|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Программный комплекс aquacad в с. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.Что позволяет получить новый технологический прорыв в тепловидении? В мире 20 фирм в семи странах выпускают более 50-ти типов тепловизоров 3-го поколения с разрешающей способностью 320*240 пикселей. Сегодня лучшие образцы (Boeing Co., Reytheon) имеют разрешение 640*480 пикселей при размере пикселя 25*25 мкм. Рынок этих систем жестко контролируется. Для экспорта тепловизоров с матрицей 640*480 пикселей из США требуется разрешение Президента страны. Это товар стратегического значения. В России предприятия «Циклон» и «Орион» ведут разработки микроболометрических матриц с разрешающей способностью 300 пикселей в строке. Тепловизоры третьего поколения имеют чувствительность (минимально различимую разность температур) 0,1 ° К. До настоящего времени подавляющее большинство тепловизионных систем, использующихся в России и за рубежом, были на основе криоохлаждаемых преобразователей, что резко ограничивало их широкое применение. Прежде всего, необходимо зафиксировать, что кооперацией «Электронинвест» - МКБ «Электрон» разработаны пироэлектрические преобразователи с характеристиками: число элементов пиромишени 2500*2500 при размере элемента («пикселя») 15*15 мкм. Тепловизор на пироЭОПе («пироЭОП» - от «пироЭлектронный Оптический Преобразователь») позволяет увеличить чувствительность до 0,01 ° K благодаря ряду революционных конструктивных решений, защищенных множеством патентов. ПироЭОПы, созданные этой кооперацией, работают при температуре окружающей среды, т.е. не требуют специального охлаждения. Следует подчеркнуть чувствительность тепловизионных систем на пироЭОПах в диапазоне 8-14 мкм, что делает их перспективными для использования даже в условиях тумана. При этом стоимость разработанных кооперацией тепловизионных приборов (которая, в основном, определяется стоимостью чувствительного элемента – матрицы) в несколько раз ниже стоимости продукции фирм Запада и Японии. Где перспективно применение тепловизионных систем 3-го и 4-го поколения? В условиях предстоящего энергоперевооружения России (планируемый объем инвестиций в энергетику – не менее 200 миллиардов долларов США) и грядущего перехода всей мировой промышленно-экономической и коммунальной инфраструктуры на новые энергоэффективные технологии прогнозируется безусловное расширение использования средств тепловизионной диагностики во всей сфере производства и потребления энергии. В частности, в области эксплуатации тепловых и электрических сетей, включая трубопроводный транспорт энергоносителей – для обнаружения утечек и потерь при разрывах и других местах нарушения движения. С использованием средств воздушного базирования оперативно и эффективно обнаруживаются повреждения и аварии. В сфере энергопотребления тепловизионные системы позволят как контролировать зоны избыточного энерговыделения, так и оптимизировать учет потребляемого тепла. Прогнозируется использование средств тепловизионной диагностики на основе пироЭОПов как на промышленных объектах, так и в коммунальном хозяйстве. Прогнозируемый объем продаж – не менее 20 000 шт. со средней стоимостью 8000 долларов (общий объем рынка - $ 160 000 000). В области медицины – для построения динамической температурной топологической картины поверхности организма для ранней дифференциальной диагностики заболеваний. По своей информационной емкости новые тепловизионные системы существенно дополняют известные методы (УЗИ, компьютерной ЯМР- и рентгеновской томографии). Прогнозируется реализация тепловизоров специальной комплектации с высокой разрешающей способностью и чувствительностью в количестве 5000 штук в год по цене $ 30 000 (объем рынка $ 150 000 000). Для контроля различного оборудования (от печатных плат и интегральных схем до трения в подшипниках и деталях машин). Цена от $ 8 000 при потребности рынка 100000 шт. (объем рынка - $ 800 000 000). Для оснащения самолетов с целью повышения безопасности посадки в условиях плохой видимости из-за плохих метеоусловий и в темное время суток. Предполагается использовать в комплексе со стандартными бортовыми средствами обеспечения посадки. Цена $ 75 000 при потребности 2 000 изделий в год (объем рынка $ 150 000 000). В судоходстве для обеспечения безопасности движения морских и речных судов в тяжелых условиях навигации, обнаружения мелководья, зауженности русла, высокого трафика. Ориентировочная цена $ 50 000 при потребности 2 000 изделий в год (объем рынка $ 100 000 000). Как средство обеспечения безопасности дорожного движения (в том числе для установки на автомобилях) в условиях плохой видимости и тумана. ПироЭОП бытового исполнения с рыночной ценой от $ 300 при потребности более 500 тыс. шт. в год (объем рынка $ 150 000 000). Для систем космической диагностики биосферы и инфраструктуры земной экономики. Повышение чувствительности и разрешающей способности приборов на пироЭОПах позволит обнаруживать очаги лесных пожаров площадью на порядок меньшей, нежели сегодня обеспечивают существующие средства ИК-Диагностики. Это позволит тушить пожары на самой ранней стадии и завершать тушение фактически за один самолето-вылет. Уменьшение расходов на тушение пожаров в десять раз означает экономию десятков миллиардов долларов США, которые ежегодно теряет мировая экономика на борьбе с этим бедствием. Прогнозируется потребление тепловизионных систем космического базирования на основе пироЭОПов в количестве не менее 100 шт. в год при цене до $ 5 000 000 (объем рынка $ 500 000 000). Охранные системы. Широкий выбор охранных систем для объектов стратегического значения (АЭС, химические предприятия, военные объекты), крупных корпораций. В зависимости от конфигурации диапазон цен от $ 500 до $ 200 000 (прогнозируемый объем рынка более $200 000 000)/ При проведении спасательных работ в условиях природных и техногенных катастроф, требующих поиска людей под завалами. В зависимости от конфигурации цена от $ 8 000 до $ 30 000 при потребности не менее 5 000 изделий в год ( прогнозируемый объем рынка $ 100 000 000). Таким образом, прогнозируется объем рынка тепловизионных систем на основе пироЭОПов $2310000000. Почему этот рынок до сих пор не достиг подобных объемов? И почему тепловизионные системы МКБ «Электрон» будут иметь преимущества на этом рынке, когда он достигнет прогнозируемых объемов? Любая диагностическая система получает распространение при условии того, что соотношение цена/качество достигает некоего порогового уровня. Тепловизионные системы 3-го поколения появились совсем недавно. В настоящее время тепловизионная техника этого поколения выпускается рядом фирм США, Франции, Швеции и Японии. Спрос на нее постоянно растет, несмотря на высокую стоимость. Следует отметить, что тепловизионные системы 3-го поколения появились как раз в период экономических преобразований в России и из-за их высокой стоимости практически отсутствуют на отечественном рынке. Поэтому в России, как и в ряде зарубежных стран, в значительной мере используются тепловизионные системы предыдущего поколения. Поскольку предлагаемые тепловизионные системы на основе пироЭОПов имеют соотношение качество / цена, превосходящее лучшие зарубежные образцы 3-го поколения, то, естественно, перспектива занять значительную долю рынка в России и за рубежом у них превосходная. Несмотря на то, что вся номенклатура изделий, перечисленных выше, имеет сегодня рыночную стоимость в 3-5 раз выше, нежели разрабатываемая «Электроном», тем не менее даже в условиях высоких цен очевидно, что применение тепловизионной технологий неуклонно расширяется, поскольку несет в себе огромный прикладной потенциал , связанный с уникальными возможностями диагностировать значительную гамму тепловых источников. Так, программы перевода промышленно-экономического потенциала на энергоэффективные технологии только разрабатываются в ведущих странах. Применению же тепловизионных систем в оценке энергоэффективности альтернативы попросту нет. Уже сегодня существуют фирмы, поставляющие диагностические системы потребителям тепла и сокращающие их расходы в 2-3 раза (с оплатой монтируемого за счет фирмы-поставщика оборудования из сэкономленных потребителем средств). Энергетика находится на пороге жесткой конкуренции средств диагностики и средств энергосбережения. Еще более очевиден выигрыш в медицине. Здесь увеличение чувствительности на порядок (которое обеспечивают пироЭОПы) позволяет фиксировать динамику тепловых процессов, связанных с кровотоком, что дает принципиально новое качество экспресс-диагностики организма. И это при том, что даже статические топологические термограммы поверхности тела чрезвычайно информативны. Динамические термограммы позволят эффективнее других методов осуществлять раннюю диагностику нарушений кровообращения мозга, сердца, сосудов конечностей, позволяя предотвратить инсульты, инфаркты и тромбообразование. Если учесть стоимость новых тепловизионных систем на пироЭОПах (в 3-5 раз ниже существующих), то рыночный спрос на них обретет принципиально новый масштаб. И у «Электрона» на ближайшие 5-7 лет нет конкурентов. Возвращаясь к использованию тепловизионной техники при тушении пожаров следует особо подчеркнуть ее возможности при диагностике подземных пожаров, особенно, высохших залежей торфа. Авиационная профилактическая диагностика подземного пожара (и здесь увеличение чувствительности на каждые 0,01° К дает значительный эффект) позволит обеспечить устранение очагов на начальной стадии и избежать масштабных катастроф, подобных той, что произошла в Московском регионе в 2002 году. Следует подчеркнуть, что появляющиеся в масс-медиа сведения о новых сферах использования тепловизионных систем (например, вертолетный комплекс в С.-Петербурге на основе криоохлаждаемого преобразователя для дистанционной диагностики состояния систем теплоснабжения коммунального хозяйства, тепловизионная система, устанавливаемая японскими фирмами на дорогие автомобили для обеспечения безопасности движения) только подкрепляют аргументацию в пользу тепловизионных систем МКБ «Электрон».
Б.М.Долгоносов О.В.Богданович Д.В.Громов, К.А.Корчагин, Институт водных проблем РАН, Западная водопроводная станция МГП «Мосводоканал» Важным компонентом системы управления качеством воды на водопроводной станции является автоматизированная информационно-моделирующая система (ИМС), предусматривающая проведение мониторинга, прогнозирование качества воды и выработку решений по управлению технологическими процессами. ИМС AquaCAD разработана для технологической подсистемы комплекса водоснабжения [ВСТ, 2003, № 6]. Она предназначена для расчета барьерной функции водопроводной станции по различным показателям качества воды, что важно знать при планировании водоохранных мероприятий на источниках водоснабжения, а также позволяет автоматизировать решение различных технологических и управленческих задач на водопроводной станции. При использовании автоматизированных систем для решения локальных проблем технологического управления предприятие сталкивается с множеством проблем. Это и недостоверность показаний приборов, и отказы в системе управления, и отсутствие возможности прогнозировать ситуацию на сколько-нибудь значимый период. Эти проблемы можно устранить, если рассматривать автоматизацию не просто как способ замещения ручного труда непосредственно при управлении производством, а как средство анализа, прогноза и управления. Полезный эффект простой автоматизации (реализуемой в форме диспетчеризации) невысок: в лучшем случае, он лишь незначительно превышает издержки эксплуатации самой системы контроля и управления. Переход от диспетчеризации к системе поддержки принятия решения означает переход к новому качеству — интеллектуальной информационной системе предприятия. Единая диспетчерская служба водопроводной станции, централизованное представление данных контроля, общая нацеленность на автоматическое, с минимумом участия персонала, управление технологическими объектами позволяют перейти к следующему этапу технического развития с применением математического моделирования. На этом этапе решающую роль играют современные информационные технологии, в частности ИМС, широко применяющиеся в химической промышленности. Разработанная ИМС AquaCAD состоит из двух блоков: информационного и моделирующего. Информационный блок включает систему диспетчерского контроля и сбора данных SCADA, базу данных и программы первичной обработки информации. База данных содержит информацию о качестве воды, режимах ее обработки, состоянии технологических сооружений и т.д., в том числе широкий спектр показателей качества воды, измеряемого на входе и выходе водопроводной станции и в различных точках технологических линий. Моделирующий блок включает математические модели действующих технологических сооружений, процедуры адаптации моделей, значения параметров моделей, результаты расчетов. В основу организации моделирующего блока положен принцип первичности задач, в соответствии с которым структура интерфейса базы данных и характер моделей определяются потребностями сформулированных задач управления. В связи с тем, что для адаптации и функционирования моделей требуется определенная исходная информация, которая не всегда имеется, а ее получение требует затрат сил и времени, разработаны минимальные специализированные (не универсальные) модели, пригодные для использования в условиях дефицита информации. Программный комплекс AquaCAD состоит из четырех разделов: 1. Инженерные расчеты – для определения параметров моделей. 2. Поверочные расчеты – для определения показателей качества воды при заданных дозах реагентов. 3. Оптимизация – для определения доз реагентов при заданных ограничениях на качество обработанной воды и минимуме стоимости, а также для нахождения барьерной функции водопроводной станции. 4. Ретроспективные расчеты – для оценки изменения показателей качества воды и параметров технологии за определенный период. Расчет водопроводной станции проводится по отдельным технологическим линиям с использованием математических моделей основных сооружений, включая смесители, камеры хлопьеобразования, отстойники, фильтры. В настоящее время рассчитывают следующие показатели качества воды: мутность, цветность, перманганатную окисляемость, фитопланктон, остаточный алюминий. Точность расчетов иллюстрируют данные таблицы. Отклонение результатов расчетов от данных измерений меньше, чем статистический разброс самих данных измерений (исключая мутность фильтрата, для которой эти величины сопоставимы), что свидетельствует о хорошей точности прогнозных расчетов. По мере развития системы список показателей качества будет пополняться. Проведены успешные испытания программного комплекса на Западной водопроводной станции Москвы. Применение ИМС позволяет изучить барьерную функцию водопроводной станции и с ее помощью оценить возможности действующих очистных сооружений по устранению антропогенного загрязнения природных вод. Применение программного комплекса AquaCAD позволит: • повысить надежность работы технологических сооружений водопроводной станции путем прогнозирования хода технологических процессов с помощью математических моделей; • уменьшить производственные расходы за счет оптимизации доз реагентов; • улучшить условия труда, повысить уровень подготовки и качество работы персонала; • выйти на новый уровень автоматизации технологических процессов и управления производством; • принимать наиболее обоснованные решения при реконструкции и развитии технологических сооружений. Расхождение расчетных (прогноз на сутки вперед) и измеренных значений показателей качества воды в различных точках технологической линии за период 01.05–03.06.2003 Показатель качества воды Среднее значение за расчетный период Разброс данных (станд. откл.) Станд. откл. расчет-измерение Мутность, мг/л исходная 11 2,7 отстойник 1,2 0,59 0,40 фильтрат 0,22 0,053 0,059 Цветность, ПКШ исходная 29 5,2 отстойник 9,3 1,6 0,77 фильтрат 7,2 1,4 0,70 Окисляемость перманг., мг/л исходная 8,4 1,5 отстойник 4,3 0,51 0,38 фильтрат 3,5 0,47 0,31 Фитопланктон, кл/мл исходная 62 000 13 000 отстойник 1700 1100 500 фильтрат 490 410 ПО Алюминий, мг/л доза коагулянта (по А1) 4,4 0,37 отстойник 0,94 0,26 0,17 фильтрат 0,12 0,057 0,037 Из существующего в настоящее время широкого спектра методов получения воды питьевого качества на действующих водопроводных станциях применяют их весьма небольшое количество, что существенно ограничивает возможности использования водоисточников с прогрессирующим ухудшением качества воды. При наличии реальной угрозы попадания патогенных микроорганизмов в водоисточник необходимо предусмотреть дополнительные меры по снижению их концентрации в питьевой воде и удалению вредных продуктов обработки. Для этого используют: 1) коагулирование повышенными дозами с добавлением флокулянта для понижения мутности воды до 0,1 мг/л, поскольку частицы мутности являются носителями микроорганизмов; 2) хлорирование более высокими дозами; 3) УФ- облучение воды для инактивации патогенных микроорганизмов; 4) удаление остаточного алюминия – побочного продукта коагулирования – с помощью фильтров; 5) снижение концентрации хлорорганических соединений на сорбционных фильтрах. При угрозе загрязнения водоисточника нефтепродуктами, фенолами, диоксинами и другими органическими ксенобиотиками следует предусмотреть использование сорбционных фильтров, возможно с предозонированием. При опасности попадания тяжелых металлов в исходную воду необходимо использовать аэрацию или озонирование для перевода металлов из ионной формы в гидроксидную с последующим удалением в процессе коагуляционной очистки. При наличии органических комплексов металлов технологию дополняют углеванием перед фильтрами или стадией доочистки на фильтрах со слоем гранулированного активированного угля. С ухудшением качества воды в водоисточнике наряду с действующей технологией подключают дополнительные методы. Это увеличивает стоимость очистки, поскольку связано с крупными капиталовложениями на реконструкцию имеющихся сооружений или строительство новых. К примеру, строительство озонаторной стации требует капиталовложений до 100-150 тыс. USD на производство 1 кг/ч озона. При обработке воды озоном в дозе до 5 мг/л на станции с производительностью по воде 10 тыс. м3/ч производство озона должно составлять 50 кг/ч, соответственно, капитальные затраты увеличатся как минимум до 5 млн USD. Больших капиталовложений требует и применение сорбционных методов: от 1200 USD за 1 т порошкообразного активированного угля до 2500–3000 USD за 1 т гранулированного сорбента. Увеличиваются также эксплуатационные расходы, обусловленные повышением доз реагентов: коагулянта, флокулянта, озона, активированного угля и др. Наиболее дорого обходится применение активированного угля. Если при штатной ситуации (умеренной антропогенной нагрузке на водоисточник) активированный уголь используют редко, как правило, в период паводка и цветения фитопланктона, то при увеличении содержания органических ксенобиотиков в исходной воде доза угля повышалась до 50 мг/л и более. При указанной цене порошкообразного активированного угля получим прирост стоимости обработанной воды только за счет угля до 60 USD на 1000 м3, что примерно в 10 раз превышает штатные расходы на реагенты (которые составляют около 20% себестоимости обработанной воды) и в 2 раза – нынешнюю себестоимость производства питьевой воды на крупных водопроводных станциях (без учета транспортировки по распределительной сети). В итоге мы имеем троекратное увеличение стоимости воды по сравнению с нынешней ситуацией. В особо неблагоприятных случаях возможно и более значительное удорожание воды. Вывоз мусора опасные и утилизация отходов Газопровод. Концепция энергоэффективного зда. Повышение эффективности использо. Тепловой баланс. Проект стратегии реформирования. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
