Реконструкция сталеплавильного производства ОХМК с целью производства трубных марок сталей повышенной прочности (стр. 12 из 17)

– низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж/кг углерода.

Таким образом пожарная нагрузка составит:

Q=150×34.07=5110,5 МДж.

Удельная пожарная нагрузка определяется по формуле:

где q – удельная пожарная нагрузка, МДж/м²;

S – площадь помещения пульта управления, м².

q== 212,9 МДж/м².

В ЭСПЦ предусмотрена система противопожарного водоснабжения. Согласно СНиП 12.01.02–85 расход воды на наружное пожаротушение составляет 20 л/с. Продолжительность тушения пожара должна составлять 3 часа. Расчетный расход воды на тушение пожара должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды. На тушение пожара внутри здания, оборудованного внутренними пожарными кранами, дополнительный расход воды составит 35 л/с. Здание цеха оборудовано системой электрической пожарной сигнализации. В случае пожара сигнал поступает диспетчеру цеха. Кроме того, в здании цеха предусмотрены пожарные щиты с огнетушителями ОХП-10, ОУ – 3,35 и песком в количестве 10 штук. Для тушения локальных возгораний внутри пульта управления используются огнетушители типа ОУ-15.

В случае пожара эвакуация людей ведется непосредственно на улицу. Расстояние до ближайшего выхода от рабочего места 50 м. Против дверных проемов проходы шириной в 2 м. Существуют наружные пожарные лестницы шириной 0,6 м.

4.6 Инженерная разработка. Расчёт теплоотражающего экрана

Для защиты от воздействия излучения на рабочих местах применим теплоотражающие экраны. Наиболее высоким теплозащитным качеством обладает экран из альфоля.

Произведем расчет теплоограждения установки «ковш-печь» охлаждающим экраном.

Температура стенки T₁=553 К, температура воздуха T₂=293 К. Агрегат укрыт листами черного железа. Степень частоты E_н=0,8. Требуется получить на наружной поверхности ограждения температуру не более 303 К.

Определяем степень экранизации по формуле /31/:

где m – степень экранизации;

Т_и – температура экранизируемого источника излучения, К;

Т_э – заданная температура экрана, К.

Выбираем экран из альфоля, степень черноты которого E_э = 0,07, тогда приведённые степени черноты будут:

– между железной стенкой агрегата и экраном:

– между стенкой агрегата и воздухом:

где E_В – степень черноты воздуха, равная 0,82.

Определяем число экранов по формуле:

Таким образом, достаточно однослойного экрана из альфоля, чтобы обеспечить температуру поверхности ограждения агрегата «ковш-печь» в пределах желаемой температуры – 303 К.

5. Охрана окружающей природной среды

5.1 Характеристика выбросов

При работе в цехе вредными факторами являются запыленность и загазованность. В воздушное пространство выбрасывается большое количество пыли, аэрозолей окислов железа, марганца, хрома и никеля, а также окислов углерода и азота (при обслуживании ДСП и установки АКОС). Характеристика выбросов в ЭСПЦ приведена в табл. 20

Таблица 20. Характеристика выбросов в ЭСПЦ

Источник	Газы		Пыль, мг/м³		MnO₂	СО
Общий объем выбро-сов, м³/ч	Температура,°С	Кол-во до очистки	Объёмное содержа- ние О₂, %	Кол-во, кг/т.	Количество, кг/т.
Печное отделение	54000	1000	3	20,3	9,5	50,1

5.2 Способы и средства очистки, нейтрализации отходящих газов

Наиболее важной задачей газоочистки является сокращение объема отходящих газов, идущих на газоочистку.

Мероприятия по снижению выбросов пыли и газов в ЭСПЦ и рекомендуемые методы очистки основных выбросов, приведены в табл. 21, 22.

Таблица 21. Мероприятия по снижению выбросов пыли и газов

Цех, участок, агрегат	Мероприятия
ЭСПЦ, участок загрузки и выгрузки металлов	Над печами поставить вытяжные зонты, связанные с дымососами

Таблица 22. Рекомендуемые методы очистки основных выбросов

Объект	Газы	Вредность	Методы очистки или мероприятия по уменьшению выбросов
ДСП	Печной газ с температурой 1000 °С, после очистки 50 °С	Пыль, сернистый ангидрид, MnO₂	Для очистки уловленных газов от пыли используют тонкую газоочистку с использованием электрофильтров, с предварительным охлаждением газов

Схема газоочистки состоит из следующих ступеней:

1 ступень – предварительное охлаждение газов;

2 ступень – тонкая очистка в электрофильтре.

5.3 Технологический расчет электрофильтра /33/

Исходные данные для расчета:

– количество отходящих газов V = 10036,8 м³/ч;

– температура газа t = 250 °C;

– разрежение в системе р = 1960 Па;

– содержание пыли в газе q = 4 г/м³;

– барометрическое давление р_бар = 1,013×10³ Па;

– состав газа: 5% СО, 14% О₂, 74% N₂, 7% H₂O.

Фракционный состав пыли характеризуется данными, приведенными в табл. 23

Таблица 23. Фракционный состав пыли

Размер частиц, мкм	<0,07	0,07–0,1	0,1–0,2	0,2–0,3	0,3–0,4	0,4–0,6	0,6–0,8	0,9–1,0	<1,0
%, (по массе)	4,45	3,15	14,4	17,0	15,5	16,0	10,5	7,5	11,5

Принимается к установке электрофильтр типа УГ. Скорость газа в электрофильтре

n = 1 м/с.

Площадь активного сечения:

F =

Выбирается по каталогу электрофильтр УГ –2–3,5, у которого площадь активного сечения составляет 3,5 м².

Уточняется скорость газа в электрофильтре:

м/с.

По технологической характеристике электрофильтра, характеристике газа и содержащейся в нем пыли рассчитываются электрические параметры и степень очистки газа.

Вычисляется относительная плотность газа:

Критическая напряженность электрического поля при отрицательной короне:

где R₁ = 1× 10^-3 – радиус коронирующего электрода, м.

В/м

Критическое напряжение короны или разность потенциалов между коронирующим и осадительным электродами при возникновении коронного разряда в пластинчатом электрофильтре:

где Н = 0,1375 – расстояние между коронирующим и осадительным электродами, м;

Линейная плотность тока короны для пластинчатого электрофильтра:

где U = 80 – напряжение, приложенное к электродам, кВ.

Тогда:

Диэлектрическая проницаемость вакуума:

Ф/м.

Напряженность поля в пластинчатом электрофильтре определяется по формуле:

В/м.

Динамическая вязкость газовой смеси:

Па×с;

Молекулярная масса газовой смеси:

г/моль.

Тогда:

Отсюда вязкость газовой смеси:

Па×с

Далее рассчитывается теоретическая скорость движения заряженных частиц к электродам электрофильтра. Скорость дрейфа частиц размером от 0,05 до 1 мкм вычисляется по формуле:

Подставив в это уравнение значение радиуса частиц пыли, содержащейся в газе, получаются следующие значения скорости дрейфа (табл. 24).