Учебное пособие 2214

за исключением той, из которой к ней под-

поток дуг, исчерпана. Алгоритм поиска «об-

ходил поток. Далее ведется поиск пути из

ратных дуг» приведен на рис. 4,б.

«обратной» вершины до узла стока. Поиск

Из рис. 4 видно, что алгоритмы, реали-

«обратных дуг» возможен только после того,

зующие предлагаемый метод включают в

как будет найдена прямым методом верши-

себя стандартные вычислительные процессы

на, в которой поток прерывается. Поиск пре-

такие как линейный, разветвляющийся, цик-

кращается, когда пропускная способность

лический с параметром и с условием.

всех соседних с узлом, в котором прервался

ВЫПУСК № 2 (16), 2019

ISSN 2618-7167

включает в себя три модуля.

ввода пропускных способностей дуг сети,

Первый модуль включает в себя заго-

для удобства дальнейшего использования,

ловочную форму, поясняющую назначение

ячейки таблицы по умолчанию заполнены

программного пакета, содержащую инфор-

нулями.

мацию о разработчиках продукта, и запра-

В соответствующие ячейки таблицы

шивающую предварительную информацию о

вводятся пропускные способности соответ-

количестве узлов сети (рис. 5,а).

ствующих дуг: номер строки соответствует

После ввода необходимого количества

исходящему узлу, номер столбца – узлу-

узлов сети в соответствующее поля и нажа-

приемнику. После заполнения таблицы (рис.

тия кнопки «Ввод» на выполнение запуска-

5,б) нажимается кнопка «Ввод» и управление

ется второй модуль программного пакета

передается третьему модулю программного

(рис. 5,б). Форма содержит таблицу для

продукта (рис. 6).

а)

б)

Рис. 5 – Формы модулей программного продукта:

а) заголовочная форма (модуль 1); б) форма ввода исходных данных (модуль 2)

Данный модуль позволяет запустить по-

тока нет (рис. 6,а).

иск прямого пути и «обратных дуг». Как уже

Т.к. прямых путей уже нет, необходимо

отмечалось, поиск «обратных дуг» не возмо-

проанализировать наличие «обратных дуг»,

жен без предварительного поиска прямого пу-

для чего запустим поиск кнопкой «Запуск»

ти. Т.е. вначале, нажав на кнопку «Запуск»

(рис. 6). Результат расчета выведется в таб-

осуществляем поиск возможных прямых пу-

лице поиска обратных дуг, суммарный поток

тей (рис. 6), при этом, в соответствующее поле

увеличится на найденное значение. Данный

выводится значение общего потока в сети, ко-

процесс также является итерационным, с тем

торое вычисляется путем накапливания про-

дополнением, что предварительно необхо-

ходящего потока по сети. Этот поиск осу-

димо осуществлять поиск прямого пути, а

ществляется итерационно, до тех пор, пока не

уже потом поиск обратных дуг (рис. 6,б).

выведется сообщение о том, что прямого по-

а)

б)

Воронежский государственный технический университет

Voronezh State Technical University

Канд. техн. наук, доцент С.А. Сазонова

Ph. D. in Engineering, associate professor S.A. Sazonova

E-mail: Sazonovappb@vgasu.vrn.ru,

E-mail: Sazonovappb@vgasu.vrn.ru,

Доктор техн. наук, профессор В.Я. Манохин

Doctor of Engineering Sciences, professor V.Ya. Manokhin

E-mail: manohinprof@mail.ru,

E-mail: manohinprof@mail.ru,

Канд. техн. наук, доцент А.В. Звягинцева

Ph. D. in Engineering, associate professor A.V. Zvyagintseva

Россия, г. Воронеж

Russia, Voronezh

Рассмотрим7 альтернативные варианты

В пылеочистительных установках ас-

проектов схем асфальтосмесительных уста-

фальтобетонных заводов (АБЗ) в качестве

новок с пылеулавливающими устройствами.

первой ступени очистки используются цик-

лоны сухой очистки типа СДК ЦН-33, ЦН-

В

отечественных

и

зарубежных

асфаль-

15У, СУН-40, а второй ступени – мокрые

тосмесительных

установках применяются

пылеуловители типа СИОТ и ротоклон.

следующие

типы

пылеулавливающих

Асфальтобетонные установки Д-597А,

устройств:

пылеосадительные камеры, цик-

Д-508-2, Д617-2, Д-645-3, ДС-75 и ДС-95

лоны большого размера, групповые батарей-

укомплектованы групповыми циклонами,

ные циклоны, мокрые пылеуловители, тка-

установки Д-508-2, Д-645-3 имеют в каче-

невые фильтры, гравийные фильтры, элек-

стве второй ступени пылеуловителя циклон-

трофильтры. Установки оборудованы одно-,

промыватель типа СИОТ, установки Д-617-2,

двух- и трехступенчатыми обеспыливающи-

Д-645-2, ДС-79, ДС-95 и ДС-84-2 – мокрые

пылеуловители типа ротоклонов.

ми

установками.

В

эксплуатации

также

Базовым вариантом для оценки эконо-

находится

значительно количество

старых

мической эффективности пылеулавливаю-

установок, не оборудованных системами пы-

щего оборудования принята асфальтобетон-

леочистки [1].

ная установка с одноступенчатым пылеуло-

вителем типа ДС-117-2Е, характеристики

©

Сазонова С.А., Манохин В.Я., Звягинцева А.В., 2019

которого приведены в табл. 1.

Показатели, ед. изм.

Значение

Производительность вентиляторов, м3/час

20000

Производительность оборудования, т/час

25

Тип циклонов

СДК-ЦН-33

Количество циклонов, ед.

4

Диаметр, мм

800

Тип дымососа вентилятора,

НИИОГАЗ

Мощность электродвигателя, КВт

30

Количество электродвигателей, ед.

1

Расход топлива, кг/час

225

Единовременные затраты на установку

фальтосмесительных установок ДС-117-2Е

оборудования для первого варианта пыле-

ООО «Кредмаш» по состоянию на 1.01.2019

очистки составляют около 30000 тыс. р. (на

г.). Состав и количество вредных выбросов в

основании

данных

Перечня поставляемых

год, а также ежегодная плата за выбросы

запасных

частей

и

узлов для

ремонта ас-

представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Номенклатура, количество загрязнений и плата за выбросы загрязняющих веществ по

сравниваемым вариантам очистки

Наименование

Количество,

Годовая плата за выбросы за-

вредных

т/год

грязняющих веществ, тыс. р.

веществ

Варианты

Варианты

в удаляемом

воздухе

1

2

3

1

2

3

Пыль неорга-

200

180

160

328

287

246

ническая

Азота диоксид

1500

1350

1200

3120

2730

2340

Окись углеро-

22500

20250

18000

5400

472,5

405

да

Сернистый газ

75

67,5

60

123

107,6

92,2

Углеводород

3750

3375

3000

180

157,5

135

Сажа

0,195

0,1755

0,156

0, 32

0,28

0,24

Бенз(а)пирен

0,0000765

0,00006885

0,0000612

6,36

5,569

4,77

Итого:

4297,7

3760,45

3223,2

Годовые затраты на электроэнергию

предотвращенные выбросы, но требует до-

составляют 630 тыс. р., стоимость топлива

полнительных затрат на проведение этого

(мазута) равна 11790 тыс. р. (тариф на элек-

вида работ; возможностью вторичного ис-

троэнергию принят равным 14,2 р./кВт ч, це-

пользование утилизированной пыли вместо

на мазута 35000 р./т).

исходного сырья в количестве 16 т по цене

Второй вариант отличается от первого

3000 р./т.

Кроме того,

КПД использова-

наличием очистки оборудования от пыли

ния топлива во втором варианте повы-

вручную, что снижает количество загрязне-

шается по сравнению с первым с 0,7 до 0,85,

ний на 10 % и

соответственно плату за

что соответственно требует меньшего расхо-

ВЫПУСК № 2 (16), 2019

ISSN 2618-7167

да топлива.

Анализ данных табл. 3 показывает, что

Практика эксплуатации АБЗ в России

основные показатели образцов асфальтобе-

часто предполагает возврат в технологиче-

тона соответствуют ГОСТ 9128-97, но необ-

ский процесс уловленной пыли в качестве

ходимы испытания образцов при 0 0С.

заменителя минерального порошка (частич-

На АБЗ ДСУ-3 УС-1 были успешно

но или полностью). В связи с этим утилиза-

проведены

технические

мероприятия

по

ция пыли АБЗ представляет собой проблему

устройству подачи уловленной пыли из бун-

экологически и экономически очевидную.

кера шнеком в асфальтобетонную смесь для

В табл. 3 представлены основные пока-

частичной замены минерального порошка [1],

затели плотной мелкозернистой смеси марки

что обеспечило значительную экономию сы-

1 типа А для устройства верхнего слоя по-

рья. Исходные компоненты асфальтобетона

крытия (4 дорожно-климатическая зона) ма-

соответствовали

нормативным

требованиям:

гистрали «Дон» (591-595 км, техническая

битум ГОСТ 6617-76, щебень и гравий ГОСТ

категория –1-б), испытания образцов с пол-

8267-93, ГОСТ 8269.0-97, ГОСТ 8269.1-97,

ной заменой минерального порошка утили-

минеральный порошок ГОСТ 16557-78. Сме-

зованной пылью проводились в лаборатории

си асфальтобетонные соответствовали ГОСТ

ДРСУ г. Бобров , ЗАО «Евродорстрой».

9128-97 и ГОСТ 23558-94.

Таблица 3.

Показатели утилизованной пыли

Наименование показателей

Значения

По ГОСТ

Фактические

9128-97

Плотность, г/см

-

2,39-2,44

Пористость минеральной части, % по объему, не

19,0

12,45-14,61

более

Остаточная плотность, % по объему

2,5-5,0

3,24-4,0

Водонасыщение, % по объему, не более

2-5

1,68-2,63

Предел прочности при сжигании, МПа, при тем-

пературе

20 0С, не менее

2,5

4,95-5,31

50 0С, не менее

1,1

1,94-2,24

0 0С, не менее

13

Коэффициент водостойкости, не менее

0,85

0,98-1,0

Коэффициент водостойкости при длительном во-

0,75

0,92-0,96

донасыщении, не менее

Сцепление битума с минеральной частью асфаль-

-

Выдерживает

тобетонной смеси

Третий вариант

отличается от пер-

Значение

чистого

дисконтированного

вых двух

второй

ступенью

очистки,

дохода

при значении

ставки

дисконта

что требует

дополнительных единовремен-

е=0,1 для

второго

варианта

в

1,57 раза

ных капитальных вложений в сумме 5 млн.

больше,

чем

для

третьего

варианта

и

р., вдвое больше электроэнергии на сумму

составляет соответственно 14482,7 тыс. р. и

1260 тыс. р., но и вдвое больше количество

9224,6

тыс. р.

(табл. 5 и 6).

Зависимости

пыли, подлежащей утилизации (32 т за год

показателей

чистого

дисконтированного

по цене 3000 р./т). Технико-экономические

дохода

от

ставки

дисконтирования

показатели

по сравниваемым

вариантам

представлены в табл. 4.

представлены на графиках рис. 1.

Показатели

1 вариант

2 вариант

1-2

3 вариант

1-3

Капитальные вложе-

30000

30000

-

35000

-5000

ния, тыс.р.

Годовые эксплуата-

ционные затраты,

тыс. р., в т.ч.

2357

231,5

-электроэнергия

630

630

-

1260

-630

-плата за топливо

11795

9720

2075

9720

2075

-обслуживание

-

306

-306

306

-306

-плата за выбросы

4300

3760

540

3220

840

-стоимость утилизи-

-

48

48

96

96

рованной пыли

Анализ зависимостей показывает, что

Эффект от внедрения третьего вариан-

эффект от внедрения второго варианта сни-

та меньше, чем от второго, на сумму 5260

жается в 1,46 раза (с 14480 до 9880 тыс. р.)

тыс. р. При увеличении ставки дисконтиро-

при увеличении е с 0,1 до 0,2. При дальней-

вания е с 0,1 до 0,2 ЧДД снижается в 1,96

шем увеличении ставки

дисконтирования

раза и составляет 4700 тыс. р. При увеличе-

чистый дисконтированный доход (ЧДД)

нии ставки дисконтирования до 0,45 эффект

продолжает снижаться, но более низкими

становится равным нулю, следовательно,

темпами и нулевого значения практически не

третий вариант экономически целесообразен

достигает, следовательно, при заданных

при значении е<0,45, а область его экономи-

условиях этот вариант эффективен, по срав-

ческой целесообразности более жестко огра-

нению с первым.

ничена.

1600

1448

1400

1200

1000

988

р.

922

728

.

тыс

800

569

10·

600

ЧДД,

400

470

463

215

58

е=0,4

200

0

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

-45

0,6

-200

Норма дисконта е

2 вар.

3 вар.

ВЫПУСК № 2 (16), 2019

ISSN 2618-7167

Наиболее значительной статьей, обра-

так как его расчетное значение значительно

зующей величину дохода в обоих вариантах,

больше и составляет 2070 тыс. р.

является снижения расхода топлива на 2070

Преимущество второго

варианта по

тыс. р. при увеличении КПД с 0,7 до 0,85. На

сравнению с третьим объясняется тем, что

рис. 2 представлены зависимости показате-

второй вариант не требует дополнительных

лей ЧДД от этой величины, которые показы-

инвестиций. График зависимости показателя

вают, что второй вариант будет иметь поло-

чистого дисконтированного дохода третьего

жительный эффект при любом значении сто-

варианта от величины дополнительных ин-

имости снижения расхода топлива, так как

вестиций показан на рис. 3.

все значения зависимости находятся в зоне

Область экономической

целесообраз-

выше 0. А третий вариант эффективен при

ности для инвестиций ограничивается сум-

снижении стоимости расхода топлива боль-

мой 14220 тыс. р., что значительно превыша-

ше 570 тыс. р., что показывает значительный

ет реальную стоимость второй ступени

запас эффективности по этому показателю,

очистки 5000 тыс. р.

3000

2631

2500

2016

2000

2150

1402

р.

1500

.

1490

тыс

784

1000

876

10·

173

500

ЧДД,

262

0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-500

-352

-1000

57

Снижение стоимости топлива, 10·тыс. р.

Поскольку инвестиции в третий вари-

стиций. На графике рис. 4 представлена об-

ант предназначены для дополнительной

ласть экономической целесообразности вто-

очистки вредностей, то целесообразно вы-

рого и третьего вариантов в зависимости от

явить степень дополнительной очистки,

платы за предотвращенные выбросы.

обеспечивающей эффективность этих инве-

2500

2000

2102

1487

. р.

1500

10·тыс

1448

1448

1448

1448

1000

ЧДД,

873

500

258

0

193

0

50

100

150

200

250

300

350

Предоствращенная плата за выбросы, 10·тыс. р.

Независимо от величины платы за

23060 млн. р. по третьему варианту до 36200

предотвращенные выбросы показатели ЧДД

млн. р. по второму варианту (за десять лет

для обоих вариантов имеют положительные

службы). Но при инвестировании средств по

значения, следовательно, оба варианта эко-

второму варианту будет достигнуто допол-

номически целесообразны. Но при плате до

нительное ежегодное снижение вредных вы-

1930 тыс. р. экономически целесообразным

бросов в атмосферу в количестве 100000 т

является второй вариант, т.к. значения ЧДД

пыли по сравнению с базовым вариантом и

=14480 тыс. р. превышают аналогичные по-

50000 т по сравнению со вторым вариантом

казатели для третьего варианта. А при плате

в результате установки дополнительной сту-

больше 1930 тыс. р. экономически целесооб-

пени очистки. Экологический эффект будет

разным становится третий вариант, так как

дополнен снижением расхода топлива и сы-

значения ЧДД превышают аналогичный по-

рья (в количестве 40000 т и 80000 т по вто-

казатель второго варианта, равного 14480

рому и третьему вариантам) на производ-

тыс. р. Результаты расчетов в значительной

ственные потребности.

мере зависят от ставок платы за выбросы в

В заключение отметим, что решение

атмосферу, которые значительно снижены в

задач экологической безопасности [1, 2] тех-

соответствии с Нормативами 2018 г.

нологических процессов связаны с задачами

В целом по стране насчитывается 2500

обеспечения безопасности труда [3, 4, 5, 6, 7]

смесителей разной мощности. Исходя из по-

на опасных и вредных производствах. При

казателей среднестатистического смесителя,

обеспечении требуемого уровня безопасно-

приведенных в табл. 4., экономический эф-

сти на предприятии необходимо дополни-

фект в целом по стране может составить от

тельно учитывать возможные опасности от

ВЫПУСК № 2 (16), 2019

ISSN 2618-7167

других факторов, таких как производствен-

ментобетонных заводах при эксплуатации

ный шум, примеры уменьшения вредного

машин и оборудования / Сазонова С.А., Ма-

воздействия от которого рассмотрены в ра-

нохин М.В., Николенко С.Д. // Моделирова-

ботах [8, 9, 10, 11, 12]. Так же необходимо

ние систем и процессов. - 2016. - Т. 9. - № 2.

решать целый ряд смежных задач для обес-

- С. 63-66.

печения комплексной безопасности [13, 14,

5. Сазонова, С.А. Требования к без-

15, 16, 17, 18] с использованием информаци-

опасности труда на асфальтобетонных заво-

онных технологий [19, 20, 21]. Комплексное

дах при погрузочно-разгрузочных работах /

решение рассмотренных задач с последую-

щей оценкой результатов и принятием необ-

С.А. Сазонова, В.Я. Манохин, С.Д. Николен-

ходимых мер по улучшению условий труда и

ко // Моделирование систем и процессов. -

обеспечению безопасности труда на вредных

2016. - Т. 9. - № 2. - С. 57-60.

и опасных производствах является направ-

6. Манохин, М.В. Требования к без-

лением дальнейших исследований.

опасности труда и пожаровзрывобезопас-

Библиографический список

ность

при

эксплуатации асфальтобетонных

1. Манохин, В.Я. Научно-практические

заводов / М.В. Манохин, В.Я. Манохин, С.А.

Сазонова, С.Д. Николенко // Научный вест-

и методологические основы

экологической

ник Воронежского государственного архи-

безопасности технологических процессов на

тектурно-строительного университета. Се-

асфальтобетонных заводах / В.Я. Манохин //

рия: Высокие технологии. Экология. - 2016. -

автореферат диссертации на соискание уче-

№ 1. - С. 16-21.

ной степени

доктора

технических

наук /

7. Головина Е.И. Интегральная балль-

Санкт-Петербург, 2004.

ная оценка тяжести труда операторов смеси-

2. Манохин, М.В. Охрана труда и рас-

телей асфальтобетонных заводов в условиях

чет рассеивания параметров

выброса

вред-

высокой запыленности рабочей зоны / Е.И.

ных веществ

на

промышленной

площадке

Головина, С.А. Сазонова, С.Д. Николенко,

асфальтобетонного завода /

Манохин М.В.,

М.В. Манохин, В.Я. Манохин // Научный

Николенко С.Д.,

Сазонова

С.А.,

Манохин

вестник Воронежского государственного ар-

В.Я. // Научный вестник Воронежского госу-

хитектурно-строительного

университета.

дарственного

архитектурно-строительного

Серия: Физико-химические проблемы и вы-

университета.

Серия:

Физико-химические

сокие технологии строительного материало-

проблемы и высокие технологии строитель-

ведения. - 2016. - № 1 (12). - С. 95-98.

ного материаловедения. - 2016. - № 1 (12). -

8. Павлова, У.Ю. Теоретическое пред-

С. 104-107.

ставление процесса распространения авто-

3. Сазонова,

С.А. Безопасность

труда

транспортного шума для разработки про-

при эксплуатации машин и оборудования на

граммного комплекса проектирования со-

асфальтобетонных и цементобетонных заво-

оружений

остановочных

пунктов обще-

дах / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Я.

ственного транспорта с функцией шумоза-

Манохин, М.В. Манохин // Научный вестник

щитного экранирования / У.Ю. Павлова,

Воронежского

государственного

архитек-

В.Ф. Асминин // Научный вестник Воронеж-

турно-строительного университета.

Серия:

ского

государственного

архитектурно-

Высокие технологии.

Экология.

-

2016. -

строительного университета. Строительство

№ 1. - С. 28-33.

и архитектура. - 2016. - № 2 (42). - С. 123-

4. Сазонова,

С.А. Обеспечение

без-

130.

опасности труда на асфальтобетонных и це-

9. Асминин, В.Ф. Noise reduction in cir-