Курсовая с практикой на тему Современные системы защиты среды обитания и действующие НДТ в металлургической отрасли

Содержание:

Введение 4
1 Металлургическая промышленность и ее основные технологические процессы 6
1.1 Принцип действия прокатного стана и выполняемые им задачи 6
1.2 Описание прокатного стана как объекта автоматизации и регулировки 11
1.3 Характеристика САРТ стана 2000 горячей прокатки 12
2 Наилучшие доступные технологии (НДТ) в металлургической отрасли 16
3 Влияние металлургии на экологию 19
3.1 Классификация промышленных загрязнений 19
3.2 Металлургическая промышленность и ее воздействие на окружающую среду 22
3.3 Влияние на воздух 23
3.4 Загрязнение воды 23
3.5 Отходы в почве 24
3.6 Возможные пути решения проблемы 26
3.7 Влияние экологической обстановки на патологические состояния организма человека (на примере города Нижнекамска) 26
4 Современные системы защиты среды обитания. Расчет электрофильтра 28
Заключение 35
Список использованных источников 36

Введение:

Наиболее крупные предприятия черной металлургии расположены в городах Липецкой, Свердловской, Челябинской, Вологодской областей, Красноярского края и ряда других регионов. С середины 90-х гг. XX в. наблюдалось заметное сокращение производства основных видов продукции отрасли.
Самое сильное воздействие черная металлургия оказывает на атмосферный воздух и поверхностные воды, а также на уровень загрязнения подземных вод и почв.
Предприятия цветной металлургии расположены в основном в Восточной Сибири, на Урале и Кольском полуострове. В настоящее время в цветной металлургии растет производство в первую очередь алюминия и свинца.
Степень воздействия цветной металлургии на состояние природной среды аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий черной металлургии .
Вредными веществами являются оксиды углерода, серы и азота. Ежегодное поступление в атмосферу сернистого газа оценивается специалистами-экологами в объеме 100–150 млн т. С его выбросами связано образование так называемых кислотных осадков, которые наносят большой вред растительному и животному миру, разрушают различные сооружения, памятники архитектуры. Загрязнение окружающей среды металлургическими производствами происходит из-за сточных вод, в которые попадают различные химические соединения, образующиеся в процессе выплавки металлов. Воду металлургическое производство потребляет в больших количествах, поэтому его предприятия всегда сооружают в непосредственной близости от рек и озер или создают специальные гидротехнические сооружения, в которых она накапливается.
В результате такого загрязнения окружающей среды происходит ухудшение здоровья населения, снижается продолжительность жизни, увеличивается смертность. По существующим оценкам, 20–50 % продуктов питания содержат ядохимикаты, нитраты, тяжелые металлы в концентрациях, опасных для здоровья. В зоне работы металлургических производств загрязнены источники питьевой воды как поверхностные, так и подземные, особенно после выпадения кислотных дождей. Специалисты – экологи ожидали значительное улучшение экологической обстановки в районах деятельности металлургических производств благодаря конверсии и сокращению объемов выплавки металлов. Однако результаты оказались менее значительными, чем ожидалось, из-за сильной изношенности и оборудования металлургического комплекса и их очистных сооружений. Экологи стали фиксировать массу аварийных выбросов в атмосферу и в водоемы с металлургических производств.
Поддержание экологической безопасности является одной из важнейших проблем современной России. В 1996 г. была опубликована Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию, разработанная на основе Указа Президента РФ от 4 февраля 1994 г. «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития». Концепция была рекомендована регионам страны для конкретизации и исполнения.
Цель работы: Изучить современные системы защиты среды обитания и действующие НДТ в металлургической отрасли.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Дать определение понятию металлургическая промышленность и ее основным технологических процессам.
2. Изучить НДТ в металлургии, на примере внедрения НДТ в ММК (Магнитогорском металлургическом комбинате).
3. Изучить влияние металлургии на экологию
4. Произвести расчет электрофильтра
Объект исследования: Современные системы защиты среды обитания
Предмет исследования: Современные системы защиты среды обитания и действующие НДТ в металлургической отрасли.

Заключение:

На нынешнем этапе развития народного хозяйства резко обострилась экологическая обстановка во многих районах России, что не может не учитываться в процессе размещения металлургических предприятий, которые оказывают сильное воздействие на окружающую среду и природопользование, являясь крупными загрязнителями атмосферы, водоёмов, лесных массивов, земель. При современных объёмах производства это воздействие весьма ощутимо. Известно, что чем выше уровень загрязнений окружающей среды, тем больше затрат на предотвращение загрязнения. Дальнейший рост этих затрат в конце концов может привести к убыточности любого производства.
Предприятиями черной металлургии выбрасывается в атмосферный воздух значительное количество вредных примесей — твердых частиц, диоксида серы и окислов азота, летучих органических соединений, тяжелых металлов, стойких органических соединений и кислот. Так, в 2004 году от предприятий черной металлургии Российской Федерации в атмосферный воздух поступило более 2 202 тыс.т. загрязняющих веществ, в том числе твердых частиц, загрязнённых тяжелыми металлами 302,4 тыс.т., жидких и газообразных 1900,2 тыс. т., из которых диоксида серы 234,6 тыс.т., оксида углерода 1 499,2 тыс.т., оксидов азота 137,7 тыс.т., углеводородов 1,6 тыс. т. и летучих органических соединений 8,6 тыс. т. Всего было уловлено и обезврежено лишь 72,5 тыс. т. жидких и газообразных веществ — т. е. менее 3,3 %.
Выбросы вредных веществ от предприятий черной металлургии оказывают негативное воздействие на здоровье населения и на окружающую среду, как на местном, так и на региональном уровне. Так как дальность распространения загрязняющих воздух веществ от источников выбросов составляет сотни километров, то их воздействию подвергаются не только местное население и окружающая его среда, но и удаленные на значительные расстояния чрезвычайно уязвимые экологические системы Арктики и Крайнего Севера, а также особо охраняемые природные территории — природные заповедники, заказники и рекреационные зоны.
Степень воздействия цветной металлургии на состояние природной среды аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий черной металлургии. Ежегодно выбрасывается в атмосферу около 3000 тыс. т вредных веществ. Загрязнения атмосферы предприятиями цветной металлургии характеризуются в основном выбросом диоксида серы (75% от суммарного выброса в атмосферу), оксида углерода (10,5%) и пыли (10,4%).
Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и драгоценных металлов являются различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.), сушильные агрегаты, открытые склады.

Фрагмент текста работы:

1 Металлургическая промышленность и ее основные технологические процессы

Металлургия – отрасль промышленности, в которой процесс автоматизации производства и управления главным образом влияет на эффективность производства, а также достижение наилучшего качества продукции.
Разработка систем автоматизированного управления в металлургии связана как с необходимостью устранения ошибок, вызванных человеческим фактором, так и с постоянным усложнением самой системы управления.
Кроме того, развитие систем управления и автоматизации связано еще и с постоянным развитием техники в отраслях приборостроения, электронной и вычислительной техники, электропроводной техники. Все эти аспекты относятся к одним из самых сложных технологическим комплексам в металлургии – прокатным станам [4].
Учитывая жесткие требования к обеспечению режимов работы в прокатных станах, имеющих высокие скорости прокатки, жесткие технические требования и требования к качеству итогового материала, требуется вести непрерывный контроль за протеканием процессов проката металла, а также разработку все более современных решений для удовлетворения условий режима работы.
Применение классических схем управления не всегда удовлетворяет требования к прокату, что связанно с не всегда точной настройкой регуляторов, высокой сложностью объекта регулирования, увеличением контуров регулирования, ведущему к ухудшению показателей помехоустойчивости и быстродействия, невозможностью автоматической перенастройки регуляторов при изменении режимов работы.
Магнитогорский металлургический комбинат имеет вековую историю. Он входит в число крупнейших мировых производителей стали и занимает лидирующие позиции среди предприятий черной металлургии России.
Активы компании в РФ представляют собой крупный металлургический комплекс с полным производственным циклом, начиная с подготовки железорудного сырья и заканчивая глубокой переработкой черных металлов.
ММК производит широкий сортамент металлопродукции с преобладающей долей продукции с высокой добавленной стоимостью
В 2017 году Группой ММК произведено 12,9 млн. тонн стали и 11,6 млн тонн товарной металлопродукции.

1.1 Принцип действия прокатного стана и выполняемые им задачи

В связи с развитием производства проката появилась необходимость в применении технологического процесса автоматизации и механизации основанном на движении обрабатываемого металла потоком. Это стало причиной для объединения машин в одну поточную линию и соответствующего соединения их частей для осуществления передачи металла между машинами. Такого рода система машин названа прокатным станом. Прокатный стан – система машин, служащая для реализации как собственного процесса прокатки, часто за несколько стадий, так и вспомогательных операций, которыми сопровождается производство. Главная линия стана – линия, служащая для межвалковой деформации металла, на которой находится основное оборудование стана. Механическое оборудование, выполняющее прочие операции – вспомогательные машины и механизмы стана.
Устройство прокатного стана различается в зависимости от технологического процесса или сортимента продукции. Сортамент продукции станов прокатного производства делится на заготовочный, листовой, полосовой, сортовой, а также балочный, проволочный, деталепрокатный и другие [2].
Главная задача производства – обеспечение требований к форме, размерам, поверхности проката и физико-механическим свойствам. Прокатные станы делят по технологическому процессу на следующие группы: обжимные, литейно-прокатные, в том числе непрерывные, холодной прокатки, реверсивные, тандемы, одноклетевые, многоклетевые, слябинги и блюминги.
В состав непрерывного стана входят следующие группы оборудования:
— нагревательные печи для нагрева катаных или литых слябов, расположенные на расстоянии клети в составе черновой группы, исключающем одновременную прокатку в двух клетях;
— непрерывная чистовая группа клетей;
— моталки, обеспечивающие сматывание полосы в чистовой группе клетей после прокатки;
— транспортные рольганги перед и между клетями черновой группы, промежуточный рольганг между черновой и чистовой группой, отводящей рольганг после чистовой группы с устройством для охлаждения полосы;
— устройство для гидросбива и удаления окалины;
— вспомогательные механизмы, в том числе:
— толкатели у печей;
— ножницы, служащие для обрезки концов полосы, установленные перед чистовой группой;
— механизм выдачи сляба из печей;
— перевалочные механизмы и другое.
Непрерывный листовой стан 2000 является наиболее совершенным станом по механизации технологического процесса, качеству проката и производительности [1].
На рисунке 1.1 продемонстрирована схема расположения основного оборудования стана 2000.