диплом готово+. Рациональное использование водных и топливноэнергетических ресурсов, а также охрана окружающей среды определили направление развития систем водо и теплоснабжения
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
4 Безопасность жизнедеятельности 4.1 Анализ условий труда в насосной станции Экономические показатели и надежность работы систем водоснабжения во многом зависит от правильной эксплуатации насосных станций, обслуживающих эти системы. Для нормальной эксплуатации на насосных станциях в зависимости от класса надежности их действия необходимо иметь соответствующий резерв насосного оборудования. Расположение внутренних коммуникационных трубопроводов станции должно быть удобным для эксплуатации, осмотра и ремонта, а их пропускная способность рассчитана на возможность подачи насосными агрегатами заданного расхода жидкости, как в нормальных, так и в аварийных режимах работы станции. Насосы, их двигатели и трубопроводы должны быть оборудованы необходимой арматурой, регулировочными приспособлениями и контрольно-измерительной аппаратурой. Вновь построенные насосные станции включаются в постоянную эксплуатацию после приемки их приемочными комиссиями, проверяющими качество выполненных работ и соответствие всех элементов сооружений станции утвержденному проекту. Управление работой насосной станции организуется в соответствии с инструкциями, утвержденными тем министерством, в ведении которого находится организация, руководящая эксплуатацией данной системы. Режимы работы насосной станции разрабатываются, а оперативное руководство ее эксплуатацией осуществляется диспетчерской службой, начальником насосной станции и утверждается главным инженером предприятия. В данном дипломном проекте разрабатывается насосная установка системы горячего водоснабжения. При эксплуатации насосной установки возможно воздействие на человека следующих опасных и вредных производственных факторов: - возможность поражения электрическим током; - наличие вращающихся частей; - повышенный уровень вибраций; - повышенный уровень шума; - недостаток естественного света. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала вращающиеся части электродвигателей и насосов должны быть закрыты защитными кожухами. Уровень вибраций и шума должен быть ограничен в пределах, указанных ГОСТом. Недостаток естественного освещения должен компенсироваться искусственным. В соответствии с ГОСТом должна обеспечиваться электробезопасность. Техническая эксплуатация действующих электроустановок насосной станции осуществляется электротехническим персоналом в соответствии с ведомственными Правилами технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) и Правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок (ПТБ). Действующими называют электроустановки или их участки, которые находятся под напряжением или на которые напряжение можно подать включением коммутационных аппаратов (выключателей, отделителей, разъединителей и др.). Обслуживание электроустановок насосной станции осуществляется административно-техническим, дежурным, ремонтным или оперативно- ремонтным электротехническим персоналом. Лица из числа дежурного и оперативно-ремонтного персонала должны пройти необходимую теоретическую подготовку, обучение на рабочем месте и проверку знаний ПТЭ и ПТБ. Оперативное обслуживание предусматривает периодические осмотры электрооборудования распределительных устройств, приборов релейной защиты и автоматики, кабельных и воздушных линий, а также производство необходимых оперативных переключений. В процессе эксплуатации электроустановок насосной станции производятся работы, предусмотренные графиками планово-предупредительного ремонта действующего электрооборудования, профилактические испытания изоляции электрических машин, кабелей, наладка и проверка аппаратуры управления электроприводами, релейной защиты и автоматики и др., а также возможны внеплановые ремонты, ликвидация последствий аварий и п. т. До начала работы на электроустановках насосной станции и в процессе ее выполнения необходимо выполнять организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность труда. Разработанная САУ насосной установки реализуется в закрытом помещении и состоит из трёх уровней: 1. Верхний уровень Сюда входит автоматизированное рабочее место оператора на базе персонального компьютера. 2. Средний уровень. Состоит из микроконтроллера MC68HC908MR32 фирмы Motorola, связанного с ЭВМ, а также необходимых реле. Реализуется в электротехническом шкафе, и находится в комнате оператора. 3. Нижний уровень Представляет собой преобразователь частоты (ПЧ) и контакторы, находится также в электротехническом шкафе. План схема комнаты оператора представлена на рисунке 4.1. Работа осуществляется в 2 смены по 8 часов 5 дней в неделю двумя операторами.  Рисунок 4.1 - План схема комнаты оператора 1 – электротехнический шкаф, 2 – автоматизированный рабочий пункт оператора на базе персонального компьютера.  Рисунок 4.2 - Преобразователь частоты РЭН-2-02-УХЛ4 Таблица 4.1 – Габаритные размеры ПЧ
Таблица 4.2 – Характеристики ПЧ
Двигатель связан с ПЧ посредством кабеля. Двигатель может находится как в другой комнате так и в другом помещении в зависимости от технологического процесса. Двигатель типа 4А112М2У3:  7,5 кВтКПД 0.875  0.88JДВ 0.086 кгм2 Sном 1.86% Мн 98.52 Нм I1н,ф 17.28 А  Рисунок 4.3 - Двигатель типа 4А112М2У3 Таблица 4.3 – Габариты двигателя
Необходимо произвести расчёт искусственного освещения в комнате для работы оператора. Кроме того при работе с двигателем существует опасность поражения электрическим током, а следовательно необходимо произвести расчёт зануления. 4.2 Расчёт искусственного освещения Параметры комнаты оператора: Длина – 6 метров; Ширина – 4 метров; Высота – 3 метра;  - коэффициент отражения потолка, = 70%; - коэффициент отражения стен, = 50%; - коэффициент отражения пола, = 10%.В качестве источника искусственного освещения принимаем трубчатые люминесцентные лампы, так как в комнате нет естественного освещения также они обладают рядом преимуществ по сравнению с лампами накаливания. По условиям эксплуатации выбираем светильник типа ПВЛМ-1х40. Размеры светильника: а=1325 мм; b=90 мм; h=160 мм. По таблице 4-4г [17], исходя из условий работы и минимальных размеров объекта различения, определяем: разряд зрительных работ – IVг; плоскость нормирования освещенности и высота объекта от пола – Г-0,8; минимальная освещенность Е=150 лк; коэффициент запаса Кз=1,5 1. Метод коэффициента использования hс = 0,2м – высота подвеса светильника; Н = 3 м – высота помещения; Нр – высота от светильника до пола: Нр = Н- hс = 3 - 0,2= 2,8 м;  , (4.1)где: Фрасч – расчетный световой поток в каждой из ламп, лм; Еmin – минимальная освещенность, лк; Кз – коэффициент запаса; S – площадь помещения, м; N – число светильников  - коэффициент использования светового потока;Z – отношение средней освещенности к минимальной. Для определения необходимо рассчитать индекс помещения: S = 6 4=24 м (4.2)по таблице 5-11 [17] определяем: - коэффициент использования , = 0,39%; - коэффициент отражения потолка, = 70%; - коэффициент отражения стен, = 50%;- коэффициент отражения пола, = 10%. лм;По таблице 2-10 [17] выбираем лампы люминесцентные ЛД 40-4 Фл = 2225 Лм, Рл =40 Вт. Отклонение от нормы:  , (4.3) что находится в пределах допустимого (допускается от –10% до + 20%)  Вт/м , (4.4)2. Проверка расчетной мощности методом удельной мощности. N = 6 шт. Руд = 7,4Вт/м при Е = 100 Лк, Кз = 1,5 /17, стр 161таблица 5-41/;Пересчитываем для Е = 150 Лк  Вт/м Вт, (4.5)по таблице 2-12 [17] выбираем лампы ЛД –40. Расположение светильников представлено на рисунке 4.4. Тип светильника ПВЛМ-1х40 Рисунок 4.4 – Расположение светильников 4.3 Расчет зануления Расчет сводится к проверке условия обеспечения отключающей способности зануления: Jкз>3Jнпл.вст>1,25Jнавт Исходные данные: 1.Трансформатор питающей подстанции мощностью 1000КВА,соединения-"треугольник-звезда". 2.Кабель от подстанции до вводов цеха:4-х жильный,L=100м,сечения 3 Χ 50+1Χ35,AL. От щитка до двигателя L=30м, 3 Χ 10+1Χ6,AL. 3.Номинальная мощность двигателя-7,5кВт;  =87,5%; = 0,88; Jпуск /Jном = 7,5.3 * 10+1*6,AL                L2=30 м АД Рн=7,5 кВт 3 * 50+1*35,AL L1=100 м Рисунок 4.5 – Схема замещения Расчет Jкз производится по формуле: Jкз= Uф/(Zт/3+Zп) (4.6) где Uф – фазное напряжение, В; Zт – сопротивление трансформатора, Ом; Zп – сопротивление петли «фаза-нуль», которое определяется по зависимости  , (4.7)Где Rн; Rф – активное сопротивление нулевого и фазного проводников, Ом; Xф; Xо – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников соответственно, Ом; Хи – внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», Ом. Значение Zт зависит от мощности трансформатора, напряжения, схемы соединения его обмоток и конструктивного исполнения трансформатора. В данном случае Zт = 0,081 Ом. 1. Зная мощность Р электродвигателя рассчитываем номинальный ток электродвигателя  . кВт, (4.8) А, (4.9)где Р – номинальная мощность двигателя, кВт; Uн – номинальное напряжение, В; = 0,9 – коэффициент мощности, показывающий, какая часть тока используется на получение активной мощности и какая на намагничивание; 2. Для расчета активных сопротивлений Rн и Rф необходимо предварительно выбрать сечение, длину и материал нулевого и фазного проводников. Сопротивление проводников из цветных металлов определяется по формуле: R = ρ∙ℓ / S Ом, (4.10) где ρ – удельное сопротивление проводника (для меди ρ = 0,018; для алюминия ρ = 0,028 Ом∙мм2/м); ℓ - длина проводника, м; S – сечение, мм2. Rф1 = 0,028 ∙100/50=0,056Ом Rф2 = 0,028 ∙30/10=0,084Ом Rф∑ = 0,056+0,084=0,14 Ом Rн1 = 0,028∙100/35=0,08 Ом Rн2 = 0,028∙30/6=0,14 Ом Rн∑ = 0,08+0,14=0,22 Ом 3. Для медных и алюминиевых проводников внутреннее индуктивное сопротивление фазного и нулевого проводников Xф и Xо невелико и составляет 0,0156 Ом/км, т.е. Xф = 0,0156∙0,13 = 0,0020 Ом; Xо = 0,0156∙0,13 = 0,0020 Ом. Величину внешнего индуктивного сопротивления петли «фаза-нуль» в практических расчетах принимают равной 0,6 Ом/км. 4. Основные технические характеристики электродвигателя 4А112М2У3: N = 7,5кВт; =87,5%;= 0,88; Jпуск /Jном = 7,5 А5. Зная вычисляем пусковой ток электродвигателя. Определяем номинальный ток плавкой вставки  где α – коэффициент режима работы (α = 1,6…2,5); для двигателей с частыми включениями (например, для кранов) α = 1,6…1,8; для двигателей, приводящих в действие механизмы с редкими пусками (транспортеры, вентиляторы и т. д.), α = 2…2,5. В нашем случае принимаем α=2,5. 6. Определяем ожидаемое значение тока короткого замыкания:  >  = 3∙43,2= 129 АРассчитываем плотность тока δ в нулевом проводнике. δ =  /S = 129/100 = 1,29 А/мм27. Определяем внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», зная, что Хи = 0,6 Ом/км Хи = 0,6∙0,13 = 0,078 Ом 8. Рассчитываем сопротивление петли «фаза-нуль» Zп и ток короткого замыкания.   Проверим, обеспечено ли условие надёжного срабатывания защиты:  > ; 555,5 > 3∙43,2А; 555,5 > 129 А > ;Потенциал корпуса поврежденного оборудования: Uк = Iкз . Zн = 555,5. 0,22 = 122,14 В, (4.11) где Zн – сопротивление нулевой жилы кабеля, Zн = Rн , так как величина внутреннего индуктивного сопротивления Хн алюминиевого проводника сравнительно мала (около 0,0156 Ом/км). Ток, проходящий через тело человека, равен:  (4.12)Согласно ПУЭ такая величина тока является допустимым при времени воздействия соответственно 0,18 и 0,47 с, т.е. время срабатывания автоматического выключателя и предохранителя не превышает допустимых величин. 5. Экономикалық бөлім 5.1. Жобаны әзірлеу мақсаты. Настоящий бизнес-план составлен для предприятия насосной станций по обслуживанию жилых домов ТОО "Водоканал", находящегося в мкр Аксай-3. Компания планирует модернизацию (замена двигателя постоянного тока с ТП на асинхронный двигатель с преобразователем частоты ПЧ АД) - экструдера, которая будет обслуживать системой водоснабжения жилых домов с целью последующего сбыта организациям-потребителям. При этом рассматривается вопрос целесообразности закупки и установки нового оборудования. Как вариант рассматривается асинхронный двигатель с частотным регулированием ПЧ АД, его мощность составляет 7,5 кВт/ч, район по гололеду безопасный. В данном районе необходимость строительства чтобы обеспечивать водой жилых домов. 5.2. Өтім нарығын талдау В данном регионе население из года в год увеличивается и при этом нагрузка тоже увеличивается. Для определения показателей экономической и финансовой эффективности расчетный период насосной станции принимаем в пределах 8-10 лет. Период строительства насосной станции берем от одного до полтора года. 5.3. Электр энергиясының тарифы Қарастырылып отырған сорғы станциясында электр энергиясына триф 13,45 тенге/кВт*сағ. 5.4. Ұйымдық және заңды жоспары Организационная структура управления проектируемого энергообъекта принята насосная станция. Ремонт части оборудования, арматуры и токопроводов выполняется силами персонала подстанции, включаемого в штатное расписание. Особо сложные ремонтные работы выполняются с привлечением персонала специализированных ремонтных организаций. Строительство и эксплуатация рассматриваемых объектов осуществляется за счет привлечения собственных средств организации и заемного капитала , потенциальных инвесторов. 100% акций подстанции принадлежат АО «Водоканал». Схема выплаты процентов за кредит принимаем из расчета 15 % годовых, начиная с первого года эксплуатации. Кредит на строительство ПС берется в АТФ Банке. 5.5. Экологиялық ақпарат Экологическая ситуация в районе размещения насосной станции находится в пределах установленных санитарных норм. Строительство ПС на экологическую ситуацию в регионе не повлияет. 5.6. Қосалқы станцияның технико-экономикалық көрсеткіштерін есептеу. Нұсқа бойынша күрделі қаржы шығынын анықтау. (ПЧ–АД жүйесі) ΣК = К0 + КМ + КЧП , (5.1) где К0 - затраты на приобретение оборудования, включающие в себя расходы на транспортировку; КМ - затраты на монтаж; КЧП - стоимость частотного преобразователя Затраты на транспортировку оборудования принимаются равными 10% от стоимости оборудования. Стоимость асинхронного двигателя требуемой мощности - 95 тыс. тенге (по публикуемым в СМИ прайс-листам).  Затраты на монтажные расходы составят примерно 7% от стоимости оборудования:  Стоимость соответствующего преобразователя частоты составляет 600 тыс.тенге (по публикуемым в СМИ прайс-листам). Тогда капитальные затраты:  5.7. Текущие годовые издержки на эксплуатацию ΣЭ = ФОТ + Сс + М + Э + А + Н, (5.2) где ФОТ – фонд оплаты (основная и дополнительная заработная плата); Ос – социальный налог (13% от ФОТ); М – материальные затраты и запасные части (0,5% от капитальных вложений); Э – электроэнергия для производственных нужд; А – амортизационные отчисления (нормы амортизационных отчислений для отрасли - 5-10%); Н – накладные расходы (косвенные расходы, сюда можно отнести все неучтённые расходы – управленческие, хозяйственные, затраты за обучение кадров, транспортные расходы). Обычно это 15 % от суммы всех остальных затрат. Для вычисления заработной платы в таблице 5.1 приведем среднемесячные оклады обслуживающего персонала. Таблица 5.1 – Среднемесячные оклады обслуживающего персонала
Основная заработная плата за год составит: ЗПОСН = 1648,08 тыс. тенге. При расчете фонда заработной платы следует учесть премии для выплаты рабочим (20%): П = ЗП · 0,2 = 1648,08 · 0,2 = 329,616 тыс. тенге Определение годовых затрат на электроэнергию с учётом потерь (для ПЧ АД):  , (5.3)где W - годовое потребление электроэнергии ТПЧ АД ИУ.Э - тариф на электроэнергию Иуэ = 13,45 тенге/кВт*ч N - количество двигателей (в нашем случае N = 1) Потери электроэнергии.  , (5.4)где  - средние потери активной мощности рассматриваемого элемента электропривода;Тг - годовое время работы (ТМ -10%ТМ). Средние потери активной мощности:  , (5.5)где  - максимальные потери активной мощности;т - относительное время использования максимума потерь;  , (5.6)где ТМ - годовое число часов использования максимума нагрузки, 5 дней в неделю по 8 часов.   Максимальные потери активной мощности определяются:  , (5.7)где  - потери холостого хода , (5.8) - номинальные загрузочные потери , (5.9)К3 - коэффициент загрузки, К3=0,8  , (5.10) =7,5 кВт (по паспортным данным)Годовое потребление электроэнергии.  , (5.11)Потребление электроэнергии плюс потери.  , (5.12) Определение годовых затрат на электроэнергию с учётом потерь (для ДПТ с ТП):  где W - годовое потребление электроэнергии ДПТ с ТП ИУ.Э - тариф на электроэнергию Иуэ = 13, 45 тенге/кВт*ч N - количество двигателей (в нашем случае N = 1) Потери электроэнергии.  где  - средние потери активной мощности рассматриваемого элемента электропривода;Тг - годовое время работы (ТМ -10%ТМ). Средние потери активной мощности:  где  - максимальные потери активной мощности;т - относительное время использования максимума потерь; где ТМ - годовое число часов использования максимума нагрузки, 5 дней в неделю по 8 часов.   Максимальные потери активной мощности определяются:  где  - потери холостого хода  - номинальные загрузочные потери К3 - коэффициент загрузки, К3=0,8  =7,5 кВт (по паспортным данным)Годовое потребление электроэнергии.  Потребление электроэнергии плюс потери.   5.8 Показатели финансово-экономической эффективности инвестицийПоказатель чистого приведенного дохода (Net Present Value, NPV) позволяет сопоставить величину капитальных вложений (Invested Сapital, IC) с общей суммой чистых денежных поступлений, генерируемых ими в течение прогнозного периода, и характеризует современную величину эффекта от будущей реализации инвестиционного проекта. Поскольку приток денежных средств распределен во времени, он дисконтируется с помощью коэффициента r. Коэффициент r устанавливается, как правило, исходя из цены инвестированного капитала. NPV, или чистая приведенная стоимость проекта является важнейшим критерием, по которому судят о целесообразности инвестирования в данный проект. Для определения NPV необходимо спрогнозировать величину финансовых потоков в каждый год проекта, а затем привести их к общему знаменателю для возможности сравнения во времени. Чистая приведенная стоимость определяется по формуле:  , (5.13)где  – инвестиции в данный проект, тыс. тг., – поток наличности, тыс. тг.,r – ставка дисконтирования, t – время реализации проекта, год. Таблица 5.2 – Расчет NPV
Расчет ведется до первого положительного значения NPV, т.е. до 3-го года. NPV больше нуля, следовательно, при данной ставке дисконтирования проект является выгодным для предприятия, поскольку генерируемые им cash-flow превышают норму доходности в настоящий момент времени. Под внутренней нормой прибыли инвестиционного проекта (Internal Rate of Return, IRR) понимают значение коэффициента дисконтирования r, при котором NPV проекта равен нулю:  при IRR = r , (5.18)Экономический смысл критерия IRR заключается в следующем: IRR показывает максимально допустимый относительный уровень расходов по проекту. В то же время предприятие может реализовывать любые инвестиционные проекты, уровень рентабельности которых не ниже текущего значения показателя цены капитала. Рассчитаем IRR для r = 25 % банковского процента и методом интерполяции при помощи r = 15 % определим IRR по формуле:  , (5.19)где  – банковский процент в размере 15 %, – банковский процент в размере 25 %, – NPV при банковском проценте 15 %, – NPV при банковском проценте 25 %. IRR служит индикатором риска. В нашем случае IRR не превышает нашу процентную ставку, это хороший показатель. Определяем срок окупаемости. Метод состоит в определении того срока окупаемости, который необходим для возмещения суммы первоначальных инвестиций.  , (5.20)Рассчитаем срок окупаемости PP: CF∑ = 1579,098тыс. тг, I0= 2631,83тыс. тг Из этих данных рассчитаем срок окупаемости инвестиций в проект.  Из приведенных расчетов видно, что срок окупаемости инвестиций составил 1 года 7 месяца. Таким образом, анализ приведённых финансово-экономических показателей свидетельствует об эффективности инвестиций в рассматриваемый проект. Таблица 5.3 – Энергетикалық объекттың технико-экономикалық көрсеткіштері
Таблица 5.4 – Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||