Главная       Продать работу       Заказать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Главная > Тех. дополнения > Экологический раздел
Название:
Экологическая часть в автоколоне, Замена ртутных ламп

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дополнения
Подкатегория: Экологический раздел

Цена:
0 грн



Подробное описание:

5. Экологическая часть

 

5.1 Введение

 

Среди многочисленной группы токсичных веществ особое место занимает ртуть, обладающая (с эколого-гигиенической точки зрения) уникальными свойствами, обусловленными ее повышенной возможностью распределения в окружающей среде, разнообразием форм нахождения и спецификой их трансформации в природных условиях, а также разносторонним спектром негативных воздействий на живые организмы даже при относительно малых дозах экспозиции. Одним из возможных источников ее поступления в среду обитания являются ртутные газоразрядные лампы.

Ртутные лампы используются для освещения улиц, жилых, общественных и промышленных помещений, местного освещения, в медицинских и оздоровительных целях, в прожекторных установках, светокопировальных аппаратах, на сельскохозяйственных объектах и т. д. Массовое применение ртутных ламп во многом обусловлено их высокой световой отдачей, большим сроком службы и возможностью получения разнообразных спектров излучения.

В свою очередь, вышедшие из строя ртутные лампы являются потенциальным источником поступления токсичной ртути и других вредных веществ в среду обитания, что определяет необходимость их селективного сбора и переработки.

К сожалению, система утилизации ламп, содержащих ртуть, у нас в стране находится в зачаточном состоянии.

Это проблема!

 

5.2 Особенности и опасность ртутного загрязнения

 

Ртуть отличается чрезвычайно широким спектром и большим разнообразием проявлений токсического действия, в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в живой организм (например, пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), путей поступления и дозы. Основные пути воздействия ее на человека связаны с воздухом (при дыхании), с пищевыми продуктами, питьевой водой.

 

 

 

Возможны и другие, случайные, но нередкие в обыденной жизни пути воздействия: через кожу, при купании в загрязненном водоеме, и т. п.

Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, блокирующих сульфгидрильные группы белковых соединений и этим нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. Особенно сильно она поражает нервную и выделительную системы. При воздействии ртути возможны острые (проявляются быстро и резко, обычно при больших дозах ртутной экспозиции) и хронические (влияние малых доз ртути в течение относительно длительного времени) отравления. Известно большое количество ртутьсодержащих органических соединений, в которых атомы металлы связаны с атомами углерода. Многие из таких соединений, особенно метилртуть, очень токсичны для живых организмов.

Распределение ртути в организме человека зависит от ее состояния: элементарная ртуть Hgo (пары ртути), неорганический ион Hg2+, ион метилртути CH3-Hg+. Все они имеют высокое сродство по отношению к клеткам почек, воздействуя на них. Поступающая, ингаляционно (при дыхании) Hgo и принимаемый перорально (например, с пищей или водой) CH3-Hg+ накапливаются в центральной нервной системе, сильнее, чем Hg2+. Пары и неорганические соединения ртути способны вызывать контактный дерматит. При вдыхании ртутные пары поглощаются и активно накапливаются в мозге и почках. В организме человека задерживаются примерно 80% вдыхаемых паров ртути. В живом организме элементарная ртуть превращается в ион, который соединяется с молекулами белков. Есть сведения, что пары ртути способны проникать в организм человека через кожу. У беременных женщин пары ртути могут проходить через плацентарный барьер, воздействуя таким образом на развивающийся плод. Анализ последствий известных ртутных отравлений в Японии и Ираке, приведших к массовой гибели людей, показал, что у матерей, перенесших лишь легкое отравление метилртутью, рождались дети с тяжелым церебральным параличом, т. е. внутриутробный период представляет стадию жизненного цикла, очень чувствительную к воздействию ртути.

В России утверждены гигиенические нормативы – ПДК (предельно допустимые концентрации) и МДУ (максимально допустимые уровни) ртути в различных компонентах среды обитания. В качестве предельно допустимой концентрации ртути в почве принят показатель вредности, который имеет наименьшую пороговую величину, т. е. 2,1 мг/кг (наименьшая пороговая величина установлена для транслокационного показателя вредности, характеризующего возможность перехода ртути из верхнего (пахотного) горизонта почв в сельскохозяйственные растения (с последующим накоплением в них до уровня соответствующей ПДК).

Высокая опасность загрязнения помещений ртутью во многом обусловливается ее своеобразными физико-химическими свойствами. Как известно, ртуть представляет собой блестящий, серебристо-белый тяжелый жидкий металл, который даже в обычных условиях обладает повышенным давлением насыщенных паров и испаряется с довольно высокой скоростью, которая с ростом температуры увеличивается. Это приводит к формированию опасной для живых организмов ртутной атмосферы. Например, при 24оС атмосферный воздух, насыщенный парами ртути, может содержать их в количестве около 18 мг/м3, что почти в 1800 раз превышает ПДК этого металла в воздухе рабочей зоны и в 60000 раз ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов.

Ртуть способна растворять многие металлы, образуя при этом амальгамы, которые не отличаются от обычных сплавов, хотя при избытке ртути представляют собой полужидкие смеси. Амальгамированию подвержены металлы, смачиваемые ртутью. (Не амальгамируется сталь, легированная углеродом, кремнием, хромом, никелем, молибденом и ниобием.) Это свойство (вкупе с другими) во многом определяет повышенную агрессивность ртути по отношению ко многим конструкционным материалам, что приводит к их коррозии и разрушению.

Ртуть может испаряться через слои воды и других жидкостей. Она также растворяется в органических растворителях и, в определенной степени, в воде. Ртуть относительно легко проникает сквозь многие строительные материалы (различные бетоны и растворы, строительные плитки, рубероид, толь, ПВХ-пластикат, линолеум, мастики, лакокрасочные покрытия и др.). Благодаря высокой подвижности и большому поверхностному натяжению металлическая ртуть при разливе разбивается на мелкие капельки и рассеивается по различным поверхностям, легко проникает в трещины, подпольное пространство и т. д., увеличивая тем самым площадь загрязнения. Капли ртути, особенно покрытые пылью, могут длительное время сохраняться в различных щелях, неровностях и т. п. В свою очередь, ртутные пары активно сорбируются различными материалами, обладая при этом повышенной способностью к последующей десорбцией и, соответственно, к вторичному загрязнению воздуха. Значение имеет и тот факт, что ртуть, обладая высоким потенциалом ионизации и высоким положительным окислительным потенциалом, является относительно стойким в химическом отношении элементом, что обусловливает ее способность восстанавливаться до металла из различных соединений.

Сказанное, в сущности, и определяет необходимость экологически безопасной утилизации (переработки, обезвреживания) использованных ртутных ламп и других ртутьсодержащих отходов потребления и производства, а также выполнения в городах исследований по выявления загрязненных ртутью помещений с целью проведения затем комплекса демеркуризационных мероприятий по ликвидации источников загрязнения.

 

5.3Общая характеристика ртутных ламп

 

Составной частью ртутных ламп является стеклянная колба, по обоим концам которой впаяны ножки с катодами. Катод обычно представляет собой биспираль из вольфрамовой проволоки, покрытую тонким слоем оксидов щелочноземельных металлов. Цоколь ламп изготавливается, как правило, из алюминия; в лампах присутствуют также медь (выводы, латунные штырьки), никель (выводы), цинк (латунные штырьки), олово (припой), свинец (припой и ножка) и другие химические элементы. В колбу люминесцентной лампы (после удаления воздуха и тщательного обезгаживания) вводится инертный газ (аргон, ксенон, неон или их смесь), который облегчает зажигание лампы и уменьшает распыление катодов в процессе работы. В ртутных лампах высокого давления обычно используется смесь «аргон+ртуть», а в металлогалогенных лампах – Ar+Hg+NaI+TaI+InI3 и другие галоидные смеси.

В группе ламп высокого и сверхвысокого давления в наиболее массовом порядке изготавливаются ртутные лампы типа ДРЛ. Обычно они имеют стеклянную колбу примерно эллиптической формы, внутри которой находится трубчатая кварцевая горелка (так называемая ртутная горелка). На внутреннюю поверхность колбы нанесен тонкий слой люминофора, который поглощает ультрафиолетовое излучение ртутной горелки и преобразует его в видимое излучение исправленной цветности. Колбы ламп высокого и сверхвысокого давления могут иметь зеркальное или матовое покрытие.

 

5.4 Производство и использование ртутных ламп в России

 

В 2000-2004 гг. в России объемы производства трубчатых люминесцентных ламп низкого давления достигали 69-71 млн. шт./год, ламп высокого и сверхвысокого давления – 6,5-7 млн. шт./год.

С учетом масштабов производства искусственных источников света непосредственно в России и внутренних потребностей страны в таких изделиях, общее количество всех видов ртутных ламп, которые в последнее время ежегодно ввозятся в страну, может быть оценено в 25-35 млн. шт./год (с ними в Россию ежегодно «поставляется» до 0,5-0,6 т ртути).

 

 

Таблица 5.1 Потребление ртути электроламповой промышленностью России 1

Потребители ртути

Масса ртути, кг

Доля, %

ОАО «Лисма», г. Саранск

4400

58,7

ОАО «Свет», г. Смоленск

2600

34,7

Прочие производители

350

4,6

Производство неоновых трубок

150

2

Итого

7500

100

1 Приводимые данные достаточно адекватно отражают ситуацию, характерную для отечественной электроламповой промышленности в 2005-2009 гг. В целом на долю электроламповой промышленности приходится около 4% ртути, ежегодно потребляемой в России в различных отраслях промышленности и сферах деятельности.

 

5.5 Использованные лампы как потенциальный источник загрязнения среды обитания

 

В отечественных, справочниках по светотехнике и каталогах светотехнических изделий обычно приводятся сведения, что количество ртути в люминесцентной лампе низкого давления (наиболее массовой продукции данного вида изделий), изготовленной на российских заводах, составляет от 20 до 50 мг. Однако известно, что используемая на российских электроламповых предприятиях технология изготовления указанных ламп изначально базировалась на введении в каждое изделие от 80 до 120 мг металлической ртути. Именно такое количество металла помещается в автомат-дозатор, причем в каждую лампу в конечном счете попадает порядка 50-80 мг ртути (остальная ртуть теряется в ходе технологических процессов).

Если предположить, что содержащиеся в отработанной и выброшенной лампе 50 мг ртути в конечном счете поступят (испаряться) в атмосферу, то этого количества достаточно для того, чтобы загрязнить воздух токсичной ртутью до уровня её ПДК (предельно допустимой концентрации) в помещении объемом в 160 тыс. м3.

Важнейшим компонентом люминесцентных и некоторых других ртутных ламп являются люминофоры – синтетические вещества, преобразующие поглощаемую ими энергию в световое излучение. Обычно ламповые люминофоры производят на основе галофосфата кальция, ортофосфатов, силикатов и вольфраматов элементов II группы периодической системы, фторидов, оксихлоридов и оксисульфидов металлов. В состав люминофоров может входить широкий круг химических элементов (Pb,  Ga,  Ag,  Cu,  Mn,  Sb, Cd,  Sn,  Sr,  Ce,  Sm,  Ba, Y,  Yb,  La и др.). В свое время в СССР наиболее широкое применение получил люминофор ГФК (галофосфат кальция), представляющий собой сложное по химическому составу вещество, содержащее фосфат кальция, фтор, хлор и активаторы (сурьму, марганец). В лампах типа ДРЛ в качестве люминофоров применяют главным образом фосфат-ванадат иттрия, активированный европием.

Во многих типах ртутных ламп присутствуют также цоколевочная мастика, гетинакс и изоляционные материалы, которые изготавливаются с использованием органических веществ, способных в условиях окружающей среды трансформироваться в опасные поллютанты. В некоторых ртутных лампах высокого давления в определенном количестве присутствует токсичный таллий. Стекло, алюминиевые цоколи и другие цветные металлы, содержащиеся в лампах, являются ценным вторичным сырьем, которое, безусловно, должно возвращаться в хозяйственный оборот.

В России отработанные и бракованные ртутные лампы и люминесцентные ртутьсодержащие трубки включены в «Федеральный классификационный каталог отходов» как отходы, обладающие первым классом опасности для окружающей среды, и подлежат обязательному обезвреживанию (переработке) с использованием соответствующих технологий с целью извлечения из них токсичной ртути.

Расчеты показывают, что в России в последнее время ежегодно выходит из строя порядка 72 млн. ртутных ламп, 95% из которых составляют «стандартные» трубчатые люминесцентные лампы. В этих лампах (в основном отечественного производства) содержится более 4 т ртути, около 1100 т люминофора, более 300 т металлических (алюминиевых) цоколей и около 17 тыс. т стекла, присутствуют также другие тяжелые металлы и некоторые органические поллютанты. Из указанного количества изделий ежегодно перерабатывается не более 40%, что, в первую очередь, обусловлено отсутствием во многих регионах и городах России селективной системы сбора вышедших из строя ртутных ламп и необходимых для их обезвреживания технологий.

 

5.6 Энергоэффективное и экологичное освещение промышленных предприятий.

 

В настоящее время более 90% промышленных предприятий для освещения внецеховой (уличной) территории использует светильники с ртутными лампами типа ДРЛ. «Автоколонна № 1375» в данном случае не является исключением из общего правила. Уличная территория, автомобильная стоянка, заправочная станция освещаются лампами  типа ДРЛ – 400 общим количеством 63 штуки. Данный тип ламп имеет низкий КПД, обусловленный несовершенной конструкцией.

В экологической части своего дипломного проекта я предлагаю модернизировать уличное освещение Автоколонны № 1375 путем замены ртутных ламп типа ДРЛ  на более экономные и экологически безопасные натриевые лампы. 

Лампы типа ДРЛ применяемые сейчас на АТП  используют газовый разряд в парах ртути. При этом содержание ртути в лампе достаточно велико.

Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко-оранжевый свет.

При замене ртутных ламп на их натриевые заменители следует соблюдать правила :
WLS 110 Вт заменяет ДРЛ 125 Вт в ее светильнике
WLS 210 Вт заменяет ДРЛ 250 Вт в ее светильнике
WLS 330 Вт заменяет ДРЛ 400 Вт в ее светильнике

Современные технологии позволяют уменьшить потребляемую мощность лампы в два раза, с сохранением ее светоотдачи. В нашем случае лампу типа ДРЛ – 400 потребляемой мощностью 400 Вт можно заменить натриевой лампой  с потребляемой мощностью 330 Вт.

Рисунок 5.1Ртутная лампа ДРЛ слева, современная натриевая лампа справа

 

Таблица 5.2 Параметры ртутных и натриевых ламп высокого давления

Ртутные лампы высокого давления

Натриевые лампы высокого давления

Применение
Для внешнего освещения - площадей, жилых микрорайонов, парков, спортивных и индустриальных зон.
Для внутреннего освещения –, общественных зданий, спортивных залов, цехов.

Применение
Для внешнего освещения – улиц, площадей, жилых микрорайонов, скоростных магистралей, спортивных и индустриальных зон
предназначены для прямого использования в светильниках для дуговых ртутных ламп.

 

Исполнение
в светорассеивающей эллипсоидной колбе

Исполнение
в прозрачной цилиндрической колбе

 

 

Продолжение таблицы 5.2

               Основные характеристики ртутной лампы

 

Тип

Мощность
[ Вт ]

Напр.
на
лампе
[ В ]

Световой
поток
[ Лм ]

Цоколь

ДРЛ 125 W

125

125

6300

E27

ДРЛ 250 W

250

130

1300

E40

ДРЛ 400 W

400

135

22000

E40

Габаритные размеры ртутной лампы (mm)

Тип

ДРЛ 125W

ДРЛ 250W

ДРЛ 400W

Lмакс.

76

91

122

Dмакс.

175

227

288

Вес(г)

65

165

245

Основные характеристики натриевой лампы

 

Тип

Мощность
[ Вт ]

Напр.
На
лампе
[ В ]

Световой
поток
[ Лм]

Цоколь

WLS 110 W

110

100±15

8000

E27

WLS 210 W

210

100±15

18000

E40

WLS 330 W

330

100±15

32000

E40

Габаритные размеры натриевой лампы (mm)

Тип

WLS 110W

WLS 210W

WLS 330W

L макс.

205

205

240

D макс.

47

47

47

Вес(г)

145

150

170

 

Продолжение таблицы 5.2

 

График световой интенсивности ртутной лампы

  • Натуральный белый свет
  • Рабочее положение  - любое
  • Устойчива к снижению напряжения в сети

 

График световой интенсивности натриевой лампы

  • Индекс цветопередачи Ra 25
  • Световая эффективность до 97 лм/Вт
  • Длительный срок службы

 

 

Как видим из таблицы 5.2 натриевая лампа WLS 330  дает увеличение светового потока на 10000 Лм по сравнению с ртутным аналогом ДРЛ 400. Учитывая, что цоколь натриевой лампы совпадает с цоколем ртутной, переделки светильников не  потребуется. Натриевая лампа для своей работы требует подключения к уже существующему дросселю ртутной лампы дополнительного дросселя, который включается  в цепь последовательно. Замена ламп и монтаж дополнительных дросселей может производиться силами двух электриков предприятия под руководством мастера электриков  при помощи передвижной механической лестницы.

В настоящее время стоимость одной натриевой лампы WLS 330 составляет 220 рублей. Стоимость одной ртутной лампы - 130 рублей. Однако ресурс или  наработка на отказ у натриевых ламп в два раза больше чем у ртутных лампы и составляет для натриевой лампы 30000 часов а для ртутной лампы 16000 часов. На этом основании принимаем расходы на приобретение и последующую замену ртутных и натриевых ламп одинаковыми.

Как уже говорилось выше,  для освещения  уличной территории «Автоколонны № 1375»  используется 63 лампы ДРЛ – 400, суммарной потребляемой мощностью 25, 5 кВт/ч, Продолжительность работы наружного освещения носит сезонный характер и может составлять в сутки от 17 часов в зимний период до 6 часов в летний. Возьмем среднегодовую продолжительность темного времени суток – 12 часов, что за месяц составит 360 часов (30 дней). Получается, что суммарная мощность 63 ламп  ДРЛ - 400  уличного освещения

 

63 * 400Вт = 25,2 кВт.

 

Суммарное потребление энергии всех ламп ДРЛ – 400 в месяц составит

 

25,2 * 360ч = 9072 кВт/ч

 

При стоимости  1 кВт/ч – 3,07 рубля, расходы составят  27851.04 рублей в месяц.

Теперь рассчитаем энергопотребление натриевых ламп.

Суммарная мощность натриевых ламп  WLS 330  составит:

 

63 * 330 Вт =  20.80 кВт

 

За месяц:

 

20.8кВт *360 ч = 7484.4 кВт/ч

 

При стоимости 1 кВт/ч – 3,07 рубля, расходы на освещение натриевыми лампами составят 7484.4  * 3.07 = 22977.1 рубля

Экономия в месяц: Эмес =27851.04 – 22977.1 =  4873.94 рубля

 

Стоимость 63 комплектов натриевых ламп WLS 330 равна в настоящее время  22050 рублей Данное мероприятие позволяет экономить в месяц: Эмес =4873.94  руб., в год:

 Эгод =58487.3 рублей в   год.

 

5.7 Вывод

 

Таким образом предложение по модернизации уличного освещения на Автоколонне № 1375 дает не только экологический но и значительный экономический эффект!




Комментарий:

Раздел дипломной работы полный!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы