Цикл, схема проекту

1.6. Цикл, схема проекту.

Дана схема працює за методом прямого скраплення. Метод прямого скраплення реалізується в зворотному термодинамічному циклі скраплення випаровується з вантажного танка вантажу. При цьому в якості холодильного агента використовуються пари вантажу у відкритому циклі. Найпростіша схема установки безпосередній реконденсації представлена ​​на малюнку.

Випаровується в вантажному танку газ засмоктується компресор 3 через віддільника рідини 2 і стискається до тиску конденсації, що визначається температурою забортної води. Далі стиснений газ через масловіддільник 4 проступає в конденсатор 5 і конденсується в ньому. Сконденсований газ проступає в ресивер 6, а звідти через регулюючий вентиль 7 дроселюється в вантажний танк. На схемі зображено для простоти одноступінчастий компресор. При відношенні тисків Pк / Pи, що перевищує 8, встановлюють двоступеневий компресор.

Вже згадана схема найбільш компактна, не вимагає вахтового обслуговування і має найбільш низькі значення початкової вартості і експлуатаційних витрат. Однак ці установки мають істотні недоліки. Наявність підвищеного тиску в системі повторного зрідження створює потенційну можливість витоку газу в компресорному відділенні і освіти вибухонебезпечних сумішей. Крім того, мастило компресора, потрапляючи в вантаж, що перевозиться, забруднює його, що в певний випадках неприпустимо. Самі компресори працюють в більш важких умовах: наявність летючих компонентів в газі сприяє підвищенню тиску і температури нагнітання, рідкі формації важких компонентів, потрапляючи в картер, розбавляють мастило. Деякі вуглеводні (бутадієн) викликають утворення смолистих опадів. Такі забруднення засмічують арматуру, осідають на клапанах і виводять з ладу прилади автоматики.

На представленій схемі діюча установка повторного зрідження, що працює за прямим методом зрідження. Вона використовується на багатоцільових газовозах, призначених для перевезення СНД і на метановозами для часткового зрідження (35%) природного газу. Установка може працювати в двох режимах.

1.Режим повного зрідження СНД.

Пари газу з вантажний ємності 7 відсмоктуються через повітронагрівач 5 (тут він нагрівається) підтискає компресор 11 і подаються до одного з дожимающих компресорів 1 або 4. В дожимающих компресорі газ стискається з проміжним охолодженням 2 до тиску конденсації і пропадає в конденсатор 3. Сконденсований в конденсаторі газ надходить в повітронагрівач 5, переохолоджується в ньому до температури близької до температури у вантажному трюмі і надходить в ресивер 6. З ресивера переохолоджену рідкий газ дроселюється в дросельному поплавковому клапані до тиску в вантажний ємності і надходить у вантажній трюм. Він виробляє пар для парової турбіни 12 приводу підтискає компресора 11. При перевезенні СНД котел 8 працює на рідкому паливі.

2.Режим часткового зрідження природного газу.

Природний газ відсмоктується з танка 7 через трехпотоковий повітронагрівач 10 (тут він нагрівається за рахунок теплоти часткової конденсації природного газу) підтискає компресора 11 і стискається в ньому до тиску 0,2 Мпа, при якому можлива подача газу в топку котла 8. Далі близько 55 % газу направляється в топку котла 8, а решта частина стискається двоступінчастим компресором 1 або 4 до тиску 4,2 Мпа. Під таким тиском природний газ проходить повітронагрівач 10, де конденсується і частково переохолоджується, а потім дроселюється до тиску 0,2 Мпа. Новоутворена п парорідинна суміш надходить в ресивер 9, де розділяється: утворився при дроселюванні пар направляється через регенеративний теплообменік10 в топку котла, а залишилася рідина дроселює до атмосферного тиску в дросельному поплавковому клапані і надходить в грозовий танк 7.

1.7. Обґрунтування обраного конструктивного рішення

Розділ 2. Аналітична частина.

2.1. Розрахунок холодопродуктивності

2.2. Тепловий розрахунок холодильної установки

2.3. Розрахунок елементів холодильної установки

2.4. Підбір елементів холодильної установки

Розділ 3. Економічна частина.

3.1. Розрахунок капітальних вкладень

3.2. Маркетингове обґрунтування

3.3. Розрахунок експлуатаційних витрат і собівартості виробництва холоду

3.4. Основні техніко-економічні показники проекту

Розділ 4. Охорона праці.

4.1. Охорона праці

4.2. Навчання і інструктаж.

4.3. Безпека на морському транспорті.

4.4. Організація пожежної безпеки судна.

Розділ 5. Екологія

5.1. Парниковий ефект

Проблема парникового ефекту

Багаторічні спостереження показують, що в результаті господарської діяльності змінюється газовий склад і запиленість нижніх шарів атмосфери. З розораних земель під час пилових бур піднімаються в повітря мільйони тон частинок ґрунту. При розробці корисних копалин, при виробництві цементу, при внесенні добрив і тертя автомобільних шин об дорогу, при спалюванні палива і викид відходів промислових виробництв в атмосферу потрапляє велика кількість зважених частинок різноманітних газів. Визначення складу повітря показують, що зараз в атмосфері Землі вуглекислого газу стало на 25% більше, ніж 200 років тому. Це, безумовно, результат господарської діяльності людини, а також вирубування лісів, зелене листя яких поглинають вуглекислий газ.

З підвищенням концентрації вуглекислого газу в повітрі пов'язаний парниковий ефект, який проявляється в нагрівання внутрішніх шарів атмосфери Землі. Це відбувається тому, що атмосфера пропускає основну частину випромінювання Сонця. Частина променів поглинається і нагріває земну поверхню, а від неї нагрівається атмосфера. Інша частина променів відбивається від поверхні Планети і це випромінювання поглинається молекулами вуглекислого газу, що сприяє підвищенню середньої температури Планети.

Дія парникового ефекту аналогічно дії скло в теплиці або парнику (від цього виникла назва "парниковий ефект").

Охорона навколишнього природного середовища та раціональне використання природних ресурсів - одна з актуальних глобальних проблем сучасності. Її рішення нерозривно пов'язане з боротьбою за мир на Землі, за запобігання ядерної катастрофи, роззброєння, мирне співіснування і взаємовигідне співробітництво держав.

Проблема вуглекислоти

Безумовно, найважливішим з парникових газів є двоокис вуглецю. Його основним джерелом служать процеси спалювання органічного палива (вугілля, газ, нафта і продукти її переробки, горючі сланці, дрова). За рахунок цього в атмосферу надходить до 80% двоокису вуглецю. Існує досить велика кількість прогнозів розвитку енергетики. Однак їх точність залишає бажати кращого. У своїй більшості прогнози дають явно завищені оцінки порівняно з реальними цифрами світового енергоспоживання.

Серед стоять перед людством глобальних екологічних проблем проблема СО2 - одна з найбільш дискусійних. Багато хто вважають її удаваною, надуманою. І дійсно, поки немає реальних ознак потепління клімату, яке прогнозується деякими кліматологами і фізиками. Потепління, на їх думку, має наступити через збільшення парникового ефекту, який, у свою чергу виникає в результаті накопичення в атмосфері вуглекислого газу антропогенного походження.

У четвертинний період, включаючи й наш час, вміст СО2 в повітрі характеризуються дуже малими величинами. У Х1Х ст. вміст СО2 в повітрі також було значно нижче сучасного. За останній час на земній кулі темпи накопичення цього газу в атмосфері безпрецедентно високі.

Багато сторони процесу глобального потепління можуть бути сприятливими для людства (підвищення продуктивності рослин, розширення можливостей господарського використання територій з холодним кліматом і т. д.). Однак слід враховувати неминучість ряду труднощів, які виникнуть у зв'язку із цим процесом. Головна з них - необхідність у відносно короткий термін пристосувати багато галузей господарської діяльності до умов мінливого клімату і інших компонентів природного середовища".

На думку фізика в. І. Лебедєва, збільшення концентрації СО2 в повітрі взагалі не повинно позначитися на земному кліматі, тоді як продуктивність наземної рослинності, і зокрема зернових, буде підвищуватися.

Фізик Б. М. Смирнов також вказує на можливість збільшення врожаїв. У зв'язку з цим накопичення вуглекислого газу в атмосфері їм розглядається як фактор, сприятливий для людства.

Питання про збільшення продуктивності наземних рослин в результаті зростання концентрації СО2 у повітрі, проте, далеко не так простий, як про це пишуть автори оптимістичних прогнозів.

Швидше за все невірні ті твердження деяких фізиків, що біосфера вже зараз виконує функцію буфера і асимілює тим більше СО2, чим більше його надходить у атмосферу. Біосфера поки не виконує такої функції. Навпаки, під дією зростаючого антропогенного навантаження вона руйнується і стає джерелом величезних кількостей СО2.

Песимістичні прогнози наслідків антропогенного потепління клімату засновані на уявленні про існування динамічної рівноваги між усіма компонентами природного середовища та небезпеки порушення цієї рівноваги. Зокрема, антропогенне потепління клімату і пов'язане з ним зменшення, а потім і зникнення мас снігу і льоду в високих широтах і на полюсах Землі значно послаблять меридіональну атмосферну циркуляцію і, як наслідок цього, зволоження материків. Якими б не були наслідки збільшення СО2 в повітрі, їх позитивний ефект не йде ні в яке порівняння з від'ємним (танення материкових льодовиків і деградація багаторічної мерзлоти), який неминучий у випадку "антропогенного перегріву" Землі.

Як вже зазначалося, за останні 250-300 років рівень Світового океану підвищувався в середньому на 1 мм в рік. У 20-х роках ХХ ст. піднесення його досяг 1,4-1,5 мм у рік, що еквівалентно щорічному збільшенню океанічної водної маси на 520-540 куб. км. Передбачається, що в 20-х роках ХХ1 ст. швидкість підвищення океанічного рівня перевищить 0,5 см в рік.

Найбільш значні масштаби прогнозоване антропогенне потепління клімату повинно мати в Арктиці і Субарктиці. Тут вже на початку ХХ1 ст. може відбутися деградація багаторічної мерзлоти і осідання вкритих кригою порід. Всім містам, селищам і комунікацій, побудованим на таких породах, загрожує руйнування.

Є всі підстави думати, що радикальні кліматичні зміни і відповідна їм деградація льодовиків будуть супроводжуватися також порушенням режиму процесів, що йдуть в глибинах Землі. Внаслідок танення льодовиків і перерозподілу водних мас від полюсів до низьких широт швидкість обертання Землі буде сповільнюватися на незначну величину. Тим не менш, це повинно викликати зміна її форми. Сплюснутість землі дещо зменшиться. В середніх і низьких широтах повинні вирости напруги стиснення. Чи зможуть імпульси додаткового стиснення, викликані антропогенним фактором, стимулювати вулканізм та землетрусу в Тихоокеанському поясі, Середземномор'ї і в інших подібних районах?

Якщо у зв'язку з розпадом Західно-антарктичного льодовикового щита стовп води в океані швидко виросте на 5-7 м, то цього може виявитися достатньо для активізації сейсмовулканических процесів у найбільш "чутливих" до зміни навантаження ділянках океану.

Підтоплення околиць материків і зміна географії їх вологих і посушливих зон позначаються і на підземній "гідросфері". Не будуть підняття і опускання земної кори в зонах нарощування та зменшення природних водонапірних горизонтів супроводжуватися порушенням сейсмічної активності? Дані про антропогенних осідання і підняттях земної поверхні, збуджуючих сейсмічність, свідчать про ймовірність таких подій.

Динамічна рівновага між земними оболонками, яке підтримується повільно йдуть геологічними і географічними процесами, може порушитися катастрофічно швидко, протягом сотень років. Таке порушення, безсумнівно, завдасть величезної шкоди світовому господарству, хоча технічний геній людства, напевно, зможе протистояти йому. Отже, чим раніше буде вжито заходів протидії збільшення концентрації атмосферного СО2, тим краще буде для біосфери і людини.

Причини зростання концентрації вуглекислоти

До недавнього часу більшість дослідників вважали спалювання викопного палива чи не єдиною причиною зростання вмісту СО2 в повітрі в Х1Х і ХХ ст.

Сьогодні серед процесів, що порушують редукцію ґрунтово-рослинного покриву суші стоять такі, як: 1) зведення лісів; 2) землеробство; 3) перевипас і ряд інших порушень.

Зведення лісів при будівництві. гірських розробках, створенні водосховищ і особливо перетворення лісових земель у сільськогосподарські вважається найважливішим процесом, що веде до невідновної втрат органічної речовини біосфери. 25% міститься в атмосфері вуглекислого газу зобов'язані своєю присутністю цього процесу. Зведення лісів і спалювання палива за масштабами продукованого СО2 зараз приблизно врівноважують один одного.

Дигресія лісів відбувається при надмірному використанні для відпочинку та туризму, при забрудненні повітря і в ряді інших випадків (інтенсивна пастьба, підтоплення місцевості, осушення прилеглих боліт та ін). Спостереженнями встановлено, що навіть незначна за часом навантаження викликає зміни у ґрунтово-рослинному покриві, порівнянні з тими, які відбуваються при тривалому використанні. Механічне пошкодження дерев призводить до розвитку хвороби і шкідників. При масовому відвідуванні лісів гинуть нижні яруси рослинності, витоптується ґрунтова підстилка і страждає гумусовий горизонт. Так, на стоянках та майданчиках для відпочинку в лісі запаси органічної речовини в ґрунті знижуються на 50% і більш.

Досить відчутно виродження лісів при значному забрудненні повітря. Летюча зола, вугільна і коксовий пил закупорюють пори листя, зменшують доступ світла до рослин і послаблюють процес асиміляції. Забруднення грунту викидами пилу металів, миш'яковистої пилом у поєднанні з суперфосфатом або сірчаною кислотою отруює кореневу систему рослин, затримуючи її ріст. Токсичний для рослин і сірчистий ангідрит. Повністю знищується рослинність під впливом димів і газів мідеплавильних комбінатів в безпосередній близькості від них. Збиток рослинного покрову, і в першу чергу лісів, наноситься при випаданні кислих опадів в результаті розносу сполук сірки на сотні і тисячі кілометрів. Регіональне деструктивний вплив на лісові ґрунти мають кислі опади. Відчутне зменшення біомаси лісів відбувається, мабуть, і з-за пожеж.

Землеробство в наш час - потужний процес, що веде до швидкого зменшення запасів гумусу в ґрунтах і виділення СО2. Найбільше гумусу втрачається в результаті сильної ерозії і видування.

Крім цього, оброблювані землі втрачають гумус з-за його окислення при розчахуванні ґрунту і випалюванні рослинності при підсічної-вогневої системи землеробства. Постійна втрата гумусу ґрунтами помічена, коли в них виснажуються запаси азоту, не заповнюють добривами.

У розвинутих країнах у наш час азотне виснаження ґрунтів компенсується внесенням мінеральних азотних добрив і посівами бобових культур.

Надлишкова пастьба в тундрах, лісах, на луках і особливо на посушливих землях призводить до їх руйнування. В даний час особливо великої шкоди завдає земель Африки. Євразії, Латинської Америки та Австралії. Одночасно з опустыниваемых площ поступово віддаляється ґрунт з її органічною речовиною.

Осушення боліт призводить до окислення частини накопиченого в торфовищах органічної речовини. Крім того, при видаленні метрового шару болотних вод з площі в 1 га додатково вивільняються і окислюються десятки тон розчиненої органічної речовини.

Зрошення земель також в ряді випадків призводить до втрат ґрунту в результаті іригаційної ерозії. У той же час правильна меліорація бідних пустельних земель, навпаки, захід, яке збільшує ресурси органічного речовини у ґрунті. В даний час щорічно 0,2-0,3 млн. га зрошуваних земель перетворюються в пустищі через засолення і заболочення. Після цього вони найчастіше швидко руйнуються.

Будівництво та зростання міст, створення комунікацій і гірські розробки ведуть, як правило, до повного руйнування ґрунтово-рослинного покриву, хоча потім на частини охоплених цими процесами територій створюються культурні ґрунти і рослинність. Це лише частково компенсує втрати органічної речовини. В даний час розмах будівництва міст і комунікацій і видобуток корисних копалин збільшуються так швидко, що кілька десятків мільйонів гектарів суші будуть представляти собою землі, порушені гірничими розробками. Очевидно, не буде перебільшенням вважати, що щорічно будівельні роботи та гірський видобуток руйнують ґрунтово-рослинний покрив на площі 5-10 млн. га, що веде до убутку запасів органічної речовини біосфери, яка обчислюється десятками і сотнями тон в сухому вазі з 1га. Навіть самий обережний підрахунок повинен дати сумарну цифру щорічних втрат в кілька сотень мільйонів тон органічної речовини.

Наслідки парникового ефекту:

1. Якщо температура на Землі буде і надалі підвищуватися, це матиме серйозний вплив на світовий клімат.

2. У тропіках буде випадати більше опадів, так як додаткове тепло підвищить вміст водяної пари в повітрі.

3. У посушливих районах дощі стануть ще більш рідкісними, і вони перетворяться на пустелі в результаті чого людям і тваринам доведеться їх покинути.

4. Температура морів, також зросте, що призведе до затоплення низинних областей узбережжя і до збільшення числа сильних штормів.

5. Підвищення температури на Землі може викликати підняття рівня моря так як:

а) вода, нагріваючись стає менш щільною і розширюється, розширення морської води призведе до загального підвищення рівня моря;

б) підвищення температури може розтопити частина багаторічних льодів, що покривають деякі райони суші, наприклад, Антарктиду або високі гірські ланцюги.

Утворилася вода в кінцевому підсумку стече у моря, підвищивши їх рівень. Слід, однак, зауважити, що танення льоду, плаваючого в морях, не викличе підвищення рівня моря. Крижаний покрив Арктики являє собою величезний шар плавучого льоду. Подібно Антарктиді, Арктика також оточена безліччю айсбергів.

Кліматологи підрахували, що якщо розтануть гренландський та антарктичні льодовики, рівень Світового океану підвищиться на 70-80 м.

6. Скоротяться житлові землі.

7. Порушиться водосолевой баланс океанів.

8. Зміняться траєкторії руху циклонів і антициклонів.

9. Якщо температура на Землі підвищиться, багато тварини не зможуть адаптуватися до кліматичних змін. Багато рослини загинуть від нестачі вологи і тваринам доведеться переселитися в інші місця у пошуках їжі і води. Якщо підвищення температури призведе до загибелі багатьох рослин, то слідом за ними вимруть і багато видів тварин.

Крім негативних наслідків глобального потепління, можна відзначити кілька позитивних На перший погляд більш теплий клімат представляється благом, так як можуть зменшиться рахунки за опалення і збільшення тривалості вегетаційного сезону у середніх і високих широтах. Збільшення концентрації діоксиду вуглецю може прискорити фотосинтез.

Однак, потенційний виграш у врожайності може бути знищений збитком від хвороб, викликаних шкідливими комахами, оскільки підвищення температури прискорить їх розмноження. Ґрунту в деяких областях виявляться малопридатними для вирощування основних культур. Глобальне потепління прискорило б, ймовірно, розкладання органічної речовини в ґрунтах, що призвело б до додаткового надходження в атмосферу діоксиду вуглецю і метану і прискорило парниковий ефект.

Екологічне прогнозування

В даний час обговорюються різні заходи, які могли б перешкодити наростаючому "антропогенному перегріву" Землі. Існує пропозиція витягувати надлишок СО2 з повітря, скраплювати і нагнітати в глибоководні шари океану, використовуючи його природну циркуляцію. Інша пропозиція полягає в тому, щоб розсіювати в стратосфері дрібні крапельки сірчаної кислоти і зменшувати тим самим прихід сонячної радіації на земну поверхню.

Величезні масштаби антропогенного редукції біосфери вже зараз дають підставу вважати, що рішення проблеми СО2 має здійснюватися шляхом "лікування" самої біосфери, тобто відновлення ґрунтового і рослинного покриву з максимальними запасами органічної речовини всюди, де це можливо. Одночасно повинен бути посилений пошук, спрямований на заміну викопного палива іншими джерелами енергії, в першу чергу екологічними нешкідливими, не вимагають витрати кисню, ширше використовувати водну, вітрову енергію, а для подальшої перспективи - енергію реакцію речовини і антиречовини.

Відомо, що не буває лиха без добра, і ось вийшло так, що нинішній промисловий спад в країні виявився корисний - екологічно. Зменшилися обсяги виробництва. і, відповідно, зменшилася кількість шкідливих викидів у атмосферу міст.

Шляхи вирішення проблеми чистого повітря цілком реальна. Перший - боротьба з скороченням рослинного покриву Землі, планомірне збільшення в його складі спеціально підібраних порід, очищають повітря від шкідливих домішок. В Інституті біохімії рослин експериментально доведено, що багато рослини здатні засвоювати з атмосфери такі шкідливі для людини компоненти, як алкани і ароматичні вуглеводні, а також карбонільні сполуки, кислоти, спирти, ефірні олії та інші.

Велике місце в боротьбі з забрудненням атмосфери належить зрошенню пустель та організації тут культурного землеробства, створення потужних лісозахисних смуг. Належить провести величезну роботу щодо зменшення та повного припинення викиду в атмосферу диму та інших продуктів згоряння. Все більш нагальними стають пошуки технології для "без трубних" промислових підприємств, що працюють по замкненій технологічній схемі - з використанням всіх відходів виробництва.

Діяльність людини настільки грандіозна за розмаху, що вже набула глобального природообразующий масштаб. Досі ми переважно шукали, як можна більше взяти у природи. Пошук у цьому напрямку буде продовжуватися. Але настає пора настільки ж цілеспрямовано попрацювати і над тим, як віддати природі те, що ми у неї забираємо. Немає сумніву, що геній людства здатний вирішити і цю грандіозну задачу. Шляхи зниження впливу парникового ефекту на стан клімату Землі

Головну міру щодо попередження глобального потепління можна сформулювати так: знайти новий вид палива або поміняти технологію використання нинішніх видів палива. Це означає, що необхідно:

- зменшити споживання викопного палива. Різко скоротити використання вугілля і нафти, які виділяють на 60 % більше діоксиду вуглецю на одиницю виробленої енергії, ніж будь-яке інше викопне паливо в цілому;

- використовувати речовини (фільтри, каталізатори) для видалення діоксиду вуглецю з викиду димових труб углесжигающих електростанцій і заводських топок, а також автомобільних вихлопів;

- підвищити енергетичний коефіцієнт корисної дії;

- вимагати, щоб у нових будинках використовувалися більш ефективні системи опалення та охолодження;

- збільшити використання сонячної, вітрової та геотермальної енергії;

- істотно уповільнити вирубку і деградацію лісових масивів;

- видалити з прибережних територій резервуари для зберігання небезпечних речовин;

- розширити площі існуючих заповідників і парків;

- створити закони, які забезпечують попередження глобального потепління;

- виявляти причини глобального потепління, спостерігати за ними і усувати їх наслідки.

Повністю знищити парниковий ефект не можна. Вважають, що якби не парниковий ефект, середня температура на земній поверхні склала б - 15 градусів за Цельсієм.

Я вважаю, що зараз всі сили треба кинути на те, щоб на кожному виробництві був розроблений замкнутий цикл, тобто щоб нічого не викидалося ні повітря, ні в річки, а все перероблялося і використовувалося. Від цього всі тільки виграють. Держава отримає додаткову продукцію, а люди будуть дихати чистим повітрям.

Ймовірно, перспектива парникового ефекту може стати каталізатором світового усвідомлення термінової необхідності початку дій по захисту нашої Землі.