Научная статья на тему 'Управление газогидродинамикой аэротенка с использованием направляющей пластины'

Управление газогидродинамикой аэротенка с использованием направляющей пластины Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
61
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АЭРОТЕНК / АЭРАТОР / ГИДРОДИНАМИКА / ПОЛЕ СКОРОСТИ ЖИДКОСТИ / НАПРАВЛЯЮЩАЯ ПЛАСТИНА / ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ / AEROTANK / AERATOR / HYDRODYNAMICS / VELOCITY FIELD OF LIQUID / SKID PLATE / OXIDATIVE CAPACITY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Кульков Виктор Николаевич, Солопанов Евгений Юрьевич, Первых Иван Александрович

Приведены векторные и скалярные поля скорости течения воды с воздействием на гидродинамическую обстановку в аэротенке с помощью направляющей пластины. С помощью красящей жидкости определены длина, угол наклона и местоположение пластины над мелкопузырчатым аэратором в модели вертикального поперечного сечения аэротенка. Доказано, что оптимальное количество отбираемого газа направляющей пластиной, обеспечивающее уменьшение «застойной зоны» при поддержании активного ила во взвешенном состоянии и, следовательно, увеличение окислительной мощности аэротенка, составляет ~ 11%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Кульков Виктор Николаевич, Солопанов Евгений Юрьевич, Первых Иван Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONTROL OF AEROTANK GAS-HYDRODYNAMICS WITH THE USE OF A SKID PLATE

The article presents vector and scalar fields of water flow rate with the impact on the hydrodynamic conditions in an aerotank by means of a skid plate. With the help of coloring liquid the authors determined the length, slope angle and location of the plate over the fine-bubble aerator in the model of vertical cross-section of the aerotank. It is proved that the optimal amount of gas taken by the skid plate, which provides both the reduction of the stagnation zone while maintaining active silt in suspension and, consequently, the increase of oxidative capacity of the aerotank, is about 11%.

Текст научной работы на тему «Управление газогидродинамикой аэротенка с использованием направляющей пластины»

Рис. 3. Векторное и скалярное поля скорости течения воды с измененной гидродинамикой в модели аэротенка при отборе газа на направляющую пластину 15-17 %. Скорость течения воды, см/с:

А - 5; ▲ - 10; о - 15; • - 20; х - 25; О - 30; ♦ - 35; □ - 40; ■ - 45; ★ - 50; ^ - 55

Рис. 4. Векторное и скалярное поля скорости течения воды с измененной гидродинамикой в модели аэротенка при отборе газа на направляющую пластину 8-10 %. Скорость течения воды, см/с:

А - 5; ▲ - 10; о - 15; • - 20; х - 25; О - 30; ♦ - 35; □ - 40; ■ - 45; ★ - 50; ^ - 55

Для решения этой задачи был проведен ряд экспериментов при различном отборе газа на направляющую пластину - 21-23% (рис. 2); 15-17% (рис. 3) и 810% (рис. 4), по их результатам построены векторные и скалярные поля. Количество отобранного газа на пластину определялось с помощью газовой ловушки и газосчетчика ВК-С4.

Из приведенных рисунков видно, что наименьшая площадь застойной зоны наблюдается при отборе газа на пластину 8-10 % (см. рис. 4). Необходимо отметить уменьшение величины скорости в основном циркуляционном контуре с 0,45 м/с (см. рис. 1) до 0,3 м/с при отборе газа на пластину. Появляется вторая

застойная зона с небольшой площадью над направляющей пластиной.

Оценив площадь застойной зоны (скорости потока воды < 0,1 м/с) в процентах от всей площади вертикального поперечного сечения модели аэротенка, получаем экстремальную зависимость с минимумом от количества газа, направляемого на пластину (рис. 5). Полученная зависимость описывается уравнением

£ = 0,0009д2 - 0,0184д + 0,1493, где Б - площадь застойной зоны, %; д - количество газа, отбираемого пластиной, %.

Величина достоверности аппроксимации зависимости равна Я2 = 0,9859.

О 5 10 15 30 25

Нашчесно raía q, награвляаюго hí iuix n«^ % Рис 5. Зависимость площади застойной зоны от количества воздуха, подаваемого на направляющую пластину при интенсивности мелкопузырчатой аэрации J = 4,33 м3/(м2 ч); линия тренда (- - -).

Анализируя зависимость, делаем два основных ■ величина отбираемого газа для обеспечения

вывода: оптимальной гидродинамической обстановки (с точки

■ увеличение процента газа, отбираемого пла- зрения устранения застойной зоны и увеличения стиной, не должно превышать ~ 20%; окислительной мощности аэротенка) составляет ~

11%.

Библиографический список

1. Солопанов Е.Ю., Кульков В.Н. Установка для определения поверхности контакта фаз "жидкость-газ" физико-химическим методом // Инвестиции. Строительство. Недвижимость: материалы межд. науч.-практ. конф. (28 - 30 июня 2006, Иркутск). Иркутск, 2006. С. 114-117.

2. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю., Евтеева И.В., Разум А.С. Газогидродинамическая обстановка и распределение

активного ила в сооружениях биологической очистки сточных вод // Вестник ИрГТУ. 2008. № 4. С. 48-52.

3. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю. Поверхность контакта фаз в аэробной очистке сточных вод: монография. Иркутск: Изд-во ИрГТУ. 2009. 144 с.

4. Кульков, В.Н., Солопанов Е.Ю. Гидродинамика в аэротен-ке с пневматической аэрацией // Известия вузов. Строительство. 2010. № 7. С. 66-74.

УДК 656.80, 691.26:620 18

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ РАЗМЕЩЕНИЯ ЗАВОДА ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЗОЛОЩЕЛОЧНОГО БЕТОНА В ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

С.В. Макаренко1, Н.П. Коновалов2

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

На основании проведенных исследований с золами ТЭЦ-9 и Ново-Иркутской ТЭЦ, проведен экономический расчет и спрогнозирован экономический эффект от размещения производства золощелочных бетонов на исследуемых золах.

Табл. 3. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: золы ТЭЦ; золощелочной бетон; срок окупаемости; капитальные вложения.

ECONOMIC EFFECT FROM THE LOCATION OF THE PLANT WITH THE CAPACITY FOR THE PRODUCTION OF ASH-ALKALI CONCRETE IN THE IRKUTSK REGION S.V. Makarenko, N.P. Konovalov

National Research Irkutsk State Technical University,

1Макаренко Сергей Викторович, аспирант, тел.: 89646522003, e-mail: makarenko_83_07@ mail.ru Makarenko Sergey, Postgraduate, tel.: 89646522003, e-mail: [email protected]

2Коновалов Николай Петрович, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой физики, тел.: (3952) 405177. Konovalov Nikolai, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Physics, tel.: (3952) 405177.

83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.

Based on studies of the ashes from Heat Station-9 and the New Irkutsk Heat Station the authors performed an economic calculation and predicted the economic effect from the location of the production of ash-alkali concretes from the studied ashes.

3 tables. 4 sources.

Key words: heat station ashes; ash-alkali concrete; payback period; capital investments.

Сложившийся на рынке жилья уровень цен в г. Иркутске и Иркутской области требует незамедлительного рассмотрения и поиска эффективных решений по их снижению и, как следствие, снижение себестоимости 1 м строительства.

Так как в общей стоимости строительства значительную долю составляют строительные материалы (порядка 60%), применение более дешевых, но в то же время высокотехнологичных и долговечных строительных материалов приведет к возможности снижения себестоимости 1м жилой площади. В производстве строительных материалов основным путем снижения себестоимости продукции является применение многотоннажных отходов промышленности, в частности, зол ТЭЦ в электрической отрасли.

Учитывая отечественную и зарубежную практику использования отходов, можно однозначно утверждать о высокой экономической эффективности при производстве строительных материалов. Экономическая эффективность обеспечивается исключением из технологического передела разработки карьеров, необходимых для получения исходного сырья при производстве вяжущих, что влечет за собой снижение общих капитальных вложений. Экономический эффект, получаемый от утилизации отходов в производ-

стве строительных материалов, складывается из многих факторов, специфических для того или иного вида отходов.

Описание технологической схемы производства золощелочных бетонов

По приведенной на рисунке технологической схеме производства компоновалась технологическая линия и проводился расчет себестоимости продукции.

Себестоимость продукции включала в себя следующие статьи затрат:

— затраты на сырье, материалы и покупные полуфабрикаты;

— затраты на энергетические ресурсы;

— расходы на оплату труда рабочих основного производства и налоговых отчислений;

— затраты по содержанию и эксплуатации машин и оборудования;

— цеховые и коммерческие расходы организации.

Затраты на приобретение оборудования приняты в расчеты по цене, предлагаемой официальными дилерами предприятий-производителей (КНР) в г. Иркутске с учетом доставки и пусконаладочных работ, которые составили 18 600 000 рублей.

Зола уноса Отсев Щелочь Вода

Блок

активации Дозатор Дозатор Дозатор золы

Бункер -накопитель

Дозатор Смеситель

Узел формования Тепловая обработка Склад готовой продукции Технологическая схема по производству золошелочного бетона.

Затраты на сырье, материалы и полуфабрикаты в расчете на годовой выпуск продукции определяются исходя из норм расходов на единицу продукции, цены продукции и проектного объема выпуска.

Нормы расхода материальных ресурсов были получены в результате проведенных исследований. Стоимость за единицу материального ресурса принята на основании цен, приведенных в прайс-листах компаний-поставщиков, работающих на рынке г. Иркутска.

Расчет потребности в энергетических ресурсах производился исходя из потребляемой мощности технологического оборудования, согласно паспортных

— расходы на ремонт и затраты по эксплуатации оборудования,

— прочие расходы.

Начисление амортизации производилось линейным способом при сроке полезного использования 10 лет.

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования принимаются по справочным данным [4], в процентах от стоимости оборудования в размере:

— ремонт оборудования и транспортных средств - 3%;

— эксплуатация оборудования - 7%;

— прочие расходы - 3%.

Таблица 1

Расчет затрат на сырье, материалы и пок упные полуфабрикаты

Сырье и материалы Норма расхода на ед., т (м3) Требуемое кол-во на годовой выпуск, т(м3) Стоимость ед., руб. Суммарная стоимость, руб.

Песок 1,12 132 787 200 26557440

Зола 0,42 49 795 200 9959040

Вода 0,2 23 712 6 142 272

Щелочь 0,05 5928 20 000 118560000

Таблица 2

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и лн эанспортных средств

Наименование статей расходов Показатели расчета, % от балансовой стоимости Сумма, руб.

Годовые амортизационные отчисления 10 1 764 328,5

Ремонт оборудования и транспортных средств 3 529 298,6

Эксплуатация оборудования 7 1 235 030

Прочие расходы 3 529 298,6

Итого: 4 057 954

данных (суммарная мощность составила 355 680 кВт*ч/год) при стоимости 0,8 руб. 1 кВт*ч. Затраты на годовую производственную программу составили 284544,46 руб. / год.

Численность персонала, занятого в производственном процессе, принята исходя из норм обслуживания технологического оборудования и составила 16 человек.

Принятая в данном производстве технологическая линия максимально автоматизирована, форма оплаты труда повременная с использованием договорной системы (тарифная ставка рабочего принимается по договоренности между работодателем и работником, исходя из средней заработной платы рабочих, участвующих в аналогичном производстве региона). В результате годовой фонд оплаты труда (ФОТ) составил 5 565 000 руб.

Налоговые отчисления (суммарные социальные отчисления) рассчитаны согласно действующему законодательству и составили 1 903 230 руб.

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования включают:

— амортизацию оборудования и транспортных средств,

Цеховые расходы включили затраты по управлению цехом и общехозяйственные расходы цеха, а именно:

— заработная плата административно-управленческого персонала цеха;

— заработная плата вспомогательных рабочих с отчислениями на социальные нужды;

— амортизация;

— капитальный и текущий ремонт зданий и сооружений;

— содержание зданий и сооружений;

— расходы, связанные с проведением испытаний, опытов и исследований цехового назначения;

— расходы по рационализации и изобретательству;

— расходы по охране труда;

— прочие расходы.

Цеховые расходы приняты укрупненно по справочным данным [4] в процентах к ФОТ производственных рабочих в размере 95% и составили 10 852 000 руб./год.

Коммерческие расходы включают затраты, связанные с продвижением продукции на рынке и ее про-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.