Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА

Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА

Содержание

Введение

1. Определение района строительства цеха электролиза, обоснование типа и мощности электролизера

1.1 Определение района строительства цеха электролиза

.2 Обоснование типа и мощности электролизёра

2. Расчёт электролизёра, параметров цеха электролиза

2.1 Конструктивный расчёт электролизёра

2.1.1 Расчёт размеров анодного устройства

2.1.2 Расчёт размеров шахты и катодного устройства

.1.3 Укрытие электролизёра

2.1.4 Установка АПГ

2.2 Технологический расчёт электролизёра

2.3 Расчёт удельного количества фтористых соединений, выделяющихся в корпусе электролиза

2.3.1 Удельный расход фтора

2.3.2 Удельный приход фтора

2.4 Расчёт эффективности укрытия электролизёра и выделения фтористых соединений в корпус электролиза

2.5 Материальный баланс электролиза

2.5.1 Приход сырья

2.5.2 Расход сырья

2.6 Электрический расчёт электролизёра

2.6.1 Расчёт греющего напряжения

2.6.2 Расчёт напряжения разложения

2.6.3 Расчёт падения напряжения в анодном узле

2.6.4 Расчёт падения напряжения в подине

2.6.5 Расчёт падения напряжения в электролите

2.6.6 Расчёт падения напряжения от анодных эффектов

2.6.7 Расчёт среднего напряжения

2.6.8 Расчёт падения напряжения в ошиновке

2.6.8.1 Определение токовой нагрузки катодных участках7

2.6.8.2 Определение падения напряжения в катодной и анодной ошиновке электролизёра

2.6.9 Баланс напряжения электролизёра

2.7 Энергетический баланс электролизёра

2.7.1 Приход тепла

2.7.2 Расход тепла

2.7.2.1 Потери тепла конструктивными элементами электролизёра

.7.2.1.1 Теплопотери анодного устройства

.7.2.1.2 Теплопотери катодного устройства

2.8 Расчёт объёма производства, характеристика корпуса и цеха электролиза

3. Специальная часть. разработка мероприятий направленных на увеличение выхода по току и срока службы электролизера

. Механизация и автоматизация производственных процессов

4.1 Механизация в корпусе электролиза

4.2 Автоматизация производственных процессов

4.2.1 История развития систем автоматизации. Структурные схемы АСУТП разных поколений

4.2.2 Использование АСУТП на отечественных алюминиевых заводах94

.2.3 АСУТП «ТРОЛЛЬ-5»

4.2.4 Функции АСУТП «ТРОЛЛЬ-5»

Вывод

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Анализ технологического процесса по вредным и опасным факторам

5.2 Производственная санитария

5.2.1 Вентиляция в корпусах электролиза

5.2.2 Защита от теплового излучения

5.2.3 Освещение

5.2.4 Водопровод и канализация, отопление

5.2.5 Бытовые помещения

5.3 Чрезвычайные ситуации

5.3.1 Противопожарная профилактика

5.3.2 Аварийные ситуации

5.4 Охрана окружающей среды

5.5 Техника безопасности

6. Экономика и организация труда

6.1 Организация труда в корпусе электролиза

6.2 Расчёт численности трудящихся и трудоёмкости продукции

6.2.1 Расчёт численности явочного состава для корпуса с электролизёрами ОА-315

6.2.2 Расчёт трудоёмкости продукции

6.3 Расчёт годового фонда оплаты труда

6.3.1 Расчёт годового фонда заработной платы основных рабочих

6.3.2 Расчёт годового фонда оплаты труда

6.3.3 Расчёт годового фонда заработной платы специалистов

6.4 Расчёт себестоимости алюминия-сырца

6.4.1 Расчёт капитальных затрат

6.4.1.1 Расчёт сметы затрат на содержание зданий и сооружений

6.4.1.2 Расчёт сметы затрат на содержание и эксплуатацию оборудования

6.4.1.3 Расчёт калькуляции себестоимости 1 т. алюминия-сырца

6.5 Расчёт экономического эффекта от уменьшения выбросов фтористых соединений

6.6 Расчёт основных технико-экономических показателей цеха электролиза

Заключение

Литература

Введение

Специфические свойства алюминия: лёгкость, ковкость, хорошая теплопроводность, электропроводность, высокая коррозийная стойкость, прочность в соединении с другими металлами, обеспечили ему широкое применение в промышленности. Кроме того, алюминий наиболее распространённый элемент в земной коре (он занимает третье место после кислорода и кремния). Чистый алюминий применяется в электротехнической промышленности, химическом машиностроении. Алюминиевые сплавы находят широкое применение в авиастроении, автомобильной промышленности, транспортном машиностроении, в промышленном и гражданском строительстве, в пищевой промышленности и др.

По масштабам производства и потребления алюминий в мировой экономике занимает первое место среди цветных металлов и второе место после железа.

Впервые металлический алюминий получил датский учёный физик Г. Эрстед в 1825 г., восстановив хлористый алюминий амальгамой калия.

В 1865 году русский учёный Н.Н. Бекетов предложил получать алюминий вытеснением его из фтористых соединений магнием.

В 1886 году Поль Эру во Франции и Чарльз Холл в США независимо друг от друга заявили аналогичные патенты на способ получения алюминия электролизом глинозёма, растворенного в расплавленном криолите.

С открытием электролитического способа началось быстрое развитие алюминиевой промышленности, чему способствовали уникальные свойства алюминия, которые выгодно отличают его от других металлов. Это небольшая плотность и достаточная механическая прочность, высокая тепло и электропроводность. Алюминий не токсичен и коррозионостоек к ряду химических веществ. Благодаря этим свойствам, а также относительно невысокой стоимости по сравнению с другими цветными металлами он нашел исключительно широкое применение в различных отраслях современной технике. К тому же алюминий, как известно, относится к числу наиболее распространённых элементов. Содержание его в земной коре достигает 7,4% и по распространённости занимает третье место после кислорода и кремния.

Чистый алюминий применяется в электротехнической промышленности для изготовления проводов и кабеля, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей. В силу большой коррозийной стойкости он широко применяется в химическом машиностроении, для изготовления бытовых приборов, в пищевой промышленности для хранения продуктов.

Для поддержания оптимального уровня цен на первичный алюминий, обеспечивающего устойчивый потребительский спрос на алюминиевую продукцию, производители вынуждены постоянно изыскивать возможности снижения производственных затрат. Алюминиевым компаниям оказалось чрезвычайно выгодным объединять производственные мощности, выстраивая вертикально интегрированные структуры, участвующие в управлении всей технологической цепочкой производства алюминия - от добычи бокситов, производства глинозёма и первичного алюминия до выпуска полуфабрикатов и готовой продукции.

Стремление к минимизации производственных затрат и обеспечению конкурентоспособности на мировом рынке привело к образованию крупнейших мировых транснациональных корпораций «Alcoa» + «Reynolds Metals» (обе США) и «Alcan Aluminium» (Канада) + «algroup» (Швейцария).

Объём мощностей заводов по производству первичного алюминия оценивался в 4,5 млн. тонн в год. Баланс мощностей заводов «Alcoa» по производству всех видов полуфабрикатов, включая плоско-прокатную и прутковопрофильную продукцию, составлял 4,2 млн. тонн в год (первое место в мире).

Таблица 1

Производство первичного алюминия на заводах России (тыс. тонн)

Заводы	1990 г.	1991 г.	1992 г.	1993 г.	1994 г.	1995 г.	1996 г.	1997 г.	1998 г.	1999 г.	2000 г.
Всего (включая силумин)	2915	2734	2727	2704	2668	2790	2840,9	2836,4	3003,4	3129,1	3494,4
в том числе из российского глинозёма	1424	1373	1347	1040	713	820	1005	1088	1171	1261	1355
Надвоицкий АЗ	72,8	62,3	52,9	53,9	53,8	60,5	58,6	55,0	58,9	64,6	68,7
Кандалакшский АЗ	61,6	57,4	61,8	62,3	57,9	63,2	65,7	66,1	65,8	68,0	69,5
Волгоградский АЗ	140,9	139,7	140,3	141,0	117,0	115,9	123,0	119,8	127,6	130,1	141,9
Волховский АЗ	15,2	13,3	12,9	11,4	10,1	7,3	9,4	9,6	11,8	17,0	20,5
Уральский АЗ	78,0	70,1	69,5	67,7	56,3	65,8	71,9	79,0	81,5	82,5	607,1
Иркутский АЗ	256,4	203,9	196,7	208,6	244,0	249,3	211,0	252,6	256,9	258,2
Богословский АЗ	159,6	155,4	160,8	148,8	124,9	131,2	144,7	146,8	156,5	158,7	168,6
Братский АЗ	818,8	760,3	766,9	766,3	758,3	768,8	782,6	730,2	843,7	870,7	899,8
Новокузнецкий АЗ	285,5	273,6	259,4	254,8	241,4	256,0	264,6	262,7	268,6	273,5	278,8
Красноярский АЗ	793,4	734,9	746,4	741,0	717,2	756,0	779,9	787,1	802,0	841,0	837,2
Саянский АЗ	233,2	263,1	259,1	248,2	287,3	315,9	328,4	326,6	330,1	364,8	402,3

В капиталистических странах алюминиевая промышленность занимает ведущее место в экономике, уступая только производству чугуна и стали. Современный мировой капиталистический рынок алюминия характеризуется ростом производства, потребления и экспорта, большими объёмами капитальных вложений в развитие алюминиевой промышленности.

Растущее потребление алюминия непосредственно связано с общим экономическим ростом развитых и развивающихся стран, а также с развитием науки и техники, повышением уровня жизни и ростом народонаселения. США, Япония, Германия, Китай и европейские государства потребляют наибольшее количество алюминия по сравнению с другими странами.

Отечественная алюминиевая промышленность до 1991 г. характеризовалась увеличением объёма производства и потребления. Строились новые заводы Таджикский, Саянский. В период с 1991 по 1998 годы потребление алюминия в странах СНГ резко сократилось (с 60% до 12%), увеличился экспорт алюминия. Однако такой спад потребления - это временное явление. Опыт развития мировой экономики свидетельствует об устойчивой тенденции потребления алюминия. В настоящее время все действующие алюминиевые заводы России не только сохранили объёмы производства, но и увеличили за счёт совершенствования технологии, конструкции электролизёров, ошиновки, внедрения современных систем автоматизации, более эффективных систем очистки газов.

В проекте приводится обоснование выбора места строительства цеха, расчёт и описание объекта проектирования.

Исходя из требований экологии и экономики произведен выбор и обоснование конструкции электролизёра и оборудования цеха. На этой основе выполнены конструктивный, электрический и тепловой балансы электролизёра, описан технологический режим, схемы обслуживания и технико-экономические показатели.

Применение автоматической подачи глинозёма в электролизёры позволяет снизить выбросы фтористых соединений в окружающую среду.

В разделе «экономическая часть» приведены расчёты технико-экономических показателей объекта. Доказана высокая рентабельность будущего производства.

В разделе «Безопасность жизнедеятельности» описаны мероприятия по технике безопасности и охране труда при производстве алюминия электролитическим методом, освещены вопросы жизнедеятельности и охраны окружающей среды.

1. Определение района строительства цеха электролиза, обоснование типа и мощности элекролизера

1.1 Определение района строительства цеха электролиза

Промышленность любого развитого государства еще с момента своего появления в истории человечества всегда являлась и по сегодняшний день является главной и ведущей отраслью материального производства. Поэтому немаловажным и одним из необходимых условий развития экономики нашей страны будет правильное и рациональное территориальное размещение объектов промышленности, в особенности, металлургических предприятий.

Большую роль в выборе района строительства металлургического предприятия занимает обеспеченность выбранного района богатыми природными энергоносителями. К таким регионам можно отнести Восточную Сибирь, в частности, Иркутскую область. Здесь сосредоточенно до 85% всех угольных запасов страны (АО ВостСибУголь) и до 80% гидроэнергетических ресурсов Сибири (АО ИркутскЭнерго).

Производство алюминия относится к числу энерго- и материалоемких производств, основные затраты которого связаны с расходом сырья и электроэнергии (до 81% всех затрат), причем затраты по последней статье достигают на некоторых заводах 45% от себестоимости продукции [1]. Поэтому при проектировании электролизного цеха необходимо ориентироваться на максимальное приближение его к источникам дешевой электроэнергии и сырья.

До настоящего времени в Иркутской области были предложены следующие районы строительства: г. Шелехов (строительство второго электролизного цеха ИркАЗа по проекту Сибирско-Уральской Алюминиевой Компании);

г. Тайшет (строительство электролизного цеха, проект в настоящее время уже осуществлен);

г. Братск (п. Гидростроитель, промплощадка АО СибТеплоМаш, и п. Чекановский, промплощадка АО БрАЗ), г. Усть-Илим.

Из всех вариантов рассмотрим размещение проектируемого цеха в г. Усть-Илим, целесообразность строительства завода в котором подтверждают следующие экономически важные факторы:

наличие в большом количестве дешевой электроэнергии, поступающей с Усть-Илимской ГЭС;

наличие в неограниченном количестве гидроресурсов (Усть-Илимское водохранилище);

решение транспортных затрат с помощью железной дороги ВСЖД;

наличие трудового ресурса (безработица среди населения);

стабильность в поступлении сырья как от отечественных, так и от зарубежных производителей (по тоулинговой системе).

Кроме перечисленных факторов немаловажно отметить и то, что строительство алюминиевого завода (цеха электролиза) в г. Усть-Илим позволит повысить материальное благосостояние населения города и района за счет создания новых рабочих мест и повышения уровня конкуренции на рынки труда.

1.2 Обоснование типа и мощности электролизера

Важнейшими факторами, определяющими технический уровень и экономику производства алюминия, является мощность и тип электролизера. Увеличение мощности позволяет снижать расходы на тонну выпускаемого алюминия, так как снижаются расходы на эксплуатацию электротехнического и технологического оборудования, уменьшаются удельные капитальные вложения. Но повышение мощности электролизера вызывает увеличение перекосов металла, что вынуждает поддерживать более высокое межполюсное расстояние.

Вероятность проникновения алюминия через швы подины до стальных катодных стержней и выхода электролизера из строя возрастает в прямой зависимости от площади швов и, поэтому, срок службы более мощных электролизеров значительно ниже, чем электролизеров средней мощности.

Отечественная алюминиевая промышленность с самого начала ее организации встала на путь внедрения электролизеров с непрерывными самообжигающимися анодами прямоугольной формы.

Алюминиевые заводы, строящиеся в настоящее время оборудуются, электролизерами с предварительно обожженными анодами (ОА) в комплексе с эффективными средствами механизации, автоматизации и газоочистки.

Электролизеры с обожженными анодами отличаются от электролизеров с самообжигающимися анодами верхнего, бокового токоподвода меньшим электросопротивлением анодного узла, отсутствием необходимости в формировании однородного, крупногабаритного, самообжигающегося анода, лучшими условиями отвода тепла, газов из расплава, более симметричным магнитным полем меньшей напряженности. Все это позволяет иметь более высокие технико-экономические показатели. Главное преимущество указанных электролизеров заключается в том, что при их эксплуатации значительно улучшаются условия труда производственного персонала и защиты окружающей среды, так как исключается источник выделения смолистых погонов, содержащих канцерогенные вещества. Газообразные укрытия просты по конструкции и надежны в работе, обеспечивают высокую степень эффективности улавливания выделяющихся технологических газов.

В связи с вышеизложенным в настоящем проекте принимается к установке электролизер с обожженными анодами на силу тока 315 кА.

2. Расчёт электролизёра, параметров цеха электролиза

2.1 Конструктивный расчёт электролизёра

Зарубежные алюминиевые заводы в основном оснащены электролизёрами с предварительно обожжёнными анодами (ОА), что позволяет улучшить технологию и достичь высоких технико-экономических показателей процесса электролиза и, самое главное, снизить выбросы вредных веществ в атмосферу. В нашей стране заводы в основном оборудованы ваннами с анодом Содерберга. Однако намечается тенденция к расширению внедрения электролизёров с ОА. Строительство новых серий также планируется с введением в эксплуатацию ванн с предварительно обожжёнными анодами.

2.1.1 Расчёт размеров анодного устройства

Анодную плотность тока i_a принимаем согласно графика [2] равной 0,74 А/см².

Тогда площадь сечения анода (S_a) рассчитывается по формуле [2]:

где: I - сила тока проектируемого электролизёра.

При конструктивном расчёте электролизёра следует ориентироваться на типоразмеры серийно выпускаемых анодов [2].

Принимаем обожжённые аноды конструкции электролизёров ТадАЗа, САЗа с размерами в плане 700Ч1450 мм и высотой 600 мм. Анодные блоки установленные длинной стороной перпендикулярно шахте ванны двумя рядами,расстояние между рядами 160 мм, между анодными блоками - 40 мм.

Количество анодных блоков (n) в анодном массиве определяется по формуле [2]:

где: l - длина анодного блока, мм;- ширина анодного блока, мм.

Общая длина (L_a) анодного массива определяется из выражения [2]:

Ширина анодного массива (В_а):

Анодное устройство состоит из:

o балки-коллектора;

o   механизмов подъёма анодов;

o   анодной ошиновки;

o   обожжённых анодов;

o   укрытия электролизёра;

o   секций автоматизированного питания глинозёмом (АПГ).

К анодной ошиновке с помощью специальных зажимов прикрепляются 42 обожжённых анодов. Каждый анод состоит из угольного блока, предварительно обожжённого, и токопроводящего анододержателя (анододержатель - алюминиевая штанга и стальной кронштейн с 4-мя ниппелями). Анододержатель ниппелями устанавливается в специально высверленные в блоке гнезда и крепится к нему с помощью заливки из чугуна.

Укрытие электролизёра с ОА - сегментного типа, состоящее из балки-коллектора, съёмных сегментных створок-крышек и торцевых щитов. Всего на электролизёре 4 механизма подъёма укрытия, которые состоят из электродвигателя и редуктора. Любая створка укрытия снимается вручную.

Рис. 2.1 Схема укладки подовых блоков на подину электролизёр

Расстояние от продольной стороны анода до:

боковой футеровки (b_ш) - 360 мм;

торцевой футеровки (l_ш) - 350 мм.

Тогда внутренняя длина шахты (L_ш) составит:

,

а её внутренняя ширина (В_ш):

Согласно практическим данным для ванн большой мощности Н_ш=600 мм (уровень металла h_м=250 мм; 1_э=250 мм; h_г=100 мм ; тогда:

2.1.2 Расчёт размеров шахты и катодного устройства

В электролизёре принимается металлический катодный кожух шпангоутного типа.

Рис. 2.2. Схема футеровки электролизёра: 1 - стальной кожух; 2 - засыпка из шамотной крупки; 3 - футеровочная угольная плита; 4 - углеродистая подушка из подовой массы; 5 - кирпичная футеровка из 2 рядов шамотного и 3 рядов легковесного шамотного кирпича; 6 - асбестовый лист.

Расчёт основных размеров подины

Отечественной промышленностью выпускаются катодные блоки сечением 400Ч400 и длиною 600, 800, 1200 и 1600 мм (нормальные) и сечением 400Ч550 и длиной 600, 1400, 2000 и 2200 мм (укрупненные). В проектируемом электролизере используем не стандартные блоки сечением 500Ч690 и длиной 1400 и 2000 мм с двумя блюмсами в блоке каждый сечением 100Ч200 мм.

Принимаем число пар блоков 24:

Расстояние между катодными блоками и боковой футеровкой шахты (с) определяется следующим образом:

где: В₁ и В₂ длины выбираемых нами блоков.

Ширина шва (d) между катодными блоками и торцевой футеровкой составляет:

Рис. 2.3 Общий вид катодного устройства: 1 - швы между блоками; 2 - паз в блоке; 3 - углеродистая подушка; 4 - катодные стержни; 5 - подовые блоки; 6 - пробки из подовой массы; 7 - боковые угольные плиты

Катодные стержни

Катодные стержни (блюмсы) изготавливаются из стали (Ст2, Ст3). Раньше их заливали в угольный подовый блок чугуном, а в последнее время используют другие материалы. Так, на Иркутском алюминиевом заводе для этих целей применяется МХТД - масса холодная теплопроводная доменная.

Допустимая плотность тока для стали 0,2 А/мм². Стандартное сечение блюмсов - 120Ч230 мм. Необходимо проверить в стержнях фактическую плотность тока:

Размеры катодного кожуха

Размеры катодного кожуха определяются в зависимости от геометрических размеров шахты ванны и толщины слоя футеровочных и теплоизоляционных материалов. Подина выполнена из угольных подовых секций. Вместо углеродистой подушки из подовой массы для увеличения срока службы электролизера укладывается сухая барьерная смесь (СБС), СБС δ₃ = 90 мм. Кирпичная часть подины, состоит из двух слоев шамотных кирпичей ШВ-42 и двух слоев низкоплотных вермикулитовых плит (толщиной по 65 мм).

Боковые и торцевые стороны катодного устройства футерованы карбид - кремниевыми блоками толщиной 100 мм.

По торцевым и длинным сторонам угольные плиты укладываются с зазором 40 мм, которые (сверху на 300 мм) забиваются подовой массой и шамотной засыпкой. По торцевым и длинным сторонам шахты выполняется порог из угольных блоков с целью уменьшения площади зеркала металла и снижения потерь металла за счёт обратного растворения металла в электролите, что увеличивает выход по току. Асбестовый лист - толщиной 15 мм, шамотная засыпка на дне - толщиной 40 мм.

Кожух с днищем состоит из двух стального короба (толщиной 10 мм). В настоящем проекте принимаем кожух шпангоутного типа.

длина:

ширина:

высота:

2.1.3 Укрытие электролизёра

Электролизёр с обожжёнными анодами оборудуется укрытиями сегментного типа. Это укрытие электролизёра состоит из балки - коллектора, съёмных сегментных створок - крышек и торцевых щитов. К нижним кромкам короба балки - коллектора приварены поперечные балки, на которые сверху опирается настил, образующий газоотсосные каналы. К концам поперечных балок шарнирно крепятся наклонные створки из алюминиевого сплава, которые также прикреплены к тягам механизмов подъёма укрытия, установленные на горизонтальном настиле.

При необходимости наклонное укрытие, состоящее из наклонных створок, поднимается вверх с помощью двух механизмов подъёма укрытия и открывается одна продольная сторона электролизёра, затем опускается вниз. На электролизёре четыре механизма подъёма укрытия (на каждое продольное наклонное укрытие по два механизма). Механизм подъёма укрытия состоит из электродвигателя, редуктора. Кроме того, любая створка укрытия может сниматься вручную. Торцевые укрытия (два на электролизёр) - это съёмные щиты, снимаются вручную для доступа к торцам электролизёра. Сегментный тип укрытия выполнен на основе опыта работы рамно-створчатого в корпусах ТадАЗа и отличается снижением площади неплотностей, увеличением эффективности газоотсоса. Электролизёр имеет двухсторонний газоотсос. При этом балка-коллектор соединена с двух концов газоотсосными патрубками со стойками - газоходами, из которых газ направляется в магистральный газоход. Для организации переменного газоотсоса под патрубками имеются шибера.

Уменьшение неплотностей укрытия; оснащение электролизёров установками автоматизированного питания глинозёмом (АПГ), позволяющими вести обработку электролизёров с закрытым укрытием и обеспечивающими значительное сокращение количества одновременно открытых ванн в корпусе; ведение процессов электролиза с жесткой стабилизацией силы тока, стабилизацией концентрации глинозёма в электролите и АСУТП с индивидуальными микропроцессорными управляющими устройствами; соблюдение технологических инструкций по обслуживанию электролизёров позволяют обеспечить эффективность газоотсоса (по фтору) не ниже 98% (см. расчёт баланса по фтору). Для обеспечения такой эффективности по расчётам, проведенным институтом ВАМИ на основании зарубежных фирм, необходимо обеспечить следующие объёмы газоотсоса от укрытия электролизёра:

• от закрытого электролизёра - 11 000, м³/час;

• при замене анода и при открытой продольной стороне - 16 000 , м³/час.

2.1.4 Установка АПГ

Новые поколения зарубежных электролизёров с ОА, имеющие высокие технико-экономические показатели, характеризуются высоким уровнем автоматизации. Они оборудованы системами автоматического питания глинозёмом (так, электролизёры фирмы «Pechiney» оснащены системами АПГ точечного типа, работающими на сжатом воздухе).

Наиболее успешные решения найдены на электролизёрах с ОА. Применение точечной автоматической загрузки глинозёма в электролит имеет неоспоримые преимущества:

1. порция подаваемого глинозёма может быть максимально приближена к электрохимически необходимой величине, что, в свою очередь, оптимизирует процесс и снижает расход электроэнергии;

2.       стабилизация температуры электролита на более низком уровне и отсутствие колебаний поверхности металла от поточных обработок повышает производительность электролизёров;

.        АПГ обеспечивает стабильную работу на кислых электролитах (при сниженной растворимости глинозёма), так как появляется возможность держать его концентрацию в более низких пределах;

.        уменьшение прихода тепла за счёт снижения греющего напряжения позволит в разумных пределах увеличить ток (по некоторым данным до 8%);

.        неоспоримым преимуществом АПГ точечного типа является возможность значительно снизить количество вредных выбросов.

В проекте для снижения выбросов фторсодержащих соединений предусматривается оснащение электролизёра установками АПГ точечного типа, состоящими из 3-х секций. Механизмы АПГ имеют пробойники и дозаторы глинозёма, которые приводятся в действие пневмоприводами. Всего на электролизёре установлено 4 пробойника и 2 дозатора - по два пробойника и одному дозатору на каждом механизме АПГ. Управление пневмоприводами пробойников и дозаторов осуществляется с помощью электропневмоклапанов. Механизмы АПГ на электролизёре с целью улучшения нагрузки на пневмосистему работают последовательно во времени. Длительность включенного состояния - 5 - 15 с, а цикл работы АПГ определяется технологией и выбранным алгоритмом питания электролизёра глинозёмом.

Проектные электролизёры работают на новой технологии (применение АПГ и АСУТП), которая позволяет уменьшить количество анодных эффектов до 0,2 шт в сутки вместо 1 шт. в сутки. Кроме того, в проекте электролизёры оборудованы автоматическим гашением анодных эффектов перемещением анодного массива. Автоматическое гашение анодных эффектов позволяет сократить длительность анодного эффекта до 1 мин (вместо 2 мин).

Установка АПГ состоит из 3-х секций. Секция АПГ представляет собой бункер для глинозёма с горловиной и встроенных в него двух пробойников и двух дозаторов. Сам бункер располагается в центральной части балки-коллектора, горловина - сверху коллектора. Установка АПГ пробивает электролитную корку и загружает глинозём по продольной оси между анодами в шести точках электролизёра. Принцип действия данного вида АПГ изображен на рис. 2.4. Принцип действия АПГ:

Дозатор работает следующим образом: когда верхняя камера 3 соединяется с инжектором, диафрагма 1 прогибается вверх (как и изображено на рис. 2.4.) и резиновый 4 клапан плотно закрывает нижнюю камеру 5. Воздух проходит через ткань диафрагмы 1 и под разрежением оказывается средняя камера 4. Глинозём из бункера засасывается и заполняет дозатор (камера 4). После заполнения дозатора вакуум отключается, и дозатор сообщается с атмосферой. Под действием силы тяжести резинового клапана и дозы глинозёма диафрагма прогибается вниз (на рис. 2.4. показано пунктирной линией), и глинозём пересыпается в нижнюю камеру, из которой поступает под пробойник. Пробойник 6 приводится в действие поршнем 7, который двигается в цилиндре 8 под действием сжатого воздуха.

Рис. 2.4 АПГ точечного типа

Точечный тип АПГ успешно эксплуатируется в корпусах ТадАЗа, САЗа

2.2 Технологический расчёт электролизёра

Основным показателем технологической работы электролизера является выход по току, который определяет степень полезного использования тока. В проекте предлагаются следующие мероприятия:

1. жёсткая стабилизация силы тока, обеспечивающейся кремниево-преобразовательной подстанцией (КПП) на 900 В;

2.       применение автоматизированного питания электролизеров глиноземом (АПГ) точечного типа;

.        применение автоматизированной системы управления технологическим процессами (АСУТП) «ТРОЛЬ» с индивидуальными микропроцессорными устройствами;

.        применение «сухой» газоочистки электролизных газов;

.        снижение удельного расхода электроэнергии за счет снижения падения напряжения в ошиновке.

Основным показателем технологической работы электролизёра является выход по току (η_т), который определяет степень полезного использования тока. В проекте принимается выход по току равным 95%.

Суточная производительность электролизёра (Р, кг) составит:

,

где: g_AL = 0,3354 г/А·ч - электрохимический эквивалент алюминия.

Для расхода удельного количества электроэнергии (W) необходимо знать величину среднего напряжения (из баланса напряжения электролизёра, см. разд. 2.5.8) Следовательно:

В таблице приведены конструктивные и технологические параметры электролизёра с обожжёнными анодами на силу тока 315 кА.

Таблица 2.1

Основные технологические и конструктивные параметры электролизёра

№ п/п	Наименование показателей	Един, измер.
Площадь сечения анодов Размеры анодных блоков Длина Ширина Высота 3. Площадь сечения одного анода 4. Общая длина анодного массива 5. Общая ширина анодного массива 6. Внутренняя длина шахты 7. Внутренняя ширина шахты 8. Глубина шахты 9. Расстояние от анода до боковой футеровки 10. Расстояние от анода до торцевой футеровки 11. Высота слоя металла 12. Высота слоя электролита 13.Толщина корки электролита со слоем глинозёма 14. Размеры катодных блоков сечение длина (В1) длина (В2) 15. Ширина шва между катодными блоками и боковой футеровкой 16. Ширина шва между катодными блоками и торцевой футеровкой Количество катодных секций Шамотная крупка • δ 2/-на дне δ2//-со стороны борта СБС Размеры кожуха Длина Ширина Высота	42,56  1450 700 600 1.02 15500 3060 16200 3780 600 360 360 250 250 100  500Ч690 2000 1400  170  110 22  40 40 90  16500 4280 1510	м2  мм мм мм м2 мм мм мм мм мм мм мм мм мм мм  мм мм мм  мм  мм шт  мм мм мм  мм мм мм

2.3 Расчёт удельного количества фтористых соединений, выделяющихся в корпусе электролиза

Расчёт удельного количества вредностей, выделяющихся в корпусах электролиза при эксплуатации электролизёра с обожжёнными анодами, выполнен по [2].

Общее удельное количество фтористых соединений (в пересчете на фтор), отходящих от электролизёра в виде пыли и газа, определяется из баланса фтора как разность между суммарным приходом фтора в виде фтористого алюминия, флотационного криолита и возвратов из газоочистки на технологию и суммарной потерь фтора.

В данном разделе рассчитывается расход и приход фтора на процесс электролитического получения алюминия, а также степень улавливания фтора [2].

Исходные данные для расчёта:

1. размер шахты (В_ш·L_ш) - 3,78Ч16,20 м²;

2.       срок службы электролизёра - 6 года;

.        производительность электролизёра (Р) - 2,409 т/сут;

.        количество анодных эффектов (k) - 0,2 шт;

.        длительность анодных эффектов (τ_аэ) - 1 мин;

.        содержание фтора:

a) - криолите свежем - 54%;

b)      - фтористом алюминии - 61%;

7. КПД «сухой» газоочистки - 99,5%; [3];

.3.1 Удельный расход фтора

Удельный расход фтора состоит из следующих статей:

1.       Расход фтора на пропитку угольной футеровки .

По существующим “Нормативам расхода фтористых солей и глинозёма на пуск электролизёров после монтажа и капитального ремонта” расход фтора на 1 м² площади шахты ванны составляет 230 кг при пуске.

Тогда удельный расход фтора на пропитку футеровки будет:

где: 365 - число дней в году.

.        Расход фтора в виде углефторидов при анодных эффектах  определяется по следующей формуле:

где: 0,2 - количество фтора, теряемое в виде углефторидов за 1 мин во время анодного эффекта, кг.

3.       Расход фтора с анодными огарками .

В результате окисления угольных анодов из электролизёра после процесса вынимаются анодные огарки, пропитанные электролитом. Согласно практическим данным действующих заводов с обожжёнными анодами с анодными огарками расходуется 3,6 кг фтора на тонну алюминия-сырца, т.е.  = 3,6 кг/т.

.        Расход фтора с газами и пылью .

Согласно практическим данным этот расход составляет 20 - 21 кг. В нашем расчёте принимаем 20 кг. Следовательно, расход фтора без мех. потерь составляет:

тогда общий расход составит:

.        Механические потери .

Потери фтора при транспортировке определяются по формуле:

где: 0,05 - доля фтора от общего прихода фтора, потерянного при транспортировке (согласно практическим данным).

Проверка:

6. Удельный приход фтористых соединений

Принимаем общий удельный расход фторсолей в пересчете на фтор равным 27,66 кг.

2.3.2 Удельный приход фтора

Удельный приход F  складывается из нескольких статей:

. На пуск электролизёров после кап. ремонта требуется фторсолей .

где: - расход фтора на пропитку угольной футеровки.

В пересчете на свежий криолит составит:

2. Приход фтора из «сукой» газоочистки .

С учётом степени улавливания фтора, находящегося в системе «сухой» газоочистки глинозёмом, равной 0,9771, и эффективности «сухой» газоочистки в среднем 99,5% приход фтора в процесс электролиза в виде фторированного глинозёма составит:

3. Приход фтора на корректировку КО

Корректировку состава электролита осуществляют фтористым алюминием. Тогда составит:

где: - общий расход фтора, кг (см. раздел 5.1).

Итого: общий приход фтора составит:

По расчётным данным составляется баланс фтора.

Таблица 2.2

Баланс фтора

Удельный приход фтора						Удельный расход фтора
Статья	Кг/т	% F, во фторсолях	В пересчете на F,кг/т	%	Статья		В пересчете на F, кг/т	%
Фтористый алюминий	9,1	61	5,55	20,1	Для пропитки футеровки		2,67	9,6
Фторсоли из сухой газоочистки			19,44	70,3	В виде углефторидов		0,01	0,04
Фторсоли на пуск электролизера после капремонта	4,94	54	2,67	9,6	Механические потери		1,38	5,01
					С анодными огарками		3,6	13,03
					В виде газа и пыли		20	72,32
Итого			27,66	100			27,66	100

2.4 Расчёт эффективности укрытия электролизёра и выделения фтористых соединений в корпус электролиза

В процессе электролиза от электролизёров в атмосферу корпуса и систему газоочистки выделяется фтористых соединений в пересчете на фтор 20 кг/т (см. таблицу 2.2.).

Для определения распределения выделяемого фтора между атмосферой корпуса электролиза и системой газоотсоса необходимо рассчитать эффективность улавливания фторидов укрытием .

рассчитывается по следующей формуле [6]:

где: 1, 2, 3, 4, 5 - технологические операции, соответственно:

-  регламентированная обработка;

-       ликвидация анодного эффекта;

-       выливка металла и технологические замеры;

-       замена анодов;

-       работа с герметичным укрытием.

- эффективность улавливания фтора герметичным укрытием во время выполнения технологических операций, доли единиц;

Т_1,2,3,4,5 - длительность технологических операций, д. ед.

Согласно практическим данным принимается:

Расчёт Т_1,2,3,4,5:

,

где: 5 - длительность обработки одной длинной стороны или двух торцевых, мин;

440 - количество минут в сутках.

1.       ,

.        ,

где: 6 - длительность выливки металла из одного электролизёра, мин;

3.       ,

где: 15 - время перестановки одного анода, мин;

,5 - срок службы анодов, сутки (по факту (САЗа);_б - количество анодных блоков (42).

4.      

Тогда составит:

или 97,71%.

Исходя из полученных удельного количества отходящих от электролизёра фторидов в пересчете на фтор 20 кг и эффективности газоотсоса  = 97,71%, фторсодержащих вредностей (в пересчете на фтор) поступает:

в систему газоочистки :

 в том числе:

в виде HF 40% или

в твердом виде 60% или

в трубу выбрасывается :

_газ = 7,82 - 7,78 = 0,04 кг,_тв = 11,72 - 11,71 = 0,01 кг;

возврат в процесс (в виде фторированного глинозёма):

_газ = 7,82 · 0,995 = 7,78 кг;_тв = 11,72 · 0,995 = 11,71 кг; всего 7,78 + 11,71 = 19,49 кг;

в атмосферу корпуса :

 кг, в том числе

в виде газа 40% или

кг,

в твердом виде или кг.

Итак, в процессе электролиза распределение поступившего фтора выглядит следующим образом:

в атмосферу:_газ           0,04 кг_тв         0,01 кг

в атмосферу корпуса:   _газ      0,18 кг_тв      0,28 кг

возврат в процесс:     _газ         7,78 кг_тв      11,71 кг

ВСЕГО:                      20 кг

.5 Материальный баланс электролиза

2.5.1 приход сырья

- глинозёма:

анодов:

свежих фторсолей:

выход огарков:

2.5.2 Расход сырья

Глинозём

Иностранные фирмы «Pechiney», «Kaiser» (США), «VAW» (Германия) в своих предложениях по переводу корпусов БрАЗа, ИркАЗа, НкАЗа на обожжённые аноды определяют удельный расход глинозёма равным 1930 кг на 1 т алюминия-сырца. В настоящем проекте принимается удельный расход Al₂O₃ равный 1920 кг (на 1 т алюминия-сырца), согласно практике зарубежных заводов. Однако повышаются требования к глинозёму при применении АПГ точечного типа. В частности, рекомендуется использовать глинозём «песчаного» типа, к которому относятся зарубежные глинозёмы.

Обожжённые аноды

На зарубежных заводах электролизёры с ОА имеют общий удельный расход анодов 565 - 580 кг (с огарками) и расход без огарков - 415 - 453 кг. На отечественных электролизёрах с ОА самый низкий удельный расход обожжённых анодов (с огарками) имеют корпуса № 7,8 КрАЗа (≈ 580 кг), в том числе 140 кг - выход огарков.

В настоящем проекте удельный расход обожженных анодов принимается равным 540 кг, в том числе 140 кг - выход огарков.

Фтористые соли

При использовании «сухой» газоочистки, широко и успешно применяемой на зарубежных алюминиевых заводах, часть поступающего на процесс электролиза криолитоглинозёмного расплава фтора возвращается обратно в электролит виде фторированного глинозёма. Данная система газоочистки также успешно используется в корпусах САЗа, УАЗа, в корпусах № 19,20 КрАЗа.

В проекте принимаем удельный расход фтористого алюминия на 1 т алюминия-сырца равным 9,1 кг. Удельный расход свежего криолита на пуск электролизёров после капитального ремонта - 4,94 кг.

Составление материального баланса процесса электролиза

Материальный баланс электролиза представляет собой соотношения поступивших продуктов в процесс и их расход на получение алюминия-сырца в час.

Расчёт ведется на 1 час работы электролизёра.

Для ведения технологического процесса электролиза и получения 100,4 кг в час алюминия-сырца (2409 ч 24 = 100,4 кг) в электролизёр требуется загрузить:

глинозёма:

анодов:

свежих фторсолей:

Расчёт расхода сырья

) Теоретический расход А1₂О₃ на производство 1 кг алюминия составляет 1,89 кг. Однако на практике расходуется больше глинозёма, тогда его потери составят: (1,92 - 1,89) · 100,4 = 3,01 кг/ч.

) Расход обожжённых анодов в основном связан с реакциями, протекающими у анода. Для расчёта количества углерода, который окисляется кислородом, выделяющимся в результате электрохимического разложения глинозёма, принимается состав анодных газов (по факту), % (объёмный) для выхода по току 95%: СО₂ - 70%; СО - 30%

При получении 100,4 кг алюминия выделится кислорода:

где: 48, 54 - количество кислорода и алюминия в глинозёме (молекулярный вес кислорода и алюминия в А1₂О₃).

Из этого кислорода перейдет:

в состав СО₂:

,

в состав СО:

,

где: 2 · 70 + 30 - содержание кислорода в СО₂ + СО, %;

· 70 - содержание кислорода в СО₂, %;

- содержание кислорода в СО, %.

Тогда количество углерода связанного:

в СО₂: ;

в СО:

где: 12, 16 - молярные веса углерода, кислорода, соответственно.

Таким образом, при получении 100,4 кг алюминия-сырца в 1 час выделяется:

в СО₂: ;

в СО: .

Выход огарков: 0,14 · 100,4 = 14,06 кг/ч.

Потери обожжённых анодов связаны с окислением, механическими потерями и составляют:

Расход фтористых солей равен приходу фтористых солей (см. баланс фтора).

По расчётным данным составляется материальный баланс процесса электролиза на 1 электролизёр.

Таблица 2.3

Материальный баланс процесса электролиза

Приход	кг/ч	%	Расход	кг/ч	%
Глинозём	192,77	77,6	Алюминий	100,4	40,42
Обожжённые аноды	54,22	21,83	Анодные газы:
Фтористые соли	1,41	0,57	- СО2	101,1	40,7
			- СО	27,5	11,07
			Потери:
			- глинозём	3,01	1,21
			- фторсоли	1,41	0,57
			- аноды	0,76	0,31
			- огарки	14,06	5,66
			- невязка	0,16	0,06
Итого:	248,4	100	Итого:	248,4	100

2.6 Электрический расчёт электролизёра

На электролизёрах с ОА ≈ на 2 000 кВт·ч/т меньший удельный расход электроэнергии, чем на электролизёрах с самообжигающимися анодом и верхним токоподводом [4]. Значение удельного расхода электроэнергии W зависит от величины среднего напряжения на электролизёре. Для этого проводят электрический расчёт алюминиевого электролизёра, чтобы определить величины потерь напряжения в основных узлах металлургического агрегата и найти значения греющего (U_гр), среднего (U_cp) и рабочего (U_раб) напряжений.

Для составления баланса напряжения используются данные конструктивного расчёта проектируемого электролизёра, справочные данные и практические результаты эксплуатации электролизёров с ОА на САЗе, ТадАЗе.

2.6.1 Расчёт греющего напряжения

Расчёт U_гр производится по формуле:

, В,

где: U_р - напряжение разложения глинозёма, В;

ΔU_а.у. - падение напряжения в анодном узле, В;

ΔU_n - падение напряжения в подине, В;

ΔU_эл - падение напряжения в электролите, В;

ΔU_аэ - падение напряжения от анодных эффектов, В.

Электрический расчет выполняется согласно действующим «Нормам технологического проектирования алюминиевого производства» ВНТП 25-86 [1].

2.6.2 Расчёт напряжения разложения

Определяется по эмпирической формуле:

В,

где: А - коэффициент (А = 1,13).

Таким образом:

где: 0,2 - поправочный коэффициент для электролизёров с ОА.

2.6.3 Расчёт падения напряжения в анодном узле

 складывается из потерь напряжения в угольной части анода потерь напряжения в контакте «анод - ниппель , потерь напряжения в ниппеле , потерь напряжения в контакте “ниппель - кронштейн - штанга - анодная шина” .

) определяется по формуле:

, B,

где: Ф - форм-фактор электрического поля анода;

ρ_а - удельное сопротивление угольного анода, Ом·см;_ср - среднее расстояние от дна ниппельного гнезда до подошвы анода, см;

Ф определяется по уравнению:

Ф = 1 + 0,142 · К₂,

где:

·x·b - площадь подошвы анодного блока, см²;_нг - площадь полной поверхности ниппельного гнезда (диаметр гнезда равен 16 см, глубина - 10 см), см²;_ср, - (50 + 2) ч 2 = 26 см (50 см - расстояние от дна ниппельного гнезда до подошвы нового анода, 2 см - до подошвы огарка);

где: h_нг - глубина ниппельного гнезда, см ( = 10 см);

- площадь боковой поверхности ниппельного гнезда, см².

Подставив данные, находим К₂ = 0,488. Следовательно, Ф = 1,07.

ρ_а = 0,007 · (1 - 0,00025 · t) = 58,8 · 10^-4 Ом·см при средней температуре анодных блоков 640°С.

Тогда:

) Падение напряжения в контакте «анод-ниппель» рассчитывается по формуле:

где: ρ_н - удельное электросопротивление, Ом·см;

К - количество ниппелей ( = 4).

На основе промышленных испытаний ρ_н = 50 мВ. Тогда:

Следовательно,

3)  определяется следующим образом:

где: ρ_н - удельное электросопротивление ниппеля при t = 70°C, Ом·см² (по практическим данным ρ_н= 68 · 10^-6 Ом·см, 1 = 10 см, S_a = (3,14 · 11²)/4 = 95 см²;_н - длина запеченной части ниппеля, см;_н - сечение ниппеля, см.

Тогда

) Падение напряжения на участке “ниппель - кронштейн - штанга - анодная шина” принимается по практическим данным (ТадАЗ, САЗ):

Итого:

.6.4 Расчёт падения напряжения в подине

Падение напряжения в катодном устройстве ΔU_n рассчитывается по эмпирической формуле:

где: 1,098 - коэффициент, учитывающий увеличение напряжения по сравнению с практическими данными (выведен ВАМИ экспериментально).

2.6.5 Расчёт падения напряжения в электролите

На электролизёрах с ОА эта составляющая греющего напряжения на 400 мВ меньше, чем на электролизёрах с ВТ [4].

где: ρ_эл - удельное электросопротивление электролита, Ом·см;

Р_а - периметр анодного массива, см.

Промышленные электролиты имеют ρ_эл = 0,4 ± 0,63 Ом·см, принимаем ρ = 0,51 Ом·см.

На основании многочисленных исследований, проведенных институтом ВАМИ, лучшие технико-экономические показатели на электролизёрах с обожжёнными анодами достигаются при работе на межполюсном расстоянии, равном 5-5,5 см. [5] В проекте принимается l = 5,0 см.

2.6.6 Расчёт падения напряжения от анодных эффектов

Составляющая греющего напряжения от анодных эффектов определяется по формуле:

где:  - превышение напряжения на электролизёре во время анодного эффекта, В (может достигать 60 В, но принимается 25 В);

· 24 = количество мин в 1 сутках;_aэ - 1 мин;- 0,2.

Тогда:

Итого:

2.6.7 Расчёт среднего напряжения

Расчёт U_ср, ведется по следующей формуле:

где: - падение напряжения в ошиновке (с учётом общесерийной).

2.6.8 Расчёт падения напряжения в ошиновке

Исходные данные для расчёта:

o температура катодных шин - 50°С;

o   температура катодного стержня - 204°С;

o   температура катодного спуска - 127°С;

o   температура анодных шин - 80°С.

Удельное электросопротивление катодных, анодных шин, катодных спусков определяется по формуле:

Удельное электросопротивление катодных шин:

Удельное электросопротивление анодных шин:

Удельное электросопротивление катодных спусков:

В настоящем проекте для электролизеров с обожженными анодами на 315 кА, поперечно расположенных в корпусе, применяется усовершенствованная схема катодной ошиновки для предотвращения искривления зеркала металла.

Подвод к электролизеру осуществляется через 5 стояков, расположенных на входной (по ходу тока) стороне электролизера. Все 5 стояков расположены за катодным кожухом и выходят из шинного проема в проекции анода. Четыре стояка равномерно нагружены (76100 А), а пятый стояк нагружен меньше (45600 А). Ток от стояков подводится к передней анодной шине (входная сторона), а к задней шине -токоведущими перемычками, расположенными у мест подключения стояков. Часть тока от катодных стержней направляется под днищем на отметке +1,03 м к трем центральным стоякам следующей ванны. При этом с входной стороны на каждую из двух ветвей ошиновки, привариваются 7 спусков и 14 спусков с выходной стороны (всего 21 спусков на ветви ошиновки) (6 на центральный стояк с обоих сторон). Часть тока от катодных стержней идет по двум ветвям ошиновки на отметке +2,35 м вдоль торцевых сторон к двум крайним стоякам следующей ванны. При этом к одной ветви ошиновки с входной стороны электролизера приваривается 14 спусков, а с выходной 7 спусков (всего 21 спусков на стояк). Схема катодной ошиновки прилагается (см. рис. 2.6.).

Рис. 2.6 Схема катодной ошиновки электролизёра с ОА на 315 кА

Расчёт падения напряжения в ошиновке (анодной и катодной) ведется по одной из сторон электролизёра - по входной стороне.

Падение напряжения ошиновки находится по потере мощности в замкнутом контуре, в котором оно равно 0.

Тогда:

где: I₁, I₂ - сила тока в 1-ой и 2-ой ветви ошиновки, А;₁, R₂ - сопротивление в 1-ой и 2-ой ветви ошиновки от катодных стержней до нулевой точки на анодной ошиновке, Ом;_c - сила тока на одной стороне электролизёра, А.

2.6.8.1 Определение токовой нагрузки катодных участках

Для определения силы тока в 1-ой и 2-ой ветвях ошиновки следует определить токовую нагрузку по катодным стержням в каждой секции. Эта токовая нагрузка определяется из рассмотрения замкнутого контура между двумя соседними стержнями: «металл - катодная секция - пакет катодных спусков - участок катодных шин между соседними спусками - пакет катодных спусков - катодная секция» (см. рис. 2.6.).

На основании 2 - го закона Кирхгофа для замкнутого участка цепи из любых двух соседних стержней справедливо равенство:

(R _С + R _К + R_СП) + Rш ×= (R _С + R _К + R_СП) × I_n+1, ( 33)

где R_с - полное сопротивление катодной секции, Ом;_к - суммарное сопротивление контактов «катодный стержень - спуск»_сп - сопротивление катодного спуска, Ом;_n - сила тока в катодном стержне с порядковым номером n, считая от начала ошиновки, А;_ш - сопротивление участка шинопровода между рассматриваемыми стержнями, Ом;

∑I_n - полный ток на участке шинопровода между рассматриваемыми катодными стержнями, А;_n+1 - сила тока в катодном стержне с порядковым номером (n+1), А._к.с- падение напряжения в подине (см электрический расчет электролизера), в;сп , rш - определяется по формуле:

, (34)

где: p - удельное электросопротивление, ом×см;- длина спуска, шины, см;- сечение спуска, шины, см².

После преобразования уравнения получается выражение:

 (35)

а) R_с определяется исходя, из расчетного значения падения напряжения в катодном устройстве ∆U_n:

 Ом (36)

б) По практическим данным ∆U_к в контакте «катодный стержень - спуск» = 0,005 В, ∆U_к в контакте «спуск - шина» - 0,001 В. Тогда суммарное сопротивление контактов:

 Ом.

в) Сопротивление алюминиевого катодного спуска длиной 100 см с учетом температурной зависимости удельного электросопротивления алюминия (p = 2,8 ∙ (1+0,0038 t) ∙ 10^-6, Ом ∙ см) составит:

Ом

г) Сопротивление катодной шины между соседними стержнями для участка шинопровода, состоящего из 3 шин сечением 60Ч630 мм.

Для каждого участка находим сопротивление катодной шины:

для одношинного участка:

 Ом

для двухшинного участка:

 Ом

Подставив найденные значения R_с, R_к, R_сп, R_2ш, и R_ш1,2 в уравнение, получим уравнения:

для одношинного участка:

 А

для двухшинного участка:

 А

На участке 1 катодной ошиновки подключено 7 катодных стержней. Задаваясь величиной силы тока в первом стержне (I₁), последовательно найдем значения сил тока в остальных катодных стержнях:

для одношинного участка:

₂ = I₁ + 1,2 ∙ 10^-3 ∙ I₁ = 1,0012 ∙ I₁

I₃ = I₂ + 1,2 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂) = 1,0036 ∙ I₁

I₄ = I₃ + 1,2 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃) = 1,0072 ∙ I₁₅ = I₄ + 1,2 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃ + I₄) = 1,0120 ∙ I₁

I₆ = I₅ + 1,2 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃ + I₄ + I₅) = 1,0180 ∙ I₁

I₇ = I₆ + 1,2 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃ + I₄ + I₅ + I₆) = 1,0253 ∙ I₁

∑I₁- I₆ = 6,042 ∑I₁- I₇ = 7,0673

- для двухшинного участка:

₂ = I₁ + 0,6 ∙ 10^-3 ∙ I₁ = 1,0006 ∙ I₁

I₃ = I₂ + 0,6 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂) = 1,0018 ∙ I₁

I₄ = I₃ + 0,6 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃) = 1,0036 ∙ I₁₅ = I₄ + 0,6 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃ + I₄) = 1,006 ∙ I₁

I₆ = I₅ + 0,6 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃ + I₄ + I₅) = 1,009 ∙ I₁

I₇ = I₆ + 0,6 ∙ 10^-3 ∙ (I₁ + I₂ + I₃ + I₄ + I₅ + I₆) = 1,0126 ∙ I₁

∑I₁- I₇ = 7,0336

Подставив найденное значение I₁ в выражение сил тока (I₂, I_3, I₄, I₅, I₆, I₇), найдем распределение силы тока по остальным катодным стержням всех пяти участках шинопровода.

Результаты расчета распределения тока по катодным стержням представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Распределение тока по катодным стержням

Участок шинопровода	Порядковый номер катодного стержня							Итого
	1	2	3	4	5	6	7
I	3580	3584	3593	3606	3623	3644	3671	25301
II	3580	3582	3586	3593	3601	3612	3625	25179
III	3580	3584	3593	3606	3623	3644	3671	25301
IV	3580	3582	3586	3593	3601	3612	-	21554
V	3580	3584	3593	3606	3623	3644	3671	25301
VI	3580	3582	3586	3593	3601	3612	3625	25179
VII	3580	3584	3593	3606	3623	3644	3671	25301

С использованием найденных значений сил тока в 7 участках катодной ошиновки можно определить потери мощности на каждом катодном участке ошиновки электролизера.

2.6.8.2 Определение падения напряжения в катодной и анодной ошиновке электролизёра

Расчет потерь мощности в анодной ошиновке проводится, исходя из условия равномерного распределения силы тока по анодным блокам:

 (37)

где: I - сила тока серии, А

К - количество анодных блоков.

Расчет проводится с учетом двухрядного расположения анодных блоков с каждой стороны анода.

Результаты расчета потерь мощности в ошиновке электролизера приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5

Потери мощности в ошиновке

Номер участка		Длина, см		Площадь сечения,см2		ρ · 10-6, Ом·см	R · 10-6, Ом	Сила тока, А	Потери мощности, Вт
1		2		3		4	5	6	7
1		37		2142		3,332	0,06	3580	0,74
2		37		2142		3,332	0,06	7160	2,95
3		37		2142		3,332	0,06	10740	6,64
4		37		2142		3,332	0,06	14320	11,8
5		37		2142		3,332	0,06	17900	18,44
6		37		2142		3,332	0,06	21480	26,55
7		422		2142		3,332	0,65	25060	412,25
8		37		1071		3,332	0,12	3580	1,48
9		37		1071		3,332	0,12	7160	5,9
10		37		1071		3,332	0,12	10740	13,28
11		37		1071		3,332	0,12	14320	23,6
12		37		1071		3,332	0,12	17900	36,88
13		37		1071		3,332	0,12	21480	53,11
14		644		1071		3,332	2,01	25060	1258,24
15		37		1071		3,332	0,12	3580	1,48
16		37		1071		3,332	0,12	7160	5,9
17		37		1071		3,332	0,12	10740	13,28
18		37		1071		3,332	0,12	14320	23,6
19		37		1071		3,332	0,12	17900	36,88
20		37		1071		3,332	0,12	21480	53,11
21		242		1071		3,332	0,75	25060	472,82
22		37		1071		3,332	0,12	3580	1,48
23		37		1071		3,332	0,12	7160	5,9
24		37		1071		3,332	0,12	13,28
25		205		1071		3,332	0,64	14320	130,78
26		37		2142		3,332	0,06	3580	0,74
27		37		2142		3,332	0,06	7160	2,95
28		37		2142		3,332	0,06	10740	6,64
29		37		2142		3,332	0,06	14320	11,8
30		37		2142		3,332	0,06	17900	18,44
31		37		2142		3,332	0,06	21480	26,55
32		205		2142		3,332	0,32	25060	200,26
33		37		1071		3,332	0,12	3580	1,48
34		37		1071		3,332	0,12	7160	5,9
35		37		1071		3,332	0,12	10740	13,28
36		37		1071		3,332	0,12	14320	23,6
37		37		1071		3,332	0,12	17900	36,88
38		37		1071		3,332	0,12	21480	53,11
39		242		1071		3,332	0,75	25060	472,82
40		37		1071		3,332	0,12	3580	1,48
41		37		1071		3,332	0,12	7160	5,9
42		37		1071		3,332	0,12	10740	13,28
43		37		1071		3,332	0,12	14320	23,6
44		422		1071		3,332	0,65	17900	420,66
45		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
46		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
47		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
48		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
49		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
50		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
51		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
52		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
53		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
54		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
55		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
56		74		3076		3,332	0,08	7500	4,51
57	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
58	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
59	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
60	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
61	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
62	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
63	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
64	74		3076		3,332		0,08	7500	4,51
65	300		3076		3,332		0,33	75000	1827,94
66	300		3076		3,332		0,33	75000	1827,94
67	300		1842		3,332		0,54	44500	1074,62
68	300		3076		3,332		0,33	75000	1827,94
69	300		3076		3,332		0,33	75000	1827,94
70	300		3209		3,332		0,31	75000	1752,18
71	350		3209		3,332		036	75000	2044,21
72	520		1071		3,332		1,62	25060	1015,97
73	350		2142		3,332		0,54	50120	1367,65
74	520		1071		3,332		1,62	25060
75	350		3209		3,332		0,36	75000	2044,21
76	520		1071		3,332		1,62	25060	1015,97
77	350		3209		3,332		0,33	75000	2044,21
78	300		3209		3,332		0,31	75000	1752,18
79	520		2142		3,332		0,8	50120	2031,94
80	103		1071		3,332		0,32	25060	201,24
81	103		2142		3,332		0,16	50120	402,48
82	103		1071		3,332		0,32	25060	201,24
83	235		1071		3,332		0,73	25060	459,14
84	235		2142		3,332		0,36	50120	918,28
85	160		3076		3,332		0,17	75000	974,9
86	160		3076		3,332		0,17	75000	974,9
87	160		3076		3,332		0,17	75000	974,9
88	160		3076		3,332		0,17	75000	974,9

Рассчитанные значения потерь мощности на отдельных участках ошиновки используются для определения потерь напряжения:

а) в анодной ошиновке:

∆U_ан.ош.= ∑∆W_ан.ош. / I₁+I₂+I₃+I₄+I₅ = 3354,82 / 157500 = 0,021 В (38)

б) в катодной ошиновке:

∆U_к.ош.= ∑∆W_к.ош. / I₁+I₂+I₃+I₄+I₅ = 3792,24 / 157500 = 0,024 В (39)

в) в анодных стояках и гибких пакетах:

∆U_ан.ст.= ∑∆W_ан.ст. / I₁+I₂+I₃+I₄+I₅ = 1351,37 / 157500 = 0,008 В (40)

г) в катодных спусках:

∆U_сп= I_сп·R_сп= 315000 · 3,9 ·10^-6 / 88 = 0,013 В (41)

д) в контактах принимаются по практическим данным (табл. 2.6)

Таблица 2.6

Потери напряжения в контактах

Контакт	∆U , В
«Контакт стержень - спуск»	0,005
«Катодный спуск - катодная шина»	0,002
«Гибкий пакет - стояк»	0,002
«Катодная шина - гибкий стояк»	0,003
«Анодный стояк - анодная шина»	0,010
«Анодная шина - штанга анододержателя»	0,015
Итого	0,037

е) в шинах, связывающих анодную и катодную ошиновку между электролизерами ∆U_м.э = 0,049 В

ж) Падение напряжения в общекорпусной ошиновке (торцы корпуса, проходы, проезды, соединительный коридор) составляет:

0,01 В ,

где: 65х7 - сечение шин, см²;

- количество шин в пакете;

- длина общекорпусной ошиновки, см;

- количество электролизеров в корпусе.

Итого суммарные потери напряжения в ошиновке электролизера составят:

∆U_ош= 0,021 + 0,024 + 0,008+ 0,013+ 0,037 + 0,049+ 0,01 = 0,162 В.

Зная греющее напряжение и потери напряжения в ошиновке находим среднее напряжение электролизера:

_ср = 3,866 + 0,162 = 4,028 В

Из приведенных выше расчетов находим рабочее напряжение - это фактическое напряжение (среднее напряжение U_ср) без учета напряжения от анодных эффектов ∆U_а.э. и общекорпусной ошиновки:

_р = U_ср - ∆U_а.э.- ∆U_{общекорп} = 4,028 - 0,003 - 0,01=4,015 В (42)

По результатам расчета составляется электрический баланс электролизера (табл. 2.7).

Таблица 2.7

2.6.9 Баланс напряжения электролизёра

№ п/п	Наименование	Обозначение	Значение, В	%
1	Напряжение разложения глинозёма	Eр	1,604	39,82
2	Падение напряжения в анодном узле	ΔUа.у.	0,317	7,88
3	Падение напряжения в подине	ΔUn	0,342	8,49
4	Падение напряжения в электролите	ΔUэл	1,6	39,72
5	Падение напряжения от анодных эффектов	ΔUаэ	0,003	0,07
6	Греющее напряжение	Uгр	3,866	95,98
7	Падение напряжения в ошиновке (с учётом общесерийной ошиновки)	ΔUош	0,162	4,02
8	Среднее напряжение	Uср	4,028	100
9	Рабочее напряжение	Uраб	4,015	99,6

2.7 Энергетический баланс электролизёра

Энергетические характеристики электролизёра обычно строятся по принципу соответствия расхода энергии её приходу. Иными словами, в условиях установившегося теплового равновесия электролизёра расход тепла в единицу времени должен быть равен его приходу. Только в этом случае можно обеспечить нормальную работу электролизёра.

Составление теплового баланса действующего электролизёра позволяет выявить причины, вызывающий повышенный расход электроэнергии, найти оптимальное межполюсное расстояние. Расчёт производится применительно к температуре окружающей среды +25°С и в кДж/с (согласно ГОСТа).

При составлении теплового баланса электролизёра используются данные конструктивного, материального балансов и электрического расчёта электролизёра.

2.7.1 Приход тепла

1. Приход тепла от электроэнергии (Q_ээ) рассчитывается по формуле:

где: 0,86 - тепловой эквивалент Ватт-часа, ккал/Вт·ч.

. Приход тепла от сгорания угольного анода (Q_ан) рассчитываетсяпо уравнению:

где: Р_СО2 и Р_СО2 - число молей в час СО₂ и СО, соответственно;

- тепловые эффекты реакций образования СО₂ и СО,

соответственно: 94 050, ккал/кмоль и 26 400 ккал/кмоль [4].

При выходе по току 95% состав анодных газов характеризуется объёмным соотношением: СО₂ : СО = 70 : 30.

Часовая производительность электролизёра равна:

где: F - число Фарадея (26,8 А·час/г моль).

Количество кислорода, выделяющегося при этом:

Из химических реакций:

Решая два уравнения:

получим:

Итого: приход тепла составит:

2.7.2 Расход тепла

Расход тепла (Q_paсх) включает в себя четыре статьи:

. Расход тепла на разложение глинозёма (Q_paзл) определяется по формуле:

где: Р_Al2O3 - расход глинозёма на электролитическое разложение, кмоль/ч;

- тепловой эффект реакции образования Аl₂О₃, равный 400 000 ккал/кмоль [4].

2.Унос тепла с вылитым алюминием (Q_мет) составит [2]:

P_Al - часовая производительность электролизёра, кмоль/ч;

- теплосодержание Аl при 960°С и 25°С (их разность равна 8 910 ккал/кмоль [4]).

. Унос тепла с газами (Q_газ) рассчитывается по формуле:

где: V₀ - приведённый объём газов в нормальных условиях, нм³/ч;

ρ - плотность при нормальных условиях 1,252 кг/нм³;

С_р - средняя удельная теплоемкость газов 0,24 ккал/кг·град,_г, t_c - температура отходящих газов и окружающей среды [4].

Объём газоотсоса от одного электролизёра:

при закрытых шторах - 10 050 м³/ч;

при одной открытой стороне укрытия - 15 500 м³/ч.

Средний объём газоотсоса с учётом работы электролизёра с открытым укрытием при температуре 50°С составит:

2.7.2.1 Потери тепла конструктивными элементами электролизёра

Расчёт тепловых потерь производится по формуле [3]:

где: S - площадь теплоотдающей поверхности, м²;

α - коэффициент конвективной теплопередачи, ккал/м²·ч·град; для вертикальных стенок электролизёра [2]:

 ккал/м²·ч·°С (перевод единицы измерения), а здесь

 Дж/м²·с·°С,

где: А_к - коэффициент, зависящий от свойств среды и определяющей температуры (табл. 2.8.);_П - температура поверхности,°С;_c - температура среды,°С;

,9 - коэффициент излучения абсолютного черного тела, ккал/м²·ч·(К)⁴;

ε_П - приведённая степень черноты;

φ - коэффициент облучённости окружающего пространства рассматриваемой поверхности;

Т_П,Т_С - температура поверхности и воздуха, соответственно, К.

Таблица 2.8

Зависимость А_к от температуры для вертикальной стенки

tм*, К	0	50	100	200	300	500	1000
Ак	6,07	5,31	4,77	4,06	3,56	2,93	2,01

^*t_м = 0,5·(t_П+t₀);

Степень черноты теплоотдающих поверхностей для стали принимаем равной 0,8 для открытых поверхностей электролита 0,15, алюминия 0,56.

2.7.2.1.1 Теплопотери анодного устройства

1. Боковая стенка балки - коллектора (Q_б-к).

_П = 90°С (Т_П = 363 К);_c = 25°С (Т_с = 298 К);

Площадь вертикальных стенок балки-коллектора S^вep = 49,5 м², а горизонтальных S^гop = 30,2 м²,

α^{верт.стенок} = 12,05 ккал/м²·ч·град,

α^гор = 12,05 · 1,3 = 15,7 ккал/м²·ч·град.

Теплопотери от вертикальных стенок и горизонтальной стенки балки-коллектора составят:

_б-k = 49,5 · (12,05 · (90 - 25) + 4,9 · 0,8 · 0,8[(363 ч 100)⁴ - (298 ч 100)⁴])

+ 30,2 · (15,7 · (90 - 25) + 4,9 · 0,8 · 0,8[(363 ч 100)⁴ - (298 ч 100)⁴]) = 66

ккал/ч.

. Горизонтальные створки укрытия (Q_гсу).

_П = 90°С (Т_П = 363 К); t_c = 25°С (Т_с = 298 К);= 13,8 м²;

А_к = 3,47

 ккал/м²·ч·град._гсу = 13,8 · (15,6 · (90 - 25) + 4,9 · 0,8 · 0,8[(363 ч 100)⁴ - (298 ч 100)⁴]) =

290 ккал/ч.

3. Алюминиевые штанги анодов

_П = 90°С (Т_П = 363 К); t_c = 25°С (Т_с = 298 К);

А_к = 3,49= 36,5 м² (поверхность штанги выше укрытия);

 ккал/м²·ч·град_Alшт = 36,5 · (12,05 · (90 - 25) + 4,9 · 0,56 · 0,8 [(363 ч 100)⁴ - (298 ч

)⁴]) = 28 810 ккал/ч.

. Наклонные створки укрытия (Q_ств).

_П = 63°С (Т_П = 336 К); t_c = 25°С (Т_с = 298 К);

Площадь наклонных створок по длинным сторонам электролизёра и торцевых щитов: S =63,88 м²;

А_к = 3,48

ккал/м²·ч·град_ств = 63,88 · (10,05 · (63 - 25) + 4,9 · 0,56 · 1 · [(336 ч 100)⁴ - (298 ч

)⁴]) = 24 529 ккал/ч.

. Открытая поверхность электролита (Q_опэ)

_П = 960°С (Т_П = 1 233 К); t_c = 25°С (Т_с = 298 К);= 5,2 м²;

А_к = 3,15

ккал/м²·ч·град

При расчёте используется коэффициент, равный 0,025, при расчёте которого учитывается время работы электролизёра с открытым укрытием (периодическая обработка длинных сторон электролизёра, гашение анодных эффектов, перестановка анодов).

_опэ = 5,2 · 0,025 · (26,5 · (960 - 25) + 4,9 · 0,15 · 0,8 · [(1233 ч 100)⁴ -

(298 ч 100)⁴]) = 4 982 ккал/ч.

Итого: потери тепла анодным устройством:

_{ан.устр.}= 66 135 + 14 290 + 28 810 + 24 529 + 4 982 = 138 746 ккал/ч =

,3 кДж/с.

.7.2.1.2 Теплопотери катодного устройства

1. Обортовочный лист:

t_П = 131°C (Т_П = 404К); t_o = 25°C (T_o = 298K); t_м = 0,5 · (404 + 25) = 351

К;= 5,1 м², А_к = 3,41, тогда α = 0,859 · 3,41 · (131 - 25)^1/3 = 13,86

ккал/м²·ч·°C

. Верхний пояс кожуха:

t_П = 179°C (Т_П = 452 К); t_o = 25°C (T_o = 358 K); t_м = 0,5 · (452 + 298) = 375

К;= 31,42 м², А_к = 3,20, тогда α = 0,859 · 3,20 · (179 - 25)^1/3 = 12,5

ккал/м²·ч·°C

. Нижний пояс кожуха:

t_П = 110°C (Т_П = 383 К); t_o = 25°C (T_o = 298 K); t_м = 0,5 · (383 + 298) = 340

К;= 16,88 м², А_к = 3,44, тогда α = 0,859 · 3,44 · (110 - 25)^1/3 = 13

ккал/м²·ч·°C

. Торец кожуха:

t_П =110°C (Т_П = 383 К); t_o = 25°C (T_o = 298 K); t_м = 0,5 · (383 + 298) =

,5 К;= 15,6 м², А_к = 3,44, тогда α = 0,859 · 3,44 · (110 - 25)^1/3 = 13

ккал/м²·ч·°C

5. Блюмсы:

_П = 204°C (Т_П = 477 К); t_o = 25°C (T_o = 298 K); t_м = 0,5 · (477 + 298) =

387,5 К;= 11,78 м², А_к = 3,29, тогда α = 0,859 · 4,57 · (204 - 25)^1/3 = 16

ккал/м²·ч·°C

6. Днище:

_П = 98°C (Т_П = 371 К); t_o = 25°C (T_o = 298 K); t_м = 0,5 · (371 + 298)=334,5

К;= 70,62 м², А_к = 3,44, тогда α = 0,859 · 3,44 · (98 - 25)^1/3 = 8,4

ккал/м²·ч·°C

Итого: потери тепла катодным устройством:

_ку= 11 242 + 102 180 + 27 672 + 25 574 + 48 822 + 73 919 =

= 289 409 ккал/ч = 336,4 кДж/с.

Всего: потери тепла конструктивными элементами электролизёра:

_кэ = Q_aн.y.+ Q_кат.y = 138746 + 289409 = 428155 ккал/ч = 497,5 кДж/с.

Итого: расход тепла составляет:

_рacx = 744403 + 33163 + 70478 + 428155 = 1276199 ккал/ч = 1 483,3

По данным составляется тепловой баланс электролизёра (табл.2.9).

Таблица 2.9

Тепловой баланс электролизёра

№	Приход тепла
	Статьи	кДж/с	%
1	От электрической энергии	1217,2	81,2
2	От сгорания анода	281,6	18,8
	Итого:	1 498,8	100
№	Расход тепла
	Статьи	кДж/с	%
1	На разложение Аl2О3	865	57,71
2	С вылитым металлом	39	2,6
3	С газами	81,8	5,46
4	Конструктивными элементами:	497,5	33,19
4.1	Анодным устройством	161,3
4.2	Катодным устройством	336,4
	Всего:	1 483,3
	невязка	15,5	1,04
	Итого:	1 498,8	100

2.8 Расчёт объёма производства, характеристика корпуса и цеха электролиза

Производительность корпуса электролиза по алюминию-сырцу зависит от кремниево-преобразовательной подстанции (КПП) и от рабочего напряжения электролизёра.

При строительстве отечественных алюминиевых заводов в основном применяются КПП на 900 в для серии из двух корпусов электролиза. В настоящем проекте принимаем КПП на 900 в.

При этом количество установленных электролизёров в серии (2 корпуса) составит:

,

где: 900 - мощность КПП, в;

- резерв напряжения на анодный эффект, в.;

,5 - резерв напряжения для компенсации напряжения во внешней цепи (принимают в пределах от 1 до 5%) в проекте - 3%, в;

,5 - потери напряжения в аппаратуре и шинопроводе подстанции, в;

- резерв напряжения в серии на пусковые ванны после капитального ремонта и ванны с технологическими нарушениями, в;

,015 - среднее напряжение электролизёра (см. электрический расчёт электролизёра), в.

В корпусе устанавливается 102 (204ч2) электролизёров. Количество работающих электролизёров в корпусе равно:

,

где: 102 - количество установленных электролизёров, шт.;

- простой электролизёра в капремонте (вместе с обжигом), суток (факт опытных электролизёров на 300 кА САЗа);

- срок службы электролизёра, лет;

- количество дней в году.

Исходя из суточной производительности электролизёра и количества работающих электролизёров, рассчитаем годовую производительность корпуса по алюминию-сырцу:= 2,409 · 101,6 · 365 = 89,3 тыс.т.

Для получения цехом электролиза алюминия-сырца не менее 315 тыс.т. в год требуется строительство 4 корпусов (2 серии электролиза), их годовая мощность по алюминию-сырцу составит: 89,3 · 4 = 357,2 тыс.т/год.

В корпусе электролизёры устанавливаются в один ряд, расположение их - поперечное. Между продольными осями электролизёров - 7 500 мм. (факт корпусов 7,8 САЗа). Это расстояние выбрано с учётом обеспечения необходимых электроизоляционных зазоров между кожухом и стояком, и проходов для обслуживающего персонала, равных 1 150 мм. В полукорпусе два проезда для напольного транспорта шириной 2 650 мм. Соответственно, расстояние между осями электролизёров 7 500 мм и 9 000 мм.

В торце у КПП последние электролизёры устанавливаются с возможностью транспортировки их мостовым краном г/п 2Ч160/32 т в ремонтный торец (сгоняются в торец 4 анодных крана и ось электролизёра совпадает с крюком мостового крана, соблюдая необходимые зазоры между кранами).Противоположный КПП торец - ремонтный торец.

Длина этого торца обеспечивает необходимое пространство для вывоза отработанных катодных устройств в цех капремонта, установки оборотного катодного устройства на отметке ± 0,00 и необходимые площади на рабочей площадке для установки анодного устройства ремонтируемого электролизёра с возможностью проезда напольного транспорта.

С учётом вышеизложенного, для установки 102 электролизёров необходимая длина корпуса 833 м. Ширина корпуса - 28,5 м (пролет здания 27 м).

Эта ширина корпуса обеспечивает необходимые размеры шинного проема, в котором устанавливается электролизёр и катодная ошиновка с оптимальными электроизоляционными зазорами, ширину проезда с противоположной стороны от газоочистки, расстояние от металлических решеток до колонны здания. Выбранная ширина корпуса аналогична работающим двухэтажным корпусам ТадАЗа и САЗа с поперечно расположенными электролизёрами ОА-255 кА и зарубежным корпусам с электролизёрами ОА на 300 кА.

Эта ширина корпуса отвечает требованиям действующих «Правил безопасности при производстве глинозёма, алюминия, магния, кристаллического кремния и электротермического силумина» ПБ11-149-97 [8]. Расстояние между колоннами в корпусе составляет 6 м. Это соответствует СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания промышленных предприятий» [10].

Высота корпуса электролиза определяется отметкой рабочей площадки, отметкой рельсового пути кранов и высотой фонаря.

Отметка рабочей площади выбирается равной + 4,Ом на основании практики работы современных отечественных двухэтажных корпусов электролиза САЗа, БрАЗа, ИркАЗа, НкАЗа, КрАЗа.

Такая отметка рабочей площадки улучшает условия для естественной вентиляции корпуса.

Отметка рельсового пути + 13,2 м выбрана с учётом транспортировки анодов над электролизёром.

Отметка низа строительной фермы 18,6 м гарантирует необходимый безопасный зазор от верха анодного и мостового крана г/п 2Ч160/32 т, равный не менее 300 мм.

Высота аэрационного фонаря (на крыше здания) принимается равной 5 м соответственно расчётам, приведённым в настоящей записке в разделе 5.

Здание корпуса - двухэтажное, однопролетное длиной 833 м, пролетом 27 м, высотой (по верху фонаря) 26,9 м, с отметкой рабочей площадки + 4,0 м. Колонны здания - железобетонные с электроизоляционным защитным слоем бетона 35мм от отметки пола + 4м до 7,5 м.

Стены корпуса - панельные толщиной 80 мм.

По длинным сторонам корпуса от отметки ± 0,00 до отметки + 4,0 м предусмотрены проемы, перекрытые металлическими решетками, через которые из первого этажа во второй поступает свежий воздух.

В полу второго этажа по обе стороны каждого ряда электролизёров предусмотрены стальные решетки - плиты перекрытия, через которые из первого этажа этот свежий воздух проходит во второй этаж.

Из второго этажа корпуса загрязненный воздух выбрасывается через аэрационный фонарь.

На отметке + 8,4 м расположены оконные проемы высотой 2 400 мм.

На первом этаже расположены катодные устройства электролизёров и катодная ошиновка. Катодные кожухи устанавливаются через электроизоляцию из асбокартона и текстолита на железобетонные опоры.

Устанавливаются бетонные неармированные столбики с электроизоляцией из асбокартона, асбоцемента, на которые монтируется катодная ошиновка.

В цех электролиза входят 4 корпусов, 2 серии (серия - два корпуса). Каждую серию питает током КПП - 900.

Для каждой серии предусматривается «сухая» газоочистка, состоящая из двух блоков.

Каждый блок газоочистки располагается в межкорпусном дворике и очищает газ с двух полукорпусов.

В середине полукорпуса с 2-х сторон устанавливаются корпусные силоса со свежим и фторированным глинозёмом, из которых глинозём качается в расходные бункера, расположенные в корпусе между колоннами и бункера анодных кранов.

В прикорпусные силоса пневмотранспортом свежий глинозём закачивается из цеховых силосов, имеющих необходимый запас для бесперебойной работы корпусов, фторированный глинозём - из блоков газоочистки.

Входит электролитейная, БВО (блок вспомогательных отделений), компрессорная. В состав завода, кроме цеха электролиза, входят цех обожжённых анодов, цех капремонта (ЦКРЭ), отделение регенерации. Для обеспечения транспортной связи корпуса электролиза соединяются между собой и с другими зданиям цеха электролиза общими соединительным коридором. Ширина соединительного коридора принимается равной 12 м. Отметка проезжей части ± 4 м аналогично работающим отечественным двухэтажным корпусам и цехам электролизёра.

алюминий электролиз цех автоматизация

3. Специальная часть. Разработка мероприятий направленных на увеличение выхода по току и срока службы электролизера

Выход по току является основным технико-экономическим показателем производства алюминия. Он характеризует эффективность подведенной к электролизеру электроэнергии.

На электролизерах с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом выход по току редко превышает 90%, при этом электролизеры оснащены АПГ, высокоэффективной АСУТП. На ваннах с ОА этот показатель может достигать 93-95% благодаря стабильности технологии при использовании также современных средств механизации и автоматизации.

Выход по току зависит от многих факторов: плотности тока, МПР, температуры, гидродинамических явлений в ванне, формы рабочего пространства, криолитового отношения и состава электролита. Правильный подбор всех параметров при нормальном ходе процесса электролиза и дает высокий выход по току, хотя учесть все факторы - очень сложная задача.

В проекте предлагается для повышения выхода по току и срока службы электролизера использование добавки солей лития в электролит.

В табл. 3.1. приведены сравнительные данные о влиянии различных добавок на свойства электролита.

Таблица 3.1

Влияние добавок на свойства электролита

Добавка	Уровень добавки, вес. %	Темп-ра ликвидуса, 0С	Проводи-мость, Ом-1см-1	Плотность г/см3	Вязкость мПа	Поверхн. натяж-е, мДж/м2	Раств-ть Ме, вес. %	Раств-ть Al2O3, вес. %	Давление пара, Па
Криолит*	100	1011	2,874	2.103	2,323	131,5	0.131	12,4	534
CaF2	4 7	-12 -20	-0,057 -0,099	0.018 0,033	0,130 0.228	0.3 -2,6	-0,013 -0,022	-1,5 -2,5	-2 -3
AlF3	4 12	-1 -24	-0,171 -0,439	-0,025 -0,06	-0,091 -0,399	-4,0 --12,3	-0,033 -0,078	-0,4 -1,4	137 596
LiF	1 3	-9 -27	0,047 0,142	-0,005 -0,014	-0,123 -0,399	… …	-0,018 -0,021	-0,5 -0,3	-11 -33
MgF2	1 3	-5 -15	-0,047 -0,139	0,005 1,013	0.041 0,123	… …	-0,004 -0,012	-0,5 -1,4	-10 -11
Al2O3	3 5	-16 -28	-0,145 -0.282	-0,022 -0,040	0,029 0,118	-18,7 -36,6	-0,003 -0,005		-90 -130
Темп-ра**	-25 -50		-0,090 -0.182	0.023 0,047	0.195 0.398	3,5 7.0	-0,040 -0,082	-1.5 -2,8	-165 -282

*В первой строке даны свойства электролита при 1011⁰С, в других - изменения от воздействия добавок и температуры.

**Свойства жидкого криолита экстраполированы ниже точки плавления. Добавки снижают температуру плавления, позволяя работать при таких температурах

Использование солей лития в электролите имеет давнюю историю, в нашей стране роль лития как перспективной добавки в электролит была выяснена профессором Беляевым А.И. Интенсификацию процесса электролитического получения алюминия можно осуществлять, не изменяя конструкции узлов электролизера, а изменяя технологию процесса при условии сохранения в ванне теплового равновесия.

Литиевый криолит имеет температуру плавления 782⁰С, а смесь 32% na₃AlF₆ +68% Li₃AlF₆ плавится при температуре 710⁰С. Фтористый литий имеет температуру плавления 848⁰С, а смесь расплава 15% na₃AlF₆ + 85% Li₃AlF₆ - 695⁰С. На каждый 1% добавки фтористого лития в электролит температура расплава снижается » на 9⁰С.

Таким образом, используя литиевые добавки, можно в широких пределах снижать температуру процесса. Обычно практикуется добавка соли лития 2,5-3% в обычный натриевый электролит, так как в литиевом электролите в 4 раза снижается растворимость глинозема.

Высокая электропроводность фтористого лития позволяет снизить удельное сопротивление электролита в наибольшей степени (см. разд. «Электрический баланс электролизера»).

Основные преимущества, которые даёт добавление LiF в электролит:

Многочисленными промышленными испытаниями было доказано, что добавка 2,5% LiF в электролит приводит к следующим результатам:

§ понижается температура ликвидуса электролита и, следовательно, температура электролиза (на 12-18^оС);

§  возрастает выход по току (от 1 до 3%);

§  увеличивается электропроводимость электролита;

§  снижается расход электроэнергии (от 2 до 4%);

§  снижается расход анодного углерода (от 1 до 3%);

§  уменьшается расход фторида алюминия (от 15 до 25%);

§  снижаются выбросы фтора (от 22 до 38%);

§  растёт срок службы электролизёра (+70 сут/год);

§  увеличивается стабильность напряжения ванны.

В табл. 3.2 приведены рабочие параметры серий электролиза по производству алюминия [19,20].

Таблица 3.2

Рабочие параметры серий электролиза алюминия

Параметры	Без добавок солей лития	С добавками солей лития
		Цель: увеличение тока	Цель: уменьшение расхода электроэнергии
КО, масс.	2,56	2,8	2,8
Рабочая температура, 0С	970	960	950
Температура ликвидуса, 0С	960	940	940
Напряжение, В	4,5	4,5	4,4
Уд. расход электроэнергии, кВт.ч/кг Al	15,0	15,0	14,6
Сила тока, А	Стандартная	+5%	Стандартная
Производительность, тыс. тонн	Стандартная	+5%	+1,7%

За рубежом практикуется в качестве литийсодержащего компонента (как добавки в электролит) использование карбоната лития.

При введении в электролит карбоната лития происходит реакция:

3Li₂CO₃ + 2AlF₃ → 6LiF + 3CO₂ + Al₂O₃.

По данным компании SQM, владеющей богатейшими ресурсами рассолов, содержащих хлорид лития (Чили), для производства алюминия расходуется 18% всего производимого лития в мире (табл. 3.3).

Ниже приведены требования к карбонату лития, добавляемого в электролит: Li₂CO₃ > 99 %; Cl < 0,02 %; Na < 0,18 %; Ca < 0,068 %; Fe₂O₃ < 0,003 %; SO₄ < 0,1 %; Mg < 0,025 %; ппп < 0,8 %; нерастворимость <0,03%; истираемость < 2 %.

Существенными статьями экономии являются уменьшение расхода фторида алюминия (на 22-38%), уменьшение расхода углеродного анода (1-5%) и увеличение срока службы катода. Последнее объясняется тем, что насыщение катодных углеродных блоков литием с атомами радиусом меньшим, чем у натрия, благотворно сказывается на напряженно-деформированном состоянии (НДС) катода. В среднем за год работы ванны с добавкой LiF срок службы увеличивается » на 70 сут [19].

Существенным также является уменьшение удельного расхода энергии » на 2-5%, или (при том же расходе энергии) повышение производительности на 3% и более.

При переходе на работу с литиевым электролитом необходимо соблюдать следующие условия работы:

1.  Слой осадка под металлом должен быть удален или сильно уменьшен, чтобы гарантировать хорошую базу для контроля за концентрацией глинозема.

2.  Персонал, занимающийся отбором проб и аналитическими определениями, должен быть хорошо подготовлен, чтобы обеспечить воспроизводимость и надежность результатов и контроль за содержанием фтористого лития.

3.  Концентрация фтористого лития в электролите должна быть доведена до значения 2-2,5% в течение не менее 6 недель.

4.  Литий вводится в виде карбоната. Чтобы исключить потери и обеспечить усваиваемость более 90%, карбонат ссыпается на корку электролит слоем 3-4 см и засыпается глиноземом или фторидом алюминия (при этом сокращаются потери с отходящими газами).

5.  Температура электролита и напряжение будут снижаться с ростом концентрации фтористого лития и их нельзя приводить к исходным значениям.

6.  Содержание LiF контролируется сначала каждые 4-5 суток, расход будет много больше, чем при нормальной работе вследствие поглощения соли подиной.

7.  Из-за снижения температуры электролиза и увеличения выхода по току надо ожидать увеличения частоты анодных эффектов, так как уменьшается растворимость глинозема и повышается «наработка» металла. В этом случае очень важно контролировать уровень электролита, его состав, МПР, состояние настылей. Питание ванны глиноземом надо увеличивать, не допуская образования осадка.

8.  Измерять температуру следует как минимум 2 раза в неделю.

9.  Состав электролита следует определять как минимум 2 раза в неделю (в течение 8 недель стабилизации).

10. Следует обеспечить хорошую герметизацию анодной рубашки.

Существуют три основных недостатка использования фторида лития:

1. Уменьшение растворимости глинозема.

Для компенсации этого недостатка необходимо поддерживать КО электролита в пределах 2,65-2,7.

2. Расходы на карбонат лития.

При содержании LiF в электролите в количестве 2% и расходе Li₂CO₃ 1,5 кг/т Al необходимо дополнительно 3 $ / т алюминия; однако эти расходы компенсируются повышением выхода по току, экономией фторида алюминия, энергии, углерода, капитальных ремонтов.

В практике использования солей лития компаниями «Reynolds» и «Kaiser» срок окупаемости затрат был менее чем 1 год [19,20].

3. Загрязнение «следами» лития

Присутствие лития в алюминии принципиально улучшает литейные и прочностные характеристики электролита. Тем не менее, в некоторых случаях может возникнуть «голубая коррозия» Al, которая может иметь место при производстве фольги или алюминиевых листов (под воздействием влаги на поверхности металла могут появляться так называемые «голубые пятна»). Поэтому наиболее крупные производители фольги в последнее время ориентировались на содержание лития в алюминии 1-2^.10^-6%.

Обработка алюминия в ковше (ТАС)

Существует несколько способов очистки готового металла от лития. Одним из самых оптимальных является обработка алюминия в ковше (ТАС). Эта технология разработана компаниями «Alcan» и «Stas» (ТАС - Treatment Aluminium in Cruible). Устройство включает ротор, расположенный эксцентрично относительно центра ковша и создающий вихревую воронку, в которую подается реагент AlF₃ (рис. 3.1).

Полное время цикла при достижении концентрации натрия и лития » 2^.10^-6% составляет 10-15 мин. По данным, опубликованным «Alcoa-Intalko» [19], ТАС имеет следующие основные характеристики:

Рис. 3.1 Установка ТАС для очистки алюминия от щелочных металлов

1) пропускная способность (производительность) установки - 120-150 тыс. т Al/год;

2)      расход AlF₃ - 2-4 кг/т Al;

)        трудозатраты - 0,08 чел^.час/т Al;

)        срок службы ротора - 300-400 обработок (продолжительностью 6 мин).

Эксплуатационные расходы составляют » 3-4 $/тAl.

Модернизированные роторные флотационные установки типа HYCAST (Hydro Aluminium) и RotoJet (HOESCH Metallurgie)

В установках используется принцип газовой флотации с удалением щелочных металлов, водорода и неметаллических включений в алюминии (в ковшах, миксерах, литейных желобах в потоке металла) [21,22].

Натрий и другие щелочные металлы растворены в алюминии. Для слитков в прокатке допускается концентрация натрия, лития, кальция <1-2^.10^-6%. Равновесное давление этих элементов в инертных флотационных газах низко, но только небольшое их количество может быть абсорбировано. Для ускорения процесса очистки может использоваться «активный» газ (Cl₂). Удаление щелочных металлов лимитируется диффузией.

Когда диаметр газовых пузырьков уменьшается от 15 до 5 мм, число пузырьков возрастает в 27 раз, а общая площадь для диффузии - в 4 раза. Площадь поверхности увеличивается с коэффициентом 9, и способность удалять меньшие частицы увеличивается с коэффициентом 3. Флотационный поток должен быть вертикальным и без турбулентности. Расход газа и турбулентность в расплаве также уменьшается с уменьшением диаметра пузырьков.

В газовую смесь, как правило, подают реагент AlF₃. Процессы HYCAST и RotoJet весьма похожи и отличаются незначительно как в конструкции ротора и техническом обслуживании, так и по техническим характеристикам и экономическим показателям (рис. 3.2).

Общая реакция почти не зависит от температуры. Типичный расход газа при очистке алюминия в ковшах - 30-60 литров аргона/мин и 0,5 кг AlF₃/мин. Концентрация лития, равная 47 ^.10^-6%, уменьшалась до 1^.10^-6% за 6 мин (температура 750⁰С). Обычно концентрация натрия и лития снижаются за 6 мин на 95% от начальных концентраций.

Рис. 3.2 Установка HYCAST

Аргон является основным флотационным газом, однако добавка 305% хлора применяется, если требуется снижать содержание натрия до особо низких концентраций. На рис. 3.3 видно, что концентрация карбида алюминия снижается вдвое за время цикла очистки 12 мин.

Рис. 3.3 Зависимость концентрации карбида алюминия от времени очистки

Системы типа РотоДжет показаны на рис. 3.4.

Рис. 3.4 Системы «РотоДжет» (^ТМRotoJet, HOESCH Metallurgie GmbH)

Характеристики основных процессов очистки алюминия в ковшах сведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Сравнение процессов очистки алюминия в ковшах

Параметр	ТАС	Hydro H-RAM	RotoJet
Время цикла с учетом транспортировки ковша, мин	12	20	20
Количеств ковшей в смену (8час)	40	24	24
Емкость ковша, т Al	3,6	4,5	4,5
Производительность расчетная, т Al/год	157243	118260	118260
Начальная концентрация Li, 10-6%	15	15	15
Время очистки до 2.10-6%, мин	12
Время очистки до 1.10-6%, мин		15	15
Время очистки менее 1.10-6%, мин		20	20
Капитальные затраты, $/т Al	3,00	2,66	1,23
Экология
Эксплуатационные расходы, $/т Al	3,97	1,51	1,46

Из табл. 3.4 видно, что более совершенные технические решения, найденные компаниями HOESCH и Hydro, обеспечивают минимизацию как капитальных затрат, так и эксплуатационных расходов [23].

Расчет экономической эффективности от внедрения солей лития в электролит

За счет увеличения значения выхода по току

Увеличение суточной производительности электролизера составит:

DP_сут=0,336 ^. I ^. (h_пр - h_баз) ^. 24^. 10^-3,

где 0,336 - электрохимический эквивалент, г/А^.ч;- сила тока, А;

h_пр = 0,95 - выход по току (проектный), доли единицы;

h_баз = 0,89 - выход по току (базовый, без добавки солей лития в электролит), доли единицы;

- количество часов в сутках.

DP_сут=0,336 ^. 315000 (0,95 - 0,89) ^. 24 ^. 10^-3 = 152,41 кг.

Увеличение производительности в год на цех (4 корпуса): 152,41^. 101,6 ^. 4 ^.365 = 22607,89 т, где 101,6 - количество работающих электролизеров в корпусе; 4 - количество корпусов; 365 - количество дней в году.

В денежном выражении годовая дополнительная прибыль от применения солей лития составит:

П_доп = 22607,89^. 2450 = 55,389 млн. $ или 1054,9 млн. руб. (курс $ = 30

руб.).

За счет снижения расхода электроэнергии

Э = (W_баз - W_пр) ^. ст-ть 1 кВт^.ч/т = (15427 - 12642 ) ^. 257 = 715,75 тыс.

руб. на 1 т Al.

,75^. 357,2 = 255665,9 млн. руб.

4. Механизация и автоматизация производственных процессов

4.1 Механизация в корпусе электролиза

В проекте предусматривается автоматическая обработка электролизёров (пробивка электролитной корки, загрузка глинозёма) с помощью системы АПГ (автоматизированного питания глинозёмом). Для чего каждый электролизёр оборудован установками АПГ точечного типа на сжатом воздухе, управляемыми системой АСУТП. Загрузка глинозёма (свежего и фторированного после «сухой» газоочистки) в бункера установок АПГ выполняется системой ЦРГ (централизованная раздача глинозёма), управляемой АСУТП. Для периодической обработки длинных и торцевых сторон электролизёров (пробивка корки и загрузка глинозёма в электролизёры), для перестановки обожжённых анодов, периодической загрузки глинозёма в бункера установок АПГ при ремонте системы ЦРГ в каждом корпусе устанавливаются четыре комплексных анодных технологических крана. Комплексные анодные краны выполняют следующие технологические и транспортные операции по обслуживанию электролизёров в корпусе:

1. перестановка анодов;

2.       пробивка электролитной корки и загрузка глинозёма по продольным и торцевым сторонам электролизёров;

.        засыпка глинозёма на поверхности анодов;

.        засыпка глинозёма в бункера установок автоматизированного питания глинозёмом электролизёров при ремонте системы ЦРГ;

.        транспортировка вакуум-ковшей при выливке металла из электролизёра;

.        перетяжка анодной рамы;

.        прочие вспомогательные подъёмно-транспортные работы.

Периодическая обработка длинных сторон электролизёра ОА (один раз в сутки) необходима для поддержания теплового равновесия, т.к. установки АПГ пробивают и загружают глинозём в центре электролизёра.

Кроме того в корпусе для периодической обработки электролизёров предусматриваются напольные машины для пробивки корки МПК - 5У и загрузки глинозёма МРГ - 4М, которые работают при ремонте анодного крана.

Загрузка свежих фторсолей в электролизёры осуществляется при помощи установок АПГ, в бункера АПГ фторсоли загружаются с помощью напольных машин типа МРС.

Устранение анодных эффектов достигается перемещением анодного массива в автоматическом режиме.

Обожжённые аноды в электролизёре устанавливаются по высоте в шахматном порядке. Такая расстановка анодов необходима для распределения равномерной токовой нагрузки в электролизёре и обеспечения более равномерной температуры электролита в различных его участках. Регулировку обожжённых анодов осуществляют на одинаковое междуполюсное расстояние Устранение анодных эффектов достигается перемещением анодного массива в автоматическом режиме.

Рис 4.1 Машина для пробивки корки электролита МПК-5У

Машина предназначена для разрушения электролитной корки в алюминиевых электролизёрах с верхним токоподводом, установленных в электролизных цехах алюминиевых заводов. Тип машины - самоходная, колесная, с дизельным приводом.

Рис 4.2 Машина для раздачи глинозёма МРГ-4М

Машина предназначена для транспортировки и раздачи глинозёма от внутрицеховых силосов на продольные стороны электролизёров с верхним токоподводом, установленных в электролизных цехах алюминиевых заводов. Тип машины - самоходная, колесная, с дизельным приводом.

Рис 4.3 Машина для сырья МРС

Машина предназначена для транспортировки и раздачи сырья (глинозёма, фторсолей) на продольные и торцевые стороны ванн электролизёров, в бункеры АПГ на электролизёрах и цеховые закрома сырья около электролизёров. Тип машины - самоходная, колесная, шарнирно-сочлененная. Типы обслуживаемых электролизёров:

а) с верхним токоподводом;

б) с обожжёнными анодами.

Обожжённые аноды в электролизёре устанавливаются по высоте в шахматном порядке. Такая расстановка анодов необходима для распределения равномерной токовой нагрузки в электролизёре и обеспечения более равномерной температуры электролита в различных его участках. Регулировку обожжённых анодов осуществляют на одинаковое междуполюсное расстояние.

Кроме основного оборудования корпуса электролиза оснащены комплектом технологического инструмента, в который входят: скребки, шумовки, кочерги, ломы, черпаки, изложницы, урны, тачки, тележки, молотки отбойные, стропы. Для ремонта вспомогательного оборудования предусматривается ремонтное отделение, располагаемое в отдельном помещении. Здесь будут осуществляться необходимые операции поузлового ремонта электромостовых кранов, обрабатывающей техники и другого оборудования. А так же ремонт различного электрооборудования, самоходных машин и механизмов, отбойных молотков, перфораторов.

Предусматривается участок механической обработки деталей, оснащенный различными металлорежущими станками и другим оборудованием, оснащенный необходимыми стендами.

Таблица 4.1

Перечень оборудования корпуса электролиза алюминия

№	Наименование	Кол-во на корпус	Количество на цех
1	Электролизёр ОА-315 кА.	102	408
2	Комплексный анодный кран.	4	16
3	Кран мостовой электрический с электроизоляцией г/п 2Ч160/32 т L-25 м	1	4
4	Общекорпусная ошиновка.	1	4
5	Перекрытие шинных проемов.	1	4
6	Машина для перевозки анодов.	2	8
7	Машина для пробивки корки типа МПК-5У	2	8
8	Машина для пробивки корки в торцах типа МПТ-4.	2	8
9	Машина для раздачи глинозёма типа МРГ-4М.	2	8
10	Машина для раздачи фторсолей и глинозёма типа МРС.	2	8
11	Самоходная пылеуборочная машина типа МПУ-2М.	2	8
12	Устройство для временной подвески анодной ошиновки.	2	8
13	Комплект технологического инструмента.	1	4

Дежурный персонал ремонтных отделений будет проводить планово-профилактический ремонт оборудования непосредственно в электролизных корпусах и мелкий текущий ремонт по ликвидации возникших поломок оборудования.

4.2 Автоматизация производственных процессов

На сегодняшний день состояние дел в отрасли производства алюминия таково, что повышение эффективности технологического процесса немыслимо без применения современных средств автоматизации.

4.2.1 История развития систем автоматизации. Структурные схемы АСУТП разных поколений

Историю развития АСУТП хорошо рассматривать на примере НКАЗа, поскольку на сегодняшний день на заводе эксплуатируются практически все типы АСУТП в той или иной степени модернизированные.

Централизованные системы «КУА», «Алюминий» (рис 4.4.)

Система создана и используется с середины 60 годов до настоящего времени.

Краткое описание работы системы:

Верхний уровень сообщает нижнему уровню о начале регулировки. Нижний уровень организует релейное обегание ванн. Во время обегания ванн происходит подключение ванны к измерителю напряжения нижнего уровня, после расчёта приведённого напряжения (или псевдосопротивления) вырабатывается управляющее воздействие, которое через релейные коробки передается на исполнительные механизмы.

Рис. 4.4 «Структурная схема модернизированной АСУТП «АЛЮМИНИЙ»

Схема построения:

·  Верхний уровень - для хранения данных и уставок, связь с заводской сетью;

·        Нижний уровень - для организации обегания ванн при регулировании, расчёт управляющих воздействий, сбор текущих данных;

·        Контроллер тока и напряжения серии - для передачи данных о токе на нижний уровень, а о напряжении серии на верхний уровень системы;

·        Релейные коробки - для подключения измерительных и управляющих каналов от электролизёров к нижнему уровню (6 РК на корпус);

·        Прямой замер напряжения.

Возможности системы и её настройки:

·  Регулирование МПР;

·        Необходим программист для введения изменений в программу.

Вывод информации:

·  Набор стандартных сводок.

Недостатки:

·  Редкие регулировки напряжения (1 -1,5 часа);

·        Малое время для измерения напряжения (1-5 сек на ванну);

·        Отсутствует возможность организовать сложные алгоритмы управления;

·        Возможна работа АПГ только в таймерном режиме;

·        Низкая информативность отображения данных;

·        Низкая эффективность регулирования;

·        Низкая надёность системы;

·        При потере связи с нижним уровнем ванны не управляются.

·        Большое влияние человеческого фактора;

Псевдо распределенная система «Электролиз» (рис 4.5):

Система создана и используется с середины 80 годов до настоящего времени. На НКАЗ установлен прототип Румынского производства (1991 г.)

Краткое описание работы системы:

Нижний уровень производит электронное обегание ванн. Во время обегания ванн производится измерение напряжения, определяется состояние «ключей», расчёт приведённого напряжения (или псевдосопротивления), вырабатывается управляющее воздействие, которое через строго определенный временной интервал передается на исполнительные механизмы. Нижний уровень поддерживает связь с верхним уровнем для передачи текущих данных.

Схема построения:

·  Верхний уровень - для хранения данных, НСИ, связь с заводской сетью;

·        Нижний уровень - для организации обегания ванн при регулировании, расчёт управляющих воздействий, сбор текущих данных (4 - СПОТа, или СМ 6000);

·        Контроллер тока и напряжения серии - для передачи данных о токе серии на нижний уровень;

·        Кабельные трассы для информационных и управляющих каналов от каждого электролизёра до машины нижнего уровня (до 20 жил на одну ванну).

Возможности системы и её настройки:

·  Появляются зачатки НСИ;

·        Возможна реализация сложных алгоритмов;

·        Возможна работа АПГ.

·        Необходим программист для внесения изменений в программу;

Вывод информации:

·  Набор сводок;

·        Вывод информации в графическом виде;

·  Список событий.

Недостатки:

·  Редкое обегание ванн для измерения напряжения (1сек);

·        Малое время для измерения напряжения (1 сек на ванну);

·        Большое количество кабельной продукции;

·        Низкая надёность системы;

·        Высокая стоимость и эксплуатационные расходы;

·        При потере связи с нижним уровнем ванны не управляются.

·  Распределенная система тип 1 «Электра», «Автек», «СААТ»... и др. (рис 4.6):

·        Система создана в средине 90 годов, эксплуатируется до настоящего времени (на НКАЗе не используется).

·        Краткое описание работы системы:

Рис. 4.5 «Структурная схема АСУТП «ЭЛЕКТРОЛИЗ»

·  Групповой контроллер обменивается потоками данных с микроконтроллерами ванн, в которых содержится информация о напряжении (иногда о приведённом напряжении), о состоянии «ключей» и другая информация. Групповой контроллер вырабатывает управляющее воздействие, которое при обмене данными передается на исполнительные механизмы.

Нижний уровень поддерживает связь с верхним уровнем для передачи текущих данных.

Схема построения:

·  Верхний уровень - для хранения данных, НСИ, связь с заводской сетью;

·        Нижний уровень (групповой контроллер и микроконтроллеры ванн) - для организации потока данных от микроконтроллеров ванн, расчёт управляющих воздействий, сбор текущих данных;

·        Контроллер тока и напряжения серии - для передачи данных о токе инапряжении серии на нижний уровень;

Рис. 4.6 «Структурная схема распределенной АСУТП тип 1»

Возможности настройки:

·  Необходим программист для внесения изменений в программу;

·        Развернутое НСИ;

·        Возможна работа АПГ.

Вывод информации:

·  Набор сводок;

·        Вывод информации в графическом виде;

·        Список событий.

Недостатки:

·  Надёжность системы зависит от надёжности связи с групповымконтроллером;

·        Возможности системы ограничены возможностями группового контроллера;

·        Микроконтроллер самостоятельно поддерживает только простые алгоритмы управления МНР и таймерное АПГ;

Распределенная система тип 2 «Тролль», (рис 4.7):

Создана в средине 90 годов, используется до настоящего времени.

Краткое описание работы системы:

Блок управления двумя электролизёрами самостоятельно обрабатывает информацию и принимает решение на регулирование по полному перечню алгоритмов. БУ передает хранимую информацию на верхний уровень (База данных).

С верхнего уровня можно перепрограммировать БУ или изменить его настройки. Мониторы, подключенные к верхнему уровню через общезаводскую сеть, отображают информацию в режиме реального времени.

Рис. 4.7 «Структурная схема распределенной АСУТП тип 2»

Схема построения:

·  Верхний уровень - для хранения архивных данных, НСИ, связь с заводской сетью;

·        Нижний уровень (БУ) - для расчёта управляющих воздействий, хранение текущих данных;

·        Контроллер тока и напряжения серии - для передачи данных о токе и напряжении серии в БУ и на верхний уровень;

Возможности настройки:

·  Нет необходимости в программисте, все изменения в алгоритмы вносятся технологами самостоятельно;

·        Развернутое НСИ;

·        Возможна работа АПГ с поддержанием концентрации по градиенту напряжения.

Вывод информации:

·  Набор и формирование сводок;

·        Вывод информации в графическом виде;

·        Список событий.

Недостатки:

·  Система требует более высокого уровня подготовки технологов.

4.2.2 использование АСУТП на отечественных алюминиевых заводах

На сегодняшний день структура применения различных АСУТП на отечественных заводах выглядит следующим образом (рис. 4.8):

Для получения высоких технико-экономических показателей очень важно применить эффективную автоматизированную систему управления технологическим процессом. В проекте предлагается АСУТП «Тролль-5».

Рис. 4.8 Виды АСУТП электролиза на алюминиевых предприятиях

4.2.3 АСУТП «ТРОЛЛЬ-5»

Далее по тексту, вопросы рассматриваются применительно к современнымсистемам АСУТП, в первую очередь АСУТП «ТРОЛЛЬ-5».

Возможности, которые предоставляет АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» компании «ТоксСофт», можно условно разделить на две группы - прямо влияющие на эффективность электролиза и те, которые создают предпосылки, позволяющие улучшить технологию производства.

К первым, несомненно, относятся алгоритмы предупреждения анодных эффектов и ликвидации нестабильных колебаний напряжения в ванне.

Ко вторым относятся эффективность обнаружения сбоев оборудования, максимальная защита технологического оборудования, контроль над соблюдением технологической дисциплины, широкие возможности анализа протекания технологического процесса и эффективные рычаги влияния на него.

Главными достоинствами системы являются:

• Полный контроль и управление процессом подачи энергии в каждый электролизёр;

• Полный контроль и управление технологическим процессом электролиза алюминия в масштабах корпуса, цеха, завода.

Решение перечисленных выше задач невозможно без объединения в одном комплексе трех составляющих: технологического оборудования, комплекса управляющих технических средств, современных мощных алгоритмов обработки информации.

В АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» входят следующие компоненты:

• Комплекс управляющих технических средств «ТРОЛЛЬ-5», включающий в себя блоки управления электролизёрами, сетевое и компьютерное оборудование;

• Программное обеспечение «ТРОЛЛЬ-5», включающее в себя программное обеспечение управления электролизёрами, программное обеспечение анализа накопленной информации и подготовки отчетов, системное программное обеспечение;

4.2.4 Функции АСУТП «ТРОЛЛЬ-5»

АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» предназначена для автоматического управления технологическим процессом электролиза алюминия в масштабах электролизного корпуса, серии, цеха или завода и выполняет следующие функции:

Функции контроля и управления технологическим процессом:

·  Измерение и сглаживание напряжения электролизёра - комплекс обеспечивает замер напряжения на каждом электролизёре один раз в 55 миллисекунд. Измеренное напряжение сглаживается и усредняется каждую секунду, 3 секунды и 3 минуты. Также происходит вычисление приведённого напряжения для каждого электролизёра.

·        Поддержание межполюсного расстояния (МПР) - на основании вычисленного приведённого напряжения автоматически выдаются сигналы на двигатели перемещения анода для удержания заданного МПР электролизёров.

·  Обнаружение и устранение МГД-нестабильности (волнения) - автоматически определяется наличие волнения в электролизёре путем выделения характерных колебаний напряжения электролизёра. При превышении амплитуды волнения над пороговым значением автоматически повышается напряжение уставки, а после гашения волнения уставка снижается по заданному алгоритму.

·        Обнаружение и сопровождение анодных эффектов (АЭ) - комплекс определяет наличие АЭ и выдает соответствующее предупреждение: зажигает лампу на электролизёре, информирует оператора на верхний уровень и выдает голосовое сообщение по громкоговорящей связи в корпус. Во время АЭ система подает необходимое для гашения АЭ количество глинозёма (при помощи АПГ) в электролизёр. Алгоритм корректно определяет повторные анодные эффекты.

·  Управление частотой АЭ - комплекс не только поддерживает заданную частоту АЭ для каждого электролизёра, но и позволяет задавать время каждой вспышки. Комплекс предоставляет возможность «заказать» внеплановый анодный эффект.

·        Контроль шумов электролизёра - алгоритм анализирует шумы, выдает информацию и пытается минимизировать среднюю амплитуду шумов.

Функции сопровождения регламентных операций:

·  Управление при выливке металла - комплекс обеспечивает сопровождение выливки металла, стабилизирует тепловой баланс электролизёра, контролирует правильность действий технологического персонала.

·        Подергивание анодного кожуха - функция автоматической компенсации изменения положения анодного кожуха при сгорании анода (для электролизёров с верхним токоподводом).

·        Перестановка штырей - производится автоматическое сопровождение перестановки штырей для электролизёров с верхним и боковым подводом тока. Комплекс обеспечивает два режима перестановки штырей.

·        Сопровождение режимов электролизёра - комплекс обеспечивает специальные режимы для пусковых электролизёров и для электролизёров на капремонте.

·  Сопровождение обработок - в случае, если технологическое оборудование АПГ не установлено или не функционирует, функция сопровождения поточных обработок позволяет задавать расписание обработок и корректно сопровождать как обработки по расписанию, так и обработки вне расписания;

·  Перетяжка анодной рамы - сопровождение регламентной операции для электролизёров с обожжёнными анодами и электролизёров с верхним подводом тока.

·        Устранение перекоса анодной рамы - для электролизёров с двумя двигателями привода анода. Позволяет как вручную (с пульта БУ), так и автоматически (при наличии датчика перекоса, например, Компании «ТоксСофт») устранять перекос анодной рамы.

Дополнительные функции:

·  Защита оборудования электролизёра - за счёт контроля токов двигателей комплекс позволяет выявлять проблемное оборудование и не допускает выхода из строя оборудования приводов анода на электролизёре.

·        Измерение тока серии и напряжения корпусов - осуществляет контроллер тока и напряжения серии.

·        Контроль «нуля» серии - является частью алгоритмов, реализуемых контроллером тока и напряжения серии.

·        Контроль АЭ на соседних электролизёрах - комплекс корректно обрабатывает известный эффект, когда во время анодного эффекта на одном электролизёре, на соседних также возникают возмущения.

·        Контроль гальванически связанных цепей - комплекс «ТРОЛЛЬ-5» обеспечивает полную электрическую изоляцию оборудования группы электролизёров. Алгоритм контроля не позволяет работать двигателям внутри группы одновременно, что позволяет избежать выход из строя оборудования из-за попадания потенциала серии.

·  Контроль наружной температуры - при наличии датчика температуры окружающего воздуха (например, Компании «ТоксСофт»), комплекс отслеживает понижение температуры и автоматически переводит двигатели в зимний режим работы, корректирует уставки и т.п.

Структура комплекса технических средств

Структура комплекса технических средств (КТС) приведена на рис. 4.9. Основу аппаратного обеспечения системы составляют блоки управления электролизёрами «ТРОЛЛЬ-5», установленные в корпусе электролиза. Группа БУ соединена между собой по коаксиальному кабелю. Группы подключены по схеме «звезда» к концентратору сети корпуса (КСК), представляющего собой оптоволоконный хаб сети ArcNet. К концентратору подключается также и Контроллер тока и напряжения серии (КТНС), установленный на КПП, который производит замер и раздачу по блокам управления значения тока серии.

Концентраторы сети корпусов подключены по оптоволоконному кабелю к маршрутизатору системы «ТРОЛЛЬ-5». Маршрутизатор устанавливается в помещении пультовой АСУ ТП. Там же установлены серверы системы: сервер реального времени (СРВ) и сервер базы данных (СБД). С одной стороны, серверы получают информацию от маршрутизатора системы. С другой стороны, серверы открывают доступ к данным из заводской сети. Любой компьютер, подключенный к сети предприятия, может иметь доступ как к данным в реальном времени (через СРВ), так и к накопленным данным, сводкам, отчетам (через СБД).

В базовую поставку КТС «ТРОЛЛЬ-5» входят следующие компоненты:

·  Технологическая сеть ArcNet - предназначена для организации обмена данными между блоками управления и программно-техническими средствами верхнего уровня; физически представляет собой оптоволоконную сеть ArcNet, которая обеспечивает передачу информации с гарантированным временем доступа и отсутствие коллизий. По сравнению с предыдущими версиями системы не претерпела значительных изменений за исключением того, что в качестве транспортного протокола теперь используется протокол TCP/IP.

Рис. 4.9 - Структура аппаратного обеспечения системы «ТРОЛЛЬ-5»

·  Блоки управления «ТРОЛЛЬ-5» - предназначены для управления одним или двумя электролизёрами, выполняют автоматическое технологическое управление, оперативное управление с панели, временное хранение и передачу информации по сети; устанавливаются в непосредственной близости от подключаемых электролизёров.

·        Контроллер тока и напряжения серии - предназначен для измерения тока и напряжения серии, передает данные по сети блокам управления нижнего уровня; устанавливается в помещении КПП.

·  Сервер реального времени - осуществляет сбор оперативной информации и предоставляет возможности оперативного дистанционного управления. Организует совместную работу всех компонентов системы.

·  Сервер базы данных - хранит архивную базу данных, обрабатывает запросы к ней со стороны различных клиентов, формирует сводки и отчеты.

·        Сетевое оборудование верхнего уровня - к сетевому оборудованию верхнего уровня относятся концентраторы сети корпуса и маршрутизаторы (роутерьО. Концентратор сети корпуса объединяет оптоволоконные лучи технологической сети корпуса в единый кабель. Маршрутизатор объединяет технологические сети корпусов в единую технологическую сеть участка, цеха или завода и осуществляет маршрутизацию пакетов данных, циркулирующих из сети верхнего уровня в технологическую и обратно. В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное устройство, так и обычный компьютер с соответствующим программным обеспечением.

·        Рабочее место (АРМ) системы - представляет собой персональный компьютер, подключенный к сети предприятия. На АРМе выполняется программа «клиент системы «ТРОЛЛЬ-5», настроенный для конкретных целей использования (МОНИТОР оператора, АРМ старшего мастера, генератор сводок, АРМ руководителя и т.п.).

Система сигнализации анодных эффектов

Система сигнализации АЭ предназначена для формирования звукового сигнала (сирены) в корпусе электролизного цеха при наступлении анодного эффекта на каком-либо электролизёре. В электролизном корпусе может быть размещено произвольное количество каналов сигнализации.

Концентратор сети корпуса предназначен для объединения оптоволоконных лучей технологической сети от групп БУ в один сегмент, который подключается к маршрутизатору через оптоволоконный кабель.

Маршрутизатор «Спайдер» предназначен для объединения технологической сети ArcNet и сети верхнего уровня Ethernet в единую транспортную магистраль, объединяющую верхний и нижний уровни комплекса технических средств управления.

Маршрутизатор представляет собой четыре промышленных компьютера фирмы Advantech, объединенных в одном шасси. Каждый компьютер, будучи соединен с сетью Ethernet верхнего уровня, с одной стороны, и с технологической сетью ArcNet через соответствующий КСК, с другой стороны, обеспечивает беспрепятственный пропуск только тех сетевых пакетов, которые относятся к «подведомственному» ему участку технологической сети. Так как в качестве сетевого транспортного протокола на всех уровнях используется протокол TCP/IP, маршрутизация сетевых пакетов обеспечивается стандартными средствами операционной системы, установленной на компьютере маршрутизатора.

Маршрутизатор в описанной выше конфигурации допускает подключение 9 корпусов, или электролизного цеха. Использование протокола TCP/IP позволяет легко наращивать сеть при подключении следующих цехов путем простого подключения дополнительных маршрутизаторов.

Компьютеры верхнего уровня

К компьютерам верхнего уровня относятся: сервер реального времени, сервер базы данных и компьютеры различных АРМ.

Серверы системы используются для хранения базы технологических параметров и для организации совместной работы программного обеспечения верхнего и нижнего уровней. Серверы также используются в качестве мостов между сетью верхнего уровня и сетью предприятия. В качестве серверов используются компьютеры на серверной платформе с повышенной надёжностью.

Компьютеры АРМ являются компьютерами в промышленном исполнении.

Подключение дополнительного оборудования

Комплекс технических средств «ТРОЛЛЬ-5» позволяет подключать дополнительное контрольно-измерительное и управляющее оборудование как компании «ТоксСофт», так и сторонних производителей.

Дополнительное оборудование (для контроля и управления процессом электролиза) к системе «ТРОЛЛЬ-5» подключается разными способами:

Подключение к Блоку Управления «ТРОЛЛЬ-5»

К блоку управления «ТРОЛЛЬ-5», через специализированный разъем, по сети RS-485 подключаются различные датчики (возможно подключение исполнительных устройств). В основном это два типа оборудования:

Датчики, постоянно установленные на электролизёрах. Например, датчик перекоса анодной рамы фирмы ТоксСофт. Датчик перекоса позволяет оперативно измерять угол перекоса анодной рамы, и соответственно автоматически выравнивать раму;

Переносные портативные приборы для разовых замеров. К таким приборам относятся разрабатываемые датчики температуры расплава и ликвидуса, а также датчик концентрации. При такой работе, прибор подключается к БУ «ТРОЛЛЬ-5», в нескольких секунд БУ опознает прибор и по мере (и по окончании) работы получает данные из прибора, хранит и передает далее на верхний уровень.

Подключение в технологическую сеть

Оборудование, которое работает на уровне группы электролизёров, корпуса или серии в целом, может быть подключено к технологической сети корпуса. К такому оборудованию относятся, например бригадный контроллер и шкафы работы с радиоприемниками крановых весов.

Структура программного обеспечения

Программное обеспечение АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» логически можно разделить на три основных компонента: программное обеспечение нижнего уровня, программное обеспечение верхнего уровня и сетевое программное обеспечение.

Программное обеспечение нижнего уровня

Программное обеспечение нижнего уровня входит в состав поставки блоков управления «ТРОЛЛЬ-5» и КТНС. Управляющие программы БУ «ТРОЛЛЬ-5» способны работать автономно и независимо от программного обеспечения верхнего уровня. Иными словами можно сказать, что основной интеллект комплекса сосредоточен на нижнем уровне и максимально приближен к основному объекту управления - электролизёру.

Программное обеспечение нижнего уровня создано на языке C++ в инструментальной среде Borland C++ 3.1.

Способ управления электролизёрами для получения алюминия заключается в поддержании температурного режима электролизёра путем регулирования межполюсного расстояния. Способ включает операции: измерение напряжения на электролизёре и тока серии, расчёт текущего значения приведённого напряжения U_np и скорости его изменения во времени dll_np/dt, сравнение вычисленных значений с заданными и принятие решений о регулировании межполюсного расстояния.

Управление электролизёром осуществляют регулированием межполюсного расстояния перемещением анода вверх/вниз.

Сетевое программное обеспечение

В качестве программного обеспечения маршрутизаторов используется операционная система Windows XP, сконфигурированная соответствующим образом. В качестве альтернативы может быть использована операционная система Linux.

Программное обеспечение верхнего уровня

Программное обеспечение верхнего уровня «ТРОЛЛЬ-5» серьезно отличается от предыдущих версий. Новая концепция построения ПО «ТРОЛЛЬ-5» предполагает наличие в системе одного АРМ оператора независимо от того, сколько корпусов (вплоть до 12-ти) включено в систему. Таким образом, при внедрении АСУ ТП «ТРОЛЛЬ-5» в масштабах цеха, количество компьютеров, выделенных непосредственно под систему, составляет не более трех: АРМ оператора цеха, сервер реального времени и сервер базы данных. Программное обеспечение АРМ оператора цеха построено таким образом, что оператору нет необходимости неотрывно наблюдать за протеканием процесса на экране компьютера. В случае возникновения ситуации, которая требует вмешательства оператора, программа АРМ привлечет его внимание и зафиксирует время реакции.

Как было показано в предыдущих разделах, внедрение АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» позволяет кардинально улучшить различные параметры процесса электролиза.

Кроме прямого снижения затрат за счёт стабилизации технологического процесса, АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» позволяет снизить издержки, обусловленные несоблюдением технологической дисциплины и сбоями оборудования электролизёра. Электрические и программные средства защиты двигателей анодной рамы позволяют исключить проблемы, связанные с выходом из строя одного или обоих двигателей. Программы защиты оборудования и обнаружения нестабильности сводят к минимуму потери от «ухода» электролизёра и подмыкания на анод.

Отличительной особенностью АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» является способность не только обнаруживать сбои оборудования, но и передавать диагностику неисправности оператору на верхний уровень системы. Следует отметить и то, что АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» дает возможность получать подробнейшую информацию о работе одного электролизёра, звена, бригады или корпуса в целом за любой промежуток времени в виде таблиц, отчетов, гистограмм или графиков. Эту информацию можно группировать, анализировать и обрабатывать любым требуемым способом. Открытость системы приводит к тому, что пользователь может сам работать с базой данных технологического процесса, получая нужную ему информацию в нужном виде. Огромный массив данных, сохраняемый системой «ТРОЛЛЬ-5», позволяет администрации завода, технологам, старшим мастерам и бригадирам всегда иметь под рукой необходимую информацию для принятия технологических и административных решений.

Полный контроль за соблюдением персоналом технологической дисциплины, и возможность анализировать работу корпуса на любом уровне трудно выразить в виде цифр, но, несомненно, использование этой стороны системы «ТРОЛЛЬ-5» не может не отразиться на оценке её эффективности.

В целом, оценки показывают, что система автоматизации «ТРОЛЛЬ-5» окупается в течение 12 - 14 месяцев после сдачи в эксплуатацию.

Вывод

По официальным данным Надвоицкого Алюминиевого Завода (Таблица 4.2), внедрение АСУТП «Тролль-5» в объёме 2 корпусов электролиза позволило добиться следующих технико-экономических показателей:

Таблица 4.2

№	Показатель	Значение
	Технологические показатели
1	Увеличение выхода по току, %	1.5
2	Снижение расхода электроэнергии с учётом снижения частоты АЭ, %	2,47
3	Увеличение тока серии, кА	1,00
Экономические показатели
1	Снижение себестоимости, $/т Al	26,06
2	Увеличение выпуска металла, т	1 068
3	Годовой экономический эффект, $	882 259
4	Срок окупаемости, лет	1,13

С 2001 года Саянский алюминиевый завод, оснащенный АСУТП «Тролль-5», после решения проблем с работоспособностью АПГ и ЦРГ, переведен на управление ваннами по концентрации глинозёма с использованием алгоритмов «ТоксСофт».

Это позволило:

·  повысить силу тока в среднем по заводу на 11,8 кА;

·        повысить выход по току на 5,2%;

1. В настоящее время компанией «ТоксСофт» создана АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» высокого мирового уровня, которая позволяет собирать, хранить и обрабатывать большое количество данных, использовать Internet технологии для удаленного управления электролизёрами.

. Разработано прогрессивное программное обеспечение «ТРОЛЛЬ 2000» с алгоритмами управления, позволяющими эффективно управлять процессом электролиза в реальных российских условиях.

. АСУТП «ТРОЛЛЬ-5» является открытой системой, не требующей присутствия программистов при настройке системы. Обученный технологический персонал при определенных навыках имеет возможность самостоятельно настраивать параметры АСУТП.

. Эффективность использования даже современных систем АСУТП и АПГ на прямую зависит от подготовленности и стремления персонала освоить и наиболее полно использовать возможности системы.

. Разработанная система АПГ на основе дозатора «Концура», позволяет эффективно использовать для производства алюминия глинозёмы любого качества.

. Повышение эффективности производства может быть достигнуто лишь при комплексном использовании АСУТП и АПГ.

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Анализ технологического процесса по вредным и опасным факторам

Электролиз алюминия относится к категории вредных и опасных производств (рис.5.1.). В процессе электролиза выделяется большое количество вредностей в виде газов и пыли, токсикологическая характеристика которых представлена в таблице №5.1.

Рис. 5.1 Анализ вредных и опасных факторов

• - конвекционное и лучистое тепло;

■ - брызги расплавленного металла;

▼ - вредные газы;

Ш - поражения электрическим током;

Δ - производственная пыль;

ٱ - âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ òðàвм.

 êîðïóñå âûäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèå âðåäíîñòè:

ôòîðèñòûå ñîåäèíåíèÿ â âèäå ïûëè è ãàçà;

îêèñü óãëåðîäà;

ñåðíèñòûé àíãèäðèä.

 âîçäóõå ðàáî÷åé çîíû, êðîìå ïûëè ôòîðèñòûõ ñîëåé, íàõîäèòñÿ ìíîãî ïûëè ãëèíîç¸ìà êðóïíîñòüþ ïîðÿäêà 1 ìêì, êîòîðàÿ òàêæå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îïàñíîñòü äëÿ çäîðîâüÿ ðàáîòàþùèõ. Îò ýëåêòðîëèç¸ðîâ â êîðïóñ ïîñòóïàåò çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî òåïëà.

Òàáëèöà 5.1

Òîêñèêîëîãè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïðîöåññà ýëåêòðîëèçà

Íàèìåíîâàíèå âåùåñòâ	Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà			ÏÄÊ, ìã/ì3	êëàññ òîêñè÷íîñòè	Õàðàêòåðíîå âîçäåéñòâèå íà îðãàíèçì ÷åëîâåêà
	óä.âåñ. ã/ñì3	t ïëàâ °Ñ	t.êèï. °Ñ
Ãëèíîç¸ì	3,9	1 030	3 300	6,0	Âûçûâàåò õðîíè÷åñêîå ïîðàæåíèå äûõàòåëüíûõ ïóòåé, àëþìèêîç ëåãêèõ
Ôòîðèñòûé âîäîðîä	ãàç	-	-	0,5	1	Ðàçäðàæàåò ñëèçèñòóþ îáîëî÷êó äûõàòåëüíûõ ïóòåé è ãëàç, õðîíè÷åñêîå îòðàâëåíèå è îòëîæåíèå ôòîðà â êîñòÿõ è çóáàõ.
Êðèîëèò	2,95	1 010	1 704	1,0	2	Óõóäøàåò ñîñòàâ êðîâè, ïðè ïîïàäàíèè âî âíóòðü âûçûâàåò òÿæåëûå îòðàâëåíèÿ, õðîíè÷åñêèå çàáîëåâàíèÿ çóáîâ è êîñòåé
Ôòîðèñòûé íàòðèé	2,79	979	1 704	1,0	2	Óõóäøàåò ñîñòàâ êðîâè, äåéñòâóåò íà íåðâíóþ ñèñòåìó è æåëóäî÷íî-êèøå÷íûé òðàêò.
Ôòîðèñòûé àëþìèíèé	2,88	âîçã	1 070	1,0	2	Àíàëîãè÷åí êðèîëèòó
Ôòîðèñòûé êàëüöèé	3,18	1 418	2 500	1,0	2	Àíàëîãè÷åí ôòîðèñòîìó íàòðèþ, íî ìåíåå òîêñè÷åí
Ôòîðèñòûé ìàãíèé	3,00	1 263	2 230	1,0	2	Ðàçðóøàåò ìûøå÷íóþ òêàíü, âûçûâàåò çàáîëåâàíèå êîñòåé è çóáîâ
×åòûðåõ ôòîðèñòûé êðåìíèé	ãàç	-	-	0,5	1	Ðàçäðàæàåò ñëèçèñòóþ îáîëî÷êó ãëàç è äûõàòåëüíûõ ïóòåé, èçúÿçâëåíèå ñëèçèñòîé îáîëî÷êè íîñà
Óãîëüíàÿ ïûëü	-	-	-	6,0	4	Çàáîëåâàíèå äûõàòåëüíûõ ïóòåé è ëåãêèõ
Ñåðíèñòûé àíãèäðèä	-	-	-	10,0	5	Ðàçäðàæàåò ñëèçèñòóþ íîñà, íàðóøàåò îáìåííûå ïðîöåññû, âûçûâàåò êàøåëü.
Îêèñü óãëåðîäà	-	-	-	20,0	5	Âûçûâàåò óäóøåíèå, ãîëîâíóþ áîëü, ãîëîâîêðóæåíèå, øóì â óøàõ, òîøíîòó, ñëàáîñòü, ñóäîðîãè
Äâóîêèñü óãëåðîäà	-	-	-	-	-	Ðàçäðàæàåò êîæó, ñëèçèñòûå îáîëî÷êè, âûçûâàåò ãîëîâíóþ áîëü, øóì â óøàõ, óñèëåííîå ñåðäöåáèåíèå, ãîëîâîêðóæåíèå, îáìîðîêè
Ïûëü àëþìèíèÿ	2,7	658	2 500	6,0	2	Ðàçäðàæàåò ñëèçèñòûå îáîëî÷êè, âûçûâàåò âîñïàëåíèå êîæè, îïóõîëè, ïîÿâëåíèå ãíîéíèêîâ, ñèëüíî ïîðàæàåò ãëàçà

5.2 Ïðîèçâîäñòâåííàÿ ñàíèòàðèÿ

.2.1 Âåíòèëÿöèÿ â êîðïóñàõ ýëåêòðîëèçà

Ðàáîòà ýëåêòðîëèçíèêîâ è àíîä÷èêîâ îòíîñèòñÿ ê ðàáîòàì ñðåäíåé òÿæåñòè - 6 ðàçðÿäà. Äëÿ ñîçäàíèÿ îïòèìàëüíûõ óñëîâèé òðóäà äëÿ äàííîãî ðàçðÿäà ðàáîò íåîáõîäèìî ñîçäàòü îïòèìàëüíûå óñëîâèÿ ìèêðîêëèìàòà ðàáî÷åé çîíû (òàáë.2).

Òàáëèöà 5.2

Ìèêðîêëèìàò ðàáî÷åé çîíû

Âðåìÿ ãîäà	Óñëîâèÿ	Òåìïåðàòóðà, °Ñ	Âëàæíîñòü, %	Ñêîðîñòü äâèæåíèÿ âîçäóõà, ì/ñ.
Õîëîäíîå	Îïòèìàëüíûå	17-19	40-60	0,2
	Äîïóñòèìûå	15-21	äî 75	íå áîëåå 0,4
Òåïëîå	Îïòèìàëüíûå	20-22	40-60	0,3
	Äîïóñòèìûå	16-27	äî 70	0,2-0,5

Óëó÷øåíèå óñëîâèé òðóäà â ðàáî÷åé çîíå äîñòèãàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ñèñòåìû ïðèòî÷íîé âûòÿæíîé âåíòèëÿöèè. Íàçíà÷åíèå å¸ - ìíîãîêðàòíîå ðàçáàâëåíèå è ýâàêóàöèÿ èç ðàáî÷åé çîíû ðàçëè÷íûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ âðåäíîñòåé. Âîçäóõ, íàãðåòûé òåïëîì èçëó÷àåìûì ýëåêòðîëèç¸ðàìè, ïîäíèìàåòñÿ è óäàëÿåòñÿ èç êîðïóñà ÷åðåç àýðàöèîííûé ôîíàðü. Ñâåæèé âîçäóõ ÷åðåç ïðîåìû â ñòåíàõ ïåðâîãî ýòàæà è ìåòàëëè÷åñêèå ðåøåòêè ïåðåêðûòèÿ âòîðîãî ýòàæà ïîïàäàåò â ðàáî÷óþ çîíó.

Ðàññ÷èòàåì âîçäóõîîáìåí, íåîáõîäèìûé äëÿ óäàëåíèÿ èçëèøêà òåïëà è ôòîðèñòûõ ñîåäèíåíèé èç ðàáî÷åé çîíû. Îïðåäåëèì äëÿ ýâàêóàöèè ïåðå÷èñëåííûõ âðåäíîñòåé íåîáõîäèìûå ïëîùàäè ïðîòî÷íûõ ïðîåìîâ (ïðîåìû â ñòåíàõ ïåðâîãî ýòàæà êîðïóñà) è âûòÿæíûõ ïðîåìîâ àýðàöèîííîãî ôîíàðÿ.

à) Ðàñ÷¸ò âîçäóõîîáìåíà äëÿ ëåòíåãî ïåðèîäà âðåìåíè.

ãäå: L₁ - âîçäóõîîáìåí, êã/÷àñ;_Ð.Ç. - êîëè÷åñòâî âîçäóõà, óäàëÿåìîãî èç ðàáî÷åé çîíû ÷åðåç óêðûòèÿ âñåõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ êîðïóñà, êã/÷àñ;_K - êîëè÷åñòâî òåïëà, âûäåëÿþùåãîñÿ â ðàáî÷óþ çîíó îò êîíñòðóêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ýëåêòðîëèç¸ðîâ âò;

,29 - óäåëüíàÿ òåïëîåìêîñòü âîçäóõà âò/êã, °Ñ;_Ð.Ç. - òåìïåðàòóðà ðàáî÷åé çîíû, °Ñ;_n - òåìïåðàòóðà íàðóæíîãî âîçäóõà, °Ñ;_ÓK - òåìïåðàòóðà âîçäóõà, óäàëÿåìîãî èç êîðïóñà, °Ñ.

Ïëîùàäü íåïëîòíîñòåé óêðûòèÿ ýëåêòðîëèç¸ðà íà 315 êÀ (ïî ïðàêòè÷åñêèì çàìåðàì íà ÒàäÀÇå ñ ïåðåñ÷åòîì íà ïðîåêò) ñîñòàâëÿåò ≈ 0,83 ì². Ñêîðîñòü ïðîñàñûâàíèÿ âîçäóõà ÷åðåç íåïëîòíîñòè, ïðè êîòîðîé íåò âûáèâàíèÿ ãàçà èç óêðûòèÿ, äîëæíà áûòü 2 ì/ñåê (âûâîäû íàó÷íîé ÷àñòè èíñòèòóòà ÂÀÌÈ).

Òîãäà ïîäñîñ âîçäóõà èç êîðïóñà ÷åðåç óêðûòèÿ äëÿ îäíîãî ýëåêòðîëèç¸ðà ÎÀ íà 315 êÀ ñîñòàâèò:

,83 · 2 · 3 600 = 5 976 ì³/÷àñ._p.ç = 5 976 · 101,6 · 1,175= 713 415 êã/÷àñ,

ãäå: 5 976 - ïîäñîñ âîçäóõà äëÿ îäíîãî ýëåêòðîëèç¸ðà;

,6 - êîëè÷åñòâî ðàáîòàþùèõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ â êîðïóñå;

,175 - óäåëüíûé âåñ âîçäóõà ïðè 27°Ñ, êã/ì³.

Ïðèíèìàåì ñðåäíþþ ëåòíþþ òåìïåðàòóðó âîçäóõà 22°Ñ (äëÿ ðàéîíà ã. Áðàòñêà), ò.å. t_n = 22°C, òîãäà:

°C,

ãäå: 5 - ïåðåïàä òåìïåðàòóð (ôàêò ÑÀÇà).

ãäå: 0,65 - êîýôôèöèåíò äëÿ êîðïóñîâ ýëåêòðîëèçà àëþìèíèÿ.

_K = 428 155 ·1,163 · 101,6 = 50 591 137 âò,

ãäå: 428 155 - êîëè÷åñòâî òåïëà, âûäåëÿþùåãîñÿ îò êîíñòðóêòèâíûõ ýëåìåíòîâ îäíîãî ýëåêòðîëèç¸ðà (ñì. òåïëîâîé ðàñ÷¸ò), êêàë/÷àñ;

,163 - ïåðåâîäíîé êîýôôèöèåíò êêàë/÷àñ.â.âò;

,6 - êîëè÷åñòâî ðàáîòàþùèõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ â êîðïóñå, øò.

èëè

,

ãäå: 1,147 - óäåëüíûé âåñ âîçäóõà ïðè òåìïåðàòóðå 30°Ñ, êã/ì³

Âíóòðåííèé îáú¸ì êîðïóñà ðàâåí:

= L · B · H = 833 · 28,5 · 20,55 = 487 867 ì³

 

Òîãäà êðàòíîñòü âîçäóõîîáìåíà:

á) Ðàñ÷¸ò âîçäóõîîáìåíà äëÿ çèìíåãî ïåðèîäà âðåìåíè.

)Òåïëîïîòåðè ÷åðåç îãðàæäàþùèå êîíñòðóêöèè êîðïóñà îïðåäåëèì ïî ôîðìóëå [7]:

ãäå: F - ïëîùàäü îãðàæäàþùèõ êîíñòðóêöèé, ì²;

Ê - êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è:

äëÿ æåëåçîáåòîííûõ ïëèò = 1,2

äëÿ ñòåêëà = 0,65_BK - òåìïåðàòóðà â ðàáî÷åé çîíå êîðïóñà, ïðèíèìàåì = +15°Ñ (ôàêò ÁðÀÇà),_H - òåìïåðàòóðà íàðóæíîãî âîçäóõà, ïðèíèìàåì = -23°Ñ;- òîëùèíà îãðàæäåíèÿ

ñòåíîâûå æåëåçîáåòîííûå ïàíåëè = 0,08 ì.

ñòåêëî = 0,005 ì.

Ïëîùàäü ïðîäîëüíûõ è òîðöåâûõ ñòåí êîðïóñà:

F_CT = (20,55 - 4 - 2,4) · 833 · 2 + (20,55 · 28,5) · 2 = 24 745 ì²,

ãäå: 4 - âûñîòà îòìåòêè âòîðîãî ýòàæà, ì;

,4 - âûñîòà îñòåêëåíèÿ, ì;

,55 - âûñîòà êîðïóñà, ì;

è 28,5 - äëèíà è øèðèíà êîðïóñà, ì.

Ïëîùàäü ïåðåêðûòèÿ îòìåòêè 4,0 ì:

_ÏÅÐ = 28,5 · (833 - 30) - 102 · 4,28 · 16,5 = 30 089 ì²,

ãäå: 4,28×16,5 - ãàáàðèòû êàòîäíîãî êîæóõà, ì.

Ïëîùàäü îñòåêëåíèÿ:

_ÎÑÒ=2,4 · 833 · 2 = 3 998ì²

Ïîòåðÿ òåïëà ñòåíàìè:

ãäå: γ_ïð, γ_âûò - óäåëüíûé âåñ ïðèõîäÿùåãî, óõîäÿùåãî âîçäóõà, êã/ì³

Í_ïð, Í_âûò - ïîòåðÿ äàâëåíèÿ ïðè ïðîõîæäåíèè âîçäóõà â ïðèòî÷íûõ è âûòÿæíûõ ïî¸ìàõ, êã/ì².

ε_ïð, ε_âûò - êîýôôèöèåíò ìåñòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïðèòî÷íîãî è âûòÿæíîãî ïðî¸ìîâ, ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû 3,2 è 9,4

ïðè t_ïð = +22^îÑ γ_ïð = 1,19 êã/ì³

ïðè t_âûò= +30^îÑ γ_ïð = 1,147 êã/ì³

Í_ïð = h_ïð·(γ_ïð - γ_âûò)

Í_âûò = h_âûò·(γ_ïð - γ_âûò)

ãäå: h = 20,8 ì - âåðòèêàëüíîå ðàññòîÿíèå ìåæäó ñåðåäèíîé ïðèòî÷íûõ è âûòÿæíûõ ïðî¸ìîâ,

Í_ïð=16 · (1,19 - 1,147) = 0,655 êã/ì²

h_âûò= 20,8 - 16 = 4,8 ì

Í_ÂÛÒ = 4,8 · (1,19 - 1,147) = 0,206 êã/ì²

Ïëîùàäü ïðèòî÷íûõ è âûòÿæíûõ ïðîåìîâ â ïðîåêòèðóåìîì êîðïóñå ñîñòàâëÿþò:

_ÏÐ = 833 · 3 · 2 = 4 998 ì²

F_ÂÛÒ = 833 · 4,5 · 2 = 7 497 ì²

Òàêèì îáðàçîì, ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü ïðèòî÷íûõ è âûòÿæíûõ ïðîåìîâ ïðîåêòèðóåìîãî êîðïóñà îáåñïå÷èò òðåáóåìóþ åñòåñòâåííóþ âåíòèëÿöèþ.

5.2.2 Çàùèòà îò òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ

Âñëåäñòâèå âûäåëåíèÿ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà òåïëà ïðè ïðîâåäåíèè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà â îñíîâíûõ ìåòàëëóðãè÷åñêèõ öåõàõ òðåáóåòñÿ çíà÷èòåëüíûé òåïëîîáìåí, îñîáåííî â ëåòíåå âðåìÿ.

Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïåðåãðåâà ðàáîòàþùèõ â ãîðÿ÷èõ öåõàõ îðãàíèçóþò åñòåñòâåííóþ è ìåõàíè÷åñêóþ ïðèòî÷íóþ âåíòèëÿöèþ, ïðè÷åì ïîäàâàåìûé ìåõàíè÷åñêîé âåíòèëÿöèåé âîçäóõ â ðÿäå ñëó÷àåâ îõëàæäàåòñÿ è óâëàæíÿåòñÿ.

Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ çàáîëåâàíèé îðãàíîâ çðåíèÿ íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü î÷êè ñ ñèíèìè ñâåòîôèëüòðàìè, êîòîðûå çàùèùàþò îò èíôðàêðàñíûõ è âèäèìûõ ëó÷åé.

Äëÿ ïðåäóïðåæäåíèÿ îæîãîâ ïðè êîíòàêòå ñ íàãðåòûìè è ðàñêàëåííûìè ïîâåðõíîñòÿìè îáîðóäîâàíèÿ è èíñòðóìåíòà ðàáî÷èå ñíàáæàþòñÿ ñóêîííûìè ðóêàâèöàìè ñ áðåçåíòîâûìè èëè êîæàíûìè íàêëàäêàìè, áîòèíêàìè èëè âàëåíêàìè. Îïàñíîñòü ïîëó÷åíèÿ òåðìè÷åñêèõ îæîãîâ ìîæåò âîçíèêàòü ïðè âûëèâêå ìåòàëëà. Äëÿ çàùèòû îò áðûçã èëè êàïåëü ðàñïëàâëåííûõ ïðîäóêòîâ ïëàâêè ðàáî÷èå ñíàáæàþòñÿ ñóêîííûìè èëè âîéëî÷íûìè áðþêàìè è êóðòêîé, çàùèòíûìè î÷êàìè.

5.2.3 Îñâåùåíèå

Îäèí èç ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà ïðîèçâîäèòåëüíîñòü è áåçîïàñíîñòü òðóäà, ÿâëÿåòñÿ ðàöèîíàëüíîå îñâåùåíèå ïðîèçâîäñòâåííûõ ïîìåùåíèé è ðàáî÷èõ ìåñò. Îñâåùåíèå ïðèìåíÿåòñÿ åñòåñòâåííîå è èñêóññòâåííîå. Ðàâíîìåðíîå åñòåñòâåííîå îñâåùåíèå â êîðïóñå äîñòèãàåòñÿ ïîñðåäñòâîì äâóõ ðÿäîâ îêîííûõ ïðîåìîâ, ðàñïîëîæåííûõ íà âûñîòå ñ îòìåòêîé +8,4 ì è 10,8 ì ïî áîêîâûì ñòåíàì êîðïóñà, è ñâåðõó ÷åðåç àýðàöèîííûé ôîíàðü.

Âûïîëíÿåìûå ðàáîòû â êîðïóñàõ îòíîñÿòñÿ ê ðàáîòàì 6 ðàçðÿäà, ò.å. ðàáîòû, òðåáóþùèå îáùåãî íàáëþäåíèÿ çà õîäîì òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà. Êîýôôèöèåíò åñòåñòâåííîãî îñâåùåíèÿ äëÿ äàííîãî ðàçðÿäà ðàáîòû ñîñòàâëÿåò 0,3%.

Äëÿ 6 ðàçðÿäà ðàáîò íîðìà èñêóññòâåííîãî îñâåùåíèÿ ñîñòàâëÿåò 75 ëþêñ.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâåòà ïðèíèìàþòñÿ ðòóòíûå ëàìïû âûñîêîãî äàâëåíèÿ.

Íàïðÿæåíèå â îñâåòèòåëüíîé ñåòè 220 â.

 êîðïóñàõ èñïîëüçóþòñÿ ñâåòèëüíèêè ïðÿìîãî ñâåòà, ðàñïîëîæåííûå íà âûñîòå 17 ìåòðîâ. Ðàññòîÿíèå ìåæäó ñâåòèëüíèêàìè ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì øàãó êîëîííû, ò.å. 6 ìåòðîâ.

Êðîìå ñèñòåìû îáùåãî îñâåùåíèÿ ïðèìåíÿåòñÿ ñèñòåìà àâàðèéíîãî îñâåùåíèÿ. Îíà óñòàíàâëèâàåòñÿ ñ íåçàâèñèìûì èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ èëè àâòîìàòè÷åñêè ïåðåêëþ÷àåòñÿ íà íåãî â ñëó÷àå àâàðèè.

Ñèñòåìà àâàðèéíîãî îñâåùåíèÿ ñîçäàåò íà ðàáî÷èõ ìåñòàõ äëÿ ïðîäîëæåíèÿ ðàáîò îñâåùåííîñòü 5% íîðìû, ò.å. 1,5 ëþêñ, ÷òî òàêæå äîñòàòî÷íî è äëÿ ýâàêóàöèè ëþäåé.

.2.4 Âîäîïðîâîä è êàíàëèçàöèÿ, îòîïëåíèå

Ñèñòåìû âîäîïðîâîäà è êàíàëèçàöèè çäàíèÿ äîëæíû îòâå÷àòü òðåáîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ñòðîèòåëüíûõ íîðì è ïðàâèë. Óñòðîéñòâî ñèñòåì âîäîñíàáæåíèÿ, êàíàëèçàöèè è îòîïëåíèÿ â ïîìåùåíèÿõ, ãäå èñïîëüçóþòñÿ âåùåñòâà, ñïîñîáíûå ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîé âûçâàòü âçðûâû èëè ïîæàð, äîëæíî èñêëþ÷àòü âîçìîæíîñòü ïîïàäàíèÿ âëàãè íà ýòè îïàñíûå âåùåñòâà. Ñîåäèíåíèå ñåòåé õîçÿéñòâåííî-ïèòüåâîãî âîäîïðîâîäà ñ ñåòÿìè âîäîïðîâîäîâ, ïîäàþùèõ âîäó òåõíè÷åñêîãî êà÷åñòâà, íå äîïóñêàåòñÿ.

Êàíàëèçàöèîííûå ñëèâû òåõíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ äîëæíû èìåòü ãèäðàâëè÷åñêèå çàòâîðû è ôëàíöåâûå ñîåäèíåíèÿ.

5.2.5 Áûòîâûå ïîìåùåíèÿ

 áûòîâûõ ïîìåùåíèÿõ öåõà ýëåêòðîëèçà êðèîëèò-ãëèíîç¸ìíûõ ðàñïëàâîâ èìåþòñÿ êàìåðû ñóøêè ñïåöîäåæäû, ðåñïèðàòîðíàÿ, ïðà÷å÷íàÿ, ìàñòåðñêàÿ ïî ðåìîíòó îáóâè è ñïåöîäåæäû, èíãàëÿòîðèé è çäðàâïóíêò.

Îñíîâó áûòîâûõ ïîìåùåíèé ñîñòàâëÿþò:

a) ãàðäåðîáíûå óëè÷íîé è äîìàøíåé îäåæäû;

b)      ãàðäåðîáíûå ðàáî÷åé îäåæäû;)   äóøåâûå êîìíàòû;)  óìûâàëüíûå (1 êðàí íà 7 ÷åëîâåê);)         óáîðíûå.

 ãàðäåðîáíîé ðàáî÷åé è ÷èñòîé îäåæäû óñòàíàâëèâàþòñÿ øêàôû. Ãàðäåðîáíàÿ ðàññ÷èòàíà íà 300 ÷åëîâåê.  öåõå 8 ãàðäåðîáíûõ ÷èñòîé îäåæäû è 8 ãàðäåðîáíûõ ðàáî÷åé îäåæäû.

5.3 ×ðåçâû÷àéíûå ñèòóàöèè

5.3.1 Ïðîòèâîïîæàðíàÿ ïðîôèëàêòèêà

Ýëåêòðîëèç àëþìèíèÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ ðàáîòîé ñ ðàñïëàâëåííûì ìåòàëëîì ïðè òåìïåðàòóðå 950 - 970°Ñ, ïî ñòåïåíè îïàñíîñòè îòíîñèòñÿ ê êàòåãîðèè «Ã».

Ïðè äàííîé êàòåãîðèè ïðîèçâîäñòâà ïî ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè, ïðè äâóõýòàæíîì èñïîëíåíèè êîðïóñà è ïðè ïëîùàäè ïîëà

,5 × 805,5 = 22 957 ì², ïðèíèìàåì ïåðâóþ ñòåïåíü îãíåñòîéêîñòè [15]. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì ýëåìåíòû ñòðîèòåëüíûõ êîíñòðóêöèé ïðèíÿòû ñî ñëåäóþùèìè ïðåäåëàìè îãíåñòîéêîñòè: ñòåíû èç æåëåçîáåòîííûõ ïàíåëåé 80 ìì - RE 30; ïîêðûòèå èç ñáîðíûõ æåëåçîáåòîííûõ ïëèò 200 ìì - RE 30; êîëîííû æåëåçîáåòîííûå 1500×500 - R 120.

Äëÿ òóøåíèÿ ïîæàðîâ ïðèìåíåíèå âîäû êàòåãîðè÷åñêè çàïðåùåíî èç-çà íàëè÷èÿ òîêîïðîâîäÿùèõ ÷àñòåé.  êîðïóñå èìåþòñÿ ñòåííûå îãíåòóøèòåëè òèïà ÎÓ-5, ÎÓ-8, à òàêæå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ òóøåíèå ïîæàðà èìåþùèìèñÿ â íàëè÷èè ñûðüåì: êðèîëèòîì, ãëèíîç¸ìîì. Äëÿ îïîâåùåíèÿ ïîæàðà âíóòðè áûòîâûõ ïîìåùåíèé ïðåäóñìîòðåí âíóòðåííèé âîäîâîä.

Ïðè êàòåãîðèè «Ã» è ïåðâîé ñòåïåíè îãíåñòîéêîñòè ðàññòîÿíèå äî âûõîäà íå îãðàíè÷åíî.

5.3.2 Àâàðèéíûå ñèòóàöèè

Íàèáîëåå ÷àñòî âñòðå÷àþùåéñÿ àâàðèéíîé ñèòóàöèåé â ýëåêòðîëèçíûõ êîðïóñàõ ÿâëÿåòñÿ ïðîðûâ ðàñïëàâà èç øàõòû âàííû íà îòìåòêó ±0,00. Ïðîðûâ ðàñïëàâà ìîæåò ïðèâåñòè ê ðàçðûâó òîêà ñåðèè. Êðîìå òîãî, åñëè ðàñïëàâ ïîïàäàåò íà îøèíîâêó, âîçìîæíî å¸ ðàñïëàâëåíèå, ÷òî ïðèâåäåò ê àâàðèéíîìó îòêëþ÷åíèþ ñåðèè è äëèòåëüíîìó ïðîñòîþ äëÿ çàìåíû îøèíîâêè.

×òîáû èçáåæàòü ýòîãî, ïðè ïðîðûâå ðàñïëàâà îïóñêàþò àíîä è çàáèâàþò ìåñòî ïðîðûâà îáîðîòíûì ýëåêòðîëèòîì ñ äîáàâêàìè ãëèíîç¸ìà è ôòîðèñòîãî êàëüöèÿ. Îäíîâðåìåííî, çàùèùàþò îøèíîâêó îò ðàñïëàâà ñòàëüíûìè ëèñòàìè. Åñëè òàêèì îáðàçîì óäàëîñü îñòàíîâèòü òå÷ü ðàñïëàâà, òî ðåìîíò ôóòåðîâêè ïðîâîäÿò áåç îòêëþ÷åíèÿ ýëåêòðîëèç¸ðà, èíà÷å ýëåêòðîëèç¸ð îòêëþ÷àþò íà êàïèòàëüíûé ðåìîíò.

5.4 Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû

Ïî ìåðå óñêîðåíèÿ òåìïîâ íàó÷íî-òåõíè÷åñêîãî ïðîãðåññà âîçäåéñòâèå ëþäåé íà ïðèðîäó ñòàíîâèòñÿ âñå áîëåå ìîùíûì. È â íàñòîÿùåå âðåìÿ îíî óæå ñîèçìåðèìî ñ äåéñòâèåì ïðèðîäíûõ ôàêòîðîâ, ÷òî ïðèâîäèò ê êà÷åñòâåííîìó èçìåíåíèþ ñîîòíîøåíèÿ ñèë ìåæäó îáùåñòâîì è ïðèðîäîé. Íà ñîâðåìåííîì ýòàïå ÷åëîâå÷åñòâî ïîñòàâëåíî ïåðåä ôàêòîì âîçíèêíîâåíèÿ â ïðèðîäå íåîáðàòèìûõ ïðîöåññîâ, íîâûõ ïóòåé ïåðåìåùåíèÿ è ïðåâðàùåíèÿ ýíåðãèè è âåùåñòâà.  ïðèðîäó âíåäðÿåòñÿ âñå áîëüøå è áîëüøå íîâûõ âåùåñòâ, ÷óæäûõ åé, ïîðîé ñèëüíî òîêñè÷íûõ äëÿ îðãàíèçìîâ. ×àñòü èç íèõ íå âêëþ÷àåòñÿ â åñòåñòâåííûé êðóãîâîðîò è íàêàïëèâàåòñÿ â áèîñôåðå, ÷òî ïðèâîäèò ê íåæåëàòåëüíûì ýêîëîãè÷åñêèì ïîñëåäñòâèÿì.

Çàãðÿçíÿþùèå âåùåñòâà, ïîïàâøèå â ïðèðîäíóþ ñðåäó, ñïîñîáíû ïåðåìåùàòüñÿ ïîðîé íà çíà÷èòåëüíûå ðàññòîÿíèÿ. Çàêîíîìåðíîñòü ýòèõ ïðîöåññîâ èçó÷åíà åùå íåäîñòàòî÷íî.

Íàêîïëåíèå ïðîìûøëåííûõ îòõîäîâ, îáóñëàâëèâàÿ âûñîêèé óðîâåíü çàãðÿçíåíèÿ àòìîñôåðû, ãèäðîñôåðû è ëèòîñôåðû, ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåíèþ çàáîëåâàåìîñòè ëþäåé è æèâîòíûõ, óñêîðåíèþ êîððîçèè ìàøèí è ìåòàëëè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, ñíèæåíèþ óðîæàéíîñòè ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð è ïðîäóêòèâíîñòè æèâîòíîâîäñòâà, óñêîðåííîìó è íåðàöèîíàëüíîìó èñïîëüçîâàíèþ ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ è ýíåðãèè, óõóäøåíèþ ìíîãèõ ñâîéñòâ ýêîëîãè÷åñêèõ ñèñòåì, ãèáåëè íåêîòîðûõ óíèêàëüíûõ ïðèðîäíûõ òåððèòîðèàëüíûõ êîìïëåêñîâ, èñ÷åçíîâåíèþ îòäåëüíûõ âèäîâ æèâîòíûõ è ðàñòåíèé.

Åñëè íå ïðèíÿòü ðåøèòåëüíûõ ìåð, îãðàíè÷èâàþùèõ âîçäåéñòâèå ïðîìûøëåííîñòè íà ïðèðîäó, òî ýòî âîçäåéñòâèå ìîæåò îêàçàòüñÿ êðèòè÷åñêèì íå òîëüêî äëÿ ïðèðîäû, íî è äëÿ ñàìîé ïðîìûøëåííîñòè, ñòàíîâÿñü ïðåïÿòñòâèåì äëÿ å¸ äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ.

Ãàçîî÷èñòêà

 ïîñëåäíèå ãîäû çà ðóáåæîì è íà îòå÷åñòâåííûõ çàâîäàõ øèðîêîå ïðèìåíåíèå íàõîäÿò «ñóõèå» ñïîñîáû î÷èñòêè ãàçîâ îò âðåäíûõ âåùåñòâ. Îñîáåííî õîðîøî ýòîò «ñóõîé» ñïîñîá çàðåêîìåíäîâàë ñåáÿ íà ýëåêòðîëèç¸ðàõ ñ îáîææ¸ííûìè àíîäàìè, îò êîòîðûõ íå âûäåëÿþòñÿ ñìîëèñòûå âåùåñòâà.

«Ñóõèå» ìåòîäû î÷èñòêè ãàçîâ îñíîâàíû íà àäñîðáöèè ôòîðèñòîãî âîäîðîäà îêèñüþ àëþìèíèÿ (ãëèíîç¸ìîì), ÿâëÿþùèéñÿ ñûðüåì äëÿ ïðîèçâîäñòâà àëþìèíèÿ. Ïðè ýòîì íå òðåáóåòñÿ ðåãåíåðàöèè ôòîðà, êàê â «ìîêðîé» ãàçîî÷èñòêå, ðàáîòàþùåé íà îòå÷åñòâåííûõ àëþìèíèåâûõ çàâîäàõ, îáîðóäîâàííûõ ýëåêòðîëèç¸ðàìè ñ ñàìîîáæèãàþùèìèñÿ àíîäàìè. Ïðè «ñóõîé» ãàçîî÷èñòêå óëîâëåííûå ôòîðèñòûå ñîåäèíåíèÿ âìåñòå ñ ãëèíîç¸ìîì âîçâðàùàþòñÿ â ïðîöåññ ýëåêòðîëèçà. «Ñóõàÿ» ãàçîî÷èñòêà îáåñïå÷èâàåò âûñîêèå ñòàáèëüíûå ñòåïåíè î÷èñòêè ãàçîâ.

 íàñòîÿùåì ïðîåêòå äëÿ î÷èñòêè ýëåêòðîëèçíûõ ãàçîâ ïðèíèìàåòñÿ «ñóõàÿ» ãàçîî÷èñòêà. «Ñóõàÿ» ñõåìà î÷èñòêè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé 2-õ ñòóïåí÷àòóþ àïïàðàòíî-òåõíîëîãè÷åñêóþ ñõåìó, âêëþ÷àþùóþ:

ñòóïåíü («ñóõàÿ») - î÷èñòêà îò ôòîðèñòîãî âîäîðîäà è ïûëè;

ñòóïåíü («ìîêðàÿ») - î÷èñòêà îò äèîêñèäà ñåðû è äîóëàâëèâàíèå ôòîðèñòîãî âîäîðîäà, ïûëè, îñòàâøèõñÿ â ãàçàõ ïîñëå 1 ñòóïåíè î÷èñòêè.

Îòõîäÿùèå ãàçû îò óêðûòèé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ïî âíóòðåííèì è âíåøíèì ãàçîõîäàì ïîñòóïàþò â ðåàêòîðû-àäñîðáåðû ñ ôîíòàíèðóþùèì ñëîåì àäñîðáåíòà-ãëèíîç¸ìà. Ðåàêòîð-àäñîðáåðïðåäñòàâëÿåò ñîáîé öèëèíäðè÷åñêèé àïïàðàò ñ ïåðåæèìîì â öåíòðàëüíîé ÷àñòè. Ãàç ïîäàåòñÿ òàíãåíöèàëüíî ïîä ïåðåæèìîì è âûõîäèò â âåðõíåé êîíóñíîé ÷àñòè àïïàðàòà.  ðåàêòîðå íàä ïåðåæèìîì îäíîâðåìåííî ïîäàåòñÿ ñâåæèé è ðåöèðêóëèðîâàííûé ãëèíîç¸ì. Êîëè÷åñòâî ïîäàâàåìîãî ñâåæåãî ãëèíîç¸ìà ñîñòàâëÿåò 50% îò îáùåãî êîëè÷åñòâà ãëèíîç¸ìà, ïîñòóïàþùåãî íà ýëåêòðîëèçíóþ ñåðèþ (2 êîðïóñà). Íàä ïåðåæèìîì, ïî åãî ãîðëîâèíå ïðîëîæåí êîëëåêòîð àýðàöèîííîãî âîçäóõà. Ïîäà÷à âîçäóõà íà àýðàöèþ ïðîèçâîäèòñÿ ãàçîäóâêàìè.  ðåàêòîðå ïðîèñõîäèò ïðîöåññ õèìîñîðáöèè ôòîðèñòîãî âîäîðîäà îêñèäîì àëþìèíèÿ:

À1₂Î₃ + nHF→À1₂Î₃ · nHF

Ïîñëå ðåàêòîðîâ ýëåêòðîëèçíûå ãàçû ïîñòóïàþò â ðóêàâíûå ôèëüòðû, ãäå îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàçäåëåíèå òâåðäîé è ãàçîâîé ôàç. Ðóêàâíûå ôèëüòðû óñòàíàâëèâàþòñÿ íàä ðåàêòîðàìè.

Ôòîðèðîâàííûé ãëèíîç¸ì îñàæäàåòñÿ íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè ðóêàâîâ ôèëüòðà è ïåðèîäè÷åñêè ñáðàñûâàåòñÿ ñ íèõ â áóíêåð, îòêóäà óäàëÿåòñÿ øíåêàìè. Ñáðàñûâàíèå ïðîèñõîäèò ïðè ïîìîùè èìïóëüñîâ ñæàòîãî âîçäóõà, ïîäàâàåìîãî êîìïðåññîðàìè ñâåðõó è ñíèçó âíóòðü ðóêàâà. Ñæàòûé âîçäóõ ïîäàåòñÿ îñóøåííûì. Äëÿ ÷åãî â áëîêå ãàçîî÷èñòêè ïðåäóñìîòðåíû óñòàíîâêè îñóøêè âîçäóõà. ×àñòü óëîâëåííîãî â ôèëüòðàõ ôòîðèñòîãî ãëèíîç¸ìà â êîëè÷åñòâå, ðàâíîì êîëè÷åñòâó ïîñòóïàþùåãî ñâåæåãî ãëèíîç¸ìà, îòâîäèòñÿ â ñèëîñ ôòîðèðîâàííîãî ãëèíîç¸ìà, îòêóäà íàïðàâëÿåòñÿ ïíåâìîòðàíñïîðòîì â êîðïóñà ýëåêòðîëèçà. Îñòàëüíàÿ ÷àñòü ôòîðèðîâàííîãî ãëèíîç¸ìà ïîñòóïàåò íà ðåöèðêóëÿöèþ â ðåàêòîðû.

Ãàç, îáåñïûëåííûé è î÷èùåííûé îò ãàçîîáðàçíûõ, òâåðäûõ ôòîðèäîâ, ïûëè â 1 «ñóõîé» ñòóïåíè î÷èñòêè, ïîäàåòñÿ â ïîëûå ñêðóááåðû äëÿ «ìîêðîé» î÷èñòêè îò äèîêñèäà ñåðû è äîóëàâëèâàíèÿ ôòîðèäîâ, ïûëè. Ïîëûé ñêîðîñòíîé ñêðóááåð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âåðòèêàëüíóþ öèëèíäðè÷åñêóþ êîëîííó ñ íèæíèì áîêîâûì âõîäîì ãàçà, îðîñèòåëÿìè â ðàáî÷åé çîíå è êàïëåóëàâèòåëÿìè â âåðõíåé ÷àñòè. Îðîñèòåëè ðàñïîëîæåíû â äâà ðÿäà. Ôàêåëû ðàñïûëà îðîñèòåëåé íèæíåãî ÿðóñà íàïðàâëåíû ââåðõ, à âåðõíåãî - âíèç. Î÷èùàåìûé ãàç ïðîõîäèò ÷åðåç ñêðóááåð ñíèçó - ââåðõ ïðîòèâîòîêîì îðîøàþùåìó ñîäîâîìó ðàñòâîðó. Ðàñòâîð ïîäàåòñÿ â ñêðóááåðà öèðêóëÿöèîííûìè íàñîñàìè è ðàçáðûçãèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ îðîñèòåëåé. Ýòîò ñîäîâûé ðàñòâîð ãîòîâèòñÿ â îòäåëåíèè ðåãåíåðàöèè. Ïðè âçàèìîäåéñòâèè äèîêñèäà ñåðû è ôòîðèñòîãî âîäîðîäà ñ ñîäîé â öèðêóëÿöèîííîì ðàñòâîðå îáðàçóþòñÿ ñóëüôàò íàòðèÿ. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäÿò ðåàêöèè:

NaCO₃+SO₂+H₂O = 2NaHCO₃ + Na₂SO₃

NaHCO₃ + SO₂ = Na₂SO₃ + 2CO₂^↑ + H₂O

Na₂SO₃+O₂ = 2Na₂SO₄

NaCO₃ + HF = 2NaHCO₃ + NaF₃ + HF = NaF + H₂O + 2CO₂^↑

×àñòü öèðêóëèðóþùåãî ðàñòâîðà îò ñêðóááåðîâ íàñîñàìè íåïðåðûâíî âûâîäèòñÿ â îòäåëåíèå ðåãåíåðàöèè, à ÷àñòü âîçâðàùàåòñÿ â ñêðóááåðà.

Äëÿ óäàëåíèÿ êàïåëüíîé æèäêîñòè, âûíîñèìîé î÷èùåííûìè ãàçàìè, â âåðõíåé ÷àñòè ñêðóááåðà ïðåäóñìîòðåíà áàòàðåÿ êàïëåóëàâèòåëåé ñ ëîïàñòíûìè çàâèõðèòåëÿìè.

Î÷èùåííûå ãàçû èç ñêðóááåðà âûáðàñûâàþòñÿ â àòìîñôåðó ÷åðåç âûáðîñíûå ñâå÷è äèàìåòðîì 3 000 ìì è âûñîòîé 90 ì, óñòàíîâëåííûå íà ñêðóááåðàõ.

Äëÿ êàæäîé ñåðèè ýëåêòðîëèçà, ñîñòîÿùåé èç äâóõ êîðïóñîâ, ïðåäóñìàòðèâàþòñÿ äâà áëîêà ãàçîî÷èñòêè. Îäèí áëîê ãàçîî÷èñòêè î÷èùàåò ãàçû îò äâóõ ïîëóêîðïóñîâ. Áëîêè ãàçîî÷èñòêè ðàñïîëàãàþòñÿ â ìåæêîðïóñíîì äâîðèêå.  áëîê ãàçîî÷èñòêè óñòàíàâëèâàþòñÿ ÷åòûðå ìîäóëÿ «ðåàêòîð-ðóêàâíûé ôèëüòð» ñ äûìîñîñàìè, äâà ñêðóááåðà (îäèí ðàáî÷èé, îäèí ðåçåðâíûé) ñ êîìïëåêòîì íàñîñíîãî õîçÿéñòâà.  êàæäîì áëîêå ïðåäóñìîòðåíà óñòàíîâêà îñóøêè ñæàòîãî âîçäóõà, èñïîëüçóåìîãî äëÿ èìïóëüñíîé ïðîäóâêè ðóêàâîâ ôèëüòðîâ. Âñå îáîðóäîâàíèå áëîêà ãàçîî÷èñòêè ðàñïîëàãàåòñÿ â îòàïëèâàåìîì ïîìåùåíèè.

Íà îòìåòêå ±0,00 óñòàíàâëèâàþòñÿ äûìîñîñû, êîìïðåññîðà, íàñîñû, íà îòìåòêå +5,00 ì - ðåàêòîðû, íà îòìåòêå +24,00 ì - ðóêàâíûå ôèëüòðû, íà îòìåòêå +8,4ì - ñêðóááåðà. Çäàíèå áëîêà ãàçîî÷èñòêè - ìíîãîýòàæíîå.

5.5 Òåõíèêà áåçîïàñíîñòè

Ïðè îáñëóæèâàíèè ýëåêòðîëèç¸ðîâ ðàáîòàþùèé ïåðñîíàë â êîðïóñàõ äîëæåí çíàòü ïðè÷èíû âîçìîæíûõ ýëåêòðîïîðàæåíèé è ìåðû çàùèòû îò íèõ. Äëÿ ýòîé öåëè â óñëîâèÿõ ïðîèçâîäñòâà ðàçðàáàòûâàþòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèå ïðàâèëà è èíñòðóêöèè ïî ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè, îáÿçàòåëüíûå ïðè ýêñïëóàòàöèè ñåðèé ýëåêòðîëèç¸ðà. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè âåäåíèÿ ðàáîò â êîðïóñàõ â ïðîåêòå ñîãëàñíî äåéñòâóþùèì “Ïðàâèëàì áåçîïàñíîñòè ïðè ïðîèçâîäñòâå ãëèíîç¸ìà, àëþìèíèÿ, ìàãíèÿ, êðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ è ýëåêòðîëèòè÷åñêîãî ñèëóìèíà” ÏÁ 11-493-02, ïðåäóñìàòðèâàþòñÿ ñëåäóþùèå ìåðîïðèÿòèÿ:

·  ïîëû ïåðâîãî ýòàæà âûïîëíÿþòñÿ èç àñôàëüòîáåòîíà íà áèòóìíî-ùåáåíî÷íîì îñíîâàíèè äëÿ ýëåêòðîèçîëÿöèè îò çåìëè;

·        ïîëû âòîðîãî ýòàæà âûïîëíÿþòñÿ èç àñôàëüòîáåòîíà ïî áåòîííîìó îñíîâàíèþ, íàíåñåííîìó íà æåëåçîáåòîííûå ïåðåêðûòèÿ, îêëååííûå ðóëîííîé èçîëÿöèåé èç ãèäðîëèçîëà;

·        âñå æåëåçîáåòîííûå êîíñòðóêöèè ïåðâîãî ýòàæà, ïåðåêðûòèÿ ðàáî÷åé îòìåòêè +4,00ì, ñòåíû è êîëîííû âòîðîãî ýòàæà âûïîëíÿþòñÿ ñ çàùèòíûì ñëîåì áåòîíà ïîâåðõ àðìàòóðû;

·        ñòðîèòåëüíûå êîëîííû íà âûñîòó 3,5 ì îò ðàáî÷åé ïëîùàäêè èìåþò óñèëåííóþ èçîëÿöèþ;

·        àýðàöèîííûå ïðîåìû ïåðâîãî ýòàæà çàêðûâàþòñÿ ñåò÷àòûìè çàçåìëåííûìè îãðàæäåíèÿìè ñ öåëüþ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïðîèçâîëüíîãî ïîïàäàíèÿ ëþäåé â ýòî ïîìåùåíèå;

·        â òîðöàõ êîðïóñà âûïîëíÿþòñÿ ñòåíêè èç íåýëåêòðîïðîâîäíûõ ìàòåðèàëîâ, îòäåëÿþùèå ÷àñòü ïåðâîãî ýòàæà, â êîòîðîé ðàñïîëîæåíû êàòîäíûå êîæóõè è êàòîäíàÿ îøèíîâêà ýëåêòðîëèç¸ðîâ, ñ öåëüþ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïðîèçâîëüíîãî ïîïàäàíèÿ ëþäåé;

·        êàòîäíûé êîæóõ ýëåêòðîèçîëèðóåòñÿ îò îïîðíûõ æåëåçîáåòîííûõ êîíñòðóêöèé;

·        êàòîäíàÿ îøèíîâêà ýëåêòðîèçîëèðóåòñÿ îò îïîðíûõ áåòîííûõ ñòîëáèêîâ;

·        îáðàìëåíèå øèííûõ ïðîåìîâ â ïîëó âòîðîãî ýòàæà íà ó÷àñòêàõ îïåðàíèÿ ñòàëüíûõ ïëèò ïåðåêðûòèÿ âûïîëíÿþòñÿ èç ñáîðíûõ áðóñêîâ, èçãîòîâëåííûõ èç áåòîíà ïîâûøåííîé ïëîòíîñòè Â-8 (ìàðêà 400);

·        ìåòàëëè÷åñêèì ïëèòàì ïåðåêðûòèÿ ðàáî÷åé ïëîùàäêè ïðèäàåòñÿ êàòîäíûé ïîòåíöèàë ñîîòâåòñòâóþùåãî ýëåêòðîëèç¸ðà;

·        òðóáîïðîâîäû ñæàòîãî âîçäóõà è âêóóì-ñåòè èçîëèðóþòñÿ îò ñòðîèòåëüíûõ êîíñòðóêöèé è èìåþò ýëåêòðîèçîëÿöèîííûå ðàçðûâû ÷åðåç êàæäûå 40 ì;

·        ãàçîõîäû îò ýëåêòðîëèç¸ðîâ èçîëèðóþòñÿ îò ñòðîèòåëüíûõ êîíñòðóêöèè è ïåðåä âûõîäîì èç êîðïóñà èìåþò ýëåêòðîèçîëÿöèîííûå ðàçðûâû; ïèòàíèå ýëåêòðîäâèãàòåëåé íà ýëåêòðîëèç¸ðàõ âûïîëíÿåòñÿ îò ñèëîâîé ñåòè ÷åðåç ðàçäåëèòåëüíûå òðàíñôîðìàòîðû;

·        â ìîñòîâûõ è àíîäíûõ êðàíàõ ïðåäóñìàòðèâàþòñÿ òðè ñòóïåíè äëÿ çàùèòû îò çàìûêàíèÿ íà «çåìëþ»;

·        èñêëþ÷àåòñÿ ïîïàäàíèå îñàäî÷íîé è äðóãîé âëàãè â ðàáî÷óþ çîíó êîðïóñà.

Ïðè ðàáîòå â êîðïóñàõ ýëåêòðîëèçà êàæäûé ðàáîòíèê äîëæåí çíàòü è ñòðîãî âûïîëíÿòü òåõíîëîãè÷åñêèå èíñòðóêöèè, èíñòðóêöèè ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè è ïî ðåìîíòó îáîðóäîâàíèÿ.

Âñå ðàáî÷èå, âíîâü ïîñòóïèâøèå íà çàâîä èëè ïåðåâåäåííûå ñ îäíîé ðàáîòû íà äðóãóþ, äîëæíû ïîëó÷èòü íåïîñðåäñòâåííî íà ðàáî÷åì ìåñòå èíñòðóêòàæ ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè. Ê ñàìîñòîÿòåëüíîé ðàáîòå ýòè ðàáî÷èå äîïóñêàþòñÿ ïîñëå îêîí÷àíèÿ îáó÷åíèÿ, ñäà÷è ýêçàìåíîâ è ïîëó÷åíèÿ óäîñòîâåðåíèÿ. Âñå ðàáî÷èå ýëåêòðîëèçíûõ öåõîâ íå ðåæå äâóõ ðàç â ãîä äîëæíû ïðîõîäèòü ïîâòîðíûé èíñòðóêòàæ ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè, áåçîïàñíûì ïðèåìàì è ìåòîäàì ðàáîòû. Ê îáñëóæèâàíèþ ýëåêòðîëèç¸ðîâ äîïóñêàþòñÿ ðàáî÷èå, îáåñïå÷åííûå èñïðàâíîé è ñóõîé ñïåöîäåæäîé, ñïåöîáóâüþ è èíäèâèäóàëüíûìè çàùèòíûìè ñðåäñòâàìè.

Ïðè âñåõ ðàáîòàõ ñ ðàñïëàâëåííûì ýëåêòðîëèòîì è ìåòàëëîì íåîáõîäèìî ïîìíèòü, ÷òî áðûçãè ýëåêòðîëèòà è àëþìèíèÿ, ïîïàäàþùèå íà êîæó, âûçûâàþò ïëîõî çàæèâàþùèåñÿ îæîãè.

Ðàçáðûçãèâàíèå ýëåêòðîëèòà è ìåòàëëà ïðîèñõîäèò ïðè âíåñåíèè â íèõ íåïðîêàëåííûõ ïðåäìåòîâ. Ïðè âûëèâêå ìåòàëëà, ïåðåëèâà ìåòàëëà èç êîâøà â êîâø è äðóãèõ ïîäîáíûõ îïåðàöèÿõ íåîáõîäèìî òî÷íî çíàòü, ÷òî â ñëó÷àå âîçìîæíû âçðûâû ñ âûáðîñàìè ðàñïëàâà.

Ïðè çàëèâêå ìåòàëëà íà ïîäèíó âàííû ïîñëå êàïèòàëüíîãî ðåìîíòà ñëåäóåò ïðîãðåâàòü ïîäèíó è àíîä äî òåìïåðàòóðû âûøå 100°Ñ, ÷òîáû èçáåæàòü âûáðîñîâ ìåòàëëà. Ñâåæèé ãëèíîç¸ì è ôòîðñîëè íåëüçÿ çàãðóæàòü íåïîñðåäñòâåííî â ðàñïëàâëåííûé ýëåêòðîëèò ïîñêîëüêó îíè ñîäåðæàò âëàãó, çàãðóæàòü èõ ñëåäóåò òîëüêî íà êîðêó ýëåêòðîëèòà.

Íè ïðè êàêèõ îïåðàöèÿõ íåëüçÿ âñòàâàòü íà êîðêó ýëåêòðîëèòà. Âñå îïåðàöèè ïî îáðàáîòêå âàíí ðàçðåøàåòñÿ âûïîëíÿòü ïðè çàùèòå ëèöà ñïåöèàëüíûì ùèòêîì, à ãîëîâû - êàñêîé èëè øëÿïîé.

6. Ýêîíîìèêà è îðãàíèçàöèÿ òðóäà

 

Îðãàíèçàöèÿ òðóäà è ýêîíîìè÷åñêàÿ ÷àñòü.

 íàñòîÿùåé ÷àñòè çàïèñêè ðàññìàòðèâàþòñÿ 2 âàðèàíòà ñòðîèòåëüñòâà öåõà ýëåêòðîëèçà:

I âàðèàíò (ïðîåêòíûé): öåõ ýëåêòðîëèçà ñ 4-ÿ êîðïóñàìè, îáîðóäîâàííûìè ýëåêòðîëèçåðàìè ñ îáîææåííûìè àíîäàìè íà ñèëó òîêà 315 êÀ. Ìîùíîñòü öåõà ïî àëþìèíèþ-ñûðöó 357,2 òûñ. ò. â ãîä.

II âàðèàíò (áàçîâûé): öåõ ýëåêòðîëèçà ñ 8 êîðïóñàìè, îáîðóäîâàííûìè ýëåêòðîëèçåðàìè ñ ñàìîîáæèãàþùèìèñÿ àíîäàìè è âåðõíèì òîêîïîäâîäîì òèïà Ñ-8Á íà ñèëó òîêà 158 êÀ. Ìîùíîñòü öåõà ïî àëþìèíèþ-ñûðöó 282,32 òûñ. ò. â ãîä.

6.1 Îðãàíèçàöèÿ òðóäà â êîðïóñå ýëåêòðîëèçà

Îñíîâíûìè îïåðàöèÿìè ïî îáñëóæèâàíèþ ýëåêòðîëèç¸ðîâ â êîðïóñå ÿâëÿþòñÿ:

·  âåäåíèå òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà ýëåêòðîëèçà àëþìèíèÿ;

·        ïåðèîäè÷åñêàÿ ïðîáèâêà êîðêè ýëåêòðîëèòà, çàãðóçêà ãëèíîç¸ìà â ýëåêòðîëèç¸ðû íàïîëüíûìè ìàøèíàìè;

·        çàãðóçêà ôòîðèñòûõ ñîëåé â áóíêåðà ÀÏà è â ýëåêòðîëèç¸ð;

·        îáñëóæèâàíèå àíîäíîãî õîçÿéñòâà;

·        âûëèâêà ìåòàëëà.

Îïåðàöèè ïî âåäåíèþ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà, ïî ïåðèîäè÷åñêîé ïðîáèâêå ýëåêòðîëèòíîé êîðêè, çàãðóçêå ãëèíîç¸ìà è ôòîðñîëåé â áóíêåðà ÀÏà è ýëåêòðîëèç¸ðû âûïîëíÿþòñÿ ýëåêòðîëèçíèêàìè.

Îáñëóæèâàíèå àíîäíîãî õîçÿéñòâà (çàãðóçêà àíîäíîé ìàññû, ïåðåñòàíîâêà øòûðåé, ïåðåòÿæêà àíîäíîé ðàìû îáñëóæèâàíèå ãàçîñáîðíèêîâ ñ ãîðåëêàìè) âåäåòñÿ àíîä÷èêàìè.

Îïåðàöèè ïî âûëèâêå ìåòàëëà èç ýëåêòðîëèç¸ðîâ îñóùåñòâëÿþòñÿ âûëèâùèêàìè.

Íà øòûðåâûõ è ìîñòîâîì êðàíàõ ðàáîòàþò ìàøèíèñòû êðàíîâ.

Åæåñìåííûé îáõîä ìåõàíè÷åñêîãî è ýëåêòðè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, îáåñïå÷åíèå åãî ïðàâèëüíîé ýêñïëóàòàöèè, óñòðàíåíèå âíåçàïíûõ ìåëêèõ íåèñïðàâíîñòåé âûïîëíÿþòñÿ äåæóðíûìè ñëåñàðÿìè è ýëåêòðèêàìè.

Äëÿ óáîðêè ïûëè ñ ïîëîâ ðàáî÷åé ïëîùàäêè è ïëîùàäêè +0,00 â êîðïóñå ðàáîòàåò óáîðùèê êîðïóñà íà ïûëåóáîðî÷íîé ìàøèíå.

Îñíîâíàÿ ïðîèçâîäñòâåííàÿ åäèíèöà â êîðïóñå ýëåêòðîëèçà - áðèãàäà ýëåêòðîëèçíèêîâ. Ýòîé áðèãàäîé âûïîëíÿåòñÿ âåñü êîìïëåêñ îáñëóæèâàíèÿ è êîíòðîëÿ çà ðàáîòîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ êîðïóñà. Áðèãàäà ýëåêòðîëèçíèêîâ îáåñïå÷èâàåò âûïîëíåíèå ïëàíîâûõ çàäàíèé, âûïóñê ìåòàëëà âûñîêîãî êà÷åñòâà, ðàñõîä ñûðüÿ è ýëåêòðîýíåðãèè â óñòàíîâëåííûõ íîðìàõ.

Âî ãëàâå áðèãàäû ñòîèò áðèãàäèð - íàèáîëåå îïûòíûé è êâàëèôèöèðîâàííûé ýëåêòðîëèçíèê. Áðèãàäà ðàçáèòà íà çâåíüÿ. Êàæäûì çâåíîì ðóêîâîäèò ñòàðøèé ýëåêòðîëèçíèê èç íàèáîëåå êâàëèôèöèðîâàííûõ ðàáî÷èõ.

Îðãàíèçàöèîííîå è òåõíè÷åñêîå ðóêîâîäñòâî ïî îáñëóæèâàíèþ ýëåêòðîëèç¸ðîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñòàðøèì ìàñòåðîì êîðïóñà, óêàçàíèÿ è ðàñïîðÿæåíèÿ êîòîðîãî îáÿçàòåëüíû äëÿ ìàñòåðîâ è ðàáî÷èõ. Ñòàðøèé ìàñòåð êîðïóñà ñëåäèò çà òî÷íûì ñîáëþäåíèåì âñåìè ñìåíàìè òåõíîëîãè÷åñêîé èíñòðóêöèè è ïðèíèìàåò ìåðû äëÿ óñòðàíåíèÿ äîïóùåííûõ íàðóøåíèé.

Ýëåêòðîëèòè÷åñêèé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ àëþìèíèÿ - ïðîöåññ íåïðåðûâíûé. Ýëåêòðîëèç¸ðû îáñëóæèâàþòñÿ ýëåêòðîëèçíèêàìè ïîñìåííî. Ðàáîòîé ñìåíû ðóêîâîäèò ñìåííûé ìàñòåð, óêàçàíèÿ è ðàñïîðÿæåíèÿ êîòîðîãî îáÿçàòåëüíû äëÿ âñåõ ðàáî÷èõ ñìåíû.

Êîëëåêòèâ çâåíà îáñëóæèâàåò ýëåêòðîëèç¸ðû îïðåäåëåííîé áðèãàäû â òå÷åíèå äàííîé ñìåíû. Çâåíî àíîä÷èêîâ âõîäèò â ñîñòàâ ñìåíû ýëåêòðîëèçíèêîâ è íåïîñðåäñòâåííî ïîä÷èíÿåòñÿ ìàñòåðó ñìåíû.

Ñîãëàñíî ñëîæèâøåéñÿ ïðàêòèêå ðàáîòû â êîðïóñàõ ÁðÀÇà, ÈðêÀÇà, ÊðÀÇà ïðèíèìàåì ãðàôèê ðàáîòû:

- ÷àñîâîé ðàáî÷èé äåíü;

- ÷àñîâàÿ ðàáî÷àÿ ñìåíà.

Ðàáîòà âåäåòñÿ â òðè ñìåíû ïî ãðàôèêó, îáåñïå÷èâàþùåìó ðèòìè÷íîå ÷åðåäîâàíèå âðåìåíè ðàáîòû è îòäûõà, ðåãóëÿðíîå ïðåäîñòàâëåíèå åæåíåäåëüíûõ âûõîäíûõ äíåé, ãîäîâóþ íîðìó ðàáî÷åãî âðåìåíè (1807,2 ÷àñ.).

 òàáëèöå 6.1. ïðåäñòàâëåí ãðàôèê ðàáîòû ýëåêòðîëèçíèêîâ. Ïðè ýòîì ãðàôèêå 1 ðàç â ìåñÿö íà ðàáîòó âî âòîðóþ ñìåíó âûõîäÿò äâå áðèãàäû.

Ò_ð.ä. = 6 ÷àñ,

Ò_ñì = 8 ÷àñ,

Ò_ñì.îá.= 15 äíåé,_ñâ = 5.

×åðåäîâàíèå ñìåí - ïðÿìîå.

Òàáëèöà 6.1

Ãðàôèê ñìåí ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ ýëåêòðîëèçíîãî öåõà

Áðèãàäû	×èñëà ìåñÿöà
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	1	1	1	Î	Î	2	2	2	Î	Î	3	3	3	Î	Î
2	3	Î	Î	1	1	1	Î	Î	2	2	2	Î	Î	3	3
3	Î	3	3	Î	Î	1	1	1	Î	Î	2	2	2	Î
4	Î	Î	2	2	2	Î	Î	3	3	3	Î	Î	1	1	1
5	2	2	Î	Î	3	3	3	Î	Î	1	1	1	Î	Î	2
Áðèãàäû	×èñëà ìåñÿöà
	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
1	1	1	1	Î	Î	2	2	2	Î	Î	3	3	3	Î	Î
2	3	Î	Î	1	1	1	Î	Î	2	2	2	Î	Î	3	3
3	Î	3	3	3	Î	Î	1	1	1	Î	Î	2	2	2	Î
4	Î	Î	2	2	2	Î	Î	3	3	3	Î	Î	1	1	1
5	2	2	Î	Î	3	3	3	Î	Î	1	1	1	Î	Î	2

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñìåíû:

ïåðâàÿ ñìåíà - ñ 23 ÷àñîâ äî 7 ÷àñîâ;

âòîðàÿ ñìåíà - ñ 7 ÷àñîâ äî 15 ÷àñîâ;

òðåòüÿ ñìåíà - ñ 15 ÷àñîâ äî 23 ÷àñîâ.

×èñëî ÷àñîâ îòäûõà ïðè ïåðåõîäå èç ñìåíû â ñìåíó:

èç ïåðâîé âî âòîðóþ: 17 + 48 + 7 = 72 ÷àñ;

èç âòîðîé â òðåòüþ: 9 + 48 + 15 = 72 ÷àñ;

èç òðåòüåé â ïåðâóþ: 1 + 40 + 23 = 64 ÷àñ.

×èñëî âûõîäíûõ äíåé â ãîä ïî ãðàôèêó ñîñòàâèò 146 äíåé.

*365/30=146 äíåé

Êîëè÷åñòâî ðàáî÷èõ ÷àñîâ çà ãîä

(365 - 146) × 8 = 1 752 ÷àñ.

Ãîäîâîé áàëàíñ âðåìåíè 1-ãî ñðåäíåñïèñî÷íîãî îñíîâíîãî ðàáî÷åãî ñîñòàâëåí íà îñíîâàíèè ðàñ÷¸òíûõ ïàðàìåòðîâ ãðàôèêà ñìåííîñòè (òàáë.6.2.). Äàííûå áàëàíñà èñïîëüçóþòñÿ â äàëüíåéøèõ ðàñ÷¸òàõ ÷èñëåííîñòè, òðóäî¸ìêîñòè ïðîäóêöèè è ôîíäà çàðàáîòíîé ïëàòû (ÔÇÏ). Áàëàíñ ãîäîâîãî ôîíäà ðàáî÷åãî âðåìåíè âûïîëíåí ñ ó÷¸òîì ïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàáî÷åé ñìåíû.

Òàáëèöà 6.2

Ãîäîâîé áàëàíñ ðàáî÷åãî âðåìåíè

Ïîêàçàòåëè	Íåïðåðûâíîå ïðîèçâîäñòâî
×èñëî êàëåíäàðíûõ äíåé, Ò365
×èñëî âûõîäíûõ è íåðàáî÷èõ äíåé ñîãëàñíî ãðàôèêó âûõîäîâ, äíè	146
Íîìèíàëüíûé ôîíä ðàáî÷åãî âðåìåíè, äíè, Òê, äíè	Ò - âûõ.äíè = 219
Íîìèíàëüíûé ôîíä ðàáî÷åãî âðåìåíè, äíè, Òí, ÷àñû	Ò· 8 = 1 752
Íåâûõîäû íà ðàáîòó ïî ïðè÷èíàì: - î÷åðåäíîé, îñíîâíîé è äîïîëíèòåëüíûé îòïóñê; - áîëåçíè; - âûïîëíåíèå ãîñóäàðñòâåííûõ è îáùåñòâåííûõ îáÿçàííîñòåé;	58 3 1
Èòîãî íåâûõîäîâ Ò, äíè:62
Ýôôåêòèâíûé ôîíä ðàáî÷åãî âðåìåíè, Òýô1,äíè	Ò - Ò= 157
Ñðåäíÿÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáî÷åé ñìåíû, ÷àñ	8
Ýôôåêòèâíûé ôîíä ðàáî÷åãî âðåìåíè Òýô2,÷àñ	1 256
Êîýôôèöèåíò ñïèñî÷íîãî ñîñòàâà, ÊÒ ê:Òýô1=2,3

6.2 Ðàñ÷¸ò ÷èñëåííîñòè òðóäÿùèõñÿ è òðóäî¸ìêîñòè ïðîäóêöèè

Ðàñ÷åò ÿâî÷íîé ÷èñëåííîñòè ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ â êîðïóñå ýëåêòðîëèçà âûïîëíÿåòñÿ ñîãëàñíî äåéñòâóþùèì «Íîðìàòèâàì ÷èñëåííîñòè îñíîâíûõ ðàáî÷èõ, çàíÿòûõ íà ïðåäïðèÿòèÿõ àëþìèíèåâîé ïðîìûøëåííîñòè» [16], “Íîðìàòèâàì ÷èñëåííîñòè âñïîìîãàòåëüíûõ ðàáî÷èõ äëÿ ïðåäïðèÿòèé öâåòíîé ìåòàëëóðãèè” [17] è «Íîðìàì òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ àëþìèíèåâîãî ïðîèçâîäñòâà» [1].

6.2.1 Ðàñ÷¸ò ÷èñëåííîñòè ÿâî÷íîãî ñîñòàâà äëÿ êîðïóñà ñ ýëåêòðîëèç¸ðàìè ÎÀ-315

à) ×èñëåííîñòü ÿâî÷íîãî ñîñòàâà ýëåêòðîëèçíèêîâ â îäíó ñìåíó ïðè òðåõñìåííîé ðàáîòå ñîñòàâèò:

·  äëÿ âåäåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà

÷_ýë. = (0,09 + 0,0003 × 315) × 102 × 0,8 = 15,05 ÷åë/ñìåíó,

ãäå: 102 - êîëè÷åñòâî ýëåêòðîëèç¸ðîâ â êîðïóñå;

- ñèëà òîêà, À;

0,8 - êîýôôèöèåíò ñ ó÷¸òîì ðàáîòû ÀÏÃ;

,09 - íîðìàòèâ ÷èñëåííîñòè äëÿ ïðîáèâêè êîðêè íàïîëüíûìè ìàøèíàìè, ÷åë. /åä.

,0003 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ìîùíîñòü ýëåêòðîëèçåðà

Ïðè ðàáîòå ÀÏà â ñóòêè êàæäàÿ äëèííàÿ ñòîðîíà îáðàáàòûâàåòñÿ îäèí ðàç â 14 ñóòîê. Òîãäà ÷èñëåííîñòü ýëåêòðîëèçíèêîâ:

Ñëåäîâàòåëüíî, îáùàÿ ÷èñëåííîñòü ýëåêòðîëèçíèêîâ ñîñòàâèò:

,05 + 0,464 ≈ 16 ÷åë/ñìåíó.

á) ßâî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü àíîä÷èêîâ ñîñòàâèò:

·  äëÿ ïåðåñòàíîâêè àíîäíûõ áëîêîâ, ïåðåòÿæêè àíîäíûõ ðàì:

,035 × 102 ≈ 4 ÷åë â îäíó ñìåíó;

·  äëÿ îáñëóæèâàíèÿ óêðûòèé ýëåêòðîëèç¸ðà:

,033 × 102 ≈ 4 ÷åë â ñóòêè;

â) ßâî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü âûëèâùèêîâ â ñóòêè ñîñòàâèò:

,047 × 102 ≈ 5 ÷åë /ñóòêè.

ã) ßâî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü ìàøèíèñòîâ òåõíîëîãè÷åñêèõ êðàíîâ ñîñòàâèò:

(0,017 + 0,006 + 0,007) × 102 ≈ 3 ÷åë /ñìåíó.

ä) ßâî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü â ñóòêè ìàøèíèñòîâ ìîñòîâîãî êðàíà ñîñòàâèò:

0,004 × 102 = 0,408 ≈ 1 ÷åë /ñóòêè.

Àíàëîãè÷íî âåäåòñÿ ðàñ÷¸ò ÿâî÷íîé ÷èñëåííîñòè ðàáî÷èõ ïî âàðèàíòó ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ òèïà Ñ-8Á.

Ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü ðàáî÷èõ îïðåäåëÿåòñÿ ñ ó÷¸òîì êîýôôèöèåíòà ñïèñî÷íîãî ñîñòàâà (Ê_ñï), êîòîðûé áåðåòñÿ ïî äàííûì ïðåäïðèÿòèÿ èëè ðàññ÷èòûâàåòñÿ íà îñíîâàíèè äàííûõ òàáëèöû.

Òàáëèöà 6.3

Âåäîìîñòü ÷èñëåííîñòè ïåðñîíàëà îäíîãî êîðïóñà ýëåêòðîëèçà ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315

Íàèìåíîâàíèå ïðîôåññèé, äîëæíîñòåé ïî îáúåêòàì	Ïðîäîëæèòåëü-íîñòü ðàáî÷åãî äíÿ, ÷àñà	Êàòåãîðèÿ òðóäÿùèõñÿ	Êîëè÷åñòâî ðàáîòàþùèõ â ñìåíó, ÷åë.			Âñåãî ÿâî÷íûé ñîñòàâ, ÷åë	Êñï	×ñï, ÷åë.
			I	II	III
1	2	3	4	5	6	7	8	9

êîðïóñ ýëåêòðîëèçà

1. Ïðîèçâîäñòâåííûå ðàáî÷èå

Ýëåêòðîëèçíèê ðàñïëàâëåííûõ ñîëåé	8	Îñíîâíûå ðàáî÷èå	16	16	16	48	2,3	111
Àíîä÷èê ïî çàìåíå àíîäíûõ áëîêîâ è ïåðåòÿæêå àíîäíîé ðàìû	8	-	4	4	4	12	2,3	28
Àíîä÷èê ïî îáñëóæèâàíèþ óêðûòèé	8	-	1	2	1	4	2,3	10
Âûëèâùèê	8	-	2	2	1	5	2,3	12
Ìàøèíèñò êðàíà	8	-	3	4	3	10	2,3	23
Èòîãî:			26	28	25	79		184

2. Âñïîìîãàòåëüíûå ðàáî÷èå

Äåæóðíûé ñëåñàðü	8	Âñïîìîãàòåëüíûå ðàáî÷èå	1	1	1	3	2,3	7
Äåæóðíûé ýëåêòðèê	8	-	1	1	1	3	2,3	7
Óáîðùèê êîðïóñà	8	-	-	1	-	1		1
Èòîãî:			2	3	2	7		15

3. Èíæåíåðíî-òåõíè÷åñêèé ïåðñîíàë

Ñòàðøèé ìàñòåð	8	ÈÒÐ	-	1	-	1		1
Ñìåííûé ìàñòåð	8	-	1	1	1	3	2,3	7
Ìàñòåð àíîäíîãî õîçÿéñòâà	8	-	-	1	-	1		1
Ìåõàíèê êîðïóñà	8	-	-	1	-	1		1
Èòîãî:			1	4	1		10
Âñåãî:			29	35	28	92		209

. Ãàçîî÷èñòêà (äëÿ 2-õ êîðïóñîâ ýëåêòðîëèçà)

Ìàñòåð	8	ÈÒÐ	-	1	-	1		1
Îïåðàòîð ïî îáñëóæèâàíèþ ïûëåóëàâëèâàþùèõ óñòàíîâîê	8	Âñïîìîãàòåëüíûå ðàáî÷èå	2	2	2	6	2,3	14
Èòîãî ïî ãàçîî÷èñòêå:			2	3	2	7		15

Òàáëèöà 6.4

Âåäîìîñòü ÷èñëåííîñòè ïåðñîíàëà îäíîãî êîðïóñà ýëåêòðîëèçà ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158

Íàèìåíîâàíèå ïðîôåññèé, äîëæíîñòåé ïî îáúåêòàì	Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáî÷åãî äíÿ, ÷àñà	Êàòåãîðèÿ òðóäÿùèõñÿ	Êîëè÷åñòâî ðàáîòàþùèõ â ñìåíó, ÷åë			Âñåãî ÿâî÷íûé ñîñòàâ, ÷åë.	Êñï	×ñï, ÷åë.
			I	II	III
1	2	3	4	5	6	7	8	9

êîðïóñ ýëåêòðîëèçà

1. Ïðîèçâîäñòâåííûå ðàáî÷èå

Ýëåêòðîëèçíèê ðàñïëàâëåííûõ ñîëåé	8	Îñíîâíûå ðàáî÷èå	16	16	16	48	2,3	111
Àíîä÷èê ïî çàãðóçêå àíîäíîé ìàññû è ïåðåñòàíîâêå øòûðåé	8	-	4	4	4	12	2,3	28
Àíîä÷èê ïî ïåðåòÿæêå àíîäíîé ðàìû, îáñëóæèâàíèþ ãàçîñáîðíèêîâ	8	-	1	2	2	5	2,3	12
Âûëèâùèê	8	-	2	2	1	5	2,3	12
Ìàøèíèñò êðàíà	8	-	3	4	3	10	2,3	23
Îïåðàòîð ÌÍÐ	8	-	2	2	2	6	2,3	14
Èòîãî:			28	30	28	86		203

2. Âñïîìîãàòåëüíûå ðàáî÷èå

Äåæóðíûé ñëåñàðü	8	Âñïîìîãàòåëüíûå ðàáî÷èå	1	1	1	3	2,3	7
Äåæóðíûé ýëåêòðèê	8	-	1	1	1	3	2,3	7
Óáîðùèê êîðïóñà	8	-	-	1	-	1		1
Èòîãî:			2	3	2	7		15

Èíæåíåðíî-òåõíè÷åñêèé ïåðñîíàë

Ñòàðøèé ìàñòåð	8	ÈÒÐ	-	1	-	1		1
Ñìåííûé ìàñòåð	8		1	1	1	3	2,3	7
Ìàñòåð àíîäíîãî õîçÿéñòâà	8	-	-	1	-	1		1
Ìåõàíèê êîðïóñà	8	-	-	1	-	1		1
Èòîãî:			1	4	1	6		10
Âñåãî:			31	37	31	99		228

. Ãàçîî÷èñòêà (äëÿ 2-õ êîðïóñîâ ýëåêòðîëèçà)

Ìàñòåð	8	ÈÒÐ	-	1	-	1		1
Îïåðàòîð ïî îáñëóæèâàíèþ ïûëåóëàâëèâàþùèõ óñòàíîâîê	8	Âñïîìîãàòåëüíûå ðàáî÷èå	2	2	2	6	2,3	14
Èòîãî ïî ãàçîî÷èñòêå:			2	3	2	7		15

Íèæå ïðèâîäèòñÿ ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü îñíîâíûõ ðàáî÷èõ ïî ïðîåêòèðóåìûì 4-ì êîðïóñàì ýëåêòðîëèçà ïî ðàçðÿäàì è ïî ðàññìàòðèâàåìûì âàðèàíòàì (ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííûõ òàáë. 6.3, 6.4).

Òàáëèöà 6.5

Ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü îñíîâíûõ ðàáî÷èõ

Ïðîôåññèÿ	êîë-âî	âñåãî	Âàðèàíò ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ -315 (4 êîðï.)	Âàðèàíò ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158 (8 êîðï.)
1. Áðèãàäèð ýëåêòðîëèçíèêîâ - 6 ðàçðÿä, ÷åë.	6	111	6 × 4 = 24	5 × 8 = 40
2. Ñòàðøèé ýëåêòðîëèçíèê - 6 ðàçðÿä, ÷åë.	48		48 × 4 = 192	40 × 8 = 320
3. Ýëåêòðîëèçíèê - 5 ðàçðÿä, ÷åë.	57		64 × 4 = 228	66 × 8 = 528
			Èòîãî: 111 × 4 = 444	Èòîãî: 888
4. Ñòàðøèé àíîä÷èê - 6 ðàçðÿä, ÷åë.	4	38	4 × 4 = 16	5 × 8 = 40
5. Àíîä÷èê - 5 ðàçðÿä, ÷åë.	34		34 × 4 = 136	35 × 8 = 280
			Èòîãî: 152	Èòîãî: 320
6. Âûëèâùèê - 4 ðàçðÿä, ÷åë.	12	12	12 × 4 = 48	96
7. Ìàøèíèñò êðàíà - 5 ðàçðÿä, ÷åë.	24	24	24 × 4 = 96	184
8. Îïåðàòîð ÌÍÐ - 5 ðàçðÿä, ÷åë.			-	112
ÂÑÅÃÎ:			740	1 600

.2.2 Ðàñ÷¸ò òðóäî¸ìêîñòè ïðîäóêöèè

Öåõîâàÿ òðóäî¸ìêîñòü (Ò_öåõ.) ñêëàäûâàåòñÿ èç òðóäî¸ìêîñòè òåõíîëîãè÷åñêîé (Ò_òåõí.), òðóäî¸ìêîñòè îáñëóæèâàíèÿ (Ò_îáñë) è òðóäî¸ìêîñòè óïðàâëåíèÿ (Ò_óïð).

Âàðèàíò ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315:

ãäå: ×_ïð - ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ, ÷åë.;

Ò_Ýô. - ýôôåêòèâíûé ôîíä ðàáî÷åãî âðåìåíè îäíîãî ðàáî÷åãî, ÷àñ;

 - ãîäîâîé âûïóñê àëþìèíèÿ-ñûðöà, ò.

ãäå: ÷_âñï - ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü âñïîìîãàòåëüíûõ ðàáî÷èõ êîðïóñîâ è áëîêîâ ãàçîî÷èñòêè, îáñëóæèâàþùèõ ýòè êîðïóñà, ÷åë.;

ãäå: ÷_óïð - ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü ñïåöèàëèñòîâ, ÷åë.

Öåõîâàÿ òðóäî¸ìêîñòü ñîñòàâèò:

Ò_öåõ = 2,60 + 0,32 + 0,15 = 3,07 ÷åë. ÷àñ/ò.

Âàðèàíò ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158:

Ò_òåõí.=÷åë. *÷àñ/ò;

Ò_îáñë.=÷åë. *÷àñ/ò;

Ò_óïð.=÷åë.^* ÷àñ/ò.

Öåõîâàÿ òðóäî¸ìêîñòü ñîñòàâèò:

Ò_öåõ = 7,12+0,78+0,37=8,27 ÷åë ÷àñ/ò.

6.3 Ðàñ÷¸ò ãîäîâîãî ôîíäà îïëàòû òðóäà

6.3.1 Ðàñ÷¸ò ãîäîâîãî ôîíäà çàðàáîòíîé ïëàòû îñíîâíûõ ðàáî÷èõ

Îïëàòà òðóäà ðàáî÷èõ ïðîèçâîäèòñÿ ïî ñäåëüíî-ïðåìèàëüíîé ñèñòåìå ñ ïðèìåíåíèåì êîëëåêòèâíûõ ðàñöåíîê çà ïðîèçâîäñòâî åäèíèöû ïðîäóêöèè.

Ðàñïðåäåëåíèå ñäåëüíîãî çàðàáîòêà ìåæäó ÷ëåíàìè áðèãàäû ïðîèçâîäèòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèñâîåííûìè òàðèôíûìè ðàçðÿäàìè è ôàêòè÷åñêè îòðàáîòàííûì âðåìåíåì ñ ó÷¸òîì êîýôôèöèåíòà òðóäîâîãî ó÷àñòèÿ.

Êîëëåêòèâíàÿ ðàñöåíêà çà ïðîèçâîäñòâî 1 ò àëþìèíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

ãäå:  - ñóììàðíûé ÷àñîâîé òàðèô ñìåíû, ðóá.;

- íîðìà âûðàáîòêè öåõà, ò/÷àñ.

Ñóììàðíûé ÷àñîâîé òàðèô ñìåíû îïðåäåëèòñÿ ïî ôîðìóëå:

ãäå: Ò_ñ - ÷àñîâàÿ òàðèôíàÿ ñòàâêà ñîîòâåòñòâóþùåãî ðàçðÿäà;- êîëè÷åñòâî ðàáî÷èõ ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçðÿäîâ.

Áðèãàäèðàì, íå îñâîáîæäåííûì îò îñíîâíîé ðàáîòû, çà ðóêîâîäñòâî áðèãàäîé ïðîèçâîäèòñÿ äîïëàòà â ðàçìåðå 15%.

×àñîâàÿ íîðìà âûðàáîòêè ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

ãäå Â_ñóò - îáú¸ì ïðîèçâîäèìîé ïðîäóêöèè â ñóòêè, ò.

Òàáëèöà 6.6

Òàðèôíûå ñòàâêè ïî ðàçðÿäàì

Ïðîôåññèÿ	Òàðèôíûé ðàçðÿä	Òàðèôíàÿ ñòàâêà, ðóá./÷àñ
Áðèãàäèð ýëåêòðîëèçíèêîâ Ñòàðøèé ýëåêòðîëèçíèê Ýëåêòðîëèçíèê Àíîä÷èê Âûëèâùèê Ìàøèíèñò êðàíà Îïåðàòîð ÌÍÐ	6 6 5 5 4 5 5	32,00 25,64 22,73 22,73 20,09 22,73 22,73

Äàëåå ðàññ÷èòûâàåòñÿ ñäåëüíî-òàðèôíûé çàðàáîòîê áðèãàäû:

ãäå:  - îáú¸ì ïðîèçâîäèìîé ïðîäóêöèè â ãîä, ò.

6.3.2 Ðàñ÷¸ò ãîäîâîãî ôîíäà îïëàòû òðóäà

Ïî âàðèàíòó ñ óñòàíîâêîé â êîðïóñàõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315.

Âñåãî 111 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 38 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 9 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 24 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Ïî âàðèàíòó ñ óñòàíîâêîé â êîðïóñàõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158.

Âñåãî 111 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 40 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 12 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 23 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

Âñåãî 14 ÷åë. (ñì. òàáë. 6.5):

ÎÀ-315: Í_âûð = 357200 ÷ 365 ÷ 24 = 40,8 ò/÷àñ.

ÂÒ-158: Í_âûð =282320:365:24=32,2 ò/÷àñ.

Ñ óñòàíîâêîé ÎÀ-315:

Ð_{êîë. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 2 718,33 ÷ 40,8 = 66,6 ðóá/ò;

Ð_{êîë. àíîä÷èêîâ} = 900,82 ÷ 40,8 = 22,08 ðóá/ò;

Ð_{êîë. âûëèâùèêîâ}= 180,81 ÷ 40,8 = 4,4 ðóá./ò;

Ð_{êîë. ìàøèíèñòîâ êðàíà} = 545,52 ÷ 40,8 = 13,4 ðóá/ò;

Ç_{åä. ò. ýëåêòðîëèçíèêîâ} 66,6 · 357 200 = 23 789 520 ðóá;

Ç_{åä.ò. àíîä÷èêîâ} = 22,08 · 357 200 = 7 886 976 ðóá;

Ç_{åä.ò. âûëèâùèêîâ} = 4,4 · 357 200 = 1 571 680 ðóá;

Ç_{åä.ò. ìàøèíèñòîâ êðàíà} = 13,4 · 357 200 = 4 786 480 ðóá.

Ñ óñòàíîâêîé ÂÒ-158:

Ð_{êîë..ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 2685,78: 32,2=83,41 ðóá/ò;

Ð_{êîë. àíîä÷èêîâ}= 955,55 : 32,2=29,68 ðóá/ò;

Ð_{êîë. âüøèâùèêîâ}= 241,08 : 32,2=7,49 ðóá/ò;

Ð_{êîë. ìàøèíèñòîâ êðàíà} = 522,79 : 32,2=16,24 ðóá/ò;

Ð_{êîë. îïåð. ÌÍÐ} = 9,88 ðóá/ò.

Ç_{åä.ò. àíîä÷èêîâ} = 29,68 ´282320=8379257,6 ðóá;

Ç_{åä.ò. âûëèâùèêîâ} = 7,49 ´282320=2114576,8 ðóá;

Ç_{åä.ò. ìàøèíèñòîâ êðàíà} = 16,24 ´282320=4584876,8 ðóá;

Ç_{åä.ò îïåð. ÌÍÐ} = 9,88 ´ 282320=2789321,6 ðóá.

 ðàñ÷¸òå ãîäîâîãî ôîíäà îïëàòû òðóäà ïðåäóñìàòðèâàåì ñëåäóþùèå âèäû äîïëàò:

) Äîïëàòà çà ðàáîòó â íî÷íîå âðåìÿ

Óñòàíàâëèâàåòñÿ äîïëàòà çà ðàáîòó â íî÷íîå âðåìÿ â òå÷åíèå 1 ÷àñà - 40% ÷àñîâîé òàðèôíîé ñòàâêè ñîîòâåòñòâóþùåãî ðàçðÿäà. Ñóììà äîïëàò ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

Ä_í.=,

ãäå t_H - ãîäîâîé ôîíä âðåìåíè íî÷íûõ ÷àñîâ 1 ðàáî÷åãî ,÷

íî÷íîå âðåìÿ ñ 22 -6÷ , ò.å 8 ÷àñîâ â ñóòêè_H =8*Ò_ýôô.,

t_H =8*157=1256÷

n - ÿâî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü ðàáî÷èõ ñîîòâåòñòâóþùèõ ïðîôåññèé (ñì. òàáë. 6.5),÷åë.;

Ò_{ñ.ñð.âç.} - ñðåäíåâçâåøåííàÿ ÷àñîâàÿ òàðèôíàÿ ñòàâêà, ðóá.;

Ñðåäíåâçâåøåííàÿ ÷àñîâàÿ òàðèôíàÿ ñòàâêà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå, ðóá./÷åë.

Ò_{ñ.ñð.âç.}=,

ãäå S Ò_ñ - ñóììàðíûé ÷àñîâîé òàðèô ñìåíû, ðóá.;_ñì - ñïèñî÷íàÿ ÷èñëåííîñòü ðàáî÷èõ ñîîòâåòñòâóþùèõ ïðîôåññèé, ÷åë.

Ñ óñòàíîâêîé ÎÀ-315:

Ò_{ñ.ñð.âç. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 2 718,33 ÷ 111 = 24,49 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. àíîä÷èêîâ} = 900,82 ÷ 38 = 23,71 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. âûëèâùèêîâ} = 180,81 ÷ 9 = 20,09 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. ìàøèíèñòîâ êðàíîâ} = 545,52 ÷ 24 = 22,73 ðóá.

Ñ óñòàíîâêîé ÂÒ-158:

Ò_{ñ.ñð.âç. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 2685,78 / 111 = 24,2 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. àíîä÷èêîâ} = 955,55 /40 = 23,89 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. âûëèâùèêîâ} = 241,08 / 12 = 20,09 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. ìàøèíèñòîâ êðàíîâ} = 522,79 / 23 = 22,73 ðóá.;

Ò_{ñ.ñð.âç. îïåð. ÌÍÐ} = 318,22 / 14 = 22,73 ðóá.

Ñëåäîâàòåëüíî:

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

Ä_{í. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = = 2375164 ðóá.;

Ä_{í. àíîä÷èêîâ} = = 787221 ðóá.;

Ä_{í. âûëèâùèêîâ} = = 210641 ðóá.;

Ä_{í. ìàø. êðàíà} = = 476642 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

Ä_{í.ýëåêòðîëèçíèêîâ}==4694076 ðóá;

Ä_{í.àíîä÷èêîâ}==1669890 ðóá;

Ä_{í.âûëèâùèêîâ}==421282ðóá;

Ä_{í.ìàøèíèñòîâ êðàíà}==913564 ðóá.;

Ä_{í.îïåðÌÍÐ} = =556083 ðóá.

) Äîïëàòà çà ðàáîòó â ïðàçäíè÷íûå äíè:

Ñíà÷àëà îïðåäåëÿåòñÿ ïðîöåíò äîïëàòû:

ãäå: t_ÏÐ - êîëè÷åñòâî ïðàçäíè÷íûõ äíåé â ãîäó (12 äíåé);

Ò_Ê - êàëåíäàðíûé ôîíä âðåìåíè, äíè.

Çàòåì íàéäåííûé ïðîöåíò äîïëàòû çà ðàáîòó â ïðàçäíè÷íûå äíè èñ÷èñëÿåì îò ñäåëüíî - òàðèôíîãî çàðàáîòêà áðèãàäû.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

Ä_{ïð. ýëåêòðîëèçíèêîâ} =  = 782 675 ðóá;

Ä_{ïð. àíîä÷èêîâ} =  = 259 482 ðóá;

Ä_{ïð. âûëèâùèêîâ} =  = 51 708 ðóá;

Ä_{ïð. ìàø. êðàíà} =  = 157 475 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

Ä_{ïð. ýëåêòðîëèçíèêîâ}=23548311,2 ∙ 3,29/ 100 = 774739 ðóá.;

Ä_{ïð. àíîä÷èêîâ}=8379257,6 ∙ 3,29/ 100 = 275678 ðóá.;

Ä_{ïð. âûëèâùèêîâ}=2114576,8 ∙ 3,29/ 100 = 69570 ðóá.;

Ä_{ïð. ìàøèíèñòîâ êðàíà}=4584876,8 ∙ 3,29/ 100 = 150842 ðóá.;

Ä_{ïð.îïåðÌÍÐ} = 2789321,6 ∙ 3,29/ 100 = 91769 ðóá.

) Ïðåìèÿ áðèãàäå:

Óñòàíàâëèâàåòñÿ â ðàçìåðå 60% îò ñäåëüíî-òàðèôíîãî ôîíäà çàðàáîòíîé ïëàòû.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

Ï_{ð. ýëåêòðîëèçíèêîâ} == 14 273 712 ðóá;

Ï_{ð. àíîä÷èêîâ} == 4 732 186 ðóá;

Ï_{ð. âûëèâùèêîâ} == 943 008 ðóá;

Ï_{ð. ìàø. êðàíà} == 2 871 888 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

Ï_{ð. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 23548311,2´60:100=14128987 ðóá.;

Ï_{ð. àíîä÷èêîâ} = 8379257,6´60:100=5027555 ðóá.;

Ï_{ð.âûëèâùèêîâ} = 2114576,8´60:100=1268746 ðóá.;

Ï_{ð. ìàøèíèñòîâ êðàíà} = 4584876,8 ´60:100=2750926 ðóá.;

Ï_{ð.îïåðÌÍÐ} = 2789321,6 ´60:100=1673593 ðóá.

) Èòîãî îñíîâíîé ôîíä ñ ðàéîííûì êîýôôèöèåíòîì 40% è ñåâåðíîé íàäáàâêîé 50% ñîñòàâèò:

ÎÔÎÒ = (Ç_ñð.ò.+Ä_í.+Ä_ïð.+Ï_ð) × 1,9.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

ÎÔÎÒ_ýë-êîâ= (23 789 520 + 2 375 164 + 782 675 + 14 273 712) · 1,9 = 78 320 035 ðóá;

ÎÔÎÒ_{àíîä÷èêîâ}= (7 886 976 + 787 221 + 259 482 + 4 732 186) · 1,9 = 25 965 144 ðóá.;

ÎÔÎÒ_{âûëèâùèêîâ} = (1 571 680 + 210 641 + 51 708 + 943 008) · 1,9 = 5 276 370 ðóá;

ÎÔÎÒ _{ìàø. êðàíà} = (4 786 480 + 476 642 + 157 475 + 2 871 888) · 1,9 = 15 755 722 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

ÎÔÎÒ_{ýëåêòðîëèçíèêîâ} =(23548311,2+4694076 +774739+14128987) ´ 1,9= 81977615 ðóá.;

ÎÔÎÒ _{àíîä÷èêîâ} = (8379257,6+1669890+275678+5027555) ´ 1,9 = 29169523 ðóá.;

ÎÔÎÒ _{âûëèâùèêîâ} = (2114576,8+421282 +69570+1268746) ´ 1,9 = 7360932 ðóá.;

ÎÔÎÒ _{ìàøèíèñòîâ êðàíà} = (4584876,8 +913564+150842+2750926) ´ 1,9 =15960397 ðóá.;

ÎÔÎÒ_{îïåðÌÍÐ} =(2789321,6 +556083 +91769+1673593) ´ 1,9 = 9710457 ðóá.

) Äîïîëíèòåëüíûé ôîíä:

ãäå: Ò_îòï. - êîëè÷åñòâî äíåé îòïóñêà;

Ò_ãîñ.îá. - êîëè÷åñòâî äíåé âûïîëíåíèÿ ãîñóäàðñòâåííûõ îáÿçàííîñòåé.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

Ä _{ô. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = = 21 099 918 ðóá.;

Ä _{ô. àíîä÷èêîâ} == 6 995 176 ðóá.;

Ä _{ô. âûëèâùèêîâ} = = 1 421 488 ðóá.;

Ä _{ô. ìàø. êðàíà} = = 5 965 559 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

Ä _{ô. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = = 22 085 294 ðóá.;

Ä _{ô. àíîä÷èêîâ} = = 7 858 456 ðóá.;

Ä _{ô. âûëèâùèêîâ} = = 1 983 082 ðóá.;

Ä _{ô. ìàø. êðàíà} == 4 299 833 ðóá.;

Ä _{ô. îïåð. ÌÍÐ} = = 2 616 059 ðóá.

6) Ãîäîâîé ôîíä îïëàòû òðóäà:

Îïðåäåëÿåòñÿ êàê ñóììà îñíîâíîãî è äîïîëíèòåëüíîãî ôîíäîâ îïëàòû òðóäà.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

ÔÎÒ _{ãîä. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 78 320 035 + 21 099 918 = 99 419 953 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. àíîä÷èêîâ} = 25 965 144 + 6 995 176 = 32 960 320 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. âûëèâùèêîâ} = 5 276 370 + 1 421 488 = 6 697 858 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. ìàø. êðàíà} = 15 755 722 + 4 244 692 = 20 000 414 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

ÔÎÒ _{ãîä. ýëåêòðîëèçíèêîâ} = 81 977 615 + 22 085 294 = 104 062 909 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. àíîä÷èêîâ} = 29 169 523 + 7 858 456 = 37 027 979 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. âûëèâùèêîâ} = 7 360 932 + 1 983 082 = 9 344 014 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. ìàøèíèñòîâ êðàíà} = 15 960 403 + 4 299 833 = 20 260 230 ðóá.;

ÔÎÒ _{ãîä. îïåð. ÌÍÐ} = 9 710 457 + 2 616 059 = 12 326 516 ðóá.

Ñóììàðíûé ãîäîâîé ôîíä îïëàòû òðóäà îñíîâíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ ñîñòàâëÿåò:

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

419 953 + 32 960 320 + 6 697 858 + 20 000 414 = 159 078 545 ðóá.

Íà åäèíèöó âûïóñêàåìîé ïðîäóêöèè (1 ò. àëþìèíèÿ-ñûðöà):

078 545 ÷ 357200 = 445,35 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158:

062 909 + 37 027 979 + 9 344 014 + 20 260 230 + 12 326 516 = 183

648 ðóá.

Íà åäèíèöó âûïóñêàåìîé ïðîäóêöèè ñðàâíèâàåìîãî âàðèàíòà:

021 646 ÷ 282 320 = 648,28 ðóá.

Ðàñ÷¸ò ãîäîâîãî ôîíäà çàðàáîòíîé ïëàòû âñïîìîãàòåëüíûõ ðàáî÷èõ:

Îïëàòà òðóäà ïîâðåìåííî-ïðåìèàëüíàÿ. Ïðåìèÿ âûïëà÷èâàåòñÿ çà èíäèâèäóàëüíûå ðåçóëüòàòû ðàáîòû ïî ñëåäóþùèì ïîêàçàòåëÿì:

·  âûïîëíåíèå è ïåðåâûïîëíåíèå ïîêàçàòåëåé ïëàíà öåõà;

·        ñîáëþäåíèå è ñîêðàùåíèå ñðîêîâ ðåìîíòà òåõíîëîãè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ;

·        ïîâûøåíèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòè òðóäà.

Ïî äàííûì Áðàòñêîãî àëþìèíèåâîãî çàâîäà ñðåäíåìåñÿ÷íàÿ çàðïëàòà îäíîãî ñðåäíåñïèñî÷íîãî âñïîìîãàòåëüíîãî ðàáî÷åãî ñîñòàâëÿåò 22 000 ðóá.

Ãîäîâîé ôîíä çàðàáîòíîé ïëàòû äëÿ ÎÀ-315 ñîñòàâèò:

000 × 12 × (15 × 4êîðï.+15 × 2(ãàçîî÷.)) = 23 760 000 ðóá.,

ãäå: 90 - ÷èñëåííîñòü âñïîìîãàòåëüíûõ ðàáî÷èõ 4 êîðïóñîâ ýëåêòðîëèçà è 2 áëîêîâ ãàçîî÷èñòêè.

Ãîäîâîé ôîíä çàðàáîòíîé ïëàòû âñïîìîãàòåëüíîãî ðàáî÷åãî äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158 - 46464 òûñ. ðóá.

.3.3 Ðàñ÷¸ò ãîäîâîãî ôîíäà çàðàáîòíîé ïëàòû ñïåöèàëèñòîâ

Îïëàòà òðóäà ÈÒÐ ïðîèçâîäèòñÿ ñîãëàñíî øòàòíî-äîëæíîñòíûì îêëàäàì. Êðîìå òîãî, ïðåäóñìîòðåíû äîïîëíèòåëüíûå âûïëàòû: çà êâàëèôèêàöèþ, çà äåëîâûå êà÷åñòâà çà ðàáîòó â íî÷íîå âðåìÿ, ïðàçäíè÷íûå äíè (äëÿ ñìåííûõ ìàñòåðîâ), âûñëóãà ëåò. Âûïëà÷èâàåòñÿ òåêóùàÿ ïðåìèÿ è ïðåìèÿ ïî èòîãàì ãîäà (çà ïåðåâûïîëíåíèå ïëàíà èç ôîíäà ïðèáûëè).

Ïî äàííûì ÁðÀÇà, ñðåäíåìåñÿ÷íàÿ çàðïëàòà ñïåöèàëèñòîâ ñîñòàâëÿåò 35 000 ðóá.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÎÀ-315:

000 × 12 × 42 = 17 640 òûñ. ðóá.,

ãäå: 42 - ÷èñëåííîñòü ñïåöèàëèñòîâ êîðïóñîâ ýëåêòðîëèçà è áëîêîâ ãàçîî÷èñòêè.

äëÿ âàðèàíòà ñ ÂÒ-158: 48 400 òûñ. ðóá.

6.4 Ðàñ÷¸ò ñåáåñòîèìîñòè àëþìèíèÿ-ñûðöà

6.4.1 Ðàñ÷¸ò êàïèòàëüíûõ çàòðàò

Êàïèòàëüíûå çàòðàòû îïðåäåëåíû íà îñíîâå öåí óçëîâ ýëåêòðîëèç¸ðîâ, ñîîáùåííûõ Áðàòñêèì àëþìèíèåâûì çàâîäîì, è ñìåò ÑèáÂÀÌÈ (òàáë. 6.7).

Òàáëèöà 6.7

Êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ ïî ðàññìàòðèâàåìûì âàðèàíòàì

¹ ï/ï	Íàèìåíîâàíèå çàòðàò	Êîðïóñà öåõà ýëåêòðîëèçà ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ
		ÎÀ-315 ( 4 êîðïóñà)	ÂÒ-158 (8 êîðïóñîâ)
1	Ñòîèìîñòü êîðïóñîâ ýëåêòðîëèçà	1240168	1404210
2	Ïíåâìîòðàíñïîðò	27637,4	27637,4
3	Ãàçîî÷èñòêà («ñóõàÿ» ÎÀ, «ìîêðàÿ» Ñ-8Á).	108345,8	108345,8
Èòîãî:		1376151,2	1540193,2

6.4.1.1 Ðàñ÷¸ò ñìåòû çàòðàò íà ñîäåðæàíèå çäàíèé è ñîîðóæåíèé

Êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ ÊÏÏ è ÀÑÓÒÏ ó÷òåíû â ðàçìåðå öåí íà ýëåêòðîýíåðãèþ.  òàáë. 6.8 ïðèâîäÿòñÿ êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ è ðàñ÷¸ò àìîðòèçàöèîííûõ îò÷èñëåíèé ïî öåõàì ýëåêòðîëèçà ñ ÎÀ-315 è ñ ÂÒ-158.

Òàáëèöà 6.8

Êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ è ñóììà àìîðòèçàöèîííûõ îò÷èñëåíèé

Ñîñòàâ êàïèòàëüíûõ âëîæåíèé	Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315					Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158
	Ñòîèì. òûñ. ðóá		Àìîðòèçàöèÿ			Ñòîèì. òûñ. ðóá	Àìîðòèçàöèÿ
			Ñðåäíÿÿ íîðìà, %		Ñóììà òûñ. ðóá		Ñðåäíÿÿ íîðìà, %	Ñóììà òûñ. ðóá
Çäàíèÿ è ñîîðóæåíèÿ
1. Êîðïóñà öåõà ýëåêòðîëèçà	512401,62		1,8		9223,2	574431,6	1,8	10339,8
2. Ïíåâìîòðàíñïîðò	17400		3,0		522	19829	3,0	594,9
3. Ãàçîî÷èñòêà	70200,3		2,0		1404	78009	2,0	1560,2
Èòîãî ïî ï.1.	600001,9				11149.2	672269,6		12494,9
2. Îáîðóäîâàíèå
1. Êîðïóñà öåõà ýëåêòðîëèçà	741222,6	6,3		46697		829778,4	6,3	52276,0
2. Ïíåâìîòðàíñïîðò	7761,5	6,0		465,7		7808.4	6,0	468,5
3. Ãàçîî÷èñòêà	27165,2	5,6		1521,3		30336,8	5,6	1698.9
Èòîãî ïî ï.2.	776149,3			48684		867923,6		54443,4
Âñåãî ïî ï.1 è ï.2.	1376151,2			59833,2		1540193,2		66938,3

 òàáë. 6.9 - ñìåòà çàòðàò íà ñîäåðæàíèå çäàíèé è ñîîðóæåíèé.

Òàáëèöà 6.9

Ñìåòà íà ñîäåðæàíèå çäàíèé è ñîîðóæåíèé

Ñòàòüè çàòðàò	Ïîÿñíåíèÿ	Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315		Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158
		ãîäîâàÿ ñóììà òûñ. ðóá.	ñóììà íà 1 ò ðóá.	ãîäîâàÿ ñóììà òûñ. ðóá.	ñóììà íà 1 ò ðóá.
1. Çàðïëàòà ñïåöèàëèñòîâ		17640	67,5	35280	124,96
2. Îò÷èñëåíèÿ íà ñîö. ñòðàõîâàíèå	40% ÔÇÏ	5997,6	22,95	11995,2	42,49
3. Àìîðòèçàöèÿ çäàíèé è ñîîðóæåíèé		11149,2	42,66	12494,9	44,26
4. Ðàñõîäû íà ðåìîíò çäàíèé è ñîîðóæåíèé	50% àìîðòèçàöè	7804,4	29,87	8746,4	30,98
5. Ðàñõîäû íà îáåñïå÷åíèå	5% îò ÔÇÏ	1058,4	4,05	2116,8	7,5
Èòîãî:		43649,6	167,03	70633,3	250,19
5. Ïðî÷èå ðàñõîäû	20% èòîãî	8729,92	33,41	14126,66	50,04
Âñåãî:		52379,52	200,44	84759,96	300,23

.4.1.2 Ðàñ÷¸ò ñìåòû çàòðàò íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ

.4.1.3 Ðàñ÷¸ò êàëüêóëÿöèè ñåáåñòîèìîñòè 1 ò. àëþìèíèÿ-ñûðöà

 òàáë. 6.11 ïðèâåäåíà êàëüêóëÿöèÿ ñåáåñòîèìîñòè àëþìèíèÿ-ñûðöà ïî âàðèàíòó ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315.  òàáë. 6.12 - êàëüêóëÿöèÿ ñåáåñòîèìîñòè àëþìèíèÿ-ñûðöà ïî âàðèàíòó ñ ýëåêòðîëèç¸ðàìè ÂÒ-158.

Òàáëèöà 6.10

Ñìåòà çàòðàò íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ

Ñòàòüè çàòðàò	Ïîÿñíåíèÿ	Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315		Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158
		ãîäîâàÿ ñóììà òûñ. ðóá	ñóììà íà 1 ò ðóá.	ãîäîâàÿ ñóììà òûñ. ðóá	ñóììà íà 1 ò ðóá.
1. Àìîðòèçàöèÿ îáîðóäîâàíèÿ		48684	186,3	54443,4	192,84
2. Çàòðàòû íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ	50% îò àìîðòèçàö.	24342	93,15	27221,7	96,42
3. Çàðïëàòà âñïîìîãàòåëüíûõ ðàáî÷èõ		23232	88,9	46464	164,58
4. Îò÷èñëåíèÿ íà ñîö. íóæäû	34% ÔÇÏ	7898,88	30,23	15797,76	55,96
Èòîãî:		104156,88	398,58	143926,86	509,8
5. Ïðî÷èå çàòðàòû	10% îò «èòîãî»	10415,69	39,86	14392,69	50,98
Âñåãî:		114572,57	438,44	158319,55	560,78

Òàáëèöà 6.11

Êàëüêóëÿöèÿ ñåáåñòîèìîñòè àëþìèíèÿ-ñûðöà ïî âàðèàíòó ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315 (îáú¸ì ïðîèçâîäñòâà 357,2 òûñ. ò)

Ñòàòüè çàòðàò	Åä. èçì.	Íà åäèíèöó ïðîäóêöèè.			Íà âåñü âûïóñê.
		Öåíà ðóá.	Ñóììà ðóá.	Êîë-âî	Ñóììà òûñ. ðóá.
1. Ñûðüå è îñíîâíûå ìàòåðèàëû
- ãëèíîç¸ì	ò	10411	1,92	19989,12	501734,4	5223556,84
- ôòîðèñòûé àëþìèíèé	ò	27 600	0,00936	258,34	2445,96	67509,41
- êðèîëèò «ñâåæèé»	ò	25 200	0,00661	166,6	1727,33	43535,91
-îáîææ¸ííûå àíîäû	ò	9 600	0,41	3936	107141,2	1028555,52
Èòîãî ïî ñò. 1	ò			24350,06		6363157,68
2. Ýíåðãåòè÷åñêèå çàòðàòû - ýëåêòðîýíåðãèÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ	òûñ. êÂò·÷ àñ	890	13,093	11652,77	3421462,76	3045101,86
- ýëåêòðîýíåðãèÿ ñèëîâàÿ	òûñ. êÂò·÷ àñ	1140	0,04	45,6	10452,8	11916,19
- ñæàòûé âîçäóõ	òûñ. íì3	135	0,792	106,92	206965,44	27940,33
Èòîãî ïî ñò. 2				11805,29		3084958,38
3. Îñíîâíàÿ è äîïîëíèòåëüíàÿ çàðïëàòà îñíîâíûõ ðàáî÷èõ	òûñ. ðóá.			530,05		138512,67
4. Îò÷èñëåíèå íà ñîöèàëüíûå íóæäû	34%			53,18		13897
5. Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ				438,44		114572,57
6. Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå çäàíèé è ñîîðóæåíèé				200,44		52379,52
7. Óñëóãè äðóãèõ öåõîâ (3% îò ïï. 5 è 6)				19,17		5009,5
8. Ôîíä íà îõðàíó òðóäà (6% îò ÔÇÏ)				31,08		8310,76
Èòîãî ïî ïï. 3-8				1272,36		332682,02
Öåõîâàÿ ñåáåñòîèìîñòü				37427,71		9780798,08

Òàáëèöà 6.12

Êàëüêóëÿöèÿ ñåáåñòîèìîñòè àëþìèíèÿ-ñûðöà ïî âàðèàíòó ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158 (îáú¸ì ïðîèçâîäñòâà 282,32 òûñ. ò)

Ñòàòüè çàòðàò	Åä. èçì.	Íà åäèíèöó ïðîäóêöèè.			Íà âåñü âûïóñê.
		Öåíà	Ðàñõîäí. êîýôô.	Ñóììà	Êîë-âî	Ñóììà òûñ. ðóá.
1. Ñûðüå è îñíîâíûå ìàòåðèàëû - ãëèíîç¸ì	ò	10411	1,935	20145.3	495360	5687416,9
- ôòîðèñòûé àëþìèíèé	ò	27 600	0,0313	863.9	80128	221153
- êðèîëèò «ñâåæèé» (ñ êàï. ðåì.)	ò	25 200	0,0072	181,4	1843,2	46449
- êðèîëèò ñìåøàííûé	ò	5 148,5	0,0573	295	14669	75522
-àíîäíàÿ ìàññà	ò	4000	0,5563	2225,2	142413	628218,46
Èòîãî ïî ñò. 1	ò			23710,8		6694033,06
2. Ýíåðãåòè÷åñêèå çàòðàòû - ýëåêòðîýíåðãèÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ	òûñ. êÂò÷ àñ	890	15,427	13730	4355351	3876253,6
- ýëåêòðîýíåðãèÿ ñèëîâàÿ	òûñ. êÂò÷ àñ	1140	0,23	262,2	64933,6	74024,3
- ñæàòûé âîçäóõ	òûñ. íì3	135	0,402	54,27	113492,6	15321,5
Èòîãî ïî ñò. 2				14046,47		3965599,4
3. Îñíîâíàÿ è äîïîëíèòåëüíàÿ çàðïëàòà îñíîâíûõ ðàáî÷èõ	òûñ. ðóá.			648,28		183022,41
4. Îò÷èñëåíèå íà ñîöèàëüíûå íóæäû	40%			98,45		27794,4
5. Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ				560,78		158319,55
6. Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå çäàíèé è ñîîðóæåíèé				300,23		84759,96
7. Óñëóãè äðóãèõ öåõîâ (3% îò ïï. 5 è 6)				25,83		7292,33
8. Ôîíä íà îõðàíó òðóäà (6% îò ÔÇÏ)				38,9		10982,25
Èòîãî ïï. 3-8				1672,47		472170,9
Öåõîâàÿ ñåáåñòîèìîñòü				39429,74		11131803,36

6.5 Ðàñ÷¸ò îñíîâíûõ òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé öåõà ýëåêòðîëèçà

Èñõîäíûå äàííûå äëÿ ðàñ÷¸òà ïðèâåäåíû â òàáë. 6.13.

Òàáëèöà 6.13

Äàííûå äëÿ ðàñ÷¸òà ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè

¹ ï/ï	Íàèìåíîâàíèå ïîêàçàòåëåé	Åä. èçìåð.	Âàðèàíòû
			Ñ óñòàí. ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315	Ñ óñòàí. ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158
1	Ñåáåñòîèìîñòü 1 ò. àëþìèíèÿ-ñûðöà	ðóá.	37427,71	39429,74
2	Óäåëüíûå êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ	ðóá.	1376151,2/357,2= 3852,6	1540193,2/282,32 = 5455,49

Ãîäîâîé ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò:

Ý_ãîä = (Ç_II - Ç_I) ^. Â,

Ãäå Ç_II − óäåëüíûå êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèçåðîâ ÂÒ-158

Ç_I− óäåëüíûå êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèçåðîâ ÎÀ-315

Ý_ãîä = (39429,74- 37427,71) ^. 357,2= 715125,12 òûñ. ðóá.

Ñíèæåíèå ñåáåñòîèìîñòè 1 ò À1-ñûðöà:

% = 5,08%.

Âàëîâàÿ ïðèáûëü ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

Ï_âàë = (Ö - Ñ) · Â,

ãäå: Ö - öåíà 1 ò. òîâàðíîãî àëþìèíèÿ-ñûðöà íà áèðæå öâåòíûõ ìåòàëëîâ (ïðèíèìàåì öåíó ðàâíîé 1979 $ ÑØÀ( ïî äàííûì <#"554050.files/image253.gif">

Ôîíäîîòäà÷à, ðóá./ðóá.

Ô_î=Ö ∙ Â/ Ê

ÎÀ-315: Ô_î ==16,41 ðóá./ðóá.;

Ôîíäî¸ìêîñòü, ðóá./ðóá.

Ô_å=1/Ô_î

Ô_å =1/16,41=0,061 ðóá./ðóá.

ÂÒ-158: Ô_î==11,59 ðóá./ðóá.;

Ô_å=1/11,59=0,086 ðóá./ðóá.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òðóäà, ðóá./÷åë.

ÏÐÒÐ=T_n /N_cn

ÎÀ-250: ÏÐÒÐ=1979 ∙ 31,95 ∙ 357200/740=30520833 ðóá./÷åë.

ÂÒ-158: ÏÐÒÐ=1979 ∙ 31,95 ∙ 282320/1600=11156766 ðóá./÷åë.

 ýêîíîìè÷åñêîé ÷àñòè ïðîåêòà áûëè ðàññ÷èòàíû îñíîâíûå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè. Ïî ïðîåêòíîìó âàðèàíòó ñíèæåíèå ñåáåñòîèìîñòè åäèíèöû âûïóñêàåìîé ïðîäóêöèè ñîñòàâèëî 5,08%. Ãîäîâàÿ ñóììà ýêîíîìèè ñîñòàâèëà 715125,12 òûñ. ðóá. ×èñòàÿ ïðèáûëü ñîñòàâèëà 7345467,9 òûñ. ðóá., ÷òî íà 9,86% áîëüøå ïî ñðàâíåíèþ ñ áàçîâûì âàðèàíòîì.

 òàáëèöå 6.14 ïðèâåäåíû îñíîâíûå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè öåõà.

Òàáëèöà 6.14

Îñíîâíûå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè

Íàèìåíîâàíèå ïîêàçàòåëåé.	Åä. èçì.	Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÎÀ-315	Öåõ ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ÂÒ-158
Ãîäîâîé âûïóñê àëþìèíèÿ-ñûðöà	ò	357 200	282320
Êîëè÷åñòâî êîðïóñîâ â öåõå	øò.	4	8
Êîëè÷åñòâî ýëåêòðîëèç¸ðîâ â êîðïóñå: óñòàíîâëåíî ðàáîòàåò	øò. øò.	102 101,6	90 89,2
Òðóäî¸ìêîñòü ïðîäóêöèè	÷åë..÷/ò	3,07	8,27
×èñëåííîñòü îñíîâíûõ ðàáî÷èõ	÷åë.	740	1600
Öåõîâàÿ ñåáåñòîèìîñòü 1 ò. àëþìèíèÿ-ñûðöà	ðóá.	37427,71	39429,74
Óäåëüíûå êàïèòàëüíûå âëîæåíèÿ	ðóá./ò	3852,6	5455,49
Ãîäîâàÿ ñóììà ýêîíîìèè	òûñ. ðóá.	715125,12	-
Ñíèæåíèå ñåáåñòîèìîñòè 1 ò àëþìèíèÿ-ñûðöà	%	5,08	-
Âàëîâàÿ ïðèáûëü	òûñ. ðóá.	9216238,65	6719021,2
×èñòàÿ ïðèáûëü	òûñ. ðóá.	7345467,9	5344413,1
×èñòàÿ ïðèáûëü íà åäèíèöó ïðîäóêöèè	ðóá./ò	20564,02	18930,34
Ôîíäîîòäà÷à	ðóá./ðóá.	16,41	11,59
Ôîíäî¸ìêîñòü	ðóá./ðóá.	0,061	0,086
ÏÐÒÐ	ðóá./÷åë.	30520833	11156766

Çàêëþ÷åíèå

 ïðîåêòå öåõà ýëåêòðîëèçà ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 357,2 òûñ. òîíí àëþìèíèÿ â ãîä ñ óñòàíîâêîé ýëåêòðîëèç¸ðîâ ñ îáîææ¸ííûìè àíîäàìè íà ñèëó òîêà 315 êÀ ïðèâåäåíû êîíñòðóêòèâíûé, òåõíîëîãè÷åñêèé ðàñ÷¸òû, ìàòåðèàëüíûé, òåïëîâîé áàëàíñû, ýëåêòðè÷åñêèé ðàñ÷¸ò, áàëàíñ ôòîðà.

Ñóòî÷íàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîåêòèðóåìîãî ýëåêòðîëèç¸ðà ñîñòàâèëà 2409 êã àëþìèíèÿ. Ñðåäíåå íàïðÿæåíèå íà âàííå - 4,028 Â. Óäåëüíûé ðàñõîä ýëåêòðîýíåðãèè ñîñòàâèë 12642 êÂò/÷ íà 1ò àëþìèíèÿ-ñûðöà.  ñïåöèàëüíîé ÷àñòè ïðîåêòà áûëî ïðåäëîæåíî äëÿ óâåëè÷åíèÿ âûõîäà ïî òîêó è ñðîêà ñëóæáû ýëåêòðîëèçåðà, èñïîëüçîâàíèå äîáàâêè ñîëåé ëèòèÿ â ýëåêòðîëèò. Îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà, êîòîðûå äà¸ò äîáàâëåíèå LiF â ýëåêòðîëèò: ïîíèæàåòñÿ òåìïåðàòóðà ýëåêòðîëèçà, âîçðàñòàåò âûõîä ïî òîêó, óâåëè÷èâàåòñÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ýëåêòðîëèòà, ñíèæàåòñÿ ðàñõîä ýëåêòðîýíåðãèè, ñíèæàþòñÿ âûáðîñû ôòîðà, óâåëè÷èâàåòñÿ ñðîê ñëóæáû ýëåêòðîëèçåðà.  äåíåæíîì âûðàæåíèè ãîäîâàÿ äîïîëíèòåëüíàÿ ïðèáûëü îò ïðèìåíåíèÿ ñîëåé ëèòèÿ ñîñòàâèò 1054,9 ìëí. ðóá.

 ïðîåêòå ïðåäëîæåíà «ñóõàÿ» ñèñòåìà î÷èñòêè îòõîäÿùèõ îò ýëåêòðîëèç¸ðîâ ãàçîâ ñ ýôôåêòèâíîñòüþ 99,5%, ýôôåêòèâíîñòü óëàâëèâàíèÿ îòõîäÿùèõ ãàçîâ óêðûòèåì - 97,55%. Ãîäîâîé ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò îò ñíèæåíèÿ ïëàòû çà âûáðîñû ôòîðà ñîñòàâèë 1 ìëí. 353 òûñ. 09 ðóá.

Ñ öåëüþ äîñòèæåíèÿ âûñîêèõ òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ ðåçóëüòàòîâ ïðåäëàãàåòñÿ â ïðîåêòå ñîâðåìåííàÿ ÀÑÓÒÏ «Òðîëëü-5» ñ èíäèâèäóàëüíûìè ìèêðîïðîöåññîðíûìè óñòðîéñòâàìè àìåðèêàíñêîé ôèðìû «Octagon System».

 ýêîíîìè÷åñêîé ÷àñòè ïðîåêòà áûëè ðàññ÷èòàíû îñíîâíûå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè. Ïî ïðîåêòíîìó âàðèàíòó ñíèæåíèå ñåáåñòîèìîñòè åäèíèöû âûïóñêàåìîé ïðîäóêöèè ñîñòàâèëî 5,08%. Ãîäîâàÿ ñóììà ýêîíîìèè ñîñòàâèëà 715125,12 òûñ. ðóá. ×èñòàÿ ïðèáûëü ñîñòàâèëà 7345467,9 òûñ. ðóá., ÷òî íà 9,86 % áîëüøå ïî ñðàâíåíèþ ñ áàçîâûì âàðèàíòîì.

Ëèòåðàòóðà

1.          «Íîðìû òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ àëþìèíèåâîãî ïðîèçâîäñòâà (ñåðèè ýëåêòðîëèçà, óñòàíîâîê ãàçîî÷èñòîê, öåõà ðåãåíåðàöèè êðèîëèòà)» ÂÍÒÏ 25-86.

2.      «Ïðîèçâîäñòâî àëþìèíèÿ» Â.Ã. Òåðåíòüåâ, P.M. Øêîëüíèêîâ, È.Ñ. Ãðèíáåðã, À.Å. ×åðíûõ, Á.È. Çåëüáåðã, Â.È. ×àëûõ. - Èðêóòñê: Ïàïèðóñ-ÀÐÒ, 1998. - 350 ñ.

3.          Â.Â. Êðèâîðó÷åíêî, Ì.À.Êîðîáîâ. «Òåïëîâûå è ýíåðãåòè÷åñêèå áàëàíñû àëþìèíèåâûõ è ìàãíèåâûõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ», ã. Ìîñêâà, èçäàòåëüñòâî ïî ÷åðíîé è öâåòíîé ìåòàëëóðãèè, 1963 ã.

4.          «Ñïðàâî÷íèê ìåòàëëóðãà ïî öâåòíûì ìåòàëëàì. Ïðîèçâîäñòâî àëþìèíèÿ» ã, Ìîñêâà, Èçäàòåëüñòâî «Ìåòàëëóðãèÿ», 1971 ã., 560 ñòð.

5.      Îò÷åò î íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ðàáîòå ÂÀÌÈ «Îñâîèòü òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ ýëåêòðîëèçà àëþìèíèÿ â ïðîìûøëåííûõ óñëîâèÿõ â ýëåêòðîëèç¸ðàõ ñ îáîææ¸ííûìè àíîäàìè íà ñèëó òîêà 175 è 255 êÀ ñ àâòîìàòèçèðîâàííûì óïðàâëåíèåì îñíîâíûìè òåõíîëîãè÷åñêèìè ïðîöåññàìè». 1985ã.

6.          «Ìåòîäèêà ðàñ÷åòà âûáðîñîâ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ â àòìîñôåðó â öåõàõ ýëåêòðîëèòè÷åñêîãî ïðîèçâîäñòâà àëþìèíèÿ, îáîðóäîâàííûõ ýëåêòðîëèç¸ðàìè ñ ïðåäâàðèòåëüíî îáîææ¸ííûìè àíîäàìè». 1990 ã. ã. Ëåíèíãðàä.

7.      ÑÍèÏ 2.04.05-91 «Îòîïëåíèå, âåíòèëÿöèÿ è êîíäèöèîíèðîâàíèå» 1998 ã., Ìîñêâà.

8.          «Ïðàâèëà áåçîïàñíîñòè ïðè ïðîèçâîäñòâå ãëèíîç¸ìà, àëþìèíèÿ, ìàãíèÿ, êðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ è ýëåêòðîòåðìè÷åñêîãî ñèëóìèíà» ÏÁ11-149-97, 1997ã.

9.      ÑÍèÏ 21-01-97 «Ïðîòèâîïîæàðíûå íîðìû». Ñòðîéèçäàò. 1985 ã.

10.    ÑÍèÏ 2.09.02-85 Ïðîèçâîäñòâåííûå çäàíèÿ ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé» Ñòðîéèçäàò. 1985ã.

11.    «Âíóòðåííèå ñàíèòàðíî-òåõíè÷åñêèå óñòðîéñòâà, ×àñòü 3, Âåíòèëÿöèÿ è êîíäèöèîíèðîâàíèå âîçäóõà. Êíèãà 1», ïîä ðåäàêöèåé Í.Í Ïàâëîâà è Þ.È.Øèëëåðà, Ìîñêâà, Ñòðîéèçäàò, 1992 ã.

12.    ×åðíûõ À.Å., Çåëüáåðã Â.È. «Òåõíîëîãè÷åñêèå ðàñ÷¸òû â ïðîåêòèðîâàíèè ýëåêòðîëèç¸ðîâ äëÿ ïðîèçâîäñòâà àëþìèíèÿ». Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ êóðñîâîãî è äèïëîìíîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ. - Èðêóòñê: ÈðÃÒÓ 1996. - 90ñ.

13.    «Òèïîâàÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ èíñòðóêöèÿ ïî îáæèãó, ïóñêó è îáñëóæèâàíèþ àëþìèíèåâûõ ýëåêòðîëèç¸ðîâ ñ îáîææ¸ííûìè àíîäàìè». ¹1-7-85.

14.    ÑÍèÏ 23-05-95 «Åñòåñòâåííîå è èñêóññòâåííîå îñâåùåíèå» Ñòðîéèçäàò. 1995ã.

15.        ÃÎÑÒ 12.1.005-88 «Îáùèå ñàíèòàðíî-ãèãèåíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ ê âîçäóõó ðàáî÷åé çîíû». 1988 ã.

16.        «Íîðìàòèâû ÷èñëåííîñòè îñíîâíûõ ðàáî÷èõ, çàíÿòûõ íà ïðåäïðèÿòèÿõ àëþìèíèåâîé ïðîìûøëåííîñòè». 1984ã.

17.    «Íîðìàòèâû ÷èñëåííîñòè âñïîìîãàòåëüíûõ ðàáî÷èõ äëÿ ïðåäïðèÿòèé àëþìèíèåâîé ïðîìûøëåííîñòè». 1982ã.

18.    Â.È. Ñåäûõ, Í.Â. Íåì÷èíîâà. Ìåòàëëóðãèÿ öâåòíûõ ìåòàëëîâ. «Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî îôîðìëåíèþ äèïëîìíûõ ïðîåêòîâ äëÿ ñòóäåíòîâ ñïåöèàëüíîñòè 1102». - Èðêóòñê: Èçä-âî ÈðÃÒÓ, 2002. - ñ.

19.        Richards N.Y.& Forberg H. The Effectiviness of Lithium Fluoride Modified Bath in Aluminium Production // Light Metal age, Aug. 1995. - P. 52-57.

20.    Pederson T. Refinig Efficiency on Hydrogen, Alcaline Metals and Inclusions in the Hydro MetAL Refinig Sustem // Light MetAl, 1991. - P. 1063.

21.    Strands P.G. The Hycast RAM System - melt refining of potroom metal, Hydro Aluminium, Aluminium World, 2001, 1 (1). - P. 87-89.

22.    Aksel Aarflot, New Melt Technology // Hycast, TMS Light MetAls, 1991. - P. 1133-1139.

23.    Ïàâëåíêî Ä., Ïàòðàõèí È., Ïîïîâ Þ. Ìåòîäèêà ðàñ÷åòà ýêîíîìè÷åñêîãî ýôôåêòà îò èñïîëüçîâàíèÿ ëèòèåâîãî ýëåêòðîëèòà ñ ó÷åòîì çàòðàò íà î÷èñòêó àëþìèíèÿ îò ëèòèÿ // ÍÒÖ «Ëåãêèå ìåòàëëû», ÄÑÏ, 2002.

24.    <http://www.infogeo.ru/metalls/>

25.    <http://luminiy.narod.ru/>

26.    <http://www.sual.ru/>

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru