5 Экология

5.1 Основные понятия

Экология (от греч. oikos – дом, жилище, logos – знание, учение) – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Термин «экология» предложил немецкий биолог Эрнест Геккель в 1866 г. Под экологией он понимал сумму знаний, относящихся к природе. Основной частью экологии, ее фундаментом является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды. Предметом изучения общей экологии являются объекты организменного, популяционно-видового, биоценотического и биосферного уровней организации в их взаимодействии с окружающей средой.

В связи с этим выделяют следующие основные разделы экологии:

- экология организмов (аутэкология), которая изучает индивидуальные связи отдельной особи или групп особей одного вида с окружающей средой;

-экология популяций (демэкология), в задачи которой входит изучение структуры, динамики популяций отдельных видов;

-экология сообществ, или биоценология (синэкология), которая изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой, структуру и механизмы функционирования биогеоценозов. Например, выделяют экологию растений, животных, экологию микроорганизмов. В структуре современной экологии выделяют следующие направления:

глобальная экология (основным объектом изучения является биосфера как глобальная экосистема);

экология человека (рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающей средой);

социальная экология (изучаются взаимоотношения в системе «человеческое общество – природа»);

урбоэкология (экология города), наука о взаимодействии человека и окружающей городской среды;

прикладная экология (инженерная, медицинская, агроэкология, строительная и др.). В последние годы сформировалось новое направление – экологическая безопасность – это состояние защищенности природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, их последствий (Закон «Об охране окружающей среды.

5.2 Загрязнение атмосферного воздуха деревообрабатывающим предприятием

Технологические процессы на предприятиях деревообрабатывающей промышленности связаны с выделением в атмосферу вредных веществ: пыли, паров растворителей и разбавителей, формальдегида, окиси углерода, оксидов а азота, аммиака, древесных отходов. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на деревообрабатывающих предприятиях является отделочные, клеящих-облицовочные, фанерные и сушильные цеха, а также цеха механической обработки древесины с вы иробництва древесностружечных плит (ДСП), древесноволокнистых плит (ДВП), деревошаруватих пластиков (ДШП), клееной фанеры, древесной муки, котельные, ремонтно-механические мастерские, автотранспортные средства т.д. (табл. 5).

Таблица 5

Основные виды загрязняющие атмосферу

Источники загрязнения	Вредные вещества, загрязняющие атмосферу
Деревообрабатывающие предприятия	Древесная пыль, оксид углерода, углеводороды, скипидар и др.
Мебельное производство	Формальдегид, пара растворителей и разбавителей, оксид азота, анилин, азот, уайт-спирит, скипидар, аммиак, древесный и лакокрасочный пыль
Производство ДСП, ДВП, клееной фанеры, ламинированных плит, слоистых пластиков	Формальдегид, фенол, аммиак, окись углерода, анилин, цианистый калий, древесный и лакокрасочный пыль, сероводород и др.

Интенсивность вредных выделений обусловлена также видом материалов, применяемых в производстве, характеру технологии и режимом работы Крупнейшими загрязнителями атмосферы являются производство дерево остружкових и древесноволокнистых плит, слоистых пластиков отделочных цехов мебельных производств и др. В прессовых отделениях цехов ДСП применяют синтетические смолы с различным содержанием свободного формальдегида от 0,3 до 0,4% . В производстве декоративных пленок на основе бумаги содержание формальдегида в смоле составляет от 0,3 до 1,22 %. При отделке древесины в атмосферу выделяются пары стирола, ацетона, ксилола, бензола, бутилацетата, этилацетата т.д. При различных способах нанесения лакокрасочных материалов количество выделения летающих веществ в атмосферу различна (табл. 6).

Таблица 6

Способ нанесения лакокрасочных материалов

Способ нанесения	Аэрозоли,% от производительности	Пара растворителя,% от общего содержания растворителя
		при нанесении	при сушке
Напыление
- пневматическое	30,0	25,0	75,0
- безвоздушное	2,5	23,0	77,0
- гидроелектростатичне	10	25,0	75,0
- пневмоелектричне	3,5	20,0	80,0
- электростатическое	0,3	50,0	50,0
- горячо	20,0	22,0	78,0
Погружение	—	28,0	72,0
струйных обливание	—	35,0	65,0

Наибольшая масса и концентрация компонентов находится на уровне верхнего отсоса. Неодинаковая количество и концентрация испарений компонентов наблюдается в разных местах линии отделки (табл. 7)

Таблица 7

Масса и концентрация испарений компонентов лакокрасочных материалов на линии отделки

Источники выбросов	Масса выбросов с поверхности изделия, кг/м2				Концентрация, мг/м2
Лаконаливна машина: - верхнее отсоса - нижнее отсоса	стирол 2,04 0,52	ксилол 2,40 1,92	этилацетат 2,60 1,80	стирол 110 20		ксилол 130 75	этилацетат 120 70
Конвекционная сушка	0,36 - 0,76	1,54 - 2,60	1,80 - 3,84	15 - 30		60 - 100	80 - 150
Инфракрасная сушилка	0,26	2,60	2,06	10		100	80

Деревообрабатывающие производства являются источниками загрязнения аспирационными выбросами древесного и лакового пыли Концентрация пыли в системах деревообрабатывающих цехов находится в пределах от 0,3 до 1,3 мг/м8.

5.3 Загрязнение сточных вод деревообрабатывающими предприятиями

В результате интенсивного использования деревообрабатывающими предприятиями водных ресурсов происходит загрязнение водоемов, что в итоге приводит к значительным качественных и количественных изменений как водного бассейна у определенного региона, так и гидросферы в целом Большинство водоемов, рек, озер является не только источниками водоснабжения, но и бассейнами для сброса промышленных и хозяйственно-бытовых стоков Иногда степень в чистки этих вод является неудовлетворительным, вследствие чего вода становится непригодной для потребления, гибнут водные растения, организмы, рыбы, птицы и животных. Отработанная вода деревообрабатывающего предприятия, выводимой на его территории или направляется на обработку с целью очистки, называется сточной . Сточные воды выводятся с территории предприятия а, условно делятся на три группы:

- производственные - используются в технологических процессах;

- бытовые - выводятся из санитарных узлов, душевых производственных и непроизводственных зданий;

- атмосферные - дождевые воды и воды в результате таяния снега.

По концентрации вредных веществ производственные сточные воды разделяют на четыре группы: I - 500 мг / л П - 500-5000 мг / л III - 5000-30 000 мг / л и IV - более 30 000 мг / л, а за агрессивностью на: неагрессивные - рН сильноагрессивной - рН 6 и рН 9 По концентрации загрязняющих веществ деревообрабатывающие предприятия относятся ко II группе, а по степени агрессивности - до слабоагрессивных.

Для сточных вод деревообрабатывающих предприятий характерны четыре вида примесей:

- суспензии, эмульсии и патогенные микроорганизмы, вызывающие мутность воды;

- коллоидные растворы, обусловливающие окисления и изменения цвета воды;

- молекулярные растворы (растворенные в воде газы, растворители, разбавители), вызывающих неприятный вкус и запах;

- ионные растворы (электролиты), вызывающие минерализацию воды

Различают следующие виды загрязнения сточных вод: химическое, физическое, биологическое и тепловое. Химическое загрязнение воды происходит вследствие поступления в водоемы со сточными водами вредных примесей органического и неорганического происхождения. Основными поставщиками органических вредных веществ в сточные воды являются предприятия целлюлозно-бумажной и мебельной промышленности, заводы и цеха по производству древесноволокнистых и древесностружечных плит, клееной фанеры, ремонтно-механические цеха.

Физическое загрязнение водоемов связано с изменением ее физических свойств - прозрачности, содержания взвесей и других нерастворимых примесей, радиоактивных веществ, а также температуры. Суспензии (песок, глина, ил, опилки, мелкие частицы коры, отходы синтетических смол и др.) попадают в водоемы основном вследствие поверхностного смыва дождевыми водами с территорий складов лесом материалов, лесопильных цехов, окорочные станций, заводов по производству ДСП, ДВП, клееной фанеры, а также при мытье технологического оборудования и т.п. Существенным загрязнителем вод является пыль. Она переносится на значительные расстояния и попадает в водоемы. Твердые частицы резко снижают прозрачность воды, приводят к повышению мутности, вследствие чего подавляется процесс фотосинтеза водных растений.

Тепловое загрязнение водоемов, является особым видом загрязнений. Оно вызвано попаданием в водоемы сточных вод, повышенной температуры. Источниками тепловых загрязнений водоемов среди деревообрабатывающих предприятий есть цеха гидротермического обработки древесины, цеха по производству клееной фанеры, ДВП, ДСП, котельных и т.д. Избыточное тепло, поступающего вместе с нагретыми сточными водами в водоемы, существенно изменяет термический и биологический режим водоемов, что может вызывать изменения микроклимата и гибель флоры и фауны вокруг этих предприятий.

В таблице 8 приведены источники и виды вредных веществ, загрязняющих сточные воды деревообрабатывающих, целлюлозно-бумажных предприятий.

Таблица 8

Основные виды вредных веществ, загрязняющих сточные воды деревообрабатывающих предприятий.

Источники загрязнения	Вредные вещества, загрязняющие сточные воды
Деревообрабатывающие предприятия	Аммиак, углекислота, карболови кислоты (уксусная, муравьиная, протеиновая), древесные отходы
Мебельное производство	Формальдегид, аммиак, анилин, растворители и разбавители, отходы лакокрасочных материалов, синтетических смол, клеев, древесные отходы и др.
Производство ДВП	Коллоидные растворы (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин), фурфурол, спирты, альдегиды, серная кислота, красители, дубильные вещества, сульфат аммония, парафин, древесные волокна и др.
Производство ДСП, клееной фанеры, ламинированных плит, слоистых пластиков	Формальдегид, фенол, ацетон, уксусная и муравьиная кислоты, отходы бакелитовых смол, древесные отходы
Паросиловое хозяйство (котельные), ремонтно-механические цеха, помещения по ремонту автотранспортных средств	Соединения свинца, бензин, дизельное топливо, масла, мазут, моющие средства, серная кислота, отходы тканевых материалов и др.

6. Экономика

Капитальные вложения на оборудование защиты, складываются из стоимости отдельных функциональных узлов, затрат на их транспортировку – 7% от стоимости, и затрат на монтаж – 15% от стоимости оборудования. Определим транспортные расходы:

, (49)

где - цена электрооборудования, тг.

7616000∙0.07=533120тг.

Расходы на монтаж оборудования, тг:

, (50)

7616000∙0.15=1142400тг.

Капитальные вложения, связанные с созданием и внедрением нового оборудования включает в себя:

- затраты на проектирование и подготовку производства нового оборудования;

- затраты потребителя на приобретение, доставку, установку и наладку вновь созданного изделия;

- сопряженные затраты;

- затраты на приобретение оборотных средств. Капитальные затраты сводим в таблицу 9.

Таблица 9

Капитальные затраты

Статья расходов, стоимость	штук	Цена одной шт.	Сумма, тг
Многопильные станки ЦМС	1	1080000	1080000
Станки для заделки сучков	1	1500000	1500000
Фуговальные станки	1	330000	330000
Сборочный полуавтомат	1	206000	206000
Станок для снятия провесов	1	300000	300000
Станки четырёхсторонние	1	700000	700000
Шипорезные станки	1	500000	500000
Торцовочные станки	1	400000	400000
Лифты вертикальные	1	1000000	1000000
Загрузочные устройства	2	500000	1000000
Станки для поставки полупетель	2	600000	600000
Монтаж оборудования		-	1142400
Итого			8758400

При определении экономической эффективности новых изделий, необходимо установить размер расходов на эксплуатацию этих изделий в сфере потребления.

Эксплуатационные расходы включают в себя следующие статьи затрат:

- расходы на электроэнергию;

- расходы на заработную плату обслуживающего персонала;

- затраты на амортизационные отчисления;

- затраты на ремонт;

- расходы на материалы, связанные с эксплуатацией изделий и другие.

Амортизационные отчисления принимаются в размере 8% от стоимости оборудования:

А_Т=Н_А∙∑К_В, тг, (51)

А_Т=0,08∙8758400=700672 тг.

Затраты на текущий ремонт составляет 3% от суммы капитальных вложений:

З_Р=0,03∙8758400=262752 тг.

Затраты на техническое обслуживание составляют 4% от суммы капитальных вложений:

З_Т.О=0,04∙8758400=350336 тг.

Заработная плата обслуживающего персонала складывается из заработной платы по тарифу, за работу в ночное время, праздничные дни и премии. Данное оборудование обслуживает бригада в составе указанном в таблице 10.

Таблица 10.

Обслуживающий персонал

Наименование профессий	Разряд	Кол-во	Часовая тарифная ставка	Размер премии, %
1 Электромонтёр	6	1	132,5	60%
2 Слесарь КИП и А	6	1	131,8	60%
3 Слесарь энергетик	5	1	128,5	60%
Итого	-	3	-	-

Для расчета численности рабочих составляется баланс рабочего времени.

Данные рабочего времени на одного рабочего. Продолжительность смены 8часов 15 минут. Фонд рабочего времени показан в таблице 11.

Таблица 11.

Фонд рабочего времени

Наименование	Дней	Часов
1 Календарный фонд времени	365	3011,25
2 Выходные дни	91	750,75
3 Рабочий фонд времени	274	2260,50
4 Время работы в ночь	91	750,75
5 Праздники	8	66,00
6 Отпускной фонд времени	42	346,50
7 Эффективный фонд времени	232	1914,00

Рассчитаем годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала. Для этого определим средневзвешенную часовую тарифную ставку:

(52)

где Т_ЧАС.6, Т_ЧАС.6, Т_ЧАС.5 – часовые тарифные ставки рабочих по разрядам, тг;

Ч₆, Ч₅, Ч₄ – количество рабочих по данному разряду, человек.

тг.

Определяем заработную плату по тарифу:

З_Т=Т_ЧАС.СР∙Ч∙F_ДН, тг (53)

где Ч – общее количество рабочих, человек;

F_ДН – эффективный годовой фонд работ в году, час.

З_Т=130,93∙3∙1914=751800 тг.

Находим заработную плату в ночное время:

З_Н=Т_ЧАС.СР∙Ч∙F_Н∙0,2, тг (54)

где 0,2 – коэффициент доплат за работу в ночное время.

F_Н=∙F_ДН, час (55)

F_Н==638 час.

З_Н=130,93∙3∙638∙0,2=50120 тг.

Рассчитываем заработную плату в праздничные дни:

З_ПР=Т_ЧАС.СР∙Ч∙F_ПР∙2, тг (56)

З_ПР=130,93∙3∙66∙2=51848,2 тг.

Определяем размер премии:

Пр=0,6∙З_Т(р.к), тг (57)

Пр=0,6∙977340=586404 тг.

Годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала равен:

З_О=з_Т(р.к)+З_Н+З_ПР+Пр, тг (58)

З_О=977340+50120+51848,2+586404 =1665712,2 тг.

Общие эксплуатационные расходы за год составляют:

З_Э=А_Т+ЗР+З_Т.О+З_О, тг (59)

З_Э=700672+262752+356336+1665712,2 =29854722 тг.

Внедрение нового типа электрооборудования целесообразно при повышении их надежности. Надежность – один из важнейших свойств электроизделий. Увеличение надежности связано с ростом затрат на внедрение электроизделий и соответственно с увеличением амортизационных отчислений на реновацию. Однако они обычно перекрываются преимуществами в эксплуатации.

Увеличение надежности позволяет существенно снизить расходы на ремонт, связанные с устранением отказов электроизделий. Годовые затраты на устранение отказов по i – му варианту электрооборудования:

S_в.нi=λ_i∙T_д∙S_в.нi1 (60)

где λ_i – интенсивность отказов i – го электроизделия в час, 1/ч

T_д – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч/год

S_в.нi1 – средне арифметическая стоимость устранения одного отказа электрооборудования, тг/ед.

Повышение надежности позволяет снизить затраты на текущее профилактическое обслуживание электроизделий.

Годовая стоимость текущих обслуживаний S_ti i – го варианта электроизделия рассчитывается так:

S_ti=n_ti∙S_ti1 (61)

где n_ti – число операций текущего обслуживания в году, ед.

S_ti1 – стоимость единичной операции текущего обслуживания по данному электрооборудованию, тг/ед.

S_ti = 12 ∙ 9000 = 108000 тг.

S_в.нi = 0,01 ∙ 7000 ∙ 9000 = 630000 тг.

Годовая экономия от повышения надежности электрооборудования равна:

Э_т=S_ti+S_в.нi,тг (62)

Э_т = 108000 + 630000 = 738000 тг.

Срок окупаемости проекта:

Т=К_в/Э_т (63)

Т =8758400/738000 ≈ 11 месяцев.

Нормативный срок окупаемости на производстве составляет 5-6 лет.

Коэффициент экономической эффективности:

Е=1/Т (64)

Е = 1/11 = 0,09

Фондоотдача:

Ф_о=В/Ф_осн (65)

где В – объем производства продукции, т;

Ф_осн – среднегодовая стоимость основных фондов, тг.

Ф_о = 320000/7536158= 0,04 т/тыс.тг

Фондоемкость:

Ф_е=,тыс.тг/т (66)

Ф_е = = 25.

Фондовооруженность:

Ф_в=Ф_осн/Ч (67)

где Ч – численность рабочих в цехе, чел.

Ф_в = 7536158/600 = 12560,2 тг/чел.

Рассчитанные данные сведем в таблицу 12.

Таблица 12

Технико – экономические показатели проекта

Наименование показателей	Ед. изм.	Значения показателя
1 Обьем производства	тыс.тонн	413765
2 Капитальные вложения	тг.	8758400
3 Эксплуатационные затраты	тг.	29854722
4 Фондоотдача	т/тыс.тг	0,04
5 Коэффициент экономической эффективности		0,09
6 Годовой экономический эффект	тг.	738000
7 Срок окупаемости	месяцев	11

В некоторых случаях при проектировании подстанции определяется экономическая целесообразность установки силовых трансформаторов путем сравнения технико-экономических показателей двух приближено равных по мощности и основным техническим характеристикам.

Заключение

В данной дипломной работе произведен расчет электроснабжение мебельного цеха, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения дипломного проекта мы произвели расчет системы общего освящения, токов короткого замыкания, а также расчет и выбор мощности силовых трансформаторов.

Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учета оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств.

На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения мебельного цеха.

Список использованной литературы:

1. Электрические системы, Электричесие сети. А.В.Венников, А.В. Строева.

2. Федоров A.A. Электроснабжение промышленных предприятий. 1961 - Москва, Госэнергоиздат 3-е изд.

3. Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения М.: Энергоатомиздат, 1990 г.

4. Федоров А.Л., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учебное пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1987 г.

5. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для учащихся техникумов. -3-е изд., пераб, и дол. — М.: Высш. школа, 1981.

6. Михайлов В. В. Тарифы и режимы электропотребления. — 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1986.

7. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. 1979. — М.: Энергия,

8. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий М.: Высшая Школа, 1969 г. ,

9. Сербиновский Г.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. М. Энергия, 1980 г.

10. Анастасиев П.И., Бранзбург Е.З., Коляда А.В. Проектирование кабельных сетей и проводок. Под общ. ред. Хромченко Г. Е. - М.: "Энергия", 1980,

11. Овчаренко А.С., Рабинович М.Л., Мозырский В.Н., Розинский Д.И. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет. 1985. - К.: Техника,

12. Крупович В.И., Барыбин Ю.Г. Самовер М.Л. Справочник по проектированию электроснабжения. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1980.

31