Диплом Проект модернизации цеха, оснащенного электролизерами с обожженными анодами на силу тока 140 кА и выходом по току не менее 93 %, номер: 187666

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….6
1 Литературный обзор……………………………………………………………...7
1.1 Алюминиевые электролизеры и пути повышения их
производительности………………………………………………………………7
1.2 Качество материала анодов…………………………..……………………...11
1.3 Технология подготовки анодов…………………………………..…………13
1.3.1 Свойства анодов и влияние их на работу электролизера…….....…...16
1.4 Конструкция анододержателя………………………………..……………..20
1.5 Анодные укрытия……………………………………………..……………..22
1.6 Параметры анодов………………………………………………..………….24
1.6.1 Увеличение размеров анодов………………………………………….25
1.6.2 Аноды с пазами…………………………………………………………28
1.6.2.1 Конфигурации щелей и методы их изготовления…………......31
1.6.2.2 Влияние конфигурации анода на параметры электролиза…....36
1.6.2.3 Результаты внедрения анодов с пазами………………………..43
1.6.2.4 Оценка применения анодов с пазами………………………..…50
2 Проектная часть……………………………………………………….…………51
2.1 Выбор параметров электролиза……………..………………………………51
2.2 Материальный баланс электролизёра…………………..…………………53
2.2.1 Приход материала………………………………………………………..53
2.2.2 Расход материалов………………………………………………………..54
2.3 Конструктивный расчет электролизера…………………..………………...55
2.4 Ошиновка электролизера……………………………..……………………..58
2.5 Электрический баланс электролизера………..……………………………..62
2.5.1 Напряжение поляризации………………………………………………..62
2.5.2 Падение напряжения в анодном устройстве……………………………64
2.5.3 Падение напряжения в катодном устройстве…………………………..66
2.5.4 Падение напряжения в электролите…………………………………….67
2.5.5 Падение напряжения от анодного эффекта…………………………….69
2.5.6 Падение напряжения в ошиновке……………………………………….69
2.5.7 Падение напряжения в общесерийной ошиновке……………………...70
2.6 Энергетический баланс электролизера………..……………………………71
2.6.1 Выделение энергии……………………………………………………….71
2.6.2 Расход энергии……………………………………………………………72
3 Проект цеха…………………………………….………………………………..78
3.1 Электролизный цех………….….……………………………………………78
3.2 Краткая характеристика проектируемого цеха……………………..…….78
3.3 Строительная часть…………………..……………………………………...79
3.4 Архитектурно – конструктивное решение………………………..………..79
3.5 Вспомогательные помещения и их расчет……………………………..…..80
3.6 Расчет производственной программы цеха……………………………..….83
4 Энергоснабжение………………………………………………………………...84
4.1 Электроснабжение серии…………………………………………………....84
4.2 Общая система электроснабжения предприятия……………………..……85
4.3 Схема электроснабжения проектируемого цеха………………………..….85
4.4 Расчет электрического освещения………..…………………………………87
4.5 Расчет электрических нагрузок цеха……………………..…………………88
4.6 Выбор числа и мощности трансформаторов………..………………………88
4.7 Выбор кабелей напряжением 0,4 кВ и 10 кВ…………………….…………89
4.8. Определение годовой стоимости электроэнергии…………..……………..91
4.9 Основные меры безопасности при эксплуатации цеховых
электроустановок………………………………………………………………....91
5 Автоматизация производства……………………………………………………93
5.1 Общие сведения об управлении процессом электролиза…….……………93
5.2 Структура АСУТП электролиза алюминия…………………………..……..93
5.3 Характеристика технического и программного обеспечения…………..…95
5.4 Контролируемые параметры в ванне……………………………………….98
5.5 Автоматическое питание ванны глиноземом…………….…………………99
6 Безопасность жизнедеятельности в производственной среде………………..104
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов………..………104
6.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда….……..106
6.3 Мероприятия по производственной санитарии...…………………………109
6.3.1 Расчет производственного освещения………………………………..110
6.3.2 Определение общего воздуздухообмена……………………….…….112
6.4 Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности……………………114
6.5 Охрана окружающей среды………………………………………………...115
6.5.1 Внедрение сухой газоочистки…………………………………….…..117
7 Экономическая часть…………………………………………………………...119
7.1 Технико-экономическое обоснование совершенствования технологии
работы обожженных анодов……………………….…………………………..119
7.1.1 Обоснование изменения выпуска………………………………….....119
7.1.2 Изменения себестоимости………………………………………….....120
7.2 Расчет сметной стоимости основных фондов…………………………….122
7.3. Расчет амортизационных отчислений…………………………………….124
7.4 Расчет численности работающих и фонда заработной платы…………...126
7.4.1 Планирование фондов рабочего времени…………………………....126
7.4.2 Расчет численности работающих…………………………………….128
7.4.3 Расчет численности руководителей, специалистов, служащих…....129
7.4.4 Расчет фонда заработной платы……………………………………...129
7.5 Расчет себестоимости продукции………………………………………….133
7.6 Расчет экономической эффективности технико-экономических
показателей……………………………………………………………………...135
7.7 Расчет налогов и чистой прибыли…………………………………………136
Заключение………………………………………………………………………..138
Список использованных источников……………………………………………139

Список использованных источников
1. Минцис, В. Я. Электрометаллургия алюминия [Текст]: учеб. / В. Я. Минцис, П. В. Поляков, Г.А. Сиразутдинов – Новосибирск: изд-во Маталлургия, 2002. – 204 c.
2. Борисоглебский, Ю.В. Теория и технология электро-металлургических процессов [Текст]: учебное пособие для ВУЗов / Ю.В. Борисоглебский, М.М. Ветюков, В.И. Москвитин, С.Н. Школьников – М.: изд-во Металлургия, 1994. – 240с.
3. Янко, Э. А. Производство алюминия [Текст]: пособие для мастеров и рабочих цехов электролиза алюминиевых заводов / Э. А. Янко. – СПб.: изд-во С.-Петерб. ун-та, 2007. – 304 с.
4. Борисоглебский, Ю.В. Металлургия алюминия [Текст]: учеб. / Ю. В. Борисоглебский, Г. В. Галевский, Н. М. Кулагин, М. Я. Минцис, Г. А. Сиразутдинов. – 2 – е. изд. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. – 438 с.
5. Янко, Э. А. Аноды алюминиевых электролизеров [Текст]: учеб. / Э. А. Янко. – М.: изд-во Руды и металлы, 2001. – 580 с.
6. Ветюков, М.М. Электрометаллургия алюминия и магния [Текст]: учеб./ М.М. Ветюков, А.М. Циплаков, С.Н. Школьников – М: изд-во Металлкргия, 1987. – 320 с.
7. Галевский, Г.В. Экология и утилизация отходов в производстве алю-миния [Текст]: учеб. пособие / Н. М. Кулагин, М.Я. Минцис – М.: изд-во Наука, 2005. – 272 с.
8. Злобинский, Б. М. Охрана труда в металлургии [Текст]: учеб. / Б. М. Злобинский – 2 – ое изд. М.: изд-во Металлургия. 1975. – 536с.
9. Ткачук, К. Н. Безопасность труда в промышленности [Тест]: учеб. / К. Н. Ткачук, П. Я. Галушко, Р. В. Сабарно и др. – К: изд-во Техника, 1982. – 231с.
10. Деев, П. З. Техника безопасности в производстве алюминия [Текст]: учеб./ П. З. Деев – М.: изд-во Металлургия, 1978. – 239 с.
11. Гейтц, И. В. Охрана труда [Текст]: учеб. / И. В. Гейтц – 2 – ое изд. – М.: изд-во Дело и сервис, 2006. – 688с.
12. Глинков, Г.М. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов [Текст]: учеб. пособие для вузов / Г.М. Глинков, В.А. Маковецкий, С.Л. Лотман, М.Р. Шапировский – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: изд-во Металлургия, 1986. – 352 с.
13. Большама, Я. Н. Справочник по проектированию электроснабжения линий электропередач и сетей/ под ред. Я. Н. Большама и др. – М.: изд-во Энергия, 1974. – 696 с.
14. Кнорриг, Г. Н. Справочная книга для проектирования электрического освещения/ под ред. Г. Н. Кноррига - Л: изд-во Энергия, 1976 г.
15. Круповича, В. И. Справочник по проектированию электроснабжения/ под ред. В. И Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера – М.: изд-во Энергия, 1980. – 456 с.
16. Борисоглебский, Ю. В. Расчет и проектирование алюминиевых электролизеров: учеб. пособие/ Ю. В. Борисоглебский – Ленинград: 1981. – 80с.
17. Мандричко, Т.М. Организация и планирование металлургических цехов в цветной металлургии: методические указания к дипломному и курсовому проектированию/ Т.М. Мандричко, М.А. Смирнов. – Красноярск: ГАЦМиЗ, 2002. – 48 с.
18. Гончаров, А. Ф. Электроснабжение предприятия: методические указания по дипломному проектированию для студентов очной и заочной формы обучения/ А. Ф. Гончаров, О. А. Ковалева. – Красноярск: КИЦМ, 1990. – 32 с.
19. Радионов, Е. Ю. Применение предварительно обожженных анодов с пазами в алюминиевых электролизерах для улучшения их технико-экономических показателей: сборник научных статей выставки «Алюминий Сибири 2007»/ Е. Ю. Радионов, Ю. В. Богданов, А. В. Книжник, А. С. Жердев – Красноярск: ООО «Версо», 2007. – 450 с.
20. Bearne, G. P. Experiences in the evaluation and use of slotted anodes in aluminium smelting: ninth Austrasian aluminium smelting technology conference and workshops «Australia – 2007»/ G. P. Bearn – Australia: University of New South Wales, 2007.
21. Werner, M. Production and performance of slotted anodes: «Light Metals 2007» / M. Werner, R. C. Perruchoud, W. K. Fischer – USA: TMS, 2007.
22. Crunspan, J. J. Slot cutting in anodes: ninth Austrasian aluminium smelting technology conference and workshops «Light Metals 2007»/ J. J. Crunspan – USA: TMS, 2007.
23. Severo, D. S. Modeling the bubble driven flow in electrolyte as a tool for slotted anode design improvement «Light Metals 2007»/ D. S. Severo, V. Gusberti, E. C. Pinto, R. Raposo de Moura – USA: TMS, 2007.
24. Bearne, G. The impact of slots on reduction cell individual anode current variation: «Light Metals 2007»/ G. Bearne, D. Gadd, S. Lix – USA: TMS, 2007.
25. Handerson, P. D. The use of transversal slot anodes at Albras smelter: «Light Metals 2007»/ P. D. Handerson, R. Raposo de Moura – USA: TMS, 2007.
26. Werner, M. Совершенствование существующего производства анод-ной массы: сборник научных статей выставки «Алюминий Сибири 2005»/ M. Werner – Красноярск, 2005.
27. Апальков, Г.Д. К вопросу оптимизации рецептуры пекоугольных композиций: сборник научных статей выставки «Алюминий Сибири 2005»/ Г. Д. Апальков, В. Г. Зеленкин, А. Б. Апальков – Красноярск, 2006.
28. Giroud, V. Цех анодной массы – следующий этап высокопроизводи-тельный цех производства зеленых анодов: сборник научных статей выставки «Алюминий Сибири 2005»/ V. Giroud, A. Molin – Красноярск, 2005.
29. Джонсон, А. Д. Предварительно обожженные аноды с пазами/ Д. А. Джонсон// Технико-экономический вестник «Русский алюминий». 2005. – №13. – С. 6–11.
30. Ребрик, И. И. Экологические проблемы алюминиевого производства/ И. И. Ребрик, Б. П. Куликов, И. А. Тарасов// Технико-экономический вестник «Русского алюминия». 2003. – №2. – С. 20–29.
31. Поляков, П. В. Анод как подсистема электролизера/ П. В. Поляков, А. М. Виноградов// Технико-экономический вестник «Русский алюминий». – 2005. – №13. – С. 49 – 51.
32. Яковлев, В. Ю. Шихтовка прокаленных нефтяных коксов в зависимости от их реакционной способности в токе СО2/ В. Ю. Яковлев// Технико-экономический вестник АЗ ОКСА. 2001. – С. 9–10.
33. Красовицкий, А. В. Увеличение площади обожженного анода – существенный потенциал для дальнейшего повышения производительности электролизеров на ОАО «САЗ»/ А. В. Красовицкий, А. А. Старцев// Технико-экономический вестник «Русского алюминия». 2005. – №10. – С. 29–31.
34. Архипов, Г. В. Влияние анодного устройства на показатели работы электролизеров с обожженными анодами/ Г. В. Архипов, В. В. Пингин, А. Г. Архипов, Я. А. Третьяков// Технико-экономический вестник «Русского алюминия». 2005. – №13. – С. 32– 36.
35. Буркацкий, О. В. Применение регламентов управления технологией для повышения производительности САЗа/ О. В. Буркацкий, А. В. Красовиц-кий//Технико-экономический вестник «Русского алюминия». 2005. – №13. – С. 12–21.
36. Отчет по программе испытаний обожженных анодов с пазами для отвода анодных газов на электролизерах ЭП «САЗ». ОАО «САЗ», 2006. – 10 с.