Таблица 3.3 - Сводный материальный баланс коксования угольной шихты

3.2 Тепловой баланс коксовых печей

Таблица 3.4 - Состав коксового газа:

Таблица 3.5 - Состав доменного газа:

Процентное содержание коксового газа в доменном: 5%

Таблица 3.6 - Состав смешанного газа:

Теплота сгорания топлива

Одной из основных характеристик любого вида топлива является теплота сгорания этого топлива, т.е. то количество теплоты, которое может быть получено при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Полным сгоранием называется такое, при котором горючие компоненты C, H и S полностью окисляются кислородом. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлив относят к одному килограмму, а газового - к одному кубическому метру при нормальных условиях.

Q_н^с = (30,16*СO + 85,57*CH₄ + 25,76*H₂+ 160,0*C_mH_n)

Q_нк.г.^с = (30,16*5,60 + 85,57*25,7 + 25,76*60,2 + 160,0*2,50)*4,19

Q_нк.г.^с = 18083 кДж/м³

Q_нд.г.^с = (30,16*23,6 + 85,57*0,2 + 25,76*6,1)*4,19

Q_нд.г.^с = 3712 кДж/м³

Низшая теплота сгорания влажного воздуха составит:

Q^вл_н.к.г. = Q_нк.г

Q^вл_н.к.г. = 18 083 *

Q^вл_н.к.г = 17500 кДж/м³

Q^вл_н.д..г. = Q_нк.г

Q^вл_нк.г. = 3712 *

Q^вл_нк.г. = 3593 кДж/м³

Так как содержание коксового газа в доменном равно 5%, то теплота сгорания смеси будет равна:

Q^вл._{н.с = .}

Q^вл._{н.с = .}

Q_вл.н.с = 4291 кДж/м3

3.2.1 Приходные статьи баланса

Теплота сгорания отопительного газа определяется по формуле

h_рег = n*h_м.н.;

h_рег = 11 * 0,165;

h_рег = 1,815 м.

3.5 Производительность коксовой батареи по валовому коксу

3.5.1 Исходные данные

N - число действующий печей в батарее;

N = 77 шт.

y - плотность насыпной угольной массы;

у = 0,745 м.куб.

t - время оборота печей;

t = 17,5 ч.

3.5.2 Расчет производительности по проекту «Гипрококса»

П = (N*y*V*24)/t, тонн в год;

П = (77*0,745*30*24*365)/17,5;

П = 861458,4 тонн валового кокса в год.

3.5.3 Расчет производительности с увеличенной шириной камеры коксования

П = (N*y*V*24)/t, тонн в год;

П = (77*0,745*30,37*24*365)/17,5;

П = 872083,05 тонн валового кокса в год.

коксовый печь регенератор насадка

4. Технико-экономические расчеты

Проект реконструкции предусматривает строительство коксовой батареи в габаритах существующей с частичным использованием старого оборудования и с увеличенным на 0,37 м3 объёмом камеры коксования. В результате проведённой реконструкции увеличивается производительность батареи на 10624,7 т/год, а также сокращаются затраты на текущие ремонты на 15 %. Эти |мероприятия позволят снизить себестоимость валового кокса.

Целью данного раздела является определение основных технико-экономических показателей эффективности проекта по реконструкции кокосовой батареи № 14 ОАО «ММК».

4.1 Производственная мощность

Производственные возможности объекта или возможный выпуск продукции основываются на расчетах производственных мощностей.

Производственная мощность объекта представляет собой максимальный вдовой выпуск продукции при полном использовании оборудования, прогрессивной технологии, рациональной организации производства, труда и правления.

Производственная мощность цеха рассчитывается по мощности ведущего оборудования, то есть аппаратов (установок, агрегатов), в которых выполняются основные технологические процессы и операции.

В базовом варианте производственная мощность составляла 861458,4 т кокса в год. В проектном варианте составит 872083,05 т/год. Таким образом, в проектном варианте произошло увеличение производственной мощности на 1,2 %.

4.2 Расчет дополнительных капитальных вложений

Стоимость основных производственных фондов в базовом варианте составляла 900000 тыс. руб. В проектном варианте балансовая стоимость основных производственных фондов возрастает на 114350 тыс. руб. (таблица 13) и составит 1014350 тыс. руб.

Таблица 13 - Ориентировочные затраты на реконструкцию коксовой батареи

4.3 Расчет изменения себестоимости валового кокса

4.3.1 Расчет себестоимости валового кокса до реконструкции

Калькуляция себестоимости валового кокса коксового цеха № 2 ОАО «ММК» в базовом варианте представлена в таблице 14. В плановой себестоимости развернутая информация о том, как формируется себестоимость данного продукта. Расчет ориентирован на данные производственной практики, пройденной на ОАО «ММК».

Основой для расчета необходимого количества сырья, материалов, топлива, энергии являются производственная мощность и нормы расхода сырья, материалов, топлива и энергии на единицу продукции.

Затраты на текущий ремонт и на содержание основных средств принимаем 5% от капитальных затрат, амортизационные отчисления - 7,5 %.

Фонд заработной платы рабочих рассчитывается на основе тарифной системы, применяемых форм и систем оплаты труда с учетом режима работы объекта, условий труда, районного регулирования оплаты труда.

Таблица 14

Себестоимость единицы продукции равна:

С_к:1 =

Таким образом в проектном варианте «Гипрококса» полная себестоимость валового кокса составляет УУУУ рублей, а себестоимость всего выпуска - ХХХХ т.руб.

Рассчитаем отпусную цену 1 тонны кокса при принятой рентабельности R=25%

Ц_к = С_к (1 + R/100) = zzz (1+ 0,25) = ИИИИ

4.3.2 Расчет проектной себестоимости валового кокса

Внедрение нового варианта реконструкции коксовой батареи № 14 ОАО «ММК», приводящего к повышению её производительности, соответственно увеличивает и объем выпускаемой продукции. А увеличение производственной мощности при тех же затратах приведет к уменьшению как общей суммы затрат на производство всей продукции, так и уменьшению затрат на единицу продукции.

Предложенный в проекте вариант реконструкции можно рассматривать в качестве одного из мероприятий, снижающих себестоимость продукции:

1. Увеличение выпуска продукции

Увеличение выпуска валового кокса на 1,2 % снижает себестоимость за счет уменьшения средних постоянных расходов (объём увеличился на 10624,7 тонн).

2. Применение нового оборудования - позволит сократить затраты на текущие ремонты на 15 %.

По данным таблицы 14 сумма, затрачиваемая ежегодно на текущие ремонты на весь выпуск продукции, составляет 30690 тысяч рублей. После проведённого мероприятия можно увидеть экономию на текущие ремонты в размере 4603 тысяч рублей:

q₃ = 0,15 * 30 690 * 1000 = 4603500 руб.

Проведем расчет себестоимости кокса при выпуске 872083,05 т/год и результат расчета сведем в таблицу 15.

Таблица 15 - Калькуляция себестоимости валового кокса после реконструкции.

Таким образом, в проектном варианте себестоимость тонны кокса снизится на:

4.4 Расчёт основных технико-экономических показателей проекта

Проведем расчет прироста прибыли от снижения себестоимости валового кокса.

Прибыль от реализации продукции на весь выпуск в базовом варианте , составляла:

П^баз (Ц_к - C_Kl) * 861458,4 = (ИИИИ - НННН) * 861458,4 = ЧЧЧЧ тыс. руб.

Прибыль в проектном варианте составит:

П^проект = (Ц_к - С_к2) * 872083,05 = (ИИИИ - УУУУ) * 872083,05 = ЩЩЩЩ тыс.руб.

Таким образом, условно - годовая экономия от снижения себестоимости валового кокса за счет увеличения выпуска продукции составит:

П = П^проект - П^баз = ЧЧЧЧ - ЩЩЩЩ = ЛЛЛЛЛ тыс. руб.

Рассчитаем прирост чистой прибыли по уравнению:

П_ч = ЛЛЛЛЛ * (1 - н),

где (1 -н) - коэффициент чистой прибыли, равный 0,8.

П_Ч = ЛЛЛЛ * 0,8 = ММММ тыс. руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (То)

рассчитывается по формуле:

Т₀ = ,

где К_доп - дополнительные капитальные вложения в реконструкцию;

А_доп - прирост годовой суммы амортизационных отчислений, тыс. руб.

А_доп =ОООО * 0,075=ЪЪЪЪтыс. руб.

Т₀ = ,

Таким образом, дополнительные вложения в реконструкцию окупятся менее чем за I год.

Изменение основных технико-экономических показателей, обусловленное предлагаемыми в проекте мероприятиями, представлено в таблице 16.

Таблица 16 - Основные технико-экономические показатели проекта.

4 5 Выводы по технико-экономической части

В ходе выполнения проекта была доказана экономическая целесообразность Проведения реконструкции коксовой батареи № 14 ОАО «ММК». Выгода от организации нового производства достигнута за счет увеличения объёма выпуска валового кокса 10 т/год при тех же затратах, что и в базовом варианте производственной мощностью в 450000 т/год.

Предлагаемая в проекте реконструкция требует капитальных вложений в размере 92 583 тыс. руб., срок окупаемости которых составит менее одного года.

Выгода от организации нового производства проиллюстрирована путем расчета и анализа технико-экономических показателей. Предварительные исследования полученных результатов свидетельствуют об экономической целесообразности реализации рассматриваемого проекта.

5. Безопасность жизнедеятельности

Проблемы обеспечения безопасности человека приобрели повышенную остроту из-за высокого производственного и бытового травматизма, из-за большого количества аварий, несчастных случаев, пожаров. Поэтому на любом предприятии проводятся различные мероприятия по обеспечению безопасной производственной деятельности, целью которых являются:

*создание комфортного (нормативного) состояния среды обитания в зонах трудовой деятельности человека:

*идентификация негативных воздействий среды обитания естественного и антропогенного происхождения на жизнедеятельность человека;

*разработка и реализация мер защиты человека и среды обитания от негативных воздействий;

*проектирование и эксплуатация техники, технологических процессов в соответствии с требованиями по безопасности и экологичности;

*обеспечение устойчивости функционирования объектов и технических систем в штатных и чрезвычайных ситуациях;

*прогнозирование развития и оценка последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, а также принятие мер по ликвидации последствий,

Своевременное выявление опасных и вредных факторов на рабочих местах, проведение мероприятий по предупреждению производственного травматизма, профессиональных заболеваний и улучшению условий труда, а также соблюдению работающими норм и правил техники безопасности, позволяет сделать процесс работы практически безопасным [15].

5.2 Вредные и опасные факторы

Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на человека, работающего в определенных условиях может привести к заболеваниям, снижению работоспособности или отрицательному влиянию на здоровье потомства [16].

Опасный производственный фактор - это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определённых условиях приводит к травме, острому отравлению или другому внезапному резкому ухудшению здоровья или к смерти.

В зависимости от количественной характеристики (уровня, концентрации и т.д.) и продолжительности воздействия, вредный производственный фактор может стать опасным.

Производство кокса является вредным химическим производством, поэтому вопросы безопасности занимают важное место в организации производственного процесса.

Коксохимическое производство связано с получением и использованием горючего газа, содержащего вредные компоненты, оснащено подвижными машинами с электроприводами, имеет многочисленные паровые, газовые и водяные коммуникации, включает в себя печи, элементы которых имеют высокую температуру, поэтому характеризуется большим количеством вредных и опасных производственных факторов, высокой вероятностью аварий и несчастных случаев. Организация безопасности производственных процессов и труда позволяет не только снизить степень риска на рабочих местах, но и улучшить условия труда рабочих, тем самым, повышая производительность.

Основные вредные и опасные производственные факторы при работе в коксовом цехе:

· *угольная и коксовая пыль;

· *доменный и коксовый газ,

· *неионизирующие излучения: высокая температура от поверхности оборудования, инфракрасные излучения;?

· шум и вибрация;

· движущиеся машины и механизмы.

5.2.1 Вредные вещества

Угольная и коксовая пыль

· организация бездымной загрузки шихты с применением пароинжекции;

· применение дополнительных сооружений, позволяющих производить беспылевую выдачу кокса;

· применение дверей новой конструкции, обеспечивающей герметичность печей;

· использование индивидуальных средств зашиты (респираторы);

· орошение водой путей коксовыталкивателя для осаждения пыли.

Коксовый газ

Коксовый газ: является побочным продуктом при пиролизе каменного угля в коксовых печах. Коксовый газ используют для обогрева коксовых батарей представляет собой механическую смесь различных газов и паров: метана, оксида углерода, аммиака, паров смолы и других веществ.

Таблица 17 - Состав коксового газа

Коксовый газ образует с воздухом взрывоопасные смеси в широком диапазоне концентраций: нижний предел взрываемости составляет 6 %, верхний 30.4% об. Кроме того, коксовый газ обладает канцерогенными свойствами, в нем содержится оксид углерода и другие вещества, которые являются ядами. В тоннелях коксовых печей существует опасность утечки коксового газа и опасность отравления работающих там людей. Поэтому необходим строгий контроль за содержанием оксида углерода в воздухе тоннелей. ПДК составляет 20 мг/м' ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ[17].

Контроль осуществляется расположенными через 50 м газоанализаторами ГА СХ. Показания приборов автоматически подаются на пульт в кантовочное помещение. При повышении ПДК включается сигнализация и вентиляция.

5.2.2 Параметры микроклимата

Тепловое излучение

· температура кирпичной кладки верха печей составляет 00-140 СС;

· крышки люков 215 - 230 ⁰С;

· стояки (футерованные) 120- 130 ⁰С;

· экраны стояков 65 - 90 ⁰С.

Участки поверхности кладки печей. расположенные вблизи чугунных рам, люков, имеют более высокую температуру. Выбивающиеся из открытых люков пламя и раскаленные газы в период выдачи кокса и загрузки печей также значительно повышают температуру близкорасположенных поверхностей.

Высокая температура поверхности печей и арматуры подвергает рабочих, обслуживающих коксовые печи угрозе ожогов при непосредственном соприкосновении с ними.

Также существует угроза ожогов:

· от воздействия раскаленных газов и пламени, вырывающимся из печи.

· прикосновения с раскаленными частями арматуры

· прикосновения с раскаленным коксом

Обслуживание коксовых печей проходит на открытом воздухе, различные метеорологические условия оказывают сильное влияние на процесс производства работ.

Тепло, отходящее от функционирующих батарей так же вызывает значительное повышение температуры воздуха на рабочих местах.

В зимнее время низкая температура наружного воздуха снижает воздействие этих неблагоприятных факторов на организм человека. Но зимой отрицательно сказываются резкие перепады температур на разных участках рабочих мест и мест отдыха.

Летом, повышенные температуры и теплоизлучение печей создают условия, которые могут вызвать тяжелые нарушения терморегуляции ПДУ теплоизлучения определены по ГОСТ 12.4.120-83 ССБТ[18].

5.3 Вентиляция в рабочей зоне

В тоннеле коксовых печей допускается общеобменная вентиляция, не менее чем пятикратная. Поскольку воздух из тоннеля забирается в систему отоплении печей, то в тоннеле создается разряжение порядка 0,2 мм.вод.ст. В этом случае свежий воздух будет поступать через открытые окна, а также путем инфильтрации через неплотности кладки.

Во всех загазованных и запыленных помещениях коксового цеха устанавливаются механические вытяжные системы и приточная вентиляция

Очистка воздуха, удаляемою вытяжными системами в сооружениях коксового блока, от пыли производится в циклонах - промывателях типа "СНОТ"

Отсасываемый воздух конденсируется механическим притоком, воздух предварительно очищается в масляных фильтрах типа "КД" и "КДН”. Приточный воздух подается в верхнюю зону - в пыльных помещениях коксового блока, в остальных помещениях в рабочую зону

Местные отсосы в коксовом блоке предусматриваются:

· от укрытий перепада кокса с конвейера на конвейер;

· от грохотов коксосортировки;

· в коксопробной от пылящего оборудования.

В галереях предусматривается естественная вытяжка вытяжными шахтами с дефлекторами для удаления тепла и газов.

Приток для компенсации вытяжки подается от приточных установок коксосортировки.

Данная система вентиляции соответствует ГОСТ 14.4.021-99 ССБТ [19].

5.4 Защита от шума и вибрации

Шум и вибрацию определяют, как совокупность апериодических звуков и колебаний различной интенсивности и частоты. Интенсивный шум и вибрация способствуют снижению внимания, увеличению числа ошибок при выполнении работы, из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы.

Источниками шума являются: машины коксовых печей, грохота рассева кокса.

Источник вибрации: грохот кокса.

Уровень шума и вибрации находится в пределах допустимого (таблица 18).

Таблица 18 Уровень шума и вибрации

Для уменьшения уровня шума необходимо установить звукоизоляционные экраны. ГОСТ 12.1.003 - 83 [20].

5.5 Освещение в рабочей зоне

Коксовый цех расположен под открытым небом, поэтому в дневное время естественное освещение обеспечивает необходимую освещенность на верху печей.

В пасмурные дни и ночное время необходимо искусственное обеспечение освещения верха печей. Закрытые помещения, имеющие маленькие окна, необходимо обеспечивать искусственным освещением и в дневное время.

Питание светильников рабочего и аварийного освещения осуществляется от разделительных сетей и разных трансформаторов одной подстанции, либо от трансформаторов разных подстанций при наличии на подстанции только одного трансформатора.

Освещение наружной территории цеха предусматривается на следующих участках и местах:

· места обслуживания наружной аппаратуры оборудования;

· проходы и проезды для людских и транспортных потоков;

· железнодорожные пути,

· входы в здания;

· охранное освещение вдоль ограждения территории

Для освещения фасадов коксовых ночей наиболее целесообразно применять, зеркальные лампы, установленные на мачтах вдоль машинной и коксовой сторон. Способ питания того или иного участка или места выбирается исходя из условий наименьших затрат на сооружение сетей, ГОСТ 12.2.007.13 - 89 ССБТ [21].

На коксохимическом заводе, а коксовом цехе световое ограждение требуют дымовая труба, а также другие сооружения при высоте более 50 м (башни, мачты канатных дорог и т.п.)

Расчет освещения верха коксовых печей

Наверху печей необходимо обеспечивать освещаемость в 15 люкс. В соответствии с условиями на верху печей, выбираем светильники прямого света в обычном исполнении. Светильники располагают в 2 ряда вдоль батареи на высоте 6 метров. Коэффициент неравномерности Z принимаем равным 1,2. Коэффициент запаса для запыленной атмосферы - 1,5 СП 52.13330.2011 [22].

Индекс помещения:

1 ='

где S - площадь верха печей, м2;

h - высота подвеса светильников, м; b - ширина батареи, м;

1 - длина батареи, м.

i = 2,06

Поверхность расположенных с двух сторон стояков принимаем условно за поверхность стен, для которых коэффициент отражения равен 30 %.

При i=2,06 и коэффициенте отражения К_отр = 0,З коэффициент использования К=0,5.

Общий световой поток:

F = ,

где Е - максимальная нормируемая освещенность, лк;

F - общий световой поток (световой поток всех памп);

R - коэффициент записи;

Z - отклонение максимальной освещенности от средней (коэффициент неравномерности);

S - площадь верха батареи, м

F = ,

F = 79078 лм.

При наряжении 220В и мощности ламп 200Вт, имеющих световой пото 2660 лм, количество светильников будет равно:

N = ,

N = 30 шт.

Аварийное освещение составляет 20% от нормального рабочего освещения.

5.6 Электробезопасность

Опасность, в коксовом цехе с точки зрения поражения электрическим током представляют троллеи, подводящие напряжение к электромоторам движущихся машин и механизмов.

Основное требование безопасности в данном случае - ограждение троллей в местах проходов.