Использование низкопотенциальной теплоты, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ, в системе теплоснабжения ЧМК ПАО "Северсталь"

t_кр, t_рол - нагрев охлаждающей воды в кристаллизаторе и роликах:

(3.2)

Обычно в кристаллизаторе нагрев воды составляет t_кр = 510 С; в роликах t_кр = 1520 С. Поскольку схеме утилизации теплоты на рис. 3.4 массовые расходы G_кр и G_рол остаются без изменений, то и нагрев воды в кристаллизаторе t_кр и роликах t_рол при тех же условиях не изменится.

Рассмотрим схему изменения температур греющей и нагреваемой воды в противоточном теплообменнике Т1, показанную на рис. 3.6. Сетевая вода с расходом G_м1 нагревается в Т1 от температуры t_о.с до t_м1. Максимальная разность температур в теплообменнике равна разности температуры воды на выходе из кристаллизатора и температуры обратной сетевой воды:

(3.3)

На рисунке 3.7 показана схема изменения температур греющей и нагреваемой воды в теплообменнике Т2. Сетевая вода с расходом G_м2 нагревается в Т2 от температуры t_о.с до t_м2. Максимальная разность температур в теплообменнике равна разности температуры воды на выходе из роликов и температуры обратной сетевой воды:

(3.4)

Рисунок 3.6 - Схема изменения температур воды в теплообменнике Т1

Рис. 3.7. Схема изменения температур воды в теплообменнике Т2

Тепловой поток, отводимый в поверхностном теплообменнике, можно определить по выражению [35]:

(3.5)

где коэффициент эффективности теплообменника;

t_max - максимальный температурный напор в теплообменнике;

W_м - наименьший из двух водяных эквивалентов теплоносителей.

Обычно уравнение (3.5) используется для того, чтобы определять тепловой поток Q по известной максимальной разности температур t_max, однако в данном случае тепловые потоки, отводимые в кристаллизаторе и роликах, а значит и в теплообменниках Т1 и Т2 можно считать известными, а неизвестной является величина t_max, которую можно выразить из (3.4):

(3.6)

Коэффициент для противоточных водоводяных теплообменников при различных режимах работы можно определить по формуле [35]:

(3.7)

где W_б - наибольший из двух водяных эквивалентов теплоносителей;

Ф - параметр теплообменника, который при неизменном качестве поверхности нагрева остается постоянным в широком диапазоне изменения расходов теплоносителей. Величина Ф определяется выражением [35]:

(3.8)

где k - коэффициент теплопередачи в теплообменнике при данных W_м и W_б;

F - площадь поверхности нагрева теплообменника;

t_ср - среднелогарифмический температурный напор в теплообменнике;

t_м и t_б - наименьшее и наибольшее изменения температур теплоносителей, определяемые из соотношений:

(3.9)

Для отечественных пластинчатых теплообменников с чистой поверхностью нагрева величина Ф =1 [35]. Величина Ф зависит от длины одной пластины l теплообменника и количества теплообменников n, включаемых последовательно (обычно n = 1 2), и для чистых теплообменников может определена по выражению: Ф = 1,1ln [35].

При загрязнении поверхности нагрева величина Ф снижается, и ее нужно определять экспериментально, например, используя выражение (3.8).

Рассмотрим случай, когда водяной эквивалент первичного теплоносителя W_п больше, чем у вторичного W_в, т.е. W_п = W_б, W_в = W_м. Выражение (3.6) можно записать в виде:

(3.10)

Подставляя (3.6) в (3.3), можно получить:

(3.11)

Пусть наоборот, W_п < W_в, т.е. W_п = W_м, W_в = W_б, тогда выражение (3.10) можно записать так:

(3.12)

Подставляя (3.12) в (3.3), получим:

(3.13)

Поскольку величина зависит от отношения W_м/W_б, а отношение водяных эквивалентов первичного и вторичного теплоносителя для водоводянных теплообменников можно представить как:

(3.14)

то из выражений (3.8) и (3.10) следует, что отношение является функцией отношения , и параметра Ф теплообменника.

На рисунке 3.8 показана зависимость от при условии для трех значений параметра Ф = 0,7; 1; 2. На рисунке 3.9 показана зависимость от при условии для те же Ф.

Рисунок 3.8- Зависимость от ()

Зная отношение , нагрев первичного теплоносителя в оборудовании (кристаллизаторе, роликах), и температуру обратной сетевой воды t_о.с, можно определить максимальную температуру первичного теплоносителя t_п по выражению:

(3.15)

Пусть, например, максимальный нагрев химочищенной воды в кристаллизаторе составляет t_п = 10 С, температура обратной сетевой воды t_о.с = 70 С, тогда при параметре Ф = 1 и равенстве расходов воды, охлаждающей кристаллизатор и теплообменник Т1 (), из рисунка 3.8. получаем , а из формулы (3.15)

Максимальный нагрев химочищенной воды в роликах составляет t_п = 20 С; при t_о.с = 70 С, Ф = 1 и , , тогда

Рисунок 3.9-Зависимость от ()

В рассмотренных примерах максимальная температура воды, нагретой в оборудовании, не превышает допустимой температуры 110 С. Поскольку максимальная температура сетевой воды при температурном графике 70130 С не превышает 70 С, то отношение можно считать максимально допустимым для кристаллизатора или роликов. С учетом возможного загрязнения поверхности нагрева теплообменника, данное соотношение должно быть меньше единицы ().

Например, если , то при загрязненной поверхности нагрева с Ф = 0,7 из рис. 3.8 получается . Тогда при t_п = 20 С; t_о.с = 70 С, получается

Если тепловая сеть работает по температурному графику 50130 С, т.е. максимальная температура обратной сетевой воды равна t_о.с = 50 С, то при максимальном нагреве химочищенной воды t_п = 10 С из условия, что температура нагретой воды t_п 110 С, из (3.11) можно получить:

(3.16)

Например, из графика на рисунке 3.9 следует, что при Ф = 1 и отношение , т.е. удовлетворяет предыдущему неравенству.

Таким образом, допустимое отношение , которое необходимо для нормальной работы оборудования МНЛЗ, зависит от максимальной температуры обратной сетевой воды t_о.с, от максимального нагрева воды t_п в оборудовании, и от параметра Ф теплообменника.

Нагрев сетевой воды в теплообменнике определяется по выражению:

(3.17)

Например, при и t_п = 10 С, нагрев сетевой воды составит t_в = 50 С, а при t_в = 10 С.

Подогрев сетевой воды в промежуточных теплообменниках МНЛЗ определяется выражением:

(3.18)

где G_м = G_м1 + G_м2.

Температура сетевой воды t_м, получаемой при смешении воды, подогретой в теплообменниках Т1 и Т2 на схеме рисунка 3.5, определяется так:

(3.19)

Величина t_м, определяемая выражением (3.19), может относиться к одной МНЛЗ, если величины G_м, G_кр и G_рол относятся к одной МНЛЗ, либо это температура сетевой воды, идущей на котельную после всех МНЛЗ, тогда G_м, G_кр и G_рол - суммарные расходы воды для всех МНЛЗ.

3.3 Утилизация теплоты от МНЛЗ в системе теплоснабжения ЧМК

Рассмотрим схему утилизации теплоты, отводимой оборудованием МНЛЗ, показанную на рисунке 3.4, применительно к ЧерМК ОАО «Северсталь».

При одновременной работе всех (пяти) двухручьевых МНЛЗ конвертерного производства ЧМК на охлаждение кристаллизаторов подается воды G_кр 5000 т/ч = 1389 кг/с, на охлаждение роликов и прочего оборудования G_рол 7000 т/ч = 1945 кг/с. Нагрев воды при этом составляет в среднем t_кр = 6,5 °С в кристаллизаторах и t_рол =16 °С в роликах.

Тепловые потоки, отводимые во всех кристаллизаторах и во всех роликах, будут, соответственно, равны:

где с_в = 4,19 кДж/(кгК).

Тепловой поток, отводимый в промежуточных теплообменниках всех МНЛЗ, равен:

Рассмотрим вариант, когда сетевая вода, предварительно нагретая в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, дополнительно подогревается на водогрейной котельной. На ОАО «Северсталь» для обеспечения теплом потребителей используются 4 водогрейных котла ПТВМ-100, работающих параллельно. Основные характеристики котлов [30, 39] приведены в таблице 3.1. Номинальная теплопроизводительность четырех котлов ПТВМ-100 составляет 400 Гкал/ч = 1676 ГДж/ч.

Таблица 3.1- Основные характеристики котла ПТВМ-100

Технические характеристики	Значение
Теплопроизводительность номинальная, МВт (Гкал/ч)	116,3 (100)
Вид топлива	Газ/мазут
Температура воды на входе, °С (основной/пиковый)	70 / 110
Температура воды на выходе, °С	150
Удельный расход условного топлива, кг/ГДж	37,8
КПД котла, %, не менее,	90,1

Расход сетевой воды в контуре котельной определяется установленными на водогрейной котельной сетевыми насосами и составляет G_с.в = 6000 т/ч. Т.к. расход сетевой воды G_с.в не превышает сумму расходов воды на кристаллизаторы и ролики всех МНЛЗ G_кр и G_рол, то всю сетевую воду следует направлять в промежуточные теплообменники, т.е. G_м = G_с.в = 6000 т/ч. Подогрев сетевой воды в промежуточных теплообменниках, как следует из формулы (3.13), составит:

Сталеплавильное производство ОАО «Северсталь» подключено к отопительному контуру водогрейной котельной, работающей по температурному графику 130°С/70°С со срезом на 110 °С [2, 23, 40, 41] (рисунок 3.10). Таким образом температура сетевой воды в подающем трубопроводе в самый холодный период составляет 110 °С, а максимальный перепад температур в подающем и обратном трубопроводах составляет 52,6 °С.

Суммарные расчетные тепловые нагрузки по отопительному контуру водогрейной котельной ОАО «Северсталь» составляют:

на отопление или 769,9 ГДж/ч;

на вентиляцию или 625,35 ГДж/ч

на горячее водоснабжение или 59,9 ГДж/ч.

Рисунок 3.10 - Температурный график сетевой воды на ОАО «Северсталь»

Расчетная тепловая нагрузка водогрейной котельной составляет:

По известным тепловым нагрузкам можно построить график годового потребления теплоты [12, 17, 35] (рис. 3.10), где по оси абсцисс отложена тепловая нагрузка Q_т, Гкал/ч, отпускаемая тепловым потребителям, определяемая выражением:

(3.20)

где G_с.в - расход сетевой воды, кг/с;

t_пс, t_ос - температуры прямой и обратной сетевой воды, которые определяются из температурного графика на рисунке 3.10 в зависимости от температуры наружного воздуха t_нар.

По рисунку 3.11 величину Q_т можно определить в зависимости от температуры наружного воздуха t_нар, и в зависимости от продолжительности тепловых нагрузок.

Как видно из рисунка 3.11, теплота, сообщаемая сетевой воде в промежуточных теплообменниках МНЛЗ (Q_м = 157,5 Гкал/ч) позволит полностью перекрыть нагрузку горячего водоснабжения в течение всего года, а в отопительный период и часть нагрузки на отопление и вентиляцию.

Рисунок 3.11- График годового потребления теплоты на ОАО «Северсталь»

Расход сетевой воды через промежуточные теплообменники составит G_м = 6000 т/ч, при этом через теплообменники Т1 (в контуре кристаллизаторов) расход сетевой воды равен примерно половине этого расхода, т.е. G_м1 3000 т/ч, через теплообменники Т2 (в контуре роликов) G_м2 3000 т/ч. Соотношение G_п/G_в для теплообменников Т1 составит 5000/3000 1,7; для теплообменников Т2 - 7000/3000 2,3. По рис. 3.9 определим зависимость , которая для теплообменника Т1 составит 2,5, для теплообменника Т2 - 3 (при Ф = 1). Из рисунке 3.10 следует, что максимальная температура обратной сетевой воды, с учетом срезки, составляет t_о.с 60 С.

Максимальная температура воды, нагретой в кристаллизаторах, составит:

t_кр = t_о.с + t_кр = 60 + 2,5·6,5 = 76 °С;

Максимальная температура воды, нагретой в роликах, составит:

t_рол = t_о.с + t_рол = 60 +3·16 = 108 °С. (3.21)

Нагрев сетевой воды в теплообменнике кристаллизаторов согласна выражения (3.12) составит t_в = 6,5·2,3 = 15°С, в теплообменнике роликов t_в = 16·3 = 48 °С. Температура сетевой воды t_м, получаемой на выходе из теплообменников Т1 и Т2 согласно формулам (3.13) и (3.14) составит

t_м = 60 + 6,5·(5000/6000) + 16·(7000/6000) = 84 °С.

Теплота Q_м равна теплоте подогрева сетевой воды, проходящей через теплообменники Т1 и Т2:

(3.22)

Если теплота, отводимая в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, Q_м больше тепловой нагрузки Q_т, отпускаемой тепловым потребителям, то избыточная теплота, отводимая в теплообменнике Т3 в схеме на рис. 3.4, равна:

(3.23)

Температура сетевой воды t_м, выходящей после теплообменников Т1, Т2 и Т3, в данном случае должна равняться температуре прямой сетевой воды t_пс, определяемой в зависимости от температуры наружного воздуха.

Утилизируемая теплота в этом случае равна:

(3.24)

Из графика годового потребления теплоты на ОАО «Северсталь», показанном на рисунке 3.11, следует, что тепловая мощность Q_м = 157,5 Гкал/ч отпускаемая МНЛЗ, в течение 5000 ч в году меньше тепловой нагрузки котельной Q_т, и в течение этого времени вся теплота Q_м может быть утилизирована в системе теплоснабжения, связанной с данной котельной. В течение отопительного периода, длящегося 5080 ч в году, количество утилизированной теплоты от МНЛЗ составит примерно:

Q_уу 157,55080 = 797 560 Гкал = 3 353 тыс. ГДж.

Экономия условного топлива на котельной при подогреве сетевой воды в теплообменниках МНЛЗ в течение отопительного периода составит [32]:

где теплота сгорания условного топлива, ГДж/т.у.т; _к 0,9 - КПД водогрейной котельной.

Экономия природного газа (топлива на водогрейной котельной) при теплоте сгорания 35 МДж/м³ составит 106 млн. м³, что при цене на природный газ 4,75 руб/м³ составит денежную экономию затрат на покупное топливо в размере 503,5 млн. руб. в течение отопительного периода.

Расчет экономии условного топлива проведен при условии, что тепловая мощность Q_м, отпускаемая МНЛЗ, не изменяется в течение года, однако, часто, одна, две или несколько МНЛЗ могут по тем или иным причинам не работать, в результате чего пропорционально числу работающих МНЛЗ уменьшается величина Q_м. Соответственно, количество утилизированной теплоты в течение отопительного периода будет меньше, чем в приведенных расчетах, когда величина Q_м соответствует одновременной работе всех пяти МНЛЗ.

Также достигается уменьшение тепловых выбросов в атмосферу в количестве, равном утилизированной теплоте Q_уу, а также уменьшение выбросов СО₂, которое при уменьшении расхода природного газа в котельной, составит примерно 60 кг на 1 ГДж утилизированной теплоты. При Q_уу = 660 ГДж/ч, снижение выбросов СО₂ в атмосферу составит примерно 40 т/ч.

Применительно к ЧерМК ОАО «Северсталь» капитальные затраты на реализацию мероприятия по утилизации теплоты являются не очень значительными, т.к. промежуточные теплообменники для охлаждения химочищенной воды, нагретой в кристаллизаторе и роликах, на большинстве МНЛЗ уже имеются, а другие МНЛЗ планируют перевести на охлаждение химочищенной водой (для увеличения срока службы оборудования МНЛЗ). Требуется проложить лишь дополнительный участок тепловой сети, связывающий сталеразливочный цех с водогрейной котельной.

Разработаны схемы утилизации теплоты, отводимой в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, в системе теплоснабжения металлургического предприятия; описана их работа.

Рассмотрены характеристики промежуточных теплообменников, тепловая работа которых во многом определяет температурный режим оборудования МНЛЗ (кристаллизатора и роликов).

Рассмотрены схемы утилизации теплоты, отводимой в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, применительно к Череповецкому металлургическому комбинату ПАО «Северсталь».

Рассчитаны энергетический, экономический и экологический эффекты от утилизации теплоты, отводимой в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, в системе теплоснабжения ЧерМК ОАО «Северсталь».

4. Экономическая целесообразность проекта

Новая система водоснабжения является наиболее выгодной с экономической точки зрения: увеличивается производительность машины, повышается срок службы оборудования из-за меньшего воздействия коррозионных факторов, что приводит к снижению себестоимости выпускаемой продукции, уменьшаются затраты на капитальный ремонт.

4.1 Расчет капитальных вложений при проектировании нового оборудования

Капитальные вложения К_н.о, руб., могут быть определены по формуле:

(4.1)

где - оптовая цена нового оборудования, изготовленного по проекту, руб.;

- транспортно - заготовочные затраты, руб.;

- затраты на монтаж, руб.;

- затраты на специальные строительные работы, руб.

от , = 15% от, = 21% от .

= 48,71 млн. руб;

= 2,44 млн. руб;

= 7,31 млн. руб;

= 10,23 млн. руб.

млн.руб

4.2 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

Данная комплексная статья включает в себя виды затрат:

- амортизационные отчисления;

- затраты на малоценные и быстроизнашивающиеся предметы.

Амортизационные отчисления - это часть первоначальной стоимости, переносимая на продукцию в течение одного года. Амортизационные отчисления И_а, руб., рассчитываются по формуле:

(4.2)

где Н_а - норма амортизационных отчислений от первоначальной стоимости основных фондов;

К_о - первоначальная стоимость основных фондов.

Норма амортизационных отчислений от первоначальной стоимости основных фондов насосной станции составляет Н_а = 5,0%.

Первоначальная стоимость основных фондов в данном случае равна капитальным вложениям К_о = 68,69 млн. руб.

= = 3 млн. 345 тыс. руб.

Так как не применяется быстроизнашивающееся оборудование, то этой статьей можно пренебречь.

Таким образом, расходы на содержание и эксплуатацию оборудования будут состоять только из амортизационных отчислений.

4.3 Определение экономического эффекта и экономической эффективности

Определение экономической эффективности проектных разработок заключается в расчете срока окупаемости Т_р и коэффициента эффективности капиталовложений Е_р.

Размеры денежной экономии Э_г руб., определяются разностью приведенных затрат в пересчете на годовой объем работ.

Годовая экономия достигается за счет более длительного срока службы роликов и оборудования МНЛЗ, а именно срок службы увеличивается в два раза. За счет этого в год экономится сумма равная 1/3 от стоимости всех роликовых секций и оборудования:

(4.3)

где Ц_об - стоимость роликовых секций и оборудования;

n - количество роликовых секций.

= 301331838/3 = 13,32 млн руб./год

Так же годовая экономия достигается за счет увеличения производительности МНЛЗ №5 от 700 тыс. тонн стали в год до 2 млн тонн.

(4.4)

где - m₁ и m₂ производительность МНЛЗ до и после модернизации;

Ц_ст - прибыль от 1 тыс. тонн стали, 34 тыс. руб.

= 70034000 = 23800000 млн руб./год

= 200034000 = 68000000 млн руб./год

(4.5)

= 68000000 - 23800000 = 44200000 руб./год = 44,2 млн руб./год

(4.6)

= 44,2 + 13,32 +3,35 = 60,87 млн руб./год

Экономический эффект Э_ф рассчитывается по формуле:

(4.7)

= 60870000- 68690000·0,15 = 50566500 руб.

Расчетный срок окупаемости Т_р, год., составляет:

(4.8)

= 68690000/60870000 = 1,1 года

Расчетный коэффициент экономической эффективности проекта составляет:

(4.9)

= 1/1,1=0,91

Данный проект является экономически выгодным, т.к. полученные технико-экономические показатели выше нормативных.

5. Безопасность жизнедеятельности

Безопасность жизнедеятельности представляет собой область научных знаний, охватывающих теорию и практику защиты человека от опасных и вредных факторов во всех сферах человеческой деятельности, сохранение безопасности и здоровья в среде обитания.

Основными задачами БЖД является:

1.сохранение здоровья и работоспособности человека;

2.выбор параметров состояния среды обитания;

3.применение мер защиты от негативных факторов естественного и антропогенного происхождения;

4.интегрирует знания по охране труда, охране окружающей среды, гражданской обороне.

Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека на производственных предприятиях занимается «охрана труда».

Охрана труда - система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, социально-экономические, психофизические, реабилитационные и другие мероприятия. Функциями охраны труда являются исследования гигиены труда и санитарии, проведение мероприятий по снижению влияния вредных факторов на организм работников в процессе труда.

На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать вредные (вызывающие заболевания) и опасные (вызывающие травмы) производственные факторы. Вредные и опасные производственные факторы (ГОСТ 12.0.003-74) подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.

5.1 Анализ условий труда персонала при обслуживании системы охлаждения МНЛЗ

Персонал, обслуживающий систему охлаждения МНЛЗ, подвергается следующим вредным и опасным факторам:

*электрический ток;

*повышенная температура поверхности оборудования;

*повышенный уровень вибрации и шума;

*разрывы трубопроводов;

*отклонения от нормативных параметров микроклимата помещения;

*расположение рабочего места на высоте.

Вибрация -- сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии.

Вибрация возникает под действием внутренних или внешних динамических сил, вызванных плохой балансировкой вращающихся и движущихся частей машин, неточностью взаимодействия отдельных деталей узлов, ударными процессами технологического характера, неравномерной рабочей нагрузкой машин, движением техники по неровности дороги и т.д. Вибрации от источника передаются на другие узлы и агрегаты машин и на объекты защиты, т.е. на сиденья, рабочие площадки, органы управления, а вблизи стационарной техники -- и на пол (основание). При контакте с колеблющимися объектами вибрации передаются на тело человека.

Вибрация делится на общую, локальную и фоновую. Местная вибрация малой интенсивности может оказать благоприятное воздействие на организм человека: восстановить трофические изменения, улучшить функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т.п.

Увеличение интенсивности колебаний и длительности их воздействия вызывают изменения в организме работающего. Эти изменения (нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, появление головных болей, повышенная возбудимость, снижение работоспособности, расстройство вестибулярного аппарата) могут привести к развитию профессионального заболевания -- вибрационной болезни.

Наиболее опасны вибрации с частотами 2...30 Гц, так как они вызывают резонансные колебания многих органов тела, имеющих в этом диапазоне собственные частоты.

Рабочий персонал подвергается общей вибрации, воздействие которой может привести к нарушению нормальной деятельности вестибулярного аппарата, головным болям, нарушениям сна, снижению работоспособности.

Шум (звук) -- упругие колебания в частотном диапазоне слышимости человека, распространяющиеся в виде волны в газообразных средах.

Производственный шум -- совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работников неприятные ощущения.

Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звука до 40...70 дБ создает дополнительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздействии может стать причиной неврозов.

Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ может привести к ухудшению слуха -- профессиональной тугоухости. При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.

Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работы. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических объектов и внутрицехового транспорта сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Поражение человека электрическим током возможно только при замыкании электрической цепи через тело человека. Это возможно при:

* прикосновении к корпусам электроустановок, случайно оказавшихся под напряжением (повреждение изоляции);

* прикосновении к открытым токоведущим частям оборудования и проводам;

* воздействии атмосферного электричества во время грозовых разрядов;

* освобождении человека, находящегося под напряжением;

* шаговом напряжении;

* действии электрической дуги.

Проходя через организм, электрический ток оказывает следующие воздействия: термическое (нагревает ткани, кровеносные сосуды, нервные волокна и внутренние органы вплоть до ожогов отдельных участков тела); электролитическое (разлагает кровь, плазму); биологическое (раздражает и возбуждает живые ткани организма, нарушает внутренние биологические процессы).

Электрический удар -- поражение организма человека, вызванное возбуждением живых тканей тела электрическим током и сопровождающееся судорожным сокращением мышц. В зависимости от возникающих последствий электрические удары делят на четыре степени: I -- судорожное сокращение мышц без потери сознания; II -- судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца; III -- потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого); IV -- состояние клинической смерти.

Различают два вида поражения электрическим током: общее и местное. Общее травматическое действие тока (электрический удар) возникает при прохождении тока недопустимых величин через организм человека и характеризуется возбуждением живых тканей организма, непроизвольным сокращением различных мышц тела, сердца, легких, других органов и систем, при этом происходит нарушение их работы или полная остановка.

Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек, условием жизнедеятельности которого является сохранение постоянства температуры тела, испытывает состояние теплового комфорта -- важного условия высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.

Неблагоприятные метеорологические условия окружающей среды возникают при отклонении действующих на человека сочетаний температуры, влажности, скорости движения воздуха от оптимальных.

Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может привести к резкому снижению работоспособности и к профессиональным заболеваниям.

5.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

Борьба с шумом на производстве осуществляется комплексно и включает меры технологического, санитарно-технического, лечебно-профилактического характера.

При обслуживании системы охлаждения МНЛЗ предусматриваются следующие методы защиты персонала от шума:

*устройство звукоизолированных рабочих мест для персонала;

*звукоизоляция ограждающих конструкций;

*установка в помещениях на пути распространения шума звукопоглощающих конструкций и экранов;

*укрытие источников шума в кожухи;

*создание шумозащитных зон в различных местах нахождения людей;

*использование под полом упругих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зданий;

*установкой оборудования на амортизаторы или специально изолированные фундаменты;

*применение средств индивидуальной защиты (противошумные наушники, вкладыши, шлемы и каски, костюмы).

Мероприятия по защите от вибраций подразделяют на технические, организационные и лечебно-профилактические.

Для снижения воздействия вибрирующих машин на организм человека применяются следующие меры и средства:

*устранение вибраций в источнике и на пути их распространения;

*ременных передач вместо цепных;

*применение деталей из пластмасс;

*балансировка вибрирующего оборудования;

*выбор оптимальных рабочих режимов;

*повышение точности и качества обработки деталей.

*применение СИЗ (рукавицы, перчатки, спецобувь с виброзащитными упругодемпфирующими элементами и др).

При эксплуатации техники уменьшения вибраций можно достигнуть путем своевременной подтяжки креплений, устранения люфтов, зазоров, качественной смазки трущихся поверхностей и регулировкой рабочих органов.

В качестве средств и методов защиты персонала от поражения электрическим током применяют:

*изоляцию токоведущих частей (нанесение на них диэлектрического материала -- пластмасс, резины, лаков, красок, эмалей и т.п.);

*двойную изоляцию -- на случай повреждения рабочей;

*изоляцию рабочего места (пола, настила);

*воздушные линии, кабели в земле и т.п.;

*блокировочные устройства, автоматически отключающие напряжение электроустановок, при снятии с них защитных кожухов и ограждений;

*ограждение электроустановок;

*заземление или зануление корпусов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляций;

*автоматическое отключение электроустановок;

*выравнивание электрических потенциалов;

*предупреждающую сигнализацию (звуковую, световую) при

появлении напряжения на корпусе установки, надписи, плакаты, знаки;

*средства индивидуальной защиты.

Необходимые характеристики микроклимата воздуха рабочей зоны обеспечиваются вентиляцией. Для обеспечения необходимой температуры воздуха в рабочей зоне в холодный период и в теплый период служит приточная и вытяжная вентиляция. Необходимую относительную влажность в рабочей зоне и кратность воздухообмена обеспечивает общеобменная вентиляция.

5.3 Меры по обеспечению устойчивой работы системы охлаждения МНЛЗ в условиях чрезвычайных ситуаций

Под устойчивостью работы объекта народного хозяйства понимается способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатурах, предусмотренных соответствующими планами (для объектов, не производящих материальные ценности, -- транспорт, связь и др. -- выполнять свои функции), в условиях ЧС, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.

В работе системы охлаждения МНЛЗ могут возникнуть следующие ЧС:

*пожар;

*взрыв;

*обрушение здания;

*аварии на системах жизнеобеспечения;

*природные ЧС.

Основными причинами возникновения ЧС являются:

*сложность технологий производства;

*недостаточная квалификация персонала;

*проектно - конструкторские недоработки;

*физический и моральный износ оборудования;

*низкая трудовая и технологическая дисциплина;

*наличие источника риска;

*действие факторов риска.

Основные мероприятия, для повышения устойчивости работы промышленных объектов:

*защита рабочих и служащих;

*повышение прочности и устойчивости важнейших элементов объектов и совершенствование технологического процесса;

* повышение устойчивости управления объектом;

* повышение устойчивости материально-технического снабжения;

*разработка мероприятий по уменьшению вероятности возникновения вторичных факторов поражения и ущерба от них;

*подготовка к восстановлению производства после поражения объекта.

При планировании мероприятий по подготовке объекта к устойчивой работе в экстремальных условиях предусматриваются мероприятия по защите оборудования, созданию и укрытию запасов материальных средств и сооружений, систем энерго-, водо- и газоснабжения, разработке упрощенных технологических процессов. При возможной остановке предприятия на длительный срок необходимо предусмотреть порядок остановки оборудования, отключения систем энерго-, водо- и газоснабжения, опорожнения ядовитых, замерзающих жидкостей из емкостей и трубопроводов и облегчения доступа к средствам пожаротушения.

6. Меры по охране окружающей среды

Под охраной окружающей среды понимают совокупность международных, государственных и региональных правовых актов, инструкций и стандартов, доводящих общие юридические требования до каждого конкретного загрязнителя и обеспечивающих его заинтересованность в выполнении этих требований, конкретных природоохранных мероприятий по претворению в жизнь этих требований.

В цехе разливки стали ОАО “Cеверсталь” при обслуживании системы охлаждения МНЛЗ проводятся следующие природоохранные мероприятия:

*утилизация отработанного масла;

*утилизация спецодежды;

*утилизация люминесцентных ламп;

*ликвидация утечек масла.

Утилизация отработанного масла производится путем воздействия коагулята оксихлорид алюминия. В результате коагуляции нефтепродуктов и других загрязнителей образуется водонепроницаемый осадок. Образовавшийся твердый осадок (пульпа), по степени накопления, выгружается из емкости для обезвреживания и переработки в гидрофобный порошок, обладающий высокими силикатными свойствами, который можно использовать в строительстве при изготовлении гидрозащитных оснований, площадок, при строительстве хранилищ, отстойников, обсыпок дорог и др.

Люминесцентная лампа представляет собой трубку длиной до 70 см и диаметром до 4 см и сделана из бесцветного и прозрачного стекла, а так же из цветного для декорирования. На ее внутреннюю поверхность нанесен плотный слой бесцветных кристаллов люминофора, придающий ей белый (молочный) цвет. Из трубки откачан воздух, впущено немного аргона и помещена капелька ртути, которая при разогревании электродов превращается в ртутный пар, заполняющий всю трубку. Примесь аргона нужна для лучшего использования электрической энергии в разряде, свечение же разряда в основном определяется ртутью.

Одной из самых важных проблем, связанных с люминисцентными лампами является проблема их утилизации. Необходимость в специализированных условиях утилизации ртутных ламп объясняется, прежде всего, их высокой токсичностью и жесткими требованиями со стороны проверяющих органов.

Содержащаяся в люминесцентных лампах ртуть при их бое является потенциальным источником загрязнения различных помещений. Ртуть относится к веществам первого класса опасности и применительно к здоровью (патологии) человека обладает широким спектром клинических проявлений токсического действия. Накопление и хранение таких отходов на территории предприятий допускается временно до отправки на утилизацию в установленном порядке.

Утечки масла в помещения ликвидируются засыпкой места разлива деревянными опилками, после впитывания масла масса убирается деревянной лопатой, во избежание возникновения искры.

Заключение

Целью диссертационной работы являлась разработка способов и схемы утилизации теплоты, отводимой от кристаллизатора и роликов МНЛЗ, в системе теплоснабжения предприятия. Для достижения данной цели было сделано следующее:

1. Произведена оценка целесообразности и возможности утилизации теплоты воды, охлаждающей кристаллизаторы и ролики МНЛЗ, где отводится примерно половина всей теплоты, отводимой от сляба в МНЛЗ. Разработаны способы получения горячей воды при неизменных геометрических размерах охлаждающих каналов кристаллизатора и роликов.

2. Рассмотрена возможность утилизации теплоты паровоздушной смеси, удаляемой из бункера МНЛЗ, и неиспарившейся воды. Отмечено, что ПВС и неиспарившаяся вода отводят примерно половину всей теплоты, отводимой от сляба в системе охлаждения МНЛЗ. Однако, из-за низкой температуры ПВС, и сильной загрязненности неиспарившейся воды, утилизация их теплоты в настоящее время представляется нецелесообразной. При исключении подсосов воздуха в бункер ЗВО и повышении температуры ПВС до значения выше 90 С утилизация ее теплоты может стать целесообразной.

3. Разработаны схемы утилизации теплоты, отводимой в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, в системе теплоснабжения металлургического предприятия; описана их работа. Рассмотрены характеристики промежуточных теплообменников, тепловая работа которых во многом определяет температурный режим оборудования МНЛЗ (кристаллизатора и роликов).

4. Рассмотрены схемы утилизации теплоты, отводимой в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, применительно к Череповецкому металлургическому комбинату ОАО «Северсталь». Рассчитаны энергетический и экологический эффекты от утилизации теплоты, отводимой в промежуточных теплообменниках МНЛЗ, в системе теплоснабжения ЧерМК ОАО «Северсталь». Установлено, что наибольшие энергетический и экологический эффекты при утилизации теплоты от МНЛЗ достигаются в схемах, включающих водогрейную котельную.

Список использованных источников

1. Амиров, Р.Я. Технические системы [Текст] / Р.Я. Амиров, И.М. Уракаев и др. - Уфа, Гилем, 2000 - 600 с.

2. Апарцев, М.М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения [Текст]: Справочно-методическое пособие / М.М. Апарцев.- Москва: Энергоатомиздат. - 1983. - 204 с.

3. Баскаков, А.П. Теплотехника [Текст] / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, O.K. Витг. - Москва: Энергоатомиздат, 1991. 224 с.

4. Безруких, П.П. Нетрадиционная энергетика [Текст] / П.П. Безруких // Рос. хим. журн. - 1997. - № 6. - С. 82 - 91.

5. Белан, Ф.И. Водоподготовка промышленных котельных [Текст] / Ф.И. Белан, Г.П. Сутоцкий. - Москва: Энергия. - 1969 г. - 328 с.

6. Ефимов, В.А. Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов [Текст] / В.А. Ефимов, А.С. Эльдарханов. - Москва: Машиностроение, 1998. - 360 с.

7. Журавлев, Б.А. Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха [Текст]: Справочное пособие / Б.А. Журавлев.- Москва: Стройиздат. - 1980. - 234 с.

8. Здоровый, А.К. комплекс теплоутилизирующих, тепло- и металлосберегающих мероприятий в линии МНЛЗ и прокатных станов [Текст] / А.К. Здоровый, В.А. Белый и др. // Использование вторичных энергоресурсов и охлаждение агрегатов в черной металлургии: Темат. сб. научн. тр. - Науч.-произв. об-ние по защите атмосферы, водоемов, использ. вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии (НПО «Электросталь»). - Москва: Металлургия. - 1991. - С. 45-50.

9. Злобин, А.А. Некоторые технико-экономические оценки при внедрении тепловых насосов в промышленности [Текст] / А.А. Злобин, В.Н. Курятов, А.П. Мальцев, Г.А. Романов.- Вестник МЭИ №3. - 2004.

10. Белый, В.А. Комплексная система вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок с использованием тепла и получением конденсата [Текст] / В.А. Белый, М.В. Сагайдак и др.// Теплоутилизационная техника и проблемы охлаждения в черной металлургии: Темат. сб. науч. тр. / Всесоюз. н. -и. и проект. ин-т по очистке технол газов, сточ. вод и использ. вторичн. энергоресурсов предприятий черн. Металлургии. - Москва: Металлургия. - 1987. - 64 с.

11. Гичёв, Ю.А. Вторичные энергоресурсы промышленных предприятий [Текст]. Часть І: Конспект лекций / Ю.А. Гичёв. - Днепропетровск: НМетАУ. - 2012. - 57 с.

12. Григорьев, В.А. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника [Текст] / В.А. Григорьев В.М. Зорин. - Москва: Энергоатомиздат. - 1991.

13. Емельянов В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок [Текст]. Учебн. пособие для вузов. - Москва: «Металлургия». - 1988. - 143 с.

14. Есаулов, В.С. Моделирование процесса теплообмена при водовоздушном охлаждении непрерывнолитой заготовки [Текст] / В.С. Есаулов, А.И. Сопочкин и др. // Известия вузов. Черная металлургия. - 1990. - № 8. - С. 82-85.

15. Злобин, А.А. Тепловые насосы в промышленности - мифы и реальность [Текст] / А.А. Злобин, Б.Н. Зиборов, И.А. Зюбин, В.Н. Курятов, А.П. Мальцев. // Энергослужба предприятия №2 - 2003.

16. Зюбин, И.А. Основные концептуальные положения энергосбережения на предприятиях черной металлургии [Текст] / И.А. Зюбин, О.В. Толчеев, Б.Н. Зиборов // Энергетическая политика № 4 - 2003.

17. Ионин, А.А. Теплоснабжение [Текст] / А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов и др. - Москва: Стройиздат. - 1982. -336 с.

18. Исаченко, В.Л. Теплопередача [Текст] / В.Л. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - Москва: Энергоиздат, 1981. - 417 с.

19. Лукин, С.В. Тепловые процессы при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок [Текст]: / С.В. Лукин. - Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ. - 2008. - 418 с.

20. Лукин, С.В. Инженерная методика расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок [Текст] / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин, Ю.А. Калягин, В.И. Славов // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2012. - № 2. Т. 1. -
С. 14 - 17.

21. Лукин, С.В. Разработка схемы утилизации теплоты, отводимой от кристаллизатора и роликов МНЛЗ, в системе теплоснабжения предприятия / С.В. Лукин, Е.Н. Калинин, Р.П. Лукошников // Череповецкие научные чтения - 2014: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Ч. 3: - Череповец: ЧГУ, 2015. - С. 245-248.

22. Лукин, С.В. Исследование теплового баланса слябовой машины непрерывного литья заготовок / С.В. Лукин, Р.П. Лукошников, Е.Н. Калинин // Череповецкие научные чтения - 2014: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Ч. 3: - Череповец: ЧГУ, 2015. - С. 249-251.

23. Манюк, В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей [Текст]: Справочник - 3-е изд., перераб и доп. / В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж и др. - Москва: Стройиздат. - 1988. - 432с.

24. Хлопонин, В.Н. основные концепции экономии энергии и тепла в процессе широкополосовой горячей прокатки / В.Н. Хлопонин, ред. В.Л. Мазур // Теория и технология производства листового проката. Тематический сборник научных трудов - Москва. - 1991. - С. 11-23.

25. Шварц, Г.Р. Утилизационные энергетические установки с органическими теплоносителями [Текст] / Г.Р. Шварц, С.В. Голубев, Б.П. Левыкин и др. // Газовая промышленность. - 2000. № 6. - С. 14.

26. Шестаков, Н.И. Теплообмен в роликах машины непрерывного литья заготовок [Текст] /Н.И. Шестаков, В.Я. Тишков, М.И. Летавин и др. // Черметинформация. - 1992. - 94 с.

27. РД 34.26.704 Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла ПТВМ-100 при сжигании природного газа [Текст]. - Москва: Союзтехэнерго. -1986.

28. СП 61.13330.2012. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов: актуализированная редакция СНиП 41-01-2003: утв. Минрегионом России от 27.12.2011 №608. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. - 52 с.

29. СП 124.13330.2012. Свод правил. Тепловые сети: актуализированная редакция СНиП 41-02-2003: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 №280. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. - 74 с.

30. Нисковских, В.М. Машины непрерывного литья слябовых заготовок [Текст] / В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский, А.Д. Беренов- Москва: «Металлургия». 1991. - 272 с.

31. Огуречников, Л. В. Обоснование направлений развития низкотемпературных энергосберегающих технологий [Текст]: дис. док. тех. наук: 05.14.14 / Лев Александрович Огуречников. - Новосибирск: 1999. - 330 с.

32. Петухов, Б.С. Теплообмен при смешанной турбулентной конвекции [Текст] / Б.С. Петухов, А.Ф. Поляков - М.: Наука.- 1986 . - 191 с.

33. Проценко В.П. Теплонасосные установки в системах централизованного теплоснабжения [Текст] / В.П. Проценко. // Энергоресурсосберегающие системы теплохладоснабжения на промышленных и гражданских объектах: Материалы семинара. - Москва: Центр. Росс, дом знаний. - 1992. - С. 15 - 27.

34. Псахис, Б. И. Методы экономии сбросного тепла [Текст] / Б. И. Псахис. под ред. Кутателадзе. -Новосибирск: Западно - Сиб. Книжное изд. - 1984. - 159 с.

35. Пятничко, В.А. Утилизация низкопотенциального тепла в энергетических установках с органическими теплоносителями [Текст] / В.А. Пятничко // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2002. - № 5. - С. 10 - 14.

36. Роддатис, К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности [Текст] / К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий. Под ред. К.Ф. Роддатиса. - Москва: Энергоатомиздат. - 1989. - 488 с.

37. Розенгарт, Ю.И. Вторичные энергетические ресурсы черной металлургии и их использование [Текст] / Ю.И. Розенгарт, Б.И. Якобсон, З.А. Мурадова.- Киев: Выща шк. - 1988. - 328 с.

38. Сазанов, Б.В. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов [Текст] / Б.В. Сазанов, В.И. Ситаc. - Москва: Энергоатомиздат. - 1990. - 304 с.

39. Смирнов, А.Н. Процессы непрерывной разливки [Текст] / А.Н. Смирнов, В.Л. Пилушенко, А.А. Минаев и др. - Донецк: ДонНТУ. - 2002. - 536 с.

40. Смирнов, Л.А. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии [Текст]. Справ.: В 2 т. / Под ред. Л.А.Смирнова. - Москва: Экономика, 1986. - Т.2. - 344 с.

41. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети [Текст] / Е.Я. Соколов. - Москва: Издательство МЭИ. - 2001. - 2001. - 472 с.

Размещено на Allbest.ru