Открытые токоведущие части, расположенные на высоте менее 3,5 м, огорожены. Металлические ограждения, оборудование и подъёмно-транспортное устройство, могущее оказаться под напряжением, подлежат заземлению. Каждый электродвигатель помимо устройств пуска и остановок снабжается отключающими приспособлениями (предохранителями) для полного снятия напряжения на время ремонта и наладки оборудования и механизмов, с которыми совместно работают электродвигатели.

Персоналу, допускаемому к эксплуатации и ремонту оборудования, при котором для технологических нужд применяют горючие материалы (керосин, бензин, ацетилен, нитрокраски), следует знать свойства этих материалов и правила взрывобезопасности.

Персонал, обслуживающий газовое хозяйство, кроме того, должен знать: удушающие и отравляющие свойства соответствующих газов; допустимые и опасные для человека концентрации газа в воздухе и методы её определения; перечень имеющихся в цехе мест, опасных в отношении скопления газа; признаки удушения и отравления газом; правила эвакуации лиц, пострадавших от газа, из загазованной зоны и приёмы оказания им первой помощи; правила пользования кислородным (изолирующим) и шланговым противогазом.

Персонал, который по роду своих обязанностей соприкасается с горячим оборудованием и может получить ожоги от горячих поверхностей, пара, воды, газов, обеспечен по существующим нормам спецодеждой, спецобувью и индивидуальными средствами защиты и обязан пользоваться ими во время работы.

Доступные для случайного соприкосновения движущиеся и вращающиеся части механизмов, расположенных на высоте менее 2 м от уровня пола или рабочих площадок, имеют сплошное или сетчатое с ячейками 25х25 мм ограждение, исключающее возможность захвата одежды обслуживающего персонала вращающимися или движущимися частями.

Чистка, обтирка и смазка вращающихся и движущихся механизмов, а также просовывание рук за ограждение запрещается. При обтирке наружной поверхности работающих механизмов запрещается наматывать на руку или пальцы обтирочный материал.

Во избежание несчастных случаев нельзя: становиться на барьеры площадок, предохранительные кожухи муфт, подшипников и др., а также на трубопроводы, конструкции и перекрытия, не предназначенные для прохода по ним и не имеющие специальных ограждений и поручней; находиться вблизи фланцевых соединений и арматуры трубопроводов, предохранительных клапанов, люков и лазов газоходов котлоагрегатов, если это не вызвано необходимостью обслуживания оборудования.

Обслуживание, ремонт (кроме перемотки электродвигателей) и профилактические испытания электроприводов паровой и водяной запорной и регулирующей арматуры, шиберов, направляющих аппаратов и др., на которые воздействует автоматика тепловых процессов, производятся персоналом службы КИПиА.

До начала производства работ, а также перед осмотром и ремонтом элементов, действующих под давлением, при наличии опасности ожога людей паром или водой такие элементы отделяются от всех трубопроводов заглушками или отсоединяются; отсоединённые трубопроводы также закрываются заглушками.

При работе на газовом топливе ремонтируемый участок отключается от общего газопровода в соответствии с инструкцией по обслуживанию. Заглушки, применяемые для отключения, должны устанавливаться между фланцами и иметь выступающую часть (хвостовик), по которому определяется наличие поставленной заглушки.

Работы в газоходах разрешается выполнять при температуре не свыше 50 °С лишь после того, как место работы будет провентилировано и надёжно защищено от проникания газов и пыли. Время пребывания людей в газоходе при температуре 50 °С не должно превышать 20 мин.

На вентилях, задвижках и заслонках при отключении соответствующих участков трубопроводов, парогазопроводов и газоходов, а также на пусковых устройствах дымососов, вентиляторов и др. вывешиваются плакаты «Не включать, работают люди»; при этом у пусковых устройств указанных агрегатов снимаются плавкие вставки.

При розжиге горелок нельзя стоять против отверстий (гляделок растопочных люков), чтобы не пострадать от случайного выброса пламени.

В производственном помещении имеется аптечка с перевязочным материалом и медикаментами, организуется надлежащее хранение спецодежды, её периодический ремонт и стирка. Работники обеспечиваются питьевой водой, отвечающей санитарным праивлам и нормам. Душевые помещения оборудованы скамейками и шкафами для одежды и содержатся в чистоте.

6.3 Расчет искусственного освещения в производственном помещении

Рассчитаем необходимую освещенность производственных площадок на ГТУ-20,5.

Исходные данные.

Площадка 1, 5: ширина 7000 мм, длина 8500 мм, высота 2000 мм.

Площадка 2, 3, 4: ширина 7000 мм, длина 7500 мм, высота 2000 мм.

Для местного освещения площадок используются лампы накаливания мощностью 100 Вт, светильники типа УПМ (площадки 1, 2, 3, 4) и ВЗГ (площадка 5). Нормируемая освещенность E = 75 лк. Для расчета используется метод светового потока.

Минимальная освещенность определяется по формуле:

Emin = (Fл · N · з) / (100 · S · k · Z) , лк,

где Fл - световой поток лампы, определяется по справочник при мощности лампы W = 100 Вт;

N - число светильников на площадке;

з - коэффициент использования осветительной установки, определяется по справочнику.

Показатель помещения определяется по формуле:

i = А · В / Hp (A + B) ,

где А и В - два характерных размера помещения;

Нр - высота светильников над рабочей поверхностью;

S - площадь освещаемой площадки, м2;

k - коэффициент запаса, определяется по справочнику;

Z - коэффициент минимальной освещенности, для ламп Z = 1,15.

Площадка 1:

Fл = 1630 лм; N = 9 ;

i =7 · 8,5 / 2 · (7 + 8,5) = 1,9,

з = 51; S = 59,5 м2, k =1,3; Z = 1,15

лк ,

ДЕ/Emin · 100 = 10,8 % .

Площадка 2, 3, 4:

Fл =1630 лм; N = 8 ;

i = 7 · 7,5 / 2 · (7 + 7,5) = 1,8 ,

з = 50; S = 52,5 м2, k = 1,3; Z = 1,15

лк ,

ДЕ/Emin · 100 = 9,7 % .

Площадка 5:

Fл = 1080 лм; N = 12 ,

i = 7 · 8,5 / 2 · (7 + 8,5) = 1,9 ,

з = 55; S = 59,5 м2, k =1,3; Z = 1,15 ,

лк ,

ДЕ/Emin · 100 = 6,4 % .

Допускается отклонение Emin от E в пределах от -10 % до +20 %. То есть минимальная освещенность площадок больше нормируемой в допустимых пределах погрешности.

6.4 Меры по обеспечению устойчивости работы, безопасности персонала в условиях чрезвычайной ситуации

Для безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов необходимо обеспечить механическую прочность, коррозионную стойкость оборудования.

Механическая прочность оборудования обеспечивается проведением прочностного расчёта. Исходя из данных расчёта выбирается типоразмер труб. В расчётах коэффициент запаса принимается K = 4. Выбор материала труб определяется также из прочностного расчёта.

Для снижения коррозии труб вода должна проходить контроль на содержание кислорода и при необходимости подвергаться дополнительной деаэрации.

Предотвращение гидроударов также является одним из условий безопасной и надёжной работы. Так, система автоматики отключает подачу топлива при температуре воды на 20 °С ниже температуры кипения при данном давлении в трубной системе.

При переходных и других режимах работы в газовом тракте возможно образование взрывоопасных смесей. Для предотвращения разрушения от хлопков и взрывов устанавливаются взрывные клапаны. Они устанавливаются в верхней части дымоходов в местах, где возможно скопление газов и где исключается возможность травмирования обслуживающего персонала.

К устройствам, обеспечивающим безопасную эксплуатацию оборудования, относятся приборы и исполнительные механизмы, прекращающие подачу топлива при:

- повышении или понижении давления газа;

- понижении давления воздуха;

- падении разряжения в топке;

- останове дымососа, вентилятора;

- погасании факела в топке;

- неисправности электрических цепей;

- других неисправностях, предусмотренных эксплуатационной инструкцией и правилами Ростехнадзора.

Предохранительные клапаны имеют отводные защитные устройства, предохраняющие обслуживающий персонал от ожогов при срабатывании. Среда, выходящая при срабатывании предохранительных клапанов, отводится за пределы помещения.

Помещение обеспечено рабочим и аварийным электрическим освещением в соответствии с Правилами устройства электроустановок. Аварийное освещение должно обеспечить беспрепятственное наблюдение за показаниями контрольно-измерительных приборов, состоянием оборудования и коммуникаций и производство необходимых переключений при аварийных положениях оборудования Аварийным освещением обеспечиваются также все лестницы, переходы и площадки. Уровень освещённости должен соответствовать действующим нормам.

Во взрывоопасных и пожароопасных помещениях электрооборудование и устройство сети освещения применяют в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок для соответствующих помещений.

В пыльных помещениях используют светильники в пыленепроницаемом исполнении.

В здании возможны следующие чрезвычайные ситуации:

- внезапное обрушение, пожар, взрыв, нарушение работы систем жизнеобеспечения (отопления, вентиляции);

- внезапное отключение электроэнергии, заражение воздуха вредными веществами, выделение больших количеств газа через неплотности в газопроводах.

Если вовремя не принять должных мер, перечисленные чрезвычайные ситуации могут привести к аварии на оборудовании.

В данной части дипломного проекта рассмотрены вопросы, посвященные безопасности жизнедеятельности и охране окружающей среды. Произведен анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации газотурбинной установки, приведены меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда. Произведен расчет искусственного освещения, рассчитана необходимая освещенность производственных площадок газотурбинной установки. Проанализированы основные причины аварий в цехе. Рекомендованы мероприятия по уменьшению количества выбрасываемых вредных веществ.

7. Экологичность проекта

7.1 Защита от вредных выбросов

При сжигании топлива, наряду с основными продуктами сгорания (СО2, Н2О, N2), в атмосферу поступают загрязняющие токсичные вещества, а именно: сернистый и серный ангидриды (SО2 и SO3), оксиды азота (NO и NO2), фтористые соединения и соединения ванадия.

В случае недостаточно полного сгорания топлива уходящие газы могут содержать оксид углерода СО, углеводороды СН4, С2Н4, а также канцерогенные углеводороды, например, бензопирен и др. Все продукты неполного сгорания являются вредными, однако при правильной технике сжигания топлива их образование можно предотвратить или свести к минимуму, что относится и к содержанию оксидов азота в уходящих газах.

Из всех оксидов азота наиболее часто в дымовых газах содержится оксид NO и двуокись NO2, причём двуокись является наиболее стойким продуктом. Высшие оксиды N2O2, N2O4 и N2O5 существуют в атмосферных условиях только при низких температурах.

Суммарный выброс сернистых соединений (SO2 + SO3) определяется исходной величиной содержания сернистых веществ в топливе и не может быть исключён за счёт каких-либо мероприятий в организации топочного процесса. Добиваться предельно допустимых концентраций сернистых и других соединений в атмосфере можно выбором необходимой высоты дымовой трубы, обеспечивающей рассеивание оставшихся твёрдых частиц и вредных газов в атмосфере.

При сжигании газообразного топлива наиболее вредными являются образующиеся при этом окислы азота. Существуют промышленные способы, позволяющие существенно снизить количество образующихся при сжигании топлива оксидов азота. Кроме того, как и в других случаях, рассчитывается высота дымовой трубы, которая может рассеивать в слоях атмосферы эти вредные выбросы и тем самым не допускается превышение ПДК. Оксиды азота вредно действуют на органы дыхания живых организмов и вызывают ряд серьёзных заболеваний, а также разрушающе действуют на оборудование и материалы, способствуют образованию смогов и ухудшению видимости. Оксиды азота чрезвычайно токсичны. Так, максимально-разовая предельно допустимая концентрация двуокиси азота почти в 6 раз ниже, чем ПДК для сернистого ангидрида, и в 30 раз меньше, чем для оксида углерода (ПДК двуокиси азота максимально-разовая и среднесуточная составляет 0,085 мг/м3). Оксиды азота образуются за счёт окисления содержащегося в топливе азота и азота воздуха и содержатся в продуктах сгорания любого топлива. Условием окисления азота воздуха является диссоциация молекулы кислорода воздуха под действием высоких температур в топке (1900 - 2000 °С). В результате реакций при сгорании образуется в основном оксид азота NO (более 95 %). Образование двуокиси азота NO2 за счёт доокисления NO требует значительного времени и происходит при низких температурах на открытом воздухе. Образование оксидов азота в процессе горения топлива уменьшается при снижении температуры горения, при сокращении времени пребывания азота и кислорода в высокотемпературной части факела, а также при уменьшении количества свободного кислорода в факеле. Анализ основных факторов, влияющих на образование окислов азота, позволяет наметить методы их подавления при сгорании. Радикальным способом снижения образования оксидов азота является организация двухстадийного (двухступенчатого) сжигания топлива По этому методу в первичную зону горения подаётся 50 - 70 % необходимого для горения воздуха, остальная часть воздуха (50 - 30 %) поступает во вторую зону, где происходит дожигание продуктов неполного сгорания. Отвод теплоты из первичной зоны горения должен быть достаточно большим, чтобы заключительная стадия процесса горения происходила при более низкой температуре. Примерно тот же эффект происходит при получении растянутого по длине факела, что должно обеспечивать значительное снижение температурного уровня при горении и соответственно уменьшение образования окислов азота. Вторым методом подавления образования оксидов азота является рециркуляция дымовых газов, ввод газов в топку может осуществляться через канал вокруг горелок или путём подмешивания газов в воздух перед горелками. Считается, что наиболее эффективным является второй способ, при котором происходит наибольшее снижение температуры в ядре факела. Подмешивая до 20 - 25 % дымовых газов можно снизить содержание оксидов азота на 40 - 50 %. Рециркуляция газов, наряду с уменьшением температуры горения, приводит к снижению концентрации кислорода, то есть уменьшению скорости горения, растягиванию зоны горения и более эффективному охлаждению этой зоны. Подача воды и пара в зону горения также приводит к снижению образования оксидов азота. Ввод воды или водяного пара снижает температурный уровень, так же как и при вводе рециркулирующего газа. Снижение температуры подогрева и уменьшение избытка воздуха тоже несколько уменьшает образование оксидов азота как за счёт снижения температурного уровня, так и за счёт уменьшения концентрации свободного кислорода. Перечисленные способы при комплексном их использовании могут существенно снизить образование оксидов азота.

Таблица 7.2 - Прогнозируемые выбросы загрязняющих веществ

В данной части дипломного проекта рассмотрены вопросы, посвященные безопасности жизнедеятельности и охране окружающей среды. Произведен анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации газотурбинной установки, приведены меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда.

Заключение

На основании выполненного дипломного проекта по модернизации доменного производства на базе ГТУ можно сделать следующие выводы.

Модернизация на базе ГТУ обеспечит потребность доменной печи в дутье без снижения надежности ее работы и смежных энергосистем.

При реализации проекта будет максимально использована существующая инфраструктура, а именно: проект будет реализован на имеющихся площадях, будет использоваться существующее вспомогательное и общетехническое оборудование, а также существующая схема выдачи энергомощности и существующая схема водоснабжения.

Реконструкция производится по схеме, которая позволит увеличить мощность и КПД энергоблока, тепловая схема ГТУ включает газовую турбину Siemens V94.2A.

Результаты проведенных расчетов подтвердили высокую эффективность газотурбинного оборудования, данное оборудование работает с хорошим КПД и обеспечивает производство необходимого количества энергии.

Экономическое обоснование проекта показало, что данный проект является экономически выгодным и окупаемым. Срок окупаемости проекта составит 2,78 года.

После реконструкции путем сооружения ГТУ и перехода на использование доменного газа превышение ПДК вредных веществ в атмосфере не ожидается.

Обеспечение безопасных условий труда при эксплуатации ГТУ достигается соблюдением трудовой дисциплины, выполнением требований инструкций по охране труда и технике безопасности, использованием спецодежды и средств индивидуальной защиты.

Список использованных источников

1. Сазанов Б. В. Доменные газотурбинные установки./ Сазанов Б. В. - Москва: Металлургия, 1965. - 266 с.

2. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов. - 2-е изд. / Под ред. А. Г. Костюка, В. В. Фролова. - Москва: МЭИ, 2001.- 488 с.

3. Щукин А. А. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов:/ Щукин А. А. Учебник для вузов. - Изд. 2-е. - Москва: Энергия, 1973. - 224 с.

4. Ницкевич Е. А. Теплоэнергетика доменного производства./ Ницкевич Е. А. - Москва: Металлургия, 1966. - 385 с.

5. Поршаков Б. П. и др. Повышение эффективности эксплуатации энергопривода компрессорных станций./ Поршаков Б. П .- Москва: Недра, 1992. - 206 с.

6. Костюк А. Г., Шерстюк А. Н. Газотурбинные установки. - Москва.: Высшая школа, 1979. - 254 с.

7. Христич В. А. Тумановский А. Г. Газотурбинные двигатели и защита окружающей среды. - Киев: Техника, 1983. - 144 с.

8. Стационарные газотурбинные установки / Под ред. Л. В. Арсеньева и др. - Ленинград: Машиностроение, 1989. - 545 с.

9. Сазанов Б. В. Использование вторичных энергоресурсов в металлургии. - Москва: Металлургиздат, 1953. - 200 с.

10. Кунаков Н. Е. Развитие газового хозяйства металлургических заводов. - Москва: Металлургиздат, 1959. - 291 с.

11. Цанев С. В. и др Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / Под ред. С. В. Цанева - Москва: МЭИ, 2002. - 72 с.

12. Перспективы и проблемы использования ГТУ и ПГУ в российской энергетике // Теплоэнергетика. - 2002, - № 9. - С. 2-5.

13.Дьяков, А. Ф. Перспективы использования газовых турбин в электроэнергетике России / А. Ф. Дьяков // Энергетик. - 2003. - № 2. - С. 4-10.

14. Газотурбинные установки. Конструкции и расчет: Справочное пособие / под общ. ред. Арсеньева Л. В. и Тырышкина В. Г. - Ленинград: Машиностроение, 1978. - 232 с.

15. Липец А. У., Дирина Л. В. Газотурбинные надстройки со сбросом дымовых газов в РВП парового котла./ Липец А. У.// - Энергетик, - 2004, - № 11, - 12 с.

16.Лебедев А. С., Буталов Г. Л. Газотурбинные установки для современных технологий выработки электроэнергии./ Лебедев А. С.// - Энергетик, 2007, № 8,- С. 18-21.

17. Шляхин П. Н. Паровые и газовые турбины: учебник для техникумов./ Шляхин П. Н - Изд. 2-е. - Москва: Энергия, 1974. - 224 с.

18. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под ред. Н. В. Кузнецова и др. - Москва: Энергия, 1973. - 296 с.

19. Экономическая эффективность внедрения организационно-технических мероприятий: Учебно-методическое пособие / Н. С. Захарова. - Череповец: ЧГУ, 2005. - 159 с.

20. Методические указания к расчету экономической эффективности курсового и дипломного проектирования / Под ред. Н. И. Севрюгова. - Череповец: ЧГУ, 2003. - 164 с.

21. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование: Справочник / С. В. Белов и др.; Под ред. С. В. Белова. - Москва: Машиностроение, 1989. - 368 с.

22. Инженерные расчеты систем безопасности труда и промышленной экологии. Справочник / Под ред. А. Ф. Борисова. - Нижний Новгород: Вента-2, 2000. - 130 с.

23. Алтунин А. Т. Формирование гражданской обороны в борьбе со стихийными бедствиями./ Алтунин А. Т. - Москва: Стройиздат, 1978. - 247 с.

24. Михно, Е. П. Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий / Е. П. Михно. - Москва: Атомиздат, 1979. - 145 с.

25. Шишкин А.А. Анализ причин аварий и повреждений строительных конструкций./ Шишкин А.А. - Москва: Стройиздат, 1973. - 287 с.

26.Шмаров И.А. Расчет и проектирование искусственного освещения помещений общественных зданий:/ Шмаров И.А. Козлов В.А. пособие к МГСН 2.06-99. - Москва: Москомархитектура, 1999. - 432 с.

27.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий». утв. Гл. гос. санитар. врачом РФ 6 апреля 2003. - 30 с.

28. Исхакова Г.Р. Проектирование и расчет электрического освещения:/ Исхакова Г.Р. учебное пособие. - Москва: МЭИ, 2010. - 223 с.