Проект теплового насосу для підігріву природного газу на газорозподільній станції
Проблема гідратоутворення на газорозподільних станціях, шляхи її вирішення. Вибір схеми підігріву природного газу на ГРС, оцінка необхідних температур. Принцип роботи парокомпресійного теплового насосу. Тепловий баланс системи конденсатор-переохолоджувач.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 23.06.2015 |
Размер файла | 662,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Температура холодоагенту на вході в конденсатор - 55 °С, ентальпія - 627.22 кДж/кг;
Температура холодоагенту на вході в переохолоджувач, виході з конденсатора - 55 °С, ентальпія - 335.25 кДж/кг;
Температура холодоагенту на виході з переохолоджувача: мінус 2°С, ентальпія - 195.94 кДж/кг;
Витрата природного газу через одну нитку ГРС - 30000 м3/год (при н.у.) = 6.092 кг/с;
Витрата холодоагенту для конденсатора першого ступеня - 1.831 кг/с;
Витрата холодоагенту для конденсатора другого ступеня - 1.043 кг/с;
Загальна витрата холодоагенту - 2.874 кг/с.
Теплове навантаження конденсатора першого ступеня:
Вт
Теплове навантаження конденсатора другого ступеня:
Вт
°C
Витрата холодоагенту через конденсатор першого ступеня:
(4.1)
кг/с (4.2)
Витрата холодоагенту через конденсатор другого ступеня:
(4.3)
(4.4)
кг/с
Визначаємо температуру газу на виході з переохолоджувача (вході в конденсатор першого ступеня):
(4.5)
(4.6)
°C
Теплове навантаження теплообмінника-переохолоджувача холодоагенту:
(4.7)
Вт
Перевіряємо температуру природного газу на виході з переохолоджувача:
°C.
Розрахунки показали, що температура газу на виході з переохолоджувача, визначена двома способами, однакова, отже, тепловий баланс складено правильно.
4.2 Конструкція конденсатора теплового насосу
У конденсаторі перегріті пари холодильного агента, що надходять з компресора, охолоджуються до температури насичення і конденсуються; в деяких випадках утворений конденсат охолоджується нижче температури конденсації (переохолоджується), але в даній схемі буде спроектований окремий переохолоджувач.
Конденсатори можна класифікувати за видом охолоджуючого середовища, конструктивного виконання і умов конденсації холодильного агента. За видом охолоджуючого середовища розрізняють конденсатори: водяні; повітряні; з водоповітряним охолодженням; з охолодженням киплячим холодильним агентом (конденсатори-випарники) або технологічним продуктом.
Конструктивно конденсатори можуть бути виконані як кожухотрубні горизонтальні або вертикальні, кожухозмійовикові, елементні, двотрубні, пакетно-панельні, пластинчасті. Кожухотрубні конденсатори характеризуються високою інтенсивністю теплопередачі.
Кожухотрубний горизонтальний конденсатор являє собою циліндричний кожух з плоскими трубними гратами, в отворах яких розвальцовані або уварені труби. Теплоносій, що нагрівається (в даному проекті - природний газ) протікає по трубах, холодильний агент конденсується на їх зовнішній поверхні. Для того щоб уникнути прогину труб при великому відношенні довжини труб до їх діаметру, в кожусі апарату передбачаються підтримуючі перегородки. Нижня частина кожуха не заповнена трубами; її використовують як ресивер для рідкого холодильного агента.Для рівномірного розподілу пари по довжині апарату іноді виключають кілька труб у верхній його частині. У цих же цілях у великі конденсатори пар подають через колектор з декількома вводами по довжині і роблять вільні проходи для рівномірного розподілу пари по глибині апарату. Останнє сприяє також більш рівномірному розподілу коефіцієнтів тепловіддачі холодильного агента по висоті апарату.
Патрубки для підведення і відведення середовища, що нагрівається (природного газу), розташовані, як правило, з одного боку апарату, при цьому забезпечується парне число ходів. Середовище яке нагрівається зазвичай підводиться до нижнього патрубка і відводиться від верхнього. На конденсаторі встановлюються запобіжний клапан, покажчик рівня холодильного агента (скло Клінгера), вентиль для спуску повітря з міжтрубного простору та ін.
4.3 Розрахунок кожухотрубного конденсатора теплового насосу
У якості вхідних даних для розрахунку конденсатора приймаємо попередньо геометричні характеристики теплообмінника, як і для підігрівача газу ПГПТ-30 (за даними підприємства-виробника):
- Трубки зі сталі діаметром 20 Ч 2 мм,
- Довжина труб у пучку - 4 м, загальне число трубок - 122 шт.,
- Кількість ходів - 2, отже число труб в одному ході - 61 шт.
- Розташування труб шахове, крок труб - 26 мм.
Планується виконати конструкторський розрахунок з визначенням площі теплообмінної поверхні, компонуванням трубного пучка і підбором кількості підігрівачів.
Газ, який нагрівається, проходить по трубках, конденсація холодоагенту здійснюється на зовнішній поверхні трубок.
Теплопродуктивність конденсатора QkI = 534.726 кВт (прийнято з попередніх розрахунків енергетичних характеристик теплового насосу при роботі на холодоагенті R600а).
Температура конденсації R600а tн =55 єС, температура газу на вході в теплообмінник tг1 = 3 єС і на виході tг2 = 45 єС.
Розрахунок:
1. Середня логарифмічна різниця температур в теплообміннику розраховується за формулою:
, (4.8)
де Дtб та Дtм - більша і менша різниці температур між теплоносіями біля кінців теплообмінного апарату. За протиточною схемою руху теплоносіїв без зміни їх агрегатного стану значення Дtб та Дtм
Середня температура газу 29.5 єС.
2. Визначення коефіцієнта тепловіддачі до газу, що підігрівається, який рухається всередині трубного пучка.
Щільність природного газу при параметрах в теплообміннику tср=29.5 єС. та Р=2.5 МПа, якщо відома густина за стандартних умов (Тст=293 К та Рст=1.013·105 Па) :
, (4.9)
тут z - коефіцієнт стисливості, який залежить від наведених тиску і температури:
(4.10)
(4.11)
Критичні параметри для природного газу (приймаємо як для метану) Ткр=190.55 К та Ркр=4.64 МПа.
Для природного газу коефіцієнт стисливості можна розрахувати за наступною формулою:
. (4.12)
.
.
.
.
Об'ємна витрата природного газу при та Р=2.5 МПа.
. (4.13)
Швидкість руху газу в трубному пучку:
=. (4.14)
Отримана швидкість виявилася вище рекомендованої для газів (12-16 м/с), тому для зменшення швидкості газового потоку приймаємо замість двоходового руху потоку - одноходовий. При цьому число трубок, по яких буде рухатися газ склав 61х2 = 122 трубки.
Тоді швидкість руху газу в трубному пучку:
=. (4.14*)
Отримана швидкість є допустимою для газових потоків в теплообмінниках.
Далі для обчислення числа Рейнольдса необхідно визначити в'язкість газу. Вважається, що для більшості газів в'язкість, при тисках від 0 до 5 МПа, практично не залежить від тиску (змінюється на ~ ±10%). Тому, за [25] визначаємо динамічну в'язкість при =>м=1.02·10-7 Па·с.
Залежність кінематичної в'язкості газу від температури і тиску виражається наступною формулою:
, (4.15)
де С - постійна, що залежить від властивостей газу, для метану С= 164 [8]; R=8314 Дж/(кмоль·К)- універсальна газова стала.
Тоді кінематична в'язкість при :
.
Число Рейнольдса:
. (4.16)
Для тепловіддачі при турбулентному режимі руху рідин і газів у трубах справедлива наступна емпірична формула для числа Нуссельта [20]:
. (4.17)
Pr - число Прандтля:
, (4.18)
де а - температуропровідність, м2/с.
Температуропровідність можна виразити через інші властивості газу:
, (4.19)
Визначаємо теплопровідність газу по середньому тиску і температурі в теплообміннику по [25]: л=0.036241 Вт/(м·К).
,
.
Поправка , яка враховує відміну властивостей газу при середній температурі і при температурі більше гарячої тепловіддаючої поверхні (трубки теплообмінника), для газів приблизно дорівнює одиниці .
.
Тоді коефіцієнт тепловіддачі від гарячої трубки теплообмінника до природного газу, що нагрівається:
. (4.20)
3. Коефіцієнт тепловіддачі холодоагенту, який конденсується на пучку горизонтальних труб, при відсутності впливу швидкості руху пару:
, (4.21)
Значення властивостей холодоагенту R600а при tн =55?С [20]:
кДж/кг;
кг/м3;
Вт/(м·К);
.
Поправочний коефіцієнт, враховує вплив натікання конденсату з вище розміщених труб на ті, які пролягають нижче.
(4.22)
,
де n - кількість трубок по вертикалі. За мал. 4.2 n=12 шт.
иa - різниця між температурами холодоагенту і стінки.
Так як температура стінки невідома, то подальші розрахунки проводяться графоаналітичним способом. Задаємося чотирма значеннями температури стінки (числові значення приймаються в інтервалі між температурою конденсації холодоагенту і середньою температурою газу). При цих температурах виконується розрахунок чотирьох числових значень коефіцієнта тепловіддачі з боку холодоагенту:
Таблиця 4.1 Залежність коефіцієнтів тепловіддачі і щільності теплового потоку в теплообміннику від tст.
tст, ?С |
Иа, ?С |
,Вт/(м2·К) |
qа, Вт/м2 |
Ив, ?С |
,Вт/(м2·К) |
qв, Вт/м2 |
|
50 |
5 |
1144 |
5720 |
20.5 |
681 |
13558 |
|
45 |
10 |
962 |
9620 |
15.5 |
681 |
10251 |
|
40 |
15 |
869 |
13035 |
10.5 |
681 |
6944 |
|
35 |
20 |
809 |
16180 |
5.5 |
681 |
3638 |
Иа= tк - tст; (4.23)
Ив= tст- tср.газа; (4.24)
tк=55?С;
tср.газа=29.5?С.
Вт/(м2·К);
Вт/(м2·К);
Вт/(м2·К);
Вт/(м2·К).
Визначаємо щільність теплового потоку від холодоагенту, що конденсується, до газу, віднесену до внутрішньої поверхні труб Fвн.
При передачі тепла від зовнішньої стінки труби з температурою tст до газу (з урахуванням термічного опору стінки):
, (4.25)
Вт/м2,
Вт/м2;
Вт/м2;
Вт/м2.
Щільність теплового потоку від R600а до зовнішньої поверхні труб:
(4.26)
Вт/м2;
Вт/м2;
Вт/м2;
Вт/м2.
Будуємо графіки qв =f(ив) та qa =f(иa) - наведено в додатку. За графіком визначено значення q.
q=9900 Вт/м2.
Вт
5. Площа поверхні конденсатора:
м2 (4.27)
Приймаємо стандартний конденсатор [Иоффе] з площею теплообмінної поверхні 70 м2, з dкожуха=600 мм, lтрубок=3 м, d=20Ч2 мм. Загальна кількість трубок n=370, число ходів z=2. Для підтримки необхідного гідродинамічного режиму течії газу в трубах і для зменшення площі теплообмінника, кількість трубок в ньому можна зменшити.
Розділ 5. Економічна частина
5.1 Техніко-економічне обґрунтування проекту Порівняльний техніко-економічний аналіз
В даний час перед Україною, як і перед усім світом, гостро стоять дві взаємопов'язані проблеми: економія паливно-енергетичних ресурсів та зменшення забруднення навколишнього середовища. В умовах виснаження запасів органічного палива і різкого підвищення витрат на освоєння нових родовищ стає все більш нераціональним спалювання вугілля, газу і нафтопродуктів в мільйонах малопотужних котелень та індивідуальних топкових агрегатах, що викликає велику кількість шкідливих викидів в атмосферу і істотне погіршення екологічної обстановки в містах і світі.
Порівняємо техніко-економічні характеристики двох способів підігріву газу на ГРС перед редукуванням: спосіб підігріву газу (при використанні традиційного способу із застосуванням підігрівачів ПТПГ-30) і підігрів при використанні теплового насосу (проекту якого присвячена магістерська робота).
Зазначимо, що перший спосіб є на сьогоднішній день найбільш поширеним, а другий вважається перспективним, особливо в разі впровадження на ГРС детандер-генераторних агрегатів, які вироблятимуть «безкоштовну» електроенергію. Тепло-холодопостачання за допомогою теплових насосів відноситься до області енергозберігаючих екологічно чистих технологій. Ця технологія за висновком цілого ряду авторитетних міжнародних організацій, поряд з іншими енергозберігаючими технологіями, відноситься до технологій 21-го століття.
Одною з важливих переваг використання теплових насосів є використання для теплопостачання потоків низькопотенціальних поновлюваних енергетичних ресурсів (ВЕР) і природної теплоти. Це значно розширює ресурсну базу теплопостачання, робить її менш залежною від поставок паливних ресурсів, що досить важливо в умовах дефіциту і зростаючої вартості органічного палива.
Теплові насоси мають суттєві відмінності від традиційних джерел, які необхідно враховувати при їх економічному виборі. При цьому, в даний час немає загальновизнаної методики економічних обґрунтувань ефективності застосування теплових насосів. Її розробка багато в чому ускладнена відсутністю єдиної типової методики техніко-економічних розрахунків, затвердженої на державному рівні. Застосовувана зараз при складанні бізнес-планів методика оперує критеріями чистого дисконтованого прибутку і пов'язує вибір того чи іншого технічного рішення з економічним інтересом інвестора, ставлячи цей вибір в залежність від існуючої на даний момент податкової системи, тарифної і цінової політики та інших факторів, які з плином часу можуть змінюватися.
Причина стримуюча застосування теплового насосу - більш високі витрати на його здійснення. Перевіримо це виконавши розрахунок техніко-економічних характеристик цих двох способів.
5.2 Техніко-економічний розрахунок. Розрахунок капітальних, експлуатаційних і приведених витрат
Залежно від мети оптимізації в якості критерію для порівняння можуть бути прийняті різні параметри: габарити, маса апаратів, питомі енергетичні витрати і т.д. Проте найбільше поширення в якості критерію для вибору того чи іншого обладнання (технології) знайшов універсальний техніко-економічний показник - наведені витрати (З):
, (5.1)
де К - капітальні витрати;
Е - експлуатаційні витрати;
Ен - нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень.
Згідно з цим критерієм найбільш ефективним є той з порівнюваних апаратів (та технологія), у якого наведені витрати мінімальні, тобто
. (5.2)
Капітальні витрати (К) складаються з витрат на виготовлення установки (Коб), її монтаж (Км=5%Коб) і витрат на проектування (Кпр=10%Коб).
У техніко-економічному обґрунтуванні проведемо порівняння двох способів підігріву газу на ГРС перед його розширенням у детандері: підігрів в підігрівачі ПТПГ-30 (згорання природного газу) і підігрів в конденсаторі теплового насосу (споживання електроенергії).
При розрахунку Коб для підігрівача газу ПТПГ-30 необхідно враховувати вартість самого підігрівача, вартість фундаменту під підігрівач, вартість теплоносія (розчину діетиленгліколю у воді). При розрахунку Коб на тепловий насос необхідно враховувати вартість елементів (випарник, конденсатор, компресор, переохолоджувач, ресивер) і холодоагенту.
Таблиця 5.1 Розрахунок капітальних витрат по підігрівачу газу ПТПГ-30
Найменування |
Кількість |
Ціна за одиницю, грн |
|
Підігрівач ПТПГ-30 |
1 шт. |
140000 |
|
Фундамент під підігрівач ПТПГ-30 |
1 шт. |
2500 |
|
Теплоносій діетиленгліколь-вода |
5100 л |
11.5 |
|
Невраховане обладнання (10% від вартості основного) |
20115 |
||
Проектування (10% від вартості основного) |
20115 |
||
Монтаж (5% від вартості основного) |
10057.5 |
||
Капітальні витрати |
251437.5 |
Таблиця 5.2 Розрахунок капітальних витрат на тепловий насос
Найменування |
Кількість |
Ціна за одиницю, грн |
|
Компресор Bitzer 6G-30.2Y |
1 |
176220 |
|
Конденсатор кожухотрубний з довжиною трубок 3м і діаметром кожуха 600 мм |
2 |
10995 |
|
Переохолоджувач холодоагенту - кожухотрубний теплообмінник |
1 |
3500 |
|
Випарник обребрений з 12 секцій з розмірами 0.6 Ч0.12 Ч0.06 м. |
5 |
11775 |
|
Ресивер |
1 |
1580 |
|
Холодоагент R600a |
20 кг |
130 |
|
Невраховане обладнання (10% від вартості основного) |
26476.5 |
||
Проектування (10% від вартості основного) |
26476.5 |
||
Монтаж (5% від вартості основного) |
13238.25 |
||
Капітальні витрати |
330956.25 |
Експлуатаційні витрати (Е) включають амортизаційні відрахування (визначені коефіцієнтом ка) і витрати на поточний ремонт, і вміст обладнання (визначені коефіцієнтом кр); а також витрати електроенергії, витрати на теплоносії (паливний газ).
Експлуатаційні витрати для підігрівача ПТПГ-30:
(5.3)
Експлуатаційні витрати для теплового насосу:
(5.3')
де ф - кількість годин роботи обладнання в році, так як планується використовувати детандер-генераторний агрегат на ГРС, то газ придеться підігрівати цілий рік;
ф=365·24= 8760 год/рік. (5.4)
Цгаз - ціна 1 м3 паливного газу, приймаємо рівною Цгаз=7.200 грн/ м3. [46]
Цэл - ціна 1 кВт електроенергії приймаємо Цэл= 1.1379 грн / кВт/ч [47]
Нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень в даній галузі приймаємо рівним Ен=0,15. Розрахунок річних амортизаційних відрахувань і відрахувань на ремонт обладнання для даної галузі може бути прийнятий за середніми нормами - відповідно 15 і 5% (0,15 і 0,05) від капітальних витрат.
Для того, щоб оцінити економічні витрати на природний газ при роботі підігрівача і витрати електроенергії при роботі теплового насосу, необхідно визначити їх витрату, яка буде залежати від температури навколишнього повітря і буде різною по місяцях. Так як в основних розділах дипломного проекту такі розрахунки не виконувалися (в силу обмеженості обсягу дипломного проекту), то розрахунок будемо вести за витратами на найхолодніший період (в рамках порівняльних розрахунків це припустимо).
Визначення витрати електроенергії при роботі теплового насосу
З попередніх розрахунків була визначена потужність компресора теплового насосу 371.62 кВт.
Визначення витрати паливного газу при роботі підігрівача ПТПГ-30
Нижчу теплоту згоряння для природного газу можна підрахувати по його складу:
Qн = 358 • СН4 + 636 • С2Н6 + 913 • С3Н8 + 1189 • С4Н10 + 1465 • С5Н12, кДж/м3 (5.5)
де СН4, С2Н6, С3Н8, С4Н10, С5Н12 - вміст у природному газі метану, етану, пропану, бутану, пентану відповідно в % об'ємних.
Величини 358, 636, 913, 1189, 1465 у формулі - це нижча теплота згоряння метану, етану, пропану, бутану і пентану відповідно, перерахована на 1% пального компонента, який міститься в природному газі. Приймаємо, що на ГРС надходить газ Уренгойського родовища Тюменської області. Виписуємо склад газу в % об'ємних:
СН4 = 97.64%;
С2Н6 = 0.1%;
С3Н8 = 0.01%;
С4Н10 = 0.0%;
С5Н12 = 0.0%;
CО2 = 0.3%;
Н2S = 0.0%;
N2 + рідкісні гази =1.95%.
Нижча теплота згорання природного газу складе:
Qн = 358 • 97.64 + 636 • 0.1 + 913 • 0.01= 35027.85 кДж/м3.
Складання теплових балансів паливовикористовуючих установок проводиться виходячи з нижчої теплоти згорання природного газу.
Витрата природного паливного газу для підігріву газу для самого холодного періоду виконується виходячи з необхідної кількості тепла на нагрів газу в одному підігрівачі:
Рівняння теплового балансу (необхідна кількість тепла на нагрів природного газу):
Вт (взято з розрахунку конденсатора).
(5.6)
де - ККД підігрівача, який за даними підприємства-виробника становить не менше 82 %.
З розрахунку, наведеного вище, випливає, що витрата паливного газу при роботі підігрівача ПТПГ-30 становить 155.4 м3/год.
Тоді експлуатаційні витрати по двох порівнюваних варіантах:
грн
грн
,грн; (5.7)
,грн. (5.7')
Економічний ефект:
грн. (5.8)
Період окупності:
года (5.9)
Таблиця 5.3. Техніко-економічні показники роботи підігрівача газу в порівнянні з тепловим насосом
Показники |
Підігрівач ПТПГ-30 |
Тепловий насос |
|
Витрата природного газу, м3/год |
155.4 |
- |
|
Витрата електроенергії, кВт |
- |
371.62 |
|
Витрата природного газу на рік,м3/рік |
1361304 |
- |
|
Витрата електроенергії на рік, кВтч/рік |
- |
3255391 |
|
Капітальні витрати, грн. |
251437.5 |
330956.25 |
|
Експлуатаційні витрати, грн. |
9841619 |
3757263 |
|
Наведені витрати, грн. |
9879335 |
3806906 |
|
Економічний ефект, грн |
6072429 |
Висновок: як видно з виконаних розрахунків, тепловий насос з техніко-економічної точки зору виявляється більш вигідним, ніж традиційно використовувані підігрівачі газу. А з урахуванням того, що електроенергія, споживана ТН буде вироблятися ДГА, експлуатаційні витрати на роботу ТН будуть ще меншими.
Розділ 6. Еколого-енергетичне обгрунтування застосування теплового насосу для підігріву газу на ГРС в порівнянні з використанням підігрівача ПТПГ-30
6.1 Методика еколого-енергетичного аналізу
Зазвичай для оцінки перспектив впровадження будь якого нового виду обладнання або технології широко використовувався техніко-економічний метод аналізу. Але останні роки, коли виникла гостра необхідність зниження антропогенного навантаження на навколишнє середовище та економії енергетичних ресурсів, потреба в новому, еколого-енергетичному методі аналізу не викликає сумнівів. Такий метод, заснований на обчисленні повної еквівалентної емісії парникових газів (TEWI) був запропонований в 90-ті роки ХХ століття [37, 38]. Але використовувався виключно для аналізу перспектив застосування нових холодоагентів (оскільки вони теж є парниковими газами). Останні роки стали пропонуватися методики розрахунку кількості емісії парникових газів за повний життєвий цикл будь-якого технологічного процесу (обладнання) [37, 38]. Така методика може з успіхом бути застосована для оцінки зниження емісії парникових газів від використання того чи іншого схемного рішення в промисловості.
Значення повної еквівалентної емісії парникових газів - ПЕЕПГ знаходиться підсумовуванням прямої (тобто виділеної безпосередньо в технологічному процесі) емісії парникових газів (ПГ) і непрямої (виділеної на попередніх стадіях технологічної обробки) емісії ПГ при отриманні енергоносіїв, сировини, комплектуючих виробів, а також створенні обладнання, капітальних споруд і так далі. У ряді випадків необхідно враховувати емісію ПГ, що виділяються при утилізації обладнання, і непряму емісію ПГ, пов'язану з енергетичним еквівалентом людської праці. При цьому еквівалентну емісію ПГ для кожного виду матеріалу, напівфабрикату і т.д. можна вирахувати заздалегідь для кожної стадії виробничого процесу. При розрахунку ПЕЕПГ продукції можна використовувати різну початкову інформацію:
- розраховані на кожній стадії технологічного процесу обсяги еквівалентної емісії ПГ;
- енергоємність конструкційних матеріалів;
- інформацію про вартість комплектуючих виробів та енергоносіїв.
При обчисленні ПЕЕПГ обладнання (установки) за її термін роботи (повний життєвий цикл) можна використовувати формулу:
(6.1)
де - маса j-го ПГ, що виділяється у виробничому процесі при створенні одиниці продукції, кг на 1 кг або 1 од. продукції;
- потенціал глобального потепління j-го ПГ, кг(СО2)/кг;
- величина еквівалентної емісії ПГ, витраченої на створення k-го виду обладнання, капітальної споруди тощо, кг(СО2);
- термін експлуатації k-го виду обладнання, капітальної споруди тощо, рік;
- середня величина еквівалентної емісії ПГ ремонту k-го виду обладнання, капітальної споруди тощо, кг(СО2);
- середня кількість ремонтів k-го виду обладнання на рік;
- величина еквівалентної емісії ПГ при утилізації k-го виду обладнання, капітальної споруди тощо, кг(СО2);
- еквівалентна емісія ПГ при виробництві i-го виду сировини, матеріалу, напівфабрикату, енергоносія, кг(СО2) на кг, кВт, одиницю тощо;
- витрата i-го виду сировини, енергоносія (кг, кВт, одиниці) і т.п. за певний період роботи установки;
- повний період експлуатації установки до її утилізації.
В даний час, за відсутності інформації про значення емісії ПГ сировини, матеріалів, комплектуючих виробів і т.п. процедура розрахунку ПЕЕПГ представляє досить трудомістку задачу. Розрахунок ПЕЕПГ можна значно спростити, якщо використовувати цілком доступну інформацію про вартість сировини, конструкційних матеріалів і комплектуючих виробів. Достатня коректність такого підходу аргументується декількома обставинами. По-перше, загальна енергетична складова в собівартості товару (з урахуванням всіх стадій технологічного процесу виготовлення продукції) в Україні надзвичайно велика. По-друге, значна частина статей калькуляції, які визначають вартість виробу, формують національний дохід держави.
З урахуванням наведеного, величину ПЕЕПГ для обладнання через вартість можна розрахувати за формулою:
(6.2)
- середня кількість СО2, що виділяється під час виробництва 1 кВт·год електроенергії в даному регіоні (країні), ця величина залежить від структури виробництва електоенергіі в регіоні, кг(СО2) /кВт·год;
- величина зворотна енергоємності валового внутрішнього продукту, грн./кВт·год;
- вартість i-го виду сировини, матеріалу, напівфабрикату, енергоносія, кг(СО2) на кг, кВт, одиницю тощо;
- вартість створення k-го виду обладнання, капітальної споруди і т.д., кг(СО2);
- вартість ремонту k-го виду обладнання, капітальної споруди і т.д., кг(СО2);
- вартість утилізації k-го виду обладнання, капітальної споруди і т.д., кг(СО2).
Значення енергоємності ВВП можна взяти за даними «Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження України», наведеним, наприклад, в [41]. Динаміка зміни енергоємності ВВП за останні роки [41] наведена в наступній діаграмі:
Теплотворна здатність умовного палива 7000 ккал/кг. Так як 1 ккал = 4187 Дж, а 1 кВт·год = 3600 кДж, то 1 т у.п. це 8141 кВт·год енергії. Прийнявши енергоємність ВВП (для 2013), отримаємо:
. (6.3)
Середня кількість СО2, що виділяється під час виробництва 1 кВт·год електроенергії в для Укрїни можна прийняти рівним в=0,7 кг(СО2) / кВт•год.
6.2 Еколого-енергетичне обгрунтування вибору холодоагенту для теплового насосу
За запропонованою вище методикою планується виконати порівняння ПЕЕПГ роботи теплового насосу на різних холодоагентах і підтвердити (або спростувати) еколого-енергетичну доцільність застосування ізобутану як робочого тіла для розглянутого ТН. Для розрахунку планується використовувати дані за споживаною ТН потужностю при роботі на різних холодоагентах, отримані в розділі 3.4. Вартість ТН приймемо в першому наближенні при використанні всіх холодоагентів однаковою - 264765 грн.
При виконанні розрахунків планується розглядати прямі викиди парникових газів і непрямі. Прямі викиди, які потрапляють в атмосферу - це витікання холодоагенту (який є парниковим газом) в процесі експлуатації та утилізації теплового насосу. Непрямі викиди, пов'язані з капітальними витратами на створення теплового насосу і з виробництвом електроенергії, яка в даному випадку споживається компресором теплового насосу.
Процес розрахунку повної емісії, тобто облік всіх вкладів, надзвичайно не простий і потребує чимало вихідної інформації і розуміння процесу на кожній стадії емісії ПГ.
Стосовно до аналізу теплового насосу, який розглядається як пристрій для підігріву газу на ГРС можна записати
(6.4)
Розглянемо послідовно складові формули.
GWPхл - потенціал глобального потепління холодоагенту, кг(СО2)/кг холодоагенту, показує у скільки разів внесок 1кг холодоагенту в парниковий ефект вище, ніж 1 кг(СО2).
Lхл - витікання холодоагенту в процесі експлуатації теплового насосу, кг/рік; приймаємо =10% (0,1 в частках).
mхл- маса холодоагенту в установці, кг; приймаємо = 20 кг;
б - частка холодоагенту, яка утилізується після закінчення терміну експлуатації обладнання; приймаємо =0, що відповідає реальній ситуації в Україні.
ф - термін експлуатації установки, приймаємо для порівнюваних варіантів однаковим 15 років.
Gел.- витрата електроенергії на роботу компресора теплового насосу протягом року, кВт·год/рік.
Величина дорівнює вартості теплового насосу =264765 грн.
У таблиці 6.1 наведено вихідні для розрахунку ПЕЕПГ дані (з попередніх розділів), значення GWP хладагентов по [42] і результати розрахунку величини ПЕЕПГ. Наведені в таблиці значення споживаної ТН потужності відповідають роботі одного теплового насосу, розташованого на одній нитці редукування природного газу (а їх з самого початку на розглянутій ГРС - 5 ниток).
Таблиця 6.1 Еколого-енергетичні характеристики теплового насосу при роботі на різних холодоагентах при рівній теплопродуктивності Q=1239,6 кВт
Холодоагент |
R134а |
R410а |
R600а |
R245fa |
|
GWP, кг(СО2)/кг холодоагенту |
1370 |
2100 |
20 |
1050 |
|
Скоб, грн |
264765 |
264765 |
264765 |
264765 |
|
N, кВт |
441.874 |
468.884 |
434.254 |
591.974 |
|
Gел, кВт·год/рік |
3870816 |
4107424 |
3804065 |
5185692 |
|
ПЭЭПГ, кг(СО2) |
40749209 |
43270093 |
39980824 |
54539407 |
Як видно з табл. 6.1, найбільшим значенням ПЕЕПГ володіє тепловий насос, що працює на холодоагенті R245fa, а найменшим - на холодоагенті R600а. Останній і є найперспективнішим з еколого-енергетичної точки зору холодоагентом для розглянутого ТН.
6.3 Еколого-енергетичний аналіз двох способів підігріву газу на ГРС
За запропонованою вище методикою планується виконати порівняння ПЕЕПГ при використанні двох способів підігріву газу на ГРС - використання традиційного підігрівача газу ПТПГ-30 (в якому для підігріву використовується теплота від спалювання природного газу) і теплового насосу (споживає електроенергію з мережі і вироблену ДГА).
Прямі викиди, які потрапляють в атмосферу в процесі експлуатації цих пристроїв - прямі викиди СО2 від спалювання природного газу в ПТПГ-30 і прямі викиди ізобутану з теплового насосау в разі витікання (ізобутан є парниковим газом). Непрямі викиди, пов'язані з капітальними витратами на створення засобів скорочення втрат і з виробництвом електроенергії, яка в даному випадку споживається компресором теплового насосу. Тут слід відзначити той факт, що прямих викидів при виробленні електроенергії в ДГА не буде, оскільки електроенергія виробляється за рахунок утилізації енергії тиску природного газу, а не за рахунок спалювання органічного палива.
Розрахунок носить порівняльний характер, тому викиди однакові для порівнюваних варіантів (капітальні витрати на обладнання ГРС, його експлуатацію тощо) не враховуються.
Стосовно до розглянутих пристроїв для підігріву газу на ГРС можна записати:
- підігрівач газу ПТПГ-30:
(6.5)
- тепловий насос, що споживає електроенергію з електромереж:
(6.6)
- тепловий насос, що споживає електроенергію, вироблену ДГА (вважається, що ця електроенергія виробляється без викидів СО2 в атмосферу):
(6.7)
Розглянемо послідовно величини, що входять у формулу.
- термін експлуатації установки, приймаємо для порівнюваних варіантів однаковим 15 років.
еп.г.- кількість СО2, що виділяється при роботі ПТПГ-30 через спалювання в ньому природного газу. В роботі [40] на підставі розрахунку згоряння природного газу встановлено, що спалювання 1 кг природного газу призводить до емісії 2,75кг(СО2). З урахуванням ККД підігрівача ПТПГ-30, який за даними підприємства-виробника становить не менше 82 %, отримуємо:
. (6.8)
Gгод - річна витрата природного газу на підігрівач. Так як розрахунок витрати газу по сезонах не виконувався, то в рамках порівняльних розрахунків будемо використовувати витрату газу, визначену на одному режимі роботи підігрівача (так само як і витрату електроенергії, споживаної тепловим насосом) в техніко-економічному розділі . Тоді річна витрата палива, що спалюється в підігрівачі природного газу (переведена з урахуванням щільності 0.731 кг/м3 з об'ємного в масовий):
. (6.9)
- витрата електроенергії на роботу компресора теплового насосу, кВт·год/рік. З попередніх розрахунків потужність компресора . Виходячи з цього річні витрати електроенергії на роботу компресора:
кВт·год/рік. (6.10)
- величина капітальних витрат на обладнання. Величина визначена в техніко-економічній частині проекту.
Величина при аналізі теплового насоса, що споживає електроенергію з енергомереж дорівнює вартості теплового насосу =264765 грн. при аналізі теплового насосу, що споживає електроенергію від ДГА повинна враховуватися і вартість самого ДГА
=264765+200000=464765 грн. (6.11)
Для підігрівача газу ПТПГ-30 =201150 грн.
- потенціал глобального потепління холодоагенту, кг(СО2)/кг холодоагенту, показує у скільки разів внесок 1кг холодоагенту в парниковий ефект вище, ніж 1 кг(СО2); для холодоагенту R600а =20 кг(СО2)/кг;
- маса холодоагенту в установці, кг; приймаємо = 20 кг;
- частка холодоагенту, яка утилізується після закінчення терміну експлуатації обладнання; приймаємо =0, що відповідає реальній ситуації в Україні.
- витікання холодоагенту в процесі експлуатації теплового насосу, кг/рік; приймаємо =10% (0,1 в частках).
Розрахунок ПЕЕПГ для порівнюваних варіантів:
- викиди парникових газів при використанні для підігріву ПТПГ-30 за весь період його роботи:
- викиди парникових газів при використанні для підігріву теплового насоса, що споживає електроенергію з енергомереж, за весь період його роботи:
- викиди парникових газів при використанні для підігріву теплового насоса, що споживає електроенергію, вироблену ДГА на ГРС, за весь період його роботи (тут треба розуміти, що при виробленні електроенергії ДГА не виробляються прямі викиди парникових газів, тому що паливо не спалюється):
Для зручності порівняння, особливо коли розглядаються підігрівачі різної пропускної здатності, доцільно ввести новий критерій: відношення величини ПЕЕПГ за одиницю часу до витрати газу, що підігрівається:
. (6.12)
.
.
.
Результати розрахунку еколого-енергетичних характеристик трьох порівнюваних систем підігріву газу на ГРС наведені в таблиці 6.2.
Таблиця 6.2 Еколого-енергетичні характеристики трьох порівнюваних способів підігріву газу на ГРС
Величина |
Підігрівач газу ПТПГ-30 |
Тепловий насос працює на електроенергії з енергомережі |
Тепловий насос працює на електроенергії, виробленої ДГА на ГРС |
|
V, м3/год |
30000 |
30000 |
30000 |
|
ПЭЭПГ, кг |
50071288 |
39980824 |
66197 |
|
ПЭЭПГ, кг/год |
381.1 |
304.3 |
0.5038 |
|
, |
0.0127 |
0.0101 |
0.000017 |
Таким чином, як видно з наведених у таблиці 6.2 результатів розрахунку варіант підігріву з використанням теплового насосу, що споживає електроенергію, вироблену ДГА є найвигіднішим. Якби електроенергія вироблялася за рахунок спалювання палива, то варіант з тепловим насосом програвав би традиційно використовуваному способу підігріву в підігрівачі за рахунок спалювання природного газу. Пояснюється це тим, що при виробництві електроенергії більша частина теплового потенціалу палива втрачається, і в цьому випадку прямий нагрів (як в ПТПГ-30) набагато ефективніший електрообігріву.
Так як зниження викидів парникових газів і енергозбереження нерозривно пов'язані, то можна сказати, що впровадження обраного способу підігріву газу на ГРС сприятиме виконанню не тільки вимог Кіотського протоколу, а й закону України про енергозбереження.
Розділ 7. Охорона праці
Охорона праці - це система законодавчих актів, соціально-економічних, організаційних, технічних, гігієнічних та лікувально - профілактичних заходів і засобів, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.
Завдання охорони праці - звести до мінімальної вірогідності поразки або захворювання працюючого з одночасним забезпеченням комфорту при максимальній продуктивності праці.
Для створення здорових і безпечних умов праці на виробництві повинні виконуватися наступні вимоги:
- всі виробничі приміщення повинні вентилюватися відповідно до санітарних норм;
- правильне виконання освітлення на підприємстві. Від умов освітлення залежить збереження зору людини, стан центральної нервової системи й безпека на виробництві, продуктивність праці;
- до електробезпечності (до пристрою електроізоляції, захисному заземленню, відключенню при перенавантаженнях і т.д.);
- пожежна безпека повинна бути забезпечена комплексом заходів, необхідних для попередження виникнення пожежі або зменшення наслідків.
7.1 Токсичність R134а з точки зору впливу на людину
Холодоагент R134a пожежобезпечний і нетоксичний, відноситься до озонобезпечних речовин (ODP=0).
При зіткненні з полум'ям і гарячими поверхнями розкладається з утворенням високотоксичних продуктів.
Гранично-допустима концентрація в робочій зоні для R 134а - ГДК=1000 промилій=220 міліграм/м3. Треба відмітити, що холодагент R 134а за багатьма параметрами менш токсичний порівняно з іншими холодоагентами. Усі роботи, пов'язані з виділенням R 134а в приміщення, рекомендується проводити в протигазі БКФ.
При високих концентраціях необхідно користуватися промисловим протигазом, що фільтрує або ізолюючими протигазами, універсальними рятувальними гідрокостюмами, гумовими рукавичками і чобітьми, захисними окулярами, ізолюючими дихальними апаратами і медикаментами.
У приміщені, де виконується робота з R134а, забороняється палити і проводити роботи з відкритим вогнем, оскільки можлива одночасна токсична дія холодоагенту і таких шкідливих речовин як фосген.
Згідно класифікації об'єктів за їх вибухопожежною небезпекою приміщення горище відноситься до категорії Д - "Негорючі речовини і матеріали в холодному стані" [44].
7.2 Електробезпека. Захисне заземлення електричних устаткувань
За ступенем небезпеки ураження електричним струмом приміщення горище відноситься до безпечних приміщень.
Захисним заземленням електричної установки називається навмисне електричне з'єднання із землею або її еквівалентом металевих не струмопровідних частин, які можуть виявитися під напругою.
Призначення захисного заземлення - усунення небезпеки поразки людей електричним струмом з появою напруги на конструктивних частинах електроустаткування, тобто при замиканні на корпус.
Принцип дії захисного заземлення - зниження до безпечних значень напруг дотику й кроку, обумовлених замиканням на корпусі. Це досягається зменшенням потенціалу заземленого устаткування, а також вирівнюванням потенціалів за рахунок підйому потенціалу підстави, на якій розташована людина, до потенціалу, близького за значенням до потенціалу заземленого устаткування.
Проводимо розрахунок системи захисного заземлення для електроустаткування з напругою до 1000 В, при типі грунта - чорнозем. У якості штучних заземлювачів використовуються сталеві труби з зовнішнім діаметром - d=0,03м; ширина сталевої смуги b = 0,04 м; питомий опір грунту 30 Ом·м; кліматичний коефіцієнт - 1,1; [1] відношення =3 м
Питомий опір грунту з урахуванням кліматичного коефіцієнту:
Ом·м (7.1)
де - питомий опір грунту, Ом·м;
- кліматичний коефіцієнт, що залежить від сезонних коливань вологості грунту.
Опір струму одного вертикального заземлювача:
Ом (7.2)
де розрахункове значення опору грунту, Ом·м;
довжина заземлювача, м;
dдіаметр електрода, м;
t відстань від поверхні до середини заземлювача, м;
м; (7.3)
відстань від поверхні грунту до заземлювача, м.
Кількість вертикальних заземлювачів:
шт. (7.4)
Округлюємо кількість вертикальних заземлювачів до найближчого стандартного значення і вибираємо систему розподілення заземлювачів в ряд.
де пір одного вертикального заземлювача, Ом;
Rтр - необхідний опір системи заземлення для електричних мереж змінного струму напругою до 1000 В, Ом., Rтр?4Ом.
Опір системи вертикальних заземлювачів:
Ом, (7.5)
де - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів;
=0.89. [43]
Опір з'єднувальної смуги:
Ом. (7.6)
Довжина смуги, при розміщені заземлювачів в ряд:
м, (7.7)
відстань між заземлювачами можна вирахувати виходячи з умови
м
- коефіцієнт використання горизонтальних заземлювачів, =0.92 [43];
d - для стальної смуги ;
м. (7.8)
Загальний опір системи заземлення:
Ом; (7.9)
Rтр > Rсист ; (4 Ом > 1,7 Ом)
Розрахунок заземлюючого пристрою в даній роботі показав, що виконується умова і загальний опір даної електричної системи не перевищує 4 Ом.
7.3 Пожежна профілактика
Система попередження пожеж об'єднується загальним поняттям -- пожежна профілактика.
Пожежна профілактика -- це комплекс організаційних заходів та технічних засобів, спрямованих на запобігання можливого виникнення пожежі чи зменшення її негативних наслідків і створення умов для пожежогасіння.
Пожежна профілактика передбачає оцінку пожежної і вибухововиробничої небезпеки та здійснення різних способів і засобів захисту:
- технологічних (автоматичне блокування, сигналізація і ін.);
-будівельних (димовидалення, легко розбірні конструкції, шляхи евакуації, брандмауери і ін.);
- організаційних (створення пожежно-рятувальних частин, газорятувальних служб та ін.).
Система попередження пожеж має забезпечувати необхідний рівень безпеки працюючих і матеріальних цінностей. Її призначення полягає у тому, щоб:
- унеможливити виникнення пожеж;
- у разі виникнення пожежі гарантувати максимальну безпеку людей;
- забезпечувати одночасну пожежну безпеку як для працюючих, так і для матеріальних цінностей;
- попереджувати та не допускати негативного впливу на працюючих небезпечних чинників пожежі.
Об'єкти, на яких пожежі можуть призвести до ураження працюючих унаслідок впливу небезпечних чинників, пов'язаних з пожежею, повинні розробляти чітку систему заходів попередження пожеж.
Основною вимогою до системи попередження пожеж є контроль і нагляд за процесами, які можуть спричинити загоряння.
Попередити і запобігти пожежам можна шляхом дотримання таких вимог:
- регламентації допустимих концентрацій горючих речовин у виробничому середовищі;
- використання інгібіруючих (хімічно активних) і флегматизуючих (інертних) добавок;
- регламентації допустимої концентрації кисню або іншого окислювача і контроль за складом повітряного середовища;
- унеможливлення виникнення вибухонебезпечного середовища;
- використання ефективної робочої й аварійної вентиляції та надійної герметизації обладнання;
- вибір швидко реагуючих систем сигналізації у випадку виникнення позаштатних ситуацій.
Розробка системи попередження пожежі має відповідати вимогам нормативно-технічної документації відповідно до конкретного виробничого процесу, залежно від пожежної небезпечності речовин та матеріалів, що використовуються, їх агрегатного стану, виду технологічного устаткування та норм технологічного регламенту.
Найбільш радикальними вимогами в системі попередження пожеж мають бути заходи щодо обмеження утворення горючого середовища та його мінімізації, а також по можливості заміна горючих речовин і матеріалів, задіяних у технологічних процесах на важко горючі або негорючі.
Статистика і практика доводить, що повністю виключити ймовірність виникнення пожеж неможливо, тому необхідно гарантувати зменшення їх негативного прояву за рахунок досконало розробленої системи їх попередження.
Для гасіння можливих пожеж у приміщенні використовується автоматична спринклерна система пожежогасіння.
7.4 Розрахунок кількості спринклерних розеток для внутрішнього автоматичного пожежогасіння
Витрата води на спринклерні установки встановлюються за нормами: в середньому 0,1 л/с на 1 м2 підлоги (відповідно до СНіП 2.08.02-89).
При включені спринклерних установок одночасно подається сигнал тривоги. Площа підлоги, що захищається одним спринклером, не повинна перевищувати 12м2 [44].
Кількість спринклерних розеток nр визначається за формулою:
шт, (7.10)
Проводиться округлення до найближчого цілого, =2 шт.
де S - площа приміщення, S=23.04 м2;
S' - площа підлоги, що захищається одним сплінклером, S'=12 мІ.
Витрата води спринклерної системи складає:
м3/год. (7.11)
7.5 Вентиляція приміщення
Однією з необхідних умов здорової й високопродуктивної праці є забезпечення чистоти повітря й нормальних метеорологічних умов у робочій зоні приміщень, тобто простору висотою до 2 м над рівнем підлоги або площадки, де перебувають робочі місця.
Завданням вентиляції є забезпечення чистоти повітря й заданих метеорологічних умов у виробничих приміщеннях. Вентиляція досягається видаленням забрудненого або нагрітого повітря із приміщення й подачею в нього свіжого повітря.
По способу переміщення повітря вентиляція буває із природним спонуканням (природна) і з механічним (механічна). Можливо також сполучення природної й механічної вентиляції (змішана вентиляція).
Залежно від того, для чого служить система вентиляції, - для подачі (припливу) або видалення (витяжки) повітря із приміщення або для того й для іншого одночасно, вона називається приточною, витяжною або приточно-витяжною. По місцю дії вентиляція буває загально-обмінною та місцевого типу. Дія загальнообмінної вентиляції заснована на розведенні забрудненого, нагрітого, вологого повітря приміщення свіжим повітрям до гранично припустимих норм. Цю систему вентиляції найбільше часто застосовують у випадках, коли шкідливі речовини, теплота, волога виділяються рівномірно по всьому приміщенню. При такій вентиляції забезпечується підтримка необхідних параметрів повітряного середовища в повному обсязі приміщення. Повітрообмін у приміщенні можна значно скоротити, якщо вловлювати шкідливі речовини в місцях їхнього виділення, не допускаючи поширення по приміщенню. Із цією метою технологічне устаткування, що є джерелом виділення шкідливих речовин, постачають спеціальними пристроями, до яких забезпечується підсос забрудненого повітря. Така вентиляція називається місцевою витяжкою.
Для розрахунків використовуємо метод кратності:
L= k·V, м3/год, (7.12)
де k - коефіцієнт кратності, 1/год
V - об'єм приміщення, м3,
Об'єм приміщення:
V = A ·B· H, м3, (7.13)
м3.
Приймаємо: для приточно-витяжної вентиляції Кпр=3, 1/год, для аварійної вентиляції Кав=5 1/год,
де А - довжина приміщення, А = 6.4 м;
В- ширина приміщення, В = 3.6 м;
Н - висота приміщення, Н = 3.0 м.
Витрата повітря для приточно-витяжної вентиляції:
Lпр.в = 3·69.12=207.36 м3/год.
Витрата повітря для аварійної вентиляції:
Lав=5·69.12=345.6 м3/год.
Потужність електродвигуна вентилятора:
N =, кВт. (7.14)
де Н -аеродинамічний опір, змінюється в діапазоні 200 ч 500Па. Для розрахунку приймаємо Н = 250 Па.
звент. = 0.7,
зперед. = 0.95.
Тоді потужність електродвигунів вентиляторів:
N = кВт
N = кВт
Відповідно з виконаним розрахунком по каталогу вибираємо вентилятори:
при витраті повітря L =207.36 мІ/год і потужності N = 0.024 кВт - ОВР-5,6 С[44];
при витраті повітря L=345.6 мІ/год і потужності N = 0.04 кВт - ВЦ 10-28 [44].
7.6 Виробниче освітлення
Розраховуємо систему штучного освітлення для виробничого приміщення.
a=6,4 м
b=3,6 м
c=3,0 м
hp - висота робочої зони;
hp=0,8 м
hпод - відстань від стелі до світильника;
hпод=0,5 м
Визначаємо відстань від світильника до робочої зони:
м (7.15)
Розраховуємо відстань між центрами світильника:
- для світильників ЛПО [43];
; (7.16)
=1.2·1.7=2.04 м.
Визначаємо число світильників:
шт, (7.17)
Проводиться округлення до найближчого цілого, n=6шт.
Розраховуємо індекс приміщення:
(7.18)
Визначаємо коефіцієнт використання світлового потоку, при , , ,[43].
Визначуваний світловий потік одного світильника:
(7.19)
S - площа приміщення, м;
К - коефіцієнт запасу;
Приймаємо К=1.4 [43].
Ен - нормована мінімальна освітленість;
Ен=200 лк [43].
Z - коефіцієнт нерівномірності розподілу світлового потоку;
Z=1.1 для ЛПО [43].
Приймаємо в одному світильнику: 2 лампи ЛДЦ30, світловий потік якої складає Фд =1450 лм [43].
Для перевірки правильності вибору марки лампи визначаємо відхилення дійсного світлового потоку від розрахункового:
(7.20)
Розраховуємо загальну потужність освітлення:
(7.21)
N - кількість ламп в одному світильнику, шт.
- потужність однієї лампи, Вт.
При виборі освітлювальних приладів використовуються світильники ЛПО, оснащені 2 лампами ЛДЦ30, світильників 6 штук.
У даному розділі дипломного проекту розраховано:
Система заземлення для запобігання ураження людини електричним струмом, загальним опором Rc = 1.7Ом, що складається з вертикальних сталевих заземлювачів діаметром d=0.02 м, і довжиною l=2м, в кількості чотирьох штук і сталевої смуги довжиною L= 18. Кількість спринклерних розеток 2 шт, витрата води спринклерної системи Gв=8.3 м3/год.
Витрата повітря для приточно - витяжної вентиляції L=207.36 м3/год та аварійної вентиляції L=345.6 м3/год, також потужність електродвигуна вентилятора при приточно-витяжної вентиляції N = 0.024кВт і при аварійній вентиляції N =0.04кВт, відповідно підібрано вентилятори типу - ОВР - 5,6 С та ВЦ 10 - 28.
Впровадження розроблених заходів буде сприяти дотриманню норм охорони праці.
Розділ 8. Цивільний захист. Основні заходи і засоби захисту населення і територій в умовах НС
8.1 Вступ
Захист населення організовується і здійснюється відповідно до вимог Конституції України (1996 р.), Кодексу цивільного захисту України та законів України:
-- «Про захист людини від впливу іонізуючих випромінювань» (1998р.);
-- «Про правовий режим надзвичайного стану»;
-- Концепції «Про захист населення і територій при загрозі і виникненні надзвичайної ситуації», схваленої Наказом Президента України від 26.03.1999 року № 234/99 та інших нормативно-правових актів по захисту населення в надзвичайних ситуаціях.
Захист населення і території є системою загальнодержавних заходів, які реалізуються центральними і місцевими органами виконавчої влади, виконавчими органами рад, органами управління з питань надзвичайної ситуації і цивільної оборони, підлеглими їй силами і засобами підприємств, установ, організацій, незалежно від форм власності, добровільними формуваннями, які забезпечують виконання організаційних, інженерно-технічних, санітарно-гігієнічних, протиепідемічних та інших заходів з метою попередження і ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій.
Рівень національної безпеки не може бути достатнім, якщо в загальнодержавному масштабі не буде вирішено завдання захисту населення, об'єктів економіки і національного надбання від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру. Небезпека життєво важливих інтересів громадян в умовах надзвичайних ситуацій техногенного, природного і воєнного характеру поділяється на зовнішню і внутрішню.
8.2 Основні принципи і способи захисту населення в надзвичайних ситуаціях
Актуальність проблеми природно-техногенної безпеки населення і територій обумовлена тенденціями зростання втрат людей і шкоди територіям у результаті небезпечних природних явищ і катастроф. Ризик надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру постійно зростає.
У Кодексі цивільного захисту України враховані вимоги сформованих обставин і часу, визначені завдання, принципи і способи захисту населення в надзвичайних ситуаціях.
Основними завданнями захисту населення і території від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру є:
- здійснення комплексу заходів щодо запобігання і реагування на надзвичайні ситуації техногенного і природного характеру;
- забезпечення готовності і контролю за станом готовності до дій і взаємодії органів управління в цій сфері, сил і засобів, призначених для запобігання надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру і реагування на них. Захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру здійснюється за принципами:
- пріоритетності завдань, спрямованих на порятунок життя і збереження здоров'я людей та навколишнього середовища;
...Подобные документы
Аналіз технологічного процесу як об’єкту керування. Розробка системи автоматичного керування технологічним процесом. Проектування абсорберу з шаром насадок для вилучення сірководню із природного газу. Вибір координат вимірювання, контролю, сигналізації.
курсовая работа [663,2 K], добавлен 29.03.2015Характеристика основних положень термодинаміки. Аналіз термодинамічних процесів ідеального газу. Поняття, структура та призначення теплового насосу. Принцип розрахунку теплообмінних апаратів. Методи термодинамічного аналізу енерго-технологічних систем.
учебное пособие [2,5 M], добавлен 28.11.2010Контрольний розрахунок теплофізичних коефіцієнтів природного газу. Розрахунок ємності для конденсату, сепаратора, теплообмінника разом з дроселем. Технологічний режим незабруднення поверхні фільтрації. Необхідна концентрація інгібітору, добові витрати.
курсовая работа [189,7 K], добавлен 27.12.2011Розрахунок чисельності населення і житлової площі. Основні показники природного газу. Визначення розрахункових годинних витрат газу споживачами. Використання газу для опалення та гарячого водопостачання. Трасування та розрахунок мереж високого тиску.
курсовая работа [188,7 K], добавлен 20.05.2014Вологість газу як один з основних параметрів при добуванні, транспортуванні і переробці природного газу. Аналіз методів вимірювання вологості газу. Розробка принципової та структурної схем приладу для вимірювання, дослідження його елементів і вузлів.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 12.01.2011Розрахунок горіння природного газу та теплового балансу печі. Визначення втрат тепла через обгороджування. Кількість тепла, що аккумулюється або віддається футеровкою вагонетки. Конструктивний, тепловий та аеродинамічний розрахунок тунельної печі.
курсовая работа [577,9 K], добавлен 13.04.2012Технологічні режими технічного обслуговування, ремонту і експлуатації основних систем газотурбінної установки ДЖ-59Л ГПА-16 в умовах КС "Гребінківська". Розрахунок фізичних властивостей газу, режимів роботи установки. Охорона навколишнього середовища.
дипломная работа [354,5 K], добавлен 08.02.2013Класифікація, конструкція і принцип роботи сепараційних установок. Визначення кількості газу та його компонентного складу в процесах сепарації. Розрахунок сепараторів на пропускну здатність рідини. Напрями підвищення ефективності сепарації газу від нафти.
контрольная работа [99,9 K], добавлен 28.07.2013Дослідження зварювальної деталі. Характеристики зварювального напівавтомата. Механізм подачі та кондуктор-кантувач. Розрахунок механізму подачі. Регулятори витрати газу з покажчиком витрати газу. Робота електричної схеми. Інструкція з експлуатації.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.02.2023Камерна термічна піч з нерухомим подом: теплообмін в робочому просторі печі. Геометричні параметри випромінювання, ступінь чорноти газу, коефіцієнт випромінювання системи "газ-кладка-метал". Видаткові та прибуткові статті теплового балансу печі.
курсовая работа [458,6 K], добавлен 15.04.2010Розрахунок поверхневого протитечійного теплообмінника для підігріву водопровідної води скидною водою. Визначення середньологарифмічного температурного напору, числа і компоновки пластин в апараті. Особливості конструювання добового бака-акумулятора.
контрольная работа [172,3 K], добавлен 06.08.2013Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згорання. Вивчення параметрів процесу стиску, згорання та розширення. Визначення робочого об'єму циліндрів. Опис призначення та конструкції паливного насосу високого тиску. Обґрунтування вибору матеріалу деталей.
курсовая работа [180,0 K], добавлен 10.04.2014Загальна технологічна схема переробки прямого коксового газу. Технологічна схема двоступінчастого охолодження газу в апаратах повітряного охолодження і в скруберах Вентурі. Методи очищення газу від смоли. Розрахунок матеріального балансу коксування.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 13.11.2014Характеристика портландцементного клинкера для обжига во вращающейся печи. Анализ процессов, протекающих при тепловой обработке. Устройство и принцип действия теплового агрегата. Расчёт процесса горения природного газа, теплового баланса вращающейся печи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.02.2016Системи розподілення газу, норми споживання, річні та погодинні витрати газу окремими споживачами, режими споживання, місця розташування та продуктивність газорегуляторних пунктів. Сучасні системи газопостачання природним газом міст, областей, селищ.
дипломная работа [276,7 K], добавлен 11.12.2015Описання теплової схеми котельні. Технічні характеристика та тепловий розрахунок казана. Вибір оптимального устаткування для запропонованої схеми котельні. Короткий опис схеми автоматики. Техніко-економічний розрахунок роботи котельні на природному газі.
дипломная работа [288,1 K], добавлен 23.11.2010Склад прямого та зворотного коксового газу, шихти з вугілля різних басейнів. Властивості газу і його компонентів, теплоємність, теплопровідність, динамічна в’язкість, вибуховість. Теплотехнічні засоби та склад надсмольної води. Розрахунок газозбірника.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 08.12.2014Характеристика залізничної станції, вибір типу рейкових електричних кіл та розрахунок ординат стрілок. Типові об'єкти керування на станції: стрілки, вихідні, вхідні, маршрутні і маневрові світлофори, секції, принципові схеми їх виконавчої і набірної групи
курсовая работа [38,5 K], добавлен 08.05.2009Аналіз хіміко-технологічних систем для одержання газифікованого вугілля. Оптимальні умови проведення ХТП в реакторі. Розрахунок матеріального і теплового балансів хімічного реактору. Кількість і склад відходів, що утворюються в ХТС, методи їх утилізації.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.06.2011Конструкція і технічні дані бурового насосу УНБ–600. Розрахунок маси заготовки і коефіцієнт використання металу. Технологічний процес виготовлення деталі. Охорона праці та навколишнього середовища, протипожежний захист. Обчислення витрат електроенергії.
дипломная работа [194,5 K], добавлен 17.05.2009