Обеспечение безопасной эксплуатации парогазовой установки конденсационного типа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обеспечение безопасной эксплуатации парогазовой установки конденсационного типа

Чушкина Виктория Викторовна

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Россия, Саратов

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы безопасности ПГУ КЭС, уровни воздействия на работников, микроклимат, освещение, вентиляция, защита от воздействия повышенных температур и давления, защита от шума и вибрации; электробезопасность и тяжесть рабочего процесса.

Ключевые слова: газотурбинная установка, компрессор, камера сгорания, расход топлива, энтальпия продуктов сгорания.

Ensuring safe operation of condensing type steam and gas plant. Chushkina Victoriya Victorovna

Abstract: The article deals with the safety of KES CCGT, the levels of impact on workers, microclimate, lighting, ventilation, protection from the effects of high temperatures and pressure, protection from noise and vibration; electrical safety and the severity of the working process.

Keywords: gas turbine plant, compressor, combustion chamber, fuel consumption, enthalpy of combustion products.

Безопасность ПГУ КЭС - состояние, при котором соблюдаются правовые нормы, выполняются эколого-защитные, отраслевые и ведомственные правила и требования, а также проводятся организационные, эколого-защитные, санитарно-гигиенические, санитарно-эпидемиологические, инженерно-технические и других мероприятия, обеспечивающие защиту персонала ПГУ-КЭС и оборудования от вредных и опасных производственных факторов.

ПГУ-КЭС является опасным производственным объектом, так как при её эксплуатации используются:

* воспламеняющееся топливо (природный газ);

* стационарно установленные грузоподъемные механизмы;

* оборудование, которое работает под высокими давлением и температурой.

В данной статье проведен анализ вредных и опасных производственных факторов, разработан комплекс организационных и инженерно-технических мероприятий, которые направлены на поддержание вредных и опасных производственных факторов в пределах нормы. Анализ проводится для начальника смены котлотурбинного цеха на ПГУ КЭС.

На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы (ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация), которые разделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.

К опасным физическим производственным факторам относятся такие, которые могут являться причиной возникновения механической травмы: движущиеся машины и механизмы; различные подъемно-транспортные устройства и перемещаемые грузы; незащищенные подвижные элементы производственного оборудования (приводные и передаточные механизмы, режущие инструменты, вращающиеся и перемещающиеся приспособления и др.); отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента, электрический ток, повышенная температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов и система повышенного давления.

Вредными физическими производственными факторами являются повышенная температура воздуха рабочей зоны и поверхностей оборудования, материалов; шум, освещение, вибрация, электромагнитные поля промышленных частот и др. К вредным физическим факторам относятся также загазованность воздуха рабочей зоны; параметры световой среды.

Химические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия на организм человека подразделяются на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические заболевания). В эту группу входят многочисленные пары и газы -- оксид углерода, сероводород, оксид азота, некоторых пластмасс с вредными наполнителями. Состав используемого газа: метан ?CH?_4=94,24% ( ПДК 7000 мг/м3), этан C_2 H_6=3% (300 мг/м3), пропан C_3 H_8=0,89% (300 мг/м3), бутан C_4 H_10=39% (300 мг/м3), пентан C_5 H_12=0,17% (300 мг/м3), гексан C_6 H_14=0,13% (300 мг/м3). К газам, выходящим в окружающую среду, можно причислить (с указанием ПДК в рабочей зоне мг/м3 согласно ГОСТ 12.1.005-88 (Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны)): оксид и диоксид азота (2 и 5 мг/м3), оксид углерода (20 мг/м3), метан (7000 мг/м3), бенз(а)пирен (0,00015 мг/м3), сероводород (10 мг/м3). К этой группе относятся также агрессивные жидкости (кислоты, щелочи), которые могут причинить химические ожоги кожного покрова при соприкосновении с ними.

К психофизиологическим производственным факторам относятся физические (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов слуха, зрения, монотонность труда и др.).

Между вредными и опасными производственными факторами наблюдается определенная взаимосвязь. Во многих случаях наличие вредных факторов способствует проявлению опасных факторов -- например, чрезмерная влажность в производственном помещении и наличие токопроводящей пыли (вредные факторы) повышают опасность поражения человека электрическим током (опасный фактор).

Уровни воздействия на работающих вредных производственных факторов нормированы предельно-допустимыми уровнями, значения которых указаны в соответствующих стандартах системы стандартов безопасности труда и санитарно-гигиенических правилах.

Согласно СП 52.13330.2016 (Свод правил. Естественное и искусственное освещение) в помещениях ПГУ-КЭС должно присутствовать естественное и искусственное освещение. Места, которые по техническим или иным причинам не обеспечены естественным светом, имеют постоянное электрическое освещение. Для обеспечения наиболее благоприятных условий работы при наблюдении за ходом производственного процесса и инженерными коммуникациями принято нормирование минимальной освещенности - 50лк для ламп накаливания при системе общего рабочего освещения. На станции предусмотрено аварийное освещение от источника питания, независимого от общей электроосветительной сети КЭС, в переходах, цехах и на площадках цехов с яркостью освещения на уровне пола 0,5 лк в соответствии со СП 52.13330.2016. Естественное освещение оценивается по коэффициенту естественной освещенности (КЕО), который для данного объекта КЕО ? 0,5 для допустимого класса условий труда II а разряда зрительной работы.

Обязательно оснащены аварийным освещением измерительные приборы, места и пункты управления, насосные помещения, вентиляторные площадки, помещения для баков и деаэраторов, площадки и лестницы турбин.

Оценка микроклимата проводится на основе измерений его параметров (температура, влажность воздуха, скорость его движения, тепловое излучение) на всех местах пребывания работника в течение смены и сопоставления с нормативами согласно СанПиН 2.2.4.548-96 (Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений). Так как измеренные параметры соответствуют требованиям СанПиН, то условия труда по показателям микроклимата характеризуются как допустимые (2 класс).

К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/час (175-232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения.

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий. Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Системы вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления спроектированы в соответствии с ГОСТ 12.4.021-75 (ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования), обеспечивают воздухообмен, соответствующий требованиям санитарных норм. Воздух рабочей зоны производственных помещений соответствует ГОСТ 12.1.005-88* (ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны).

Для работы персонала на станции приняты оптимальные значения показателей микроклимата согласно категории работ средней тяжести IIа: оптимальная температура в помещении в холодный период - 19-21оС и относительная влажность 40-60% при движении воздуха не более 0,2 м/с, в теплый период года оптимальная температура в помещении - 20-22оС, относительная влажность 40-60% при движении воздуха не более 0,2 м/с.

Для поддержания оптимальных значений данных параметров на КЭС предусмотрены проточно-вытяжная вентиляция, батареи центрального отопления, система кондиционирования воздуха.

Для защиты обслуживающего персонала от воздействия теплоты излишние теплоизлучения уменьшены, а излишняя теплота удалена. Источниками теплового излучения являются нагретые поверхности котлов, арматура, трубопроводы с горячими теплоносителями. Применены следующие способы защиты от теплового излучения:

* применение защитной одежды, обуви;

* ограничение длительности работы персонала при неблагоприятных температурных условиях;

* экранирование источников излучения поглощающими и отражающими материалами;

* теплоизоляция горячих поверхностей (трубопроводы с горячими теплоносителями, открытые поверхности теплооборудования).

Согласно СНиП 41-01-2003 (Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция и кондиционирование) температура наружных поверхностей котлов и покрытий не превышает 45?С, температура оболочек изоляции трубопроводов и резервуаров 35?С, что обеспечено покрытием излучающих поверхностей тепловой изоляцией (стекловата, алюминиевая фольга).

Из опыта эксплуатации крупных систем теплоснабжения (СТ), которые оснащены большим объемом запорной арматуры, насосного оборудования, а также имеющих большую протяженность сетей и высокое гидравлическое сопротивление, известны трудности при обеспечении высокой степени их надежности. В частности, это относится как к крупным квартальным или районным котельным, так и к присоединенным сетям и системам теплопотребления. В таких СТ существует высокая вероятность возникновения аварийных либо переходных гидравлических процессов, характеризуемых колебаниями либо повышением давления сетевой воды, значения которых выходят за пределы допустимых значений прочностных характеристик оборудования и сетей. Подобные процессы возможны и в СТ невысокой мощности и протяженности, и кроме того могут иметь характер гидравлического удара. Степень же надежности проектируемых и, в большей степени эксплуатируемых СТ, является одним из важнейших факторов при осуществлении договорных отношений между теплоснабжающими организациями (ТСО) и потребителями тепловой энергии.

Отсутствие в составе СТ специализированных устройств защиты от названных явлений в значительной степени усугубляет аварийную ситуацию, приводит к цепному характеру ее распространения и серьезным последствиям для системы теплоснабжения, таким как:

* повреждение тепломеханического оборудования источников теплоснабжения;

* разрыв сетевых трубопроводов с затоплением помещений источников теплоснабжения, выводом из строя электрооборудования и потерей собственных нужд;

* прекращение теплоснабжения объектов ЖКХ и социальной сферы, предприятий, влекущее с серьезные социальные последствия и нанесение материального ущерба;

* разрыв отопительных приборов внутренних систем теплопотребления с затоплением помещений.

Подобные инциденты могут сопровождаться травматизмом обслуживающего персонала ТСО и третьих лиц.

Допустимые уровни шума от турбоагрегата достигаются применением теплоакустической изоляции цилиндров турбины, а также установкой шумозащитных кожухов на турбине и генераторе.

В соответствии с требованием СП 51.13330.2011 (Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003) уровень шума не должен превышать 80 дБА на расстоянии 1 м от работающего оборудования. Постоянно работающий оперативный персонал (начальники цехов, машинисты котлов, турбин) работает в специально-оборудованном блочном щите управления, где отсутствуют шумовые воздействия.

Обходчики оборудования, электрики, ремонтный персонал находятся в зоне максимально-допустимого уровня шума только во время осмотра и ремонта оборудования и, при необходимости, используют индивидуальные средства защиты (специальные наушники). Ремонтная бригада снабжается спецодеждой, средствами защиты головы и рук (каски защитные, рукавицы и перчатки), средствами защиты глаз (очки защитные), средствами защиты лица (щитки защитные лицевые), средствами защиты от падения с высоты и другими предохранительными средствами (предохранительные пояса, тросы, ручные захваты, наколенники, наплечники).

Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда. Основная цель нормирования вибрации на рабочих местах -- это установление допустимых значений характеристик вибрации, которые при ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и многих лет не могут вызвать существенных заболеваний организма человека и не мешают его нормальной трудовой деятельности.

Основным документом, регламентирующим уровень вибрации на рабочих местах, является СН 2.2.4/2.1.8.566-96 (Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий). В ПГУ КЭС можно отметить наличие общей вибрации 3 категории - технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят: литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы. Для среднегеометрической частоты полос 16,0 Гц предельно допустимые значения колебательной скорости 0,2 •?10?^(-2)м/с (0,11 •?10?^(-2)м/с), 0,2 м/с2 (0,11 м/с2) колебательного ускорения и их уровней в октавных (третьоктавных) полосах частот для общей вибрации рабочих мест 3 категории на постоянных рабочих местах.

К способам борьбы с вибрацией относятся снижение вибрации в источнике (улучшение конструкции машин, статическая и динамическая балансировка вращающихся частей машин), виброгашение (увеличение эффективной массы путем присоединения машины к фундаменту), виброизоляция (применение виброизоляторов пружинных, гидравлических, пневматических, резиновых и др.) вибродемпфирование (применение материалов с большим внутренним трением), применение индивидуальных средств защиты (виброзащитные обувь, перчатки со специальными упруго-демпфирующими элементами, поглощающими вибрацию).

Поражение электрическим током возникает при соприкосновении с электрической цепью, в которой присутствуют источники напряжения и/или источники тока, способные вызвать протекание тока по попавшей под напряжение части тела. Обычно чувствительным для человека является пропускание тока силой более 1 мА. Используемые установки работают под напряжением 380 В и выше, соответственно протекающий ток имеет значительные показания, во много раз превышающие 1 мА.

Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту обслуживающего персонала от воздействия электрического тока.

Все электрооборудование и электроустановки должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.0-75 (Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Изделия электротехнические. Общие требования безопасности), ГОСТ 12.2.007.13-2000 (Система стандартов безопасности труда. Лампы электрические. Требования безопасности). Электооборудование и весь электроинструмент заземлен в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.1.030-81 (Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление). Работы по ремонту электрооборудования проводятся согласно правилам техники безопасности.

Защита от поражения электрическим током обеспечивается на станции согласно требованиям:

* компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;

* контроль и профилактика изоляции;

* обеспечение недоступности токоведущих частей;

* защитное заземление;

* зануление;

* защитное отключение;

* двойная изоляция, изолирование рабочего места.

Согласно требованиям ПУЭ (Правила устройства электроустановок. Издание седьмое, 2017г.) предусмотрены следующие средства защиты персонала от поражения электрическим током:

* изолирующие и электроизмерительные клещи;

* переносное заземление;

* изолирующие штанги;

* оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности;

* диэлектрические перчатки, боты, ковры, изолирующие подставки и накладки.

Распространенным и постоянно возрастающим негативным фактором на промышленном предприятии являются электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые различными устройствами, генерирующими, передающими и использующими электрическую энергию. ПДУ установлены в ГОСТ 12.1.002 - 84 (Система стандартов безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах) и СанПиН 2.2.4.1191-03 (Санитарные нормы и правила выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты (50 Гц)).

Оценка ЭМП ПЧ (промышленной частоты, 50 Гц) осуществляется раздельно по напряженности электрического поля (Е) в кВ/м, напряженности магнитного поля (Н) в А/м или индукции магнитного поля (В), в мкТл. Нормирование электромагнитных полей 50 Гц на рабочих местах персонала дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле. Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м (63 мкТл), соответственно.

Организм человека, находящегося в электромагнитном поле, поглощает его энергию, в тканях возникают высокочастотные токи с образованием теплового эффекта. Биологическое действие электромагнитного излучения зависит от длины волны, напряженности поля (или плотности потока энергии), длительности и режима воздействия (постоянный, импульсный). Чем выше мощность поля, короче длина волны и продолжительнее время облучения, тем сильнее негативное влияние ЭМП на организм. При воздействии на человека малоинтенсивного электромагнитного поля возникают нарушения электрофизиологических процессов в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, функций щитовидной железы, системы "гипофиз -- кора надпочечников", генеративной функции организма.

К профилактическим мероприятиям по предупреждению негативного влияния источников электромагнитных излуче¬ний относится прежде всего обеспечение соответствия их технических характеристик нормативным требованиям и стро¬гое соблюдение правил эксплуатации. Кроме того, для более эффективной оценки степени их электромагнитной опасности для человека представляются целесообразными специальные исследования по изучению фактических значений нормируе¬мых параметров электромагнитных полей, создаваемых раз¬личными моделями технических средств (сотовыми и радио¬телефонами, пейджерами, микроволновыми печами и т. д.) в реальных условиях их использования.

Специалистами по гигиене условия труда человека классифицированы по степени тяжести и напряженности трудового процесса и по показателям вредности и опасности факторов производственной среды (Р 2.2.2006-05 (Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда)).

Факторы трудового процесса, характеризующие тяжесть физического труда, - это в основном мышечные усилия и затраты энергии: физическая динамическая нагрузка, масса поднимаемого и перемещаемого груза, стереотипные рабочие движения, статическая нагрузка, рабочие позы, наклоны корпуса, перемещение в пространстве.

Факторы трудового процесса, характеризующие напряженность труда, - это эмоциональная и интеллектуальная нагрузка, нагрузка на анализаторы человека (слуховой, зрительный и т. д.), монотонность нагрузок, режим работы.

Труд, требующий физической нагрузки, эмоционального, интеллектуального напряжения, ответственности, напряжения aнализаторов и т.д., классифицируется как по тяжести, так и по напряженности труда. Рассматриваемый объект относится к допустимому (комфортному) классу условий труда. Труд начальников смены котельной характеризуется стереотипностью рабочих движений с участием мышц пальцев, кистей, рук или плечевого пояса, постоянством рабочей позы, напряжением анализаторов (прежде всего зрения), длительностью сосредоточенного наблюдения и числом одновременно наблюдаемых объектов; высокой эмоциональной нагрузкой в связи с очень большой ответственностью и значимостью ошибки. безопасность парогазовая установка конденсационный

Список литературы

1. РД 34.0201-97 Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей.

2. ГОСТ 12.009-76* Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности.

3. ПБ 10-382-00 Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

4. ГОСТ 12.020-80* ССБТ. Процессы перемещения грузов на предприятиях. Общие требования безопасности.

5. ГОСТ Р 22.0.02-2016 Безопасность в чрезвычайных ситуациях.

6. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

7. ГОСТ 9544-2005 Арматура трубопроводная запорная. Нормы герметичности затворов.

8. Костюк А.Г. Газотурбинные установки. - / Костюк А. Г., Шерстюк А. Н. /М.: Высш. шк., 1979.

9. Ларин Е.А. Методы и модели расчета и обеспечения надежности комбинированных теплоэнергетических установок и систем /Вестник Саратовского государственного технического университета. №3(4). 2004. С. 44-57.

10. Липов Ю.М. и др. Компоновка и тепловой расчет парового котла. - Учеб. пособие для вузов. - М: Энергоатомиздат, 1988. -208с.

Размещено на Allbest.ru