_БЦ = 96 - 20 = 76%.

3.2.2Определение эффективности пылеуловителя КПЗУ

КПЗУ, конструкции ООО «Томскгазоочистка», имеет следующие характеристики: гидравлическое сопротивление 1500 Па, мкм, , , где - размер частиц, улавливаемых с эффективностью 50%, - дисперсия частиц в функции распределения парциальных коэффициентов очистки.

Общая эффективность обеспыливания КПЗУ [17] аппроксимируется интегрально-вероятностной кривой от аргумента X

,(3.6)

,

где - дисперсионный состав пыли, где , , - диаметр частиц, для которых суммарный вес всех частиц, имеющих размер меньше , и , составляет соответственно 84.1, 50 и 16% от общего веса пыли.

Этому значению X соответствует значение Ф(x) = 91,62%, т. е. .

Так как газовые потоки от БЦ_250Р_64_64 и КПЗУ суммируются, итоговая эффективность пылеулавливания первой ступени после модернизации составит

,(3.7)

.

3.3 Инженерное оборудование

3.3.1Расчет выносного пылеуловителя

Проведем расчет выносного пылеуловителя батарейного циклона БЦ_250Р_64_64. В качестве выносного пылеуловителя примем пылеуловитель КПЗУ-70, производительностью 70000 м³/час.

Запыленные дымовые газы поступают в вихревой разгрузитель, где происходит разгрузка потока от крупных частиц. Предварительно очищенный поток поступает в циклонный пылеконцентратор на доочистку. Здесь происходит концентрация основной массы пыли в небольшом объеме, окончательное выделение пыли из потока осуществляется в высокоэффективных одиночных циклонах по типу ЦН-11.

3.3.1.1Техническое обоснование выбора типоразмера вихревого разгрузителя (ВР).

Для ВР оптимальная скорость газа на входе по рекомендации [13] составляет = 21 м/сек.

Количество газов поступающих на очистку составляет 70000 м³/час или 19,44 м³/с. Необходимая площадь прямоугольного входного сечения КР одной секции пылеуловителя составляет:

,(3.8)

м²;

где - объемный расход запыленных дымовых газов, м³/с

Принимаем ширину прямоугольного входа и ширину ВР 1500 мм, тогда высота прямоугольного входа b=600 мм.

3.3.1.2Техническое обоснование выбора типоразмера циклонного пылеконцентратора

Плановую скорость в пылеконцентраторе принимаем равной 4 м/с. Тогда площадь пылеконцентратора равна:

19,44/4=4,86 м² ,

диаметр пылеконцентратора равен 2500 мм.

Гидравлическое сопротивление установки определяем по формуле

.(3.9)

Вихревой разгрузитель обладает повышенной транспортной способностью потока и его гидравлическое сопротивление не превышает 500 Па.

Гидравлическое сопротивление циклонного пылеконцентратора определяем по формуле:

,(3.10)

где - коэффициент гидравлического сопротивления. По экспериментальным данным, его величина, отнесенная к сечению входного патрубка, составляет =17-18; =12 - скорость во входном патрубке, м/сек; - плотность газового потока, кг/м³.

,(3.11)

кг/м³.

где =1,3 кг/м³ - плотность газовой среды при 0° С и 760 мм. рт. ст.;

=745 мм. рт. ст. - барометрическое давление;

=13,4 мм. рт. ст. - разрежение на входе в газоочистку;

=260° С - температура запыленных дымовых газов на входе в газоочистку.

,(3.12)

Па.

Следовательно, гидравлическое сопротивление установки составляет

Па.

Для более устойчивой работы установки и улучшения ее работы примем уровень отвода запыленных газов в выносные циклоны на уровне 20%.

3.3.1.3Техническое обоснование выбора типоразмера циклона

Для циклонов типа ЦН-11 оптимальная плановая скорость газа по рекомендации [13] составляет w = 3,5 м/сек.

Необходимая площадь сечения циклона , при условии, что через выносной циклон проходит не более 20% от всего количества дымовых газов, составляет:

,(3.13)

м².

Тогда диаметр циклона м в количестве 2 шт.

Для циклонного аппарата оптимальная скорость газа на входе по рекомендации [13] составляет = 16,5 м/сек.

Отвод уловленного пылеконцентрата из циклонного пылеконцентратора через выносной циклонный аппарат осуществляется за счет создаваемого между выхлопным и пылевыводным патрубками перепада давления. Установка специального вентилятора для отсоса пылевого концентрата через выносные циклоны не требуется.

Расчетное гидравлическое сопротивление первой ступени газоочистки составляет около 1300 Па.

3.3.2Определим эффективность пылеулавливания второй ступени - скруббера с трубой Вентури

В качестве второй ступени газоочистки, предназначенной для улавливания тонкой золы, выбираем скруббер с трубой Вентури. Единственный процесс очистки дымовых газов от серы, прошедшим все проверки и оказавшимся надежным, признан процесс орошения отходящих газов известковым молоком. Выходящие из топки газы пропускаются через разболтанную смесь известняка и извести с водой. Двуокись серы поглощается этой смесью и реагирует с ней, образуя сульфит кальция и сульфат кальция (гипс). Дымовые газы не только очищаются от двуокиси серы (примерно на 80%), но и на 90% освобождаются от золы. Орошение жидкостью форсуночное с центральной форсункой со скоростью запыленного потока газа до 50 м/с (рис. 1.3 а), т. к. форсуночное орошение обеспечивает более тонкое диспергирование капель и более высокую степень пылеулавливания.

1 - скруббер Вентури, 2 - подвод жидкости, 3 - каплеосадительная камера

Рисунок 3.4 - Вторая ступень очистки

Найдем сепарационные характеристики скруббера с трубой Вентури со следующими параметрами плотность орошения m = 1,2 л/м³; плотность воды _ж = 1000 кг/м3, поверхностное натяжение = 0,0725 Н/м (Дж/м²), динамическая вязкость газа = 2210^-6 Пас; плотность частиц _б = 2000 кг/м³.

3.3Расчет второй ступени газоочистки

Примем скорость газа в горловине трубы Вентури Wr =50 м/с.

При m л/м³ эффективность захвата ₃ определяется по формуле:

,(3.14)

,(3.15)

где d_k - диаметр капель.

Эти величины связаны между собой формулой

,(3.16)

Найдем диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50%.

Из уравнения (3.14.) получим, что

,(3.17)

.

Из уравнения (3.16)

,(3.18)

100 мкм.

Из уравнения (3.15) получим выражение для определения размера частиц, улавливаемых с эффективностью 50%.

,(3.19)

мкм.

Для определения дисперсии частиц в функции распределения парциальных коэффициентов очистки, найдем диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 16%.

Из уравнения (3.14) получим, что

,(3.20)

.

Из уравнения (3.16)

,(3.21)

100 мкм.

Из уравнения (3.15) получим выражение для определения размера частиц, улавливаемых с эффективностью 16%.

(3.21)

 мкм.

,(3.22)

.

Из анализа фракционного распределения пыли на выходе из механической системы следует, что медианный размер частиц пыли, неулавливаемой циклонами, составляет 1 мкм, дисперсия 3.

Тогда эффективность сепарации частиц в скруббере при улавливании сажных частиц составит

,(3.23)

.

Этому значению X соответствует значение Ф(x) = 0,66, т. е. ?_в = 66%.

,(3.24)

Па

,(3.25)

Па,

,

(3.26)

_сух = 0,15 - коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури, _Ж - коэффициент гидравлического сопротивления форсунки

,

где А = 0,63, 1+В = 0,3.

,

,(3.27)

Па.

Расчетное гидравлическое сопротивление второй ступени газоочистки составляет около 1188 Па. Располагаемое давление на трубе Вентури 2300 _ 1300 = 1000 Па. Следовательно, необходимо снизить сопротивление первой ступени. Для этого увеличиваем размеры КПЗУ на 10%. Это даст уменьшения сопротивления на 20%. В этом случае располагаемый напор 23001300•0.8=1260 Па. Общая эффективность равна:

_У = [1 (1 _мех)(1 _в)]100 = [1 (1 0,7)(1 0,66)]100 = 90%.

Таким образом, эффективность очистки газов модернизированной механической установкой составляет 70%, при применении второй ступени 90%.

Схема энерготехнологического комплекса для прокаливания нефтяного кокса после модернизации представлена в приложении 2.

4.Технико-экономическое обоснование проекта

4.1Расчет себестоимости проекта

4.1.1Планирование работ по теме

Задачей планирования работ является оптимальный расчет использования времени и ресурсов, обеспечивающих выполнение работ в срок при наименьших затратах средств. При планировании работы составляется перечень работ, необходимых для достижения поставленной задачи, устанавливается продолжительность работ и строится линейный график.

Разработкой проекта занимались два человека:

-научный руководитель (Р) - 15 разряд;

-инженер (И) - 9 разряд.

Данная работа проводилась на протяжении 50 дней.

Таблица 4.1 - Перечень и продолжительность работ

Наименование этапов	Количество исполнителей	Продолжительность, дней
Получение задания	И, Р	1
Сбор информации	И	3
Литературный обзор по данной проблеме	И, Р	2
Работа с документацией предприятия	И	7
Приобретение и освоение программного обеспечения для реализации проекта	И	2
Реализация проекта, проведение расчетов	И	10
Технико-экономическое обоснование проекта	И	7
Безопасность и экологичность	И	5
Разработка графической части	И	7
Выводы и предложения по теме	И, Р	1
Окончательная корректировка	И	3
Завершающий этап, формирование отчета	И, Р	2
Итого		50

На основании таблицы 4.1. строится график занятости исполнителей.

Рисунок 4.1 - График занятости исполнителей

4.1.2Расчет затрат на разработку проекта

Затраты на проведение каких-либо работ рассчитываются согласно [10], по следующим элементам расходов с последующим суммированием:

-материальные затраты;

-затраты на оплату труда;

-отчисления на социальные нужды;

-амортизация основных фондов и нематериальных активов;

-прочие затраты;

-накладные расходы.

В элементе «Материальные затраты» отражается стоимость приобретенных со стороны сырья и материалов, которые входят в состав вырабатываемой продукции, образуя ее основу, или являются необходимыми компонентами при изготовлении продукции (проведении работ, оказании услуг).

В данном случае материальными затратами на реализацию проекта являются канцелярские товары (бумага для принтера, ватман, тетради, ручки, карандаши, картридж для принтера) на сумму 770 рублей.

И_м.з. = 770 руб.

В состав затрат на оплату труда включаются:

-выплаты заработной платы за фактически выполненную работу, исходя из сдельных расценок, тарифных ставок и должностных окладов в соответствии с принятыми на предприятии нормами и системами оплаты труда;

-выплаты, обусловленные районным регулированием оплаты труда (выплаты по районным коэффициентам), для Кемеровской области районный коэффициент равен 1,3;

-выплаты за неотработанное время (коэффициент 8…16%).

Рассчитываем месячную заработную плату научного руководителя:

ЗП_н.р.М = (ЗП_мес· К₁ + Д₁) · К₂ ,(4.1)

где ЗП_мес - размер оплаты труда за месяц, ЗП_мес= 10500 руб;

К₁ - выплаты, обусловленные районным регулированием оплаты труда (выплаты по районным коэффициентам), К₁ = 1,3;

К₂ - оплата в соответствии с действующим законодательством очередных и дополнительных отпусков, К₂=1,1;

Д₁ - доплата за ученую степень, Д₁ = 3000 руб.;

ЗП_н.р.М = (10500·1,1+3000) ·1,3= 18915 руб/мес.

Рассчитываем месячную заработную плату инженера:

ЗП_ин.М = ЗП_мес·К₁· К₂,

где: ЗП_мес=8000 руб; К₁=1,3; К₂=1,1;

ЗП_ин.М = 8000·1,3·1,1 = 11440 руб/мес.

Рассчитываем заработную плату каждого исполнителя за отработанное время:

ЗП_н.р. = n·ЗП_н.р.М /21,

ЗП_н.р. = 6·18915/21 = 5404,29 руб.,

где n - количество дней, затраченных на разработку проекта;

ЗП_ин = n·ЗП_ин.М/21,

ЗП_ин = 50·11440/21 = 27238,10 руб.,

И_з/п = ЗП_н.р + ЗП_ин ,

И_з/п = 5404,29 + 27238,10 = 32642,39 руб.

Итого затраты на оплату труда на реализацию проекта (50 дней):

И_з/п = 32642,39 руб.

В элементе «Отчисления на социальные нужды» отражаются обязательные отчисления, по установленным законодательным нормам, органам государственного социального страхования, пенсионного фонда, государственного фонда занятости и медицинского страхования от элемента «Затраты на оплату труда» (30%).

И_с.о. = 0,30· И_з/п ,(4.2)

И_с.о. = 0,30·32642,39 = 9792,72 руб.

В элементе «Амортизация основных фондов» отражаются суммарные амортизационные отчисления на полное восстановление основных производственных фондов.

В процессе работы используется компьютер Intel S-775 Pentium 4 820, стоимостью 25000 рублей и принтер НР LazerJet 5L, стоимостью 5000 руб., доля стоимости другого оборудования, отнесенная на одно рабочее место (мебель, сантехника, кондиционер и др.) составила 90000 руб. Общая стоимость оборудования составляет 120000 руб.

И_ам = (Т_исп / Т_год ) ·Н·_аФ ,(4.3)

где Т_исп - период пользования техникой, Т_ис =50 дней;

Т_год - количество дней в году, Т_год =365 дней;

Н_а - норма амортизации, Н_а= 1/Т_сл = 1/5 = 0,2, Т_сл = 5 лет;

Ф - стоимость оборудования, Ф = 120000 руб.

И_ам = (50/365)·120000·02 = 3287,67 руб.

К элементу «Прочие затраты» себестоимости продукции (работы, услуг) относятся налоги, сборы, отчисления в специальные внебюджетные фонды, платежи по обязательному страхованию имущества и прочее.

И_пр =0,1·(И_м.з.+ И_з/п +И_с.о.+ И_ам) ,(4.4)

И_пр =0,1·(770+32642,39+9792,72+3287,67) = 4649,28 руб.

К элементу «Накладные расходы» принимается коэффициент 200%.

И_накл = 2·И_з/п

И_накл = 2·32642,39 =65284,78 руб.

Себестоимость проекта:

К_проект = А_. + И_з/п + И_с.о + И_ам + И_пр + И_накл(4.5)

К_проект = 770+32642,39+9792,72+3287,67+4649,28+65284,78=116426,81 руб.

4.2Расчет затрат по реализации проекта

4.2.1Планирование работ по реализации проекта

Мероаприятия по реализации проекта включают:

-выполнение проектных работ;

-выбор оборудования;

-приобретение оборудования (в т. ч. объявление конкурса на поставку и заключение договора на поставку и доставка от поставщика);

-монтаж оборудования;

-приемка работ;

-испытание и ввод в эксплуатацию.

График выполнения работ по реализации проекта показан на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Календарный план выполнения работ

4.2.2Капитальные затраты

Капитальные затраты складываются из:

-на приобретение установок К_уст = 6600000 руб.

-на монтаж установок К_монт =200000 руб.

Сумма капитальных затрат составит:

К = К_уст + К_монт ,

К = 6600000+200000 = 6800000 руб.

4.2.3Эксплуатационные расходы

Эксплуатационные расходы состоят из следующих составляющих:

-амортизация;

-зарплата основного ремонтного персонала;

-прочие расходы.

Амортизация рассчитывается линейным способом и с учетом срока полезного использования годовые амортизационные отчисления составят:

,(4.6)

,(4.7)

руб/год.

Зарплата основного ремонтного персонала:

Для обслуживания 4 внедренных установок потребуется 2 рабочих с фиксированной заработной платой Зраб =14 000 руб/мес. Фонд оплаты труда за год составит:

ФОТ = 2·З_раб,(4.8)

ФОТ = 2·14000·12=336000 руб/год.

Страховой взнос в социальные фонды составляет 30% от налоговой базы (ФОТ)

Сумма налога за год составит ВСФ = 336000·0,30 = 100800 руб.

Расходы на ремонт и содержание

З_р = С_рс·(ФОТ+ВСФ) ,(4.9)

где С_рс = 0,35 - коэффициент удельных расходов на ремонт и содержание.

З_р = 0,35·(100800 +336000) =152880 руб/год.

Прочие расходы:

З_пр = С_пр·З_пост ,(4.10)

Где С_пр = 0,2 - коэффициент, учитывающий долю прочих расходов, З_пост - сумма основных эксплуатационных расходов.

З_пост = А + ФОТ + ЕСН + З_р ,

З_пр = С_пр·(А + ФОТ + ЕСН + З_р) ,

З_пр = 0,2·(340000 + 336000 + + 100800 + 152880) = 185936 руб./год.

Сумма эксплуатационных расходов составляет:

И _год= А+ФОТ+ЕСН +З_р +З_пр ,(4.11)

И_год = 340000 + 336000 + 100800 + 152880 + 185936 = 1115616 руб./ год.

4.3Экономия платежей при проведении природоохранных мероприятий

В последние годы наметилась тенденция к увеличению объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Одним из основных источников этих выбросов преимущественно является промышленность (металлургическая, строительная, химическая и т. д.). Предприятия безгранично, безвозвратно пользуются ассимиляционным потенциалом природной среды, способностью поглощать и переводить загрязняющие вещества в безвредные. На сегодня нагрузка на природную среду в ходе этой деятельности превышает возможности природной среды обезвреживать выбросы, что наносит непоправимый ущерб не только окружающей среде, но и экономическим и социальным системам.

Федеральным законом «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 21.11.2011, с изм. от 07.12.2011) [1] установлены формы платы за негативное воздействие на окружающую среду и определен порядок компенсации вреда окружающей среде, причиненного нарушением законодательства в области охраны окружающей среды. Определение размера вреда окружающей среде, причиненного нарушением законодательства в области охраны окружающей среды, осуществляется исходя из фактических затрат на восстановление нарушенного состояния окружающей среды, с учетом понесенных убытков, в том числе упущенной выгоды, а также в соответствии с проектами рекультивационных и иных восстановительных работ, при их отсутствии в соответствии с таксами и методиками исчисления размера вреда окружающей среде, утвержденными органами исполнительной власти, осуществляющими государственное управление в области охраны окружающей среды. На основании решения суда или арбитражного суда вред окружающей среде, причиненный нарушением законодательства в области охраны окружающей среды, может быть возмещен посредством возложения на ответчика обязанности по восстановлению нарушенного состояния окружающей среды за счет его средств в соответствии с проектом восстановительных работ.

Однако в силу реально существующих экономических условий предприятия оказались не в состоянии платить за загрязнение окружающей среды в полном объеме, поэтому были введены предельные размеры платы за превышение допустимых нормативов загрязнения в процентах от прибыли, остающейся в распоряжении природопользователя, зависящие от уровня его рентабельности. Были полностью освобождены от платы природопользователи, деятельность которых финансируется из бюджетов любого уровня. Частично освобождены от платы природопользователи, деятельность которых связана с оказанием услуг населению по линии жилищно-комунального хозяйства.

Все эти послабления привели к тому, что плата за загрязнение оказалась настолько мала, что предприятиям стало выгоднее вносить эту плату в экологические фонды, чем осуществлять природоохранные мероприятия. Платежи за сбросы некоторых веществ в сотни раз меньше, чем в других странах.

Таким образом, платежи, которые поступают в экологические фонды, предназначенные для использования на природоохранные мероприятия, едва ли хватить, чтобы компенсировать ущерб природной среде.

4.3.1Экономическая оценка экологического ущерба

Ущерб - многокомпонентная экономическая категория. Его содержание включает потери материального, производственного, народнохозяйственного и биологического характера, которые могут исчисляться в международном, региональном, национальном, территориальном, производственном масштабах.

Экономическая оценка ущерба от загрязнения окружающей среды предполагает следующую оценку негативных изменений в широком спектре последствий - ухудшение здоровья человека, исчезновения природных ресурсов, уничтожение исторических памятников, снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий и т. д.

В существующих методиках используется подход, основанный на упрощенной процедуре, базирующейся на приведении различных примесей к «монозагрязнителю», т. е. агрегированному виду, при этом рассчитывается приведенная масса выбросов.

Ущерб, причиненный выбросами загрязнений в атмосферный воздух, определяется по формуле:

,(4.12)

где - численное значение рой равно денежной оценке единицы выбросов и на 2012 г. равна 55,7 р./усл.т., - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха, зависящий от типа загрязняемой территории (для территорий промышленных предприятий ), f - показатель, учитывающий характер рассеивания примесей в атмосфере в зависимости от размера частиц, скорости оседания частиц, высоты их выбросов от земли, М - приведенная масса выброса загрязнений в атмосферу, усл.т/год.

,(4.13)

где - показатель относительной агрессивности примеси i-ого вида загрязнения, усл.т/т.;

- масса годового выброса i-ого вида загрязнения в атмосферу, т/год;

n - общее число загрязнителей, выбрасываемых источником в атмосферу.

4.3.2Порядок определения платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Размер платежей природопользователей определяется как сумма платежей за загрязнение:

-в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов загрязняющих веществ;

-в пределах установленных лимитов;

-за сверхлимитное загрязнение окружающей природной среды.

Фактическая масса годового выброса (сброса) загрязняющих веществ указывается природопользователем в ежегодной статистической отчетности по форме N 2-тп (воздух), составленной на основании журналов природоохранной деятельности (ПОД), в которых учитываются результаты работы источников загрязнения атмосферы за год.

Фактическая масса годового выброса (сброса) подразделяется:

на массу нормативных предельно допустимых выбросов (сбросов), рассчитанных на основе «Проекта ПДВ (ПДС) предприятия» и согласованных с территориальными органами Минприроды России;

на массу ВСВ и ВСС, разрешенного выброса по отдельным веществам (лимит), установленного территориальным органом Минприроды России природопользователю на период достижения ПДВ или ПДС;

на сверхлимитную массу.

Постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 года № 344 [15] установлены два вида базовых нормативов платы по каждому ингредиенту загрязняющего вещества:

-за выбросы в пределах допустимых нормативов

-за выбросы в пределах установленных лимитов.

Для отдельных регионов и бассейнов рек устанавливаются коэффициенты к базовым нормативам платы, учитывающие экологические факторы, природно-климатические особенности территорий, значимость природных и социально-культурных объектов.

Дифференцированные ставки платы определяются умножением базовых нормативов платы на коэффициенты, учитывающие экологические факторы.

Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха стационарными источниками осуществляется по следующим формулам:

Плата за загрязнение окружающей природной среды в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, объемы размещения отходов, уровни вредного воздействия, определяется путем умножения соответствующих ставок платы на величину указанных видов загрязнения и суммирования полученных произведений по видам загрязнения.

(4.14)

где i - вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, 3...n);

С_{нi атм} - норматив платы за выброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества в пределах установленных нормативов выбросов (руб./т);

М_{i атм} - фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества (т/год);

М_{нi атм} - допустимый выброс i-го загрязняющего вещества в пределах установленного норматива (т/год);

К_{з атм} - коэффициент учитывающий экологический фактор состояния атмосферного воздуха в данном регионе. Отметим, что данный коэффициент применяется с дополнительным коэффициентом 1,2 при выбросе загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов. Для особо охраняемых природных территорий, в том числе лечебно-оздоровительных местностей и курортов, а также для районов Крайнего Севера и приравненных к ним местностей, Байкальской природной территории и зон экологического бедствия применяется дополнительный коэффициент равный 2;

К_ин - коэффициент индексации платы за негативное воздействие на окружающую среду. Устанавливается ежегодно законом о бюджете Российской Федерации. На 2013 год этот коэффициент равен 2,05.

Плата за загрязнение окружающей природной среды в пределах установленных лимитов определяется путем умножения соответствующих ставок платы на разницу между лимитными и предельно допустимыми выбросами, сбросами загрязняющих веществ, объемами размещения отходов, уровнями вредного воздействия и суммирования полученных произведений по видам загрязнения.

(4.15)

где i - вид загрязняющего вещества (i = 1, 2, 3...n);

П_{л атм} - плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных нормативов выбросов (руб/год);

С_{лi атм} - норматив платы за выброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов выбросов (руб/т);

М_{i атм} - фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества (т/год);

М_{нi атм} - допустимый выброс i-го загрязняющего вещества в пределах установленного норматива (т/год);

М_{лi атм} - выброс i-го загрязняющего вещества в пределах лимита (т/год);

К_{з атм} - коэффициент учитывающий экологический фактор состояния атмосферного воздуха в данном регионе. Отметим, что данный коэффициент применяется с дополнительным коэффициентом 1,2 при выбросе загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов. Для особо охраняемых природных территорий, в том числе лечебно-оздоровительных местностей и курортов, а также для районов Крайнего Севера и приравненных к ним местностей, Байкальской природной территории и зон экологического бедствия применяется дополнительный коэффициент равный 2;

К_ин - коэффициент индексации платы за негативное воздействие на окружающую среду.

Плата за сверхлимитное загрязнение окружающей природной среды определяется путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, объемов размещения отходов уровней вредного воздействия над установленными лимитами, суммирования полученных произведений по видам загрязнения и умножения этих сумм на пятикратный повышающий коэффициент.

(4.16)

где П_{сл атм} - плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ (руб./год).

Общая плата за загрязнение атмосферного воздуха определяется по формуле:

П_атм = П_{н атм} + П_{л атм} + П_{сл атм} .(4.17)

В случае отсутствия у природопользователя оформленного в установленном порядке разрешения на выброс загрязняющих веществ, вся масса загрязняющих веществ учитывается как сверхлимитная.

Чтобы компенсировать ущерб, уменьшить нагрузку на атмосферу и снизить плату за выбросы предприятие может проводить природоохранные мероприятия. Например, системы обеспыливания улучшают санитарно-гигиеническое состояние воздуха, оптимизируют условия труда для рабочих предприятия (социальный фактор), а так же позволяют возвращать ценные фракции выбрасываемых материалов в производство либо получать дополнительные доходы от реализации уловленных продуктов другим предприятиями.

Но, перед тем как проводить природоохранные мероприятия, предприятию необходимо определить его экономическую эффективность, насколько выгодно ему реконструировать систему обеспыливания воздуха.

4.3.3Расчет экономии платежей за загрязнение окружающей среды на примере производства анодной массы ОАО «РУСАЛ Новокузнецкий алюминиевый завод»

Сравнение ущербов и размера выплат за загрязнение атмосферы до и после проведения природоохранных мероприятий рассмотрим на примере производства анодной массы ОАО «РУСАЛ Новокузнецкий алюминиевый завод», который в 2013 г планирует модернизацию 2 батарейных циклонов БЦ_250Р_64_64 путем усановки 2 пылеуловителей КПЗУ, конструкции ООО «Томскгазоочистка» и двух скрубберов с трубами Вентури.

На заводе имеется 4 прокалочных печи с котлами-утилизаторами для прокалки нефтяного кокса. В процессе работы оборудования выделяются значительные объемы выбросов в атмосферу. Проведем расчеты выбросов по пыли неорганической (SiO₂) и сажи (С).

Показатель агрессивности выбросов равен 100 усл.т/т [11].

Норматив платы в пределах допустимых нормативов С_{нi атм} = 103 руб/т.

Норматив платы в пределах установленных лимитов С_{лi атм} = 503 руб/т.

До внедрения установки пылеулавливания:

Запыленность воздуха С_до = 0,670 г/м³;

Объем воздуха 273242 м³/час;

После внедрения системы обеспыливания (циклон):

Запыленность воздуха С_после= 0,131 г/м³;

М_л = 241,2 т/год - выброс i-го загрязняющего вещества в пределах установленного лимита (т/год);

М_н = 205,2 т/год - допустимый выброс i-го загрязняющего вещества в пределах установленного норматива (т/год);

Объем воздуха 273242 м³/час.

4.3.4Расчет фактической массы выбросов и ущерба до и после внедрения пылеулавливающей установки

Масса выбросов до внедрения установки обеспыливания:

М_до = С_до·Q·24·365·10^-6,(4.18)

М_до = 2·0,67·273242·24·365·10^-6 = 1603,71 т/год.

Масса выбросов после внедрения установки обеспыливания:

М_после = С_после·Q·24·365·10^-6,(4.19)

М_после = С_после·Q = 2 · 0,134·273242·24·365·10^-6 = 313,56 т/год

Расчет приведенной массы выброса пыли

М_прив = М_i·А_i(4.20)

Таблица 5.2 - Данные для определения экологического ущерба

Выбрасываемое вещество	Фактическая масса выброса т/год	, усл.т/т	Приведенная масса выброса Mприв усл.т/год
	до	после		до	после
Пыль неорганическая, сажа	1603,71	313,56	100	160371	31356

,(4.21)

= 55,7·4·0,2·160371 =7146140,43 руб./год.

,(4.22)

= 55,7·4·0,2·31356 = 1397230,44 руб./год.

Предотвращенный экологический ущерб.

,(4.23)

= 7146140,43 - 1397230,44 = 5748909,99 руб./год.

4.3.5Расчет платежей

До внедрения установки фактическая масса выбросов составляла 1603,71 т/год, при чем М_{ф до} > М_н, М_{ф до} > М_л. После внедрения установки масса выбросов составит 313,56 т/год, при чем М_{ф после} > Мн, М_{ф после} > Мл_.

В связи с тем, что выбросы до и после внедрения установки превышают нормативные и лимитные, плата за выбросы в пределах нормативов и установленных лимитов до и после внедрения установки будет одинаковая.

Плата за выбросы в пределах нормативов определяется по формуле:

,(4.24)

Плата за выбросы в пределах установленных лимитов определяется по формуле:

,(4.25)

.

Плата за выбросы сверх пределов установленных лимитов определяется по формуле:

.

До внедрения установки:

.

После внедрения установки:

руб/год.

Общая плата за выброс загрязняющих веществ в атмосферу:

.(4.26)

До внедрения установки:

.

После внедрения установки:

.

Экономия платежей составит:

,(4.27)

.

4.3.6Расчет периода окупаемости установки

Экономическая выгода предприятия складывается из уменьшения размеров платежей за выбросы в атмосферу. Срок окупаемости составит:

,(4.28)

где - разница в плате за выбросы;

- затраты на разработку проекта;

- стоимость устанавливаемого оборудования;

- стоимость работ по монтажу оборудования;

- сума эксплуатационных расходов за год.

.

С учетом периодо монтажа и запуска оборудовании периокупаемости составит 2 года.

Выводы:

1 В результате реализации проекта платежи за загрязнение окружающей среды сократились в 15,6 раз, экологический ущерб снизился в 5,1 раза.

2 Расчет экономии платежей показал, что внедрение установки обеспыливания позволяет экономить ежегодно 6866415,24 руб.

3 Данное инвестирование является выгодным мероприятием, как с экономической, так и с экологической точки зрения.

5. Безопасность и экологичность проекта

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

В цивилизованном обществе делается все для создания оптимальных условий в производственном процессе, которые обеспечивают человеку необходимый комфорт, сохраняют здоровье и работоспособность. Что повышает благосостояние всего общества в целом.

Во время своей трудовой деятельности человек подвергается воздействию вредных и опасных производственных факторов, специфика и количество которых зависит от характера труда. Для предупреждения ухудшения здоровья работника от такого неблагоприятного воздействия на каждом конкретном предприятии или учреждении предусмотрен ряд мер по обеспечению безопасности и экологичности трудовой деятельности. Система мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и жизни людей определяется дисциплиной охрана труда.

При эксплуатации систем обеспыливания, в т. ч. циклонов, должны применяться меры безопасности против следующих опасных и вредных производственных факторов:

-ожогов о горячие поверхности аппаратов или горячей пылью, золой и газами;

-отравления токсичными газами;

-воспламенения и взрывов взрывоопасной пыли.

-шумового воздействия;

-возможности поражения током;

-запыленности воздуха рабочей зоны.

-падения с высоты

-механическое повреждение о движущиеся части систем обеспыливания.

5.2Требования к персоналу

Персонал, обслуживающий пыле- и золоулавливающие установки, должен руководствоваться Правилами технической эксплуатации и безопасного обслуживания газопылеулавливающих установок, а также производственными инструкциями по эксплуатации соответствующих аппаратов.

К обслуживанию систем пыле- и золоулавливания могут быть допущены только работники, изучившие устройство входящих в них установок, упомянутые выше Правила, инструкции, сдавшие экзамен на право обслуживания установок и по технике безопасности.

Персонал, обслуживающий газоочистные установки, должен знать состояние и режим работы основных производственных агрегатов и при возникновении неполадок на них принимать необходимые меры, обеспечивающие сохранность и безопасность работы газоочистных установок и исключение распространения на них аварийных осложнений и возможного травмирования людей.

Проверка знаний у персонала, обслуживающего пыле- и золоулавливающие установки, по правилам обслуживания и по технике безопасности должна проводиться периодически, но не реже 1 раза в 2 года. Сдавшему экзамен вручается удостоверение установленной формы, в котором записываются результаты проверки знаний по правилам обслуживания и техники безопасности. Во всех случаях работник, включающий установку, обязан предварительно принять меры по прекращению всяких работ по обслуживанию (ремонту, очистке и др.) данной системы пылеотделения и оповестить персонал о пуске.

Персонал, обслуживающий газоочистные установки, несет ответственность за безопасность людей, находящихся на агрегатах и коммуникациях, относящихся к этим газоочистным установкам.

5.3Требование к месту расположения установок

В месте установки системы пылеотделения должен быть обеспечен свободный доступ к зонам его обслуживания при эксплуатации и обслуживании.

На пыле- и золоулавливающих установках должны находится следующие инструкции и правила.

-Производственные инструкции по эксплуатации установки;

-Правила и инструкции по технике безопасности и производственной санитарии для данного производства;

-Инструкции на случай аварий и пожара;

-Правила оказания первой помощи;

-Чертежи пыле- и золоулавливающей установки и схемы коммуникаций к ней относящейся;

-Электрическая схема установки.

На пыле- и золоулавливающей установке должны находится в исправном состоянии:

-Защитные средства (перчатки, коврики, очки и т. д.);

-Предупредительные плакаты;

-Средства для тушения пожара;

-Аптечка;

-Противогазы;

-Тросик заземления.

-Ограждения

5.4Требования безопасности перед началом работы

Перед пуском аппаратов в работу необходимо убедиться в следующем:

-Герметичности системы пылеотделения;

-Надежности заземления установки;

-Уровень пыли в накопительных бункерах находится в допустимых пределах;

-Механизмы удаления пыли из пылеуловителей и средства транспортировки ее исправны и подготовлены к работе;

-Отсутствии посторонних предметов, наличие которых недопустимо;

-Надежности присоединения воздуховодов к циклонам системы пылеотделения;

-Ремонтные работы закончены, пылеулавливающий аппарат исправен и готов к эксплуатации (люки закрыты, леса демонтированы, посторонние предметы убраны).

Для проверки работоспособности установки пылеотделения проводят пробный пуск, чтобы убедиться в отсутствии посторонних стуков, шумов, повышенной вибрации, нарушения герметичности и других дефектов в изготовлении системы пылеотделения.

После этого система пылеотделения включается в нормальную работу.

5.5Требования безопасности во время работы установок

Следует соблюдать установленный для аппаратов обеспыливания оптимальный режим эксплуатации, согласно рекомендации научно-исследовательских, проектных и пуско-наладочных организаций, а также заводов-изготовителей.

Необходимо следить за герметичностью аппаратов и коммуникаций, не допуская утечек газа (при работе под давлением) или недопустимых подсосов воздуха (при разряжении).

Необходимо обеспечивать своевременное удаление из бункеров уловленной пыли и ее транспортировку в предназначенные места. Для контроля за уровнем пыли циклонные установки должны снабжаться сигнализаторами уровня, при этом датчик нижнего уровня не дожжен быть установлен выше 2/3 высоты бункера. Путем легкого постукивания, по звуку, проверяют, не забита ли течка после пылевыгрузных устройств.

Пылевыгрузочное устройство состоит из затворов и приспособлений транспортировки пыли (ленточные (скребковые), цепные, шнековые транспортеры).

Взрывоопасную и пожароопасную пыль необходимо удалять из бункера непрерывно.

Пылевые затворы и средства транспорта уловленной пыли должны действовать безотказно. Подсосы воздуха через пылевые затворы недопустимы, т. к. при работе аппаратов под разряжением происходит резкое снижение коэффициента очистки.

Пылевыгрузные устройства, работающие периодически, должны быть открыты, и необходимо принять меры для полного опорожнения бункера, т. к. оставшаяся и отсыревшая пыль теряет сыпучесть и может образовывать «пробку» в пылевыпускном отверстии бункера.

Не допускать слеживания и цементации пыли в системах пыленакопления и пылеуборки, прибегая для этого к предусмотренным методам, в том числе поддерживая температуру всех узлов установки выше «точки росы» газа.

Обслуживающим персоналом в ходе эксплуатации газоочистной установки систематически ведется оперативный журнал, в который заносятся основные показатели, характеризующие работу установки, наблюдаемые отклонения от установленного оптимального режима, обнаруженные неисправности, а также случаи отключения отдельных агрегатов или вывод из работы всей газоочистной установки с указанием причин и принятых мер.

В ходе эксплуатации газоочистных установок, предназначенных для очистки газов с высоким содержанием горючих (взрывоопасных) компонентов, следует особо тщательно обеспечивать установленные параметры давления газа и герметичность сооружений, а также правильную продувку коммуникаций и аппаратов, во избежание опасности взрывов газа и пожаров, одновременно предусматривать ограждение источников открытого огня и соблюдение других специфических требований.

По температуре выходящих из циклона газов можно судить о возгорании пыли в аппарате. Возгорание может иметь место при попадании в бункер большого количества сажи. Несгоревших частиц торфа или угля. В случае возгорания следует циклон заполнить углекислым газом или паром, осторожно выгрузить пыль.

В ходе эксплуатации газоочистных установок, предназначенных для очистки газов с высоким содержанием токсичных примесей, следует особо тщательно обеспечивать герметичность сооружений, эффективную вентиляцию рабочих помещений, лабораторный контроль за уровнем загрязнения атмосферного воздуха на рабочих местах, применение в необходимых случаях газозащитных средств, а также соблюдение других специфических требований.

В ходе эксплуатации газоочистных установок, предназначенных для очистки газов от химически агрессивных или абразивных компонентов, следует особо тщательно следить за сохранностью примененных защитных покрытий и отсутствием разрушений металла и оборудования, предупреждая преждевременный выход их из строя.

Газоочистные установки должны подвергаться техническому осмотру для оценки их состояния и работоспособности не реже одного раза в три месяца комиссией, состав которой определяется руководством предприятия.

По результатам осмотра составляется акт и намечаются мероприятия по устранению обнаруженных недостатков, ремонт. Акт осмотра прилагается к паспорту газоочистной установки.

Ремонт и осмотр

При эксплуатации циклоны должны систематически подвергаться техническим осмотрам.

Осмотр и ремонт установок разрешается только после:

-отключения установок от газа исправными шиберами заглушками;

-тщательной вентиляции корпусов аппаратов и коммуникаций, к ним относящихся, от вредных газов, проверки с помощью газоанализатора или других средств, показавшей, что доступ к осмотру безопасен.

-охлаждения установок до температуры не более 50° С;

-при постоянном надзоре за людьми, находящимися внутри аппаратов, и наличии соответствующих средств для быстрой их эвакуации в случае необходимости.

-закрытия шиберов на замок, и возле них вывешивается плакат: «Не включать: циклон на ремонте».

-отключения подачи электроэнергии на электродвигатели, обслуживающие механизмы, связанные с циклоном.

-на пусковых устройствах или рукоятках рубильника вывешиваются плакаты: «Не включать: работают люди».

При работе внутри аппаратов применяются только взрывозащитные светильники. Применение переносных электрических светильников с напряжением выше 12 В - запрещается.

Продувку (вентиляцию) газовых коммуникаций и установок газоочистки от взрывоопасных газов следует производить инертным газом или паром.

При улавливании газоочистными аппаратами самовозгорающейся пыли нельзя допускать чрезмерного накопления ее в аппаратах или коммуникациях и необходимо принимать предусмотренные меры против самовоспламенения.

В процессе работы установки рекомендуется ограничить прямой доступ персонала к системе пылеотделения [26].

5.6Меры безопасности в аварийных ситуациях

При возникновении опасных ситуаций необходимо:

-Прекратить все работы

-Сообщить непосредственному руководителю работ, мастеру, начальнику смены.

-Работники по возможности должны быть выведены за пределы опасной зоны.

-Принять возможные меры по устранению опасной ситуации и ее последствий.

-Если есть пострадавшие немедленно оказать первую помощь, вызвать скорую помощь.

5.7Меры безопасности при обслуживании установок обеспыливания

5.7.1Защита от ожогов о горячие поверхности

При проектировании циклонов необходимо предусматривать тепловую изоляцию их наружных поверхностей для предохранения от ожогов и случайных прикосновений. Температура наружной поверхности, согласно правилам техники безопасности, допускается обычно не выше 55° С. Для тепловой изоляции рекомендуется применять минеральную вату являющуюся высокоэффективным термоизоляционным материалом. Сверху теплоизоляцию следует покрывать металлическими листами или асбоцементной штукатуркой по сетке.

5.7.2Защита от ожогов горячими газами

Для защиты от ожогов горячими газами, пылью, золой следует обеспечить надежность и герметичность соединений швов, выполняя их преимущественно сварным способом.

Кроме того, должна обеспечиваться герметичность пылевыгрузного устройства.

5.7.3Защита от взрывов и пожаров

Возгорание может иметь место при попадании в бункер большого количества сажи, несгоревших частиц торфа или угля. В случае возгорания следует заполнить циклон углекислым газом или паром, осторожно выгрузить пыль. Таким образом, одно из условий горения - наличие кислорода, не выполняется, т. к. углекислый газ, замещающий кислород, не поддерживает горение.

Циклоны, работающие в атмосфере легковоспламеняющихся веществ или взрывоопасных пылей, снабжаются взрывными пластинами (мембранами). При этом необходимо принять меры, исключающие возможность выбросов вредных и взрывоопасных газов в помещение, а также искрообразование и травмирование осколками и частями мембран при их срабатывании, что может повлечь развитие цепной аварии.

По температуре выходящих из циклонной установки газов можно судить о возгорании пыли в аппарате. Процесс возгорания можно контролировать посредством установки температурных датчиков на входе и на выходе циклона.

5.7.4Меры безопасности при работе на высоте

При обслуживании циклонов на высоте более 1,8 м для доступа к люкам, шиберам и другой арматуре выполняются стационарные лестницы и площадки с ограждениями. Ширина лестницы должна быть не менее 0,7м, уклон её не более 450, шаг ступени не более 0,25м.

5.7.5Защита от механических повреждений

Все движущиеся части затворов, вентиляторов должны быть надёжно ограждены. Снимать ограждение для ремонта механизмов разрешается только после полной остановки.

5.7.6Защита от производственного шума

Шум -- сочетание различных по частоте и силе звуков

Слышимый шум- 20 - 20000 Гц,

ультразвуковой диапазон- свыше 20 кГц,

инфразвук-- меньше 20 Гц,

устойчивый слышимый звук- 1000 Гц - 3000 Гц

Вредное воздействие шума:

При длительном воздействии на организм человека шум вызывает снижение остроты зрения, слуха, головные боли, снижение внимания повышение кровяного давления, нарушения сердечно-сосудистой системы и др.

Физические характеристики шума

Интенсивность -- кол-во энергии, переносимое звуковой волной за 1 с через площадь в 1 м², перпендикулярно распространению звуковой волны.

Звуковое давление -- дополнительное давление воздуха, которое возникает при прохождении через него звуковой волны.

Звуковое восприятие человеком

Т. к. органы слуха человека обладают неодинаковой чувствительностью к звуковым колебаниям различной частоты, весь диапазон частот на практике разбит на октавные полосы.

Октава - полоса частот с границами f₁ - f₂, где f₂/f₁ = 2.

Среднегеометрическая частота - fсг =

Весь спектр разбит на 8 октавных полос:

45…90; 90…180; 180…360 ... 5600…11200.

Звуковой комфорт - 20 дБ;

Мероприятия по борьбе с шумом

I группа- Строительно-планировочная

II группа- Конструктивная

III группа - Снижение шума в источнике его возникновения

IV группа - Организационные мероприятия

Рассмотрим организационные мероприятия, т. к. именно они обеспечивают защиту персонала от воздействия шума.

К организационным мероприятиям относится:

Определение режима труда и отдыха персонала.

Планирование рабочего времени.

Планирование режима работы и остановки источников шума.

Если уровень шума не снижается в пределах нормы, используются индивидуальные средства защиты (наушники, шлемофоны) [25].

5.7.7Защита от производственной вибрации

Вибрация -- механические колебания материальных точек или тел.

Причина появления вибрации: неуравновешенное силовое воздействие.

Вредное воздействия: повреждения различных органов и тканей; влияние на центральную нервную систему; влияние на органы слуха и зрения; повышение утомляемости.

Методы снижения вибрации:

Снижение вибрации в источнике ее возникновения.

Конструктивные методы (виброгашение, виброденфирование - подбор определенных видов материалов, виброизоляция).

Организационные меры. Организация режима труда и отдыха.

5.7.8Защита персонала от запыленности воздуха

Для защиты персонала от высокой запыленности воздуха рабочей зоны, необходимо использовать индивидуальные средства защиты.

Работники организаций должны обеспечиваться специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов (респиратор, каска, наушники, защитные очки, перчатки, и т. д.) в соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи работникам специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты и Правилами обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты.

Спецодежду, спецобувь и другие средства индивидуальной защиты выносить за пределы организаций не допускается. Их необходимо хранить в гардеробных, респираторных и других специальных помещениях, оборудованных в соответствии с действующими санитарными нормами. Средства индивидуальной защиты должны подвергаться чистке.

Выдаваемая спецодежда и спецобувь должны соответствовать действующим стандартам, а также размерам работника.

Кроме того, об устойчивости работы аппарата, о забивании аппарата, а следовательно, о запыленности воздуха в рабочей зоне можно судить по перепаду давления, которое фиксируется на манометрах аппарата, либо по показаниям расходомеров аппарата.

Вывод: Для снижения риска возникновения несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний персонала, обслуживающего пылеулавливающие установки, должны соблюдаться следующие меры:

-перед допуском персонала проводиться вводный инструктаж, а также первичный инструктаж на рабочем месте;

-персонал должен быть обучен безопасным методам работы с установкой, иметь удостоверение о прохождении проверки знаний;

-эксплуатация установки должна производиться, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей, инструкциями по охране труда.

-персонал должен быть обучен действиям при возникновении аварийных ситуаций, правилам оказания первой помощи;

-персонал должен правильно и своевременно использовать средства индивидуальной защиты.

Заключение

В данной дипломной работе представлены результаты исследования модернизации существующей системы газоочистки, путем установки КПЗУ конструкции ООО «Томскгазоочистка» и скруббера с трубой Вентури.