Организация и управление работой Карагандинской ТЭЦ-3

з) создание водохранилищ в долинах рек или с использованием естественного рельефа поверхности, а также создание искусственных прудов-охладителей, что вызывает: изменение качественного и качественного и количественного состава речных стоков, изменение гидрологии водного бассейна, увеличения давления на дно, проникновение влаги в разломы коры и изменение сейсмичности, изменение условий рыболовства, развития планктона и водной растительности, изменение микроклимата, изменение условий отдыха, спортивных занятий, бальнеологических и других факторов водной среды;

и) изменение ландшафта при сооружении разнородных теплоэнергетических объектов, потребление ресурсов литосферы, в том числе: вырубка лесов, изъятие из сельскохозяйственного оборота пахотных земель, лугов, взаимодействие берегов с водохранилищами;

к) воздействие выбросов, выносов и изменение характера взаимодействия водных бассейнов с сушей на структуру и свойства континентальных шлейфов.

Примесные загрязнения могут суммарно воздействовать на естественный круговорот и материальные балансы тех или иных веществ между атмосферой, гидросферой и литосферой.

Основными видами примесных выбросов энергетических объектов, поступающими на поверхность гидросферы и литосферы, являются твёрдые частицы, выносимые в атмосферу дымовыми газами и оседающие на поверхность (пыль, зола, шлаки), а также горючие компоненты продуктов обогащения, переработки и транспортировки топлив. Весьма вредными загрязнениями поверхности гидросфер и литосфер является жидкое топливо, его компоненты и продукты его потребления и разложения.

В результате промышленной деятельности человека в области производства тепловой энергии в окружающей среде наблюдается целый ряд существенных изменений. Вот лишь некоторые из них, особо ощутимые:

1) наличие частиц, являющихся ядрами конденсации в 10 раз больше;

2) наличие в воздухе газовых примесей увеличено в 5-25 раз;

3) количество облаков увеличивается на 5-10%;

4) количество туманов зимой на 100% больше, летом на 30%;

5) число осадков в различные периоды года на 5-10% больше;

6) относительная влажность уменьшена летом на 2%, зимой на 8%;

7) солнечное излучение уменьшено на 3-20%;

8) температура повышается на 1-2 градуса Цельсия;

9) скорость ветра на 5-30% больше.

ТЭЦ также являются причиной возникающего в крупных промышленных городах смога: недопустимого загрязнения обитаемой человеком наружной воздушной среды, вследствие выделения в неё указанными источниками вредных веществ при неблагоприятных погодных условиях.

Воздействие тепловых электростанций на водные объекты осуществляется по двум направлениям:

1) использование водных ресурсов;

2) прямое воздействие ТЭЦ на качественное состояние водных объектов путем сброса в них сточных вод с повышенными по сравнению с природной водой концентрациями загрязняющих веществ.

Одним из факторов взаимодействия ТЭЦ с водной средой является потребление воды системами технического водоснабжения, в т.ч. безвозвратное потребление воды. Основная часть расхода воды в этих системах идёт на охлаждение конденсаторов паровых турбин. Остальные потребители технической воды (системы золо- и шлакоудаления, химводоочистки, охлаждения и промывки оборудования) потребляют около 7% общего расхода воды. В тоже время именно они являются основными источниками примесного загрязнения. Например, при промывке поверхностей нагрева котлоагрегатов серийных блоков ТЭЦ мощностью 300 МВт образуется до 10000 м³ разбавленных растворов соляной кислоты, едкого натрия, аммиака, солей аммония.

Кроме того, сточные воды ТЭЦ содержат ванадий, никель, фтор, фенолы и нефтепродукты. На крупных теплоэлектроцентралях расход воды, загрязнённой нефтепродуктами (масла и мазут), доходит до 10-15 м³/ч при среднем содержании нефтепродуктов 1-30 мг/кг (после очистки). При сбросе их в водоёмы они оказывают пагубное влияние на качество воды, водные организмы.

При сбросе осветленной воды в природные водоемы, последние погибают, так как осветленные воды от многих топлив содержат крайне ядовитые вещества.

Количество воды, требующееся для смыва и транспортировки золы и шлака, примерно в 10 раз превышает массовое их количество.

Существенным обстоятельством является то, что далеко не всегда удается сбалансировать водный режим систем гидрозолоудаления. В них поступают атмосферные осадки, которые во многих районах нашей страны не полностью компенсируются испарением с золоотвала. Часто в систему ГЗУ сбрасывают и другие стоки, например нефтезагрязненные воды, отработавшие растворы после химических очисток и консерваций оборудования и т.д.

Неуклонный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду, прежде всего, отражается на здоровье населения Земли, ухудшает качество продукции сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климатические условия отдельных регионов мира, состояние озонового слоя Земли, приводит к гибели флоры и фауны.

Загрязнение вод - это не только растворение в воде химических веществ в количествах сверх допустимых норм, но и тепловое загрязнение. Выбросы теплоты являются одним из основных факторов взаимодействия теплоэнергетических объектов с окружающей средой, в частности с атмосферой и гидросферой. Выделение происходит на всех стадиях преобразования химической энергии органического вещества или ядерного топлива для выработки тепловой энергии. Большая часть теплоты, получаемой охлаждающей водой в конденсаторах паровых турбин, передаётся в водоёмы, водотоки, а оттуда в атмосферу (t воды в месте сброса нагретой воды повышается, что ведёт к повышению средней температуры поверхности водоёма, атмосферный воздух над теплоэнергетической установкой повышается, вследствие энергии, выделенной этой установкой в атмосферу).

Представляет опасность и так называемое тепловое загрязнение водоёмов, вызывающее многообразные нарушения их состояния. ТЭЦ производят энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром, а отработанный пар охлаждается водой.

Температура этой воды повышается всего лишь на 8 - 12⁰С, но оказывается, что и такое, казалось бы незначительное повышение температуры уже отражается на всей экологической обстановке естественных водоемов. Крупные ТЭЦ сбрасывают до 90 м³/с нагретой воды. Такой сброс приводит к разрастанию сине-зеленых водорослей, происходит значительное обеднение воды растворенным кислородом, погибают обитатели воды, не терпящие высоких температур и т.д.

ТЭЦ могут повышать температуру воды по сравнению с окружающей на 5-15 ⁰С. В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.

В результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб - вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию.

Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого “цветения воды”.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека.

Тепловое загрязнение может привести к печальным последствиям. По прогнозам ученых изменение характеристик окружающей среды (повышение температуры воздуха и изменение уровня мирового океана) в ближайшие 100 -200 лет может вызвать качественную перестройку окружающей среды (стаивание ледников, подъём уровня мирового океана на 65 метров и затопление обширных участков суши).

Чтобы избежать сброс охлаждающей воды, нужно применять оборотную систему охлаждения с сухими градирнями.

Если ТЭЦ расположена на берегу мощной реки, то можно избежать последствий теплового загрязнения, применяя специальные смесительные устройства, распределяющие тепло на большую массу воды и снижающие тепловое воздействие. Можно также пользоваться различными температурами воды по глубине водоема или применять предварительное, то есть перед сбросом, охлаждение теплых вод путем их разбрызгивания.

Можно также перейти на замкнутое охлаждение - прудовое там, где позволяет местность. В такой системе прудов - озер тепло охлаждающей воды может быть использовано для разведения теплолюбивых рыб, обогрева теплиц и оранжерей и других полезных целей.

К сожалению на ТЭЦ, расположенных в больших городах и крупных населенных центрах, такой способ не осуществим, так как он требует значительных свободных площадей для организации прудов - озер. В этих ТЭЦ приходится переходить на замкнутые системы охлаждения при помощи градирен, т.е. специальных сооружений, наверх которых подается теплая вода, стекающая по насадке градирен вниз, в бассейн, расположенный под градирней. Теплая вода охлаждается встречным потоком воздуха.

Современные представления о допустимых условиях загрязнения атмосферы, воды, земных ландшафтов основаны на сведении о вредном воздействии веществ на здоровье людей, животных, на растительность, на материальные ценности. Всемирной организацией по вопросам здравоохранения при ООН в 1963 году рекомендовано определение критерия чистоты воздуха (предельно допустимая концентрация вредных веществ ПДК) по четырём уровням:

- уровень №1. - невозможно обнаружить прямое или косвенное влияние на человека, животных или растительность;

- уровень №2. - возможно раздражение органов чувств, вредное воздействие на растительность, уменьшение прозрачности воз духа;

- уровень №3. - нарушение жизненно важных функций и возникновение хронических заболеваний у человека и животных;

- уровень №4. - возникновение острых заболеваний, ведущих к гибели людей и животных.

Естественное ограничение процессов, определяющих механизмы саморегулирования окружающей среды, неизбежно ведёт к накоплению результатов антропогенных воздействий. В результате этого происходит изменение тех или иных характеристик окружающей среды.

Изменения в атмосфере: рост содержания углекислого газа (СО2) (пропорционален росту потребления органического топлива), концентрации водяного пара, уменьшения озонового слоя (вследствие воздействия фреонов), и как следствие всему этому - изменение состава атмосферы, сто отражается на её прозрачности, ведущее к изменению температуры по сравнению с естественным уровнем.

Изменения в гидросфере и литосфере (так как они тесно взаимосвязаны, то изменения в них рассматриваются совместно), образование водохранилищ и новых русел сопровождается изъятием земель и ускоренной водной эрозией почв, смывом прилегающих слоёв, размыванием, что в свою очередь ведёт к загрязнению водоёмов водотоков, изменению теплового режима гидросферы, равновесного состава и других, уже рассматриваемых ранее, шероховатость поверхности литосферы, изменение её теплового режима и теплообмена поверхности (из-за осушения болот, расчистки лесов, разработки шахт, асфальтирования дорог), изменение состава атмосферного воздуха ведёт к изменения взаимодействия воздуха с растительным покровом литосферы и условий жизнедеятельности биосферы, одним из последних воздействий является изменение сейсмичности, а также радиационной обстановки биосферы, накопление в организме человека твёрдых частиц.

Одним из способов снижения вредных воздействий энергоустановки на окружающую среду является совершенствование её тепловых схем, развитие теплофикации (одновременная выработка тепла и энергии), укрупнение установок теплоэнергетики, использование вторичных энергетических ресурсов, внедрение новых термодинамических циклов, развитие систем аккумуляции энергии, использование возобновляемых источников энергии (солнечная, электростанции, геотермальная энергия).

9. Расчет стоимости изготовления лабораторного стенда

9.1 Расчет стоимости сырья и материалов

Стоимость изготовления учебно-лабораторного комплекса определяется на основе нормативов материальных и трудовых затрат при наличии конструкторско-технологической документации и нормативов затрат.

Исходными данными для проведения расчета являются:

- спецификация основных сборочных единиц;

- нормативы их расхода на единицу продукции;

- прейскурант на сырье и материалы;

- прейскурант на комплектующие изделия;

- тарифы на электроэнергию, отопление, заработную плату разработчиков, транспорт.

Сырье и материалы, необходимые для монтажа учебно-лабораторного комплекса, согласно конструкторско-технологической документации, сведены в таблицу 9.1.

Таблица 9.1

Расчет стоимости сырья и материалов

Таким образом, стоимость сырья и материалов для изготовления учебно-лабораторного комплекса составляет 17270 тенге.

9.2 Расчет капитальных затрат на приобретение комплектующих

К покупным комлектующим изделиям относятся емкость парового котла, стальной лист крышки котла, стальные трубопроводы, медные трубопроводы, бронзовые сопла турбины, подшипники ротора турбины, рабочие колеса турбины, конденсатный электрический насос, генератор электрический, приборы для измерения давления, температуры, скорости вращения ротора, силы тока, напряжения, светодиоды индикации, приборы защиты и автоматики.

Покупные комплектующие изделия для лабораторного стенда можно разделить на две части: электрическая часть и элементы, образующие, непосредственно модель блока ТЭЦ.

Расчет себестоимости комплектующих изделий для электрической части стенда приведен в таблице 9.2.

Таблица 9.2

Покупные комплектующие изделия для электрической части стенда

Следовательно, сумма комплектующих изделий для электрической части стенда составляет 18605 тенге.

Расчет себестоимости комплектующих изделий для модели блока ТЭЦ приведен в таблице 9.3.

Таблица 9.3

Покупные комплектующие изделия для модели блока ТЭЦ

Следовательно, сумма комплектующих изделий для тепловой части стенда составляет 21045 тг.

9.3 Расчет затрат на электроэнергию

В процессе монтажа лабораторного стенда электроэнергию потребляют электроприемники (дрель, перфоратор, паяльник и др.), лампы освещения, сам лабораторный стенд.

Используемые электроприемники потребляют около 600 Вт, лампы освещения - 200 Вт, лабораторный стенд - 3025 Вт.

Количество потребляемой электроэнергии определяется по следующей формуле

(9.1)

где с = 3,85 тг/кВт*ч - тариф на электроэнергию для физических лиц ТОО ''Караганды Жылу Сбыт”;

N = 3,8 кВт - потребляемая мощность;

d = 6 ч - количество рабочих часов в день;

n = 30 дней - количество дней за период разработки лабораторного стенда;

Суммарные затраты на электроэнергию будут равны:

(9.2)

9.4 Расчет затрат на отопление

Разработка ведется в помещении общей площадью 25 м².

Затраты на отопление составят:

(9.3)

где с = 61,98 тг/м² - тариф на отопление физических лиц ТОО ''Караганды Жылу Сбыт'' за месяц.

S = 25 м² - общая площадь отапливаемого помещения;

n = 1 - количество отапливаемых месяцев;

Тогда получим затраты на отопление:

9.5 Расчет затрат на транспорт

Необходимость затрат на транспорт во время разработки обусловлена необходимостью поиска и транспортировки комплектующих изделий к месту сборки учебно-лабораторного комплекса.

Затраты на транспорт за период разработки лабораторного стенда найдем по следующей формуле:

(9.4)

где n = 30 дней - количество дней разработки учебного стенда;

с = 200 тенге - объем затрат на транспорт за один день разработки стенда и поиска комплектующих;

Т = 3 дня - периодичность поиска и транспортировки комплектующих;

Подставим значения и получим сумму затрат на транспорт:

9.6 Расчет затрат на заработную плату

В разработке принимают участие один инженер с заработной платой 20000 тг/мес и два лаборанта с заработной платой 7500 тг/мес.

Затраты на заработную плату за период разработки лабораторного стенда найдем по следующей формуле:

(9.5)

где P_м = 20000 тг - месячная заработная плата инженера;

P_л = 7500 тг - месячная заработная плата лаборанта;

H_сс = 20% - норматив отчислений на социальное страхование;

n = 1 мес - количество месяцев за период разработки;

Тогда согласно формуле 11.5:

9.7 Итоговые затраты на разработку

Полные затраты на разработку лабораторного стенда включают в себя все посчитанные выше затраты. Разработка учебно-лабораторного комплекса длится один месяц.

Расчет итоговых затрат на разработку и изготовление стенда сведен в таблицу 9.4.

Таблица 9.4

Расчет полных затрат на разработку лабораторного стенда

Итоговые затраты на разработку лабораторного стенда составляют 105240 тенге.

Заключение

Данная работа является заключительным этапом обучения в Карагандинском Государственном техническом университете по специальности «Теплоэнергетика». Она позволяет систематизировать и расширить теоретические знания и умения расчета котельных агрегатов и паротурбинных установок, развить аналитическое и творческое инженерное мышление.

Также при проектировании учебно - лабораторного комплекса «Модель блока тепловой электрической централи» углубленно познается работа, устройство и применение элементов теплоэнергетических систем, а также развивается аналитическое мышление и практические навыки при работе с электроинструментом. В дальнейшем это поможет лучше ориентироваться при разработке и ремонте электро и теплоустановок на промышленных предприятиях.

В данной дипломной работе подробно рассмотрены вопросы эксплуатации тепло и электрогенерирующих установок. В процессе выполнения дипломной работы мною были получены знания, позволяющие стать грамотным специалистом при самостоятельном решении задач по анализу использования теплоэнергетического оборудования.

Кроме этого, были рассмотрены вопросы проектирования учебно-лабораторного стенда, а также разработаны методические указания по выполнению лабораторных работ на данном стенде.

Были рассмотрены еще три раздела: охрана труда, промышленная экология, экономика.

Список использованной литературы

Немцев З.Ф., Арсеньев Г.В. Теплоэнергетические установки и теплоснабжение. М.: Энергоатомиздат, 1982.

«Стационарные паровые турбины», А.Д. Трухний, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. 640 с.

Голубков Б.Н., Данилов О.Л., Зосимовский Л.В. и др. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия, 1979г.

Лариков Н.Н. Теплотехника: Учебник для вузов.3-е изд., перераб. и дополн. М.; Стройиздат, 1985. 432 с.ил.

Груба В. И., Калинин В. В., Макаров М. И. Монтаж и эксплуатация электроустановок: Учеб. для ВУЗов. М.: Недра, 1991. 239 с.: ил.

Князевский В. А., Трунковский Л. Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок. 2-е изд. Перераб. И доп. М.: Высшая школа, 1984.

Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. 6-е издание, переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат,1987. 648 с.: ил.

Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М.; Энергоатомиздат, 1983.

«Тепловой расчет паровой турбины», метод. указания, А.Н. Кудряшов, А.Г. Фролов, 2-изд., дополн. и перераб. Иркутск, 1997. 64 с.

Погодин М. П., Малова И. М. Охрана труда при производстве электромонтажных работ. М.: Стройиздат, 1990. 320 с.: ил

Методические указания для расчета искусственного освещения. Разраб.: доцент В.Суслов, доцент Д.Аманбаев.; изд-во КарГТУ. 2002 г.

Жаутиков Б.А., Мехтиев А.Д., Ткаченко М.С. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теплоснабжение», изд. КарГТУ, 2004.

Трудовой кодекс Республики Казахстан от 15 мая 2007 г. № 252-III // Ведомости верховного совета Республики Казахстан. 2007.

Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек: Учебное пособие для ст.вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1986. 415 с.: ил.

Охрана окружающей среды: учебное пособие для студентов вузов/под ред. Белова С.В. М.: Высшая школа,. 1983. 264 с.: ил.

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергоатомиздат, 1974. 352 с.

Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1984. 448 с., ил.

Охрана труда: Учебник для вузов / Под ред. К.З.Ушакова. М.: Недра, 1986. 624 с.

Размещено на Allbest.ru