Мероприятия по охране окружающей среды при эксплуатации котельных установок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общее положение

2. Анализ опасных производственных и экологических факторов

3. Мероприятия по охране окружающей среды

Заключение

Список используемой литературы

Введение

На современном этапе в основном используется система централизованного теплоснабжения, хотя крупные котельные не всегда могут обеспечить требуемые тепловые мощности. Таким образом, появляется дефицит тепловой мощности. При всем этом необходимо также учесть значительный износ тепловых сетей (в некоторых районах износ достигает 80-90%), что может привести к выходу их из строя, что в свою очередь приводит к увеличению затрат материальных, времени на реконструкцию существующих систем. Все вышеприведенные факты свидетельствуют об усложнении задачи бесперебойного теплоснабжения в наши дни.

В связи со сложившейся ситуацией принимаются меры как на федеральном, так и на региональном уровне. Принят Федеральный закон «Об энергоснабжении», который направлен на эффективное использование энергетических ресурсов, а также развитие возобновляемых источников энергии и альтернативных видов топлива. Все эти источники принято относить к объектам малой (до 5 МВт) энергетики (ОМЭ), развитие которых является важной государственной задачей. Поэтому Правительство Республики Мордовия приняло постановление «О развитии малой энергетики Республики Мордовия» (от 17.06.96 г. №315). Данный проект ориентирован на эффективное использование экологически чистых газовых отопительных агрегатов.

• Определяющее значение при разработке приведенных выше направлений имеют факторы устойчивости ОМЭ, работающих с теми или иными потребителями. В нашем случае устойчивость системы может быть достигнута дополнением существующих тепловых сетей объектами малой энергетики.
• Автоматизация -это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем . Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.
• Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке,регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.
• По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению(нагрузке).Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.

1. Общее положение

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства, блок газоотсасывающей установки, блочная водоподготовительная установка.

Котел - теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают тепло воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

Виды и свойства топлива, сжигаемого в отопительных котельных.

Топливо - это горючее вещество, использование которого для получения теплоты экономически оправдано. Целесообразность применения тех или иных горючих веществ в качестве топлива должна обосновываться технико-экономическими факторами: стоимость добычи и транспортировки; теплота сгорания, влияние на окружающую среду; доступность для широкого использования и т.п.

Топливо состоит из горючей и негорючей частей. Горючей частью является углерод, водород и сера, а негорючей - кислород, азот, зола и влага.

Различают твердое, жидкое и газообразное топливо. Твердое топливо - дрова, торф, бурый и каменный угли, сланцы; жидкое - нефть и продукты ее переработки - мазут, керосин и др., газообразное - природные и искусственные газы.

Различают также естественное топливо, непосредственно существующее в природе - дрова, уголь, торф, природный газ, и искусственное, являющееся продуктом переработки естественного топлива - древесный уголь, мазут, искусственные газы и др.

В зависимости от величины теплоты сгорания различают высокосортное топливо (с высокой теплотой сгорания) и низкосортное.

Из твердых топлив в отопительных котельных в основном сжигают ископаемые угли, которые делятся на три группы - бурые, каменные и антрациты.

Из жидких топлив в отопительных котельных применяют мазут - остаточный продукт переработки нефти с плотностью 0,96-0,98 т/м3. Его хранят в подземных стальных или железобетонных резервуарах, установленных вне котельных. Емкость резервуаров рассчитывают на потребность не менее 15 сут. работы котельной.

Газообразное топливо - это смесь горючих и негорючих газов. В естественном газе в основном содержатся метан, этан и тяжелые углеводороды, а также негорючие газы - углекислый газ и азот . В среднем природные газы состоят из 96% метана, 2% этана, 0,5% тяжелых углеводородов и 1,5% углекислого газа и азота.

По сравнению с твердым топливом газообразное имеет ряд преимуществ -- простота и меньшая трудоемкость обслуживания котлов; лучшее перемешивание горючего а с воздухом, в результате чего возможно горение с наименьшим избытком воздуха и, следовательно, меньшими потерями тепла с отходящими газами.

Классификация котельной установки.

На территории производственной базы здание котельной существует и находится в удовлетворительном состоянии.

Сети теплоснабжения существующие разработаны в соответствии с техническими условиями.

Требования к качеству подпиточной воды приняты по «Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей», утвержденных Минтопэнерго России. Требования к качеству горячей воды приняты по ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая».

Силовое электрооборудование выполнено с учетом электроснабжения по II категории, напряжение питающих сетей 380В, 50Гц.

Определяющими данными для реконструкции и расчета централизованного теплоснабжения являются максимальные часовые (расчетные) расходы тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарные часовые расходы тепла по абоненту в целом с учетом несовпадения часовых максимумов расходов тепла по отдельным видам теплопотребления.

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115°С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплом одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплом группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большейтеплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Описание технологического процесса. Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пар из воды, служит топливо. Оборудование котельной должно обеспечивается надежным бесперебойным электроснабжением.

Паровые котлы типа ДЕ паропроизводительностью 10 т/ч, с абсолютным давлением 1,4 МПа (14 кгс/см2) предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, на теплоснабжение систем отопления и горячего водоснабжения.

Котлы двухбарабанные вертикально-водотрубные выполнены по конструктивной схеме “Д”, характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры.

Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый топочный экран, трубы экранирования фронтальной стенки топки и задний экран.

Снизу в топку подается нужный для сгорания топлива воздух посредством дутьевых вентиляторов. Процесс горения топлива протекает при высоких температурах, поэтому экранные трубы котла воспринимают значительное количество тепла путем излучения. Деминерализованная вода поступает в диаэратор, в котором происходит удаление кислорода и углекислого газа для предотвращения коррозии металлических конструкций, а так же предварительный подогрев воды. После него питательная вода, насосом нагнетается в котел, в котором она превращается в пар температурой 540 градусов и давлением 11 МПа. Часть пара идет в котел барабана, который предназначен для нагрева питательной воды до температуры кипения. При этом образуется пароводяная смесь, удельный вес которой значительно ниже поступающей котловой воды. В результате чего происходит естественная циркуляция воды в котле и образование пара.

Продукты сгорания топлива, называемые иначе газами, поступают в котельные газоходы, при этом обогревается поверхность пароперегревателя, омывают трубы экономайзера, в котором происходит подогрев питательной воды до температуры, близкой к 200 С, поступающей в барабаны котла. Далее дымовые газы проходят в дымоход и поступают в воздухоподогреватель. Из него газы через дымовую трубу выходят в атмосферу. Вода в котел подается по трубопроводу прямой и обратной воды. Пар из барабана котла, минуя пароперегреватель, поступает на паропровод.

Одним из важнейших показателей конструкции котлоагрегата является его циркуляционная способность. Равномерная и интенсивная циркуляция воды и паровой смеси способствует смыванию со стены пузырьков пара и газа, выделяющихся из воды, а так же препятствует отложению на стенках накипи, что в свою очередь обеспечивает невысокую температуру стенок (200-400 С), ненамного превышающую температуру насыщения и еще не опасную для прочности котельной стали. Паровой котел ДЕ -10-14 Г принадлежит к котлам естественной циркуляцией.

Для выполнения технологических процессов в котельной предусмотрен силовой щит управления. Питание щита осуществляется от силового щита электропитания существующего теплопункта. На щите управления котельной установлены световые табло, извещающие аварию и работу котлов и насосов.

Для обеспечения электробезопасности обслуживания в котельной в качестве защитной меры предусмотрено заземление оборудования, конструкций, путем присоединения к контуру заземления.

Защита здания от атмосферного электричества обеспечивается защитной зоной, создаваемой молниеотводами.

В котельной предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Последнее обеспечивает условия продолжения работы и эвакуации персонала.

Воздух к горелкам котла нагнетается вентилятором под давлением 65-195 кПа. В летний период года забор воздуха берётся с улицы. В зимнее время года из помещения котельной. Топливо (в данном технологическом процессе это природный газ) поступает к горелкам котла под давлением 60-180 кПа. Рабочее соотношение топливо воздух указывается в режимной карте.

В горелках котла происходит пропорциональное смешивание топлива с воздухом.

Передача теплоты от продуктов сгорания к воде, пароводяной смеси, пару, движущейся в элементах котла, осуществляется за счёт теплопроводности и конвекции, происходящих одновременно. Через металлические стенки, а также внешние и внутренние загрязнения теплота передаётся теплопроводностью.

При сжигании газа источником излучения является объём его горящего факела и получаемые продукты сгорания. При этом интенсивность излучения факела зависит от состава газа и условий протекания процесса.

Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

1)процесс горения топлива,

2)процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,

3)процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.

Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя.

В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.

Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.



Рисунок 1. Структурная схема котла

Деминерализованная вода подается через клапан регулятора уровня воды в деаэраторе в распределительный коллектор головки деаэратора.

Деаэратор предназначен для удаления из деминерализованной воды растворенного кислорода и углекислого газа и состоит из трубчатого подогревателя (конденсатора выпара паровоздушной смеси) с поверхностью теплообмена, деаэрационной колонки (головки деаэратора) и бака-аккумулятора.

Деминерализованная вода поступает в трубчатый подогреватель деаэратора, где подогревается до 58оС за счет охлаждения парогазовой смеси выхлопа деаэрационной колонки (головки деаэратора), и через распределительный коллектор поступает в деаэрационную колонку. Деминерализованная вода проходит через камеру с разбрызгивающими соплами, равномерно распределяющими поток по объему верхней части деаэрационной колонки. Распределенная таким образом вода поступает на сетчатые поддоны, снизу омываемые паром, поступающим через распределительный коллектор нижней части деаэрационной колонки (под сетчатыми поддонами) по всей ее длине. Вода в пленочном режиме контактирует с паром, нагревается, при этом происходит процесс ее дегазации, т.е. выделение растворенного в ней кислорода и углекислого газа в объем деаэрационной колонки.

Деаэрированная вода совместно с частью подводимого пара сливается по перепускным трубам в бак-аккумулятор. Верхняя часть бака-аккумулятора соединена с деаэрационной колонкой дыхательными трубками. Для подогрева деминерализованной воды в деаэрационную колонку подается пар, через клапан регулирующий давление в деаэраторе. Также пар поступает в головку деаэратора.

Из деаэратора питательная вода поступает на всас питательного насоса.

Насос имеет линии минимального расхода, с установленными на них клапанами со сбросом воды в деаэратор, для предотвращения работы насоса при низком или нулевом расходе питательной воды. Открытие клапана происходит при расходе воды 30 т/ч, закрытие - 70 т/ч.

Насос оснащен индивидуальной маслосистемой. Смазка подшипников осуществляется за счет разбрызгивающего кольца. Уровень масла контролируется по указательному фонарю (лубрикатору). Подшипники насоса оборудованы приборами контроля температуры.

Блочные водоподготовительные установки (БВПУ) предназначены для умягчения воды. По способу смягчения они делятся на одноступенчатые и двухступенчатые.

Особенности:

· Обеспечивают очистку высокозагрязненных пресных и минерализованных поверхностных и подземных вод с цветностью до 400 градусов, содержанием железа и марганца до 30 мг/дмі, жесткостью до 20 мг-экв/дмі и солесодержанием до 30 г/дмі.

· Позволяют получать глубокоочищенную воду с удельной электропроводностью 0,05 мкСм/см и содержанием кислорода до 0,02 мг/дмі.

· Могут поставляться в комплекте с быстровозводимыми каркасно-панельными зданиями, оборудованными внутренними инженерными системами.

БВПУ представляют собой скомпанованный и обвязанный трубопроводами набор узлов установленных на общей раме и предназначены для осветления и умягчения, либо для двуступенчатого умягчения воды, используемой в схемах водоподготовительных установок промышленных и отопительных котельных, различных технологических процессов. Технологический процесс подготовки включает в себя выполнение следующих операций: умягчение воды, взрыхление осветительного фильтра, отмывку. Исходная вода насосом подается в осветительный фильтр, после чего осветительная вода поступает в ионитный противоточный фильтр, в котором пропуск воды осуществляется сверху вниз, после умягченная вода направляется в бак питательной воды. Для обеспечения котлов-утилизаторов производства мономеров питательной водой высокого давления в котельной установлен питательный насос с электроприводом. Подшипники питательного насоса снабжены контрольным прибором температуры. Расход питательной воды на котлы-утилизаторы фиксируется расходомерами.

Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в данном случае ширмовой и коньюктивный, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов.

Каждый котел оборудован четырьмя горелками, расположенными в два яруса на фронте котла. Горелки представляют собой цилиндрическую жесткую конструкцию, наружным фланцем крепящуюся к кожуху воздушного короба, внутренним фланцем - к обечайке амбразуры горелки, образованной разводкой труб экрана. Для прохода воздуха в кожухе горелки выставлен промежуточный фланец, между которым и внутренним фланцем смонтированы поворотные лопатки воздушного регистра. Привод лопаток выведен наружу горелки. Газопровод к котлу разводится к каждой горелке, проходит через отсечные клапаны и ручные газовые клапаны по гибкому соединению, подается в газовый коллектор горелки. От коллектора горелки через фланцевые уплотнения до устья амбразуры проходят газовые стволы, оканчивающиеся распределительными наконечниками. Газ из коллектора по стволам выходит через отверстия наконечников под углом к потоку воздуха и смешивается с ним. Для интенсификации процесса смешения газа с воздухом в зоне амбразуры горелки на центральном стволе горелки расположен лопастной завихритель воздуха.

Каждая горелка оборудована газовым запальным устройством с подводом к ним через блокирующие электроклапаны азота для их продувки, приборами контроля пламени запальника и пламени горелок, гляделками и сервоприводами поворотных лопаток воздушных регистров. Управление отсечными клапанами газа, сервоприводами воздушных регистров и датчики пламени входят в систему автоматики розжига и блокировки котлов.

Для приема газа, пуска и останова горелки газопроводы имеют продувочные свечи, выведенные за пределы корпуса котельной выше уровня крыши.

Розжиг горелок осуществляется от запальных горелок с электроискровым запальным устройством и ионизационным датчиком пламени. Газовые горелки котлов оборудованы фотодатчиками пламени, которые входят в систему блокировки котла для защиты его от загазованности при розжиге горелки или при погасании факела каждой горелки.

Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м3,необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю.

Из многих параметров характеризующих процесс, необходимо выбрать те, которые подлежат регулированию и изменением которых целесообразно вносить регулирующее воздействие. Для этого необходимы результаты анализа целевого назначения процесса. Исходя из результатов анализа, выбирают критерий управления, его заданное значение и параметры, изменением которых наиболее целесообразно на него воздействовать. Последнее осуществляется на основе статических и динамических характеристик процесса, дающих представление о взаимозависимости параметров.

Интенсивность коэффициента теплопередачи тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения относительно поверхности нагрева и чем выше чистота поверхности.

2. Анализ опасных производственных и экологических факторов

Производство мономеров, в состав которого входит установка ректификации ароматических углеводородов, связано с применением и переработкой больших количеств легковоспламеняющихся веществ в сжиженном и газообразном состоянии. Эти продукты могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Особую опасность представляют низкие места, колодцы, приямки, где возможно скапливание взрывоопасных смесей углеводородов с воздухом, так как пары углеводородов в основном тяжелее воздуха.

Наиболее опасными являются такие места, которые считаются труднодоступными для контроля путем внешнего осмотра, где может быть повышенная загазованность, и которые по характеру работы аппаратчик посещает не часто

Особо опасными факторами при эксплуатации данного узла являются:

- высокое давление и температура при эксплуатации оборудования установки получения пара высокого давления;

- образование взрывоопасных концентраций природного газа (метана) при розжиге и эксплуатации котла;

- возможность получения химических ожогов и отравлений при приготовлении раствора гидразин-гидрата и аммиачной воды.

Наиболее опасные места:

1. Система разводки топливного газа.

2. Паропроводы высокого и среднего давления.

3. Узлы редуцирования пара.

4. Отделение приготовления реагентов.

5. Колодцы, люки, низкие места, приямки, где возможно скопление взрывоопасных смесей углеводородов с воздухом.

Технологический процесс выработки перегретого пара высокого давления связан с наличием взрывоопасного топливного газа, продуктов горения топливного газа, а также высокого давления и высоких температур пара и воды. Кроме того для обработки воды применяются такие токсичные вещества, как гидразин-гидрат, аммиак, тринатрий фосфат.

На рабочем месте на электромонтера по обслуживанию электрооборудования цехов предприятия могут оказать влияние следующие вредные и опасные факторы:

ожоги, поражения электрическим током при обслуживании электрооборудования подстанций и сетей, при соприкосновении с оголенными токоведущими частями;

отравления вредными химическими веществами в виде газов, жидкостей, которые могут попадать внутрь через кожу, легкие, желудочно-кишечный тракт;

механические травмы: порезы, ссадины, ушибы, вывихи, переломы костей, при выполнении слесарных работ, при ремонте оборудования, при погрузочно-разгрузочных работах, при движении по территории завода;

термические ожоги горячей водой, паром, воспламеняющимися веществами, раскаленными материалами.

К опасным и вредным производственным факторам, которые в процессе производства могут оказать влияние на оператора газовой котельной, относятся: вредные химические вещества, газы, пыль, шум, вибрация, микроклимат помещений, тепловое излучение и др. Наиболее опасными и вредными газами являются оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, оксиды сери и т.п.

Основными условиями безопасного ведения процесса получения пара и выработки электроэнергии являются:

- соблюдение норм технологического режима;

- соблюдение требований инструкции по рабочему месту, правил ОТиПБ при работе, пуске и остановке отдельных единиц оборудования и всей котельной;

- проведение своевременных и качественных ремонтов оборудования;

- проведение, согласно графикам, контрольных проверок контрольно-измерительных приборов и автоматики, систем сигнализации и блокировок, предохранительных устройств.

Во время работы вспомогательной котельной оборудование и коммуникации находятся под давлением горючих газов, воды и водяного пара. Поэтому при нарушении нормального технологического режима, а также при нарушениях плотностей в соединениях аппаратов и узлов могут иметь место:

- прорыв газа с последующим загоранием и взрывом;

- образование местных взрывоопасных концентраций природного газа;

- отравления в результате наличия газов, содержащих компоненты (СН4, NO2, СО2, СО);

- отравление реагентами коррекционной обработки питательной и котловой воды, при несоблюдении правил обращения с ними и пренебрежением средствами индивидуальной защиты;

- термические ожоги при прорывах трубопроводов дымовых газов, водяного пара и конденсата;

- поражение электрическим током при неисправностях электрооборудования и электрических сетей, а также в результате несоблюдения правил электробезопасности;

- механические травмы при нарушениях в обслуживании машин, механизмов и другого оборудования;

- загорание смазочных и уплотнительных масел и обтирочных материалов при несоблюдении правил хранения их и нарушении противопожарных норм;

- неудовлетворительная продувка трубопроводов и аппаратов, что может вызвать образование взрывоопасных концентраций и при определенных условиях взрыв;

- опасности, связанные с эксплуатацией оборудования, работающего под высоким давлением, выполнением работ в приямках, колодцах, сосудах и при обращении с вредными веществами (аммиак, гидразин-гидрат).

Влияние вредных производственных факторов в рабочих зонах котельных.

К вредным производственным факторам относят повышенную запыленность воздуха, повышенную и пониженную температуру воздуха в рабочей зоне, шум, вибрацию, повышенную подвижность воздуха, освещенность несоответствующую нормам. Вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: физические; биологические; психофизиологические (ГОСТ 12.0.003-74).Воздух рабочей зоны - это оптимальный микроклимат в помещении обеспечивающий поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей средой, а также уменьшение содержания вредных веществ в воздухе.

С физической стороны воздух рабочей зоны производственных помещений характеризуется следующими параметрами: температура воздуха в помещении, выражается в градусах Цельсия; относительная влажность воздуха - в процентах; скорость его движения - в метрах в секунду, интенсивность радиации, преимущественно в инфракрасной и частично в ультрафиолетовой областях спектра; электромагнитных излучений - в джоулях на квадратный сантиметр в минуту.

Эти характеристики по отдельности и в комплексе влияют на организм человека, определяя его самочувствие.

Оптимальные значения температуры и скорости движения воздуха для рабочей зоны производственных помещений с учетом тяжести выполняемой работы и сезонов года.

Кроме отмеченных параметров воздуха от оптимальных значений возможно наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ.

Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных ПДК. Например, ПДК ацетона 200 мг/м3, дихлорэтана 10 мг/м3, серной кислоты 1 мг/м3, ртути и свинца 0,01 мг/м3. ПДК некоторых аэрозолей (пыли, взвешенной в воздухе): золы горючих сланцев 4 мг/м3, кокса 6 мг/м3, каменного угля 10 мг/м3.

Для определения содержания вредных веществ в воздухе отбор проб должен производится в зоне дыхания (пространство в радиусе до 0,5 м от лица работающего) при характерных производственных условиях.

В течении смены в каждой точке последовательно отбирают такое количество проб, которое явилось бы достаточным для достоверной гигиенической характеристики состояния воздушной среды (но не менее пяти).

3.Мероприятия по охране окружающей среды

котельная выброс экологический производственный

С продуктами сгорания топлива в атмосферу выбрасываются различные вредные вещества, в том числе и отличающиеся сильной токсичностью. Количество некоторых из этих веществ (двуокись серы, соединения ванадия, летучая зола) зависит от состава топлива и его не горючей части. Содержание других вредных веществ в дымовых газах (окислы серы и азота, окись углерода, канцерогены) зависит не только от характеристики сжигаемого топлива, но и от ряда других факторов, включая режимные: способа подготовки и сжигания топлива, конструкции топочных и горелочных устройств, нагрузки котла, коэффициента избытка воздуха и др. Следовательно, выброс этих веществ можно свести к минимуму принятием соответствующих мер.

Степень воздействия энергетического топлива на окружающую среду определяется по шкале вредности. Наименьшее вредное воздействие на окружающую среду из всех топлив оказывает природный газ; вредным продуктом при его сжигании являются окислы азота. Мазут с S=3,5% занимает по шкале девятое место из-за образующихся при его сжигании двуокиси серы и окислов азота.

Токсичными веществами являются сернистый газ и двуокись азота. Одним из сильнейших канцерогенных является бензопирен, оказывающий вредное воздействие на живые организмы, даже при малых его концентрациях в воздухе.

Содержащаяся в топливе сера окисляется в основном до сернистого ангидрида, являющимся очень токсичным. Сернистый газ представляет большую опасность для здоровья человека, а при концентрации в воздухе 0,5 мг/м3 и выше губительно действует на растительность. Взаимодействуя с почвой, сернистый газ вызывает снижение ее плодородия. Он способствует также ускорению коррозии и разрушению строительных железобетонных конструкций.

При сжигании любого вида топлива возможно образование окислов азота. Окисляется как азот воздуха, так и азот, содержащийся в топливе. Основными определяющимися условиями процесса окисления азота являются температура в зоне горения, концентрация кислорода и время пребывания газов в зоне реагирования. При недостатке кислорода в продуктах неполного сгорания может присутствовать бензопирен. Чем полнее сгорание топлива, тем меньше содержание бензопирена в продуктах сгорания. Главной санитарной инспекцией установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере на уровне дыхания человека.

Методы уменьшения выбросов веществ в атмосферу.

С ростом мощности котельных роль их в загрязнении приземного слоя атмосферы становится все значительнее. Кроме того, котельные располагаются, как правило, в индустриальных районах, фоновая концентрация вредных веществ нередко близка к предельно допустимой.

Поэтому задача снижения выбросов котельных является актуальной.

Одним из возможных режимных мероприятий для снижения вредных выбросов котельных является частичный переход на сжигание топлива с низким содержанием серы. Получение малосернистого мазута (S<1%) возможно в результате очистки от серы, как высокосернистого мазута, так и исходной нефти на нефтеперегонных заводах.

В настоящее время для снижения концентрации SO2 (и других вредных веществ) в приземном слое атмосферы в настоящее время дымовые газы выбрасывают через высокие дымовые трубы (250,320м и более) в верхние слои атмосферы.

Основным методом снижения выбросов окислов азота является подавление их образования в топке котла проведением ряда конструктивных и режимных мероприятий. Применение прямоточных горелок с рециркуляцией газов и двух ступенчатое сжигание топлива при малых избытках воздуха позволяют уменьшить окислов азота на 70-75%. Интенсивность образования окислов азота резко снижается при температуре горения не выше 1500єС.

Уменьшение количества кислорода в зонах, где происходит интенсивное образование окислов азота.достигается при двухступенчатом сжигании топлива (т.е. при недостатке кислорода в топке или у отдельных горелок в момент воспламенения топлива и сгорания летучих веществ) или при затягивании подмешивания вторичного воздуха к аэросмеси. Однако при этом следует иметь в виду возможность возникновения благоприятных условий для шлакования и высокотемпературной газовой коррозии поверхностей нагрева.

Критериями оценки санитарного состояния среды и качества атмосферного воздуха являются предельно допустимые концентрации (ПДК) токсичных веществ в воздухе или воде водоемов. Под ПДК следует понимать такую концентрацию различных веществ и химических соединений, который при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний.

При нормальной работе котельной установки происходит непрерывный выброс в атмосферу продуктов сгорания, в которых всегда присутствуют вещества, оказывающие вредное воздействие на жизнедеятельность растений, животных и человека. При сжигании природного газа продуктами сгорания являются оксид углерода СО и оксид азота NO2.

Сточные воды котельной содержат в себе различные примеси: реагенты и соли, использование водонагревательных установок приводит к содержанию нейтральных солей, кислот и щелочей, не являющихся токсичными. Однако эти сбросы приводят к существенному повышению солесодержания водоемов и изменению показателя . Со сточными водами предочисток сбрасываются также все уловленные органические вещества, повышающие биохимическую потребность водоема в кислороде, а также взвешенные вещества, поэтому непосредственный сброс этих вод в водоемы недопустим.

Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, представляют особую опасность для водоемов в связи с малыми значениями их ПДК. Нефтепродукты наносят значительный вред водоемам, так как образовавшаяся пленка их на поверхности воды уменьшает аэрацию. Нефтепродукты даже в незначительных количествах оказывают губительное воздействие на икру рыб. Сточные воды от промывок системы теплоснабжения содержат 70-90% применяемых реагентов. В настоящее время сточные воды в основном корректируют по показателю , и в некоторых случаях из них непосредственно выделяют грубодисперсные примеси. Годовой объем слива сточных вод отопительной котельной составляет 38,277 м3 на заполнение и двукратную промывку системы теплоснабжения в межотопительный период.

Сточные воды и их очистка.

На котельных имеется несколько видов сточных вод, содержащих вредные для окружающей среды вещества: регенерационные и промывочные воды

водоподготовительных установок и конденсатоочистки, воды гидрозолоудаления, загрязненные воды мазутохозяйства, воды после обмывки конвективных поверхностей нагрева котлов, охлаждающей воды конденсаторов и др. Для исключения вредного влияния на окружающую среду (в частности, водоемы) количество содержащихся в сточных водах примесей не должно превышать установленные санитарными нормами ПДК. Вода, используемая для гидротранспорта золы и шлака, после осветления может содержать весьма большое количество солей кальция, магния, окислов железа, алюминия, а также соединения ванадия, мышьяка, ртути, флоридов и канцерогенных веществ.

Содержание этих веществ зависит как от состава золы, так и от способа сжигания топлива и очистки дымовых газов и в большинстве случаев существенно превышает установленные нормами ПДК. Сброс таких вод в водоемы, естественно, недопустим, поэтому в настоящее время на котельных предусматриваются замкнутые системы гидрозолоудаления. Допустимое солесодержание воды в этом случае обеспечивается за счет продувки системы.

При обмывке низкотемпературных поверхностей нагрева котлов, работающих на сернистых мазутах, использованная вода содержит грубодисперсные примеси и значительное количество свободной серной кислоты (4-5 г/л), ванадия(0,3-0,8 г/л), железа(7-8 г/л). Обмывочная вода поступает в баки - нейтролизаторы для обработки; осветленная вода может быть вновь использована для свободных нужд.

Большой вред водоемам и почве причиняет их загрязнение мазутом и другими нефтепродуктами котельных (смазочными и изоляционными маслами, керосином, бензином и др.).

Мазут может попадать в сточные (грунтовые) воды при сливе, перекачке и хранении в резервуарах, а также в конденсат греющего пара мазутохозяйства.

Очистка загрязнённых нефтепродуктами сточных вод должна производиться отстаиванием с последующей флотацией или коагуляцией либо сепарацией с последующей сорбцией, более перспективным считается первый метод.Отстойниками являются нефтеловушки различных конструкций. Для обработки сточных вод котельным требуются сложные и дорогостоящие очистные сооружения. Поэтому актуальной является проблема уменьшения и количества сточных вод, а в пределе - исключение хотя бы отдельных из них. Так, например, сброс замазученных и замасленных вод можно исключить их выпариванием, использованием их в системе золоулавливания шлако - золоудаления или в других целях (после предварительной очистки) и т.д. Значительное количество этих вод можно направлять в топку котла для сжигания содержащихся в них нефтепродуктов

Санитарно-гигиенические мероприятия.

На основании проведенного анализа рекомендуется проведение следующих санитарно-гигиенические мероприятий:

1. Внедрить систему автоматического контроля и сигнализации уровней опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах;

2. Провести реконструкцию и совершенствование имеющихся средств коллективной защиты работников от воздействия опасных и вредных производственных факторов;

3. Оснастить котельную гардеробными и душевыми помещениями.

4. Привести искусственное освещение на рабочем месте оператора котельной к норме.

Так как в конструктивной части дипломного проекта производился пересчет электрооборудования котельной, необходимо произвести расчет и выбор заземляющего устройства.

Расчет и выбор заземляющего устройства.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства Rз = 4 Ом для электроустановок до 1000 В.

Заземление выполняем с помощью естественных Rе = 8 Ом и искусственных заземлений, расположенных по периметру здания котельной с расстоянием между вертикальными электродами 3м. В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 20мм и длиной 3м, которые погружены в грунт.

Противопожарные мероприятия.

Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей, сооружения и материальных ценностей.

Помещение котельной обладает первой степенью огнестойкости, выполнено из несгораемых материалов (красный кирпич, железобетон) с пределом огнестойкости не менее 4 часов.

В соответствии с правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий ответственность за обеспечение пожарной безопасности в котельной несут начальники котельной, которые обязаны:

1. Обеспечить соблюдение на вверенных им участках работы установленного противопожарного режима.

2. Следить за исправностью производственных установок и немедленно принимать меры по устранению обнаруженных неисправностей, которые могут привести к пожару.

3. Следить за тем, чтобы по окончанию работы производилась уборка рабочих мест и помещений, отключалась электросеть, за исключением дежурного освещения, и тех установок, которые по условиям производства должны находиться в рабочем состоянии постоянно.

4. Обеспечивать постоянную готовность к применению имеющихся средств пожаротушения, связи и сигнализации.

Мероприятия по экологии.

Проведение предельно допустимых значений выбросов предложить следующие мероприятия:

- организовать санитарно-защитную зону (с посадкой в них лесополос для поглощения вредных веществ);

- установить газоочистное оборудование, снижающего концентрации вредных веществ в выбросах на основе процессов: адсорбции, каталитического сжигания.

Для контроля за выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду, объемами забираемой и сбрасываемой воды котельную оснастить постоянно действующими автоматическими приборами, а при их отсутствии или невозможности применения должны использоваться прямые периодические измерения и расчетные методы.

Заключение

Работа котельных установок должна быть надежной, экономичной и безопасной для обслуживающего персонала. Для выполнения этих требований котельные установки эксплуатируются в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов и рабочими инструкциями, составленными на основе правил Госгортехнадзора с учетом местных условий и особенностей оборудования.

Котел должен быть оборудован необходимым количеством контрольно-измерительных приборов, автоматической системой регулирования важнейших параметров котла, защитными устройствами, блокировкой и сигнализацией.

Режимы работы котла должны соответствовать режимной карте, в которой указываются рекомендуемые технологические и экономические показатели его работы: параметры пара и питательной воды, содержание RO2 в газах, температура и разрежение по газовому тракту, коэффициент избытка воздуха и т.п.

Большинство современных котельных установок полностью автоматизированы. При нарушении нормальной работы котла вследствие неисправностей, которые могут привести к аварии, он должен быть немедленно остановлен.

Капитальный ремонт котлов производится через каждые два-три года. Котел периодически подвергается техническому освидетельствованию по трем видам:

- наружный осмотр (не реже одного раза в год);

- внутренний осмотр (не реже одного раза в четыре года);

- гидравлическое испытание (не реже одного раза в восемь лет).

Список использованных источников

1.Строительные нормы и правила «Внутренний водопровод и канализация». СНиП 2.04.01-85 Минстрой России - Москва, ГП ЦПП, 1985.

2.Либерман Н.Б. - Справочник по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения. - М.: Энергия, 2009.

3.Строительные нормы и правила «Отопление, вентиляция и кондиционирование». СНиП 2.04.05-91* Минстрой России - Москва, ГП ЦПП, 1994.

4.Строительные нормы и правила «Нормы проектирования. Строительная теплотехника». СНиП 11-3-79**, Госстрой СССР, Москва, ЦИТП, 1986.

5.Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 1.под ред. Староверова И.Г. Отопление. - М.: Стройиздат, 2000.

6.Строительные нормы и правила «Нагрузки и воздействия». СНиП 2.01.07-85, Госстрой СССР, Москва, ЦИТП, 1986.

7.Панин В.И. Справочное пособие теплоэнергетика жилищно-коммунального хозяйства. - М.: Изд-во литературы по строительству, 2007.

8.Строительные нормы и правила «Строительная климатология и геофизика». СНиП 2.01.01-82, Госстрой СССР, Москва, ЦИТП, 1982.

9.Строительные нормы и правила «Нормы проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». СНиП 11-33-75, Москва, Стройиздат, 1976.

10.Каменев П.Н. Отопление и вентиляция. Часть 1. - М.: Стройиздат, 2005.

11.Соловьев Ю.П. Проектирование теплоснабжающих установок для промпредприятий. - М.: Энергия, 2008.

12.Столпнер Е.Б. Справочник эксплуатационника газовых котельных. - Л.: Недра, 2006.

13.Ширакс З.Э. Теплоснабжение. - М.: Энергия, 2009.

Размещено на Allbest.ru

...