Проект газовой котельной

Технологические блокировки выполняют в заданной последовательности ряд операций при запуске и остановке механизмов котлов, а также в тех случаях, когда происходит срабатывание технологической защиты. Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании котлоагрегата, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении чрезвычайной ситуации. Сигнализация информирует дежурный персонал о состоянии оборудования, предупреждает о приближении параметра к опасному значению, сообщает о возникновении аварийной ситуации в котле и его оборудовании. Применяется звуковая и световая сигнализация.

Эксплуатация котлов должна вестись в точном соответствии с законоположениями, правилами, нормами и руководящими указаниями, в частности, в соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации водогрейных котлов” Госгортехнадзора,” Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей”,” Правилами технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей” и др.

Эксплуатация котлов производится по производственным заданиям, составляемым по планам и графикам выработки тепловой энергии, расхода топлива, расхода электроэнергии на собственные нужды, обязательно ведется оперативный журнал, в который заносятся распоряжения руководителя и записи дежурного персонала о работе оборудования, а также ремонтную книгу, в которую записывают сведения о замеченных дефектах и мероприятиях по их устранению [19].

Должны вестись первичная отчетность, состоящая из суточных ведомостей по работе агрегатов и записей регистрирующих приборов и вторичная отчетность, включающая обобщенные данные по котлам за определенный период. Каждому котлу присваивается свой номер, все коммуникации окрашиваются в определенный условный цвет, установленный ГОСТом. Установка котлов в помещении должна соответствовать правилам Госгортехнадзора, требованиям техники безопасности, санитарно-техническим нормам, требованиям пожарной безопасности.

6. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Выброс в атмосферу токсичных и загрязняющих веществ вместе с дымовыми газами.

При сжигании различных топлив, наряду с основными продуктами сгорания (СО₂, Н₂О, N₂), в атмосферу поступают загрязняющие твёрдые (зола и сажа), а также газообразные токсичные вещества, а именно: сернистый и серный ангидриды (SО₂ и SO₃), окислы азота (NO и NO₂), фтористые соединения и соединения ванадия. В случаях, когда происходит не полное сгорание топлива в топках уходящие газы могут содержать окись углерода СО, углеводороды СН₄, С₂Н₄, а также канцерогенные углеводороды, например, бензапирен и др.

Суммарный выброс сернистых соединений (SO₂+SO₃) определяется содержанием серы в топливе и не может быть полностью исключён за счёт проведения каких-либо мероприятий по организации топочного процесса. Таким образом, добиться предельно допустимой концентрации сернистых и других соединений в атмосфере можно только путем выбора необходимой высоты дымовой трубы, способной обеспечить рассеивание оставшихся твёрдых частиц и вредных газов в атмосфере [8].

Критерием санитарной оценки является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воздухе. Под ПДК понимают такую концентрацию веществ и химических соединений, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо изменений или заболеваний. ПДК атмосферных загрязнений устанавливаются в двух показателях: как максимально-разовые загрязнения (за 20 мин) и среднесуточные (за 24 ч).

В мире сжигается более 10 млрд.т.у.т. органического топлива, что соответствует выбросу газов, несущих в атмосферу различные вредные вещества: золу, оксиды серы, азота и углерода, а также (в меньших количествах) органические соединения, называемые полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ).

Полиароматические углеводороды (ПАУ) -- органические соединения, для которых характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. ПАУ представляют собой сложные смеси сотен веществ, биологические свойства большинства из которых до сих пор неизвестны.

Наибольшее влияние будет оказано на атмосферный воздух, но и в этом случае все выбросы проектируемого объекта можно классифицировать как предельно допустимые (ПДВ).

Предельно допустимый выброс (ПДВ) - научно обоснованный норматив, установленный из условия, что содержание загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха от источника или их совокупности не должно превышать норматив качества воздуха для населения, животного и растительного мира.

6.1 Общие сведения о проектируемом объекте

Проектируемая газовая котельная тепловой мощностью 0, 44 МВт (0,38 Гкал/ч) предназначена для теплоснабжения производственного цеха КС - 21 по адресу: КС Шекснинская “Северо-Европейского газопровода”.

Помещение котельного зала прямоугольное в плане размером 6 м Ч 10 м; степень огнестойкости здания IV. Взрывная защита предусматривается остеклением, площадь остекления составляет 6,4 м². Категория помещения по взрывной и пожарной опасности - Г.

В настоящем проекте использован ряд прогрессивных технических решений, а именно:

1) применено новейшее технологическое и газовое оборудование ведущих западных фирм;

2) пониженные выбросы вредных веществ;

3) существенно снижены шумы в рабочем режиме благодаря звукопоглощающей подставке под котел, шумопоглотителю дымовых газов и звукоизолирующему корпусу горелки.

В качестве основного оборудования к установке приняты три водогрейных котельных агрегата марки “Vitoplex - 200 - SX2” мощностью 440 кВт, фирмы “Viessmann” (Германия), с двухступенчатой атмосферной горелкой из нержавеющей стали, оборудованной электророзжигом и ионизационным контролем пламени [5].

Дымоудаление от каждого котла осуществляется посредством дымовых теплоизолированных труб, изготовленных из нержавеющей, стали марки AISI 304, внутренний диаметр 250 мм, высота дымовых труб 21 м.

Трубы установлены на общем фундаменте, выполнены из коррозионностойкой стали с утеплением.

Часовой расчетный расход газа на котельную - 36 нм³/ч.

Временной режим работы котельной составляет: на отопление - круглосуточно в отопительный период, нормативная продолжительность отопительного периода - 230 сутки.

Предприятие является источником выбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду. Выбросы загрязняющих веществ осуществляются стационарными источниками. Структурные подразделения отсутствуют. Основное топливо - природный газ.

Периодическое обслуживание котельной осуществляется специалистом, прошедшим обучение для работы на импортном оборудовании.

6.2 Сведения о залповых и аварийных выбросах

Характер работы устанавливаемого технологического оборудования при эксплуатации позволит произвести его остановку в любое время без залповых выбросов. Самопроизвольное развитие процессов с образованием загрязнения атмосферного воздуха и аварийные выбросы исключены.

Технологический процесс сжигания топлива в котлах управляется автоматически без постоянного присутствия обслуживающего персонала, контролируются верхний и нижний пределы давления газа, поступающего в горелку, наличие пламени основной и зональной горелки и другие параметры, воздействующие на аварийную остановку котлов.

В помещении котельной на вводе газопровода проектом предусматривается установка следующего оборудования: термочувствительного запорного клапана, автоматически перекрывающий подачу газа при достижении температуры среды в помещении при пожаре 100°С, электромагнитный запорный клапан автоматически закрывается при:

- загазованности помещения больше 10% от нижнего предела концентрации воспламенения газа;

- отключение электроэнергии;

- загазованности по СО (порог 2).

Контроль загазованности помещения угарным и природным газом осуществляется сигнализатором загазованности. Датчик оксида углерода встроен в прибор (блок БКС), датчик горючих газов выносной, устанавливается на расстоянии 100-200 мм ниже отметки потолка.

Все это исключает возможность аварийного выброса загрязняющих веществ в окружающую среду. Возобновление нормальной работы котельной возможно только после устранения причины неисправности [24].

6.3 Мероприятия по регулированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ)

Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) -- метеорологические условия, способствующие накоплению вредных (загрязняющих) веществ приземного слоя атмосферного воздуха.

Информация о НМУ представляется территориальным органом федерального органа исполнительной власти в области гидрометеорологии в территориальный орган федерального органа исполнительной власти, уполномоченного на осуществление федерального государственного экологического надзора, орган исполнительной власти субъекта РФ, уполномоченный на осуществление регионального государственного экологического надзора. Они обеспечивают контроль над проведением юридическими лицами, индивидуальными предпринимателями согласованных мероприятий по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух на объектах хозяйственной и иной деятельности.

Регулирование выбросов вредных веществ в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) предусматривает кратковременное сокращение выбросов, приводящих к формированию высокого уровня загрязнения воздуха, до уровня, наблюдаемого при отсутствии НМУ.

Регулирование выбросов осуществляется с учетом прогноза НМУ на основе предупреждений о возможном опасном росте концентраций примесей в воздухе с целью его предотвращения.

В процессе разработке мероприятий по кратковременному сокращению выбросов в период НМУ, следует учитывать:

- мероприятия должны быть достаточно эффективными и выполнимыми в практике;

- все мероприятия должны учитывать отдельную специфику конкретного производства;

- осуществление разработанных мероприятий, не должно сопровождаться сокращением производства. Такое сокращение в связи с выполнением дополнительных мероприятий допускается только в редких случаях, когда угроза интенсивного скопления примесей в приземном слое атмосферы особенно велика [24].

В зависимости от ожидаемого уровня загрязнения атмосферы составляются предупреждения трех степеней, которым соответствуют три режима работы предприятий в периоды НМУ.

При первом режиме работы проводятся организационные мероприятия общего характера: усиление контроля за соблюдением технологического режима; усиление контроля за параметрами, техническим состоянием и эксплуатацией всех установок снижения выбросов. Эффективность данного мероприятия составляет 15-20%.

При втором режиме мероприятия по регулированию выбросов должны

обеспечивать сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на 20-40%.

При третьем режиме работы мероприятия по регулированию выбросов

должны обеспечивать сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на 40-60%.

Для снижения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере в периоды НМУ предусматриваются только мероприятия организационного

характера, соответствующие 1 режиму работы предприятий в периоды НМУ:

1) контроль за точным ведением процесса работы всего установленного технологического оборудования;

2) контроль за точным соблюдением технологического регламента сжигания топлива в котельных агрегатах.

Внедрение предусмотренных организационно-технических мероприятий обеспечит сокращение концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы в периоды НМУ на 15-20%.

6.4 Факторы негативного воздействия

К возможным физическим факторам воздействия производства на окружающую среду относятся источники шума, ионизирующего и электромагнитного излучения и инфразвук.

Размеры СЗЗ определяются в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормами допустимых уровней электромагнитных излучений на внешней границе санитарно-защитной зоны. На проектируемом объекте нормируемые источники ионизирующего излучения и инфразвука не выявлены, таким образом установление расчетной СЗЗ по выше перечисленным факторам не проводилось.

Шумы относятся к числу вредных для человека факторов окружающей среды. Раздражающее воздействие шума на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия.

Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки [12].

СЗЗ для воздушных линий электропередачи переменного тока промышленной части (ВЛ) является территория вдоль трассы ВЛ, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м.

6.5 Общие положения и мероприятия СЗЗ

Оценка ранее выполненных расчетов границ СЗЗ

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - это территория, отделяющая предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, от жилой застройки.

В целях обеспечения безопасности населения и в соответствии с Федеральным законом "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30.03.1999 № 52-ФЗ [13], вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека устанавливается специальная территория с особым режимом использования (далее - санитарно-защитная зона (СЗЗ), размер которой обеспечивает уменьшение воздействия загрязнения на атмосферный воздух (химического, биологического, физического) до значений, установленных гигиеническими нормативами.

По своему функциональному назначению санитарно-защитная зона является защитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения при эксплуатации объекта в штатном режиме.

Ориентировочный размер санитарно-защитной зоны по классификации должен быть обоснован проектом санитарно-защитной с расчетами ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха (с учетом фона) и уровней физического воздействия на атмосферный воздух и подтвержден результатами натурных исследований и измерений.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) промышленных производств и объектов разрабатывается последовательно:

1) ориентировочная СЗЗ - по действующим нормативным документам;

2) расчетная (предварительная) СЗЗ:

- по фактору химического загрязнения атмосферного воздуха, выполненная на основании проекта с расчетами рассеивания загрязнения атмосферного воздуха;

- по факторам физического воздействия на атмосферный воздух (шум, вибрация, ЭМП и др.);

3) установленная (окончательная) СЗЗ - на основании результатов натурных наблюдений и измерений для подтверждения расчетных параметров.

Критерием для определения размера санитарно-защитной зоны является не превышение на ее внешней границе и за ее пределами ПДК (предельно допустимых концентраций) загрязняющих веществ для атмосферного воздуха населенных мест, ПДУ (предельно допустимых уровней) физического воздействия на атмосферный воздух.

По фактору химического загрязнения атмосферного воздуха расчетный размер СЗЗ определить не представляется возможным в виду того, что прогнозируемые приземные концентрации не достигают значений 1,0/0,8 ПДК населенных мест по всем нормируемым веществам, присутствующим в выбросах источников загрязнения атмосферы на территории проектируемого объекта.

По фактору физического воздействия (шум) расчетный размер СЗЗ определяется по линии 45 ДБа и составляет 15 м.

Вывод: Расчетный размер СЗЗ принимается 15 м от здания котельной.

Проектируемый объект не окажет существенного влияния на загрязнение приземного слоя атмосферного воздуха прилегающих территорий, а предполагаемое место его размещения (площадка проектирования и строительства) удовлетворяет нормативным требованиям по охране атмосферного воздуха по химическим и физическим (шум) факторам.

6.5.1 Мероприятия по планировочной организации и благоустройству СЗЗ

Планировочная организация СЗЗ имеет целью основную задачу - защиты воздушной среды населенных пунктов от промышленных загрязнений, что осуществляется путем озеленения зон газоустойчивыми древесно-кустарниковыми насаждениями, конструкцией защитных посадок.

Санитарно-защитная зона для предприятий должна быть максимально озеленена. Все проезды и пешеходные дорожки на территории предприятия имеют твердое покрытие. Озеленение территории представлено преимущественно газонами, кустарниками и деревьями.

6.5.2 Контроль за загрязнением воздушной среды на территории предприятия и в жилой зоне

На территории предприятия необходимо периодически проверять загазованность окружающего атмосферного воздуха в рабочей зоне, на границе СЗЗ. Отбор и анализ проб проводить специализированной организацией, имеющей лицензию, на договорной основе. Частота отбора проб определяется директором предприятия по согласованию с ТУ Роспотребнадзора и Департаментом природных ресурсов. Результаты фиксируются в журнале лаборатории, проводящей отбор и анализ проб, и выдаются руководству предприятия (при работе привлеченной организации).

На границе, установленной СЗЗ предельно допустимые выбросы не должны превышать 1 ПДК.

При неблагоприятных метеорологических условиях в кратковременные периоды загрязнения атмосферы, опасного для здоровья населения, предприятия должны обеспечить снижение выбросов вредных веществ, вплоть до частичной или полной остановки работы предприятия [13].

Контроль за концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на контрольных постах должен проводится согласно требований СанПиН 2.1.6.1032-01 п.5. Система контроля и наблюдений должна соответствовать требованиям ГОСТа «Правила контроля качества атмосферного воздуха населенных мест».

Периодичность контроля на контрольных постах определяется территориальными органами Территориального Управления Роспотребнадзора по Вологодской области.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной квалификационной работе рассматривается проектирование газовой котельной мощностью 0,44 МВт по адресу КС Шекснинская «Северо Европейского газопровода».

Спроектирована газовая котельная по существующим нормам. Произведены соответствующие технологические расчеты, подобраны трубопроводы, газопроводы, основное и вспомогательное оборудование котельной, дымовая труба.

В настоящем проекте разработан контроль котельной на природном газе. Стоит учитывать доступность и дешевизну используемого топлива. Котельная работает в автоматическом режиме и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Произведена оценка возможного влияния проектируемой газовой котельной на качество атмосферного воздуха прилегающих территорий, поверхностных и подземных вод и почв. Представлены меры и требования пожарной безопасности к котельным установкам и к газоиспользующему оборудованию.

Капитальные затраты на строительство газовой котельной в ценах текущего года в том числе строительно-монтажных работ составляет 4 262 694руб. 00 коп (четыре миллиона двести шестьдесят две тысячи шестьсот девяносто четыре рубля 00 копеек).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Колпакова, Н. В. Газоснабжение / Н. В. Колпакова, А. С. Колпаков. - Москва: Стройиздат, 2014. - 439 c.

2. Стаскевич, Н. Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Н.Л. Стаскевич, Г. Н. Северинец, Д. Я. Вигдорчик. - Санкт-Петербург: Недра, 2002. - 762 с.

3. Брюханов О.Н. Учебник по газификации котельных агрегатов/ О.Н. Брюханов. - Москва: ИНФРА, 2007. -392 c.

4. ПБ 12-529-03. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления»; -- Введ.15.11.2013. -- Москва: ВНИИПО, 2013. -- 41с.

5. “Vitoplex - 200 - SX2” фирмы “Viessmann”, Германия. Напольный газовый котел [Электронный ресурс] офиц. сайт. - Режим доступа: https://viessmann-rus.ru/product/oil/vitoplex200

6. Flowair LEO FB 25V Воздушно-отопительный агрегат [Электронный ресурс] офиц. сайт. - Режим доступа: https://www.asamagroup.ru/ Flowair LEO FB 25V

7. Пластинчатый теплообменник «Ридан» [Электронный ресурс] офиц. сайт. - Режим доступа: http://www.ridan.ru.

8. СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология: актуализированная редакция СНиП 23-01-99: утв. Минрегионом РФ 30.06.2012 №275. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ГУП ЦПП, 2012. -109с.

9. СП 62.13330.2011*. Свод правил. Газораспределительные системы: актуализированная редакция СНиП 42-01-2002. С изменением №1: утв. Минрегионом России от 27.12.2010 № 780. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2014. - 66 с.

10. СП 42-101-2003. Свод правил. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб: утв. Госстроем РФ 26.06.2003 №112. - Введ. 08.07.2003. - Москва: ГУП ЦПП, 2003. - 237с.

11. СП 89.13330.2012*. Свод правил. Котельные установки актуализированная редакция СНиП II 35-76: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 №281. - Введ. 01.01.2013. -Москва: ФГБУ «ВНИИПО», 2013. - 14с.

12. СП 51.13330.2011*. Свод правил. Защита от шума актуализированная редакция СНиП 23-02-2003: утв. Минрегионом России от 28.12.2010 №825. -Введ. 20.05.2011. -Москва: НИИСФ РААСН, 2011. - 11с.

13. Об охране окружающей среды: федер. закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ. - Москва: Омега-Л, 2014. - 62 с.

14. Строительные нормы и правила: Пожарная безопасность зданий и сооружений: СНиП 21-01-97: введен. 01.01.1990. - Москва: ГУП ЦПП, 2002. -16 с.

15. Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг: Утверждены постановлением Правительства Российской Федерации, №306 от 23 мая 2006г. -- 18с.

16. ГОСТ 10704-91 Межгосударственный стандарт. Трубы стальные электросварные. - Введ. 01.09.2015г. - Москва: НИИСФ РААСН, 2015. - 58с.

17. ГОСТ Р 56380-2015 Сети водоснабжения из предизолированных труб. Дистанционный контроль качества; - Введ.2015-06-01. -- Москва: Стандартинформ, 2015. -- 74с.

18. Гордеев, А. С. Средства автоматизации и управления / А. С. Гордеев. - Москва: МичГАУ, 2006. - 220 c.

19. Лернер, Б. Н. Автоматизация водогрейных отопительных котельных на газе / Б. Н. Лернер, С. А. Чистович, В. М. Галтыхин. - Москва: Просвещение, 2008. - 99 c.

20. ГОСТ Р 52134-2009 Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия. - Введ.25.06.2003. - Москва: Стандартинформ,2003. - 85 с.

21. ПБ 12-529-03. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления. - Введ. 18.03.2003. - Москва: ИНФРА-М, 2009. -- 146 с.

22. Соколов, Б. А. Устройство и эксплуатация паровых и водогрейных котлов / Б. А. Соколов. - Москва: Академия, 2008. - 64 c.

23. Каминский, M. Д. Монтаж приборов и систем автоматизации / M. Д. Каминский. - Москва: Высшая школа, 2002. - 58 c.

24. ГОСТ Р 55173-2012 Установки котельные. Общие технические требования. - Введ. 23.11.2012г. - Москва: Стандартинформ, 2012. - 15 с.

Размещено на Allbest.ru