Дипломная (вкр): Технологія попереднього очищення води

6.1 Аналіз технологічного процесу як об’єкта автоматизації та обґрунтування задач автоматизації

На підставі аналізу технологічного процесу постають такі задачі автоматизації:

-        контроль температури вихідної води;

         контроль витрати вихідної води;

         контроль та регулювання рівня води в освітлювачі;

         контроль рН вапнованої води;

         контроль та регулювання перепаду тиску на ультрафільтраційних мембранах;

         контроль рівня очищеної води у баках.

6.2 Опис розробленої схеми автоматизації процесу

Для нормальної роботи усього технологічного устаткування, мінімізації можливих людських помилок, контролю, реєстрації та регулювання технологічних параметрів розроблено схему автоматизації.

Для контролю температури в трубопроводі 1а розроблено контур 1. Він складається з термоперетворювача опору (поз. 1-1), та вторинного показувального та реєструвального приладу (поз. 1-2) .

Для контролю витрати вихідної води застосовано контур 2. Він складається з камерної діафрагми (поз. 2-1), вимірювального тензо- перетворювача (поз. 2-2), показувального та реєструвального приладу

(поз. 2-3), нормувального перетворювача (поз. 2-4), та виконавчого електричного механізму (поз. 2-5).

Контур 3 застосовують для контролю рівня води в освітлювачі, що складється з первинного вимірювального перетворювача акустичного рівнеміра (поз. 4-1), проміжного перетворювача акустичного рівнеміра (поз. 4-2), вторинного показувального пристрою з вбудованим пристроєм сигналізації (поз. 4-3), мікропроцесорного регулятора (поз. 4-4) та виконавчого електричного механізму (поз. 4-5).

Для контролю рН в трубопроводі 1а розроблено контур 4. Він складається з чутливого елемента рН-метра (поз. 5-1), перетворювача високоомного (поз. 5-2), показувального приладу (поз. 5-3).

Контур 5 застосовують для контролю, регулювання перепаду тиску на ультрафільтраційних мембранах, що складається з мікропроцесорного тензодатчика різниці тисків (поз. 6-1), вторинного показувального та реєструвального приладу (поз. 6-2), мікропроцесорного регулятора (поз. 6-3), електропневматичного перетворювача (поз. 6-4) та пневма- тичного виконавчого механізму (поз. 6-5, 6-6, 6-7).

Контур 6, 7 та 8 застосовують для контролю та сигналізації рівня у баках очищеної води, що складається з первинного вимірювального пе-ретвоювача акустичного рівнеміра (поз. 8-1, 9-1, 10-1), проміжного перетворювача акустичного рівнеміра (поз. 8-2, 9-2, 10-2), вторинного показувального пристрою з вбудованим пристроєм сигналізації (поз. 8-3, 9-3, 10-3).

Висновки

У цьому розділі пояснювальної записки на підставі аналізу технологічної схеми, норм технологічного режиму та апаратурного оформлення технологічного процесу визначено необхідний рівень автоматизації виробництва, а також розроблена спрямована на його забезпечення схема автоматизації.

7. Техніко-економічні розрахунки відділення попереднього очищення води

На сьогоднішній час є досить актуальним питання очищення води чи то для господарських потреб, чи з точки зору екології. Завданням даного дипломного проекту є реконструкція відділення попереднього очищення води для ТЕЦ.

Теплові електростанції не тільки виробляють електроенергію, але і є джерелом теплової енергії в централізованих системах теплопостачання у вигляді пари та гарячої води, у тому числі і для забезпечення гарячого водопостачання та отеплення жилих будівель та промислових об’єктів.

З промислової точки зору, теплова електростанція являється домінуючим електрогенеруючим підприємством у вітчизняній та закордонній енергетиці. На долю теплових електростанцій відходить біля 70% електрогенеруючих встановлених потужностей в Україні, а з урахуванням атомних електростанцій встановлена потужність становить приблизно 90%. Але велика частина сучасних електростанцій у даний час потребує модернізації технології.

Потреба у процесі підготовки води на теплоелектроцентралі однозначна, попереднє очищення забезпечить довготривалу роботу апаратури, а саме: зменшить корозійний вплив, утворення накипу, покращить бактеріальний стан тощо. Раціонально організована водопідготовка економить паливо і подовжує термін служби устаткування.

Завданням розділу є розрахунок та порівняння собівартості та прибутку очищеної води до реконструкції цеху та після.

7.1 Економічні розрахунки собівартості підготовки очищеної води до реконструкції

Розрахунок витрат - базується на нормах витрат, встановлених галузевими нормативами, стандартами та технологічними регламентами підприємств, обраним технологічним рішенням, а саме регламентом теплової електростанції.

Виходячи з того, що продуктивність цеху задано 500 м3/год, продуктивність за рік складатиме 4 320 000 м3/рік.

ОФ = 4 285 000 грн.

Час експлуатації ресурсів 5 років, норму амортизації рахуємо за формулою :

На = 1 / 5 ∙ 100% = 20%.

Тоді амортизаційні виплати становлять 20% від вартості основних фондів:

А =4 285 000 ∙ 0,2 = 857 000 грн./рік.

Підприємство працює цілодобово та без вихідних і споживає у середньому 2000 кВт за годину, оскільки потужність більше 30 кВт/год маємо другий клас напруги.

Ціна 1кВт = 60 копійок - денний час; в нічний час: 1кВт = 20 копійок

За формулою розраховуємо річну витрату відділення на електроенергію:

Вел.ен = (365 ∙ 24 / 2) ∙ 0,6 ∙ 2000 + (365 ∙ 24 / 2) ∙ 0,2 ∙ 2000 = 7 008 000 грн./рік.

Враховуючи 20% ПДВ виходить 8 409 600 грн/рік.

Сума всіх нарахувань на заробітну плату складає фонд оплати праці:

ФОП = 73000∙ 12 ∙ 1,37= 1 364 520 грн./рік.

де 1,37 - це єдиний соціальний внесок в Україні.

Всього в рік витрачається на сировину та реагенти 862 224грн./рік.

Виходячи з проведених розрахунків обчислюємо річну собівартість продукції за формулою 7.4:

С =10 636 344 + 857 000 = 11 493 344 грн,

Отже собівартість одного м3 очищеної води становить:

Содн = 11 493 344грн / 4 380 000 = 2, 62 грн/м3.

Висновок: У даному розділі була розрахована собівартість очищеної води до реконструкції цеха, вона склала 2,62 грн/м3 при середньорічній собівартості 11 493 344 грн.

7.2 Розрахунок техніко-економічних показників до реконструкції

Річна собівартість продукції:

С = ОбК + А = 10 636 344 + 857 000 = 11 493 344 грн.

Запланована ринкова ціна 1м3 води:

В = 3,5 · 4 380 000 = 15 330 000 грн./рік.

Річний прибуток становить:

П = Ц - С =15 330 000 - 11 493 344 = 3 836 656 грн./рік.

Капіталовкладення:

К = ОФ+ОбК = 4 285 000 + 10 636 344 = 14 921 344 грн.

Рентабельність:

Р = (П/С)∙100% = (3 836 656 /11 493 344)·100% = 33,38 %.

Період повернення капіталовкладень:

Ток = К/П = 14 921 344 / 3 836 656 = 3,89 років.

Економічна ефективність:

Е = П/К = 0,26.

7.3 Економічні розрахунки собівартості підготовки очищеної води після реконструкції

ОФ = 4 385 000 грн.

Час експлуатації ресурсів 5 років, норму амортизації рахуємо за формулою 8.1:

На = 1 / 5 ∙ 100% = 20%.

Тоді амортизаційні виплати становлять 20% від вартості основних фондів:

А =4 235 000 ∙ 0,2 = 877 000 грн./рік.

Підприємство працює цілодобово та без вихідних і споживає у середньому 2000 кВт за годину, оскільки потужність більше 30 кВт/год маємо другий клас напруги.

Ціна 1кВт=60 копійок - денний час; в нічний час: 1кВт = 20 копійок.

Розраховуємо річну витрату відділення на електроенергію:

Вел.ен = (365 ∙ 24 / 2) ∙ 0,6 ∙ 2000 + (365 ∙ 24 / 2) ∙ 0,2 ∙ 2000 = 7 008 000 грн./рік.

Враховуючи 20% ПДВ виходить 8 409 600 грн./рік.

Сума всіх нарахувань на заробітну плату складає фонд оплати праці:

ФОП = 73000∙ 12 ∙ 1,37= 1 561 800 грн./рік.

де 1,37 - це єдиний соціальний внесок в Україні.

Для промивки обладнання необхідно 50 000м3 води, але будемо використовувати власну очищену воду. Річні витрати на воду за собівартістю власної очистки становитимуть близько 39 000 грн.

Всього в рік витрачається на сировину та реагенти 847 049 грн./рік.

Виходячи з проведених розрахунків обчислюємо річну собівартість продукції за формулою :

С =10 818 449+ 877 000 = 11 695 449 грн.

Отже собівартість одного м3 очищеної води становить:

Содн = 11 695 449 грн / 4 380 000 = 2, 67 грн./м3.

Висновок: У даному розділі була розрахована собівартість очищеної води після реконструкції цеха, вона склала 2,67 грн./м3 при середньорічній собівартості 11 695 449 грн.

7.4 Розрахунок техніко-економічних показників після реконструкції

Річна собівартість продукції:

С = ОбК + А = 10 818 449+ 877 000 = 11 695 449 грн./рік.

Запланована ринкова ціна 1м3 води:

Цод = 4,0 грн./м3.

В = 4,5 · 4 380 000 = 17 520 000 грн./рік.

Річний прибуток становить:

П = Ц - С = 17 520 000 - 11 695 449 = 5 824 551 грн./рік.

Капіталовкладення:

К = ОФ+ОбК = 4 385 000 + 10 818 449 = 15 203 449 грн.

Рентабельність:

Р = (П/С)∙100% = (5 824 551 /11 695 449)·100% = 49,8 %.

Період повернення капіталовкладень:

Ток = К/П = 15 203 449 / 5 824 551 = 2,6 років.

Економічна ефективність:

Е = П/К = 0,38.

Висновок: Порахувавши техніко-економічні показники до та після реконструкції цеху попереднього очищення води для ТЕЦ-5 можна сказати, що дана модернізація є економічно доцільною. Збільшення ціни на воду у другому випадку можна пояснити тим, що вона є більш чистою та якісною.

До переваг даного рішення можна віднести збільшення прибутку та вищу якість води після вибраних стадій очищення. Ще велику роль грає те, що ми будемо економити ресурси на подальших стадіях, які б ми використовували у першому випадку, та зменшимо збитки на ремонт подальшого обладнання.

8. Охорона праці

Розглянувши технологічну схему відділення можна прийти до висновку, що на виробництві використовуються шкідливі й небезпечні виробничі фактори, до складу яких входять: агресивні та токсичні речовини, пожежонебезпечні матеріали та речовини, електроенергія, механічна, теплова енергії, енергія стисненого газу та хімічних реакцій.

До небезпечного обладнання у відділенні можна віднести: апарати під тиском, обладнанні аерожолобами, електричні та механічної дії.

При проектуванні виробництва прийняті проектні рішення, які відповідають вимогам охорони праці та пожежної профілактики.

Зробивши висновки щодо шкідливості та небезпечності виробництва, вжиті відповідні заходи для створення у виробничих приміщеннях оптимальних умов праці та щодо пожежної безпеки.

8.1 Виявлення та аналіз шкідливих і небезпечних виробничих факторів на проектованому об'єкті. Заходи з охорони праці

Повітря робочої зони

Згідно ДСН 3.3.6.042 - 99 робимо висновок, що роботи у цеху відносяться до категорії середньої важкості IIб. У таблиці 8.1 наведені оптимальні значення параметрів мікроклімату, прийняті проектом [9].

У цеху водопідготовки передбачається використання агресивних та шкідливих речовин, тому в додатку Б представлено коротку санітарну характеристику цеху згідно до ГОСТ 12.1.005-88.

Деякі з цих речовин можуть бути у вигляді пилу. Шкідлива дія пилу може проявитися у вигляді механічних пошкоджень шкіри, слизової оболонки, дихальних шляхів, очей, легенів, а також у вигляді токсичної (отруйної) і хімічної дії [10].

Деякі з цих речовин можуть бути у вигляді пилу. Шкідлива дія пилу може проявитися у вигляді механічних пошкоджень шкіри, слизової оболонки, дихальних шляхів, очей, легенів, а також у вигляді токсичної (отруйної) і хімічної дії.

Для захисту персоналу від пилу введені індивідуальне захисне оснащення: застосування протипилевого одягу, респіраторів, захисних окулярів, марлевих пов'язок, протигазів.

Для нормалізації повітря робочої зони проектом передбачено використання системи штучної вентиляції. Природний обмін повітря здійснюється за допомогою вікон.

Для нормалізації мікроклімату застосовуємо змішану загальнообмінну вентиляцію, для рівномірного повітрообміну. Місцева вентиляція служить для подачі свіжого повітря до робочого місця. Аерація - передбачена для видалення забрудненого повітря з місця його утворення.

Для підвищення ефективності вентиляційних систем передбачена герметизація всього технологічного обладнання та укриття місць пиловидалення із пристроєм місцевих відсмоктувачів.

Передбачено аварійну вентиляцію (тільки витяжна), призначена для швидкого видалення великих кількостей шкідливих та вибухонебезпечних речовин, а також забрудненого пилом повітря, що виникає при порушеннях технологічного процесу або аваріях технологічного обладнання.

Для контролю мікроклімату використаються: термометри, психрометри.

Розрахунок аерації цеху

Конструкція стулки віконного прорізу - одинарна підвісна. Висота й довжина стулки рівні, кут відкриття стулки α = 45º. Ліхтар П-подібний із фрамугами на вертикальній осі з вітрозахисними панелями, які перебувають на відносній відстані l/h = l,5, з кутом відкриття α = 90°. Визначаємо температуру повітря, що видаляється з верхньої частини приміщення:

, ºС,

де tзовн - температура зовнішнього повітря, для Києва в теплий період t=23,5°; tвн-температура внутрішнього повітря; tвн=22°C; tр.з.-температура повітря, що надходить до робочої зони.  , °C;- коефіцієнт, приймаємо 0,53;

, °C.

Визначаємо питому вагу повітря:

, кг/м3 ;

, кг/м3;

Розподілений тиск визначаємо по формулі:

, кг/м2 ,

де h - відстань між осями прорізів; h=10 метрів

, кг/м2.

Втрати тиску на прохід повітря через припливні прорізи можна визначити по формулі:

, кг/м2,

де β - різниця тисків, що використовується на прохід повітря через припливні прорізи, β=0,4,

, кг/м2;

Втрати тиску на прохід повітря через ліхтар визначаємо по формулі:

, кг/м2;

, кг/м2.

Визначаємо площу прорізів у стіні Fприпл і площа прорізів ліхтаря Fл :

,м2;

,м2;

, м2;

,м2,

де Gприпл. - кількість повітря, що повинна надходити в приміщення. Gвид. - кількість повітря, що видаляється.

Виробниче освітлення

Згідно ДБН В.2.5-28-2006 у відділі водопідготовки виконуються роботи VIІІб розряду зорових умов.

В таблиці 8.3 представлені санітарні норми освітлення, наведені значення параметрів освітлення, прийняті проектом.

В проекті передбачено використання суміщеного освітлення - поєднання бічного двостороннього і штучного освітлення. До штучного відносяться: робоче, аварійне і ремонтне освітлення.