Ирина Эланс
Электроснабжение доменных цехов
Введение
Система электроснабжения является составной частью общезаводской сис темы. Ее структура зависит от производства и установленного технологического и электрического оборудования.
Основной ввод в эксплуатацию доменных производств наблюдался в 50–70 годы ХХ века, что накладывает определенные особенности на используемое электротехнологическое оборудование и уровни номинальных напряжений распределительных сетей.
Основными приемниками в системе электроснабжения доменного производства являются высоковольтные электрические двигатели технологических машин и механизмов. Наибольшая установленная мощность электродвигателей в доменном цехе наблюдается на электровоздуходувной станции (ЭВС), как правило, с двумя синхронными двигателями, на напряжение 10 кВ, мощностью до 30 МВт.
Двигатели мощностью от 250 до 4000 кВт установлены на станциях: воздуходувной грануляции шлака, вытяжной литейного двора, вытяжной бункерной эстакады, воздуха горения, приводной главного конвейера, центральной приточной, конвейере тракта подачи материалов на бункерную эстакаду и экскаваторе склада гранулированного шлака. Остальные приемники получают питание на напряжении 0,4 кВ.
Электроснабжение доменных цехов осуществляется от ГПП или подстанций глубокого ввода (ПГВ). В зависимости от мощности устанавливаются два или три трансформатора по 40 или 63 МВА каждый с расщепленными обмотками низшего напряжения или трехобмоточные трансформаторы. Такая схема обуславливается категорийностью электроприемников с позиции надежности и их мощности. Применяются две системы трансформации 110/10/6,3 или 110/10/10 с использованием для питания части приемников транс форматоров 10/6,3 кВ. Отходящие от
трансформаторов 110 кВ линии низших напряжений в зависимости от мощности короткого замыкания и установленного электрооборудования реактируются. Линии среднего напряжения для ГПП с трехобмоточными трансформаторами реактируются практически всегда из-за практически нулевого сопротивления обмотки среднего напряжения трансформаторов и недопустимых уровней короткого замыкания, в том числе, и для уменьшения подпитки коротких замыканий от крупных до 30 МВт синхронных двигателей ЭВС.
Реакторы устанавливаются до или после системы шин в зависимости от удаления приемников. Исходя из условий окружающей среды, плотности застройки рабочей площадки и стоимости оборудования для ГПП, применяются, как правило, блочные схемы: кабельная линия –трансформатор без перемычки питающих линий. Если питание по стороне 110 кВ на ГПП подается посредством воздушной линии, то перед трансформатором предполагается установка кабельной вставки, а затем блок кабель–трансформатор.
Доменная печь №7 выплавляет передельный чугун для производства стали в конвертерах и имеет производство 3400 тыс. т. чугуна в год (округленно 9450 т/сутки) при годовом фонде рабочего времени не менее 360 суток (8640 часов). Жидкий шлак, выпускаемый из печи в количестве ~1,0 млн. т. в год, перерабатывается в литой фракционированный щебень на отдельном участке и реализовываться сторонним потребителям.
1 Теоретическая часть
1.1 Краткая характеристика технологического процесса
Сталеплавильные шлаки - это сравнительно легкоплавкие массы, получаемые как побочный продукт при выплавке стали. Щебень для строительства получают дроблением и при необходимости рассевом сталеплавильных отвальных шлаков.
Производство различных видов чугунов сопровождается получением большого количества шлака, являющегося побочным продуктом доменной плавки. При выплавке передельного и литейного чугунов выход шлака составляет 0,4-0,8 т/т чугуна.
Доменные шлаки нашли широкое применение в промышленности строительных материалов. Путем различных способов переработки используют не только жидкий шлак из доменных печей, но и отвальный шлак, значительные количества которого скопились на шлаковых отвалах. Основная масса жидкого шлака подвергается грануляции - мокрой, полусухой и сухой. Гранулированный шлак в зависимости от химического состава используется для производства различных марок цемента, шлакоблоков и др. В последние годы доменный гранулированный шлак полусухой грануляции широко применяется при производстве панелей, используемых при строительстве жилых и промышленных зданий.
Жидкий шлак находит все большее применение для производства так называемого каменного литья - плотных литых изделий, получающихся при заполнении форм расплавленным шлаком и последующим медленным охлаждением. Кроме того, путем специальной обработки жидкого шлака получают теплоизоляционные материалы - шлаковую вату и различные пеноматериалы, характеризующиеся низкой удельной массой и высокой пористостью.
Шлак из шлаковых отвалов после соответствующей обработки (дробление, сортировка) используется для производства строительных материалов. В связи с развитием дорожного строительства из отвальных шлаков получают высококачественную щебенку, которая служит основанием для твердого покрытия шоссейных дорог. Рациональная переработка доменных шлаков значительно улучшает экономику производства чугуна.
Жидкий шлак транспортируют шлаковозами на установки грануляции (60-70% от его количества) и в шлаковые отвалы. Грануляция шлака может производиться в непосредственной близости от доменной печи (придоменная грануляция). На шлаковых отвалах шлак после его затвердевания перерабатывается в щебень, используемый в дорожном строительстве, для производства пемзы, шлаковаты, цемента, строительных панелей и блоков. Кроме этого, при разработке отвалов выделяют скрап (остатки чугуна) массой до 1-1,5 т, который затем используют в шихте доменной печи или в сталеплавильных агрегатах.
1.2 Назначение и устройство оборудования
Для производства литого шлакового щебня сооружается комплекс участка производства фракционированного шлакового щебня, производительностью 1,0 млн. тонн в год, на территории ОАО «НЛМК» в районе цеха по ремонту механического оборудования.
Жидкий шлак эвакуируется от доменной печи №7 в шлаковозных ковшах емкостью 16 м3 и транспортируется по двум отдельным железнодорожным путям.
Комплекс участка производства фракционированного шлакового щебня включает следующие основные и вспомогательные объекты:
- две шлаковые траншеи длиной 110 м;
- две траншеи для очистки ковшей длиной по 90 м каждая с оборудованием (два копра на ж/д ходу, электрическая таль г/п 10 т для ремонта ковшей);
- полумобильный дробильно-сортировочный комплекс (ПДСК), производительностью – 1 млн. тонн в год и разделением шлакового щебня на три фракции – 20…70 мм; 5…20 мм; 0…5 мм;
- установка опрыскивания ковшей;
- весы железнодорожные с эстакадой дозировки готового щебня для ж/д полувагонов, максимальный предел взвешивания - 100 т;
- маневровое подтягивающее устройство для провески вагонов и их дозировки;
- весы автомобильные с максимальным пределом взвешивания 60 т;
- комплектная трансформаторная подстанция (КТП, 2×1000 кВА);
- склад готового щебня.
Шлаковые траншеи и траншеи для очистки ковшей оборудуются душирующими устройствами для интенсификации охлаждения шлака, а шлаковые траншеи, кроме того, имеют мелкодисперсное форсуночное охлаждение («туман») для снижения выбросов сернистых соединений.
Разработка траншей осуществляется экскаваторами типа ЭКГ-5 и автосамосвалами типа БелАЗ, которые транспортируют рядовой шлак из траншей к приемному бункеру дробильно-сортировочного комплекса.
Отгрузка потребителю в автотранспорт и ж/д транспорт осуществляется фронтальными автопогрузчиками с объемом ковша – 6 м3.
Участок производства фракционированного шлакового щебня имеет центральный пост управления; оборудован диспетчерской связью, системой наружного пожаротушения, промпроводками для ремонтных целей, системой наружного освещения для круглосуточной работы.
1.3 Мероприятия по технической эксплуатации оборудования
Пути для вывоза шлака на отвал должны быть кольцевыми или двухколейными, за исключением цехов, имеющих доменные печи полезным объемом менее 700 м3.
Для заблаговременного оповещения о движении составов шлаковозов пути на перегоне доменный цех - шлаковые отвалы при наличии пересечений и встречных потоков должны быть оборудованы автоматической звуковой сигнализацией, а конечная станция и переезды через железнодорожные пути - громкоговорящей и световой сигнализацией. Во вновь сооружаемых доменных цехах пути для вывозки шлака должны быть независимыми от путей иных назначений.
На случай разрыва состава шлаковозов при наличии на пути уклонов должен быть устроен улавливающий тупик.
Пути для шлака на отвале укладываются с возвышением внешнего рельса со стороны слива по отношению к другому на величину не более 150 мм, предусмотренную «Правилами технической эксплуатации железнодорожного транспорта предприятий металлургии». Ось пути должна располагаться на расстоянии не менее 1,4 м от бровки отвала. На шлаковых отвалах для укладки рельсов применяются огнестойкие шпалы.
Движение состава со шлаком на подъем производится ковшами вперед. Профиль подъездного пути к шлаковым отвалам не должен иметь уклонов в грузовом направлении. В случае невозможности соблюдения этого требования движение состава со шлаком должно производиться локомотивом вперед с прикрытием - платформой, груженной балластом.
Нахождение на путях шлакового отвала людей, не связанных с работой по сливу шлака, запрещается.
Места работы на шлаковом отвале должны быть освещены в соответствии с нормами. При этом осветительная линия шлакового отвала
должна своевременно переноситься.
Разработка шлаковых отвалов должна производиться в соответствии с планом организации работ, утвержденным главным инженером предприятия. Взрывные работы выполняются в соответствии с требованиями «Единых правил безопасности при взрывных работах (ПБ 13-01-92)».
Управление кантовкой шлаковых ковшей должно быть дистанционным. Пусковые электрические устройства размещаются в специальном переносном пульте, оборудованном в соответствии с «Правилами устройства электроустановок». Пульт управления размещается от кантуемых ковшей на расстоянии не менее 10 м.
Подвод электроэнергии к кантовальному механизму осуществляется гибким кабелем с помощью штепсельного соединения. Присоединять концы кабеля к открытым зажимам или гнездам запрещается.
Для отдыха рабочих на шлаковом отвале должно быть оборудовано помещение, которое устанавливается на расстоянии не ближе 10 м от места работы. Шлаковый отвал должен иметь телефонную связь с диспетчером доменного цеха.
Слив шлака на отвале производится только при отцепленном от шлаковозных ковшей локомотиве.
Кантовка ковшей с непробитой коркой шлака на гранустановках, а также нахождение людей вблизи ковша во время слива шлака запрещаются. Пробивка корок шлака должна быть механизирована. Допускается применение для этой цели специально оборудованного крана, соответствующего требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-14-92)».
Установки придоменной грануляции шлака должны иметь в своем составе две независимые технологические линии (рабочую и резервную), обеспечивающие безопасное обслуживание и ремонт одной (резервной) линии при работе другой (рабочей) линии.
Конструкция главных желобов и перевалов (скиммеров) доменной печи должна исключать попадание жидкого чугуна на шлаковый желоб установки.
Отвод шлакового желоба на резервную линию должен быть перекрыт отсечным устройством и на длине не менее 1 м засыпан песком на 100 мм выше бортов желоба.
Для предупреждения персонала о начале слива шлака установка грануляции должна быть оборудована световой и звуковой сигнализацией.
Приемные бункера грануляционных установок должны быть перекрыты предохранительными решетками с ячейками не более 100-200 мм. Сброс шлаковых корок и других предметов в приемные бункера запрещается.
Толщина слоя воды над предметами, задерживаемыми предохранительной решеткой, должна быть не менее 1 м.
Запрещается накапливание в бункере-отстойнике шлака более чем от одного выпуска.
К очередному выпуску шлака из печи бункер-отстойник должен быть освобожден от гранулированного шлака.
При падении расхода или давления воды, подаваемой на грануляцию ниже предела, указанного в технологической инструкции, должен включаться резервный источник подачи воды, а при отсутствии резерва необходимо прекратить подачу шлака на данный гранулятор.
При грануляции шлака должен быть предусмотрен автоматический контроль и нейтрализация выделяющихся сернистых соединений.
Установка грануляции
должна быть оборудована
Конструкции бункера-отстойника и бункера-сушки должны обеспечивать нормальный сход гранулированного шлака.
Все работы по ремонту систем оборотного водоснабжения производятся после осушения и охлаждения до температуры не выше 40°С.
Эксплуатация припечных грануляционных установок шлака регламентируется инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия.
5. Охрана труда и промышленная экология
5.1 Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации
электрооборудования
Электромонтер, для выполнения производственных обязанностей, должен обладать общими теоретическими знаниями по электротехнике, технологии ремонта электрооборудования, а так же специальными знаниями, необходимыми для работы на участке ДЦ-2, такими как технология производства чугуна ДЦ-2, характер и особенность оборудования, а так же режимы работы оборудования ДЦ-2, негативные факторы воздействующие на электрооборудование ДЦ-2.
Непосредственно от мастера по ремонту оборудования электромонтер получает задание на смену. Также он получает информацию о случаях выхода из строя оборудования, допущенных простоях, неполадках в работе оборудования, имевших место в предыдущих сменах, нарушений правил охраны труда и промышленной безопасности и другую необходимую информацию.
Электромонтер обязан контролировать:
наличие и исправность индивидуальных средств защиты и
инструмента;
подготовку рабочего места к производству ремонта, обратив
особое внимание на создание безопасных условий труда;
противопожарный инвентарь;
работоспособность основного и вспомогательного оборудования;
наличие переносного заземления, плакатов;
наличие технической документации;
состояние схем электроснабжения и режимов работы
электрооборудования;
наличие и исправность электроизмерительных приборов.
Перед началом работы электромонтер обязан:
- получить сменное задание от мастера;
- подготовить инструмент, соответствующий характеру работы,
проверить его исправность;
- подготовить рабочее место для проведения работ, убрать посторонние предметы, проверить освещенность рабочего места;
- проверить наличие и исправность средств защиты;
- подготовить и проверить исправность съемных грузозахватных
приспособлений;
- проверить наличие и состояние первичных средств пожаротушения на рабочем месте.
В процессе работы электромонтер обязан:
- качественно и в полном объеме выполнять сменное задание, полученное от мастера;
- применять только безопасные приемы работы;
- работать только исправным инструментом;
- использовать необходимые средства защиты;
- исключить возможность повреждения оборудования, находящегося в непосредственной близости с рабочим местом или ремонтируемым оборудованием;
- выполнять требования ТКР при выполнении работ, регламентированных ТКР.
По окончании работы электромонтер обязан:
- проверить наличие и исправность инструмента;
- убрать с рабочего места посторонние предметы, очистить отремонтированное оборудование, восстановить, где необходимо, соответствующие надписи;
- проверить качество выполненной работы, наличие и исправность
всех крепежных элементов, провести необходимые измерения;
- проверить оборудование, находящееся в непосредственной близости с рабочим местом или отремонтированным оборудованием на предмет случайного повреждения;
- о результатах своей деятельности в течении смены доложить мастеру.
Электромонтер, независимо от присвоенного разряда, самостоятельно устраняет мелкие неисправности оборудования (Таблица 5.1) , обнаруженные во время проведения ремонта и не внесенные в ремонтную ведомость, в пределах имеющихся квалификации. Электромонтер несет ответственность за качественное, своевременное и в полном объеме проведение работ по устранению выявленных неисправностей и плановых ремонтных работ, в объемах сменного задания (ремонтной ведомости).
Таблица 5.1 – Действия электромонтера при устранении неисправностей
Неисправность электрооборудования |
Самостоятельные действия электромонтера 2 – 6 разрядов |
нарушение параметров режимов работы электрооборудования |
осмотр и диагностика электрооборудования |
определение неисправности электрооборудования |
сопоставление фактических режимов работы электрооборудования с техническими характеристиками, изложенными в технической документации на данный вид (или тип) электрооборудования |
замена неисправных деталей |
демонтаж, монтаж и проверка работоспособности детали электрооборудования |
замена электроаппаратуры |
демонтаж, монтаж и проверка работоспособности электроаппаратуры, согласно требований технической документации (паспорт, ПТЭЭП, ПУЭ и т.д.) |
устранение обрывов силовых и оперативных цепей |
поиск места повреждения, подготовка и проведение восстановительных работ, выполнение контрольных проверок и испытаний |
замена и центровка электродвигателей |
демонтаж, монтаж, центровка, обтяжка и проверка работоспособности электродвигателя (предпусковая, на холостом ходу и под нагрузкой) |
замена светильников и ламп |
демонтаж, монтаж, чистка, ремонт, замена ламп и проверка работоспособности светильника |
обтяжка электрооборудования |
периодическая обтяжка болтовых и винтовых соединений и креплений электрооборудования |
замер параметров электродвигателя после ремонта в условиях мастерской |
проверка параметров электрической машины в соответствии с требованиями ПТЭЭП (Приложение 3, п.23 и п.24) |
5.2 Мероприятия по противопожарной технике
Территория цеха должна содержаться в чистоте и систематически очищаться от отходов производства, по всем зданиям и сооружениям цеха должен быть обеспечен свободный доступ.
При закрытии дорог по различным причинам необходимо уведомить пожарную охрану.
В подвальных помещениях, административных бытовках не разрешается хранить и складировать горючие вещества.
Спецодежда рабочего должна своевременно подвергаться ремонту и стиранию.
Курение в пожароопасных местах строго запрещается. Учёт, проверку и ремонт противопожарных средств должно производиться часто. Проверка углекислотных огнетушителей проводиться в мастерских аргонной наполнительной станции кислородного производства 1 раз в год. Огнетушители проверяют 2 раза в год на химическую реализацию.
Ответственные за противопожарную безопасность обязаны: обеспечить исправность требований к пожарно-механическому инвентарю и оборудованию на своём участке.
Контролировать исправность состояния приборов отопления электроустановок.
Выполнять требования пожарной команды на соблюдение мер противопожарной безопасности.
При возникновении пожара или возгорания нужно немедленно сообщить в пожарную охрану по телефону или принять меры.
При загорании обмоток двигателя необходимо, прежде всего, отключить его от питающей сети, при этом отверстия, подводящие и отводящие воздух по возможности должны быть закрытыми.
Нужно строго соблюдать противопожарную технику безопасности в цехе.
5.3 Мероприятия по охране природы