Реконструкция системы теплоснабжения производственной базы

4,72024

Коэффициент теплопередачи от воды к наружному воздуху kL=1/RL=

0,211854

Линейная плотность теплового потока qL:=kL*ПИ()*(tb-tn)=

91.6

Температура внешней стенки трубопровода tct:=tn+qL/a2/ПИ()/d4=

-36.18

Температура внешней поверхности трубопровода tctn1=tb-qL/ПИ()*(RL-1/a2/d4)=

-34.8

4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ (ИТП)

4.1 Тепловой пункт и автоматизация

В тепловых пунктах в общем случае осуществляется: преобразование параметров теплоносителя; распределение расхода теплоносителя по системам потребления теплоты; регулирование отпуска теплоты системам отопления; регулирование параметров воды на горячее и холодное водоснабжение; заполнение, подпитка теплопотребляющих систем; аккумулирование горячей воды; водоподготовка для систем горячего водоснабжения; защита систем потребления теплоты от опорожнения и аварийного повышения параметров теплоносителя; контроль параметров теплоносителей, учет расхода теплоты, теплоносителя. Тепловой пункт в зависимости от его назначения может осуществлять все перечисленные функции или только их часть. Для решения указанных задач ТП оснащаются оборудованием (водонагревателями, смесительными устройствами, насосами), запорно-регулирующей арматурой, устройствами электропитания и электроуправления, приборами контроля, регулирования, управления и учета [5, 6].

Автоматизация технологических процессов в общем случае выполняет следующие функции: регулирование параметров, контроль и измерение параметров, управление работой оборудования, защита и блокировка оборудования, учет расхода производимых и потребляемых ресурсов, телемеханизация контроля, измерения, управления. Все указанные функции автоматизации получили в той или иной степени свое развитие в системах централизованного теплоснабжения городов и промышленных предприятий. Цель автоматизации систем теплоснабжения состоит в наиболее эффективном решении задач отдельными ее звеньями без непосредственного вмешательства человека. Задачи автоматизации ИТП в общем случае состоят в следующем: регули рование отпуска теплоты на отопление; регулирование температуры воды на горячее водоснабжение; регулирование перепада давления сетевой воды на входе в ИТП; ограничение максимального расхода сетевой воды на ИТП; регулирование перепада давления воды в распределительных тепловых сетях отопления; регулирование давления в обратном трубопроводе; регулирование уровня воды в баке аккумулятора системы горячего водоснабжения; регулирование и управление процессами водоподготовки; управление, включение и отключение насосов; измерение температур, давлений, уровней воды, учет потребляемой энергии.

Следует отметить, что уровень и объем автоматизации регулирования отпуска теплоты в настоящее время не удовлетворяет современным требованиям высокого качества, экономичности и надежности теплоснабжения зданий [5, 6, 18, 27].

Цель автоматизации регулирования отпуска теплоты на отопление в ИТП - осуществление группового автоматического регулирования. Исходя из требований экономичности и надежности систем теплоснабжения, к схеме автоматизации, реализующей групповое регулирование, можно предъявлять следующие требования: обеспечение заданного закона отпуска теплоты на отопление зданий; предотвращение превышения расхода сетевой воды на ИТП сверх расчетного значения; устойчивость работы средств регулирования при возмущениях со стороны тепловой сети и потребителей; обеспечение возможности быстрого изменения температуры воды в подающей линии тепловой сети в качестве маневренного параметра.

Обобщая опыт работы и эксплуатации систем группового автоматического регулирования различными научно-исследовательскими, проектными и эксплуатационными организациями, можно выявить следующие основные источники экономии ресурсов от внедрения группового регулирования:

а) экономия теплоты от устранения перетопа зданий в осенне-весенний период отопительного сезона, когда теплоисточник для удовлетворения нужд горячего водоснабжения отпускает теплоноситель с постоянной температурой, превышающей нормативную для систем отопления;

б) экономия теплоты на отопление путем снижения отпуска в ночное и нерабочее время общественным и промышленным зданиям;

в) экономия электроэнергии на работу сетевых насосов на теплоисточнике в связи со снижением расхода на теплоноситель от функционирования автоматических регуляторов в ИТП.

При сплошной автоматизации регулирования отопления в ИТП может быть получена дополнительная экономия электроэнергии от снижения расхода сетевой воды благодаря применению на теплоисточнике графика отпуска теплоты при постоянной температуре сетевой воды.

Автоматическое регулирование температуры горячей воды в ИТП осуществляется с помощью гидравлических, манометрических и электронных регуляторов. В соответствии с требованиями СНиП температура горячей воды у водоразборных кранов потребителей системы горячего водоснабжения должна быть не ниже чем 50 ^_С. Поддержание этой температуры обеспечивается работой автоматического регулятора температуры, установленного на водоподогревателе или смесительном устройстве в тепловом пункте, и циркуляцией воды в системе горячего водоснабжения, осуществляемой циркуляционными насосами.

К точности поддержания заданной температуры горячей воды в настоящее время предъявляются достаточно высокие требования. Повышение температуры сверх заданной приводит к увеличению тепловых потерь, скорости коррозии внутренней поверхности трубопроводов и преждевременному выходу системы из строя. Снижение температуры воды обусловлено сливом охлаждаемой воды в начале водоразбора и вследствие этого происходят потери теплоты и воды. Чем протяженнее система горячего водоснабжения, тем больше тепловые потери, и поэтому циркуляционный расход воды должен быть больше.

При осуществлении автоматизации регулирования температуры горячей воды, давления в системе и циркуляции, может быть получена экономия теплоты около 2 % расхода теплоты на горячее водоснабжение. Дополнительная экономия теплоты может быть получена за счет снижения темпера- туры воды до 40 ^_С в ночное время.

4.2 Описание системы контроля и регулирования

Отпуск теплоты и воды осуществляется по принятой схеме без элеваторного присоединения систем отопления производственных цехов (рис. 4.1). В автоматизации ИТП предусматривается следующее: регулирование температуры теплоносителя на горячее водоснабжение, которое осуществляется расположенным по месту термопреобразователем сопротивления ТСМ-0879 и на щите управления малогабаритным автоматическим прибором для измерения и регистрации температуры КСУ-2. Далее сигнал идет на щите управления к регулятору релейноимпульсного действия РС-29 и потом сигнал поступает на магнитный пускатель У-29 и исполнительный механизм. Измеряется и регулируется также сетевая вода с помощью вышеуказанного малогабаритного автоматического прибора, стоящего на щите, термопреобразователя сопротивления, регулятора релейно-импульсного действия, магнитного пускателя и исполнительного механизма. Регулирование идет в такой последовательности: сигнал с термопреобразователя сопротивления ТСМ-0879, идет на расположенный, на щите управления магнитный пускатель и приходит на регулятор импульсного действия. Далее измеряется расход сетевой воды при помощи диафрагмы камерной ДК-6-125, диафманометра бесшкального и термопреобразователя сопротивления. Сигналы с этих приборов идут на теплосчетчик А 100, расположенный на щите управления. Таким же образом измеряется расход на горячее водоснабжение с помощью диафрагмы камерной, дифманометра бесшкального и регулятора релейно-импульсного действия. Предусматривается в схеме и автоматизация регулирования давления, которая осуществляется с помощью манометра, дифманометра и на щите управления самопишущего манометра. Цель автоматизации систем теплоснабжения состоит в наиболее эффективном решении задач отдельными ее звеньями без вмешательства человека. Автоматизация ИТП обеспечивает устойчивую экономичную работу тепловых сетей и теплоисточника; увеличивается долговечность и надежность оборудования; улучшается качество по температуре воды на горячее водоснабжение; обеспечивает ограничение максимального расхода воды на ИТП для устранения возможности разрегулировки тепловой сети.

4.3 Тепловой и гидравлический расчеты пластинчатого водоподогревателя

Требуется выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника, собранного из пластин 0,6р для системы горячего водоснабжения.

1. Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I ступени по формуле:

(4.1)

где x₁ - число ходов для греющей воды;

x₂ - число ходов для нагреваемой воды;

G_h - расход нагреваемой воды;

G_d - расход греющей воды;

ДP_н - потери давления нагреваемой воды;

ДP_гр - потери давления греющей воды;

Дp_н = 100 кПа и Дp_гр = 40 кПа

Соотношение ходов не превышает 2, следовательно, принимается симметричная компоновка теплообменника.

2. По оптимальной скорости нагреваемой воды определяем требуемое число каналов по формуле

(4.2)

где W_опт = 0,4 м/c - оптимальная скорость воды в каналах;

f_к - живое сечение одного межпластинчатого канала.

3. Общее живое сечение каналов в пакете находим по формуле, принимая m_н равным 20:

f_гр = f_н = m_н • f_к = 20 • 0,00245 = 0,049 м². (4.3)

3. Фактические скорости греющей и нагреваемой воды определяем по формулам

(4.4)

(4.5)

5. Расчет водоподогревателя I ступени:

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины определяется по формуле

(4.6)

где А = 0,492 - коэффициент, зависящий от типа пластин;

б) коэффициент теплоотдачи от стенки пластины к нагреваемой воде по формуле:

в) коэффициент теплопередачи, принимая ц = 0,8, по формуле

(4.7)

г) требуемая площадь поверхности нагрева водоподогревателя I ступени

(4.8)

д) число ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники)

(принимаем 3 хода); (4.9)

е) действительная площадь поверхности нагрева водоподогревателя I ступени по формуле:

(4.10)

ж) потери давления I ступени водоподогревателя по греющей воде согласно формуле:

(4.11)

где ц - коэффициент, учитывающий накипеобразование;

Б - коэффициент, зависящий от типа пластины;

принимая ц = 1 и Б = 3,

6. Расчет водоподогревателя II ступени:

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины по формуле:

б) коэффициент теплоотдачи от пластины к нагреваемой воде по формуле:

в) коэффициент теплопередачи, принимая ц = 0,8, по формуле:

г) требуемая площадь поверхности нагрева водоподогревателя II ступени по формуле:

д) число ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники) по формуле:

(принимаем 2 хода);

где f_пл - поверхность нагрева одной пластины.

е) действительная площадь поверхности нагрева водоподогревателя II ступени по формуле :

ж) потери давления II ступени водоподогревателя по греющей воде согласно формуле

з) потери давления обеих ступеней водоподогревателя по нагреваемой воде, принимая ц = 1,5, при прохождении максимального секундного расхода воды на горячее водоснабжение по формуле :

В результате расчета в качестве водоподогревателя горячего водоснабжения в дипломной работе принимаем два теплообменника ( I и II ступени) разборной конструкции (Р) с пластинами типа 0,6р, толщиной 0,8мм, из стали 12Ч18H10Т (исполнение 01), на двухопорной раме (исполнение 2К), с уплотнительными прокладками из резины марки 359 (условное обозначение - 10). Площадь поверхности нагрева I ступени - 71,4 м², II ступени - 47,4 м².

Схема компоновки I ступени

Схема компоновки II ступени

Условное обозначение теплообменников, указываемое в бланке заказов,

I ступени

II ступени

5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

В разделе рассматриваются экологические проблемы, возникающие в процессе монтажа инженерных коммуникаций, в частности при монтаже системы теплоснабжения. Строительство запроектированной системы теплоснабжения ведется в районе г. Тобольска Тюменской области. Строительство осуществляется в летний период и дневное время суток.

Система теплоснабжения включает в себя распределительные трубопроводы, по которым доставляется теплоноситель. В состав тепловых сетей входят строительные конструкции: тепловые павильоны, компенсаторные ниши, углы поворота. В процессе производства работ возникают проблемы, связанные с охраной окружающей среды.

5.1 Виды монтажных работ, сопровождаемые воздействием на окружающую среду промбазы в г. Тобольске

Монтаж тепловых сетей включает в себя некоторые виды работ, которые сопровождаются воздействием на окружающую среду и экологию района строительства. Это воздействие на грунты от строительных машин, запыленность, загрязненность, выделение выхлопных газов от автотранспорта при строительстве.

В процесс производства входят такие виды работ:

- транспортные перевозки материалов;

- работа трубоукладчиков;

- сварочные работы;

- строительство бетонных конструкций;

- гидравлические испытания;

- изоляционные работы.

Транспортные работы: в ходе монтажа системы необходима своевременная доставка материалов к месту производства работ. Транспорт оказывает неблагоприятное воздействие на воздушную среду промзоны. Запыленность, загрязненность, выделение выхлопных газов, шум. В летний период времени работа и движение автотранспорта вызывает запыленность и загрязненность территорий. Загрязняемость происходит вследствие движения автотранспорта по непроезжим, сильнозагрязненным местностям без дорожного покрытия, грязь с колес попадает на проезжую часть.

Эту проблему можно решить организацией подъездных путей к месту проведения работ. Выхлопные газы и шум воздействуют непосредственно на людей и животный мир. Шум не должен превышать нормативных значений. Рациональный выбор количества автотранспорта, выбор наиболее приемлемых путей подвоза материалов, сокращение работы двигателя при погрузочно-разгрузочных работах помогает снизить эти воздействия. Работа трубоукладчиков связана с повышенным шумом и выделением выхлопных газов, гусеничный привод влияет на грунт.

Сварочные работы сопровождаются выделением газов и шлаков, образующихся при сварочном процессе. Вредность выделяющихся при проведении этих работ веществ оказывает непосредственное воздействие на сварщика и людей, окружающих его на строительной площадке. Строительство бетонных конструкций оставляет большое количество мусора.

Гидравлические испытания проводятся в несколько этапов, поэтому использованную воду необходимо сливать в сливные колодцы. Как правило, в воде после испытаний остаются механические частицы: окалина, камни, грунт, ржавчина. Эту воду нецелесообразно использовать в дальнейшем. Вода сливается в действующую канализационную сеть.

Воздействие на воздушную среду оказывается работой машин и механизмов и работой с битумной изоляцией.

Работа машин и механизмов сопровождается выделением выхлопных газов, повышенной запыленностью и загрязненностью. Запыленность возникает вследствие высыхания грязи и размельчения ее в пыль, песок. Эта проблема решается уборкой или увлажнением проезжей части улиц.

5.2 Оценка безопасности и экологичности проекта

Основными вредными опасными факторами являются:

1. Шум от установленного оборудования

2. Вибрация от механических колебаний оборудования

3. Уровни теплового излучения

4. Высокое давление

5. Высокая температура

Шум, методы защиты и предупреждения

Производственный шум представляет собой сочетание беспорядочных непрерывных звуков различной интенсивности и частоты. При длительном воздействии шума на организм человека снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, понижается внимание. Единицей измерения звукового давления и интенсивности звука является децибел. Уровень звукового давления можно определить как L = 20 lg (P/P₀), Дб, где P - среднеквадратичное давление, Па, P₀ - пороговое среднеквадратичное давление, Па. Измеряют уровень звукового давления прибором, который называется шумомер Ш-71. Уровень звукового давления на рабочих местах измеряют не менее одного раза в шесть месяцев. Допустимые нормы уровня звука и уровня звукового давления на рабочих местах определяется ГОСТом.

Кроме шума существует вибрация. Вибрация возникает от механических колебаний оборудования и его узлов, коммутаций, сооружений. При дозвуковых и частотно-звуковых частотах существует как локальная вибрация, передающаяся через руки, так и общая вибрация, которая передается через опорные поверхности на тело человека [20].



Рисунок 5.1 - Способы защиты от шума и вибрации

1. Средства, снижающие шум на пути его возникновения

2. Средства, снижающие шум в источниках его возникновения

3. Средства индивидуальной защиты: наушники, шлемы, каски, противошумные вкладыши, противошумные костюмы

Уровни теплового излучения

Перенос теплоты от нагретых тел в окружающем пространстве осуществляется по законам теплопроводности, конвективного теплообмена и теплообмена излучением. Вследствие этого при высоких температурах основным видом переноса теплоты является тепловое излучение. При длительном пребывании человека в зоне лучистого потока теплоты происходит резкое нарушение теплового баланса в организме. Тепловой эффект воздействия зависит от многих факторов, а именно: от спектра излучения, интенсивности облучения, размеров излучаемой поверхности, длительности облучения.

Способы защиты:

1. Тепловая изоляция нагретых поверхностей

2. Экранирование источников теплового излучения

3. Сокращение времени пребывания в зоне воздействия тепловых излучений

4. Использование средств индивидуальной защиты, очки, маска, одежда

Высокое давление

Элементы подогревателей, работающих под давлением, в отношении конструкции, выбора материала и расчета на прочность, должны отвечать «Нормам расчета подогревателей, паровых, водогрейных котлов на прочность» и требованиям «Правил техники безопасности» и «Правил устройства и безопасной эксплуатации». Конструкция подогревателя должна обеспечивать надежное охлаждение стенок элементов, находящихся под давлением. «Правила техники безопасности» и «Правила устройства и безопасной эксплуатации» определяют требования к устройству, изготовлению и эксплуатации подогревателей с рабочим давлением равным более 0,7 кг/см².

5.3 Соблюдение природоохранных требований

Должностные лица и специалисты организаций, на которых при эксплуатации тепловых энергоустановок оказывается вредное влияние на окружающую среду, периодически проходят соответствующую подготовку в области экологической безопасности согласно списку, составленному и утвержденному руководителем предприятия.

При работе тепловых энергоустановок следует принимать меры для предупреждения или ограничения вредного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов в водные объекты, шума, вибрации и иных вредных физических воздействий, а также по сокращению безвозвратных потерь и объемов потребления воды.

Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от тепловых энергоустановок не должно превышать установленных норм предельно допустимых выбросов (лимитов), количество сбросов загрязняющих веществ в водные объекты - установленных норм предельно допустимых или временно согласованных сбросов. Шумовое воздействие не должно превышать установленных норм звуковой мощности оборудования.

В организации, эксплуатирующей тепловые энергоустановки, разрабатывается план мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу при объявлении особо неблагоприятных метеорологических условий. План согласован с региональными природоохранными органами, и предусматривает мероприятия по предотвращению аварийных и иных залповых выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

Тепловые энергоустановки, на которых образуются токсичные отходы, должны обеспечивать их своевременную утилизацию, обезвреживание или возможность захоронения на специализированных полигонах, имеющихся в распоряжении местной или региональной администрации. Складирование или захоронение отходов на территории предприятия, эксплуатирующего тепловую энергоустановку, не допускается.

Установки для очистки и обработки загрязненных сточных вод принимаются в эксплуатацию до начала предпусковой очистки теплоэнергетического оборудования.

Организации, эксплуатирующие тепловые энергоустановки, осуществляют контроль и учет выбросов и сбросов загрязняющих веществ, объемов воды, забираемых и сбрасываемых в водные источники.

Для контроля за выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду, объемами забираемой и сбрасываемой воды каждое предприятие, эксплуатирующее тепловую энергоустановку, должно быть оснащено постоянно действующими автоматическими приборами, а при их отсутствии или невозможности применения должны использоваться прямые периодические измерения и расчетные методы.

5.4 Расчет выбросов от автотранспорта на открытой автостоянке

Расчет выполняется с учетом требований «Методики проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом)» (МАДИ, 1998 г.) [31].

Для автомобилей с карбюраторными двигателями в расчете рассматриваются пять загрязняющих веществ: оксид углерода (СО), углеводороды (СН), оксиды азота (в пересчете на диоксид азота NO₂), диоксид серы (SO₂) и соединения свинца (Pb).

На данном предприятии имеется легковых автомобилей: ВАЗ 2106 (V=1,6л) - 2шт, ВАЗ 21074 (V=1,6л) - 2шт, ГАЗ 3110 (V=2,4л) - 2шт, УАЗ 469 (V=2,4л) - 1шт;

грузовых автомобилей работающих на бензине: ГАЗ 33021 (V=5,4л) - 3шт, ГАЗ 3307 (V=5,4л) - 1шт, ЗИЛ 131 (V=6,0л) - 2шт, ЗИЛ 45085 (V=7,0л) - 1шт; на дизельном топливе: КАМАЗ 4310 (V=10,85л) - 2шт, КРАЗ 256 (V=12,5л) - 1шт.

Выбросы загрязняющих веществ происходят при въезде и выезде автомобилей.

Расчет массы каждого загрязняющего вещества ведется по формуле:

При выезде со стоянки:

М_1i = m_пр.i * t_пр. * m_Li * L₁ * m_ххi * t_хх1, г. (5.1)

При въезде на стоянку:

М_2i = m_Li * L₂ * m_ххi * t_хх2, г, (5.2)

где m_пр.i - удельный выброс i-го вещества при прогреве двигателя автомобиля, г/мин;

t_пр - время прогрева двигателя: в тёплый период для легковых и грузовых - 10 мин, в холодный период для легковых - 15 мин, для грузовых - 20 мин.

m _Li - пробеговый выброс i-го вещества при движении со скоростью 10-20 км/ч, г/км;

m_ххi - удельный выброс i-го вещества при работе двигателя автомобиля на холостом ходу, г/мин;

L₁, L₂ - пробег автомобиля по территории стоянки, соответственно 0,6 и 0,2 км.

t_хх1=10 мин, t_хх2=5 мин - время работы двигателя на холостом ходу при выезде с территории стоянки и возврате на нее, мин.

Рассчитаем массу вредных веществ от каждого автомобиля:

КАМАЗ 4310, КРАЗ 256 (работают на дизельном топливе)

Теплый период

Выезд со стоянки:

М_1СО = 3*10 + 6,1*0,6 + 2,9*10 = 62,66 г,

М_1СН = 0,4*10 + 1*0,6 + 0,45*10 = 9,1 г,

М_1NОx = 1*10 + 4*0,6 + 1*10 = 22,4 г,

М_1SO2 = 0,113*10 + 0,54*0,6 + 0,1*10 = 2,454 г,

M_1С = 0,04*10 + 0,3*0,6 + 0,04*10 = 0,98 г,

Въезд на стоянку:

М_2СО = 6,1*0,2 + 2,9*5 = 15,72 г,

М_2СН = 1*0,2 + 0,45*5 = 2,45 г,

М_2NОx = 4*0,2 + 1*5 = 5,8 г,

М_2SO2 = 0,54*0,2 + 0,1*5 = 0,608 г,

M_2С = 0,3*0,2 + 0,04*5 = 0,26 г.

Холодный период

Выезд со стоянки:

М_1СО = 8,2*20 + 7,4*0,6 + 2,9*10 = 197,44 г,

М_1СН = 1,1*20 + 1,2*0,6 + 0,45*10 = 27,22 г,

М_1NОx = 2*20 + 4*0,6 + 1*10 = 52,4 г,

М_1SO2 = 0,136*20 + 0,67*0,6 + 0,1*10 = 4,122 г,

M_1С = 0,16*20 + 0,4*0,6 + 0,04*10 = 3,84 г,

Въезд на стоянку:

М_2СО = 7,4*0,2 + 2,9*5 = 19,98 г,

М_2СН = 1,2*2 + 0,45*5 = 2,49 г,

М_2NОx = 4*0,2 + 1*5 = 5,8 г,

М_2SO2 = 0,67*2 + 0,1*5 = 0,634 г,

M_2С = 0,4*0,2 + 0,04*5 = 0,28 г.

Валовый выброс загрязняющих веществ определен по формуле:

М_год = М_i * _в * N_к * Д_р * 10^-6, т/год (5.3)

где Д_р - количество рабочих дней в расчетном периоде; длительность расчетных периодов;

_в = 0,9 - коэффициент выпуска автомобилей;

N_к - количество автомобилей.

КАМАЗ 4310, КРАЗ 256

Тёплый период

Выезд со стоянки:

М_1годСО = 62,66*0,9*3*109*10^-6 = 0,018 т/год,

М_1годСН = 9,1*0,9*3*109*10^-6 = 0,00267 т/год,

М_1годNОx = 22,4*0,9*3*109*10^-6 = 0,0066 т/год,

М_1годSO2 = 2,454*0,9*3*109*10^-6 = 0,00072 т/год,

M_1годС = 0,98*0,9*3*109*10^-6 = 0,00029 т/год,

Въезд на стоянку:

М_2годСО = 15,72*0,9*3*109*10^-6 = 0,0046 т/год,

М_2годСН = 2,45*0,9*3*109*10^-6 = 0,00072 т/год,

М_2годNОx = 5,8*0,9*3*109*10^-6 = 0,0017 т/год,

М_2годSO2 = 0,608*0,9*3*109*10^-6 = 0,000179 т/год,

M_2годС = 0,26*0,9*3*109*10^-6 = 0,00076 т/год.

Переходный период

Выезд со стоянки:

М_1годСО = 62,66*0,9*3*43*10^-6 = 0,0073 т/год,

М_1годСН = 9,1*0,9*3*43*10^-6 = 0,00106 т/год,

М_1годNОx = 22,4*0,9*3*43*10^-6 = 0,0026 т/год,

М_1годSO2 = 2,454*0,9*3*43*10^-6 = 0,000285 т/год,

M_1годС = 0,98*0,9*3*43*10^-6 = 0,000114 т/год,

Въезд на стоянку:

М_2годСО = 15,72*0,9*3*43*10^-6 = 0,0018 т/год,

М_2годСН = 2,45*0,9*3*43*10^-6 = 0,00028 т/год,

М_2годNОx = 5,8*0,9*3*43*10^-6 = 0,000673 т/год,

М_2годSO2 = 0,608*0,9*3*43*10^-6 = 0,0000705 т/год,

M_2годС = 0,26*0,9*3*43*10^-6 = 0,00003 т/год.

Холодный период

Выезд со стоянки:

М_1годСО = 197,44*0,9*3*108*10^-6 = 0,057 т/год,

М_1годСН = 27,22*0,9*3*108*10^-6 = 0,0079 т/год,

М_1годNОx = 52,4*0,9*3*108*10^-6 = 0,0152 т/год,

М_1годSO2 = 4,122*0,9*3*108*10^-6 = 0,0012 т/год,

M_1годС = 3,84*0,9*3*108*10^-6 = 0,0011 т/год,

Въезд на стоянку:

М_2годСО = 19,98*0,9*3*108*10^-6 = 0,0058 т/год,

М_2годСН = 2,49*0,9*3*108*10^-6 = 0,00072 т/год,

М_2годNОx = 5,8*0,9*3*108*10^-6 = 0,0017 т/год,

М_2годSO2 = 0,634*0,9*3*108*10^-6 = 0,00018 т/год,

M_2годС = 0,28*0,9*3*108*10^-6 = 0,0000812 т/год.

Расчет приведён для 3-х периодов года: теплого периода - 109 сут.; холодного -108 сут., переходного - 43 сут.

Расчет максимально-разового выброса NO₂ принят для зимнего периода, как наихудшего, при выезде со стоянки:

Холодный период

Выезд со стоянки:

М_1годСО = 197,44*0,9*3*108*10^-6 = 0,057 т/год,

М_1годСН = 27,22*0,9*3*108*10^-6 = 0,0079 т/год,

М_1годNОx = 52,4*0,9*3*108*10^-6 = 0,0152 т/год,

М_1годSO2 = 4,122*0,9*3*108*10^-6 = 0,0012 т/год,

M_1годС = 3,84*0,9*3*108*10^-6 = 0,0011 т/год,

Въезд на стоянку:

М_2годСО = 19,98*0,9*3*108*10^-6 = 0,0058 т/год,

М_2годСН = 2,49*0,9*3*108*10^-6 = 0,00072 т/год,

М_2годNОx = 5,8*0,9*3*108*10^-6 = 0,0017 т/год,

М_2годSO2 = 0,634*0,9*3*108*10^-6 = 0,00018 т/год,

M_2годС = 0,28*0,9*3*108*10^-6 = 0,0000812 т/год.

Расчет приведён для 3-х периодов года: теплого периода - 109 сут.; холодного -108 сут., переходного - 43 сут.

Расчет максимально-разового выброса NO₂ принят для зимнего периода, как наихудшего, при выезде со стоянки.

Максимально - разовый выброс определяется по формуле:

G =M_i n / t_выезд , г/с, (5.4)

где Mi - выброс i-го вещества одним автомобилем, г;

n - количество автомобилей, стоящих в max час на стоянке, шт.

t_выезд - время выезда автомобиля со стоянки, включает время хол. хода (10мин), время на проезд (5мин) и разогрев (грузовые - 20мин, легковые - 15мин).

КАМАЗ 4310, КРАЗ 256

G_NОx = 52,4*3 / 1800 = 0,0873 г/с

Найдём суммарный выброс Nox:

M_NОx = G_Nox = 0,002+0,00209+0,03344+0,0873 = 0,12483 г/с.

Так как диоксид азота составляет 80% от оксидов азота, то получим:

M_NО2 = 0,8*0,12483 = 0,09986 г/с.

Максимальную концентрацию вредных веществ в приземном слое атмосферы рассчитываем для холодных выбросов по формуле:

, мг/м³, (5.5)

где М = 0,09986- масса выбрасываемых веществ, г/с;

Н=2 - высота выбросов вредных веществ над уровнем земли, м;

А - коэффициент, зависящий от метеорологических условий, рассеивания вредных веществ в атмосфере, который принимается в соответствии с климатическими зонами (принимаем 200);

Д - эквивалентный диаметр трубы, м.

Диаметр трубы легковых автомобилей - 0,004 м, грузовых - 0,008 м.

Sл = 3,14*(0,004)² / 4 = 0,0000125 м²,

Sгр = 3,14*(0,008)² / 4 = 0,00005024 м².

С учётом того, что легковых автомобилей - 7 шт, а грузовых 10 шт., найдём суммарную эквивалентную площадь:

S_экв =0,00001256*7 + 0,00005024*10 = 0,0005895м²,

Найдём эквивалентный диаметр:

Д = м.

F - безразмерный коэффициент, зависящий от скорости оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:

для газообразных, вредных веществ и мелкодисперсной пыли F = 1;

К - коэффициент, определяемый по формуле:

, (5.6)

где W₀ = 1,5 - скорость выхода газов из устья трубы, м/с;

V = S*W_о = 0,0005895*1,5 = 0,0008842 - объем выбрасываемых газов в единицу времени, м³/с;

К = 0,0274 / (8*0,0008842) = 3,87,

V_m - безразмерный параметр для холодных выбросов:

, (5.7)

V_m = 1,3*1,5*(0,0274/2)= 0,0267,

при V_М ? 0,3 n = 3;

С_м = 200*0,09986*3*3,87*(1/2^4/3) = 92,03 мг/м³.

Определяем расстояния Х_м от источника выбросов, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ по формуле:

X_m = (5-F)/4*dН, м. (5.8)

где d - безразмерная величина, определяемая с учетом V_m = 0,0267 для холодных источников:

при Vm 0,5

X_m = (5-1)/4 * 5,7*2 = 11,4 м.

Раздел «Охрана атмосферного воздуха при реконструкции базы г. Тобольска» разработана на основании:

- задания на проектирование;

- технических условий на теплоснабжение;

- письма Тюменского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу за окружающей средой;

- ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий;

- ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы;

- Рекомендации по основным вопросам воздухоохранной деятельности.

Основными задачами являлись:

- выявление влияния вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятия, на характеристику загрязнения атмосферного воздуха;

- установление предельно-допустимых выбросов для источников загрязнения;

- установление санитарно-защитной зоны предприятия;

- определение методов и средств контроля за установленными нормативами ПДВ.

В ВКР выполнены расчеты максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух предприятием с учетом фонового загрязнения от всех автомашин, используемых на базе. В записке дипломной работы с целью уменьшения ее объема приведен расчет выбросов только для КАМАЗа 4310 и КРАЗа 256.

Рассмотрим особенности района расположения предприятия по уровню загрязнения атмосферного воздуха.

Согласно письму Тюменского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, существующие фоновые концентрации вредных веществ в атмосфере в данном районе составляют:

- взвешенные вещества - 0,2 мг/м³ СПДК = 0,5 мг/м³;

- окислы азота - 0,008 мг/м³ СПДК == 0,085 мг/м³;

- сернистый ангидрид - 0,02 мг/м³ СПДК = 0,5 мг/м³;

- оксид углерода - 0,4 мг/м³ СПДК = 5 мг/м³.

Таким образом, существующие фоновые концентрации загрязнения атмосферного воздуха по всем ингредиентам и их суммациям не превышают предельно-допустимые концентрации для селитебной территории, согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-00

6. БЖД И ОХРАНА ТРУДА

6.1 Основные направления государственной политики в области охраны труда

Основными направлениями в области охраны труда являются:

- обеспечение приоритета сохранения жизни и здоровья работников;

- государственное управление охраной труда;

- защита законных интересов работников, пострадавших от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, а так же членов их семей на основе обязательного социального страхования работников от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

- установление порядка обеспечения работников средствами индивидуальной и коллективной защиты, а также санитарно-бытовыми помещениями и устройствами, лечебно-профилактическими средствами за счет средств работодателей.[37]

Обязанности по обеспечению безопасных условий и охраны труда в организации возлагаются на работодателя.

Работодатель обязан обеспечить:

- безопасность работников при эксплуатации зданий, сооружений, оборудования; осуществлении технологических процессов, а также применение в производстве сырья и материалов;

- применение средств индивидуальной и коллективной защиты работников;

- соответствующие требования охраны труда, условия труда на каждом рабочем месте;

- приобретение за счет собственных средств и выдачу рабочим, занятым на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением, специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты, смывающих и обезвреживающих средств, в соответствии с установленными нормами;

- расследование в установленном правительством РФ порядке несчастных случаев на производстве;

- санитарно-бытовое и лечебно-профилактическое обслуживание работников в соответствии с требованиями охраны труда;

- обязательное социальное страхование работников от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний.

6.2 Безопасность производства работ

До начала производства строительно-монтажных работ каждый строительный объект должен быть обеспечен проектной документацией по организации строительства и безопасному производству работ.

Разработка мероприятий по охране труда производится:

а) на стадии составления проекта организации строительства (ПОС) по основным вопросам охраны труда при организации стройплощадки и производстве основных видов строительно-монтажных работ;

б) на стадии составления проекта производства работ (ППР) - в виде конкретных технических решений по вопросам безопасности.

При организации строительной площадки, размещении участков работ, рабочих мест, проездов строительных машин и транспортных средств, проходов для людей следует установить опасные для людей зоны, в пределах которых постоянно действуют или потенциально могут действовать опасные производственные факторы.

Опасные зоны должны быть обозначены знаками безопасности и надписями установленной формы.

Границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих органов машин определяются в пределах 5 м, если другие повышенные требования отсутствуют в паспорте или инструкции завода изготовителя.

Строительная площадка в населенных местах или на территории действующих предприятий во избежание доступа посторонних лиц должна быть ограждена.

До начала строительства и монтажа в соответствии с проектом в безопасной зоне возводят все необходимые санитарно-бытовые помещения.

Пожарную безопасность на строительной площадке, участках работ и рабочих местах следует обеспечивать в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ (ППБ - 05 - 86), утвержденных ГУПО МВД РФ.

Электробезопасность на строительной площадке, участках работ и рабочих местах должна обеспечиваться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.013-78.

Колодцы, шурфы и другие выемки в грунте в местах возможного доступа людей должны быть закрыты крышками, прочными щитами или ограждены. В темное время суток ограждения должны быть обозначены электрическими сигнальными лампами напряжением не выше 42 В.

До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациями, эксплуатирующими эти коммуникации, мероприятия по безопасным условиям труда, а расположение подземных коммуникаций на местности должно быть обозначено соответствующими знаками или надписями.

Грунт, извлеченный из траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки выемки. Разрабатывать грунт в котлованах и траншеях «подкопом» не допускается.

При производстве земляных работ недопустимо обрушение грунтовых масс в процессе их разработки и при последующих работах. [ 38 ]

6.3 Обеспечение безопасной эксплуатации

При эксплуатации тепловых энергоустановок работа должна быть направлена на создание системы организационных и технических мероприятий по предотвращению воздействия на работников опасных и вредных производственных факторов [15].

Средства защиты, приспособления и инструмент, применяемые при обслуживании тепловых энергоустановок, подвергаются осмотру и испытаниям в соответствии с нормативными документами и должны обеспечивать безопасность эксплуатации тепловых энергоустановок.

При эксплуатации тепловых энергоустановок разрабатываются и утверждаются инструкции по ее безопасности. В инструкциях указываются общие требования безопасности, требования безопасности перед началом работы, во время работы, в аварийных же ситуациях - и по окончании работы.

Каждый работник, обслуживающий тепловые энергоустановки, должен знать и выполнять требования безопасности труда, относящиеся к обслуживаемому оборудованию и организации труда на рабочем месте.

Персонал, эксплуатирующий тепловые энергоустановки, обучается способам оказания первой медицинской помощи, а также приемам оказания помощи пострадавшим непосредственно на месте происшествия.

При внедрении системы безопасного производства работ на тепловых энергоустановках определяются функциональные обязанности лиц из оперативного, оперативно-ремонтного и другого персонала, их взаимоотношения и ответственность согласно должности. Руководитель организации и ответственный за исправное состояние и безопасную эксплуатацию тепловых энергоустановок несут ответственность за создание безопасных условий труда и организационно-техническую работу по предотвращению несчастных случаев.

Руководитель организации и руководители структурных подразделений, руководители подрядных организаций обеспечивают безопасные и здоровые условия труда на рабочих местах, в производственных помещениях и на территории тепловых энергоустановок, контролируют их соответствие действующим требованиям техники безопасности и производственной санитарии, осуществляют контроль, а также своевременно организовывают инструктажи персонала, его обучение и проверку знаний.

По материалам расследования несчастных случаев проводится анализ причин их возникновения, и разрабатываются мероприятия по их предупреждению. Эти причины и мероприятия изучаются всеми работниками организаций, на которых произошли несчастные случаи.

6.4 Мероприятия по предупреждению пожара

Руководители организаций несут ответственность за пожарную безопасность помещений и оборудования тепловых энергоустановок, а также наличие и исправное состояние первичных средств пожаротушения.

Устройство, эксплуатация и ремонт тепловых энергоустановок и тепловых сетей должны соответствовать требованиям правил пожарной безопасности Российской Федерации. Организации должны быть оборудованы сетями противопожарного водоснабжения, установками обнаружения и тушения пожара в соответствии с требованиями нормативно-технических документов.

Персонал должен выполнять требования инструкций по пожарной безопасности и установленный в организации противопожарный режим тепловых энергоустановок, не допускать лично и останавливать действия других лиц, которые могут привести к пожару или возгоранию.

Персонал, обслуживающий тепловые энергоустановки, проходит противопожарный инструктаж, посещает занятия по пожарно-техническому минимуму, участвует в противопожарных тренировках.

В организации устанавливается противопожарный режим, и выполняются противопожарные мероприятия, исходя из особенностей эксплуатации тепловых энергоустановок, а также разрабатывается оперативный план тушения пожара.

Сварочные и другие огнеопасные работы (в т.ч. проводимые ремонтными, монтажными и другими подрядными организациями) выполняются в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности Российской Федерации, учитывающими особенности пожарной опасности на тепловых энергоустановках.

В организации разрабатывается и утверждается инструкция о мерах пожарной безопасности и план (схема) эвакуации людей в случае возникновения пожара на тепловых энергоустановках, приказом руководителя назначаются лица, ответственные за пожарную безопасность отдельных территорий, зданий, сооружений, помещений, участков, создаются пожарно-техническая комиссия, добровольные пожарные формирования и система оповещения людей о пожаре.

По каждому происшедшему на тепловой энергоустановке пожару или загоранию проводится расследование комиссией, создаваемой руководителем предприятия или вышестоящей организацией. Результаты расследования оформляются актом. При расследовании устанавливается причина, и выявляются виновники возникновения пожара (загорания), по результатам расследования разрабатываются противопожарные мероприятия.

6.5 Выполнение электросварочных и газопламенных работ

При выполнении электросварочных и газопламенных работ необходимо выполнять требования ГОСТ 12.3.003-86, ГОСТ 12.3.036-84, а также санитарных правил при сварке, наплавке и резке металлов, утвержденных Минздравом РФ. Кроме того, при выполнении электросварочных работ следует выполнять требования ГОСТ 12.1.031.

Места производства электросварочных работ на данном, а также нижерасположенных ярусах, должны быть освобождены от сгораемых материалов в радиусе не менее 5 м, а от взрывоопасных материалов и установок - не менее 10м.

Металлические части электросварочного оборудования, не находящиеся под напряжением, а также свариваемые изделия и конструкции, на все время сварки должны быть заземлены, а у сварочного трансформатора, кроме того, необходимо соединить заземляющий болт корпуса с зажимом вторичной обмотки, к которому подключается обратный привод.

При выполнении изоляционных работ (гидроизоляционных, теплоизоляционных, антикоррозийных) с применением огнеопасных материалов, а также материалов, выделяющих вредные вещества, следует обеспечить защиту рабочих от воздействия этих вредных веществ, а также от термических и химических ожогов. Это достигается при правильном производстве работ с обязательным применением средств индивидуальной защиты работающих.

Битумную мастику к рабочим местам при строительстве тепловой сети следует доставлять при помощи грузоподъемных машин.

Не допускается использовать в работе битумные мастики температурой выше 180 ^_С.

Котлы для варки и разогрева битумных мастик должны быть оборудованы приборами для замера температуры мастики, и плотно закрываться крышкой.

Загружаемый в котел наполнитель должен быть сухим. Недопустимо попадание в котел льда и снега. Возле варочного котла должны быть средства пожаротушения.

Теплоизоляционные работы на техническом оборудовании и трубопроводах должна быть выполнены согласно ГОСТ 12.3.038.

На поверхностях конструкций или оборудования после покрытия их теплоизоляционными материалами, закрепленными вязальной проволокой с целью подготовки под обмоточную изоляцию, не должно быть выступающих концов проволоки.

Одновременное гидравлическое испытание нескольких трубопроводов, смонтированных на одних опорах или эстакаде, допускается в случае, если эти опорные конструкции рассчитаны на соответствующие нагрузки. Обстукивание сварных швов непосредственно во время испытаний трубопроводов и оборудования не допускается.

Компрессор и манометры, используемые при испытании трубопроводов, следует располагать вне зоны траншеи, в которой находится испытываемый трубопровод.

Осмотр трубопроводов при испытании разрешается производить только после снижения давления в стальных трубопроводах до 0,3 МПа.

Все работающие на монтажной площадке, в зависимости от рода выполняемых работ, снабжаются средствами индивидуальной защиты.

6.6 Техника безопасности при производстве подготовительных работ

В проектах производства работ и в технологических картах предусматриваются основные мероприятия по технике безопасности, но в процессе работы на строительной площадке возникает, как правило, необходимость в дополнительных мерах, связанных с обеспечением безопасности труда, в зависимости от конкретных условий: устройстве дополнительного освещения; устранении наледи; устройстве безопасных переходов через траншеи и пр.

При подготовке строительной площадки к началу производства работ необходимо строго следить за соблюдением правил техники безопасности.

Строительная площадка должна быть ограждена типовыми щитами. Кроме того места разработки траншей и котлованов, складские площадки, колодцы и шурфы также необходимо ограждать плотными щитами.

На строительной площадке, дорогах и проездах должны быть вывешены предупредительные плакаты и установлено сигнальное и рабочее освещение. Все рабочие места должны быть освещены в вечерние и ночные часы.

Временную электропроводку следует выполнять из изолированного провода. Подвешивать провода необходимо на надежных опорах на высоте не менее 2,5 м над рабочими местами, 3 м - над проходами и 5 м - над проездами. При прокладках проводов на высоте менее 2,5 м от земли, пола или настила электрические провода должны быть заключены в трубы или короба. Наружные воздушные сети следует осматривать не реже одного раза в месяц.

Электролампы общего освещения напряжением 110 или 220 В должны быть подвешены на высоту не менее 2,5 м. Если высота подвески светильников менее 2,5 м, напряжение должно быть не выше 36 В. Ввертывать и вывертывать электрические лампы под напряжением запрещается. Для переносных светильников напряжение должно быть не выше 36 В, а при пользовании ими в особо опасных местах (колодцах, камерах, сырых местах и пр.) - не выше 12 В. Штепсельные розетки и вилки должны исключать возможность использования их для напряжения 127 и 220 В.

Рубильники необходимо закрывать кожухами и помещать в ящики с запором; металлические кожухи рубильников следует заземлять.

Ширина проезжей части временных дорог должна быть не менее 3,5 м при движении транспорта в одном направлении и 6 м при движении в двух направлениях.

При пересечении автомобильных дорог с рельсовыми путями необходимо устраивать сплошные настилы с контррельсами, уложенными на одном уровне с головками рельсов. Ширина проезжей части на переезде должна быть не менее 4,5 м; в обе стороны от рельсового пути участки дороги должны быть замощены на расстоянии 25 м; уклон автомобильной дороги не должен превышать 0,05. Переезды оборудуются световой сигнализацией.

Шоферам автомашин разрешается подавать звуковые сигналы на территории строительной площадки.

Для движения людей на строительной площадке ширина проходов должна быть не менее 1 м, если по этим проходам не переносят грузы, и не менее 2 м, если грузы переносят. В проходах, расположенных на откосах или косогорах с уклоном более 20^_, устанавливают лестницы или стремянки шириной не менее 0,3 м с односторонними прочными перилами высотой 1 м.

Все проходы и проезды необходимо постоянно очищать от мусора и строительных материалов, а зимой - от снега и льда и посыпать песком, шлаком или золой.

В подготовительный период решаются вопросы снабжения работающих питьевой водой и питанием, устраиваются санитарно-бытовые помещения.

Площадки для складирования материалов должны быть тщательно спланированы и выровнены, а в зимнее время очищены от снега и льда. Для удаления поверхностных вод необходимо устраивать водоотводы.

Укладывать и разбирать штабеля следует механизированным способом.

Песок, гравий, щебень и прочие сыпучие материалы засыпаются в штабеля с соблюдением угла естественного откоса. Способом подкопа отбирать сыпучие материалы не разрешается. При пополнении или отгрузке материала из штабеля угол естественного откоса следует сохранять во избежание его обрушения. [ 38 ]

...