Проект теплового насосу для підігріву природного газу на газорозподільній станції

- безперечної переваги раціональної і превентивної безпеки;

- вільного доступу населення до інформації про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру;

- особистої відповідальності і турботи громадян про власну безпеку, неухильного дотримання ними правил поведінки і дій у надзвичайних ситуаціях техногенного і природного характеру;

- відповідальності в межах своїх повноважень посадових осіб за дотримання вимог даного Кодексу;

- обов'язковості завчасної реалізації заходів, спрямованих на попередження виникнення надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру і мінімізацію їх негативних психосоціальних наслідків;

- врахування економічних, природних та інших особливостей територій і ступеня реальної небезпеки виникнення надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру;

- максимально можливого, ефективного і комплексного використання наявних сил і засобів, призначених для запобігання надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру та реагування на них.

Інформування й оповіщення у сфері захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру є основним і головним невід'ємним елементом усієї системи заходів такого захисту. Інформацію становлять відомості про прогнозовані або виниклі надзвичайні ситуації з визначенням їх класифікації, меж поширення і наслідків, а також способи і методи реагування на них.

Центральні і місцеві органи виконавчої влади, виконавчі органи рад зобов'язані надавати населенню через засоби масової інформації оперативну і достовірну інформацію про стан захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій, про виникнення надзвичайних ситуацій, методи і способи їх захисту, уживання заходів щодо забезпечення безпеки.

Оповіщення про загрозу виникнення надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру та постійне інформування населення про них забезпечуються шляхом:

- завчасного створення і підтримки в постійній готовності загальнодержавної і територіальних автоматизованих систем централізованого оповіщення населення;

- організаційно-технічного об'єднання територіальних систем централізованого оповіщення і систем оповіщення на об'єктах господарювання;

- завчасного створення й організаційно-технічного об'єднання із системами спостереження і контролю постійно діючих локальних систем оповіщення й інформування населення в зонах можливого катастрофічного затоплення, районах розміщення радіаційних і хімічних підприємств, інших об'єктів підвищеної небезпеки;

- централізованого використання загальнодержавних і галузевих систем зв'язку, радіопровідного, телевізійного оповіщення, радіотрансляційних мереж та інших технічних засобів передачі інформації.

З метою своєчасного захисту населення і території від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру, запобігання і реагування на них відповідними центральними і місцевими органами виконавчої влади здійснюються:

- створення і підтримка в постійній готовності загальнодержавної і територіальних систем спостереження і контролю з включенням у них існуючих сил і засобів контролю;

- організація збору, обробки і передачі інформації про стан навколишнього середовища, забруднення харчових продуктів, продовольчої сировини, фуражу, води радіоактивними, хімічними речовинами, мікроорганізмами й іншими біологічними агентами.

Укриттю в захисних спорудах, у разі потреби, підлягає населення відповідно до його приналежності до груп (працююча зміна, населення, яке проживає в небезпечних зонах).

Створення фонду захисних споруд забезпечується шляхом:

- комплексного освоєння підземного простору міст і населених пунктів для взаємопогоджуваного розміщення в ньому споруд і приміщень соціально- побутового, воєнного і господарського призначення з урахуванням необхідності пристосування і використання частини приміщень для укриття населення у випадку виникнення надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру;

- обстеження й узяття на облік підземних і наземних будівель і споруд, які відповідають вимогам захисту споруд підземного простору міст, гірничих виробок і природних пустот;

- дообладнування з урахуванням реальної обстановки підвальних й інших заглиблених приміщень;

- будівництва заглиблених споруд, окремо розташованих від об'єктів виробничого призначення і пристосованих для захисту;

- масового будівництва в період загрози виникнення надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру найпростіших сховищ і укриттів;

- будівництва окремих сховищ і протирадіаційних укриттів. Перелік таких сховищ, укриттів та інших захисних споруд, які необхідно будувати, щорічно визначається спеціально уповноваженим центральним органом виконавчої влади, до компетенції якої віднесені питання захисту населення і територій від надзвичайної ситуації техногенного і природного характеру, і затверджуються Кабінетом Міністрів України.

Наявний фонд захисних споруд використовується для господарських, культурних і побутових потреб у порядку, що визначається спеціально уповноваженим центральним органом виконавчої влади, до відання якої віднесені питання захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру, і затверджується Кабінетом Міністрів України.

В умовах неповного забезпечення захисними спорудами в містах та інших населених пунктах, які мають об'єкти підвищеної небезпеки, основним засобом захисту є евакуація населення і розміщення його в зонах, безпечних для проживання людей і тварин.

Евакуації підлягає населення, що проживає в населених пунктах, розташованих у зонах можливого катастрофічного затоплення, можливого небезпечного радіоактивного забруднення, хімічного ураження, у районах виникнення стихійних лих, аварій і катастроф (якщо виникає безпосередня загроза життю і здоров'ю людей).

У залежності від обстановки, що склалася під час надзвичайної ситуації техногенного і природного характеру, може бути проведена загальна чи часткова евакуація населення тимчасового чи безповоротного характеру.

Загальна евакуація проводиться за рішенням Кабінету Міністрів України для всіх категорій населення і планується на випадок:

- можливого небезпечного, радіоактивного забруднення територій навколо атомних електростанцій (якщо виникає безпосередня загроза життю і здоров'ю людей, які проживають у зоні ураження);

- виникнення загрози катастрофічного затоплення місцевості з чотиригодинним доходженням проривної хвилі.

Часткова евакуація проводиться за рішенням Кабінету Міністрів України у випадку загрози чи виникнення надзвичайної ситуації техногенного і природного характеру. Евакуаційні заходи здійснюються Радою Міністрів Автономної Республіки Крим, місцевими органами виконавчої влади, органами місцевого самоврядування.

При проведенні часткової евакуації завчасно вивозиться не зайняте у сферах виробництва й обслуговування населення: діти, учні навчальних закладів, вихованці дитячих будинків разом з викладачами і вихователями, студенти, пенсіонери й інваліди, що містяться в будинках для осіб похилого віку, разом з обслуговуючим персоналом і членами їх родин.

У сфері захисту населення і території від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру евакуація населення планується на випадок:

- аварії на атомній електростанції з можливим забрудненням території;

- усіх видів аварій з викидом сильнодіючих отруйних речовин;

- загрози катастрофічного затоплення місцевості;

- лісових і торф'яних пожеж, землетрусів, зсувів, інших геофізичних і гідрометеорологічних явищ з тяжкими наслідками, які загрожують населеним пунктам.

Проведення організованої евакуації, запобігання проявів паніки і недопущення загибелі людей забезпечується шляхом:

- планування евакуації населення;

- визначення зон, придатних для розміщення евакуйованих з потенційно небезпечних зон;

- організації оповіщення керівником підприємств і населення про початок евакуації;

- організації управління евакуацією;

- усебічного життєзабезпечення в місцях безпечного розселення евакуйованого населення;

- навчання населення діям при проведенні евакуації.

Евакуація населення проводиться способом, який передбачає вивезення основної частини населення із зон надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру усіма видами наявного транспорту, а у випадку його відсутності чи недостачі (а також у випадку руйнування транспортних шляхів) - організоване виведення населення пішки за заздалегідь розробленими маршрутами.

При проектуванні й експлуатації споруд та інших об'єктів господарювання, наслідки діяльності яких можуть шкідливо вплинути на безпеку населення і навколишнього середовища, обов'язково розробляються і здійснюються заходи інженерного захисту, які передбачають:

- облік і ведення можливих проявів в окремих регіонах і на окремих територіях небезпечних та катастрофічних явищ;

- раціональне розміщення об'єктів підвищеної небезпеки з урахуванням можливих наслідків їх діяльності у випадку виникнення аварій;

- будівництво будинків, будівель, споруд, інженерних мереж і транспортних комунікацій із заданими рівнями безпеки і надійності;

- розробку і впровадження заходів безаварійного функціонування об'єктів підвищеної небезпеки;

- створення комплексної схеми захисту населених пунктів і об'єктів господарювання;

- розробку і здійснення регіональних та місцевих планів запобігання й ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій;

- організацію будівництва протизсувних, протипаводкових, протиселевих, протилавинних, протиерозійних та інших інженерних споруд спеціального призначення;

- реалізацію заходів санітарної охорони території.

Заходи запобігання чи зменшення ступеня ураження людей, своєчасного надання медичної допомоги постраждалим і їх лікування, забезпечення епідемічного благополуччя в зонах надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру повинні передбачати:

- планування і використання існуючих сил і засобів установ охорони здоров'я незалежно від форм власності і господарювання;

- введення в дію національного плану соціально-психологічних заходів при виникненні і ліквідації надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру;

- розгортання в умовах надзвичайної ситуації техногенного і природного характеру необхідної кількості лікувальних установ;

- завчасне застосування профілактичних медичних препаратів і санітарно- епідеміологічних заходів;

- контроль за якістю харчових продуктів і продовольчої сировини, питною водою і джерелами водопостачання;

- контроль за станом атмосферного повітря й опадів;

- завчасне створення і підготовку спеціальних медичних формувань;

- нагромадження медичних засобів захисту, медичного і спеціального майна й техніки;

- контроль за станом навколишнього середовища, санітарно-гігієнічною й епідемічною ситуацією;

- підготовку медичного персоналу і загальне медико-санітарне навчання населення.

Для надання безкоштовної медичної допомоги потерпілим від надзвичайної ситуації техногенного і природного характеру громадянам, рятувальникам і особам, які беруть участь у ліквідації надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру, діє Державна служба медицини катастроф як особливий вид державних аварійно-рятувальних служб.

Захист від біологічних засобів ураження включає своєчасне виявлення факторів біологічного ураження в залежності від їх виду і ступеня ураження, проведення комплексу адміністративно-господарських, режимно-обмежувальних і спеціальних протиепідемічних і медичних заходів.

Біологічний захист передбачає:

- своєчасне використання колективних та індивідуальних засобів захисту;

- введення режимів карантину і обсервації;

- знезаражування вогнища ураження;

- необхідне знезаражування людей, тварин і т.п.;

- своєчасну локалізацію зони біологічного ураження;

- проведення екстреної і специфічної профілактики;

- дотримання протиепідемічного режиму підприємствами, установами та організаціями незалежно від форм власності й господарювання і населенням.

Радіаційний і хімічний захист включає заходи для виявлення й оцінки радіаційної, хімічної обстановки, організацію і здійснення дозиметричного і хімічного контролю, розробку типових режимів радіаційного захисту, забезпечення засобами індивідуального і колективного захисту, організацію і проведення спеціальної обробки.

Виконання вимог радіаційного і хімічного захисту забезпечується шляхом:

- завчасного нагромадження і підтримки в готовності засобів індивідуального захисту та приладів дозиметричного і хімічного контролю, обсяги і місця збереження яких визначаються відповідно до встановлених зон небезпеки, забезпечення вказаними засобами насамперед особового складу формувань, які беруть участь у проведенні аварійно-рятувальних й інших невідкладних робіт у вогнищах ураження, а також персоналу радіаційно і хімічно небезпечних об'єктів господарювання і населення, що проживає в зонах небезпечного зараження і навколо них;

- своєчасного впровадження заходів, способів і методів виявлення й оцінки масштабів та наслідків аварій на радіаційно і хімічно небезпечних об'єктах господарювання;

- створення уніфікованих засобів захисту приладів і комплектів дозиметричного й хімічного контролю;

- надання населенню можливостей купувати в установленому порядку в особисте користування засобів індивідуального захисту і дозиметрів;

- завчасного пристосування об'єктів побутового обслуговування і транспортних підприємств для проведення санітарної обробки людей і спеціальної обробки одягу, майна і транспорту;

- розробки загальних критеріїв, методів і методик спостережень щодо оцінки радіаційної і хімічної обстановки;

- завчасного створення і використання засобів колективного захисту населення від радіаційної і хімічної небезпеки;

- пристосування наявних засобів колективного захисту від інших видів загрози для захисту від радіаційної і хімічної небезпеки.

8.3 Державне регулювання і контроль захисту населення і територій

Державна стандартизація з питань безпеки в надзвичайних ситуаціях техногенного і природного характеру спрямована на забезпечення:

- безпеки продукції (робіт, послуг) і матеріалів для життя й здоров'я людей та навколишнього середовища;

- якості продукції (робіт, послуг) і матеріалів у відповідності з рівнем розвитку науки, техніки і технології;

- єдності принципів виміру;

- безпеки об'єктів господарювання з урахуванням ризику виникнення техногенних катастроф й інших надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру.

Державна експертиза у сфері захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру.

Державна експертиза проектів і рішень відносно техногенної безпеки об'єктів виробничого і соціального призначення, які можуть викликати надзвичайні ситуації техногенного і природного характеру і вплинути на стан захисту населення і територій від їх наслідків, організовується і проводиться згідно із законом.

Державний нагляд і контроль у сфері захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру організовуються спеціально уповноваженим центральним органом виконавчої влади, до компетенції якого віднесені питання захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру, іншими уповноваженими центральними органами виконавчої влади.

Декларування безпеки об'єктів підвищеної небезпеки здійснюється з метою запобігання надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру, а також забезпечення готовності до локалізації, ліквідації надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру та їх наслідків.

Порядок розробки декларації безпеки об'єктів підвищеної небезпеки, її зміст, методика визначення ризиків і їх прийнятні рівні встановлюються Кабінетом Міністрів України.

Провівши аналіз даного розділу дипломного проекту ми прийшли до висновку, що рівень національної безпеки не може бути достатнім, якщо в загальнодержавному масштабі не буде вирішено завдання захисту населення, об'єктів економіки і національного надбання від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру. Актуальність проблеми обумовлена тенденціями зростання втрат людей і шкоди територіям у результаті небезпечних природних явищ і катастроф. Ризик надзвичайних ситуацій постійно зростає. Інформування й оповіщення є основним і головним невід'ємним елементом усієї системи заходів захисту. Також, важливим є створення фонду захисних споруд. В умовах неповного забезпечення захисними спорудами, основним засобом захисту є евакуація населення і розміщення його в зонах, безпечних для проживання людей і тварин.

При проектуванні й експлуатації споруд та інших об'єктів господарювання, наслідки діяльності яких можуть шкідливо вплинути на безпеку населення і навколишнього середовища, обов'язково розробляються і здійснюються заходи інженерного захисту.

Висновки

На сьогоднішній день розвиток промисловості спрямовано на енергозбереження і зниження навантаження на навколишнє середовище. Стосовно до ГРС в даний час можна добитися вищого економічного ефекту і заощадити енергоресурси за рахунок впровадження детандер-генераторних агрегатів (ДГА) замість традиційно використовуваних регуляторів тиску. ДГА при розширенні газу в них виробляють електроенергію. Тобто частково повертається енергія, яка була приведена до газу перед його транспортуванням по трубопроводах.

Основна проблема при впровадженні ДГА на ГРС полягає в тому, що при скороченні газу в регуляторах тиску температура газу знижується менше, ніж після розширення в детандере при однакових ДР на вході і на виході.

Тому тема магістерської роботи, присвячена питанню підігріву газу на ГРС, що працює з ДГА, є актуальною.

В даний час для підігріву газу на ГРС з регулятором тиску, найчастіше використовують підігрівачі, в яких спалюється природний газ. У ряді випадків на ГРС з ДГА доцільно використовувати підігрівачі, які споживають електроенергію вироблену генератором.

У роботі була обрана схема, де газ перед розширенням в детандері підігрівається в конденсаторі теплового насосу. Для м'яких умов Одеської області застосування схеми з тепловим насосом, що споживає вироблену ДГА електроенергію, буде вигідніше, ніж прямий електронагрів і ніж нагрівання від спалювання природного газу.

У літературі зустрічалася інформація про те, що тепловий насос в даній схемі може споживати приблизно 20% від виробленої ДГА електроенергії.

На першому етапі мною був виконаний розрахунок температури газу на вході в ДГА і на виході, визначена необхідна темпеартура підігріву газу перед ДГА, виходячи з умов, що на виході з ГРС температура повинна бути не нижче -10 єС (на вимогу ДСТУ). Тиск природного газу на вході в ГРС Р_вх = 2.5 МПа, на виході - Р_вых = 0.3 МПа. При такому великому перепаді тиску рекомендовано використовувати двоступеневе редукування газу. Температура підігріву газу перед редукуванням склала 45 єС.

Для даної схеми був виконаний попередній розрахунок циклу парокомпресійного ТН на холодоагентах R134a, R410a, R600a, R245fa. Показано, що найбільшим коефіцієнтом перетворення володіє холодоагент R600а, який і був прийнятий для подальших розрахунків. Цей холодоагент R600а - ізобутан - є екологічно безпечним, дешевим, але горючим.

Далі була розглянута можливість підвищення енергетичної ефективності теплового насосу за рахунок використання глибокого переохолодження холодоагенту перед дроселюванням. Максимально можливе переохолодження холодоагенту, при використанні для охолодження природного газу з температурою на вході в переохолоджувач -12 єС, склало 57 єС.

Показано, що для зимового періоду при температурі навколишнього повітря мінус 0.5 єС, температурі природного газу на вході в ГРС 3 єС частка електроенергії, що виробляється ДГА, яка споживається ТН становить 28.15 %. газ тепловий насос станція

Далі був виконаний розрахунок конденсатора ТН де в трубках тече природний газ, що нагрівається, а в міжтрубному просторі - конденсується холодоагент. Геометричні характеристики трубного пучка і товщина стінок прийняті такими ж, як в підігрівачі газу ПТПГ-30. Отримана за розрахунками площа теплообмінної поверхні склала 54 м², був прийнятий стандартний теплообмінник з площею теплообмінної поверхні 70 м².

Виконано техніко-економічне порівняння приведених витрат при роботі підігрівача газу ПТПГ-30 і теплового насосу, показано перевагу використання теплового насосу перед традиційним способом підігріву.

Для обґрунтування вибору робочого тіла ТН на останньому етапі виконання магістерської роботи був виконаний еколого-енергетичний аналіз ТН на різних холодоагентах. Аналіз грунтувався на обліку емісії парникових газів за весь період роботи обладнання. Аналіз підтвердив доцільність використання холодоагенту R600а в розглянутому ТН. Крім того, було виконано еколого-енергетичне порівняння двох способів підігріву природного газу на ГРС - за допомогою підігрівача газу ПТПГ-30 і розглянутого ТН. Показано, що величина питомої емісії парникових газів при використанні теплового насоса, що споживає електроенергію ДГА становить 17·10^-6 кг(СО₂) на 1 м³ газу, що підігрівається, в той час як ця величина для ПТПГ-30 становить 0.0127, тобто в 747 разів більше. Отже, ТН з еколого-енергетичної точки зору є більш перспективним способом підігріву природного газу на ГРС.

У дипломі був також виконаний розділ охорони праці та розділ цивільної оборони.

Список використаної літератури

1. Байдакова Ю.О. Исследование эффективности схем бестопливных установок генерации электроэнергии на основе детандер-генераторных агрегатов и тепловых насосов / автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Москва, 2013. - 19 с.

42. Сalm J.M., Hourahan G.C., Physical, Safety and Environmental Date for Current and Alternative Refrigerants // Refrigeration for Sustainable Development (proceeding of the 23th International Congress of Refrigeration, ICR, 2011, Prague, Czech Republic, 2011.08.21-26, ID: 915.

Размещено на Allbest.ru