Диплом (Определение социально-эколого-экономической эффективности внедрения методов очистки атмосферного воздуха)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Дипломный проект на тему:

«Определение социально-эколого-экономической эффективности внедрения методов очистки атмосферного воздуха от выбросов термического цеха».

Руководитель: Голованова Т.В.

Выполнила студентка группы

05-512: Югай О.А.

Москва

2007

Введение

Масштабы производственной деятельности человека привели как к позитивным, так и негативным преобразованиям в мире. Современная цивилизация осуществляет невиданное давление на природу. За­грязнение природной среды промышленными выбросами оказывает вредное дей­ствие на людей, животных, растения, почву, здания и сооружения, снижает про­зрачность атмосферы. Загрязнение атмосферы, водоемов и почвы твердыми, жидкими и газообразными отходами достигает угрожающих размеров. Дальнейшее ухудшение состояния окружающей среды может привести к далеко идущим отрицательным последствиям для человечества. Поэтому охрана природы, защита ее от загрязнения стала одной из важнейших глобальных проблем.

На машиностроительных предприятиях имеются основные и обеспечивающие технологические процессы производства с весьма высоким уровнем загрязнения окружающей среды. К ним относятся: -внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные во сжиганием топлива; -литейное производство; -металлообработка конструкций и отдельных деталей; -сварочное производство; -гальваническое производство; -лакокрасочное производство. Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды: -воздушного пространства; -поверхностных водоисточников; -почвы.

Увеличение масштабов загрязнения атмосферы требуют быстрых и эффективных способов защиты её от загрязнения, а также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха.

В начале 19 века на современном этапе перехода к устойчивому развитию для нового поколения предпринимателей становится все более очевидным, что эффективные меры по охране окружающей среды, ресурсосбережению, снижению экологических рисков находится в области стратегических интересов предприятия и позволяют поддерживать конкурентные преимущества. На предприятиях принимается система стратегического экологического управления, призванная выявить потенциалы экологического характера для успеха предприятия. А именно: преимущества в области охраны окружающей среды, ресурсосбережения, обеспечения экологической безопасности в конкуренции с другими предприятиями. А так же выявить связанные с деятельностью предприятия экологические риски, определить на этой основе долгосрочные цели предприятия и обеспечить их реализацию посредством применения продуманной системы мер и инструментов.

Только путем развития методов обезвреживания, переработки, хранения, захоронения отходов в условиях колоссального роста их объемов невозможно полностью решить проблему защиты окружающей среды и использования природных ресурсов. Даже, если стопроцентная очистка теоретически возможна, она является практически неосуществимой из-за громоздкости очистных сооружений и их огромной стоимости, растущей по экспоненциальной кривой на каждый дополнительный процент эффективности очистки. Технология «конца трубы» ¹ материалоемкая и дорогая, не позволяет решить проблему рационального использования природных ресурсов и защитить окружающую среду.

Предприятия с пассивной экологической стратегией рассматривают охрану окружающей среды как периферийную область своих интересов, либо как источник дополнительных затрат, угроз и рисков. Такие предприятия функционируют по техногенному принципу экономического развития, при котором в XX веке темпы потребления материалов и энергии превысили пределы устойчивого развития в экосистеме Земли.

На «зеленых» предприятиях с активной экологической стратегией противоречия между экономикой и охраной окружающей среды разрешаются на более глубоком уровне, природоохранные требования рассматриваются, как шанс изменить продукт, технологию, поднять уровень компетенции персонала и т.д. Процесс управления предприятием в целом организуется таким образом, чтобы рыночные, коммерческие, природоохранные и социальные цели были согласованы.

Внедрение мало и безотходных технологий относится к природоохранным мероприятиям на предприятии. Но в отличии от технологии «конца трубы» мало и безотходные технологии решают двуединую задачу : рациональное использование природного сырья, энергии и продуктов их переработки, с одной стороны, и охраны окружающей среды от различного рода загрязнений, отходов – с другой.

Результаты природоохранных мероприятий, их эффективность оцениваются различными группами показателей: экологическими, экономическими, социальными, эколого-экономическими, социально-экономическими, социально-эколого-экономическими. Существует много различных подходов и рекомендаций для оценки эффективности природоохранных мероприятий и инвестиционных проектов в природоохранные мероприятия на промышленном предприятии.

Экономическая эффективность в общем виде определяется на базе измерения соотношения между результатами от реализации проекта или мероприятия и затратами на его осуществление.

К сожалению, современный технологический уровень не позволяет ликвидировать негативные экологические последствия от развития производства только на базе мало и безотходных технологий. Охрана окружающей среды еще долгое время будет в большой степени обеспечиваться технологией «конца трубы». Однако, стратегическое направление рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности связано с решением проблем разработки и внедрения мало и безотходных технологий.

1. Аналитическая часть

1.1. Обзор научно-технической литературы

В [1] рассмотрены вопросы термической обработки наиболее широко применяемых для изготовления деталей из авиационных материалов. Приведены основные определения, и данные по технологии термической обработки стали и титановых сплавов, разработанные в последние годы. Справочные данные термообработки деталей из сталей включают режимы, обеспечивающие повышенную долговечность и коррозионную стойкость.

Технологией называют совокупность методов, применяемых с целью изменения свойств, формы, размеров и других характеристик исходных материалов и полуфабрикатов при изготовлении продукции. В индустрии технология выступает в виде технологического процесса, являющегося частью производственного процесса.

Применительно к термической обработке технологический процесс представляет собой разнообразные способы теплового воздействия на металл, находящийся в твердом состоянии, для изменения его структуры и свойств. Иногда тепловое воздействие сочетается с химическим или механическим воздействием. К группе технологических относят и некоторые естественные процессы, при которых воздействие сил природы на предмет труда осуществляется без применения специальных технических средств и без непосредственного участия человека, но под его контролем, например естественное старение при температуре окружающей среды.

Другой частью производственного процесса являются вспомогательные процессы, которые необходимы для лучшего выполнения основных процессов. К ним относятся подготовка изделий к обработке, составление технологических сред, комплектование садок обслуживание рабочих мест термистов. Каждый процесс состоит из операций.

Операцией называется более или менее законченная часть технологического процесса над группой или одним изделием на рабочем месте. В автоматизированном производстве операция выполняется без непосредственного участия рабочих, но под их наблюдением.

Операции разделяют на основные (термические), непосредственно связанные со структурным изменением в металле (закалка, отпуск, нормализация), и дополнительные (очистка, правка, меднение и др.). Тщательно выполняя основные операции, можно устранить необходимость в некоторых дополнительных операциях. Так, при местном окружении карбюризатором только упрочняемых (цементируемых) поверхностей изделия не нужна трудоемкая гальваническая защита (меднение) необрабатываемых участков; обработка в контролируемой атмосфере нередко исключает потребность в травлении изделий.

Термической обработкой называется процесс нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии, с целью изменения их структуры и создания необходимых свойств прочности, твердости, износостойкости, обрабатываемости или особых химических или физических свойств, а так же изменения напряженного состояния.

В современном авиастроении широко применяют термическую обработку, как сталей, так и цветных металлов, в частности, деталей из алюминиевых и титановых сплавов.

Свойства деталей при термической обработке могут изменяться в широких приделах. В одних случаях требуется провести упрочнение, примером этого может служить закалка инструментальной стали на высокую твердость, в других – разупрочнение, когда, например, детали из углеродистой стали отжигают, чтобы уменьшить их твердость при механической обработке.

Иногда, для устранения внутренних напряжений производят низкий отпуск закаленных изделий или отжиг после их сварки. Термической обработкой может быть повышена коррозионная стойкость деталей.

Термическую обработку стали можно подразделить ан предварительную и окончательную. Основными видами предварительной термической обработки являются отжиг и нормализация. Но нормализация может служить операцией окончательной термической обработки для облегчения процессов механообработки или обработки заготовок давлением в горячем или холодном состоянии. Одновременно улучшаются структуры и свойства материала.

Предварительная термическая обработка подготавливает материал к окончательной термической обработке.

Задачей окончательной термической обработки, к которой относится закалка и отпуск, является сообщение готовому изделию требуемых свойств, например, твердости, прочности, вязкости или других свойств в зависимости от условий эксплуатации.

Отжигом называется операция термической обработки, при которой путем нагрева, выдержки и последующего медленного охлаждения в стали образуется устойчивая (равновесная) структура, свободная от остаточных напряжений. Для отжига характерны длительная выдержка при температуре и последующее медленное охлаждение.

Отжиг предназначен для перекристаллизации и для рекристаллизации стали. В первом случае процесс происходит с фазовыми превращениями, а во втором – без фазового превращения. В результате отжига образуется устойчивая равновесная структура.

Отжиг применяется для подготовки структуры стали к последующей механической обработке, холодной штамповке и последующей термической обработке и для рекристаллизации структур после холодного деформирования.

Отжиг выполняется в нескольких вариантах: полный, изотермический (ступенчатый), и рекристализационный.

Полному отжигу подвергаются преимущественно доэвтектоидные стали. Он производится при медленном нагреве выше точки А_с3 на 30-50⁰С с выдержкой, необходимой для полного и равномерного нагрева садки в печи и при медленном охлаждении с печью до температуры около 400⁰С. При нагреве выше А_с3 образуется аустенит, который при медленном охлаждении превращается в перлито-ферритную структуру.

Изотермический или ступенчатый отжиг проводится при нагреве выше точки А_с3 на 30-50⁰С, при выдержке при этой температуре и охлаждении до температуры ниже точки А_с1. Выдержка при этой температуре должна быть такой, чтобы прошло полное превращение аустенита в перлит или феррит или в феррит и перлит в зависимости от состава стали, после чего сталь охлаждается на воздухе.

Изотермический отжиг может производиться с задержкой при двух или трех температурах, при которых происходит изотермический распад аустенита. Такой процесс носит название ступенчатого изотермического отжига.

Изотермический отжиг улучшает обрабатываемость легирования стали по сравнению с полным отжигом и сокращает длительность процесса. Структура получается перлитно-ферритная. Перлит пластинчатый.

Рекристализационный отжиг применяют для исправления текстуры холоднодеформированного металла. Проводится он при температуре выше температуры рекристаллизации. Для малоуглеродистой стали эта температура находится примерно в интервале 650-700⁰С. Деформированная структура заменяется мелкой равноосной. Обрабатываемость стали, после рекристализационного отжига, улучшается.

Нормализация. Если нагрев ведут мало- или среднеуглеродистой, а также легированной стали при температуре выше точки А_с3 на 30-50⁰С с необходимой выдержкой и затем детали или отливки охлаждают на воздухе, то такой процесс называется нормализацией. Этот процесс приводит к перекристаллизации структуры стали, в результате чего структура получается более мелкозернистой, чем она была после ковки или литья.

Применяют процесс нормализации также для исправления структуры сварного шва среднеуглеродистой стали, причем нагрев производится током высокой частоты в две ступени с выдержкой в течение 9 и 15 сек. Температура около 1000⁰С.