авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

Защита и восстановление энергопотребляющих природно-технических систем в строительном комплексе и жкх на примере приморского края

-- [ Страница 4 ] --
№ п/п Требования п. 8.5.3 ИСО 9001:2000 «Предупреждающие действия» Действия потребителей ТЭР в рамках энергосберегающей учётной политики
1 Установление потенциальных несоответствий и их причин Оценка потенциала энергосбережения и прогноз защиты природной среды
2 Оценивание необходимых действий с целью предупреждения появления несоответствия Разработка рекомендаций по энергосбережению с целью предотвращения образования загрязняющих веществ
3 Определение и осуществление необходимых действий Выбор и реализация мер, приводящих к максимально полезным результатам
4 Записи результатов предпринятых действий Мониторинг энергосбережения
5 Анализ предпринятых предупреждающих действий Диагностика природоохранной эффективности реализованных энергосберегающих мер

Учитывая, что подавляющее большинство энергопотребляющих природно-тех-нических систем является продукцией различных отраслей строительства (жилищного, энергетического, промышленного и др.), можно утверждать, что этот метод в сочетании с другими методами (цели, координации и мотиваций) позволяет

интегрировать на каждой ЭПТС любого иерархического уровня управление качеством продукции строительных отраслей с эффективными системами экологического управления, обеспечивая их максимальную результативность.

Метод согласования интересов на энергетическом рынке (метод мотиваций) направлен на совершенствование методов взаимодействия производителей и потребителей энергоресурсов на основе рассмотрения их как единой синергетической системы, связанной закономерным технологическим процессом производства и потребления энергоресурсов.

Он предусматривает развитие нормативно-правовой базы в сферах стимулирования энергосбережения как бизнеса, администрирования в природоохранной сфере, а также другие действия, ставящие целью получение максимально полезных результатов при возведении и эксплуатации строительных объектов и ЖКХ.

Метод «Карта антропогенных факторов» (метод координации) предназначен для повышения качества организации и результативности непрерывного мониторинга и диагностики энергопотребляющих природно-технических систем по методу действий и методу прогноза.

На трех нижних уровнях Карты систематизированы наиболее распространённые факторы, сформулированные в виде действующих форм организации работ в сфере потребления топливно-энергетических ресурсов, рис. 10.

На двух верхних уровнях размещены предлагаемые формулировки конечных целей организации работ, отвечающие принципам и методам повышения объективности мониторинга и адекватности моделирования ЭПТС.

Ранжирование приведенных в Карте форм позволяет оценивать соответствие выбираемых способов организации научных, производственных и других действий достижению максимально полезных результатов в защите и восстановлении энергопотребляющих природно-технических систем. Механизм реализации метода заключается в движении от нижнего иерархического уровня Карты к верхнему.

Метод образования имеет целью обучение специалистов и широких слоёв населения основам энергосбережения и формулировке общественно полезных конечных целей при разработке, строительстве, эксплуатации и утилизации энергопотребляющих природно-технических систем.

Авторские программы «Энергосбережение в строительстве» (сертифицирована

в 2002 г. администрацией Приморского края, а в 2004 г. Минобразования РФ) и «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» применяются в ВУЗах и ИПК.

Таким образом, сочетание принципов с научными, управленческими, производственным и обучающим методами позволяет вести непрерывный мониторинг и диагностику энергопотребляющих природно-технических систем, включающий: изучение состояния всех энергопотребляющих объектов ЭПТС; анализ эффективности потребления ТЭР и зависящее от нее образование загрязняющих веществ на энергоисточниках; получение ретроспективных и прогнозных оценок природоохранной эффективности потребления энергоресурсов до и после модернизации с учетом местных условий эксплуатации.

В шестой главе приводятся примеры практического применения предлагаемых принципов и методов. В частности, смоделировано восстановление депрессивной островной энергопотребляющей природно-технической системы Рейнеке (селитебно-территориальный уровень), входящей в энергопотребляющую природно-техническую систему Владивостока (агломерационно-городской уровень), рис. 11.

Согласно методу цели, гармоничному развитию поселка будет способствоватьформирование энергопотребляющей природно-технической системы в составе энергоэкономичных гражданских зданий и энергоисточника, использующего нетрадиционные и возобновляемые виды энергии.

Энергетическая Организация Учётная Нормирование Мотивации Инвестиции

политика энергосбережения политика расходов ТЭР

4

3

2

1

0

Рис. 10. Карта антропогенных факторов *)

____________________________

*) Выделены факторы, приведшие к развитию кризиса в региональной энергопотребляющей природно-технической системе

Приморского края

Для электроснабжения поселка предлагается ветрогенератор с подпиткой акку- муляторной станции генератором, работающим на биогазе, вырабатываемом из бытовых отходов, что предотвращает сжигание на ближайшей электростанции (ВТЭЦ-2) в среднем 940,6 т Приморских углей).

Рис. 11. Схема восстановлении островной энергопотребляющей

природно-технической системы Рейнеке *)

___________________

*) Выделены предложения автора диссертации

Теплоснабжение посёлка предлагается от гео- и гидротермальных тепловых насосов в сочетании с солнечными коллекторами.

Максимальная полезность результатов этого сценария обеспечивается снижением энергоемкости зданий и повышением качества теплоснабжения, развитием туризма, в т. ч. технологического (синергетическая энергопотребляющая природно-техническая система), развитием социальной сферы и другими аспектами.

Многие полезные результаты этого сценария достижимы и при электроснабжении острова от материковой системы. Однако их нельзя считать максимальными, так как: исключается технологический туризм (нет синергетической ЭПТС); потребуется сжигать топливо на ВТЭЦ-2 с образованием загрязняющих веществ; тарифы на электро- и теплоэнергию будут зависеть от цены на топливо.

На основе предлагаемых принципов и методов разработаны концептуальные предложения по защите, восстановлению и управлению региональной энергопотребляющей природно-технической системы Приморского края за счет корректировки антропогенных факторов, сдерживающих формирование энергоэффективных фондов строительного комплекса и ЖКХ.

В частности, метод образования необходимо использовать в 87,5% случаев, научные методы (действия и прогноза) и метод цели – по 71,4%, метод мотиваций необходимо применять в 42,8%, а метод координации – в 14,3% случаев.

Применение системного подхода в 57,4% случаев основано на принципе доминанты энергосбережения и в 28,6% случаев на принципе дифференцированной ответственности субъектов энергопотребляющих природно-технических систем за образование загрязняющих веществ от сжигания топлив на энергоисточниках пропорционально потенциалам энергосбережения в субъектных технологиях.

В седьмой главе теоретически и экспериментально обоснованы устройства, способы и технологии для тепловой обработки изделий из железобетона, минимизированные по удельному теплопотреблению - до уровней, меньших, чем предусмотрено Временными нормами для расчета расхода тепловой энергии при тепловлажностной обработке сборных бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях (СН513-79). На устройства и способы получены семь авторских свидетельств и патентов.

а) Энергосберегающая технология «тепловой конвейер», основанная на организации работы смежных пропарочных камер периодического действия в режиме теплового аккумулятора с переключением на нагрев и охлаждение для утилизации теплоты вентиляционных выбросов. Теплоаккумулирующие свойства ограждений камер усилены созданием стационарны воздушных рубашек (АС № 1183492) на всех теплоотдающих поверхностях. Технологический процесс подчинен циклограмме режима тепловой обработки, предусматривающей теплообмен между камерой на этапе охлаждения изделий и камерой, загруженной свежеотформованными изделиями на этапе предварительного выдерживания.

Экспериментально установлено, что утепление стенок камер стационарными воздушными рубашками позволило снизить температуру их наружных поверхностей до 20-25 оС, в то время как для сплошных стенок она составляет 50-55 оС, рис. 12. Температура в изделии не превышает 80 оС, что свидетельствует о решении задачи при установленном качестве бетона.

Для оценки степени нагрева свежеотформованных изделий теплотой вентиляционных выбросов из камер, где тепловая обработка завершена, использована методика НИИЖБ, учитывающая особенности и критериальные зависимости теплообмена изделий и паровоздушной смеси.

Рис. 12. Эксплуатационные характеристики камеры периодического

действия с тепловым аккумулятором (по АС № 1183492)

а) схема стенки; б) температурный профиль стенки за цикл тепловой обработки

изделий; в) температурный режим изделий и теплообменной системы:

I – теплоаккумулирующий слой; II – буферный слой; III – защитный слой.

Рассчитаны 7 вариантов камер с диапазоном параметров: рабочий объём 30-224 м3; коэффициент загрузки 0,03-0,19; соотношение «металл форм / объём бетона» 0,81-2,66 т/м3; площадь тепловоспринимающих поверхностей бетона изделий 35-252 м2, форм 62-426,6 м2, ограждений камер 47,0-201,7 м2; заглубление камер в грунт 0,5-2,0 м.

Расчеты показали, что в ходе 2-часового теплообмена можно разогреть свежеотформованные изделия до 20,3- 30,6 оС от исходной температуры 17 оС.

Проверка расчётов по методике ВНИИЖелезобетон, дала значения температуры - на поверхности контрольного изделия 54 оС, а в центре – 30 оС.

Таким образом, два независимых метода подтверждают эффективность утилизации теплоты вентиляционных выбросов для подогрева изделий.

На основе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором диссертации, ДВ Промстройниипроект разработал в 1986 г. типовой проект № 5501/87 технологической линии «тепловой конвейер». Её удельное теплопотребление снижено на 23% против норм, предусмотренных СН513-79. Проект удостоен серебряных медалей ВДНХ (1988 и 1989 гг.).

б) Двухъярусная конвейерная линия с минимизацией теплопотребления за счёт ограничения накопления и утилизации аккумулированной теплоты по АС № 1375622 с использованием АС № 1183492. На основе этих предложений в 1986 г. разработан типовой проект № 5501/86 на камеры непрерывного действия.

в) Модульные пропарочные камеры с изменяемым объемом для гибких технологий завода «Авангард» ОАО «Приморскуголь» разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований тепловых полей и температурного профиля ограждающих конструкций камер по АС 1183492 (1983 г.).

г) Производство вентиляционных блоков с ускоренной распалубкой, обеспечивающее твердение изделий в камере дозревания без подачи теплоносителя за счёт первого кратковременного разогрева изделий при формовке.

д) Условия минимизации теплопотребления на кассетно-конвейерной линии были выявлены при решении нестационарного уравнения теплового баланса системы «камера дозревания – изделия».

Была поставлена цель теоретически и практически определить условия и найти способы обеспечения тепловой обработки изделий путем разогрева их ограниченным тепловым импульсом в формующем агрегате и последующего твердения в камере дозревания без подачи теплоносителя за счет экзотермии цемента.

Экзотермию всегда учитывают при тепловой обработке бетона. Однако отсутствие метода оценки целевого вовлечения ее в тепловую обработку не позволяло сделать этот процесс прогнозируемым и управляемым.

Сложность решения заключалась в необходимости учета доли нестационарных потерь в тепловом балансе, зависящих от постоянно меняющихся факторов, связанных с последовательностью операций разогрева и перемещения изделий по технологической линии и параметров окружающей среды.

Путем итерационного решения было установлено критериальное значение приведенного сопротивления теплопередаче строительной оболочки камеры, выше которого не требуется привлечение внешних дополнительных источников энергии вследствие более полного и эффективного использования внутренней энергии системы, обусловленной аккумуляцией тепла при первом разогреве изделий и экзотермией цемента. Критерием является 1,8 Rпр, где Rпр = 1,23 м2 оС/Вт – проектное сопротивление теплопередаче, установленное Общесоюзными нормами типового проектирования (ОНТП – 07-85 Минпромстройматериалов СССР).

Граничными условиями решения являлись требования к тепловому режиму кассетных технологий:

- скорость разогрева бетона не более 30 оС в час;

- предельная температура нагрева изделий в камере дозревания – 80-85 оС;

- разница температур изделий, извлекаемых из формующего агрегата и камеры дозревания, и среды цеха – не более 40 оС.

Для нахождения приращения температуры контролируемых изделий () в каждый момент времени (i) решалось уравнение теплового баланса

, кДж, (1)

В приходной части баланса учитывалась теплота комплекта «изделия-поддон», загружаемого в камеру после первого разогрева () и тепловыделение изделий (). В расходной части - теплопотери с выгружаемым комплектом (), теплота, аккумулированная комплектом в камере дозревания за счет экзотермии (), и теплоотдача камеры в среду цеха, отнесенная к одному комплекту «изделия-поддон» (), вычисляемая по формуле

, (2)

где - потери через ограждающие конструкции камеры дозревания;

- потери с воздухом при замене изделий;

- потери камерой дозревания в грунт после формирования тепловой линзы (4-6 мес. после начала эксплуатации);

N – количество однотипных комплектов в камере дозревания.

При выполнении условий изготовления однотипных изделий, первого нагрева комплекта до 50-55 оС и извлечения прогретых изделий из камеры дозревания при t 60 оС (третье граничное условие задачи) можно принять = .

Тогда с учетом того, что запишем

, град. (3)

Текущую температуру в контролируемых изделиях () с учетом выражений для переменных, приведенных в формуле (3) и в алгоритме, изображенном на рис. 13, рассчитывали по формуле

; (4)

Уравнение (4) решалось в конечных интервалах времени (), равных циклу формования изделий (1; 1,5 и 2 часа), при температуре в камере дозревания 50 оС и 60 оС и среды цеха 15 оС и 20 оС.

Экзотермию бетона () рассчитывали в функции градусочасов [аргумент

= tб ] по методике ВНИИжелезобетон. В связи с тем, что температура изделий, рассчитываемая по формуле (2), является функцией экзотермии, которая,

Рис. 13. Алгоритм решения нестационарного уравнения теплового баланса

системы «камера дозревания – изделия» на кассетно-конвейерной линии *)

_________________________________

*) Выделены зависимости, предложенные автором диссертации

в свою очередь, зависит от температуры изделия, при решении уравнения (3) для отыскания приращения экзотермии () в интервале (i) значение температуры изделия принималось равным температуре в интервале (i-1).

Если найденное по формулам (2) и (3) значение температуры изделия для интервала (i) превышало температуру в интервале (i-1) не более, чем на 3 оС, то расчет продолжался. В противном случае интервал (i) уменьшался.

Динамика расчётной температуры изделия подтверждена экспериментально и соответствует требованиям ОНТП – 07-85 Минпромстройматериалов СССР по скорости разогрева, предельной температуре нагрева и остывания, рис. 14.

Рис. 14. Прогрев изделия в камере дозревания

кассетно-конвейерной линии

1-9 – температура в объеме изделия; 10 – температура цеха;

––– – расчетная температурная кривая.

Степень использования экзотермии достигает 94%, а удельное теплопотребление составило 200-235 МДж/м3 при норме для обычных кассет 335-400 МДж/м3.

Отсюда следует, что доля полезного использования экзотермии в новом тепловом процессе составляет от 38,4% до 38,8% при 24,2% до 29,6%, характерных для теплового режима обычных кассет. То есть имеет место рост полезного использования внутреннего теплового потенциала системы на 8,8 – 14,6%.

Решению задачи способствовал системный подход: отказ от выдерживания изделий перед разогревом; разогрев до 50-55 оС за 2 часа; равномерность разогрева за счет струйной активизации теплоотдачи пара аппаратами, рассчитанными с учетом рабочих параметров формующего агрегата; тепловая защита теплоотдающих поверхностей камеры дозревания стационарными воздушными рубашками (АС № 1183492); применение теплоизолирующих штор на входном и выходном проемах камеры дозревания (АС № 1207776); оптимизация времени пребывания изделий в камере, обеспечивающего их конечную температуру не более 60 оС.

Как показали испытания, новые устройства и тепловой режим обеспечивают минимизацию удельного теплопотребления при установленном качестве бетона: прочность кубов-образцов на сжатие спустя 24 ч после тепловой обработки составляла 59,5% от проектной класса В 15 (М 200), а в 28-суточном возрасте – 120% при прочности образцов 28-суточного нормального хранения 116% от проектной; прочность на осевое растяжение при изгибе – 1,33 МПа при нормативном сопротивлении 1,17 МПа, призменная прочность (Rпр) - 13,8 МПа при нормативе 11,0 МПа, а начальный модуль упругости (Еб) - 200350-22850 МПа при нормативе 20500 МПа (СНиП 2.03.01-84).



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.