Технология очистки газовых выбросов от автотранспорта, работающего в замкнутых пространствах
Содержание
Введение
Глава 1
1.1 Описание технологической схемы
1.2 Компоновка оборудования
Глава 2
2.1 Технологические характеристики
2.2 Обоснование конструкции и описание
2.3 Характеристика конструкционных особенностей
2.4 Особенности монтажа и испытаний
2.5 Техническое обслуживание и ремонт
2.6 Расчет
2.6.1 Аэродинамический расчет
2.6.2 Расчет жидкоструйного вакуум-насоса
2.7 Обоснование и выбор конструкционных материалов и средств защиты
от коррозии
2.8 Безопасность жизнедеятельности
2.9 Технико-экономическое обоснование
2.10 Фонд заработной платы управленческого персонала
Глава 3
3.1 Технологическая характеристика
3.2 Обоснование конструкции и описание
3.3 Характеристика конструкционных особенностей
3.4 Особенности монтажа и испытаний
3.5 Техническое обслуживание и ремонт
3.6 Расчет диализатора
3.7 Обоснование и выбор конструкционных материалов и средств защиты
от коррозии
3.8 Безопасность жизнедеятельности
3.9 Технико-экономическое обоснование
Список используемой литературы
Введение
Технология очистки газовых выбросов от
автотранспорта, работающих в замкнутых пространствах усугубляется тем, что по
мере загазованности тоннеля возникают ситуации (при включении систем аспирации)
заниженного количества кислорода, что обуславливает остановку двигателей автомашин.
Другое неблагоприятное технологическое
решение - попытка рассеивания газовых выбросов. Последнее повлечет за собой
образование огромного анклава (около 100 квадратных километров) - территории с
воздухом, на уровне жизнедеятельности людских масс, сильно насыщенным
канцерогенными микрочастицами, которые позволят уже в ближайшие годы сразу
после пуска тоннеля резко повысить заболеваемость населения онкологическими
заболеваниями.
Выхлопные газы от двигателя содержат такие вредные вещества,
как окислы азота, окислы серы, окись углерода, сажу, углеводороды нефти -
соединения, принадлежащие к разным классам химических соединений, в разной
степени токсичным и трудноокисляемыми обычных условиях. Для достижения высокой
степени очистки газовых выбросов от вышеуказанных ингредиентов был разработан
способ нейтрализации, основанный на концепции полного окисления низших оксидов
серы, азота, углерода и углеводородов в высшие с последующей обработкой
продуктов окисления щелочной активированной водой и адсорбции сажевых частиц на
инерционно-сорбционных ловушках.
В ста пятидесяти городах России выхлопы автомобильного
транспорта превалируют над другими источниками загрязнения. В среднем по стране
они составляют 40-50%, а в таких мегаполисах, как Москва, - 80%. Через выхлопные
трубы автомобилей в атмосферу выбрасывается более двухсот химических веществ.
очистка газовый выброс автотранспорт
Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью
населения, способствует снижению качества жизни. Воздействие токсичных веществ,
загрязняющих воздух вызывает такие заболевания как: рак, лейкемия, астма,
эндокринные заболевания, респираторных заболевания, различные виды аллергии,
сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, болезни желчного пузыря,
болезни органов чувств.
Именно для снижения концентрации вредных компонентов газовых
выбросов автотранспорта в аспирируемом из тоннеля воздухе и предназначена
разрабатываемая газоочистная система.
Глава 1
1.1 Описание
технологической схемы
Газоочистка предназначена для снижения концентрации
вредных компонентов газовых выбросов автотранспорта в аспирируемом из тоннеля
воздухе вентиляционной системы ВАТ.
Максимальный объем очищаемого воздуха, 
- 2500000;
Минимальный объем очищаемого воздуха, - 625000;
Потребление электроэнергии:
• Установленная мощность, Р
- 231,2 кВт;
• Расчетная мощность, Р
- 208,6 кВт;
• Токовая нагрузка, I - 421 А;
• Пусковой ток, I
- 617 А.
Очищаемые ингредиенты: степень очистки, %
сажа и пыль 85 - 90
окись углерода 80 - 85
окислы азота 75 - 85
двуокись серы 85 - 90
углеводороды 85 - 95
Строительная площадь занимаемая установкой, 
- 640
Строительный объем, 
- 3825
Площадь вентиляционного канала, - 324
Объем вентиляционного канала, - 2437
Максимальный расход воды на обработку
воздуха, /сутки - 14
Рабочая температура системы, 
С - +2
+50
Система газоочистки автомобильного тоннеля (далее СГО-АТ)
располагает автономными и взаимосвязанными системами и блоками. СГО-АТ может в
целом запускаться автоматически без участия оператора или вручную оператором.
Кроме этого отдельные элементы системы, блоки могут запускаться автономно
оператором независимо друг от друга.
СГО-АТ работает без постоянного наблюдения со стороны оператора.
Работа отдельных единиц оборудования наблюдается по сигналам контрольных ламп
на щите управления.
Для непрерывного контроля концентраций вредных примесей (СО, СН и
NxOx) используются газоанализаторы "ХОББИТ", ГИАМ-15М, для контроля
концентраций взвешенных частиц - прибор ИКВИЧ, которые устанавливаются на входе
газового потока и на выходе.
Воздушный поток, содержащий выбросы от автотранспорта
поступает в газоход на входной фильтр очистки выхлопов и затем в систему
ультрафиолетового облучения газовоздушных выбросов, где происходит
взаимодействие загрязняющих ингредиентов с озоном, далее в систему
озоновоздушной активации, где под действием ультрафиолетового излучения
происходит активация молекул, атомов и образование радикальных частиц. Затем в
системе распыления щелочной составляющей воды и смешивания воздушного потока с
озоном, поток обрабатывается щелочной водой, генерируемой в блоке подготовки
щелочной воды, туда подается и озон из блока озонирования, для более эффективной
деструкции вредных веществ. Далее газовоздушный поток проходит через систему
осушения, где происходит адсорбция паров воды на элементах каплеуловителя и
стекание в мехшламоотделитель. Очищенный воздушный поток выбрасывается в
атмосферу. Шлам, содержащий соли окисленных загрязнений, освобожденный от воды
в мехшламоотделителе, собирается в шламосборнике и периодически удаляется.
Структурная схема "Системы газоочистки"
представлена на (Рис. 1)
1.2
Компоновка оборудования
Газоочистка состоит из следующих узлов и
оборудования:
Ø Система электропитания
СГО.
Ø Система освещения.
Ø Входной фильтр.
Ø Установка деструкции и
окисления воздуха.
· Система ультрафиолетового
облучения газов (ОУФ).
· Система озоновоздушной
активации газа (ОУВ).
Ø Система подготовки,
распыления щелочной воды и смешивания ее с озоном.
· Блок подготовки щелочной
воды.
· Блок озонирования воздуха
(МОЗ).
· Узел распыления щелочной
составляющей воды, смешанной с озоном.
· Блок автоматического
контроля уровня воды в резервуаре, температуры и вкл. /выкл. Подогрева воды,
включения и выключения задвижек, насосов распыления, насосов фильтров.
Ø Система осушения.
Ø Система фильтрации
щелочной составляющей от твердых частиц.
Ø Система контроля
состояния СГО и степени газоочистки.
· контрольно измерительные
приборы.
Ø Система автоматического
управления работой СГО.
1. Входной фильтр.
Воздушный поток, содержащий выбросы от
автотранспорта поступает в газоход на входной фильтр очистки выхлопов. Фильтр
входной предназначен для удаления из воздушного потока аэрозольных и взвешенных
частиц. Он состоит из 3 передвижных каркасных элементов.
Фильтр состоит из взаимозаменяемых кассет,
установленных в подвижном каркасе. Кассеты крепятся к полочкам каркаса с
помощью болтов. гаек, шайб. Кассеты представляют собой прямоугольный каркас на
который натягивается фильтрующий материал.
Каркасные элементы фильтра устанавливаются
в сечении воздуховода с максимально возможной эффективной площадью обработки
воздушного потока.
Срок эксплуатации фильтра определяется
периодом эксплуатации до первой регенерации и временем загрязнения материала
после регенерации. Период загрязнения после регенерации устанавливается в
зависимости от конкретных условий эксплуатации (определяется в процессе
эксплуатации по весовой степени загрязнения фильтрующего материала). При
возрастании веса фильтрующего материала в 2 раза (1 - 1,1кг) материал подлежит
замене.
2. Установка деструкции и
окисления воздуха.
Система ультрафиолетового
облучения газов (ОУФ)
Ультрафиолетовое облучение применяется в
системах очистки технологических газов и предназначено для ионизации и
активации потокв газа аэрозолей с целью повышения эффективности нейтрализации и
деструкции примесей.
Система ультрафиолетового облучения газов
состоит из 45 ультрафиолетовых облучателей, запитанных от трех
распределительных щитов электропитания. Работа ультрафиолетовых ламп
контролируется светодиодами на щите контроля работы ламп ОУФ. Ультрафиолетовый
облучатель - ОУФ содержит корпус (1) в виде металлической пластины, две
ультрафиолетовые лампы (2), два ПРА (3), два отражателя (4), ручку (5) и кожух
(6) для защиты присоединительных контактов.
Лампы и ПРА закреплены на изоляторах (7).
При подаче напряжения, лампы ОУФ
генерируют мощное ультрафиолетовое излучение, под воздействием которого
происходит ионизация воздуха, образование активных радикалов и образование
озона.
ОУФы устанавливаются на 10 щитах крепления
ОУФ. Рядом с ОУФ (непосредственно возле каждой лампы) установлен фотодатчик,
предназначенный для передачи сигнала о раоте ОУФ на щит индикации и контроля
работы ламп ОУФ (ЩИ-ОУФ). В целях защиты ОУФ от механических повреждений они
закрыты защитным экраном из сетки с ячейкой 10х10мм.
Система озоновоздушной
активации газа (УОВ).
Система озонирования (окисления) воздуха
предназначена для генерации озона из кислорода аспирируемого воздушного потока.
Комплект УОВ (240 шт.) смонтирован в виде
пяти модулей одного по 30 блоков, одного по 40 блоков, одного по 50 блоков и
двух по 60 блоков окисления. Каждый УОВ подключен к щиту управления, контроля и
индикации автоматического отключения (ЩУ-УОВ).
Устройство окисления воздуха (УОВ)
комплектуется четырьмя окислителями воздушного потока.
Окислитель воздушного потока состоит из цилиндрического корпуса,
четырех коронирующих электродов, которые крепятся к корпусу с помощью
фиксаторов и одного осадительного электрода. Торцы корпуса окислителя
закрываются фильтрующим материалом PEGAS-AGRO плотностью 30 г/.
При подаче высокого напряжения 10000В на коронирующие
электроды между ними и осадительным электродом происходит коронный разряд,
способствующий расщеплению молекул кислорода воздуха с образованием активного
атомарного кислорода, который в результате синтеза образует озон
3. Система подготовки,
распыления щелочной составляющей воды и смешивания ее с озоном.
Система предназначена для более
эффективной и глубокой деструкции вредных веществ щелочной активированной
водой, со значением рН около 11, смешанной с озоном. Распыление щелочной воды в
очищаемом воздушном потоке производится вакуум-насосами.
Блок подготовки щелочной
воды.
Блок подготовки щелочной воды предназначен
для получения щелочной активированной воды со значением рН около 11.
Работа блока подготовки щелочной воды
происходит в циклическом режиме. Вода через входную электрозадвижку поступает в
два солевых бака, в которых размещены тканевые мешки с солью, каждый емкостью
по 5 кг. Автоматически с циклом 15 минут в солевые баки и диализаторы подается
сетевая вода с расходом не более 8 /час. Вода, растворяя
техническую соль, из солевых баков самотеком поступает в диализаторы. Засыпка
соли солевые баки производится по мере необходимости или один раз в 5 дней, как
правило в начале смены по 5 кг в солевой мешок каждого бака.
Электродиализаторы предназначены для
повышения щелочной составляющей воды (рН 11).
Диализатор состоит из корпуса (1), камеры
(2), разделенной на анодную (2.2) и катодную (2.1), графитовых электродов (13)
(13.2-анод, 13.1-катод). К аноду и катоду подключаются соответственно
положительный и отрицательный полюсы источников тока. Между электродами
установлена рамка - перегородка из органического материала (14). Ткань рамки
выполняет роль фильтра и одновременно является пассивной мембраной. Подвод
воды, удаления осадка и слив обработанной воды производится через сгоны
(3,4,5,6), расположенные на дне корпуса диализатора. Анодная камера (2.2) по
направляющим (16) устанавливается в камере (2) диализатора. для отвода лишней
воды, подаваемой в анодную камеру, устанавливается перелив (17), проходящий в
сливную камеру 92.3). Для перелива воды из катодной камеры в сливную камеру
предусмотрено отверстие перелива (18). Все сгоны для подвода, слива и выхода
обработанной воды герметизируются и закрепляются в корпусе с помощью резьбы и
крепежных гаек (7).
Корпус анодной камеры и диализатора
выполнен из винипласта. Рамка-перегородка выполнена из текстолита, покрытого органическим
материалом.
Работает диализатор следующим образом:
исходная вода из солевого бака поступает в анодную и катодную камеры. В
результате ионизации воды постоянным током анодных и катодных камерах вода
обогащается ионами водорода и гидроксильными группами (ОН). При действии
постоянного тока происходит перемещение ионов и гидросильных групп в анодные и
катодные камеры.
Для удаления осадка из анодной и катодной
камер, а так же для слива воды в диализаторе предусмотрены штуцеры слива.
После отключения системы газоочистки
происходит сброс воды из диализаторов и солевых баков в накопительную емкость.
Для этого в системе трубопровода установлен электроклапан. Регулируемое время
сброса воды 3-30 мин. Для управления работой электроклапанов, в ЩР-ТВР установлено
реле времени ВЛ-54УХЛ4.
Блок озонирования воздуха
(МОЗ).
Блок озонирования воздуха предназначен для
преобразования кислорода воздуха в атомарный кислород и озон и подачи их в
вакуум-насосы.
Модуль озонатора (МОЗ) состоит из цилиндрического корупса, четырех
коронирующих электродов, которые крепятся к корпусу с помощью изоляторов и
одного осадительного электрода. Торцы корпуса окислителя закрываются
фильтрующим материалом PEGAS-AGRO плотностью 30 г/.
При подаче высокого напряжения 10000В на коронирующие электроды
между ними и осадительным электродом происходит коронный разряд, способствующий
расщеплению молекул кислорода воздуха с образованием активного атомарного
кислорода, который в результате синтеза образует озон
Узел распыления щелочной воды.
Узел предназначен для подачи и распыления щелочной воды в
очищаемом воздушном потоке с помощью вакуум-насосов.
Вакуум-насосы установлены в камере газоочистки. На вакуум-насосы
подается щелочная вода для распыления и окисления воздуха от МОЗов для
повышения активности газопоглощения в воздушном потоке.
В вакуум-насосе образуется водо-воздушная смесь, которая через
распылители разбрызгивается в камеру в виде аэрозольной смеси. Эта аэрозольная
смесь способствует ускорению окисления, нейтрализации газов и кислородной
среды.
Для подачи щелочной воды в вакуум-насосы используются насосы
распыления (НР). Насосы подачи воды в блоки распыления в камере управляются и
получают электропитание со щита управления насосов распыления (ЩР-НР). К данному
щиту управления подключены 3 насоса, 2 рабочих и 1 резервный, снабженные
термодатчиками, защищающими схему управления насоса от перегрева.
Блок автоматического контроля уровня воды в резервуаре,
температуры и вкл. /выкл. Подогрева воды, включения и выключения задвижек,
насосов распыления, насосов фильтров.
Накопительная емкость, установленная в камере газоочистки
предназначена для сбора (накапливания) нейтрализующей жидкости, подаваемой в
узел распыления на вакуум-насосы.
Задвижка электрическая №1, установлена на входе воды в систему
предназначена для наполнения воды диализаторов. Вода поступает в 2 солевых бака
и,растворяя техническую соль, поступает самотеком в диализаторы.
Задвижка электрическая №2 предназначена для заполнения водой
накопительной емкости при нижнем аварийном уровне.
Задвижка электрическая №3, 4 подключены параллельно и каждые 15
минут сбрасывают загрязненную воду в мехшламотделитель.
Задвижка электрическая №5 предназначена для быстрого (в
накопительной емкости недостаточно воды для включения насосов распыления)
наполнения накопительной емкости отстоявшейся водой из мехшламотделителя.
щит ЩУ-ЗУПН предназначен для автоматического управления работой
задвижек в зависимости от уровня воды, управления подогревом воды в
накопительной емкости, а также автоматически (в зависимости от уровня воды)
включает и отключает насосы распыления и насосы фильтров. Так же с этого щита
производится подача электропитания на обогрев труб и клапанов.
Система автоматического контроля уровня воды в резервуаре (САКУВ)
предназначен а для слежения за уровнем воды в накопительной емкости и
управления электромеханическими устройствами обеспечивающими подачу и обработку
воды в системе очистки.
При срабатывании дистанционного включателя (ДВ) САКУВ производит
контроль уровня воды в накопительной емкости. И в зависимости от этого
производит включение насосов распыления, насосов фильтров, задвижек. При
недостаточной температуре производится автоматическое включение ТЭНов.
4. Система осушения.
Система осушения предназначена для улавливания из газового потока
аэрозольных и взвешенных частиц, образовавшихся в процессе обработки воздуха в
системе газоочистки, а также адсорбции паров воды после вакуум-насосов на
ловушках и возвращение ее в емкость накопителя для повторного использования.
В состав системы входят инерционно-сорбционные ловушки-71шт и
инерционно-жалюзийные ловушки-480шт.
Инерционно-жалюзийные ловушки состоят из фильтров, которые
натягиваются на стандартные кассеты и элементов каркаса.
Каркасные элементы ловушек устанавливаются в сечении воздуховода с
максимально возможной эффективной площадью обработки воздушного потока.
Инерционно-сорбционные ловушки состоят из металлических
элементов, ловушки устанавливаются в металлоконструкцию блока ловушек.
5. Система фильтрации
щелочной составляющей от твердых частиц.
Система фильтрации щелочной составляющей
от твердых частиц используется для очистки воды с целью удаления твердых частиц
и ее повторного использования.
Для очистки воды с целью удаления твердых
частиц и ее повторного использования, из резервуара насосами - НШ (один
рабочий, другой резервный) загрязненная вода подается в мехшламотделитель по
системе труб на патрубок входной.
В мехшламотделителе происходит очистка от
твердых частиц, взвешенных примесей, масел. Из мехшламотделителя очищенная вода
через патрубок подается обратно в резервуар. Пена и масла через патрубки
поступают в шламонакопитель. Тяжелые масла через патрубки автоматически
сбрасываются в шламонакопитель, каждые 15 минут с помощью автоматических
задвижек.
Мехшламотделитель состоит из корпуса,
рамы, фильтров. Корпус мехламотделителя условно разделен на 3 части: зона
флотации, зона фильтрации и камера сбора очищенной воды.
В зоне флотации происходит разделение
загрязненной воды на пену, тяжелые осадки и осветленную воду.
В зоне фильтрации происходт доочистка воды
при помощи фильтра и получение очищенной воды. Очищенная вода самотеком через
перелив попадает в камеру сбора очищенной воды, и далее через патрубок в
резервуар на повторное использование.
Шламосборник устроен в виде емкости, в которую по трубам от
мехшламотделитея поступает сжиженная шламовая смесь, которая в дальнейшем, за
счет оседания твердых частиц концентрируется. отстоявшуюся воду из
мехламотделителя, по мере необходимости, насосом АН №2 вода перекачивается в
накопительную емкость. оставшийся шлам удаляется по мере накопления.
Для удаления загустевшего шлама,
необходимо развестиего водой из мехшламотделителя включив НВШ (в ручном
режиме). Разжиженный шлам перемешивается до однородного состояния мешалкой.
Однородная масса перекачивается насосом отходов на утилизацию.
6. Система контроля
состояния СГО и степени газоочистки.
Система предназначена для контроля работы
отдельно составляющих СГО, контроля степени очистки газовых выбросов.
Система контроля отдельных составляющих
построена по параллельно последовательной схеме, если один из блоков системы не
работает, цепь прерывается и в ЦДП подается сигнал о неисправности "СГО
требует обслуживания". При исправной работе всех составляющих системы ЦДП
передается сигнал "СГО включена".
Информация о работе системы поступает на
щит сбора информации ЩСИ-СГО, на лицевую панель которого выведена сигнальная
лампа "СГО включена". При отказе какого-нибудь блока лампа гаснет.
Принцип работы датчиков состояния системы
газоочистки основан на параллельно-последовательном соединении контактов.
Контакты установлены в каждом из вышеперечисленных щитов и соединены между
собой. В случае неисправности одного из них цепь размыкается и в диспетчерскую
поступает сигнал "Система требует обслуживания". В качестве датчиков
используются дополнительные контакты основных пускателей или контакты
специально установленных реле.
В системе оборудования газоочистки
применены слудующие контрольно-измерительные приборы, регистрирующие основные показатели
и параметры работы газоочистки:
Стационарный газоанализатор
"Хоббит-Т" (2шт.) с электрохомическими сенсорами. Приборы
предназначены для измерения уровня консентрации СО на входе воздушного потока
на газоочистку и на выходе из нее.
Стационарный газоанализатор
"ГИАМ-15М", в состав которого входят блок фильтрации и побудитель
расхода - (2 комплекта). Он предназначен для измерения уровня концентраций
соединений NO на входе воздушного потока в газоочистку и на выходе из нее.
Блок фильтрации предназначен для снижения
влагосодержания и очистки агрессивных примесей анализируемой газовой смеси.
Побудитель расхода предназначен для
обеспечения необходимой величины расхода анализируемой газовой смеси через
газоанализатор.
Измеритель ИКВИЧ-2шт. Измерители предназначены
для непрерывного измерения оптической плотности пылегазовой среды и пульсаций
оптической плотности аспирируемого воздушного потока на входе в газоочистку и
на выходе из нее, а также расчетного определения массовых концентраций
взвешенных частиц (пыли) через пересчетную функцию.
Стационарный газоанализатор
"БРИЗ-201". Прибор предназначен ддля измерения концентрации озона в
воздухе рабочей зоны.
Термогигрометр "Ива-6Б". Прибор
предназначен для измерения параметров климата (относительной влажности и температуры
воздуха) в служебно-технических помещениях газоочистки.
рН-метр-милливольтметр рН-410. Прибор
предназначен для измерения уровня рН, окислительно-восстановительных
потенциалов (Еh) и температуры водных растворов.
В комплекте с рН-метр-милливольтметром
рН-410 входят термообразователи сопротивления (измерение температуры твердых,
жидких, газообразных и сыпучих веществ от - 50 дл +180С) и электродов
стеклянных комбинированных (измерение активности ионов водорода (рН) в водных
растворах от 0 до 12).
7. Система
автоматического управления работой СГО.
Предназначена для автоматического
включения в работу отдельных составляющих системы очистки.
При включении вентиляторов продувки
тоннеля, от потока воздуха срабатывает дистанционный включатель, замыкая цепь
автоматического включения СГО. С ЩА-СГО управляющий сигнал - фаза "С"
~220В - поступает на подключенные к нему щиты управления, производя включение
отдельных узлов и блоков системы.
8. Система
электропитания.
Предназначена для надежного, основного и
резервного электропитания.
9. Система освещения.
предназначена для создания равномерной,
нормированной, экономной освещенности.
Состоит из рабочего освещения, дежурного
освещения, освещения камеры и аварийного освещения.
Глава 2
2.1
Технологические характеристики
Узел Распыления щелочной воды предназначен для подачи и
распыления щелочной воды в очищаемом воздушном потоке с помощью вакуум-насосов.
Технические характеристики вакуум-насоса:
Производительность по воде 1,5 м
/час
Производительность по воздуху 50 л/мин
Разряжение создаваемое в эжекционной камере при выходе воды
Рр - 0,8 атм
Технические характеристики насосов распыления:
марка повысительного насоса"ИРТЫШ" 30 ПФ
Н=22 м
мощность повысительного насоса 3 кВт=2900 об/мин
2.2
Обоснование конструкции и описание
Вакуум-насосы установлены в камере газоочистки. На
вакуум-насосы подается щелочная вода для распыления и окисленный воздух от
модуль озонаторов для повышения активности газопоглощения в воздушном потоке.
В вакуум-насосе образуется водовоздушная смесь, которая через
распылители разбрызгивается в камеру в виде аэрозольной смеси. Эта аэрозольная
смесь способствует ускорению окисления, нейтрализации газов и кислородной
среды. Для подачи щелочной воды в вакуум-насосы используются насосы распыления
(НР). Насосы подачи воды в блоки распыления в камере управляются и получают
электропитание со щита управления насосов распыления (ЩР-НР). К данному щиту управления
подключены три насоса, два рабочих и один резервный, снабженные термодатчиками,
защищающими схему управления насоса от перегрева.
Соответствие вакуумного насоса условиям, в которых ему
придется работать, оценивается по следующим параметрам:
· Скорость действия и
откачки. Параметр определяется путем измерения объема газа, двигающегося через
отверстие в выпускном патрубке (при заданном уровне давления). Параметр
меняется в случае изменения давления. Целесообразность эксплуатации насоса в
тех или иных условиях обусловлена тем, насколько скорость откачки зависит от
уровня давления.
· Предельный показатель
давления (максимальный показатель выпускного давления, дальнейшее увеличение
которого приводит к росту уровня давления на входе). Отдельные виды насосов не
выбрасывают в атмосферу газ, который они откачивают, поэтому для их
бесперебойного функционирования необходим форвакуум, создаваемый другими
насосами.
Принцип функционирования насосов зависит от характера течения
газа, т.е. степени его разрежения.
При первоначальной откачке газа, поток движется с высокой
скоростью и имеет завихрения (газ течет в турбулентном режиме). Падение
давления нейтрализует завихрения, в результате чего газ начинает течь
инерционно (т.к. определяется инерцией газовой среды). Если в дальнейшем
происходит снижение скорости течения газа, режим становится вязкостным.
В случаях, когда течение газового потока может быть
охарактеризовано как вязкостное, внутренние слои потока активно перемещаются, в
отличие от слоев, находящихся около стенок насоса (они практически не
двигаются). Так, в центре газового потока частицы двигаются максимально быстро.
Тип движения потока определяется степенью вязкости газа. При низких показателях
давлении молекулы свободно двигаются и практически не взаимодействуют. По мере
того, как пропадает внутреннее трение, поток начинает двигаться молекулярно.
Для исключения газовых утечек сквозь зазоры трущихся частей
вакуумных насосных установок, используется вакуумное масло. Данное вещество
уплотняет зазоры и служит смазкой. Таким образом, механические насосы, в
которых масло используется в качестве уплотнителя и смазки, являются масляными.
В насосах, где масло не используется, называются сухими.
2.3
Характеристика конструкционных особенностей
Анализ конструкций насосов, создающих вакуум, показывает, что
почти все вакуумные насосы работают по принципу вытеснения, аналогично
Объёмным насосам (за исключением паромасляных и
пароэжекторных насосов, в которых используется принцип эжекции). Полученный
вакуум, т.е. его величина зависит от герметичности рабочего пространства,
создаваемого рабочими органами насоса (золотниками, пластинами, колесами
совместно с жидкостью). Насос в конечном счете должен обеспечить два важнейших
условия: понизить давление в замкнутом пространстве до определённой величины
Рвmin путём забора газовой среды из замкнутого пространства (объёма) и
осуществить это за определённое время. Если объём забора газовой среды насос
обеспечивает, но при этом не достигается понижение давления до заданной величины,
то применяется форвакуумный насос, дополнительно понижающий давление газовой
среды. Эта схема работы вакуумного насоса аналогична последовательному
соединению насосов. Если насос обеспечивает заданную величину понижения
давления, но не обеспечивает скорости забора, то подключают другой насос. Эта
схема работы вакуумного насоса аналогична параллельному соединению насосов
Это гидравлическое устройство, насос, работающий на основе
закона Бернули. При работе эжектора водоструйного, на участке сужение сечения создаётся
область низкого давления, что приводит к понижению давления потока, тем самым
вызывая подсос в поток другой среды. Эжектор водоструйный - водоструйный насос,
создающий разрежение, за счет которого выкачивается вещество.
Щелочная вода на вакуум-насосы подается повысительными
насосами (НР). Всего установлено три насоса - два основных, один резервный.
Управление насосами осуществляется с (ЩУ - НР). В ЩУ - НР установлен автомат
защиты QF1 (25 А), три автомата защиты QF2 - QF4 (6,3 А) - для подачи питающего
напряжения на повысительные насосы, каждый насос имеет индивидуальное
устройство защиты двигателя (УЗД), установленное в ЩУ-НР. Выбор рабочих насосов
производится переключателем SA2, находящимся на дверце ЩУ - НР. Выбор рабочих
насосов производится переключателем SA2, находящимся на дверце ЩУ - НР. При
подаче питающего напряжения на щит загорается сигнальная лампа HL1
"СЕТЬ". Сигнальные лампы HL2 - HL4 - сигнализируют о подаче
напряжения на соответствующий насос.
Подача воды повысительными насосами осуществляется в ручном и
автоматическом режимах работы. Для выбора режима на дверце ЩУ - НР установлен
тумблер SA - "АВТ"/"РУЧН". В автоматическом режиме работы
управление работой насосов и контролем уровня воды в резервуарах осуществляется
с ЩУ - ЗУПН. При этом все автоматы должны быть в положении "ВКЛ", при
поступлении управляющего сигнала, срабатывают пускатели КМ1 - КМ3, в
зависимости от выбранного насоса, напряжение поступает на соответствующий
насос, загораются сигнальный лампы HL2 - HL4.
При необходимости управление насосами можно осуществлять в
ручном режиме. Для этого тумблер SA1 нужно перевести в положение
"РУЧН" и осуществлять управление кнопочными постами SB1 - SB3.
2.4
Особенности монтажа и испытаний
Место установки пластинчато-роторного вакуум-насоса -
агрегата необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы со всех сторон имелся бы
хороший доступ. Необходимость сего объясняется требованием постоянного надзора
за состоянием уровня масла, регулярной смены масла и создания возможности на
месте производить небольшие ремонты.
Пластинчато-роторный вакуум-насос - агрегат поставляется в
состоянии эксплуатационной готовности. Вакуумная установка уравновешивается при
помощи ватерпаса и привинчивается к фундаменту. Для полного
предотвращения неизбежных незначительных сотрясений фундамента или остова,
можно проложить резиновые амортизаторы.
Для присоединения всасывающих и нагнетательных трубопроводов,
необходимо применять к машине приложенные присоединительные фланцы. Эти фланцы
вакуумплотно привариваются к трубам, предназначенных для присоединительных
трубопроводов.
Подготовка к работе и порядок работы:
проверить заземление распределительного щита, насосов;
автомат QF1 (ЩУ-НР) перевести в положение
"включено" - загорится сигнальная лампа HL1 "СЕТЬ";
проверить работу насосов распыления в ручном режиме работы:
· тумблером SF1 произвести выбор насосов
· тумблер SA перевести в положение
"ручн";
· нажатием кнопки "ПУСК"
соответствуют его кнопочного поста произвести запуск наноса; обратить внимание
на легкость запуска и равномерность, без стуков, вибраций, работы насосов;
· тумблером SF1 выбрать другие насосы,
аналогично провести проверку работы насосов;
· при включении насоса загорается
соответствующая сигнальная лампа HL2, HL3, HL4;
проверенный и исправно работающий насос можно перевести в
автоматический режим работы:
· тумблер SF1произвести выбор насоса;
· тумблер SA1 поставить в положение
"авт";
· при поступлении управляющего сигнала с
ЩУ-ЗУПН производится включение выбранного насоса - горит соответствующая
сигнальная лампа HL2, HL3, HL4.
2.5
Техническое обслуживание и ремонт
"Техническое обслуживание - Комплекс операций или
операция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при
использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании"
"Ремонт - Комплекс операций по восстановлению
исправности или
работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий
или их
составных частей" [13]
Операциями по проведению технического обслуживания для
проектируемого устройства является:
. Дополнять смазку подшипников в течение 1 рабочего
месяца работы через 100 часов, последующее время через 1000 часов работы
насоса;
2. Поддерживать нормальные утечки через сальниковые
уплотнения. При отсутствии утечек ослабить затяжку сальника. При увеличении
утечки подтянуть гайки крышки сальника.
Возможные неисправности и методы их устранения представлены в
таблице 1.
Таблица 1
|
Наименование неисправности, внешнее проявление
и дополнительные признаки
|
Вероятная причина
|
Способ устранения неисправности
|
|
1. Повышение давления на выходе насоса.
|
1. Забиты форсунки.
|
1. Промыть водой.
|
|
2. При включении СГО на щитах управления не
горят отдельные сигнальные лампы.
|
1. Вышла из строя лампа. 2. Нет хорошего
контакта.
|
1. Заменить. 2. Исправить контакт.
|
|
3. Подтекает вода в НР.
|
1. Вышел из строя сальник.
|
1. Подбить, подтянуть или заменить сальник.
|
2.6 Расчет
2.6.1
Аэродинамический расчет
Все сопротивления разделяются на 2 группы:
. Сопротивление трения, то есть сопротивление при
течении потока в прямом канале постоянного сечения.
2. Местные сопротивления, связанные с изменением формы
или направления канала, каждое из которых считается условно сосредоточенным в
каком - либо одном сечении канала, то есть не включает в себя сопротивления
трения.
В случае изотермического потока, то есть при постоянной
плотности и вязкости текущей среды, сопротивление трения рассчитывается по
формуле:
(3.1)
Входящий в формулу коэффициент сопротивления трения 
зависит от относительной шероховатости
стенок канала и числа Рейнольдса.
(3.2),
где
- коэффициент кинематической вязкости среды. Местные
сопротивления рассчитываются по формуле:
(3.3)
где коэффициент местного сопротивления 
зависит в основном от геометрической
формы рассматриваемого участка
- динамическое давление (скоростной напор)
1. Расчет сопротивления трения
Расчет сопротивления трения рассчитывается по формуле (3.1)
Входящий в формулу коэффициент сопротивления трения зависит от относительной шероховатости
стенок канала и числа Рейнольдса (3.2).
(3.4)
То же касается и местных сопротивлений (3.3)
Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину диаметра
принимается эквивалентный диаметр 
, при которомпотери давления в круглом воздуховоде при той же
скорости воздуха равны потерям в прямоугольном воздуховоде:
(3.5)
- производительность установки 2200000
- габариты газохода (6
8,6) 
- длина участка 15
- эквивалентный диаметр 6,3
- скорость потока 19 
по формуле (2.4) 
при t=0C, =19 , =24 
, =0,03
=500000
=6,3, =4,5, =1,3, =0,03
=1000000
=6,3, =13,3, =5,2, =0,03
=15000000
=6,3,=13,3, =10,5, =0,03
=2200000
=6,3, =14,4,=42,5, =0,03
Таблица потерь давления на сопротивление трению 
Таблица 2
|
производительностьсопротивление трению
|
|
|
500000
|
0,09
|
|
1000000
|
0,4
|
|
1500000
|
0,75
|
|
2200000
|
1,7
|
Расчет потерь давления на местных сопротивлениях
Сопротивление рассчитывается без учета диаметра труб из-за их
незначительного диаметра. Учитывается опорная конструкция на которой
расположены распылители.
Q=2200000
, 
- площадь отверстий для прохода воздуха 38,3
- общая площадь сечения газохода 42,6
- габариты газохода (67,1)
- эквивалентный диаметр сечения газохода 6,5
- эквивалентный диаметр для прохода воздуха 5,9
=
- скорость воздуха в отверстиях 22,6
=
(2.6)
=
=29
=
=500000
=5,9, =5,1, =1,65, , =6,5
=
, Q=1000000
=5,9, =10,2, =6,8,, =6,5
=15000000
=5,9,=15,2, =15,1, , =6,5
=2200000
=5,9,=20,3, =20,2, , =6,5
2.6.2 Расчет
жидкоструйного вакуум-насоса
Производительность 1,6
Напор (давление) 1,8 атм
Основной параметр - площадь выхлопного сечения сопла:
где 
- площадь выходного сечения сопла, - расход жидкости, 
- удельный объем воды, /кг
- разность напоров жидкости и газа, Па
=1,6=1,6/3600=0,0004444 =0,001 
, =1,8атм-1атм=0,8атм
=
Па
=
0, 0000369=0,369
Основной радиус сечения:
=0,34 см=3,4м
Принимаемый диаметр сопла =6 мм
От этого основного параметра принимаем размеры основных
конструктивных элементов с учетом минимальных линейных габаритов:
· расстояние от сечения сопла до камеры
смешения - 2Ш
= 12 мм
· Диаметр камеры смешения - 2Ш= 12 мм
· Диаметр диффузионной камеры - 2Ш
=25 мм
· Длина камеры смешения - 8 Ш =90 мм
· Так как диффузор оканчивается напорным
патрубком для лучшего разбрызгивания на рассекатель - принимаем угол расширения
и сужения диффузора 
12 - 14.
· Длина диффузора - 8 Ш 
=200 мм
2.7
Обоснование и выбор конструкционных материалов и средств защиты от коррозии
1. Характеристика условий эксплуатации
Устройства распыления работают в атмосфере повышенной влажности.
Технологической средой для оборудования газоочистки является
вода, которая содержит:
|
Наименование компонентов
|
Концентрация, мг/л
|
|
Железо общее
|
0,5 - 1
|
|
Медь
|
0,013
|
|
Натрий и калий
|
5,0 - 6,0
|
|
Аммоний
|
5,7 - 7,0
|
|
Кальций
|
36,4
|
|
Магний
|
5,8
|
|
Алюминий
|
0,01 - 0,04
|
|
Нитраты
|
2,3
|
|
Нитриты
|
0,07
|
|
Хлориды
|
8,5 - 10
|
|
Сульфаты
|
29,5
|
|
Бикарбонаты
|
70
|
Производительность по откачиваемой газовой среде: 0,01-1000
кг/час Создаваемое разрежение: до 65 Па абс (0,5 мм рт. ст.) Температура
откачиваемой среды: до 1200°С Давление рабочей среды: 0,1-35 МПа Давление
смеси на выходе: 0,1-10 МПа Материал изготовления: Ст20,
09Г2С, 12Х18Н10Т
Промышленная атмосфера может содержать коррозионно-активные
компоненты, которые способствуют усилению коррозионных процессов на
металлоконструкциях.
. Характеристика возможных коррозионных процессов аппарата:
Промышленная атмосфера может содержать коррозионно-активные
компоненты, которые способствуют усилению коррозионных процессов на
металлоконструкциях.
Устройства распыления в процессе эксплуатации подвергается
атмосферной коррозии за счёт беспрепятственного контакта с атмосферным
воздухом.
Атмосферную коррозию по степени увлажненности поверхности
принято разделять на сухую, влажную и мокрую.
Мокрая атмосферная коррозия протекает при
относительной влажности воздуха около 100%, когда на поверхности влага
собирается в виде хорошо видных капель, либо при прямом воздействии на
конструкцию дождя, тумана.
Мокрая атмосферная коррозия также наблюдается на
конструкциях, которые обливаются водой либо полностью погружаются. При мокрой
коррозии пленка влаги в толщину составляет более 1 мм.
. Общая характеристика конструктивного и материального
оформления:
Надежность эксплуатации оборудования тесно связана с
применением новых конструкционных материалов и более современных способов
защиты от коррозии. При этом очень важно, чтобы материаловедческое и
противокоррозионное обеспечение надежности агрегата решалось
с учетом рациональности использования и экономии материалов. Поэтому
вакуум-насос, разрабатываемый в данном проекте, выполнен из Ст20 Сталь
конструкционная углеродистая качественная по ГОСТ 380 - 2005. Данная сталь
обладает высоким сопротивлением к разрушению, а также имеет невысокую
стоимость.
. Конструкционные материалы и защита от коррозии:
Перед нанесением защитных покрытий на стальные элементы
необходимо обеспечить вторую степень очистки поверхности стальных элементов от
окислов согласно ГОСТ 9.402 - 2004. "ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные.
Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию".
При наличии на площадке строительства блуждающих токов защита
железобетонных конструкций от коррозии должна осуществляться согласно
"Инструкции по защите железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой
блуждающими токами".
Нарушенные во время монтажа металлизационные покрытия должны
быть восстановлены в 3-х дневный срок.
Для защиты от коррозии используем Лак ХСП - 734 ТУ 6 - 02 -
1152 - 82, который образует покрытие с высокой кислотно-, щелоче-, бензо - и
атмосферостойкостью.
2.8
Безопасность жизнедеятельности
. Пожаро- и взрывоопасные cвойства используемых веществ
1) Пожарная безопасность и взрывобезопасность
разрабатываемого оборудования и технологических процессов при наличии в них
горючих пылей достигается:
исключением образования внутри аппаратов и оборудования
горючей среды;
исполнением, применением и режимом эксплуатации аппаратов и
оборудования;
обеспечением не более допустимых величин: температуры и
количества горючей пыли, концентрации кислорода или другого окислителя в
пылегазовой смеси;
обеспечением необходимой концентрации флегматизатора в
воздухе;
применением устройств аварийного сброса давления;
применением оборудования, рассчитанного на давление взрыва;
применением средств пожаротушения и взрывоподавления.
надежностью
<#"881733.files/image042.gif"> 4 Ом и соответствует ГОСТ12.2.007-75
. Экологическая безопасность:
а). Оценка шумового и вибрационного воздействия
При работе узла распыления станции возникают шумы и вибрации, не
превышающие в регламентном режиме работы допустимых по нормам значений.
Создание специальных шумо- и вибропоглощающих заграждений не требуется.
б). Тепловое загрязнение
Узел распыления работает при температуре
от 2 до 40С и под нормальным давлением, тепловые потери в окружающую среду
отсутствуют.
В процессе эксплуатации узла распыление,
наоборот, происходит осаждение вредных веществ, поступающих из тоннеля на
очистку.
в). Воздействие на воздух
В процессе работы узла распыления в
воздушную среду вредных химических выбросов не происходит.
г) Воздействие отходов на состояние окружающей среды
При эксплуатации системы газоочистки не используются
химические реагенты и выделения вредных веществ в окружающую среду не
происходит, что контролируется постоянно газоаналитическими приборами.
Выбросов сточных вод, содержащих вредные примеси не
происходит, так как вода в системе газоочистки используется в замкнутом цикле.
Шлам, образующийся в процессе газоочистки не токсичен, и
может быть утилизирован как городские бытовые отходы.
4. Безопасность в условиях техногенных
чрезвычайных ситуаций:
Возникновение ТЧС на данной очистной линии возможно в
результате одновременного разрушения всей системы газоочистки. В результате
может произойти сильный выброс загрязняющих веществ, таких окись углерода,
окислы азота, сернистый ангидрид, сажа, углеводороды выше нормы ПДК
2.9
Технико-экономическое обоснование
. Расчет капитальных и текущих затрат по проекту
Для повышения степени очистки газовых выбросов автомобильного
транспорта в Гагаринском туннеле в данном дипломном проекте ведется разработка
системы очистки.
). Строительный объем бетона для системы
строительная площадь, занимаемая системой - 640м
строительный объем - 3825 мі
Всего: 3825 мі.
Общий объем бетона затраченного на установку с учетом ~3% на
потери составляет: 3939,75 мі.
Используем бетон класса В-15 марки М - 200.
Стоимость 1 мі бетона - 3 040 руб.
Затраты на бетон:
Цб = 3939,75 Ч 3040= 1 339 515руб.
). Общее количество арматуры, затрачиваемой на аппарат - 40
т.
Стоимость 1т арматуры 21 900 руб.
Стоимость арматуры затраченной на аппарат:
ар = 21 900 Ч 40 = 876 000 руб.
Затраты на прочие нужды:
* разработка сухого грунта
* разработка мокрого грунта и доброго грунта вручную
* изготовление железобетонного корпуса на месте
* оплата работы
Составит 18 200 417,93 руб.
Металлоконструкции из стали В Ст3пс6, Ст3пс3, ВСт3 пс2 -
конструкции лестниц, площадок, труб и т.д.
Общее количество стали, затрачиваемое на аппарат - 50 т.
Стоимость 1т стали - 30 000 руб.
Стоимость стали затраченной на аппарат:
Цст = 30 000 Ч 50 = 1 500 000 руб.
Принимаем коэффициент запаса на неучтенные металлоконструкции
20%, что составляет 300 000 руб.
Стоимость монтажа составляет 40% от стоимости
металлоконструкций.
Стоимость металлоконструкций с учетом монтажа:
Цм = (1 500 000 +300 000) Ч 1,4 = 2 520 000 руб.
стоимость входных фильтров: 800 000 руб
стоимость облучателей ультрафиолетовых: 8850*45=398 250руб.
стоимость устройств окисления воздуха: 11400*960= 10 944
000руб.
стоимость модуль озонаторов: 1500*320=480 000руб.
стоимость солевых баков: 6872руб.
стоимость диализаторов: 3200*10=32 000руб.
стоимость вакуум-насосов: 3700*85=314 500руб.
стоимость подающих насосов: 3500*3=10 500руб.
стоимость инерционно-сорбционных ловушек: 710 000руб
стоимость инерционно-жалюзийных ловушек: 680 000руб
стоимость остального неучтенного оборудования 2 500 000руб
Общая стоимость установки: Цо=16 876 522руб.
Цф = Цб + Цар + 18 200 417,93 + Цм +Цо
Цф = 1 339 515+ 876 000+ 18 200 417,93 + 2 520 000 +16 876
522= 41 312 454,93руб.
. Расчет текущих затрат, возникающих в процессе эксплуатации
разрабатываемого блока.
Расчет энергозатрат.
ЭЗ = N*1* Тэф руб.,
где N - мощность, N = 2,3 кВт;
,08 руб. - цена 1 кВт электроэнергии;
Тэф - эффективный фонд времени работы установки.
Тэф = Ткал. - Трем. год
Ткал. = 365*24 = 8760 часов.
Трем. год. = 21Ч24 =504 часов (принимается на основании
нормативно-рабочей до-кументации).
Тэф = 8760 - 504 = 8256 часов = 344 дня.
ЭЗ = 2,08Ч2,3Ч8256 = 0,0395 млн. руб.
Расчет эффективного фонда времени одного рабочего.
Фэф = (Фкал. - Фвых - Фпр - Фбол. - Фотп.) Ч8
Где Фкал. - календарный фонд времени (Фкал. =365);
Фвых - выходных дней (Фвых=104);
Фпр. - праздничных дней (Фпр. =12);
Фбол. - больничных дней (Фбол. =6);
Фотп - отпускных дней (Фотп. =24)см - продолжительность
смены, hсм=8час
Фэф = (365 - 6 - 24 - 12 - 104) Ч8 = 1752 часов.
Расчет производительности.
М = Тэф. Ч 781,25 м3/ч = 8256 Ч 781,25 = 6 450 000 м3/год
Фонд заработной платы аппаратчиков, обслуживающих данный блок.
ГФЗПосн. =n* Фэф *m + премия
где m - тарифная ставка аппаратчиков (m= 60 руб. /час);
Фэф - эффективный фонд времени- численность рабочих,
обслуживающих данные установки:
оператор по обслуживанию резервуаров - 16 чел.
Режим работы предприятия непрерывный (круглосуточный), без
остановок на выходные и праздничные дни.
ТФЗПосн. =n*Тэф*m =16*1752*60=1 681 920 руб.
Фонд заработной платы вспомогательных рабочих:
К вспомогательным рабочим относятся слесари-ремонтники и
электромонтеры. m - тарифная ставка вспомогательных рабочих (m= 50 руб. /час);
n - численность рабочих (n=5 чел.)
ТФЗПвспом. = m*Тэф*n =50*1752*5=438 000 руб.
Доплаты за вечерние часы 20% от ТФЗП:
Для аппаратчиков: 0,2*1 681 920 = 336 384 руб.
Для вспомогательных: 0,2*438 000 = 87 600 руб.
Доплаты за ночные часы 40% от ТФЗП:
Для аппаратчиков: 0,4*1 681 920 = 672 768 руб.
Для вспомогательных: 0,4*438 000 = 175 200 руб.
Премии 45% от ТФЗП:
Для аппаратчиков: 0,45*1 681 920 = 756 864 руб.
Для вспомогательных: 0,45*438 000 = 197 100 руб.
Часовой фонд заработной платы
ЧФЗПап. = 1 681 920 +336 384 +672 768 +756 864 = 3 447 936
руб.
ЧФЗПвсп. = 438 000 +87 600 +175 200 +197 100 = 897 900 руб.
Дополнительная зарплата за отпуск: ТФЗП*Кпер
Кпер =Дотп*hсм/Тэф= 24*8/1752= 0,11
Дотп= 24 дня - продолжительность очередного отпуска.
Для аппаратчиков: 0,11*3 447 936 =379 272,96 руб.
Для вспомогательных: 0,11*897 900 = 98 769 руб.
Дополнительная зарплата за больничный лист: ЧФЗП*Кгос. об.
Кгос. об. = Дгос. об. *hсм/Фэф= 6*8/1752 = 0,027
Для аппаратчиков: 0,027*3 447 936 = 93 094,27 руб.
Для вспомогательных: 0,027*897 900 = 24 243,3 руб.
Расчет годового фонда заработной платы
ГФЗП= ЧФЗП + дополнительная зарплата
ГФЗПап= 3 447 936 +379 272,96 +93 094,27 = 3 920 303,23 руб.
ГФЗПвсп= 897 900 +98 769 +24 243,3 = 1 020 912,3 руб.
2.10 Фонд
заработной платы управленческого персонала
ГФЗПуп. = n уп*Зпуп*12= 40 000*12*1= 480 000 руб.
ГФЗПуп. = 480 000+ (0,45*480 000) = 696 000 руб.
Годовой фонд заработной платы
ГФЗП = ГФЗПосн. + ГФЗПвспом. + ГФЗПупр.
ГФЗП =3 920 303,23 +1 020 912,3 +696 000= 5 637 215,53 руб.
Страховые взносы 34% от ГФЗП
СВ= 0,34Ч5 637 215,53 = 1 916 653,3 руб. /год,
где 0,34 - единая ставка налога
Амортизационные отчисления.
АО = Суст Ч (На/100) руб.,
где Суст. - стоимость установки.
На = 11% - норма амортизационных отчислений;
АО с проектируемой установки
АО =2 707 523,86 Ч 0,11 = 297 827,63 руб.
АО с базовой установки
АО =6 145 315,2 Ч 0,11 = 675 984,67 руб.
Глава 3
3.1
Технологическая характеристика
Диализатор предназначен для снижения общей жесткости,
солесодержания, щелочности и примесей тяжелых металлов, поверхностных,
скважинных и шахтных вод.
Примечание: Показатели
производительности, номинальной мощности и требуемого напряжения питания
диализатора определяются в зависимости от химического состава и физического
состояния воды, подаваемой на обработку в диализатор по месту его установки.
3.2
Обоснование конструкции и описание
Диализатор состоит из корпуса, анодной камеры, двух
графитовых электродов. Анодная камера помещена в матерчатый мешок, с рабочей
стороны электродов жестко зафиксированный сеткой фиксатором. Ткань мешка
выполняет роль фильтра и одновременно является пассивной мембраной. Подвод
воды, удаление осадка и слив обработанной воды производится через штуцеры,
расположенные на дне корпуса диализатора.
Анодная камера по направляющим устанавливается в рабочей
(катодной камере диализатора. Для отвода лишней воды, подаваемой в анодную
камеру, устанавливается штуцер перелива, проходящий из анодной камеры в сливную
камеру. Для перелива воды из катодной камеры в сливную камеру предусмотрено
отверстие перелива. Все штуцера для провода, слива и выхода обработанной воды
герметизируются и закрепляются в корпусе с помощью резьбы и крепежных гаек.
По направляющим в корпус анодной камеры устанавливается
графитовый электрод - анод. По направляющим в рабочую камеру диализатора
устанавливается катод. К аноду и катоду подключаются соответственно
положительный и отрицательный полюсы источника тока.
3.3
Характеристика конструкционных особенностей
Электродиализаторы предназначены для повышения щелочной
составляющей воды (pH 11).
Работает диализатор следующим образом.
Исходная вода через штуцеры поступает соответственно в
анодную и катодную камеры. В результате анодных и катодных реакций вода
разлагается на ионы водорода (Н+) и гидроксил-ион (ОН') и происходит
разряд этих ионов на электродах.
На аноде: 2Н20 2Н+ + 20Н
Н + 2е Н20 + 0,5О2
Разряд ионов Н+ с образованием водорода приводит к
увеличению концентрации гидроксил-ионов (ОН) и повышению pH
раствора, то есть создается щелочная среда.
Образовавшиеся анолит и каталит отводятся самотеком через
шланги приема и через штуцеры выхода обработанной воды выводятся из
диализатора.
Для удаления осадка из анодной и катодной камер, а также для
слива воды в диализаторе предусмотрены штуцеры слива.
После отключения системы газоочистки происходит сброс воды из
диализаторов и солевых баков в накопительную емкость. Для этого в системе
трубопровода установлен электроклапан. регулируемое время сброса воды 3-3 -
мин. Для управления работой электроклапанов, в Щр-ТВР основной (№1) и резервный
(№2), переключение осуществляется тумблером SA2 на ЩР-ТВР для защиты от К3
установлен вводной автомат защиты QF1 100Ф. SA2 подает питание на пускатель KV1
или KV2, в ручном режиме напряжение на SA2 подается кнопкой "ПУСК"
кнопочного поста на ЩР-ТВР, в автоматическом режиме с ЩА-СГО при срабатывании
дистанционного включателя (ДВ). Переключение режимов "ручной/автоматический"
производится тумблером SA1 на ЩР-ТВР. Для включения ЩУ-ТВР с ЩР-ТВР в схему
выпрямительного агрегата дополнительно установлен тумблер SA. При поступлении
напряжения на пускатель и его контакты на ЩР-ТВР-2. При поступлении питающего
напряжения на один из ЩУ-ТВР загорается соответствующая сигнальная лампа HL4
или HL5.
также в ЩР-ТВР дополнительно установлен автомат QF2 6A для
подачи питания на саморегулирующийся греющий кабель, установленный в камере СГО
для предотвращения замерзания воды в холодный период.
наполнение водой диализаторов происходит автоматически при
включении ЩУ-ЗУПН. С этого щита произведено электропитание
задвижки №1, подающей воду в диализаторы, в нем же
установлено реле времени ВЛ-76С, управляющее открытием и закрытием задвижки.
3.4
Особенности монтажа и испытаний
Установить диализатор на платформу. Выровнять положение
диализатора на платформе регулирующими ножками диализатора. Смонтировать
штуцеры ввода воды с вентилями, регулирующими подачу воды в диализатор.
Смонтировать штуцеры выхода обработанной воды и сливные штуцеры с отводящими
лотками или трубами. Установить в анодную и катодную камеры графитовые
электроды. Установить возле диализатора выпрямитель тока.
Соединить электроды диализатора с выходами выпрямителя.
Открыв входные вентили, выпустить воду в анодную и катодную
камеры диализатора. Подать напряжение на электроды.
С помощью регулирующих входного и сливного вентилей
установить оптимальный режим подачи воды и номинальное значение напряжения,
подаваемого на электроды диализатора.
В процессе эксплуатации работоспособность диализатора
контролировать по показаниям pH-метра, данным химанализа каталита и аналита,
вольтметру и амперметру на пульте управления ТВ-1
засыпать соль в дозаторное устройство;
наполнить диализаторы водой (включить ЩУ-ЗУПН);
произвести подключение ТВРа к распределительным шинам;
отрегулировать, согласно инструкции по эксплуатации ТВР-1,
воду, подаваемую на охлаждение агрегата;
вводной автомат QF1 в ЩР-ТВР перевести в положение
"Включено", загорится сигнальная лампа HL1;
при опасности замерзания воды в камере автомат QF2 в ЩР-ТВР
перевести в положение "включено";
выбрать режим работы "ручной/автоматический",
тумблером SA1 на лицевой панели щита ЩР-ТВР;
выбрать ЩУ-ТВР "ТВР-1/ТВР-2", тумблером SA2 на
лицевой панели
щита ЩР - ТВР;
включить вводной автомат в ЩУ-ТВР;
на ЩУ-ТЕ выбрать режим работы тумблером
"ручной/автоматический";
Ручной режим работы
На ЩА-СГО тумблер SA9 перевести в положение "Ручн";
Тумблер SA1 перевести в положение "Ручн";
Тумблером SA2 выбрать ЩУ-ТВР;
Нажать кнопку "ПУСК" кнопочного поста - загорится
соответствующая сигнальная лампа HL2 или HL3, в зависимости от выбранного
ЩУ-ТВР;
Автоматический режим работы
Для работы ТВР в автоматическом режиме предварительно должно
быть произведено подключение ТВР к распределительным шинам, а также произведена
регулировка выходного напряжения. Управляющий сигнал на пускатели поступает с
ЩА-СГО.
На ЩА-СГО тумблер SA9 перевести в положение "Авт";
Тумблер SA1 перевести в положение "Авт";
Тумблером SA2 выбрать ЩУ-ТВР;
Т1 на лицевой панели ТВРа перевести в положение
"Авт";
3.5
Техническое обслуживание и ремонт
Техническое обслуживание диализатора осуществляется
ориентировочно 1 раз в месяц.
При техническом обслуживании диализатора необходимо
осуществить следующее:
· отключить источник тока;
· перекрыть трубу для подачи воды;
· слить воду из диализатора;
· удалить осадок из катодных камер;
· извлечь электроды, анодную камеру из
корпуса диализатора;
· промыть все и мембрану на анодной камере
проточной водой
(из шланга или любым способом).
При обнаружении механического повреждения корпуса диализатора
произвести замену.
При наличии обрастания корпуса диализатора и мембраны
нерастворимыми солями промыть диализатор и мембрану 5-ти % раствором соляной
кислоты, а затем проточной водой.
Возможные неисправности и методы их устранения представлены в
таблице 4.5.1
Таблица 4.5.1
|
Наименование неисправностей, внешнее проявление
и дополнительные признаки
|
Вероятные причины
|
Способ устранения неисправности
|
|
1. Каталит и аналит имеют рН=7
|
1. Неисправность источника тока 2. Отсутствие
контакта электродов с шинопроводами 3. Выработаны электроды
|
1. Проверить и установить неисправность в
соответствии с указаниями паспорта и техописания на источник тока 2.
Проверить и зачистить контакты 3. Заменить электроды
|
|
2. Незначительное снижение солесодержания и
жесткости pH каталита>10
|
1. Зашламление мембраны, камер 2. Высокая
скорость подачи воды 3. Недостаточная плотность тока
|
1. Промыть, прочистить 2. Отрегулировать
скорость подачи воды 3. Подобрать оптимальный электрический режим
|
|
3. Утечка воды через корпус
|
1. Механическое повреждение корпуса диализатора
|
1. Заменить диализатор или заделать место
утечки
|
3.6 Расчет
диализатора
При проектировании электродиализных установок необходимо
выполнить технологический расчет. Исходными данными для проектирования и
расчета являются:
) назначение установки;
2) полезная пропускная способность;
) характеристика водоисточника;
) полный физико-химический и бактериологический анализ
исходной воды.
Основной задачей расчета электродиализной опреснительной
установки является определение напряжения и силы тока, подводимого к
электродам, а также площади мембран и их количества.
|
|
мг/л
|
мг-экв/л
|
|
|
|
|
|
Са2+
|
220,4
|
5,5
|
|
|
|
|
|
Mg2+
|
243,0
|
10,0
|
|
|
|
|
|
Na+
|
402,5
|
17,5
|
|
|
|
|
|
∑
|
865,9
|
33,0
|
|
|
|
|
|
- концентрация анионов:
|
|
|
|
|
HCO3-
|
183,0
|
3,0
|
|
|
|
|
|
SO42-
|
667,0
|
15,5
|
|
|
|
|
|
Сl-
|
514,1
|
14,5
|
|
|
|
|
|
∑
|
1364,1
|
33,0
|
солесодержание опресненной воды, 
-1000 мг/л
- коэффициент выхода по току, η = 0,85-0,98 - при деминерализации пресных вод; η = 0,8-0,85 - солоноватых; η = 0,7 - при опреснении
морской воды;
оптимальная плотность тока, i = 0,0085 А/см2;
падение напряжения на электродах, Е =
4-6 В;
стандартные размеры мембран (сухих), а х в х
δ = 142 х 45 x 0,03 см;
коэффициент экранирования мембран в зависимости от
типа корпусных рамок, Кэ = 0,60-0,80;
расстояние между мембранами (перемычками), d =
0,08-0,12см; коэффициент увеличения электрического сопротивления камеры в
зависимости от типа сетки-сепаратора, Ку = 0,34-0,71;
удельное электрическое сопротивление мембран, ρк= ρа= 30 Ом·см2;
эквивалентное расстояние между мембранами dэ
= 0,08-0,12см;
ширина прохода воды в камере В1
= 360-470 см;
площадь электрода fэл = 0,32 м2;
мощность двигателей рабочих насосов Nд
= 0,73 кВт и их число N=2шт.
- Ионную силу раствора определяем по формуле 
= 0,5∑Ci·Zi2
(3.6.1.)
Где Сi - молярная концентрация
иона, мг-экв/л, zi - заряд иона.
µ = [2 (5,5 + 10,0 +15,5) + 0,5 (17,5 + 14,5 + 3,0)] ·10-3
=0,079
Среднее солесодержание, мг/мг-экв:
(3.6.2)
где Sк, а - сумма
катионов (или анионов), мг-экв/л
=2230/33=67,4 мг-экв/л
Коэффициент допустимого концентрирования солей в рассольных
камерах
(3.6.3)
Количество солей, удаляемое за 1 час для снижения общего солесодержания
воды, г-экв/ч:
) (3.6.4)
Sy=10 (33- (1000/67,4)) =168 г-экв/ч
Количество электричества, которое нужно пропустить через
электродиализную установку для удаления из воды солей, А·ч
(3.6.5)
где I - сила тока, А; t - время, ч.
= (26,8*168) /0,87=5175 А·ч
Площадь мембраны, см2
(3.6.6)
где i - плотность тока, определяется в зависимости от
стоимости мембран и электроэнергии, А/см2
=5175/0,0085=61*10
см2
Площадь одной мембраны (нетто), см2
н = Кэ·а·в (3.6.7), FH=0,75*5000=3750 см2
Необходимое число парных мембран, шт
(3.6.8), n=61*10/3750=160 шт
Число камер, шт
(3.6.9)
где m - число параллельно действующих электролизеров
=160/1=160 шт
Принимается один электродиализный аппарат рамочного типа с
закладной сеткой-турбулизатором.
Удельная электропроводность опресняемой воды в начале цикла,
Ом-1·см-1
χH = Skβ/γ (3.6.10)
где β - показатель степени,
зависит от отношения содержания сульфат-ионов к количеству анионов:
γ - коэффициент, зависящий
от состава воды, определяется по известному значению удельной
электропроводности исходной воды при t = 18° С; ориентировочно γ = 8300.
χH =33,00,905/8300
= 0,38·10-2 Ом-1·см-1.
В конце цикла
χк= (So)
β/γ (3.6.11)
Ec
χк=
Ом-1·см-1
Для рассола при Кс, кратной
его концентрации, удельная
электропроводность равна
χp = (SK·KC)
β /γ, (3.6.12), χp = (33,0 · 4,5) 0,905/8300
= 0,017 Ом-1·см-1.
Внутреннее электрическое сопротивление в начале цикла одной
камеры электролизера (дилюатной и рассольной), Ом
1
RH = (d (1 + Ky)
/χH + d (1 + Ky) /χP + ρk + ρa) (3.6.13)
FH
Ом
В конце цикла
1
RK = (d (1 + Ky)
/χH + d (1 + Ky) /χP + ρk + ρa) (3.6.14)
FH
Ом
Среднее электрическое сопротивление одной камеры, Ом
Ом
Мембранный потенциал в начале, середине и конце цикла, В
(3.6.15)
где СР и СД
- концентрация солей в рассоле и дилюате соответственно.
В начале цикла - EMср
в середине - EMср = 0,1lg
(2*45/1,5) =0,078 В
в конце цикла - EMк = 0,1lg
(2*4,5/1) =0,095 В
Напряжение на установке, необходимое для поддержания
расчетной плотности тока, В
(3.6.16)
U=0,0085*3,75*1000*160*0,34+4+2*160*0,078=203 B
При этом напряжении плотность тока, А/см2
=
(3.6.17)
где ЕM и R берутся в начале и конце цикла.
Плотность тока в начале цикла:
А/см2
в конце
А/см2
Тогда в среднем за цикл
А/см2
Расчетная плотность тока составит 0,0085 А/см2.
Деполяризующая скорость движения воды и рассола в камерах электролизера, см/с
(3.6.18)
где В и p - параметры, зависящие от конструкции
камеры, типа турбулизатора-сепаратора, соотношения коэффициентов диффузии
растворенных в воде солей и ее температуры, принимаются равными 2,5 и 0,67
соответственно
С - средняя концентрация растворенных солей в
опресняемой воде в конце цикла, г-экв/л.
ан = т ·п · d ·В1
- vД (3.6.19)
ан =1*160*1,2*10*0,42*5,6*10 м3/с=16,2 м3/ч.
Расход тока на опреснение воды, кВт
(3.6.20)
кВт
Расход тока на перекачку дилюата и рассола, кВт WП=NД*N
(3.6.21) WП=0,73·2 = 1,46кВт
Общий расход тока на опреснение воды, кВт/м
(3.6.22)
Расчет установки прямоточного типа
температура исходной воды 17°С;
толщина дилюатной (рассольной) камеры d = 0,12
см - скорость протекания воды в ячейке V= 20 см/с;
толщина прокладки лабиринтно-сетчатой dq = 0,12 см
длина пути потока (лабиринта) L = 304 см;
длина канальца распределения 1p = 1 см;
диаметр распределительного коллектора Dk = 2см.
Степень опреснения исходной воды
(3.6.23)
Ионная сила раствора µ = 0,079. Среднее солесодержание Ес
= 67,4 мг/мг-экв. Коэффициент допустимого концентрирования Кс =
4,5.
Концентрация солей в рассоле может быть доведена до Ес*Кс
=67,4 · 4,5 = 303,3мг/мг-экв.
Необходимое солеудаление Sy = 168 г-экв/ч.
Количество электричества, необходимое для удаления
рассчитанного количества солей, I · t= 5175 А·ч.
Отношение концентраций рассола и дилюата в конце длины пути
потока в аппарате по формуле
Ширина потока воды в прокладке аппарата, см
(3.6.24)
Число дилюатных камер или число рабочих ячеек из формулы
где 11,57 - коэффициент пересчета расхода из м3/сут в см3/с.
Рабочая площадь катионообменных (анионообменных) мембран в аппарате, см2
M = Fн·nяч =3750 · 115 =431250см2 = 43,1 м2.
Принимаем аппарат АЭ-25 с пропускной способностью до 25 м /ч.
Определяем эквивалентную электропроводность исходной воды по
формуле:
Ом-1 · см2 · г-экв-1
Толщина диффузионного слоя по формуле при К =
5,6 и D=1,5·105
Критические условия работы электродиализатора определяем по
формуле, принимая (t-t) = 0,5 по экспериментальным данным
А · см · г-эв-1
Падение напряжения на одну электродиализную ячейку аппарата
где удельная электропроводность мембран определяется либо
экспериментально, либо расчетом [13]; χNaCl = 52 · 104Ом-1 · см-1.
Напряжение на аппарате, необходимое для поддержания средней
плотности тока в ячейке, по формуле
= nяч · u ч + E,
(3.6.25)
U = 115·1,8 + 4 = 211В.
Средняя концентрация дилюата по длине, мг-экв/л
(3.6.26)
мг-экв/л.
Средняя плотность тока в ячейке при Спр = S = 2,23 г/л
по формуле
Потери напора в камере (дилюатной или рассольной) по формуле
Потери напора в местных сопротивлениях в камере (дилюатной
или рассольной) по формуле
Полные потери напора в камере
Расход электроэнергии на обработку воды в электродиализной
установке:
а подачу дилюата и рассола в электродиализный аппарат по
формуле
(3.6.27)
где Hн - напор, развиваемый насосом, м; ηнас - КПД насоса;
ηД - КПД электродвигателя;
суммарный расход электроэнергии на обработку 1 м3 воды
Расчет объема газа в приэлектродных
камерах
Объем газа в м3 рассчитываем согласно уравнения
Менделеева-Клайперона
(3.6.28)
где п - число молей выделившегося газа; R -
универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура; Р -
давление. Подставим в уравнение постоянные величины для нормальных условий
= 1,26 ·107 · i · t
С учетом растворимости газов в воде, для водорода можно
записать
(3.6.29)
где L - длина пути, который проходит раствор, L
= 3,0-3,8 м.
Расчет количества и состава шлама
л воды расходуется на 1000 м3 обрабатываемого
воздуха производительность - 2200000 м3/час обрабатываемого воздуха
следовательно расход воды составит - 4400 л/час Сброса сточных вод не
происходит, так как вода используется в замкнутом цикле.
Химический состав используемых вод Вода
электронейтральна, поэтому концентрация анионов и катионов находится в
равновесии. В таблице 3.6.1 приведен основной состав катионов и анионов.
Таблица 3.6.1
|
Катионы
|
Анионы
|
|
водород Н+
|
гидроксил О
|
|
натрий Na+
|
бикарбонат НС03
|
|
калий К+
|
карбонат С03
|
|
Аммоний NH 
|
нитрит N02
|
|
кальций Са2+
|
нитрат N03
|
|
магний Mg2+
|
хлорид Сl
|
|
железо Fe2+,Fe3+
|
сульфат 
|
|
алюминий А13+
|
силикат Si03
|
|
медь Си2+
|
ортофосфат PO
|
|
цинк Zn2+
|
фторид F
|
Химический состав воды, используемой в технологических
процессах:7
железо общее 0,5 - 1 мг/л
медь 0,013 мг/л
натрий и калий 5,0-6,0 мг/л аммоний 5,6 - 7,0 мг/л
кальций 36,4 мг/л
магний 5,8 мг/л
алюминий 0,01-0,04 мг/л
нитраты 2,3 мг/л
нитриты 0,07 мг/л
хлориды 8,5-10 мг/л
сульфаты 29,5 мг/л
бикарбонаты 70 мг/л
жесткость воды 3 мг-экв/л
ХПК 7-12
Затем эта вода подается в систему очистки, где генерируется
щелочная вода. Щелочная вода подается на очистку воздуха от выхлопов, при этом
происходят реакции окисления органических соединений щелочной водой. ХПК такой
воды - 115-125.
Затем происходит отстаивание и фильтрование в
мехшламоотделителе, в осадок уходят соли жесткости, соли железа, соли других
катионов и частички сажи, после чего вода имеет следующий химический состав:
Таблица 3.6.2
|
Ингредиент
|
Содержание
|
ПДК
|
|
Железо общее
|
0,08
|
0,5
|
|
Медь
|
>0,01
|
1
|
|
Натрий+калий
|
4,8
|
|
|
Аммоний
|
2,8
|
2,0 по азоту
|
|
Кальций
|
9,2
|
|
|
Магний
|
1,5
|
|
|
Алюминий
|
0,03
|
0,5
|
|
Нитриты
|
0,1
|
|
|
Нитраты
|
Н/о
|
10 по азоту
|
|
Хлориды
|
7,6
|
350
|
|
Сульфаты
|
25,7
|
500
|
|
Бикарбонаты
|
Н/о
|
|
|
ХПК
|
15
|
6-7
|
|
Жесткость
|
0,8 мг экв/л
|
4-7 мг экв/л
|
Из таблицы видно, что вода после техпроцесса соответствует
нормативным показателям.
Количество, характеристика и состав шлама, образующегося в
процессе очистки.
Шлам представляет собой смесь частичек сажи, коллоидного
осадка солей железа (III), солей жесткости, солей других катионов и эмульсия
несгоревшего топлива на частичках сажи.
Сажа с эмульсией несгоревшего топлива - ~ 336,4 мг/л;
Соли железа (III) - ~ 0,12 мг/л
Соли жесткости~9,5мг/л
Соли катионов - ~ 24,6 мг
ВСЕГО 370,6мг/л ~0,37 г/л
ИТОГО в сутки 124500 г ~ 124,5 кг
Следует учесть, что осадок объемный, но при высыхании имеет
небольшой объем и массу (около 38 кг) и может быть использован в строительной
индустрии в качестве наполнителя.
Эффективность очистки по ингредиентам
Таблица 3.6.3
|
Ингредиент
|
Эффективность очистки, %
|
|
окись углерода СО
|
80-85
|
|
окислы азота NOx
|
85-90
|
|
сернистый ангидрид S02
|
95-97
|
|
сажа
|
99,8
|
|
углеводороды
|
98
|
3.7
Обоснование и выбор конструкционных материалов и средств защиты от коррозии
1) Характеристика возможных коррозионных процессов аппарата:
ОУФ в процессе эксплуатации подвергается атмосферной коррозии
за счёт беспрепятственного контакта с атмосферным воздухом.
Влажная атмосферная коррозия наблюдается при наличии на
поверхности тончайшей пленки влаги. Толщина такой пленки составляет от 100 Е до
1 мкм. Относительная влажность воздуха, при которой начинается образование
влажной пленки, составляет около 60 - 70%. Значение, при котором начинается
конденсация на поверхности влаги, называется критической влажностью.
Критическая влажность зависит от загрязнения воздуха и состояния металла.
Конденсация влаги при этом происходит по капиллярному, химическому либо
адсорбционному механизму.
Капиллярная конденсация влаги. Наблюдается в щелях,
зазорах, трещинах на поверхности металла, порах в пленке продуктов коррозии,
под загрязнениями и т.п.
Адсорбционная конденсация влаги. Возникает в
результате проявления на поверхности металла адсорбционных сил.
Химическая конденсация влаги проявляется во взаимодействии продуктов
коррозии с атмосферной влагой. При этом образуется ржавчина, которая и
удерживает эту влагу.
Корпус Диализатора выполнен из винипласта. Винипласт - жесткая
термопластичная
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA>
непрозрачная, не содержащая пластификатора
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80>,
пластическая масса на основе поливинилхлорида <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B4>
и перхлорвиниловой смолы
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B0>,
содержащий также термо- и светостабилизаторы <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80>,
антиоксиданты
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D1%82>,
предотвращающие разрушение материала при переработке и эксплуатации,
смазывающие вещества (облегчающие его обработку и переработку), пигменты
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D0%B3%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82>
или красители
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>,
для получения цветных изделий. Является полимерным
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80>
изделием.
Другое наименование - непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ).
Для улучшения эксплуатационных свойств и снижения стоимости в
состав винипласта вводят до 35 % (от массы полимера
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80>)
модификаторов
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80&action=edit&redlink=1>
(хлорированный полиэтилен
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A5%D0%BB%D0%BE%D1%80%D1%81%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%84%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9&action=edit&redlink=1>,
каучуки <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%83%D1%87%D1%83%D0%BA>),
до 20 % наполнителей (мел
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BB_%28%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%29>,
сажа <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%B6%D0%B0>, аэросил
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%8D%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BB>)
и до 10 % пластификаторов
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80>.
Винипласт не горюч и не имеет запаха
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D1%85>. Кроме
того, винипласт хорошо поддаётся различным видам механической обработки
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BA%D0%B0>.
Винипласт легко сваривается при температуре 230-250 градусов Цельсия
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D1%81_%D0%A6%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%B8%D1%8F>
с помощью сварочного прутка и хорошо склеивается разнообразными видами клея,
приготовленного на основе поливинилхлорида
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B4>
и перхлорвиниловой смолы. Следует отметить, что сварные и клеевые соединения,
прочность которых составляет 80-90% от прочности материала, хорошо поддаются
механической обработке.
Винипласт является хорошим диэлектриком
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BA>
при эксплуатации изделий в пределах +20-80 градусов Цельсия, но следует
учитывать, что при нагревании винипластового изделия выше +80 градусов Цельсия
наступает резкое падение диэлектрических свойств. Винипласт устойчив к действию
кислот
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D1%8B>,
щелочей
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A9%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%B8> и
алифатических углеводородов
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D1%8B>, но
неустойчив к действию ароматических
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F>
и хлорированных углеводородов
3.8
Безопасность жизнедеятельности
. Пожаро- и взрывоопасные cвойства используемых веществ:
Оценка помещений и зданий по пожаро- и взрывоопасности
осуществляется в соответствии с нормами по пожарной безопасности НПБ 105-03 [5]
с учётом пожаровзрывоопасных свойств и количеств находящихся в них веществ и
материалов, а также с учётом особенностей технологического процесса размещенных
в них производств.
Предел взрывоопасности водородно-воздушной смеси составляет
от 4 до 74 %. Таким образом, минимальное время τmin, с, для образования
взрывоопасной водородно-воздушной смеси для здания объемом Vзд, м, (при
отсутствии вентиляции) будет равно
или 
По нормам охраны труда в химической промышленности производство
определяется как взрывоопасное категории А или Б, если взрывоопасная
газовоздушная смесь образуется в объеме, превышающем 5 % свободного объема
помещения за время не более 1 ч.
Работы в помещении с проектируемым аппаратом следует
выполнять в респираторах, защитных очках и пыленепроницаемой одежде. При этом
для освещения можно применять только взрывобезопасные светильники. Применение
переносных электрических светильников напряжением свыше 12В - запрещается.
Понижающий трансформатор должен быть расположен вне емкости; применение
автотрансформаторов не допускается.
На установках постоянно должны быть в наличии:
защитные средства (перчатки, очки и т. д);
предупредительные плакаты;
средства для тушения пожаров;
углекислотные окислители для электроустановок;
противогазы;
тросики заземления.
. Обеспечение безопасности при эксплуатации
При отсутствии воды в диализаторах, либо при ее недостаточном
уровне, эксплуатация блока подготовки щелочной воды запрещена.
К обслуживанию диализатора допускаются лица, прошедшие
инструктаж по
аботе с электрооборудованием и имеющие группу по
электробезопасности не ниже 3.
Техническое обслуживание и ремонт диализатора производится
при отключении его от источника тока и от подачи сетевой воды.
3.9
Технико-экономическое обоснование
Во время периода скопления большого количества автомобилей в
тоннеле, возрастают выбросы, загрязняющие окружающую среду, которые превышают
предельно допустимую концентрацию (ПДК).
Существуют нормативы платы за сброс загрязняющих веществ в
окружающую среду. Они нацелены на то, чтобы в материальном плане
скомпенсировать ущерб, наносимый окружающей среде. Эти платы составляют часть
бюджета мероприятий по восстановлению экологического баланса территорий.
Экономический анализ и оценка эффективности
разрабатываемых мероприятий.
Оценка эффективности работы системы газоочистки проводилась
посредством одновременного контроля концентраций в воздушной смеси на выходе из
системы газоочистки (вентиляционный киоск) и на входе в систему газоочистки
(подключение газоанализаторов осуществлялось через воздухозаборное устройство
блока газоанализаторов системы газоочистки). Измерения проводились в трех
режимах работы системы газоочистки:
· запуск с включением системы одного
вентилятора системы вентиляции
· работа системы с одним вентилятором
системы вентиляции
· работа системы с двумя вентиляторами
системы вентиляции
Графики содержания СО и NO представлены соответственно на
(рис. 3.9.1) и (рис. 3.9.2).
Рис. 3.9.1 Концентрация оксид углерода в воздухе до и после
газоочистки.
Рис. 3.9.2 Зависимость доли снижения концентрации NO при
работе вентиляции от концентрации NO в тоннеле.
Как видно из графиков в момент запуска системы газоочистки в
течение 3 минут наблюдался переходной процесс, характеризующийся пониженными
значениями эффективности системы газоочистки, через 22 минуты после начала
измерения включен второй вентилятор. Первые три минуты были исключены из
расчета эффективности системы газоочистки.
Исходя из расчетов и исследований, мы можем сделать вывод о
том, что система газоочистки от автомобильного транспорта является эффективной,
но не рентабельной.
Список
используемой литературы
Нормативные ссылки
1. ГОСТ 12.1.004-91
<http://www.polyset.ru/nb/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2%2012.1.004-91.php> -
Пожарная безопасность. Общие требования.
. ГОСТ 12.2.007.0-75 -
Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования
безопасности
. ГОСТ 14254-96 -
Степени защиты.
. ГОСТ 12.1.030-81 -
Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление
<http://ohrana-bgd.narod.ru/gost086.html>
. ГОСТ 5272-68
Коррозия металлов <http://vsegost.com/Catalog/18/18172.shtml>
. ГОСТ 9639-71 Листы
из непластифицированного поливинилхлорида
7. НПБ
105-03 - определение категорий помещений, зданий и наружных установок по
взрывопожарной и пожарной безопасности
8. ПУЭ -
Правила устройства электроустановок
9. СНиП
2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии
10. СНип
2.01.02-85 "Противопожарные нормы
. Технологический
регламент работы системы очистки газовых выбросов автомобильного транспорта.
Гагаринский тоннель
Учебная и научная литература
12. Аксенов
И.Я. Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. - М.: Транспорт, 1986. -
30, 176 с.
13. Белевицкий
А.М. Проектирование газоочистительных сооружений. - Л.: Химия, 1990.
. Белов
С.В., Ильницкая А.В. Безопасность жизнедеятельности. стер. - М.: Высшая школа,
2007. - 616 с.
. Гребенок
В.Д. Электродиализ. Киев: Техника, 1976. - 136 с.
16. Гирусов
<http://www.knigafund.ru/authors/28695> Э.В. Экология и экономика
природопользования: учебник Юнити-Дана 2012 г.607с.
. Лаптев И.Д.
Экологические проблемы. М.: Мысль, 1982. - 112 с
. Котляр И.Б.
Энциклопедия полимеров, т. 1, M., 1972, с. 439-54, 464-66;
. Розенфельд И.Л.
Ингибиторы Коррозии, М., "Химия", 1977г
. Соколов Е.Я. Зингер
Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. -
352 с, ил.
. Спиридонов Е.К. Расчет
и конструирование жидкостногазового струйного насоса // Гидромеханика,
гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Тезисы докл. международной
конф. "Гидравлика-94". М.: МГТУ, 1994. - С.49.
. Сухотин А.М.,
Зотиков В.С. "Химическое сопротивление материалов: Справочник”, - Л.:
Химия, 1975. - 408 с
. Фролов Е.С., -
Механические вакуумные насосы