Разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологического оборудования минипекарень (D_8_S)

Посмотреть архив целиком

Охрана труда и окружающей среды

Охрана труда и окружающей среды: безопасность труда при работе с расстойным шкафом

В нашей стране вопросам охраны труда и окружающей среды уделяется особое внимание. Правительством России поставлена задача дальнейшего повсеместного улучшения условий труда за счет автоматизации и механизации производственных процессов, а также применения на предприятиях современных средств техники безопасности.

Цель настоящего дипломного проекта заключается в обеспечении улучшения качества выпекаемых изделий, уменьшении процента брака и снижении трудоемкости и сложности операции расстойки тестовых заготовок.

Проектируемый система управления предназначена для расстойного шкафа, входящего в минипекарню (см. план помещения на чертеже), имеющую в своем составе следующие виды оборудования для выпечки хлебобулочных изделий:

  • месильная машина для замеса опары с объемным дозатором муки и дозировочной станцией для жидких компонентов;

  • агрегат для брожения опары;

  • месильная машина для замеса теста;

  • тестоделительная машина;

  • округлитель;

  • закаточная машина;

  • расстойный шкаф;

  • хлебопечь.

Анализ опасностей и вредностей

Проведем анализ опасностей и вредностей имеющих место при работе с расстойным шкафом в составе минипекарни.

На основе анализа технологических процессов данного производства можно выделить вредности и опасности присущие ему. Таковыми являются:

  • технологическое оборудование;

  • электроприборы и электропроводка;

  • плохие метерологические условия на рабочих местах (температура, влажность и т.п.);

  • шум и вибрации;

  • недостаточная освещенность на рабочих местах.

Исходя из этого, следует уделить большое внимание обеспечению безопасности работы технологического оборудования, электробезопасности, нормативных метеорологических условий на рабочих местах, а также защитным мероприятиям от шума и вибраций, обеспечению необходимой освещенности на рабочих местах.

Далее рассмотрены некоторые меры и требования по обеспечению безопасности труда при работе с расстойным шкафом.

Безопасность работы технологического оборудования

Общие требования безопасности к конструкции производственного оборудования установлены в ГОСТ 12.2.003-74 “ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности”.

Конструкция расстойного шкафа обеспечивает защищенность персонала пекарни от взаимодействия с агрегатами, опасными для человека, среди которых:

  • нагревательные элементы (ТЭНы);

  • парогенератор;

  • циркуляционный вентилятор;

  • насос;

  • блоки системы управления.

Все эти агрегаты собраны под защитным кожухом в верхней части расстойного шкафа.

Сигналы о неисправностях расстойного шкафа подаются на его пульт управления и дублируются звуковым сигналом с одновременным отключением оборудования. То же происходит при отключении воды. Проектируемая система управления предотвращает перегрев ТЭНов выше критической температуры и повышение или понижение уровня воды в камере парогенератора за критические отметки, что могло бы привести к аварийной ситуации.

Все это исключает эксплуатацию расстойного шкафа в неисправном и опасном для персонала хлебопекарни, состоянии.

Электробезопасность

На основе Правил устройства электроустановок (ПУЭ-92) помещение цеха, где производится выпечка хлеба по степени опасности поражения электротоком относят к помещениям особо опасным, так как температура в цехе t>30°С, влажность воздуха j>75%, полы в помещении токопроводящие. Поэтому необходимо принять особые меры электробезопасности, исходя из требований ГОСТ 12.2.007.0-75 “ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности”; ГОСТ 12.1.030-81 “ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление и зануление”.

Вся электропроводка проведена в защищенных от человека местах, что исключает возможность повреждения ее изоляции персоналом пекарни. Расстойный шкаф и проектируемая система управления для него выполнены так, чтобы их токоведущие части были не доступны для случайного соприкосновения и изолированы. Это достигается защитными ограждениями, блокировкой аппаратов, защитными заземлениями. При снятии кожухов предусмотрена электрическая блокировка.

По технологическим требованиям для электропитания расстойного шкафа используется четырехпроводная сеть, так как она обеспечивает два рабочих напряжения - линейное (380В) для силовых цепей и фазное (220В) для цепей управления. Исходя из требований безопасности и в связи с невозможностью обеспечить хорошую изоляцию электроустановок из-за высокой влажности в помещении, используется сеть с заземленной нейтралью. Несмотря на то, что в период нормального режима работы сети она является более опасной по условиям прикосновения к фазному проводу, в аварийный период, когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с заземленной нейтралью менее опасна.

В трехфазных четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью заземление не обеспечивает защиты. При фазном напряжении Uф=220В ток однофазного короткого замыкания

Iз = Uф / (Rз + R0) = 220 / (4 + 4) = 27,5 А,

а напряжение на заземленном корпусе

Uз = Iз ´ Rз = 27,5 ´ 4 = 110 В.

Корпуса оборудования будут находится под опасным напряжением, не смотря на то, что они заземлены. Поэтому для защиты людей в таких случаях используется не заземление, а зануление, принцип работы которого приведен на чертеже.

Зануление - это способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат. Для этого металлические нетокопроводящие части расстойного шкафа, которые могут оказаться под напряжением, соединяются с нулевым защитным проводником, идущим к нейтральной точке обмотки трансформатора с глухозаземленной нейтралью.

Цепь зануления (трансформатор - фазные провода - защитные нулевые проводники - трансформатор) имеют весьма малое сопротивление ( < 1 Ом). При замыканиях на корпус ток короткого замыкания, проходящий по этой цепи, достигает сотен ампер.

Основное требование безопасности к занулению заключается в том, чтобы обеспечить срабатывание защиты за доли секунды при замыканиях на корпус. Для надежного и быстрого отключения необходимо, чтобы ток короткого замыкания Iкз превосходил номинальный ток отключающего автомата:

Iкз ³ k ´ Iном,

где Iном - номинальный ток отключения автомата,

k - кратность тока короткого замыкания относительно тока отключения автомата.

Для отключающих автоматов с тепловым расцепителем с обратно зависимой от тока характеристикой k = 3.

Ток короткого замыкания определяется по формуле:

где Zт - полное сопротивление трансформатора;

Zф - полное сопротивление фазного провода;

Zнп - полное сопротивление нулевого провода;

Полная проводимость нулевых защитных проводников во всех случаях должна быть не менее 50% проводимости фазного провода или в переводе на сопротивления:

Zнп £ Zф

В нашем случае:

k = 3;

Iном = 100 А;

Zт = 0,5 Ом;

Zф = 0,4 Ом;

Zнп = 0,1 Ом.

Тогда:

Следовательно условие 330 ³ 3 ´ 100 выполняется и отключение при замыкании произойдет надежно и быстро.

Для повышения эффективности системы зануления особое внимание уделяется надежности металлической связи корпуса расстойного шкафа с заземленной нейтралью источника питания через нулевой провод.

Исправность изоляции - это основное условие безопасности эксплуатации и надежности электроснабжения. В сетях с заземленной нейтралью большую роль играет состояние изоляции. При плохом ее состоянии могут происходить замыкания на землю (корпус) и короткие замыкания. Поэтому, для обеспечения безопасности, сопротивление изоляции должно быть Rиз > 0,5 МОм.

Согласно ГОСТ 12.3.019-80 “ ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности” необходимо выполнять замеры на исправность зануления электроустановок и проводить периодический контроль изоляции по ее сопротивлению.

Обеспечение на рабочих местах нормативных метерологических условий

Метерологические условия характеризуются следующими показателями:

  • Температура окружающего воздуха в помещении;

  • Относительная влажность;

  • Скорость движения воздуха в помещении;

  • Интенсивность теплового излучения;

  • Температура поверхностей, ограждающих рабочую зону.

Эти показатели оказывают влияние на здоровье и работоспособность обслуживающего персонала цеха.

Помещение, где выпекается хлеб, имеет избыток тепла. По сравнению с оптимальными параметрами наблюдается превышение температуры на 4 - 6 °C и относительной влажности на 15 - 30%.

Нужный микроклимат достигается наличием приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей необходимый воздухообмен и теплоизоляцию.

Нормирование производственного микроклимата осуществляется по ГОСТ 12.1.005-88 “ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”. Работы, выполняемые в хлебопекарном цеху, относят к категории средней тяжести IIa. Энергозатраты, связанные с выполнением этих работ, составляют до 1050 кДж (250 кКал).

С целью улучшения общего микроклимата применяется общеобменная вентиляция, которая обеспечивает температуру в помещении не выше 27 °C при относительной влажности воздуха не более 65 %.

Вентиляция обеспечивает в теплый период года удаление теплоизбытков из производственного помещения и поддержание допустимой температуры воздуха в рабочей зоне. Допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений для постоянных рабочих мест и категории работ средней тяжести IIa приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1

Нормированные значения параметров среды в рабочей зоне для категории работ средней тяжести IIa и постоянных рабочих мест

Период года

Температура,°C

оптимальная допустимая

от до

Относительная

влажность, %

оптимальная допустимая

Скорость воздуха, м/с

оптимальная допустимая

Холодный

18¸20

17

23

40¸60

75

0,2

£ 0,3

Теплый

21¸23

18

27

40¸60

65 при 26°C

0,3

0,2 ¸ 0,4



Кроме этого предусмотрена местная вытяжная вентиляция (см. чертеж) над расстойным шкафом, хлебопечью, так как в них происходит сильное выделение энергии, и над агрегатами, в которых производится разделка, округление и закатка теста, так как на этих операциях происходит обсыпка теста мукой.

Поскольку, в целях профилактики тепловых травм, температура наружных поверхностей технологического оборудования или ограждающих его устройств не должна превышать 45°С, расчитаем необходимую толщину теплоизоляции для расстойного шкафа.

Его стенки выполнены из стальных листов из стали 30ХГСА толщиной

dст = 0.001 м,

имеющих коэффициент теплопроводности

lст = 45 Вт/(м*гр).

Теплоизоляционный материал представлен пенополиуретаном, для которого коэффициент теплопроводности

lиз = 0,10 Вт/(м*гр).

Ее толщину определяем по формуле:

где a1 и a2 - общие коэффициенты теплоотдачи соответственно к внутренней поверхности стенок и от наружной их поверхности, согласно справочным данным

a1 = a2 = 10 Вт/(м2*гр);

k - коэффициент теплопередачи из рабочего пространства агрегата в окружающую среду:

k = qпот/(tр - tв)

при максимальной температуре рабочего пространства расстойного шкафа

tр = 75 °C

и температуре воздуха окружающей среды

tв = 25 °C

qпот - удельные тепловые потери стенками:

qпот = a2 * (tст - tв),

Интенсивность теплового облучения работников от нагретых поверхностей технологического оборудования не должна превышать 100 Вт/м2 при облучении не более 25% поверхности тела.

В этой связи температура стенок

tст = qпот / a2 + tв

т.е. tст = 100 / 10 + 25 = 35 °С

что меньше допускаемой температуры наружной поверхности стенок расстойного шкафа tст доп = 45°C

Следовательно принимаем

qпот = 100 Вт/м2

Отсюда

k = 100/(75 - 25) = 2 Вт/(м2*гр)

и

Таким образом, толщина теплоизоляции, обеспечивающая 35°C на наружной поверхности стенок расстойного шкафа, составляет 30 мм.

Так как температура поверхностей расстойного шкафа выходит более чем на 2°С за пределы допустимой величины температуры воздуха (смотри таблицу), то рабочие места должны быть удалены от них на расстояние не менее 1 м.

Борьба с вредным воздействием шума и вибраций

Шум и вибрация оказывают вредное воздействие на работоспособность человека. Шум воздействует на центральную нервную систему и утомляет, притупляя органы слуха. Длительное воздействие вибраций на организм человека вызывает вибрационную болезнь с потерей трудоспособности. СН 3223‑85 “Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах” устанавливают уровень шума в цеху не более 80 дБ. С целью уменьшения уровня шума следует:


Случайные файлы

Файл
22320.rtf
1653.rtf
СН 550-82.doc
53043.doc
30313.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.