ВВЕДЕНИЕ 5
1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1. Процесс образования накипеобразных отложений в теплопроводах 7
1.1.1. Механизм образования отложений в теплопроводе 7
1.1.2. Оценка коррозионных процессов в городском теплопроводе 9
1.2. Виды строительных материалов 12
1.2.1. Разнообразие видов бетона 12
1.2.2. Состав сухих строительных смесей. Его влияние на технические свойства строительных материалов 14
1.2.3. Строительные материалы на основе фосфогипса 19
1.2.4. Использование наноматериалов в
строительных технологиях 24
1.3. Строительные материалы на основе отходов производства 29
1.3.1. Применение строительных материалов на основе отходов теплоэнергетики 29
1.4. Способы очистки внутренних поверхностей трубопроводов 37
2 .МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 44
2.1. Отбор проб отложений из теплопровода 44
2.2. Использование прибора для измерения удельной электрической проводимости и степени минерализации 44
2.3. Использование прибора для измерения водородного показателя в водных растворах 45
2.4 Атомно-эмиссионная спектрометрия 47
2.5. Создание образцов для исследования
и их испытание на прочность 48
1. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 52
1.1. Краткая характеристика деятельности филиала АО «Татэнерго»-НчТС 52
1.2. Физико-химические показатели образцов отложений, отобранных из теплосети АО «Татэнерго»-«Набережночелнинские тепловые сети» 57
1.3. Определение рН, УЭП и минерализации водной вытяжки отложений 62
3.4 Определение валового содержания металлов в отложениях 65
3.5. Создание образцов бетона с применением отложений 73
2. Расчет количественного образования отложений при ремонте тепловых сетей на 2019 год и способ их изъятия из теплопровода 78
Заключение 81
Список использованной литературы 82
Актуальность работы.
На сегодняшний день актуальной темой для обсуждения является экономия природных ресурсов и сохранение экологического равновесия между производственной деятельностью человека и окружающей природной средой. Тепловая энергия является одним из значимых для человека ресурсов. В городе Набережные Челны функционирует теплоэнергоцентраль, вырабатывающая необходимое количество тепла.
Производственная деятельность предприятия Набережночелнинских тепловых сетей связана с передачей тепловой энергии потребителям, а также осуществлением технического обслуживания и ремонта инженерных коммуникаций тепла. Теплотрасса проложена, как правило, в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части. Тепловоды проложены подземным или надземным способом.
Протяженность эксплуатируемых тепловых сетей предприятия составляет 653 п.км. При этом проблема образования накипеобразных отложений в теплопроводах является весьма злободневной. Даже при активной химической обработке ингибиторами коррозии подаваемой воды, образование отложений на внутренней поверхности теплопроводов, под воздействием тех или иных факторов, является неизбежным процессом.
В последнее время наблюдается проблема недостатка материальных и энергетических ресурсов, которая требует разработки прогрессивных малоэнергоемких технологий производства строительных материалов и изделий. Проблема полной переработки отходов предприятий также является экологически важной.
Научной новизной работы является способ создания строительных материалов, отличающихся применением отложений из теплопроводов в качестве компонента. Разработка данного способа осуществляется правильным сочетанием организационно-технических мероприятий, которые заключаются в использовании современного аналитического оборудования.
Целью данной работы является определение способа утилизации отходов накипеобразных отложений из городского теплопровода.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1) провести анализ литературных источников по механизмам образования отложений на внутренних поверхностях теплопроводов;
2) изучить характеристику производственной деятельности филиала АО «Татэнерго» - «Набережночелнинские тепловые сети»;
3) определить физико-химические показатели образцов отложений, отобранных из теплопроводов сети АО «Татэнерго» - Набережночелнинские тепловые сети»;
4) определить рН, УЭП и минерализацию водной вытяжки отложений;
5) определить валовое содержание металлов в исследуемых отложениях;
6) разработать образцы бетона с применением разных концентраций отложений теплопроводов;
7) провести испытания приготовленных образцов бетона на прочность;
8) рассчитать количество отложений при ремонте тепловых сетей на 2019 год для производства бетона;
9) обработать полученные результаты, сформировать выводы о дальнейшем использовании полученной продукции.
Объект исследований - накипеобразные отложения, образованные в теплопроводах города Набережные Челны. Предмет исследований - строительный материал, созданный на основе накипеобразных отложений.
Научная новизна исследования определяется следующими положениями: способ получения строительного материала из накипеобразных отложений теплопроводов.
В ходе ВКР были решены следующие вопросы:
1) Проведен анализ литературных источников по механизмам образования отложений на внутренних поверхностях теплопроводов;
2) Изучена характеристика производственной деятельности АО «Татэнерго» - «Набережночелнинские тепловые сети»;
3) Определены физико-химические показатели образцов отложений, отобранных из теплопроводов сети АО «Татэнерго» - Набережночелнинские тепловые сети»;
4) Определены рН, УЭП и минерализация водной вытяжки отложений;
5) Определено валовое содержание металлов в исследуемых отложениях. Результаты анализа выявили превышение некоторых химических элементов в отложениях, по сравнению с кларками в городской почве городов-полумиллионеров, в порядке их количественного увеличения: Cr, Fe, Mn, Zn, Ni, Sb, Cu.
6) Разработаны образцы бетона с применением разных концентраций отложений теплопроводов;
7) Проведены испытания приготовленных образцов бетона на прочность, где прочность образцов с добавлением отложений увеличилась как минимум на 1,4 раза, по сравнению с образцами, где отложения не использовались;
8) Рассчитано количество отложений при ремонте тепловых сетей на 2019 год для производства бетона, которое составило 266 тонн;
9) Обработаны полученные результаты, сформированы выводы о дальнейшем использовании полученного продукта.
Т.о данный метод предоставляет возможность не только использовать отходы для производства продукции, но также сэкономить природный ресурс - песок, и предотвратить загрязнение почвенного покрова и окружающей среды в целом.
