Диспетчеризация и система автоматического управления котельной

Таблица 6.7 - Расчет экономии фонда заработной платы

№ п/п	Наименование должности	Разряд	К-во чел.	Должн. окл., руб.	Фонд з/пл в год руб.	ЕСН 26.4 %
1	Ст.машинист котельного оборудования	6	2	2618	244482,12	64543,28
2	Машинист центрального теплового щита управления котлами	5	2	2271	212370,6	56065,84
3	Машинист-обходчик по котельному оборудованию	4	1	2017	94413,66	24925,21
4	Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА	5	1	3074	131879,76	34816,26
	Итого:		6		683146,14	180350,58

Расчет годовых расходов на содержание и эксплуатацию оборудования по проектному варианту входит:

- годовой фонд заработной платы, рассчитывается как годовой фонд з/платы по базовому варианту за минусом экономии фонда заработной платы

(6.8)

(руб.).

- единый социальный налог - 26,4 % от годового фонда заработной платы обслуживающего персонала;

- затраты на ремонт нового оборудования - 5 % от общей стоимости нового оборудования;

- амортизация, начисленная в соответствии с нормами для каждого прибора % (см. таблицу 6.1. «Расчет стоимости нового оборудования»);

- прочие расходы - 10 % от годового фонда заработной платы;

- затраты на монтаж, пуск и наладку - по расчету.

- затраты на электроэнергию по проектному варианту - 2060,1 Вт, в денежном выражении - 6496,73 рубля.

- стоимость базового оборудования - 160036,18 руб. (см. таблицу 6.5);

- стоимость проектируемого оборудования - 907751,33 руб. (см. таблицу 6.1)

Таблица 6.8 - Смета годовых расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

№	Наименование статей	Сумма в год, руб.
		Базовый вариант	Проектный вариант
1	Годовой фонд з/платы обслуживающего персонала	5349477,36	4666331,22
2	ЕСН - 26,4 %	1412262,02	1231911,44
3	Затраты на ремонт оборудования	55203,7	45387,57
4	Амортизация оборудования	75917,75	102149,33
5	Прочие расходы	534947,74	466633,12
6	Затраты на электроэнергию	5790,01	6496,73
	Итого:	7433598,58	6518909,41

6.3 Расчет экономической эффективности внедряемого проекта

Рассчитаем годовую экономию средств на содержание и эксплуатацию оборудования. Результаты расчетов занесем в таблицу 6.9.

Таблица 6.9 - Годовая экономия средств на содержание и эксплуатацию оборудования

№	Наименование статей расходов	Базовый вариант	Проектный вариант	Экономия
		Сумма, руб.	Сумма, руб.	Руб.
1	З/П обслуживающего персонала	5349477,36	4666331,22	683146,14
2	ЕСН - 26,4 %	1412262,02	1231911,44	180350,58
3	Затраты на ремонт оборудования	55203,7	45387,57	9816,13
4	Амортизация оборудования	75917,75	102149,33	-26231,58
5	Прочие расходы	534947,74	466633,12	68314,62
6	Затраты на электроэнергию	5790,01	6496,73	-706,72
	Итог:	7433598,58	6518909,41	914689,17

Прирост прибыли при внедрении автоматической системы составил 948408,53 рублей.

Срок окупаемости системы можно рассчитать как отношение затрат на внедрение системы к приросту прибыли.

(6.9)

где: - срок окупаемости системы, лет;

- дополнительные капитальные вложения, руб.;

- Прирост прибыли, руб.

лет. (11,6 месяца)

Коэффициент экономической эффективности является обратной величиной срока окупаемости:

(6.10)

Технико-экономические показатели для наглядного представления экономической эффективности внедряемой системы сведены в таблице 6.10 и на листе 6 графической части дипломного проекта.

Таблица 6.10 - Основные технико-экономические показатели

№	Наименование показателей	Единицы измерения	По базовому варианту	По проектному варианту
1	Дополнительные капитальные вложения	руб.	-	886181,55
2	Годовой фонд з/платы обслуживающего персонала	руб.	5349477,36	4666331,22
3	ЕСН - 26,4 %	руб.	1412262,02	1231911,44
4	Амортизация оборудования	руб.	75917,75	102149,33
5	Затраты на ремонт оборудования	руб.	55203,7	45387,57
6	Прочие расходы	руб.	534947,74	466633,12
7	Прирост прибыли	руб.	-	914689,17
8	Затраты на электроэнергию	руб.	5790,01	6496,73
9	Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений	лет	-	0,97
10	Коэффициент экономической эффективности	-	-	1,03

Представим основные статьи затрат в виде гистограммы:

Экономия средств по основным статьям затрат

1 - Годовой фонд з/платы обслуживающего персонала; 2 - ЕСН; 3 - Прочие расходы.

а) б)

1 - Амортизация оборудования; 2 - Затраты на ремонт оборудования; 3. Затраты на электроэнергию. Рисунок 6.1 - Экономия средств

6.4 Вывод экономического расчета

Анализируя расчеты, проведенные в данной экономической части, можно прийти к выводу, что внедрение автоматизированной информационной системы диспетчерского контроля технологических процессов котлоагрегатов выгодно, так как это позволяет:

- снизить фонд заработной платы на 683146,14 рублей, вследствие сокращения

штата машинистов котлотурбинного цеха,

- по выше изложенной причине сократить величину ЕСН,

- снизить затраты на ремонт оборудования на 9816,13 рублей,

- снизить прочие расходы на 68314,62 рублей.

- вести наблюдение за параметрами котлоагрегатов;

- прирост прибыли составил 914689,17 рублей.

7. Безопасность жизнедеятельности

Анализ условий труда диспетчера

В настоящее время развитие научно - технического прогресса позволяет людям чувствовать себя более комфортно в городах. По сравнению с прошлым веком, в веке нынешнем появилось множество различных, доступных большинству людей удобств, таких как: водопровод, теплоснабжение, централизованная система освещения. Уже практически невозможно представить себе жизнь без этих благ цивилизации, которые стали привычны. Теплоснабжение является одной из основных подсистем энергетики. На теплоснабжение народного хозяйства и населения расходуется около 1/3 всех используемых в стране первичных топливно-энергетических ресурсов.

Основными направлениями совершенствования этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической энергии (теплофикация) и централизация теплоснабжения. Централизованное теплоснабжение от теплоэлектроцентралей сочетается с целесообразным применением экономичных котельных установок и утилизацией вторичных энергоустановок промышленных предприятий. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область целесообразного использования.

Развитие промышленности и широкое жилищно-коммунальное строительство вызывает непрерывный рост тепловой нагрузки. При централизованном теплоснабжении строят крупные котельные или ТЭЦ, обеспечивающие теплом большое количество потребителей. Одновременно идет процесс концентрации этой нагрузки в крупных городах и промышленных районах, что создает базу для дальнейшего развития теплофикации и централизованного теплоснабжения. В системах центрального отопления и районного теплоснабжения источниками тепловой энергии являются водяные и паровые котлы, устанавливаемые в котельных.

В качестве теплоносителя при теплофикации используется главным образом горячая вода, которая подается к потребителям по трубам тепловых сетей.

Важнейшими задачами теплоэнергетиков являются разработка и внедрение в системах теплоснабжения рациональных тепловых и гидравлических режимов, технических и организационных мероприятий, обеспечивающих максимальную экономичность работы этих систем, высокую эффективность и надежность их эксплуатации, а также нормального микроклимата в жилых, общественных и производственных помещениях. Разработка и внедрение указанных режимов и мероприятий являются предметом наладки централизованных систем теплоснабжения.

При выполнении наладочных работ необходимо также по мере возможности разрабатывать мероприятия по совершенствованию организации эксплуатации и подготовки персонала, снижению тепловых и гидравлических потерь в сети и утечки теплоносителя, улучшению качества подпиточной воды, борьбе с внутренней и наружной коррозией, а также по организации учета отпуска и потребления теплоты.

7.1 Организация и оборудование рабочего места с ПЭВМ

Трудовая деятельность персонала тесно связана с его рабочим местом и зоной обслуживания основного и вспомогательного оборудования.

Рабочим местом оператора считается зона его трудовой деятельности в помещении, отведенном для поста управления. Последний должен быть оснащен комплексом технических средств (КТС), необходимых для контроля и управления технологическим процессом.

При организации автоматизированного рабочего места оператора ЭВМ, согласно санитарным нормам и правилам (СанПиН) 2.2.2.542-96, необходимо обратить внимание на следующие условия:

1. Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы устанавливают на одного работающего объем производственного помещения не менее 20 м3, а площадь - не менее 6 м2.

Ширина проходов с передней стороны пультов и панелей - не менее 1 м, а расстояние между ПЭВМ и дисплеями должно быть не менее 2 м, расстояние от стен при однорядном размещении дисплеев должно быть не менее 1м.

2. ПЭВМ устанавливается в хорошо вентилируемых помещениях с комбинированным освещением. Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток.

3. Необходимо выполнять требования о минимально допустимом расстоянии между лицом пользователя и экраном (не менее 50-70 см)

4. Необходима установка защитных приэкранных фильтров.

5. Необходимо надежное заземление помещений с ПЭВМ для уменьшения «электромагнитного фона».

6. Должны устанавливаться розетки электропитания, выполненные по евростандартам.

При полном выполнении его норм вредное воздействие ЭВМ (ПК) может быть сведено к минимуму.

Требования к организации и оборудованию рабочего места сотрудника вычислительного центра приведены в ГОСТ 12.2.032_78. Высота рабочей поверхности стола для пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии таковой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1200, 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой высоте, равной 725 мм.

Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также - расстоянию спинки до переднего края сиденья.

Рабочее место необходимо оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

Конечной целью специальных мероприятий по организации рабочего места служит оптимизация условий трудовой деятельности оперативного персонала.

7.2 Освещение производственного помещения

Рациональное освещение помещений - один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека.

Хорошее освещение необходимо для выполнения большинства задач оператора, снижает утомляемость, позволяет легко различать цвет и размеры объектов труда, способствует длительному сохранению работоспособности, росту производительности труда, повышает безопасность труда, благотворно влияет на общее психологическое состояние работающего. Для того, чтобы спланировать рациональную систему освещения, учитывается специфика рабочего задания, для которого создается система освещения, скорость и точность, с которой это рабочее задание должно выполняться, длительность его выполнения и различные изменения в условиях выполнения рабочих операций. Практика показывает, что только за счет улучшения освещения на рабочих местах достигался прирост производительности труда от 1,5 до 15 %.

В зависимости от источника света производственное освещение может быть двух видов естественное и искусственное. Естественное освещение бывает:

1. боковое, осуществимое через световые проемы в наружных стенах;

2. верхнее, осуществимое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях;

3. комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.

Искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Свет - электромагнитные излучения с широким спектром длин волн. Зрительный аппарат человека воспринимает широкий диапазон видимых излучений от 380 до 770 нм, т.е. от ультрафиолетовых до инфракрасных излучений.

Для характеристики зрительных условий работы используются различные светотехнические показатели.

Сила света (I) - основная светотехническая единица, которая определяется плотностью светового потока в данном направлении, измеряется в канделах (кд);

Световой поток (Ф) - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм):

, (7.1)

где: - телесный угол в пределах которого световой поток распространяется.

Освещенность (Е) - поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока Ф, равномерно падающего на освещаемую поверхность S (м2), к ее площади , измеряется в люксах (лк):

(7.2)

Освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света получает его поверхность в направлении к наблюдателю. Поэтому угол, под которым на-

блюдается освещенная поверхность, имеет существенное значение. Эта особенность оценивается яркостью поверхности (В):

(7.3)

где: ц - угол между нормалью к светящей поверхности и заданным

направлением.

Единицей яркости является канделла на метр квадратный (кд/м2).

Фон - поверхность на которой находится рассматриваемый объект, характеризующийся коэффициентом отражения (P):

, (7.4)

где: Фр - отраженный световой поток, лк.

Рабочая поверхность - поверхность стола или оборудования, на котором производится работа.

Объект различия - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или различаемый дефект.

Коэффициент пульсации освещенности Кпо- оценивает относительную глубину колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

, (7.5)

где: Еmax , Еmin - максимальная и минимальная освещенность за период ее коле- бания, лк; Еср - среднее значение освещенности за тот же период.

Наиболее важную роль в трудовом процессе имеют такие функции зрения, как контрастная чувствительность, острота зрения, быстрота различения деталей, устойчивость видения и цветовая чувствительность.

Контрастную чувствительность характеризует видимость (V) - это способность глаза воспринимать объект наблюдения.

(7.6)

где: К - контраст объекта и фона, Кп - пороговый контраст, т.е. наименьший контраст, различимый глазом.

Таблица 7.1 - Рекомендуемые значения освещенности рабочего места

Тип рабочего места или характер выполняемой работы	Освещенность, лк
	рекомендуемые значения	минимальные значения
Наблюдение за измерительными приборами, испытания, проверка	500	300
Периферийные устройства ЭВМ, конторское оборудование	800	300
Выполнение записей	700	500
Ремонтные работы: общие приборные	500 2000	300 1000

Описание помещения, в котором располагается рабочее место оператора ЭВМ

Помещение, в котором находится рабочее место оператора, имеет следующие характеристики:

- длина помещения 6 м;

- ширина помещения 3 м;

- высота 3 м;

- число окон 1;

- количество рабочих мест 1;

- окраска интерьера: белый потолок, бледно-зеленые стены, пол бетонный, покрытый линолеумом зеленого цвета.

7.3 Расчет освещения рабочего места

В помещении, где находится рабочее место оператора, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

В качестве естественного - боковое освещение через окна. Искусственное освещение используется при недостаточном естественном освещении. В данном помещении используется общее искусственное освещение.

Расчет освещения осуществляется по методу светового потока с учетом потока, отраженного от стен и потолка.

Нормами для данных работ установлена необходимая освещенность рабочего места Ен = 300 лк (средняя точность работы по различению деталей размером от 1 до 10 мм).Общий световой поток определяется по формуле:

(7.7)

где: Ен = 300 лк - нормированная освещенность для работ средней точности,

К = 1,5 - коэффициент, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников;

- площадь помещения;

Z = 1,1 - коэффициент, характеризующий неравномерность освещения, для люминесцентных ламп;

N - число светильников;

з - коэффициент использования светового потока, определяется в зависимости от коэффициентов отражения от стен, потолка, рабочих поверхностей, типов светильников и геометрии помещения.

Для определения з находим индекс помещения:

, (7.8)

где: А = 3 м и В = 6 м - ширина и длина помещения;

h = 2,3 м - высота подвеса светильника, т.е. расстояние от светильника до освещаемой поверхности.

(7.9)

Выберем коэффициент использования з светового потока по следующим данным:

- коэффициент отражения побеленного потолка сп = 70%;

- коэффициент отражения от стен, окрашеных в светлую краску,

сс = 50%, з = 55 %.

По формуле (7.7) определяем общий световой поток:

(лм) (7.10)

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания: их спектр ближе к естественному; они имеют большую экономичность (больше светоотдача) и срок службы (в 10-12 раз). Наряду с этим имеются и недостатки: их работа сопровождается иногда шумом; хуже работают при низких температурах; их нельзя применять во взрывоопасных помещениях; имеют малую инерционность.

Для нашего помещения люминесцентные лампы подходят. По найденному значению светового потока выбираем ближайшую стандартную лампу - ЛХБ40-4 (лампы холодного белого света) или ЛДЦ40-4 (лампы дневного света). В качестве светильников выбираем марку ЛПОО2-2*40.

Таким образом, чтобы обеспечить необходимый уровень освещения нужно использовать 2 светильника по 2 лампы ЛХБ40-4 (или ЛДЦ40-4) в каждом. Мощность одной лампы 40 Вт.

Освещенность при заданном размещении светильников:

лк (7.11)

Минимально допустимая освещенность для работ средней точности Ен= 300 лк, расчетная освещенность Ерки = 300 лк.

7.4. Особенности освещения рабочих мест с видеотерминальными устройствами

Все общие требования к освещению помещений учреждений применимы также к освещению рабочих мест у видеоэкранов дисплейных устройств. Однако имеется целый ряд особенностей работы у видеоэкранов, которые необходимо учитывать. Кроме тщательного ограничения отражения это связывается, прежде всего, с правильным выбором уровня освещенности и проблем уменьшения скачков яркости при смене поля зрения. Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков.

Наиболее важным является соотношение яркостей при нормальных условиях работы, т.е. освещенность на рабочем месте около 300 лк и средняя плотность заполнения видеоэкрана. Отражение, как на экране, так и на рабочем столе и клавиатуре влечет за собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источников света, должно быть сведено к минимуму. Для защиты от избыточной яркости окон могут быть применены занавеси, шторы, экраны и жалюзи.

Использование дополнительного освещения рабочего стола, например, для освещения документов с нечетким шрифтом, увеличивает соотношение яркостей между документацией и экраном, и является нежелательным без соответствующей регулировки яркости экрана.

Основываясь на результатах выполненных расчетов (расчетная освещенность Ерки = 300 лк, при минимально допустимой освещенности для работ средней точности Ен= 300 лк), следует, что для оптимальных условий труда оператора ЭВМ необходимо общее освещение помещения со световым потоком 8100 лм, которое обеспечит два светильника марки ЛПОО2-2*40 с двумя люминесцентными лампами типа ЛХБ40-4 (или ЛДЦ40-4). Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ПЭВМ следует проводить чистку светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

Кроме того, рекомендуется использовать ряд специальных мер по защите оператора от вредных факторов экрана дисплея.

8. Экология. Экологические проблемы энергетики и перспективы их решений

8.1 Происхождение проблемы

Многие экологи мира регулярно предупреждали общественность о постоянном усилении так называемого тепличного (парникового) эффекта на Земле. Массовые катастрофические наводнения летом 2002 г. явились для населения Европы, Азии и Америки настолько неожиданными, словно о таких последствиях тепличного эффекта люди узнали впервые. Между тем, одной из главных причин разбалансировки климата Земли являются газовые и аэрозольные выбросы в атмосферу всего промышленного комплекса, и прежде всего энергетики.

Основным источником всех видов энергии для современного промышленного комплекса Земли служит ископаемое топливо -- уголь, нефть, газ, торф, сланцы, которое на протяжении миллионов лет аккумулировало вместе с солнечной энергией и углекислоту из атмосферы. В современной теплоэнергетике все эти высокомолекулярные углеводороды при сжигании высвобождают не только углекислоту, но и другие газы и мелкодисперсные аэрозоли. Например, только в Иркутской области по свидетельству ежегодного Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды Иркутской области» газовые выбросы теплоэнергетики составляют 38% всех выбросов стационарных источников загрязнений атмосферы.

При этом экологи настойчиво и постоянно рекомендуют использовать так называемые альтернативные источники энергии -- солнечные и ветроэлектростанции, приливные и геотермальные энергоустановки. Однако простые расчеты на основе постоянной солнечного излучения убедительно показывают, что даже самое массовое использование таких источников энергии не позволит удовлетворить потребности человечества в энергии, если даже покрыть всю поверхность Земли гелио- и ветроэнергоустановками. А размещение пригодных к эксплуатации приливных и геотермальных установок потребует таких протяженных энергомагистралей (тепловых и электросетей), которые сведут на нет всю эффективность их работы. Другими словами, так называемые альтернативные источники энергии могут рассматриваться в качестве экологически безопасных лишь при малых масштабах их использования, то есть для энергообеспечения удаленных от промышленных центров потребителей низких мощностей (небольших поселений, временных экспедиций, удаленных островов и т. п.).

Надо заметить, что для таких прихотливых источников энергии, производительность которых полностью зависит от погоды, для обеспечения устойчивости энергоснабжения требуются аккумуляторы -- продукция наиболее экологически опасная. Такие страны, как Япония, дорого дали бы за надежный, экологически безопасный альтернативный источник энергии, но несмотря на исключительную восприимчивость японской техники и технологии ко всему новому, ничего конкурентоспособного в масштабах национальной энергетики не представлено.

Таким образом, перед энергетикой ближайшего будущего экология ставит весьма трудные проблемы отраслевого научно-технического прогресса. В свою очередь, эти проблемы могут быть классифицированы по времени их разрешения на первоочередные, не терпящие отлагательства, и на перспективные, для разрешения которых необходимо подготовить фундаментальные научно-технические решения.

8.1.1 Теплоэнергетика

Так как в настоящее время она имеет преимущественное значение для функционирования промышленного комплекса, то естественным является стремление специалистов отрасли своими средствами решить экологические проблемы. Применяемые в настоящее время на теплоэлектроцентралях электрофильтры позволяют очищать дымовые газы ТЭЦ на 99--99,5%, но лишь от твердых компонентов, то есть от сажи и золы, не очищая газовые выбросы от мелкодисперсных компонентов и от газов, среди которых не только СО2, но и ядовитые , , и другие примеси в зависимости от химического состава топлива. В этой связи существуют некоторые технические решения, которые по

степени реализуемости представляются в качестве первоочередных мер по экологизации теплоэнергетики. Для этого используются фильтры: электрофильтр дымовых газов, дымовой электрофильтр, ионно-лучевой дымовой фильтр.

8.1.2 Тепловые насосы

Тепловые насосы давно интересуют энергетиков в качестве возможных источников энергии за счет теплосодержания окружающей среды. С позиций экологической безопасности такие энергоисточники явились бы идеальными энергоустановками, так как они принципиально не могут обусловливать тепличный эффект. К сожалению, среди тепловых насосов распространение на практике получили такие теплообменники, которые содержат испаритель и конденсатор, так как используют фазовый переход жидкость -- пар, характеризующийся значительным перепадом температур между агентами. Именно данное свойство не позволяет обеспечить тепловым насосам, используемых преимущественно в качестве холодильников, достаточно высокий коэффициент энергоэффективности, не превышающий на практике значения 5,6. Такое значение коэффициента приемлимо для маломощных холодильников, но совершенно не пригодно для энергоустановок больших мощностей.

8.2 Влияние вредных выбросов теплоэлектростанций на человека и природу

Выбрасываемые в атмосферу из дымовых труб электростанций токсичные вещества оказываю вредное воздействие на весь комплекс живой природы - биосферой. Биосфера включает в себя прилегающий к поверхности земли слой атмосферы, верхний слой почвы и верхние слои водных поверхностей.

Воздействие выбросов может рассматриваться в двух аспектах - для того или иного участка поверхности Земли в тот или иной отрезок времени (локальное воздействие) или общее воздействие на биосферу с учетом нарастающих темпов развития промышленности (глобальное воздействие).

Локальное влияние вредностей тепловых электростанций на окружающий район, при высоких дымовых трубах, оценивается в округу диаметром 20 - 50 км.

Токсичные вещества, содержащиеся в дымовых газах, воздействуют на растения, животный мир и людей, а также на строительные конструкции, здания и сооружения.

Наиболее чувствительным к содержанию SO2 являются растения. Токсичное воздействие SO2 связано с повреждением поверхности листьев или хвои из-за разрушения содержащегося в них хлорофила. Лиственные растения, ежегодно сбрасывающие листву, менее подвержены действию SO2.

Наоборот, хвойные растения сильнее подвержены влиянию токсических примесей.

Что касается неблагоприятного влияния атмосферных загрязнений на людей, то наиболее подробные данные имеются по влиянию взвешенных веществ и двуокиси серы.

Первым возможным отрицательным воздействием атмосферных загрязнений на людей являются - токсические туманы (резкое возрастание концентрации атмосферных загрязнений и неблагоприятные метеорологические условия). Туманы по своему воздействию на людей имеют общие черты: резкий подъем концентраций в воздухе сернистого газа и взвешенных веществ в период неблагоприятных метеорологических условий.

Второе проявление действия токсических веществ, загрязняющих атмосферу, связано с хроническими неспецифическими заболеваниями. В качестве загрязнителей в окружающую среду поступают также различные окислы азота. Будучи токсичными для человека, они обладают резко выраженным раздражающим действием, особенно на слизистую оболочку глаза. Оксиды азота плохо растворимы в жидких средах, в связи с чем они способны глубоко проникать в легкие, вызывая повреждения альвеолярного эпителия и бронхов.

8.3 Снижение вредных выбросов в атмосферу на ТЭЦ

С продуктами сгорания котельных и ТЭЦ в атмосферу поступает большое количество токсичных веществ, отрицательно влияющих на здоровье человека и животных.

При сжигании твердых топлив в котлах образуется значительное количество золы, диоксида серы и оксидов азота (а в основном NO), газообразные и твердые продукты неполного сгорания.

В настоящее время имеется ряд методов, позволяющих снижать концентрацию оксидов азота в дымовых газах: рециркуляция дымовых газов, двухступенчатое сжигание топлива, снижение температуры подогрева воздуха, повышение температуры подогрева топлива, рассредоточения зоны горения и изменения скорости охлаждения факела, каталитические присадки к топливу , в том числе и добавки воды.

На предприятиях теплоэнергетики для улавливания взвешенных частиц и вредных примесей применяют: инерционные и мокрые золоуловители, электрофильтра.

В качестве инерционных (механических) золоуловителей наибольшее применение получили циклоны, в которых осаждение происходит за счет центробежных сил при вращательном движении потока дымовых уходящих газов. В настоящее время устанавливаются батарейные циклоны, составленные из циклонов малого диаметра 250 мм. Степень улавливания батарейных циклонов находится на уровне 82 - 90% при гидравлическом сопротивлении 500 - 700Па.

Наиболее перспективным типом золоуловителей для крупных ТЭЦ являются электрофильтры, которые могут обеспечить высокую степень очистки газов без снижения температуры и увлажнения уходящих дымовых газов.

Широкое применение электрофильтров на теплоэнергопредриятии для улавливания твердых и жидких частиц уходящих дымовых газов обусловлено их универсальностью и высокой степенью очистки газов при сравнительно низких энергетических затратах. Установки электрической очистки газов способны работать с эффективностью до 99%, а в ряде случаев и до 99,9%, причем

способны улавливать частицы любых размеров, включая и субмикронные, при концентрации частиц в газе до 50 г/м3 и выше.

Электрофильтры отличаются относительно низкими эксплуатационными затратами. Это объясняется тем, что гидравлическое сопротивление правильно спроектированного электрофильтра не превышает 100-150 Па, то есть является минимальным по сравнению с другими газоочистными аппаратами, а затраты электроэнергии на создание электрического поля также невелики и составляют обычно 0,36-1,8 МДж (0,1-0,5 кВт.ч) на 1000 м3 газа.

Однако капитальные затраты на сооружение установок электрофильтров весьма высоки ввиду того, что эти аппараты металлоемки и занимают большую площадь, а также снабжаются специальными повышающими и выпрямительным агрегатами для электропитания. При этом с уменьшением производительности установок по газу удельные капитальные затраты сильно возрастают.

Необходимо учитывать то, что выбросы из дымовых труб должны быть рассеяны в атмосфере, т.е. продукты полного сгорания почти не содержат кислорода, а поэтому не пригодны для дыхания. Таким образом, любой инертный газ должен быть разбавлен воздухом до такой концентрации, чтобы содержание кислорода в нем приближалось к обычной его концентрации в атмосферном воздухе. Положение значительно осложняется если, в отходящих газах содержатся токсичные вещества - SO2, SO3, CO, NO2, зола и углеводороды. Даже малые концентрации этих веществ , превышающие предельно допустимые, приводят к вредному воздействию на растительность, животный мир и людей.

Современный уровень очистительной техники позволяет уменьшить содержание вредных выбросов с дымовыми газами. Однако при всех способах очистки топлива и дымовых газов определенное количество вредностей остается в выбросах.

Это относится в первую очередь к веществам, находящимся в газовой фазе. Рассеивание их в воздушном океане до уровня концентрации, когда они становятся безопасными для живой природы, является чрезвычайно важной задачей.

Большим преимуществом тепловых электростанций в сравнении с небольшими топливоиспользующими установками является возможность эффективной организации отвода мощного, направленного вверх, горячего дымового факела через высокие дымовые трубы, где дымовые газы перемешиваются с верхними слоями атмосферы. Мелкие потребители топлива, как, например, автотранспорт, домовые камины и др., не в состоянии организовать такой отвод отходящих газов и вредные примеси оказываются на уровне дыхания.

При рассеивании вредных примесей до концентрации, не превышающей научно обоснованных норм, их присутствие в атмосфере практически не влияет на живую природу. Не следует противопоставлять одни методы борьбы с примесями - очистка топлива и газов - рассеиванию в атмосфере, так как только оба этих метода в комплексе могут дать необходимый эффект.

Первоначальным назначением дымовых труб являлось удаление дымовых газов теплоэнергетических установок за счет разности плотностей холодного воздуха и горячих дымовых газов. Для этих целей применялись не высокие дымовые трубы, выполненные из металла или кирпича.

С развитием энергетики происходит укрупнение единичной мощности агрегатов при одновременном снижении качества топлива - повышении зольности и содержания серы. Это привело к необходимости использования дымовых труб для рассеивания содержащихся в дымовых газах вредных примесей в атмосферном воздухе для снижения их концентрации до необходимого уровня. По мере укрупнения теплоэлектростанций и использования сернистых и зольных топлив потребовались трубы большой высоты - 100, 200, 300 м и более .

Существенного увеличения теплового подъема факела можно достигнуть, увеличивая количество выбрасываемого газа, также велико влияние атмосферных факторов - скорость ветра. При увеличении скорости ветра резко падает тепловой подъем. Опасная скорость ветра - это такая скорость при которой для заданного состояния атмосферы концентрации вредных примесей на уровне дыхания людей достигает своей максимальной величины. Для расчетных условий дымовых труб тепловых электростанций состояние атмосферы характеризуется развитым турбулентным обменом.

8.4 Методы удаления отходов с территории ТЭЦ при сжигании твердых топлив

Количество золы, в том или ином виде образующейся при сжигании твердых топлив и удаляемой с территорий ТЭЦ, в настоящее время в России составляет около 70 млн. т/год.

Сжигающее твердое топливо, золу приходится транспортировать на золоотвалы, находящиеся иногда на значительном расстоянии (до 20 км) от электростанции. Общая площадь, занятая золоотвалами, занимает около 10 - 12 тыс.га. Эта площадь в течение 7 - 12 лет считается непригодной для сельского хозяйства.

Существует два вида удаления золы с территории ТЭЦ : сухие и мокрые. Главным достоинством сухих систем (пневмотранспорт) является отсутствие потребления воды, но они пока дороги. Мокрые системы основаны на гидротранспорте золы, который является наиболее экономичным способом удаления. Зола вместе с водой (в виде пульпы) подается на золоотвалы, где происходит отстаивание грубодисперсных примесей, а осветленная вода может либо сбрасываться в водоем (прямоточная система), либо возвращаться обратно на ТЭЦ для повторного использования (оборотная система).

Зола содержит в небольших количествах ценные для народного хозяйства, но токсичные соединения германия, ванадия, мышьяка, ртути, бериллия, фтора. В небольших концентрациях в воду могут переходить и канцерогенные вещества, образующиеся при сжигании топлива.

При прямоточной системе гидрозолоудаления в водоем сбрасываются все примеси в истинно - растворенном состоянии и часть грубодисперсных примесей, не успевших осесть в золоотвале.

Система гидрозолоудаления (ГЗУ) предназначена для гидротранспорта шлака, удаляемого из топок котлов и золы, удаляемой из бункеров электрофильтров на золоотвал, а также для возврата осветленной воды на ТЭЦ и использованием ее для нужд ГЗУ.

Золоотвал предназначен для складирования золошлаковых отходов, удаляемых из котлов и электрофильтров, при помощи гидротранспорта.

Золоотвал включает в себя территорию, на которой производится намыв золошлаковых пляжей и отстойный бассейн, служащий для оборотного водоснабжения системы ГЗУ.

В отстойном бассейне происходит осаждение наиболее легких частиц золошлаковых отходов.

Золоотвал относится к III типу (овражный). Он отгорожен большой дамбой от бассейна осветленной воды. Материал дамбы - алевролиты, суглинок, гравмасса. Максимальная высота ограждающей дамбы - 22 м.

Золоотвал оснащен водосбросными колодцами шахтного типа с водоотводящими коллекторами, служащими для сброса верхних осветленных слоев воды из отстойника в бассейн осветленной воды. Для откачки осветленной воды из бассейна и подачи ее на ТЭЦ предназначена насосная осветленной воды. Осветленная вода через водозаборные устройства поступает на всас насосов осветленной воды (НОВ) и подается по трубопроводу осветленной воды на всас смывных насосов. Площадь золоотвала 10 га.

8.5 Экологический ущерб от выбросов в атмосферу при работе ТЭЦ

Экологический ущерб окружающей природной среде означает фактические экологические, экономические или социальные потери, возникающие в результате нарушения природоохранного законодательства, хозяйственной деятельности человека, стихийных экологических бедствий, катастроф. Ущерб проявляется в виде потерь природных, трудовых, материальных, финансовых ресурсов в народном хозяйстве, а также ухудшение социально - гигиенических условий проживания для населения.

Ущерб от воздействия атмосферных загрязнений на состояние окружающей среды и экономики регионов, а также отдельных природопользователей проявляется в повышении заболеваемости населения; в негативных последствиях загрязнения водных ресурсов и почв атмосферными выпадениями; снижение урожайности сельскохозяйственных культур и биопродуктивности природных комплексов; преждевременном износе основных фондов и покрытий, влекущем дополнительные затраты на ремонт; В потерях от снижения рекреационного потенциала территории и мест отдыха; других потерь, связанных с негативными материальными, социальными и экологическими процессами.

Эколого - экономическая оценка ущерба окружающей природной среде заключается в определении фактических и возможных материальных и финансовых потерь и убытков от изменения проведенных качественных и количественных параметров окружающей природной среды в целом и ее отдельных эколого - ресурсных компонентов (атмосферных воздух, водные и земельные ресурсы, ресурсы растительного и животного мира).

В данном дипломном проекте рассматривается Районная Галачинская Котельная (РГК), которая работает на твердом топливе (угле) Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна. В таблице 8.1. приводится содержание вредных примесей в дымовых газах на РГК.

Таблица 8.1 - Содержание вредных выбросов в дымовых газах

	Факт.выбросы, т.тн/год	Разреш., т.тн/год
Зола	153,282	332,700
	804,557	1156,382
	84,101	242,372
Формальдегид	9,246	15,834
Бензапирен	0,0002	0,0003
	31,797	32,226

Из данной таблице видно, что содержание вредных примесей в дымовых газах не превышает ПДВ (предельно допустимые выбросы). В затраты оказываемых услуг включаются фактические выбросы в денежном выражении.

Так как фактические выбросы меньше ПДВ, следовательно происходит экономия затрат на производство.

На РГК проводятся технологические и природоохранные мероприятия, такие как: очистка уходящих дымовых газов - для этого используются электрофильтры с высокой степенью удаления вредных и твердых веществ до 99,5%.

Оставшиеся 0,5% вредных веществ рассеивает в атмосферный воздух труба высотой 180 м.

- Удаление золы производится гидротранспортом на золоотвал.

После отстаивания и осаждения взвешенных частиц технически отработанная вода насосами подается обратно на предприятие для последующего участия в технологическом процессе.

РГК находится в лесном массиве, удалена от жилого района на 2,5 км.

Как видно из таблицы 8.1., эти мероприятия позволяют соблюдать на предприятии РГК допустимые санитарно - экологические нормы.

Заключение

В дипломном проекте ставились две задачи:

1. Создание информационно-управляющей системы всех котлоагрегатов.

2. Выбор настроек для регулятора питания.

Для выполнения первой задачи была спроектирована система диспетчерского контроля и автоматического управления на основе SCADA-системы Trace Mode Proffesional v5.12. и многофункционального контроллера (МФК), а также модулей удаленного ввода серии ICP CON - 7000. SCADA-система выполняет контролирование всех параметров, а МФК производит управление.

Для осуществления этой системы, в дополнение к названному оборудованию, были выбраны следующие средства автоматизации:

- промышленные компьютеры Advantech;

- управляемые коммутаторы Hirschmann;

- первичные преобразователи температуры с унифицированным выходным сигналом ТСМУ, ТХАУ;

Для выполнения второй задачи были рассмотрены следующие вопросы:

Произведена идентификация объекта для заданной динамической характеристики объекта управления, выбор законов регулирования, расчет настроечных параметров системы методом расширенных АФЧХ и выбор оптимальной настройки. Построены переходные процессы на возмущающее воздействие. Определены основные показатели качества процессов регулирования.

Результатом проведенного дипломного проектирования является разработка ИУС котлотурбинного цеха котельной.

Проведено техническое и экономическое обоснование проекта, на основании которого был сделан вывод об экономической эффективности и рассчитан экономический эффект и срок окупаемости капитальных вложений. Также в дипломном проекте были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды, применительно к рассматриваемому производству.

Список использованных источников

1. Материалы предоставленные технической службой КИПиА с ТЭЦ-7.

2. «Параметрический синтез локальных систем автоматического управления»: Методически указания к курсовому проектированию /В.Н. Толубаев, Т.А. Григорьева. - Братск: БрГТУ, 2000. - 29с.

3. Руководство по эксплуатации «Многофункциональный контроллер МФК» ДАРЦ.420002.001 РЭ, М., Текон, 2002.

4. Руководство по эксплуатации «Умощнитель дискретных сигналов TCB08S» ДАРЦ.426436.014 РЭ, М., Текон, 2000.

5. Заключение Всемирной метеорологической организации (ВМО)// Зеленый мир -- № 17--18. -- 2002. -- С. 24.

6. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в 2000 году». -- Облгоскомприроды, Иркутск, 2001

7. Вертинский П. А. Электрофильтр дымовых газов. Патент РФ № 2026752. БИ -- № 2/95.

8. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник, под ред. Григорьева В. А. -- М., Энергия, 1980. -- С. 494 и др.

9. Марциновский В. А., Ворона П. Н. Насосы АЭС. -- М., Энергоатомиздат, 1987. -- С. 81.

10.СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, ПЭВМ и организации работы. - М.: НИЦ Госкомсанипидемнадзора РФ, 1996.

11. «Компьютер на рабочем месте» М.: Издательство «Социальная защита», 2000.

12. «Исследование и расчет искусственного освещения производственных помещений» Новоселов А.В., Торопов В.А., Юшков Н.Н.: Методические указания. - Братск, 1997. - 16с.

Размещено на Allbest.ru