанавливаются по критериям наилучшего теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья и являются предпочтительными на рабочих местах. Допустимые микроклиматические условия не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к общим или локальным ощущениям теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности. ТНС-индекс - эмпирический интегральный показатель (выраженный в °С), отражающий сочетанное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения на теплообмен человека с окружающей средой.

Таблица 11 - Оптимальные величины показателей микроклимата

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха	Скорость движения воздуха, м/с
холодный	IIа(175ч232Вт)	19ч21	18ч22	40ч60	0,2
теплый	IIа(175ч232Вт)	20ч22	19ч23	40ч60	0,2

Таблица 12 - Допустимые величины показателей микроклимата

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха	Скорость движения воздуха, м/с
холодный	IIа(175ч232Вт)	17ч23	16ч24	15ч75	0,1ч0,3
теплый	IIа(175ч232Вт)	18ч27	17ч28	40ч60	0,2

Таблица 13 - Рекомендуемые величины интегрального показателя нагрузки (ТНС-индекса)

Категория работ по уровню энергозатрат	Величина интегрального индекса, °С
IIа(175ч232Вт)	20,5ч25,1

Для обеспечения нормальных метеоусловий надо уменьшить тепловые потери, теплоизолировать аппараты и трубопроводы, экранировать оборудование и обеспечить его герметичность, рационально использовать воздухообмен.

В целях уменьшения тепловых потерь огнеупорные материалы с малой теплопроводностью поверхности защищаются теплоизоляционным материалом.

Для тепловой изоляции применяются теплоизоляционные огнеупорные материалы. Для нагретых аппаратов используется многослойная изоляция.

На пультах управления установлены теплоотражающие экраны для защиты рабочих мест от воздействия теплового излучения.

Для обеспечения герметизации нагретое оборудование обкладывается листами алюминия, а площадь рабочих отверстий делается минимально необходимой для проведения технологических операций.

Для предупреждения перегрева организма применяется рациональный питьевой режим, режим труда и водные процедуры. Рабочие в цехе обеспечиваются подсоленной газированной водой, содержащей от 0,2 до 0,5% хлорида натрия.

Также в целях регулирования микроклимата используется отопление и вентиляция.

Отопление и вентиляция

В данном производстве предусмотрено воздушное отопление, совмещенное с системой вентиляции. При таком отоплении теплоноситель (воздух) нагревают до температуры более высокой, чем температура воздуха в помещении. Нагретый воздух подается в помещение, смешивается с внутренним воздухом и отдает ему то количество тепла, которое возмещает теплопотери помещения. Перемещение нагретого воздуха осуществляется вентиляторами. Применяют отопительно-вентиляционные системы воздушного отопления, в которых используют свежий воздух. Не допускается рециркуляция нагретого воздуха, так как в воздушной среде цехов по переработке пластмасс содержатся вредные вещества. В цеху устанавливается не менее двух вентиляционно-отопительных агрегатов.

Предусмотрена вентиляция трех видов:

1. Общееобменная, приточно-вытяжная вентиляция

2. Местная - вытяжная, благодаря которой вредные пары, газы и пыль удаляются непосредственно от экструдеров. Местная вентиляция представлена в виде вытяжного зонта

Естественная вентиляция представлена в виде аэрации, что способствует большей кратности воздухообмена при меньших энергозатратах.

Шум и вибрация

Санитарно-гигиеническое нормирование вибрации осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрация. Общие требования безопасности", техническое нормирование - в соответствии с Санитарными нормами вибрации рабочих мест СН 3044-84.

В проектируемом предприятии основными причинами возникновения механического шума и вибрации могут быть следующие:

работающее экструзионное оборудование;

некачественный монтаж технологического оборудования;

нарушение правил технической эксплуатации, плохой уход за оборудованием;

несвоевременный и некачественный планово-предупредительный ремонт.

Основными методами защиты от шума и вибрации в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 "Средства и методы защиты от шума" являются следующие:

Установка глушителей на воздуховодах в целях снижения уровня аэродинамического шума, возникающего при работе вентиляционных установок

Установка на экструдеры звукоизолирующих кожухов, внутренняя поверхность которых облицована звукопоглощающим материалом; эти кожухи должны быть снабжены вентиляционными отверстиями с глушителями для отвода, выделяющегося в процессе работы экструдера тепла

Установка упругих прокладок для уменьшения вибрации трубопроводов. Особенно актуальна данная мера в местах стыка трубопроводов, где возможность возникновения вибрации максимальна.

Статическое электричество

При производстве пленки и работе с ней (сматывание в рулоны, протягивание через валки), возможно скопление зарядов на поверхности пленки. В момент прикосновения к такой пленке происходит электрический разряд, вызывающий неприятное ощущение, легкое покалывание. Кроме того, что существеннее, разряды статического электричества являются одним из основных источников возникновения пожара или взрыва. Оборудование, во избежание накопления статического электричества, должно быть заземлено, рабочие места снабжены резиновыми ковриками.

Для нейтрализации зарядов статического электричества необходимо в производственном помещении поддерживать влажность около 60%. Также введение в экструзионную смесь скользящей добавки уменьшает образование статического электричества.

Электробезопасность

Напряжение, используемое в электрической сети цеха - 380В для технологических и 200В для осветительных целей при частоте 50 Гц.

Характер помещений по степени опасности поражения электрическим током, класс помещение по взрыво- и пожароопасности при применении электрооборудования, необходимый уровень и вид взрывозащиты электрооборудования и виды его исполнения представлены в таблице 12 [26].

Таблица 14 - классификация помещений и выбор взрывозащитного электрооборудования

Наименование помещений и участков	Характеристика помещений по степени опасности поражения электрическим током	Класс помещений по ПУЭ	Температурный класс	Уровень и вид взрывозащиты	Условные обозначения выбранного электрооборудования
		По пожароопасности	По взрывоопасности
Производственный цех	С повышенной опасностью	П IIа	В IIa	Без средств взрывозащиты*	-
Складское помещение	Без повышенной опасности	П IIа	В IIa	Электрооборудование не используется

Примечание

* - во взрывоопасных зонах класса В-IIа рекомендуется применять электрооборудование, предназначенное для взрывоопасных зон со смесями горючих пылей или волокон с воздухом. При отсутствии такого электрооборудования допускается применять взрывозащищенное оборудование общего назначения (без взрывозащиты) но имеющее соответствующую защиту оболочки от проникновения пыли.

Для защиты от поражения электрическим током предусмотрены следующие меры

Применение надежной изоляции, в том числе двойной.

Защитное заземление: все открытые металлические части электрически соединяются на главной шине заземления, таким образом разность потенциалов между ними не должна представлять угрозу для человека или животных при касании между двумя частями металлоконструкций.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Использование рубильников - выключателей нагрузки, позволяющих оперативно снять напряжение и освободить попавших под напряжение людей.

Безопасность производственного процесса

Одним из общих требований безопасной эксплуатации производства является ведение процесса в строгом соответствии с требованием технологического регламента.

Обслуживающий персонал должен постоянно следить за нормальной работой оборудования, непрерывной работой вентиляции, наличием и исправностью приборов, блокировочных и сигнализирующих устройств.

При производстве пленки методом экструзии с последующим раздувом необходимо соблюдение общих правил техники безопасности, так как возможны поражения электрическим током, ожоги, механические травмы, и отравления продуктами термического разложения перерабатываемых материалов.

На участке выхода пленки из формующей головки обслуживающий персонал должен работать в спецодежде и защитных перчатках во избежание получения термических ожогов, возникающих при соприкосновении с расплавом полимера и нагретыми частями экструдера, в частности, экструзионной головкой.

Оборудование снабжено местными вентиляционными отсосами, так как при некоторых отклонениях от заданного технологического режима возможно выделение вредных летучих веществ.

Для предотвращения поражения электрическим током рабочие места оборудованы резиновыми ковриками, все оборудование заземлено.

Анализ технологических операций с точки зрения возникающих при их осуществлении потенциальных опасностей и вредных факторов представлены в таблице 13.

Таблица 15. Потенциальные опасности и вредные факторы, возникающие в процессе осуществления разных технологических операций.

Наименование операции	Используемое оборудование	Вещества и материалы, использующееся в операции	Выявленные опасности и вредности	Меры, обеспечивающие безопасное проведение технологической операции
Приготовление смеси	Смеситель напольный	ПЭВД, добавки СКП-ПН(ПЭ)402.00.010 СКП-ПН(ПЭ)402.00.009, СКП-ПН(ПЭ)402.00.007	Травмирование при перемешивании	Устройство аварийной остановки
Загрузка сырья в экструдер с помощью пневмотранспорта	Всасывающие сопла, гибкая трубка бункера	--//--	Попадание зажигательной или горючей смеси в сопло и, в дальнейшем, в бункер-опасность возникновения пожара	Запрет вноса в цех горючих смесей и использования открытого огня.
			Накопление пыли и продуктов распада - опасность возникновения пожара	Постоянный контроль вентиляторов.
			Пробой на корпус - опасность получения электротравм	Обеспечение изоляции и заземления оборудования
Экструзия смеси	Экструдер	--//--	Выделение летучих продуктов - опасность отравления	Применение устройств местной вытяжной вентиляции
			Поражение электрическим током	Применение двойной изоляции
Формирование рукава пленки	Приемное устройство	Смесь ПЭ в расплаве	Ожог о поверхность экструдера или расплав	Использование средств защиты
			Падение с высоты и травма Попадание частей тела в пространство между валками	Соблюдение инструкций по технике безопасности и технических инструкций

Причины, которые могут привести к авариям на проектируемом производстве:

Снижение расхода хладагента. Может возникнуть из-за отказа средств автоматизации технологического процесса или ошибок обслуживающего персонала. Приводит к уменьшению теплоотбора, увеличению температуры перерабатываемого материала, и, как следствие термическому его разложению с выделением вредных веществ в воздух.

Несвоевременная замена фильтрующих сеток. Может привести к возрастанию давления внутри экструдера выше допустимого и, либо к остановке и перегреву мотора с последующим возможным возникновением пожара, либо к разрушению корпуса экструдера

Отсутствие или несвоевременное проведение ремонтно-профилактических работ. Может привести к разрушению оборудования с возможным травмированием рабочих и возникновением пожара.

Выводы по разделу

В разделе проекта "Охрана труда" были произведены расчеты категории помещения по взрывопожарной и пожарной безопасности. Категория помещений цеха - В2, склада - В1

Изучены токсикологические свойства веществ, выбраны необходимые средства индивидуальной защиты, разработаны рекомендации на случай отравления персонала.

Рассмотрены микроклиматические условия на предприятии, описаны системы отопления и вентиляции, рассчитано необходимое количество и тип осветительных устройств.

Рассмотрена безопасность производственного процесса, даны рекомендации по предотвращению травм и несчастных случаев на производстве.

Экологическая безопасность

В современном мире очень остро стоит вопрос влияния человеческой деятельности на природу и окружающую среду. В результате непродуманной хозяйственной деятельности устойчивость биосферы была нарушена и на сегодняшний день человечество стоит перед лицом глобальных экологических проблем, таких, как загрязнение воздуха и связанное с ним глобальное потепление, загрязнение почв, загрязнение рек.

Человечество обязано нести ответственность за совершаемые действия, поэтому если мы хотим сохранить нашу планету пригодной для жизни для будущих поколений, мы должны серьезно подходить к вопросам загрязнения окружающей среды. рукавный пленка экструдер производственный

При проектировании любого современного предприятия необходимо учитывать вредное влияние на окружающую среду, которое оно может оказывать, чтобы уменьшить и компенсировать неблагоприятные последствия деятельности этого предприятия.

Задача этой части проекта - оценить неблагоприятное влияние проектируемого предприятия на окружающую среду, рассчитать допустимые пределы этого воздействия и разработать рекомендации по его сокращению.

Промышленные выбросы в атмосферу

Для оценки выбросов в атмосферу пользуются значениями среднесуточной и максимальной разовой ПДК, а также значением предельно допустимого выброса. ПДК - справочные значения, ПДВ - параметр, рассчитываемый исходя из ПДК, класса опасности вещества, расстояния до населенных пунктов и других объектов промышленности.

ПДКсс (среднесуточная) - это среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населённых мест в мг/мі. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в условиях неопределённо долгого круглосуточного вдыхания.

ПДКмр (максимальная разовая) - концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека.

Сведения о выбросах, образующихся в проектируемом производстве, приведены в таблице 14 [24].

Так как процентное содержание газообразных продуктов нам неизвестно, предположим, что каждый из возможных механизмов реакции термоокисления полиэтилена реализуется с одинаковой вероятностью.

(CH₂-CH₂)_n+0,5nO₂=nC₂H₄O

(CH₂-CH₂)_n+nO₂=2nCH₂O

(CH₂-CH₂)_n+nO₂=nCH₃COOH

(CH₂-CH₂)_n+ nO₂=2nCO+2nH₂0

Потери полиэтилена на термическое разложение составляют 900 грамм с тонны, как видно из расчета 2.7

Если предположить, что по каждому из механизмов разлагается х моль ПЭВД, то массы продуктов, соответственно, будут 44х, 44х, 60х, 56х, массы затрачиваемого кислорода - 8х, 16х, 16х, 16х. Массы разлагаемого по каждой из реакций ПЭВД 36х, 30х, 44х, 40х, суммарная - 150х. Таким образом, х=6г/тонны.

С каждой тонны будет следующее выделение газообразных продуктов

Ацетальдегид и формальдегид по 264 г/тонны.

Уксусная кислота - 360 г/тонны, угарный газ - 336 г/тонны. Теперь, зная выпуск продукции в 1710 т/год, мы можем найти годичные выбросы.

Промышленной пыли содержится 0,5% от массы сырья, т.е, 8,55 тонн/год. Примем, что половина из неё выбрасывается в воздух, половина оседает в производственном помещении и удаляется оттуда во время уборки в качестве твердых отходов.

Таблица 16. - Выбросы проектируемого производства.

Источники выделения вредных веществ	Наименование веществ	Количество, т/год	ПДКсс мг/м3	ПДКмр, мг/м3	Класс опасности	Методы очистки
Экструзионный процесс	Ацетальдегид С2H40	0,451	0,01	0,01	3	Адсорбция
	Формальдегид CH2O	0,451	0,003	0,035	2
	Оксид углерода CO	0,575	3	5	4
	Уксусная кислота CH3COOH	0,616	0,06	0,2	3
Процесс смешения	Промышленная пыль	4,275	0,15	0,5	3	Механическая сухая

В соответствии с ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс, при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника или совокупности источников для данного населенного пункта с учётом развития действующих и проектируемых промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосферу не создадут приземную концентрацию вредных веществ, превышающую ПДК для населения с учётом фоновой концентрации, а также для растительного и животного мира, даже в тех точках, где в приземной атмосфере создаются максимальные концентрации.

Выводы

Рассматриваемое предприятие является опасным производственным объектом и имеет категорию В1 по взрывной и взрывопожарной опасности.

Наиболее вероятной ЧС, которая может возникнуть на данном предприятии, является пожар. Наибольший ущерб пожар принесет, если возникнет на складе сырья, так как там находятся самые большие количества горючих веществ. Причиной пожара может быть нарушение техники безопасности или неисправность электропроводки. В случае возгорания материала на одной из полок склада, пожар перекинется и на соседние и через 38 минут пожаром будет охвачен весь склад. Через 4 минуты от начала пожара концентрация токсичных веществ в воздухе склада может достигнуть летальной, что потенциально опасно для сотрудников предприятия. Для уменьшения ущерба от пожара необходимо как можно скорее локализовать его. Для изоляции источника возгорания используются водяные завесы, автоматически включающиеся при превышении уровня задымления а также укрытие кошмами горящих объектов и объектов, находящихся в непосредственной близости от источника возгорания. Для уменьшения вероятности гибели сотрудников или нанесения их здоровью вреда проводится эвакуация.

Разработаны инструкции для персонала цеха для режима "повседневной деятельности" и "чрезвычайной ситуации". Ликвидация последствий возможна как силами персонала предприятия, так и с привлечением сил аварийно-спасательных служб ближайшего города.



Заключение

В ходе выполнения курсового проекта было спроектировано предприятие по изготовлению гранул вторичного ПЭВД с мощностью производства 1000 тонн в год.

Выполнен расчет материального баланса предприятия. Осуществлен расчет и подбор основного оборудования, его основных сборочных деталей и узлов. Выполнен расчет мощности привода ведущего оборудования. Разработана и принята к внедрению в производство аппаратурно - технологическая схема изготовления гранул вторичного ПЭВД на основе уже существующей технологии. Дана краткая характеристика исходного сырья и готовой продукции.

В разделе «Охрана труда» изучены токсикологические свойства используемых и выделяющихся веществ, выбраны необходимые средства индивидуальной защиты. Рассмотрены микроклиматические условия, а также обеспечивающие их соответствие нормам системы отопления и вентиляции. Рассмотрена безопасность производственного процесса.



Список использованной литературы

1. Кудрявцева З. А., Ермолаева Е. В., Проектирование производств по переработке пластмасс методом экструзии: Учеб. пособие к выполнению курсового и дипломного проектов/Владим. гос. ун-т. Владимир, 2003. - 96 с.

2. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учеб. пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты химических производств»/И.В. Доманский, В.П. Исаков, Г.М. Островский и др.; Под общ. ред. В.Н. Соколова - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. - 384 с., ил.

3. Торнер Р. В., Акутин М. С. Оборудование заводов по переработке пластмасс. -- Москва: Химия, 1986. -- 400 с, ил

4. Ю.Е. Лукач, А.Д. Петухов, В.Е. Сенатос. учебник / Ю.Е.Лукач, А.Д. Петухов, В.А. Сенатос. - М. : Машиностроение, 1981. - 222 с

5. В. К. Завгородний, Э. Л. Калинчев, Е. Г. Махаринский. Оборудование предприятий по переработке пластмасс М.:Химия, 1972 - 461с

6. Э. Бернхард. Переработка термопластичных материалов. М.:"Химия", 1965 г. - 747 с.

7. Э.Л. Калинчев, М.Б. Саковцева. Свойства и переработка термопластов. Справочное пособие. - Л.:, Химия, 1983. - 288 с

8. К. Раувендааль. Экструзия полимеров . Санкт-Петербург, "Профессия", 2008 -768с

9. В. Микаэли. Экструзионные головки для пластмасс и резины. Конструкции и технические расчеты. Санкт-Петербург, "Профессия", 2007 -472с

10. Справочник по пластическим массам, / под ред. Гарбар М.И., Катаев В.М., Акутин М.С. М.: Химия, 1969. - 517 с. ; 106 рис. , 282 библ

11. Е.М. Абдель-Бари. "Полимерные пленки" Санкт-Петербург, "Профессия", 2006 -352с, ил

12. Шембель А.С."Сборник задач и проблемных ситуаций по технологии переработки пластмасс", М.:Химия, 1990 - 272 с

13. Козлов П. В., Брагинский Г. И., Химия и технология полимерных пленок, М., 1965 - 504 c

14. Оленев Б.А., Мордкович Е.М., Калошин В.Ф. Проектирование производств по переработке пластических масс - 256 c

15. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство. Часть 1. Производство тары из полимерных пленок и листов. Москва, МГУП, 2001 - 312 с

16. ГОСТ 16337-77. Полиэтилен высокого давления. Технические условия

17. ГОСТ 10354-82. Пленка полиэтиленовая. Технические условия

18.Журнал "Всё о плёнках", 05.2008,

19.Журнал "Всё о плёнках", 12.2004

20. Экструзионные линии ОАО "Вм-техника". Комплект технической документации

21.Н.В. Делекторский. "Основы экономики проектирования химических предприятий и производств. Методические указания для студентов". М., 1971.- 212 с

22. Л.И. Кошкин "Экономика химического производства" М., РХТУ, 2002 -55 с

23. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справ. издание в двух книгах. /А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н Кравчук и др.-М. Химия, 1990 - 496 с

24. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник. Л., Химия-1985 - 528 с

25. Ковалева Л.А., Вареник О.Н., Хабарова Е.И., Роздин И.А. "Раздел "Экологическая безопасность" в дипломных проектах". М., МИТХТ, 2010 - 62 с

26. Ковалева Л.А., Вареник О.Н., Хабарова Е.И., Роздин И.А. "Раздел "Охрана труда" в дипломных проектах" М. МИТХТ, 2010 - 82 с

27.Тащилин Г.Н., Юртушкин В.И. Организационно-методические указания по выполнению раздела "Защита персонала цеха в чрезвычайных ситуациях" дипломного проекта М. МИТХТ, 2009 - 52 с

28. Берлин А.А, «Горение полимеров и полимерные материалы пониженной горючести», М.Химия // Соросовский образовательный журнал, 1996 №9 с 57-63

29. Ушакова О.Б. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине "Технология изделий из пластических масс и композиционных материалов". Учебно-методическое пособие. М.: МИТХТ, 2004 - 35с

Аппаратурно-технологическая схема



Сборочный чертеж

Размещено на Allbest.ru