Проектирование технологического процесса и оборудования для ремонта шатунно-поршневой группы дизеля

Д_з = 45295185 * (0,15 + 0,09 + 0,3) = 24459400 р.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих

З_д = 0,2 * (З_о + Д_з);(2.26)

З_д = 0,2 * (45295185 + 24459400) = 13950917 р.

Отчисления на социальные нужды

О_с = 0,4 * (З_о + Д_з + З_д);(2.27)

О_с = 0,4 * (45295185 + 24459400 + 13950917) = 33482201 р.

Затраты на материалы равны 200 % от фонда оплаты труда

М = 2 * (З_о + Д_з + З_д);(2.28)

М = 2 * (45295185 + 24459400 + 13950917) = 167411004 р.

Стоимость полуфабрикатов собственного изготовления

П_с = 0,04 * М;(2.29)

П_с = 0,04 * 167411004 = 6696440 р.

Стоимость покупных изделий

П_и = 0,3 * (З_о + Д_з + З_д);(2.30)

П_и = 0,3 * (45295185 + 24459400 + 13950917) = 25111651 р.

Накладные расходы

С_н = 0,85 * (З_о + Д_з + З_д);(2.31)

С_н = 0,85 * (45295185 + 24459400 + 13950917) = 71149677 р.

Расходы на эксплуатацию и на содержание оборудования составляют 7 % от его стоимости. По данным локомотивного депо ст. Жлобин стоимость оборудования дизельного участка составляет Э_о = 215377000 р.

Тогда

С_об = 0,07 * Э_о;(2.32)

С_об = 0,07 * 215377000 = 15076390 р.

Расходы на амортизацию инструмента составляет 45 % от его стоимости, которые принимаются 10 % от стоимости оборудования.

Получим

А_и = 0,45 * 0,1 * Э_о;(2.33)

А_и = 0,45 * 0,1 * 215377000 = 9691965 р.

Подставив численные значения в выражение (2.21), получим

С_ц = 45295185 + 24459400 + 13950917 + 33482201 + 167411004 + 25111651 + 6696440 + 124015372 + 15076390 + 71149677 + 9691965 = 536340202 р.

2.3 Охрана труда и окружающей среды

Разработка мероприятий по охране труда

Общие требования безопасности

Инструкция предназначена для слесарей по ремонту подвижного состава и устанавливает порядок обеспечения безопасных условий труда:

- за невыполнение или нарушение требований, содержащихся, в настоящей инструкции виновные привлекаются к ответственности, предусмотренной законодательством о труде и уголовным кодексом.

- настоящая инструкция составлена на основании инструкции по охране труда для слесарей по ремонту тепловозов ЦТ/4769 "Правила по охране труда при технологическом обслуживании и текущем ремонте тягового подвижного состава и грузоподъёмных кранов на ж.д. ходу".

- работающий имеет право выполнять только работу, входящую в его служебные обязанности или порученную администрацией, в этом случае, слесарь не должен приступать к новой работе без получения от мастера или бригадира инструктажа о безопасных способах её выполнения.

- в связи с разнообразием ремонтных работ в депо производственная деятельность слесаря требует большой внимательности в работе и хорошего знания правил техники безопасности и строгого их соблюдения.

- слесарь обязан сообщить своему мастеру или бригадиру обо всех замеченных нарушениях настоящей инструкции, в том числе о несправностях оборудования, инструмента, защитных приспособлений, спецодежды создающих опасность для жизни людей или являющихся предпосылкой к аварии и немедленно принимать меры по их предупреждению.

- меры безопасности при нахождении на железнодорожных путях:

При нахождении на железнодорожных путях слесарь обязан соблюдать следующие требования:

а) по территории депо к месту работы и с работы проходить только по специальным установленным маршрута служебного прохода.

б) проходить вдоль путей только по обочине или посередине межпутья, обращая внимание на движущиеся по смежным путям вагоны или локомотивы.

в) переходить пути только под прямым углом.

г) при сходе с тормозной площадки держаться за поручни и располагаться лицом к вагону.

д) обходить группы вагонов или локомотивы, стоящие на пути, на расстоянии не менее 5 м от автосцепки.

е) проходить между расцепленными вагонами, если расстояние между автосцепками этих вагонов не менее 10 м.

- во время выхода из служебных помещений необходимо некоторое время выждать, пока глаза не привыкнут к темноте и установится нормальная видимость окружающих предметов.

- слесарю по ремонту подвижного состава необходимость выполнять следующие требования техники безопасности:

а) быть внимательным к сигналам подаваемым водителями движущегося транспорта, крановщиками и выполнять их.

б) переходить смотровые канавы только по переходным мостикам.

в) обращать внимание на знаки безопасности, надписи и другую сигнализацию.

г) курить только в установленных местах.

д) не стоять под поднятым грузом.

е) не прикасаться к работающим машинам и не работать вблизи вращающихся частей, незащищённых предохранительными сетками.

- меры электробезопасности:

а) не прикасаться к электрооборудованию, арматуре освещения, к оборванным электропроводам, другим лёгкодоступным токоведущим частям, не открывать дверцы электрошкафов, не снимать ограждения и защитные кожухи с токоведущих частях, не открывать дверцы электрошкафов, не снимать ограждения и защитные кожухи с токоведущих частей оборудования, не наступать на электрические провода и кабели.

б) электроинструмент, напряжением не выше 36В должен быть взят в исправном состоянии, запрещается производить его ремонт.

- содержание рабочего места:

а) слесари должны содержать рабочие места в чистоте, не допуская загромождения их деталями, приспособлениями и инструментами.

Лишний инструмент и приспособления после выполнения работы должны быть сданы в инструментальное отделение. Обтирочные материалы собираются в специальные металлические контейнеры.

б) запрещается сбрасывать детали, приспособления и инструмент с тележек, дверей, окон, крыши тепловоза, а также размещать их на краях крыш, площадок и ступеньках тепловоза.

Требования безопасности перед началом работы

- привести в порядок рабочую одежду, застегнуть рукава, заправить одежду так, чтобы не было развевающихся концов, убрать волосы под плотно облегающих головной убор. Работать в лёгкой обуви запрещается.

- подготовить и проверить исправность индивидуальных средств защиты: защитные очки при работе с пневмоинструментом, каски при выполнении работ в смотровых канавах.

- проверить наличие и исправность инструмента, необходимого для выполнения данной работы. При работе применять только исправный инструмент и приспособления.

а) молоток должен быть надёжно насажан на исправную рукоятку. Зубила, крейцмейсели, бородки, не должны иметь сбитых или сношенных ударных частей с заусенцами. Размер гаечных ключей должен соответствовать размерам болтов и гаек, если необходимо иметь длинный рычаг, пользоваться ключом с удлинённой рукояткой. Запрещается наращивать ключ другим ключом или трубкой. Напильник и отвёртки должны быть закреплены прочно в рукоятках, на концах которых должны быть металлические кольца.

б) электроинструмент перед выдачей на руки слесарю в его присутствии должен быть подвергнут внешнему осмотру, проверки исправности заземления, проверка работы на холостом ходу. При внезапной остановки, например, при заклинивании, снятие напряжения в сети, а также, при перерыве в работе, электроинструмент необходимо отсоединять от электросети. Слесарю запрещается передавать пневмо и электроинструмент лицам, не допущенным к работе с ними, с инструментом обращаться бережно, не подвергать его ударам, перегрузкам во время работы, воздействию грязи, влаги, нефтепродуктов.

Регулировать и заменять рабочую часть пневмо и электроинструмента в отключённом состоянии. Запрещается ремонтировать электроинструмент на рабочем месте.

в) перед началом работы с пневмоинструментом слесарь должен проверить его и убедиться в том, что:

1) воздушные резиновые шланги без повреждения, закреплены на штуцере;

2) присоединения шлангов к пневмоинструменту и соединение шлангов между собой выполнено при помощи штуцеров или ниппелей с исправной резьбой.

3) сменный инструмент (свёрла, отвёртки и т.п.) правильно заточен и не имеет трещин, выбоин, заусенцев и прочих дефектов, а хвостовики этого инструмента ровные без сколов, трещин и других повреждений, плотно пригнаны и правильно отцентрованы.

4) хвостовик сменного инструмента ударного действия (зубило, обжимки и т.п.) имеет чёткие грани и входит в буксу молотка.

5) пневматический инструмент смазан, корпус инструмента без трещин и других повреждений, клапан включения инструмента легко и быстро открывается и не пропускает воздух в закрытом положении.

- нимательно осмотреть место работы, привести его в порядок, убрать все мешающие посторонние предметы. Инструмент и детали располагать так, чтобы избежать лишних движений и обеспечить безопасность работы. Проверить ограждения, исправность заземления. Перед началом выполнения работ непосредственно на дизеле, в дизельном помещении, слесарь обязан проверить устойчивое положение половиц, площадок, плит настила пола дизельного помещения, отсутствие масла и топлива на их поверхности и открыть верхние люки кузова. Запрещается запуск дизеля при не уложенных кожухах и половицах в дизельном помещении. Каждый слесарь, приступая к работе должен убедиться в том, что все механизмы, агрегаты с вращающимися деталями закрыты кожухами и не угрожают безопасности человека.

При производстве сварочных работ в местах, определённых приказом начальника депо, сварщик должен для защиты глаз и лица шлем-маску или щиток со специальным защитным стеклом. Руки сварщика должны быть защищены брезентовыми рукавицами, а сам сварщик для предохранения тела от ожогов каплями расплавленного металла или воздействия лучей сварочной дуги должен быть одет в брезентовый костюм. Место проведения сварочных работ на дизеле необходимо обеспечить средствами пожаротушения (огнетушитель и ведро с водой).

Перед началом проведения сварочных работ необходимо очистить рабочее место от сгораемого материала и масла.

Выполнение работы

- при выполнении ремонтных работ на всех участках требуется строгое выполнение всех требований по технике безопасности. Все работы должны выполняться согласно правилам ремонта и местным технологическим инструкциям. Работы по подъёму и перемещению дизеля должен руководить мастер или бригадир.

- запрещается производить ремонтные работы при запущенном дизеле. При работе с горячим дизелем необходимо быть весьма осторожным, так как отдельные части дизеля достигают высокой температуры. Запрещается отключать все виды блокировок.

- быть весьма осторожным при выполнении работ на крыше тепловоза. При выкатке и закатке тепловоза шторные ворота должны быть полностью открыты.

При выполнении сварочных работ запрещается работы грузоподъёмными механизмами под локомотивом.

- зачаливать груз только испытанными чалочными приспособлениями, имеющими бирки с указанием сроков испытаний и их грузоподъёмности. Запрещается при подъёме грузов превышать указанную грузоподъёмность подъёмного механизма и стропов. Стропальные работы может производить сам слесарь лишь в том случае, если обучен и прошёл инструктаж по безопасному ведению стропальных работ.

- при подъёме на повышенные площадки или на тепловоз руки должны быть свободны от инструмента, посторонних предметов, поручни лестницы чистые. Опускаться с тепловоза и повышенных площадок нужно лицом к тепловозу или площадке, заранее убедившись, что площадка не загромождена тарой, запчастями. При выполнении работ с плохой освещённостью у слесаря должен быть фонарик, или переносной электросветильник.

- ремонтными работами, производимыми на тепловозе, на путях должен руководить мастер или бригадир. Приняв все меры к исключению возможности запуска тепловоза (проворот коленчатого вала) при производстве любых ремонтных работ на тепловозе.

- ремонтные работы на крыше тепловоза допускается производить только в том случае, если крыша тепловоза очищена от масла и нефтепродуктов. При производстве работ с грузоподъёмными механизмами на крыше тепловоза быть особо бдительным и внимательным.

- на тепловозах с дизелями типа 10Д100 проворот коленчатого вала следует производить с помощью вала поворотного механизма, предварительно проверив исправность блокировочного устройства. Перед началом работ слесарь должен предупредить об этом всех работающих на данном тепловозе. Все работы на агрегатах, сочленённых с коленчатым валом, должны быть прекращены. Пользоваться аккумуляторной батареей при повороте коленчатого вала запрещается.

- перед началом работ слесари обязаны проводить устойчивое положение площадок, плит настила пола дизельного помещения, отсутствие масла и топлива на их поверхности и открыть верхние кузова.

- перед снятием, постановкой и ремонтом цилиндровых крышек дизеля на крыше тепловоза должны быть уложены настилы, имеющие отбортовку, исключающие сползание инструмента и деталей с настила. Отвёртывать гайки следует торцевым и пневматическими ключами, съём и постановку цилиндровых крышек необходимо выполнять плавно, без рывков. При подъёме и постановки крышки цилиндров на блок дизеля запрещается находиться под поднятой крышкой. Запрещается держать на крыше тепловоза лишний инструмент и детали.

- при ремонте подшипников коленчатого вала, когда работы ведутся на тепловозе (лёжа на плитах настила пола дизельного помещения) слесари обязаны пользоваться специальными матами или подстилками. Слесари, выполняющие работы с картером дизеля, должны быть обеспечены также переносными электросветильниками.

- для очистки поршней от нагара применять установку для мойки поршней. Открывать двери на установке нужно только при полном выходе воздуха из системы установки. При выходе в негодность защитных рукавиц (порывы) нужно их заменить.

- при выполнении пассивации вкладышей коленчатого вала необходимо все работы с йодом и ацетоном производить в вытяжном шкафу при действующей вентиляции или на открытом воздухе, работающие должны пользоваться защитными очками, резиновыми фартуками и перчатками. Кристальный йод необходимо хранить в стеклянной таре с притёртой пробкой.

- для поворота коленчатого вала на дизеле на участке нужно использовать электровалоповоротный механизм. Пульт управления должен быть в исправном состоянии (не замазучен, не побит, чтобы провода оголённые не торчали).

- для поднятия частей до 500 кг использовать кран-укосина. Поворот кран укосины нужно производить только с помощью специального троса.

- выемку и запрессовку втулок верхней головки шатуна производиться с помощью пресса, наставок и индукционных нагревателей.

- для работы по очистке выхлопных коллекторов использовать специальные шабера и зубило. При производстве работ пользоваться защитными очками. Вычищать коллектор нужно специальными скребками.

- для ремонта ШПГ нужно использовать специальные стеллажи. Места по ремонту ШПГ должны быть оборудованы специальным приспособлением для подвески поршней к шатунам, а также деревянными настилами. Моечная машина для мойки поршней должна быть оборудована вытяжной вентиляцией и должна находиться в исправном состоянии.

- при мойки картера дизеля использовать щиток-наголовник с прозрачным экраном или защитными очками. При этом работы на дизеле должны быть прекращены. Быть осторожным и внимательным при работе с едкой горячей жидкостью.

Требования безопасности в аварийных ситуациях

- при обнаружении неисправностей технологического оборудования необходимо оборудование отключить и доложить мастеру.

- при возникновении пожара остановить технологический процесс, отключив подачу электроэнергии. Немедленно сообщить об этом в пожарную команду 7-01, приступить к тушению пожара. Электроустановки тушить углекислотным или порошковым огнетушителем. Остальные очаги пожара тушатся пенным или порошковым огнетушителем.

Требования безопасности по окончании работы

- по окончании ремонта слесари обязаны отключить оборудование, закрыть сжатый воздух, смотать провода, убрать горючие вещества, масла, осмотреть состояние всех узлов, убрать ненужный инструмент, оставшиеся детали и основное внимание обратить на установку всего ограждения. Обо всех обнаруженных неисправностях сообщить мастеру.

- соблюдать правила личной гигиены.

а) на участке должна быть аптечка с медикаментами и перевязочным материалом, необходимым для оказания первой помощи.

б) слесари, имеющие контакт с нефтепродуктами, маслами должны применять защитную пасту, "Аиро" или "Хоот", которая должна наноситься на предварительно хорошо вымытые сухие руки дважды в течение рабочей смены (перед работой и после перерыва).

в) перед приёмом пищи необходимо мыть руки тёплой водой с мылом.

- слесари обязаны следить за исправностью спецодежды, сдавать её в химчистку не реже одного раза в три дня, а также содержать шкафчик в порядке.

Меры первой до врачебной помощи при различных травмах

- для остановки кровотечения необходимо:

а) пальцевое прижатие повреждённых сосудов.

б) наложение жгута или сжимающей повязки.

в) сгибание конечности.

- при переломах и вывихах пострадавшего немедленно до прибытия врача следует уложить в удобное положение так, чтобы сломанная конечность находилась в полной неподвижности и положить на неё повязку с шинами.

- при ранении использовать стерильный перевязочный материал. На рану необходимо накапать несколько капель йодной настойки, а затем перевязать рану. При попадании инородного тела в глаз удалять его можно промыванием раствором борной кислоты или чистой водой, марлевым тампоном или ватным. Тереть глаза не следует.

- при ожоге необходимо снять остатки сгоревшей одежды, на ожоговые раны положить сухие повязки (бинт, полотенце) не допускать его охлаждения.

- при поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от действия тока, так как от продолжительности этого действия зависит тяжесть электротравмы. Поэтому первым действием оказания помощи должно быть немедленное отключение той части электроустановки, которой касается пострадавший. Отключение производится с помощью выключателей, рубильника. Если пострадавший находится на высоте, то при освобождении его от тока необходимо принять меры, предупреждающее его падение. При освобождении пострадавшего от токоведущих частей следует пользоваться канатом, палкой, доской или другим сухим предметом, не проводящим электрический ток. После освобождения пострадавшего от действия электрического тока необходимо оценить его состояние и приступить к оказанию первой помощи. Если пострадавший в сознании, но до этого был или находился в бессознательном состоянии, но с сохранившимся устойчивым дыханием и пульсом, его следует уложить на подстилку, расстегнуть одежду, стесняющую дыхание, создать приток свежего воздуха, создать полный покой, непрерывно наблюдая за пульсом и дыханием, удалить лишних людей. Если у пострадавшего отсутствует сознание, дыхание, пульс, а зрачки широкие, можно считать , что он находится в состоянии клинической смерти и немедленно приступить к оживлению организма с помощью искусственного дыхания по способу "изо рта в рот" и наружного массажа сердца. Для проведения искусственного дыхания, пострадавшего укладывают на спину. В начале обеспечивают проходимость дыхательных путей. После этого оказывающий помощь подсовывает сбоку от головы пострадавшего, одну руку подсовывает под шею пострадавшего, а ладонью другой руки надавливают на лоб, максимально запрокидывая голову. Оказывающий помощь делает глубокий вдох и энергичный выдох, вдувая воздух в рот пострадавшего. Если помощь оказывает один человек, то после двух вдуваний, он ложит ладонь одной руки на нижнюю половину грудины, а пальцы приподнимает, ладонь второй руки он кладёт поверх первой поперёк и надавливает, помогая наклоном своего корпуса. На каждые два вдувания - 15 надавливаний на грудину. Если эти мероприятия проводятся правильно, кожне покровы розовеют, зрачки сужаются, самостоятельное дыхание восстанавливается. Всё это производится до приезда медицинского работника.

Установление опасных и вредных производственных факторов в технологическом процессе участка

Установление опасных и вредных производственных факторов в технологическом процессе участка представлено в отдельной ведомости согласно ГОСТ 12. 0.003-74 приведена в пояснительной записке.

Расчёт искусственного освещения дизельного участка

Для общего освещения производственного помещения площадью S_д = 66 _* 24 м² и высотой подвеса h = 12 м осуществляется двухламповыми люминесцентными светильниками типа ОДОР. Светильники размещены в виде светящихся линий, расположенных на расстоянии 6м одна от другой по 35 штук в каждой линии. Коэффициенты отражения потолка, стен и расчётной поверхности соответственно равны: с_п = 0,7; с_с = 0,5; с_р = 0,1. Необходимо рассчитать световой поток источника света и подобрать лампу, если нормированная освещённость E_min = 300лм, а коэффициент запаса К = 1,5. Затемнение рабочих мест отсутствует.

Определяем вначале индекс помещения

I = A _* B / h _* (A + B) = 66 _* 24 / 12 _* (66 + 24) = 1,47 ? 1,5.

Используя источник [9], приложение 4, определяем коэффициент использования светового потока. Для осветительной установки со светильниками ОДОР при рассчитанном индексе помещения и заданных коэффициентах отражения з = 0,51. При заданном размещении и выбранном типе коэффициент z = 1,1…2. Принимаем z = 1,118. При этом световой поток каждого источника света, необходимый для обеспечения уровня нормируемой освещённости, определяется по формуле

F = E_{min *} S _* K _* Z / з _* n_л = 300 _* 66 _* 24 _* 1,5 _* 1,118 / 0,51 _* 384 ? 4070лм.

Ближайшая по световому потоку [9], приложение 1 люминесцентная лампа типа ЛД - 80. Имеет следующие характеристики:

N = 80Вт;

U = 102B;

I = 0,865A.

2.4 Исследовательский раздел

"Разработка систем промывки в гальваническом производстве"

Сточные воды гальванического производства составляют 30 - 40% от общего количества сточных вод при полной загрузке тепловозоремонтного предприятия. Широкий спектр значительного количества токсичных веществ, присутствующих в сточных водах ставит гальваническоепроизводство на одно из первых мест по экологической опасности.

Задача исключения вредного воздействия стоков гальванического производства на окружающую среду решается применением целого комплекса мероприятий, в котором особое внимание занимает создание эффективной системы водоиспользования, в состав которой входит:

- система водоиспользования гальванических линий;

- кустовые установки обработки стоков;

- общесистемное сооружение сбора и транспортировки сточных вод;

- центральные очистные сооружения (ЦОС);

- система водоподготовки и водоподачи.

Система водоиспользования гальванической линии имеет:

- системы промывки деталей после технологических операций;

- локальные установки обработки стоков по замкнутому или частино замкнутому циклу;

- локальные установки предварительной обработки стоков.

Основную роль в системе водоиспользования линии играет система промывки.

Система промывки - это действующий набор технических средств, обеспечивающих требуемое качество промывочной операции при определённых расходах воды, схеме, режиме водоподаче и водоотведения, методе промывки.

В связи с несколькими различными функциями систем промывки среди них можно выделить три вида:

1 Автономные;

2 Улавливающие;

3 Совмещённые.

Автономные системы - это системы, в которых детали промываются только после одной технологической операции.

Улавливающие системы выполняют две функции: промывку деталей и улавливание раствора, выносимого на поверхности загрузок при обслуживании технологических ванн (ОТВ).

Совмещённые системы являются производственными от автономных систем промывки. Их особенность заключается в том, что в них выполняется промывка деталей после разных технологических операций, возможно даже с разными основными компонентами. Это обстоятельство позволяет сократить потребление воды и сброс сточных вод с помощью установки меньшего числа ванн промывки, чем при применении автономных систем. Особенно удачно такие системы вписываются в линии, в которых совмещены несколько процессов. Совмещённые системы могут быть построены на базе следующих схем:

- специальный противоточный;

- прямоточный;

- смешанный.

Каждая из описанных систем промывки имеет определённые свойства, учт которых позволяет резко повысить эффективность работы всей системы водоиспользования гальванического производства. В соответствии с концепцией будем рассматривать эффективность системы водоиспользования, включающую:

- удельный показатель расхода свежей воды, дм / м²;

- удельный показатель сброса сточных вод в городскую систему канализации, дм / м²;

- долю оборотной воды в общем, водопотреблении, %;

- эффект очистки по каждому компоненту в стоках, %;

- дополнительное засоление обработанного стока, %;

- количество образующегося осадка, м³ / м³;

- удельный расход электроэнергии на технологический процесс очистки стоков, кВт / дм³.

Таблица 7 - Основные свойства систем промывки

Система промывки	Свойства
Одноступенчатая	Занимает минимальный размер производственной площади, требует большого расхода воды. Сток отличается невысокими концентрациями загрязнений. В качестве первой ступени в сложных системах обеспечивает высокий коэффициент удерживания при относительно малом расходе воды. Отличается неустойчивостью в условиях гибкого производства.
Противоточная	Требует увеличенных производственных площадей при размещении. Изменяет циклограмму автооператора, ритм выхода загрузок. Позволяет резко снизить в 10-15 раз расход воды на промывку. Обеспечивает сток с высокими концентрациями компонентов. В качестве первого узла в смешанной системе промывки обеспечивает коэффициент удержания ? 95% при относительно малых расходах промывочной воды.
Прямоточная	Обладает всеми свойствами противоточной схемы и позволяет в каждой ступени применить свой тип промывки (горячей, тёплой, холодной) и осуществить подачу разной по качеству воды в каждую ступень. Обеспечивает разделение стока по концентратам: - высокая концентрация компонентов в стоке от первой ступени; - низкая концентрация второй ступени. При количестве ступеней больше двух позволяет создавать легко перестраиваемую систему промывки.
Смешанная	Обладает всеми свойствами противоточной и прямоточной систем, может усиливать специфические свойства прямоточной системы промывки в части деления потоков по концентрациям.
Улавливающая пристроенная	Требует увеличение производственной площади для своего размещения. Обеспечивает возврат химикатов, внесённых в составе растворов на поверхности загрузок до 90%, резкое снижение требуемых для промывки в автономной последующей системе расходов воды. Изменяет циклограмму автооператора, может изменить темп выхода загрузок. Требует создания специальной системы регулирования подачи воды. Для подпитки требуется обессоленная вода. Резко повышает устойчивость автономной последующей системы промывки в условиях гибкого или аритмичного производства.
Улавливающая встроенная	Не требует увеличение производственных площадей. Сокращает расход воды и возврат химикатов до 50%, вынесенных в составе растворов на поверхности загрузок. Для подпитки требуется обессоленная вода.
Совмещённая на основе прямоточной схемы	Обладает всеми свойствами прямоточной автономной системы промывки. Позволяет выполнить промывку после разных операций, что обеспечивает сокращение расхода воды при меньшем числе ванн в линии, чем в случае использования автономных систем.
Совмещённая на основе смешанной схемы	Обладает всеми свойствами смешанной автономной системы промывки. Позволяет выполнять промывку после разных операций, что обеспечивает сокращение расхода воды при меньшем числе ванн в линии, чем в случае использования автономных систем.

В настоящее время по известным причинам отсутствуют возможности полноценной реализации решений в стиле комплексного подхода. Однако уже сегодня необходимо готовить технический задел в рассматриваемой области техники, который будет являться составной частью разработок, способствующих возрождению отечественной промышленности на новой научной и технической базе.

Варианты исходных данных:

- новое строительство экологически совершенного производства;

- реконструкция существующего производства в условиях ограничения выделяемых производственных площадей;

- налаживание работы действующего производства в качестве базового с учётом экологических требований к системе водоиспользования.

В любом случае придётся исходить из следующих условий:

- необходимость сведения к минимуму капиталовложений;

- стремление заказчика получить максимальный показатель съёма продукции с 1м² производственной площади;

- жестких требований к качеству стоков, направляемых в городскую канализацию, вплоть до запрещения сброса таковых вообще;

- высокой стоимости вывоза отработанных растворов на кустовые станции;

- высокой стоимости потребляемой воды и платы за сброс стоков;

- высокой стоимости вывоза осадка и его переработки;

- высокой стоимости тепло- и электроэнергии;

- необходимости учёта требований гибкости гальванического производства.

Ванна улавливания (ВУ) является простейшим представителем улавливающих систем в составе системы водоиспользования.

Функции ВУ - наряду с промывкой деталей до определённой степени обеспечения возврата части вынесенного на поверхности загрузок раствора в обслуживаемую технологическую ванну (ОТВ). Причинами уменьшения объёма раствора в ОТВ являются:

- испарение с поверхности;

- унос бортовыми отсосами брызг раствора, образующегося при барботаже и при падении капель с поднятой загрузки;

- унос бортовыми отсосами аэрозолей, выносимых газами при электролизе;

- за счёт разности вносимого с загрузками в ОТВ количеств воды из предыдущей промывки и вносимого количества раствора.

Возможности ВУ рассмотрим с учётом следующих предпосылок:

- подача раствора из ВУ в ОТВ происходит периодически через равные промежутки времени Т_n;

- в ВУ обрабатываются загрузки с одинаковым объёмом V₃ выноса раствора на поверхности;

- загрузки поступают строго ритмично.

Степень обмывки в ВУ характеризуется коэффициентом удерживания:

К_уд = G_вн - G_вын / G_вн;(2.35)

где Gвн - количество j-го компонента, внесённого в ВУ с загрузками, г;

G_вын - количество j-го компонента, вынесенного из ВУ с загрузками, г.

Предположим

G_вн = F_q * C_o, a G_вын = F_q * C_k;(2.36)

где Fq - часовой вынос электролита с загрузками, дм³ / ч;

C_o - концентрация j-го компонента, включая основной, в составе выносимого из ОТВ электролита, г / дм³;

C_k - концентрация j-го компонента, включая основной, в растворе на поверхности деталей, выносимых из ВУ, г / дм³.

Тогда получим

К_уд = 1 - C_k / C_o; (2.37)

К_уд = 1 / 1 + F_q / Q;

где Q - расход воды, подаваемой в ВУ, дм³ / ч.

Эффективность улавливания принято оценивать коэффициентом улавливания:

К_ул = G_воз / G_вн;(2.38)

где Gвоз - количество j-го компонента, возвращённого в ОТВ., г;

Так как объём W разовой откачки раствора в ОТВ. не превышает 10% V (объёма ВУ), с достаточной точностью, то

C_o * V₃ * I_n = C_в * W + C_в * V₃ * I_n;(2.39)

где I_n - число загрузок, обработанных за период между откачками; C_в- концентрация j-го компонента в ВУ в период подпитки ОТВ, г / дм³.

После преобразований, получим

F_q * C_o = C_в * X + C_в * F_q ;(2.40)

где Х - интенсивность потерь объёма раствора в ОТВ, дм³ / ч.

Из условия Х = Q_n (Q_n - расход подпитки) получим

C_в = F_q * C_o / F_q + Q_n;(2.41)

Произведя преобразования, получим

К_ул = 1 / 1 + F_q / Q_n;(2.42)

Повышение общей эффективности использования ВУ возможна за счёт:

- снижение выноса F_q раствора загрузками;

- повышение расхода подпитки Q_n и соответственно снижения расхода

стока Q_ст;

- повышение расхода на промывку (Q = Q_n + Q_ст).

При Q = Q_n (тогда Q_ст = 0), К_ул = К_уд и это значение К_ул является относительно К_уд максимально возможным. Однако в зависимости от конфигурации деталей, вида и конструкции существует определённый предел ниже которого уменьшить вынос невозможно. Величина Q_n также ограничена условием Х = Q_n и не может быть увеличена без применения дополнительных технических средств. Таким образом, для простой одноступенчатой системы улавливания существует определённый предел эффективности, определяемый как отношение б = F_q / Q_n.

Повышение коэффициента улавливания простой улавливающей системы возможно при увеличении числа ступеней в системе с организацией их по противоточной схеме. В этом случае

К_ул = 1 - С_к / С_о;(2.43)

где С_к- концентрация j-го компонента в последней ступени улавливающей системы, г / дм³.

Значение С_к получим из зависимости

Q = F_q * [K - 1 / ^Nv K^N-1];(2.44)

где К - безразмерный коэффициент, К = С_о / С_к; N - число ступеней.

В графической части представлены: схемы систем промывок и зависимость К_ул = f(б), при N = 1 и N = 2.

Однако увеличение числа ступеней в составе гальванической линии не всегда возможно, особенно если такая попытка делается в действующем производстве или при реконструкции.

На основе изложенного выше применяем сложную систему улавливания, в которой будут использованы аппарат обратного отсоса и установки ионного обмена.

Применение установок обратного отсоса в системе водоиспользования гальванического производства в основном рассматривается как средство создания локальной бессточной и безотходной системы. В особенности, это актуально в условиях резкого роста стоимости электроэнергии. В графической части проекта изображены две системы улавливания: первая - с одноступенчатой улавливающей системой, а другая - со сложной системой улавливания.

Рассмотрим возможности такой системы, опираясь на известные закономерности по этим установкам.

Для элемента аппарата обратного отсоса установлены следующие зависимости:

С_к / С_ст = б₁^R;(2.45)

где Сст - концентрация j-го компонента концентрата в стоке, г / дм³;

б₁ - безразмерный коэффициент соотношения концентраций;

R - селективность мембран в аппарате обратного отсоса.

С_ф / С_ст = 1 - б₁^1-R / 1 - б₁;(2.46)

где С_ф- концентрация j-го компонента в концентрата в фильтрате от аппарата, г / дм³.

Q_ст = Q_ф / 1 - б₁; (2.47)

где Q_ст - расход стока от ВУ, поступающий на аппарат, дм³ / ч;

Q_ф - расход фильтрата поступающего от аппарата, дм³ / ч.

С_ф = 1 - б₁^1-R / 1 - б₁; (2.48)

Q_ф = Q_ст - Q_к;(2.49)

где Qк - расход стока от аппарата, дм³ / ч.

б₁ = Q_к / Q_ст;(2.50)

Балансовое уравнение относительно ВУ:

F_q * C_о + Q_ф * C_ф = Q_ст * C_ст + F_q * C_ст;(2.51)

После преобразований, получим

C_ст = С_о / 1 + б₄ / б₁^R;(2.52)

б₄ = Q_к / F_q;(2.53)

Коэффициент улавливания такой системы

К_ул = Q_к * С_к / F_q * С_о;(2.54)

После преобразований, получим

К_ул = 1 / 1 + б₄ / б₁^R;(2.55)

Коэффициент удерживания такой системы

К_уд = 1 - С_ст / С_о ;(2.56)

где С_ст = С_о.

Отсюда

К_уд = 1 / 1 + б₁^R / б₄;(2.57)

Эти формулы достаточно универсальны, при R = 0 (то есть поток идёт в обход аппарата обратного отсоса), то получаем формулу для расчёта простой улавливающей системы.

В графической части проекта из графика К_ул = f (б₁,б₄, R) видна высокая эффективность такой улавливающей системы, даже при относительно невысокой интенсивности потерь объёма раствора ОТВ (Х = Q_к).

Коэффициент улавливания К_ул > 0,9 в случае, если аппарат позволяет сжимать сток Q_ст до размера концентрата Q_к < 0,2 Q_ст (б₁ = Q_к, Q_ст). В этом диапазоне возрастает влияние на эффективность улавливания селективности мембран, что особенно заметно при невысоких значениях F_q, б₄ = Q_к.

Другой положительной стороной такой схемы является исключение стока от ванны улавливания, как первого узла прямоточной или смешанной схемы промывки. Эффективность влияния на расход воды на промывку во втором узле сохраняется и это влияние тем больше, чем большую степень сжатия стока позволяет осуществить применяемый аппарат обратного отсоса.

Размещено на Allbest.ru