- •Муканов Михаил Андреевич проект цеха по производству полиэтиленовых пленок методом экструзии с последующими вытяжкой и раздувом рукава
- •Оглавление
- •Рассмотреть физико-химические процессы, происходящие в ходе экструзии;
- •Загрузка сырья
- •Зона питания
- •Зона плавления.
- •Зона дозирования
- •Течение расплава через формующую оснастку
- •Раздув, вытяжка и охлаждение заготовки-рукава
- •1.2 Конструктивные особенности используемого для экструзии полиэтиленовой пленки оборудования
- •1.3 Особенности перерабатываемого материала.
- •Рис 1.4 – Зависимость вязкости пэвд от скорости сдвига
- •1.4. Обзор методов получения пленки
- •Возможность получения пленок, имеющих «сбалансированные» показатели механических свойств в продольном и поперечном направлениях;
- •1.5Влияние параметров переработки на свойства пленки
- •Обеспечение одинаковой по всем участкам кольцевого зазора объемной скорости экструзии;
- •Постоянство вязкости расплава;
- •Обеспечение равномерной температуры потока расплава;
- •Постоянство раздувания горячей заготовки.
- •2 Технологическая часть
- •2.1 Требования к готовой продукции
- •2.2. Выбор материала
- •2.3 Выбор оборудования и формующей оснастки.
- •Краткое описание формующей линии
- •Гидравлическое сопротивление формующей головки должно обеспечивать оптимальную производительность экструдера и гомогенность расплава при его подготовке в экструдере.
- •2.4 Технологическая схема производственного процесса
- •Подготовка экструдера к запуску
- •2.5 Контроль производства и управленИеТехнологическим процессом
- •2.6 Контроль качества готовой продукции
- •2.7 Материальный баланс
- •3 Технологические расчеты
- •3.1 Расчет производительности экструдера.
- •3.2Расчет производительности головки экструдера
- •3.3 Нахождение рабочей точки экструдера
- •3.4 Энергетические рассчеты экструдера
- •3.5 Расчет вспомогательного оборудования
- •4 Экономические расчеты
- •4.1 Расчет проектной мощности предприятия
- •Производительности используемого оборудования;
- •4.1.2 Режим работы оборудования
- •4.1.3 Фонд времени работы оборудования
- •4.1.4 Количество оборудования
- •4.1.5 Расчет производственной мощности
- •4.2 Расчет капитальных затрат и амортизации
- •4.2.1 Нормативы на транспортно-заготовительные расходы, монтаж, технологические трубопроводы и иные затраты по оборудованию
- •4.2.2 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений на оборудование
- •4.2.3 Расчет сметной стоимости строительства здания и амортизационных отчислений
- •4800 Склад сырья
- •4.2.4 Свободный сметно-финансовый расчет строительства проектируемого участка
- •4.3 Определение издержек на сырье, материалы, топливо, пар и электроэнергию для технологических целей
- •4.3.1 Годовая потребность в сырье, вспомогательных материалах и денежных затрат на их приобретение
- •4.3.2 Расчет потребности в электроэнергии
- •Двигательные цели;
- •Технологические цели;
- •4.3.3 Денежные затраты на электроэнергию для производственных нужд
- •4.3.4 Расход воды на производственные цели и сумма денежных затрат на воду
- •4.4 Расчет численности работников, фонда заработной платы, производительности труда
- •4.4.1 Баланс рабочего времени за календарный год
- •4.4.2 Расчет численности основных и вспомогательных рабочих по нормам обслуживания.
- •4.4.3 Расчет фонда заработной платы
- •4.5 Расчет производительности труда, фондовооруженности и энерговооруженности
- •4.5.1 Расчет производительности труда.
- •4.5.2 Расчет фондовооруженности
- •4.5.3 Расчет энерговооруженности
- •4.6 Расчет себестоимости продукции
- •4.6.2 Годовая сумма затрат на электроэнергию для освещения здания
- •4.6.3 Годовая сумма затрат на электроэнергию для вентиляции
- •4.6.4 Расход воды для питья, души и канализации
- •4.7 Смета цеховых расходов
- •4.8. Проектная калькуляция себестоимости.
- •4.9 Расчет собственных оборотных средств
- •4.9.1 Расчет собственных оборотных средств
- •4.9.2 Расчет оборотных средств на топливо
- •4.9.3 Расчет оборотных средств на готовую продукцию на складах.
- •4.10 Определение размера производственных фондов
- •4.11 Определение суммы прибыли и рентабельности
- •4.12 Определение рентабельности
- •4.13 Определение срока окупаемости
- •4.14 Основные технико-экономические показатели
- •4.15 Анализ безубыточности производства
- •4.15 Бизнес-план Резюме.
- •Требуемые инвестиции.
- •Производство.
- •5 Охрана труда
- •5.1.2 Определение категорий помещения по взрывопожарной и пожарной опасности
- •5.1.3 Пожарная безопасность
- •5.2 Санитарно-гигиеническая характеристика проектируемого объекта
- •5.2.1 Токсикологическая характеристика веществ
- •В случае аварии с выделением больших концентраций вредных веществ–фильтрующие гражданские противогазы гп-5 cдополнительными патронами дпг-1
- •В случае аварий местного характера – респираторы "Лепесток" и "Астра".
- •5.2.2 Микроклиматические условия
- •5.2.3 Отопление и вентиляция.
- •5.2.4 Освещение
- •Люминесцентные лампы общего назначения белого цвета типа лб-80 (сила тока 0,87а, напряжение 102±10,2в)
- •5.2.5 Шум и вибрация
- •5.3 Электробезопасность
- •Применение надежной изоляции, в том числе двойной.
- •Отсутствие или несвоевременное проведение ремонтно-профилактических работ. Может привести к разрушению оборудования с возможным травмированием рабочих и возникновением пожара. Выводы по разделу
- •6 Экологическая Безопасность
- •6.1 Промышленные выбросы в атмосферу
- •6.1.1 Расчет предельно допустимых выбросов
- •6.2 Промышленные сбросы
- •6.3 Твердые отходы
- •7.1 Оценка потенциальной опасности производства.
- •7.2 Анализ риска возникновения пожара
- •7.2.1 Место возникновения пожара и источники воспламенения
- •7.2.2 Динамика пожара
- •7.2.3 Токсические вещества, образующиеся при пожаре
- •7.3 Предупредительные мероприятия в режиме "повседневной деятельности" проводятся следующие мероприятия
- •Средств защиты:–гражданских противогазов гп-5 суниверсальнымизащитнымипатронамиПзу.
- •Средств пожаротушения–огнетушителей пенного типа охп-10, а также кошмы, изготовленные из негорючего материала - асбестовой ткани
- •Медицинских средств оказания первой помощи –пакетов перевязочных индивидуальных.
- •С введением режима "чрезвычайной ситуации" проводятся следующие мероприятия:
- •7.4 Защитные мероприятия
- •8 Патентный поиск
- •1. Патент № ru2205105."Экструдер для переработки термопластичных материалов"
- •2. Патент №ru 2214918 "Экструдер с винтовым каналом переменной глубины"
- •3. Патент № ru2007108508. "Экструзионная головка для производства раздувной рукавной пленки"
- •4. Патент №ru 2363581 "Устройство для охлаждения рукавной пленки"
- •Выводы.
- •Общие Выводы
7.2 Анализ риска возникновения пожара
7.2.1 Место возникновения пожара и источники воспламенения
Единственным реальным источником для возникновения масштабной внутренней ЧС может служить пожар, так как опасность взрывов чрезвычайно мала, а с точки зрения радиационной или токсической опасности предприятие не представляет угрозы.
В трех помещениях проектируемого предприятия содержатся значительные количества горючих веществ – экструзионный цех, склад сырья и склад готовой продукции.
На складе сырья, как было показано в предыдущем расчете, может храниться до 50 тонн полиэтилена.
На складе готовой продукции хранится пленка, произведенная не более, чем за 5 последних дней, по истечении этого срока происходит отгрузка пленки потребителю. При суточной производительности цеха 1710/357=4,8 тонны, запас готовой продукции не может превышать 20 тонн.
В экструзионном цеху максимальные емкости, содержащие ПЭВД, – бункеры экструдеров увеличенного объема, каждый из которых имеет объем 0,5 м3; количество таких бункеров равно количеству экструзионных агрегатов и составляет 4 единицы. Таким образом, максимальное количество ПЭВД в цехе – 2 м3. Насыпная плотность ПЭВД может быть рассчитана по формуле 7.1
ρнас=(1-ε)·ρист, где (7.1)
ρист - истинная плотность. Для ПЭВД ρист919кг/м3[16]
ε- порозность. Для статистической упаковки сферических частиц ε=0,41
ρнас=0,59·919=542 кг/м3
Таким образом, масса содержащегося в бункерах ПЭВД
m= ρнас·V
m=2·542=1084кг
Очевидно, максимальное количество горючих веществ хранится на складе сырья, поэтому это наиболее опасное место с точки зрения возникновения пожара. Кроме того, пожар, возникший здесь, будет иметь максимальный масштаб и последствия.
Причиной возникновения пожара может стать замыкание электропроводки, курение на складе, либо иное нарушение техники пожарной безопасности сотрудниками предприятия.
Пожар может возникнуть в одном или нескольких местах, в центре склада либо у стен; возникновение пожара в одном месте исходя из общих представлений о вероятности, является более возможным.
Для расчета возможности распространения пожара необходимо оценить безопасное расстояние, при котором не произойдет возгорания ближайших объектов.
7.2.2 Динамика пожара
Предположим, что возгорание началось в середине нижней полки стеллажа. Рассчитаем время охвата пламенем поверхности нижней полки по формуле 7.2
tохв=L/V, где (7.2)
L– половина длины полки,L=1,35 м
V– линейная скорость горения. Для ПЭВД принимаемV=0,4 м/мин
tохв=1,35/0,4=3,38 мин. Или 3 минуты и 23 секунды
По высоте пламя будет распространяться с той же скоростью, таким образом, через 0,77/0,4=1,93 минуты или через 1 минуту 56 секунд пламя достигнет верхней поверхности паллетов с сырьем.
Высота факела может быть рассчитана по формуле 7.3
,где (7.3)
d– диаметр зоны, на которой происходит горение
M– массовая скорость выгорания вещества, для ПЭВДM=0,87кг/(м2·мин)=0,0145 кг/(м2·с) [28]
g– ускорение свободного падения.g=9,81м/с2
ρВ – плотность воздуха При 20°С ρВ=1,2 кг/м3
Таким образом, диаметр зоны горения, при котором высота пламени превысит 0,13м, достаточных для возгорания расположенной выше полки, может быть найдено по формуле 7.4
(7.4)
м
Очевидно, что на достижение необходимого диаметра основанием пламени при поверхностной скорости горения 0,4 м/мин уйдет 0,08 мин или 5 секунд. Т.е., через 2 минуты и 1 секунду от момента возгорания нижней полки пламя перекинется на вторую полку, еще столько же уйдет на возгорание третьей полки.
В пределах ряда пламя будет переходить от полки к полке без задержек, так как стеллажи стоят без разрывов. На охват пламенем всего ряда стеллажей уйдет время
tохв=6,75/0,4=16,88мин или 16 минут 53 секунды
для крайнего ряда, состоящего из 7 стеллажей
tохв=9,45/0,4=23,63 минуты или 23 минуты 38 секунд
Безопасное расстояние, при котором не будет происходить возгорание материала в соседнем ряду, может быть определено по формуле 7.5
(7.5)
ψ1и ψ2– угловые коэффициенты облученности, определяемые исходя из значений наибольших углов между направлением излучения и нормалью к поверхности, излучающей тепло. Если геометрические размеры факела и площадь облучаемой поверхности равны, а плоскости параллельны, что наблюдается при рядном расположении аналогичных стеллажей, как на складе проектируемого предприятия, то коэффициенты облученности можно принять равными 1
Тф– средняя температура пламени факела. Температура пламени при горении полимерных материалов достигают 1100-1200 °С [28], принимаем ТФ=1150°С=1423К
T1– температура возгорания материала на соседней полке. Для полимерных материаловT1=433К [27]
Sф– площадь проекции поверхности пламени факела на плоскость, параллельную облучаемой поверхности.
qдоп –допустимая интенсивность облучения. Для полимерных материаловqдоп=15000Вт/м2
Спр– приведенный коэффициент излучения; В практических расчетах принимается равным 4,65 Вт/(м2·K4)
Площадь, при которой безопасное расстояние превысит реальное расстояние между рядами полок (2.4 м) может быть вычислено по формуле 7.6
(7.6)
Исходя из предположения, что пламя будет распространятся во все стороны с одинаковой скоростью из нижней точки боковая поверхность факела будет представлять собой полукруг.
Радиус этого полукруга, при котором площадь факела станет достаточен для возгорания параллельного ряда стеллажей, может быть вычислен по формуле
Для достижения такого радиуса пламени понадобится 0,95/0,4=2,375 минуты или 2 минуты 23 секунды.
Таким образом, через 2 минуты 23 секунды от момента возгорания первой полки, пламя перекинется на соседний ряд.
Еще 1 минута 56 секунд уйдет на достижение пламенем верхней поверхности первой полки соседнего ряда и 3 минуты на то, чтобы перейти на противоположную поверхность ряда. Соответственно, еще через 2 минуты 23 секунды загорятся крайние ряды стеллажей.
Таким образом, при возникновении пожара в центре среднего ряда на нижней полке на распространение пожара на все 5 рядов уйдет 14 минут 36 секунд, на распространение огня вдоль самого длинного ряда - еще 23 минуты 38 секунд и на возгорание крайних стеллажей по высоте еще 6 минут 3 секунды. Т.е., на охват пожаром всех полок потребуется 38 минут 17 секунд.