Проект комбинированной ГТУ для комплексного энергоснабжения предприятия строительной отрасли промышленности

4 класс опасности - ремонтные отходы (металл в количестве 9,6 т/год по данным предприятия) и производственные отходы (из расчёта 0,01 т/год на 1 м² помещений и территории);

5 класс опасности - бытовые отходы (из расчёта 0,04 т/год на человека, при круглосуточной работе в 2 раза больше, т.е. 0,08 т/год на человека)

Плата за ущерб окружающей среды определяется по следующей формуле, руб/год:

,

Где: у=у_пов · у_пон · у_инф- коэффициент, повышающий или понижающий плату за ущерб;

у_пов=1,2 - для населённых пунктов;

у_пон=0,3 - при наличии природоохранных мероприятий;

у_инф=2.33 - коэффициент индексации, учитывающий инфляцию;

- плата нормативная, определяется по 1 столбцу, руб/год;

- коэффициент, учитывающий экологическую ситуацию в регионе (для Тульской области =1,9, =1,19, =1,6);

- количество загрязняющих веществ, т/год (для учитывается коэффициент рассеивания =10)

6.2 Загрязнение и охрана атмосферы от вредных выбросов

Найдем массовый выброс диоксида азота при сжигании природного газа, т/год:

, (6.1)

где В - расход топлива, г/с или л/с;

- теплота сгорания топлива, МДж/кг или МДж/м³;

- параметр, характеризующий количество диоксида азота на 1 ГДж теплоты, принимаем по приложению 3 [ ] кг/ГДж;

в - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов диоксида азота в результате применения технических решений, принимаем в=0,17.

=0,001·0,283·1000·37,925·0,135·(1-0,17)=1,45 г/с

Определим плату за выброс диоксида азота, руб/год:

, (6.2)

где - коэффициент, повышающий или понижающий плату за ущерб;

у=у_пов · у_пон · у_инф,

у_пов=1,2 - для города,

у_пон=0,3-при наличии природоохранных мероприятий,

у_инф=2.33-коэффициент индексации, учитывающий инфляцию,

=52 руб/т - плата за выброс при обеспечении ПДВ;

- коэффициент экологической значимости для атмосферы.

=0,84·36,54·52·1,9·10 =30325

Определим массовый выброс оксидов углерода при сжигании природного газа, т/год:

, (6.3)

где - количество оксида углерода, образующееся на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива, кг/ГДж;

q₄ - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %.

г/с

Определим плату за выброс оксида углерода в атмосферу, руб/год:

, (6.4)

где Пл_СО=0,6 руб/т - плата за выброс при обеспечении ПДВ.

2,8·67,03·0,6·1,9·10=2139.5

=0,84·67,03·0,6·1,9·10=489

Определим плату за выброс всех вредных веществ в атмосферу, руб/год:

, (6.5)

=489+23264=23753

Природоохранные мероприятия:

- подавление окислов азота за счёт сжигания топлива с малыми коэффициентами избытка воздуха;

- рециркуляция дымовых газов в воздушный тракт или в горелку;

- понижение температуры в зоне горения

6.3 Загрязнение и охрана гидросферы от вредных сбросов

Определим количество 5%-го раствора HCl, необходимого для промывки котла-утилизатора, для этого рассчитаем объем всего водяного контура V_к, м³_:

, (6.6)

где - внутренний диаметр труб, м;

- число труб, шт;

- длина одной трубы, м.

Приняв, что в год промывка делается два раза, определим количество сбрасываемой в гидросферу воды в год, т/год:

(6.7)

где 3 - количество раз заполнения КУ за одну промывку.

Рассчитаем плату за сброс 5%-го раствора HCl, руб/год:

(6.8)

где Пл_HCl=0,9 руб/т - плата за cброс 5%-го раствора HCl в гидросферу;

- коэффициент экологической значимости для гидросферы;

- коэффициент, понижающий или повышающий плату за ущерб.

у=у_пов · у_пон · у_инф · у_г,

у_пов=1,2 - для города,

у_пон=0,3-при наличии природоохранных мероприятий,

у_инф=2.33-коэффициент индексации, учитывающий инфляцию,

у_г =1,13-коэффициент, учитывающий характер (ценность) загрязняемого водоема,

Определим количество воды идущее на продувку котла, т/год:

где G_в=4,1 кг/с - производительность КУ.

Определим плату за сброс продувочной воды, руб/год:

(6.9)

где Пл_Na=2,5 руб/т - плата за сброс ионов Na в гидросферу.

Найдем количество воды, необходимой для мытья персонала, из расчета 0,03 т на человека в сутки. Принимаем количество персонала равным 10 человек, количество рабочих дней в году равно 300, т/год:

Определим площадь помещения, м²:

, (6.10)

где - площадь цеха, м²;

- площадь территории дымовой трубы, м².

Рассчитаем количество воды, необходимой для мытья полов, из расчета 0,5т в сутки на 500 м² помещения, примем площадь служебных помещений 50м², т/год:

Определим общее количество воды, необходимой для мытья персонала и полов, т/год:

Определим плату за сброс этой воды, руб/год:

(6.11)

где Пл_Na=2,5 руб/т - плата за сброс ионов Na в гидросферу.

Определим общее количество воды, необходимой для регенерации Na - катионитового фильтра (расход воды 2т на одну промывку, регенерация фильтра осуществляется 2 раза в сутки), т/год:

Определим плату за сброс этой воды, руб/год:

(6.12)

где Пл_Ca =1,2 руб/т - плата за сброс ионов Ca в гидросферу;

Пл_Mg =7,5 руб/т - плата за сброс ионов Mg в гидросферу.

Рассчитаем количество воды, необходимой для промывки воздушного фильтра, при суточной норме 1,5т в сутки, т/год:

Определим плату за сброс этой воды, руб/год:

, (6.13)

где =0,9 руб/т - плата за сброс воды с пылью.

Рассчитаем плату за сброс всех вредных веще

ств в гидросферу, руб/год:

(6.14)

Природоохранные мероприятия:

- воду после промывки направляют в нейтрализаторы с кислотной водой;

- коагуляция сточных вод;

- адсорбционные методы очистки сточных вод

6.4 Загрязнение и охрана литосферы от твёрдых и жидких отходов

К отходам первого класса опасности относятся люминесцентные лампы с парами ртути. Принимаем число выбрасываемых ламп 10 шт/год по 0,5 кг каждая.

Определим массу всех ламп, т/год:

Рассчитаем плату за загрязнение литосферы отходами первого класса опасности, руб/год:

(6.15)

где Пл_I=1739,2 руб/т - плата за размещение 1 т отходов;

- коэффициент экологической значимости при загрязнении литосферы;

- коэффициент, понижающий или повышающий плату за ущерб.

у=у_пов · у_пон · у_инф,

у_пов=1,2 - для города,

у_пон=0,3-при наличии природоохранных мероприятий,

у_инф=2.33-коэффициент индексации, учитывающий инфляцию,

з_эк=1,6-коэффициент экологическую значимости при загрязнении литосферы,

К третьему класс опасности относятся отходы, возникающие при частичной замене слоя теплоизоляции.

Количество заменяемой изоляции, т/год:

К третьему классу опасности также относится производственная ветошь для протирки оборудования из расчета 0,003 т/год на человека. Определим массу ветоши на 10 человек персонала в год, т/год:

Рассчитаем плату за загрязнение литосферы отходами третьего класса опасности по формуле, руб/год:

(6.16)

где Пл_III=497 руб/т - плата за размещение 1 т отходов.

К отходам четвертого класса опасности относится производственные отходы из расчета 0,01 т/год на 1 м² площади производственного помещения и ремонтные отходы. Принимаем, площадь отсека с комбинированной ГТУ 70 м², площадь цеха 110 м².

Определим количество производственных отходов в год, т/год:

(6.17)

Рассчитаем плату за загрязнение литосферы производственными отходами по формуле, руб/год:

(6.18)

где Пл_IV=248,4 руб/т - плата за размещение 1 т отходов [ ].

Также сюда относится замена пакета котла КУ. Меняем раз в году.

Объем металла 1 пакета КУ:

М_метал=9,6т/год;

У_мет=4.47·1,6· 9,6·248,4=17054.9

У_мет^пом=1.34·1,6·9,6 ·248,4=5112.6

К пятому классу опасности относятся бытовые отходы, определим количество бытовых отходов из расчета 0,04 т/год на человека, тогда на весь персонал, т/год:

Определим объем бытовых отходов, приняв плотность отходов с=0,2т/м³_, м³/год:

Рассчитаем плату за загрязнение литосферы отходами пятого класса опасности, руб/год:

(6.19)

где Пл_V=15 м³/т - плата за выброс при обеспечении ПДВ.

Определим плату за загрязнение литосферы отходами всех классов опасности, руб/год:

(6.20)

Природоохранные мероприятия:

- по возможности отказаться от использования ртутьсодержащих ламп дневного света;

- отправлять производственные и бытовые отходы на вторичную переработку;

- применение безотходных технологий.

6.5 Эффективность природоохранных мероприятий по защите окружающей среды

Общая плата за ущерб окружающей среды при эксплуатации и ремонте оборудования, тыс.руб/год:

(6.21)

Общая плата за ущерб окружающей среды с ПОМ, тыс.руб/год:

Экономический эффект от внедрения ПОМ:

,

где - приведенные затраты на природоохранные мероприятия,

- затраты на природоохранные мероприятия,

- дополнительный доход предприятия от природоохранных мероприятий

Принимаем .

Э_ПОМ=130-38,8=91,2тыс. руб/год

Рекомендуется применить следующие природоохранные мероприятия:

- по атмосфере: подавление окислов азота за счёт сжигания топлива с малыми коэффициентами избытка воздуха; рециркуляция дымовых газов; понижение температуры в зоне горения.

- по гидросфере: коагуляция сточных вод; адсорбционные методы очистки сточных вод.

- по литосфере: применение безотходных технологий; отправлять производственные и бытовые отходы на вторичную переработку.

7. Безопасность эксплуатации теплотехнологической установки

Безопасность технологического процесса в цехе ГТУ предприятия ОАО «Тулапромстрой» это состояние корпуса комбинированной ГТУ, при котором соблюдаются правовые нормы, отраслевые и ведомственные требования и правила, выполняются экологозащитные, санитарно-гигиенические, санитарно эпидемиологические, инженерно- технические специальные мероприятия, обеспечивающие защиту персонала объекта, местного населения и окружающей среды от воздействия опасных и вредных факторов.

При технологическом процессе производства электрической и механической энергии возникает ряд опасных и вредных факторов:

повышенная температура поверхностей оборудования;

взрывоопасность;

шум;

вибрация;

повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

высокое давление рабочей среды.

7.1 Планировка корпуса ГТУ, работающей на природном газе

Помещение корпуса ГТУ, вырабатывающими механическую и электрическую энергию не примыкают к жилым и общественным зданиям. Выходные двери из корпуса ГТУ открываются наружу от нажатия руки и не имеют запоров со стороны комбинированной газотурбинной установки. В здании корпуса ГТУ не размещаются бытовые и служебные помещения, которые не предназначены для персонала корпуса, а также мастерские, не предназначенные для ремонта турбинного и компрессорного оборудования. Проектирование осуществлено с учетом СН 245- 71 и строительных норм и правил.

Камера сгорания установлена при соблюдении требований. Камера сгорания работает на газообразном топливе и установлена на расстоянии 2-4 метра до стены корпуса ГТУ от выступающих частей горелочных устройств. Проходы в корпусе ГТУ имеют свободную высоту два метра.

Газорегуляторные установки (ГРУ) размещены в цехе вблизи от ввода газопровода в машинном зале. Оборудование и приборы ГРУ защищены от механических повреждений и от воздействия сотрясений и вибраций, а место размещения ГРУ освещено.

7.2 Вентиляция

Проектирование вентиляции выполнено в соответствии с требованиями. Помещение корпуса, а также все вспомогательные и бытовые помещения оборудованы естественной и искусственной вентиляцией и отоплением. Приточный воздух поступает в машинный зал через жалюзийные решетки.

В помещении котельной предусмотрены вспомогательные помещения: гардеробные с умывальниками, уборные, душевые, комнаты для приема пищи и кладовые для инвентаря. Расчет количества санитарно- бытовых помещений и их оборудования выполнен согласно требованиям.

Воздух рабочей зоны имеет определенные параметры: оптимальная температура 11-20 °С; скорость движения воздуха 0,2 м/с; влажность 40-60%. Это достигается с помощью следующих мероприятий:

применение высокоэффективной изоляции всех тепловыделяющих поверхностей;

максимальное использование естественной, а в случае необходимости, искусственной вентиляции;

установка батарей центрального отопления.

7.3 Освещение

Помещения корпуса обеспечены естественным светом, а в ночное время - электрическим освещением. Места, которые по техническим причинам не обеспечены естественным светом, имеют постоянное электрическое освещение. Освещенность соответствует СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Естественное освещение нормируется при помощи коэффициента естественной освещенности (КЕО). Минимальная освещенность принята 150 лк при газоразрядных лампах и 50лк при лампах накаливания.

Кроме рабочего освещения корпус оборудован аварийным освещением от источника питания, независимого от общей электроосветительной сети корпуса.

Аварийное освещение обеспечено на уровне пола 0,5 лк в соответствии с нормами.

Обязательно оборудованы аварийным освещением следующие места:

- проходы между агрегатами, позади и над ними;

места и пункты управления;

измерительные приборы;

вентиляторные площадки;

оборудование валоповоротного устройства;

площадки и лестницы агрегатов;

насосные помещения.

Рабочее и аварийное освещение, электрическое оборудование и его заземление соответствуют требованиям правил устройства электрооборудования.

В корпусе ГТУ, работающей на газообразном топливе, помимо основного электрического освещения в нормальном исполнении устанавливают электролампы с арматурой во взрывозащитном исполнении, с индивидуальной проводкой и выносом выключателя и предохранителя от этой лампы вне помещения корпуса.

7.4 Защита от шума и вибрации

Основными источниками вибрации и шума являются насосы, компрессоры, электрогенератор и турбина. В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» нормальной величиной вибрации зданий, конструкций, оборудования является значение колебательной скорости, определяемой относительно порогового значения Vo= 5·10 м/ч.

Для уменьшения вибрации выполняются следующие мероприятия:

центрованы роторы насосов и приводных электродвигателей

-также центрованы роторы турбины, электрогенератора и компрессоров;

персонал корпуса обеспечен средствами индивидуальной защиты.

В соответствии с требованиями регулярно производятся измерения вибрации.

Для защиты от шума предусмотрены следующие мероприятия:

балансировка роторов насосов, компрессоров, электрогенераторов и турбины;

установка групповых щитов управления со звукопоглощающим покрытием;

персонал корпуса обеспечен средствами индивидуальной защиты.

7.5 Электробезопасность

Электробезопасность - это состояние защищенности человека от воздействия высокого напряжения при работе с электрооборудованием. Электробезопасность обеспечивается выполнением следующих инженерно-технических мероприятий:

заземление;

защитные отключения;

зануление;

выравнивание потенциалов;

исключение поражения персонала электрическим током.

Все электрооборудование и электроустановки котельной соответствуют требованиям.

Защита от поражения электрическим током обеспечена выполнением инженерно- технических мероприятий согласно требованиям:

контроль и профилактика состояния изоляции;

устройство защитного заземления;

устройство двойной изоляции, изолирование рабочего места;

устройство зануления;

защитные отключения;

оградительные устройства, плакаты, знаки безопасности.

Электрическая схема корпуса комбинированной ГТУ приведена в соответствующей части данной работы.

7.6 Пожаро - взрывобезопасность

Пожаро - взрывобезопасность (ПВБ) - состояние объекта, при котором с установленной вероятностью, равной 1^-6, исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей окружающей среды. ПВБ объектов регламентируется на основании положений, а также межотраслевыми правилами пожарной безопасности, инструкциями по обеспечению пожарной безопасности на объекте. Корпус ГТУ относится к группе В-1А взрывоопасных помещений и категории Г пожароопасных производств.

Опасными факторами пожара являются:

повышенная температура воздуха;

пониженная концентрация кислорода и повышенное содержание окислов углерода и углекислого газа в воздухе;

накопление токсичных газов;

взрывы;

обрушение и повреждение зданий и сооружений.

Для исключения возникновения пожара обслуживающий персонал обучают правилам пожарной безопасности. Пожарные щиты размещены на видном и легко доступном месте ближе к выходам из помещений. Корпус оснащен средствами тушения пожара по нормам пожаронадзора. Для размещения первичных средств пожаротушения в цехе установлены пожарные щиты, на которых в обязательном порядке должны быть:

пенные огнетушители- 2 шт;

углекислый огнетушитель- 1шт;

ящик с песком;

плотное полотно;

ломы- 2 шт;

багры- 2 шт;

топоры- 2 шт.

В корпусе ГТУ используются сосуды повышенного давления (трубопроводы, камера сгорания), которые представляют опасность.

Взрывозащита систем повышенного давления достигается организационно - техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов; регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; осуществлением контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности. Кроме того, оборудование повышенного давления оснащено системами взрывозащиты:

гидрозатворы, огнепреградители;

защита аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, задвижки, обратные клапаны).

Все трубопроводы подвергают гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25% выше рабочего, но не менее 0,2МПа. Для обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации сосуды, работающие под давлением, подвергаются техническому освидетельствованию после монтажа и пуска в эксплуатацию, периодически в процессе работы, а в необходимых случаях, и внеочередному освидетельствованию. ПВБ обеспечена пожаровзрывопредупреждениями и пожаровзрывозащитой.

ПВБ включает:

предотвращение образования горючих и взрывоопасных сред;

контроль качества горючей среды;

применение герметичного оборудования;

отвод и изоляция горючих и взрывоопасных сред;

применение рабочей и аварийной вентиляции;

- применение соответствующего оборудования.

Противопожарную защиту обеспечивают следующими мероприятиями:

использование негорючих и малогорючих веществ и материалов в производственном процессе;

ограничение количества горючих веществ;

изолирование горючей среды;

применение средств пожаротушения;

предотвращение распространения пожара за пределы очага возгорания;

- применение пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре;

- организация пожарной охраны объекта.

Так как турбина работает на газообразном топливе, помимо основного электрического освещения установлены электролампы с арматурой во взрывозащитном исполнении с индивидуальной проводкой и выносом выключателя и предохранителя этой линии за пределы корпуса.

Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений корпуса ГТУ регламентируются согласно требованиям.

Сооружения для хранения и транспортировки топлива оборудованы и размещены в соответствии с правилами пожарной безопасности для энергетических объектов РД 34.03.301- 87.

7.7 Газоснабжение газотурбинной установки

Газопроводы вводятся непосредственно в помещение корпуса ГТУ. На вводе газопровода внутри корпуса, в доступном для обслуживания месте, устанавливают устройство для отключения всей котельной в случае ремонта или аварии, а также при остановке ее на длительное время. В схеме газопроводов установлены контрольно-измерительные приборы для измерения давления газа и воздуха перед горелками. Приборы расположены в местах, удобных для наблюдения за ними.

7.8 Защита от воздействия повышенных температур

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

- теплоизоляция горячих поверхностей (трубопроводы с горячими теплоносителями, открытые поверхности теплооборудования);

экранирование источников излучения поглощающими и отражающими материалами;

применение защитной одежды, обуви;

ограничение длительности работы персонала при неблагоприятных температурных условиях.

Согласно санитарным нормам СН 245- 71 температура наружных поверхностей турбин, компрессоров и покрытий не превышает 45°С, температура оболочек изоляции трубопроводов и резервуаров- 35°С, что обеспечено покрытием излучающих поверхностей тепловой изоляцией (стекловата, алюминиевая фольга).

7.9 Организационные мероприятия по защите обслуживающего персонала

К обслуживанию турбин, компрессоров допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие удостоверение на право их обслуживания, прошедшие медицинское освидетельствование и вводный инструктаж по технике безопасности.

Обслуживающий персонал поддерживает надежный и наиболее экономичный режим работы компрессоров и турбины в соответствие с инструкциями и режимными картами. Медицинское освидетельствование персонала проводится не менее 1 раза в год. Периодическая проверка знаний правил техники безопасности обслуживающего персонала проводится не реже одного раза в год, а внеочередная проверка знаний - в случае нарушения техники безопасности.

Обслуживающий персонал во время работы в машинном зале обеспечивается средствами индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.011-89:

- машинист турбины и компрессоров - средствами защиты от шума (наушники);

- ремонтная бригада - 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).

7.10 Эргономика

Одним из наиболее важных элементов повышения эффективности трудовой деятельности человека является совершенствование умений и навыков в результате трудового обучения.

С психофизиологической точки зрения производственное обучение представляет собой процесс приспособления и соответствующего изменения физиологических функций организма человека для наиболее эффективного выполнения работы.

Оптимальное расположение и компоновка элементов рабочего места, обеспечение удобной позы и свободы трудовых движений, использование оборудования, отвечающего требованиям эргономики и инженерной психологии, обеспечивают наиболее эффективное выполнение работы, уменьшают утомляемость работника и предотвращают опасность возникновения профессиональных заболеваний. Оптимальная поза человека в процессе трудовой деятельности обеспечивает высокую работоспособность и производительность труда. Смена позы приводит к перераспределению нагрузки на группу мышц, улучшению кровообращения, ограничивает монотонность. На данном предприятии смена позы совместима с технологией и условиями производства, поэтому выполнение работы происходит как стоя, так и сидя.

В корпусе комбинированной ГТУ основная работа (наблюдение за турбиной) выполняется операторами турбины, существенное влияние на их работоспособность оказывает оптимальный выбор типа и размещение приборов и щитов управления и наблюдения за работой газотурбинной установки.

Приборные панели расположены так, что плоскости лицевых частей индикаторов перпендикулярны линиям взора оператора, а необходимые органы управления находятся в пределах его досягаемости. Для различия органов управления и наблюдения все приборы имеют разную форму и размер, маркировку и соответствующие надписи.

Периодическое чередование работы и отдыха способствуют сохранению высокой работоспособности. Различают две формы чередования периодов труда и отдыха на производстве: обеденный перерыв в середине рабочего дня и кратковременные регламентируемые перерывы. Элементами рационального режима труда и отдыха являются производственная гимнастика и комплекс мер по психофизиологической разгрузке. Для обслуживающего персонала корпуса ГТУ отведено время для проведения производственной гимнастики несколько раз за смену.

Рациональное цветовое оформление производственного интерьера действенный фактор улучшения условий труда человека.

Поддержание рациональной цветовой гаммы в производственных помещениях достигается подбором осветительных установок, согласно нормативным требованиям, обеспечивающих необходимый световой спектр. В процессе эксплуатации осветительных установок предусмотрена регулярная очистка от загрязнения светильников, своевременная замена отработавшей свой срок службы лампы, контроль напряжений питания осветительной сети, регулярная и рациональная окраска стен, потолков, оборудования, например бежевым или голубым тоном.

Чтобы внешний вид трубопроводов указывал на свойства транспортируемого вещества, введена их опознавательная окраска (ГОСТ 14.202-69): вода - зеленый; пар - красный; воздух - синий; газ - желтый.

7.11 Эксплуатация корпуса ГТУ в условиях чрезвычайной ситуации

В условиях чрезвычайной ситуации корпус ГТУ не эксплуатируется. Производится эвакуация персонала. Для устранения последствий чрезвычайной ситуации (взрыва, пожара и пр.) вызывается пожарная и ремонтная бригада предприятия.

7.12. Эксплуатация котельной установки. Общие положения

Эксплуатация паровых и водогрейных котлов ведется в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» Госгортехнадзора России, «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» (ПТЭ), «Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления», инструкциями заводов-изготовителей, а также в соответствии с местными инструкциями, к числу которых относятся следующие инструкции:

* должностные - определяют права и обязанности персонала;

* технические - определяют условия безопасной и экономичной работы котлов и отдельных их элементов;

* по технике безопасности - в них указываются необходимые правила и мероприятия, которые являются обязательными, так как обеспечивают условия безопасной работы персонала;

* аварийные - в них указываются мероприятия по предотвращению развития и ликвидации аварий;

* другие нормативно-технические документы.

Котельная установка является весьма опасным производственным объектом и поэтому на нее распространяются требования Федерального закона от 21.07.1997 № 116-ФЗ.

В соответствии с федеральным законом правовую основу промышленной безопасности составляет лицензирование видов деятельности (проектирование, строительство, эксплуатация, реконструкция, изготовление, монтаж, наладка, ремонт и т. д.), обеспечение проведения экспертизы промышленной безопасности зданий, диагностики и испытания технических устройств в установленные сроки и т.д.).

В числе цехов - котельной, турбинный (или котлотурбинный), топливно-транспортный, топливоподачи, механический, химводоподготовки, электроцех, КИПиА и др.

Подготовка котельного агрегата и вспомогательного оборудования к пуску котла. Пуск котла в работу осуществляется после его монтажа при вводе в эксплуатацию, после реконструкции, ремонта, плановых и внеплановых остановов. Это сложный процесс, во время проведения которого необходимо выполнить большое число многообразных действий, требующих четкого распределения обязанностей персонала, координации этих действий, высокой оперативности и технической дисциплины. К пуску котла допускается наиболее квалифицированный персонал. Руководит операциями пуска котла начальник смены или старший машинист.

Подготовка котла к пуску начинается с изучения объема и проверки выполнения ремонтных работ, устранения занесенных в журнал дефектов и замечаний, выявленных перед остановом. Для оперативного устранения всех обнаруженных при этом недочетов назначается дежурная бригада ремонтного персонала.

Перед растопкой котла проводится детальный осмотр агрегата с целью проверки его исправности и готовности к работе. Осмотру подлежат топка, радиационные и конвективные поверхности нагрева, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздушный подогреватель, обмуровка, взрывные клапаны, обшивка, коллекторы, трубопроводы и арматура, газо- и мазутопроводы, горелки, подвески, опоры, элементы защиты и дистанционирующие гребенки.

При осмотре поверхностей нагрева в котле внимание обращается на наличие трещин, свищей, отдушин, следов коррозии и загрязнения труб, на правильность их установки с обеспечением возможности термического расширения материала.

Все посторонние предметы и мусор из топки и газоходов необходимо убрать, лазы газовоздушного тракта должны быть плотно закрыты.

Проверяется снятие заглушек на газопроводе, паровой, водяной, продувочной и дренажной линиях.

Проверяются исправность приводов и легкость хода шиберов, осевых направляющих аппаратов дымососов и вентиляторов, управляемость ими с главного щита. соответствие положения открыт /закрыт обозначениям и показаниям приборов, заземление электродвигателей, наличие масла в подшипниках. наличие подачи воды для их охлаждения, наличие ограждающих кожухов на вращающихся механизмах, свобода их вращения. После осмотра вспомогательного оборудования эти механизмы должны быть включены вхолостую - при этом не должно быть стука, вибрации, чрезмерного нагрева подшипников, электродвигателей.

Проводится проверка исправности всей водяной и паровой арматуры котла, водоуказательных приборов, исправность действия дистанционных приводов.

Проверяются запасы топлива в бункерах, исправность мельниц, питателей топлива и пыли, подготовка мазутного и газового хозяйства, работа запально-защитных устройств, исправность предохранительных клапанов и правильность установки грузов на них, а также исправность и готовность к включению контрольно-измерительных приборов, автоматических регуляторов, блокировок, защит.

Перед заполнением котла водой:

* проверяется закрытие главного парозапорного вентиля, всех дренажных и продувочных вентилей;

* открываются воздушники барабана и водяного экономайзера;

* включаются в рабочее положение водоуказательные стекла, вентили по воде и пару сниженных указателей уровня;

* манометр нa барабане должен быть в рабочем состоянии;

* открываются запорные устройства на питательных трубопроводах перед водяным экономайзером, регулировочные устройства должны быть плотно закрыты.

У котлов с чугунным экономайзером открывается шибер прямого хода для пропуска продуктов горения мимо экономайзера. При отсутствии обводного газохода вода через экономайзер должна непрерывно прокачиваться и направляться по сгонной линии в деаэратор. У котлов со стальным экономайзером открывается вентиль на линии рециркуляции.

Для подачи воды в котел необходимо открыть питательный вентиль и заполнить водой водяной экономайзер; при появлении воды закрыть воздушник на выходном коллекторе экономайзера. Котел заполняется водой до растопочного уровня.

Во избежание нарушения плотности вальцовочных соединений и термических деформаций от неравномерного прогрева не допускается заполнение котла водой с температурой выше 90⁰С в летнее время и 50... 60⁰С в зимний период.

После заполнения котла водой необходимо убедиться в плотности арматуры путем ощупывания опускных дренажных труб. Если в течение 0,5 ч после заполнения котла водой при закрытом питательном клапане не произойдет снижения или повышения уровня воды в барабане котла, можно продолжать операции по подготовке котла к пуску. При наличии устройства для парового обогрева нижнего барабана открывается подача пара от работающих котлов и ведется подогрев воды в котле до температуры 90... 100⁰С.

Перед растопкой из холодного состояния котла, работающего на газе, проводится предпусковая проверка герметичности затворов (контрольная опрессовка) запорных устройств перед горелками и предохранительно-запорных клапанов. Порядок, нормы и методы предпусковой проверки устанавливаются производственной инструкцией.

Возможный порядок контрольной опрессовки запорных устройств котла следуюший:

* закрыть кран продувочного газопровода и открыть предохранительно-запорный клапан ПЗК на проход. Регулирующая газовая заслонка находится в приоткрытом состоянии. Если через время, указанное в производственной инструкции (обычно 3... 5 мин), манометр на газовой линии перед горелками не покажет измененения давления газа, считают, что запорное (отключающее) устройство на опуске является плотным;

* закрыть П3К и приоткрыть запорное устройство на опуске. Если на газовой линии котла манометр не покажет повышения давления, то считают, что П3К газоплотный;

* поместить огневой насадок переносного запальника в ведро с водой, открыть П3К, запорное устройство на опуске и наблюдать за появлением или отсутствием пузырей газа;

* открыть ПЗК и запорное устройство на опуске, зафиксировать давление газа перед запорными устройствами горелок. 3акрыть запорное устройство на опуске. Если давление газа не падает, считать, что запорные устройства перед горелками и на продувочной свече газоплотные.

На автоматических и блочных газовых горелках, которыми в настоящее время оснащены многие котельные агрегаты, устанавливаются приборы для автоматической проверки герметичности.

При подготовке к растопке котла, работающего на газе, газопровод до запорных устройств на горелки должен быть продут газом через продувочные свечи. Для этого нужно открыть ПЗК на проход и приоткрыть запорное устройство на опуске и в течение времени, указанного в производственной инструкции, провести продувку газопровода через продувочную свечу. Окончание продувки определяется с помощью газоанализатора по содержанию кислорода в газопроводе. В продутом газопроводе содержание кислорода не должно превышать 1 %.

Перед включением газовых горелок или растопочных мазутных форсунок необходимо провести вентиляцию топки и газоходов, используя сначала естественную тягу, а затем принудительную. При естественной вентиляции полностью открывают шиберы газового тракта и заслонки для регулирования подачи воздуха на горелки. Для принудительной вентиляции включают в работу дымосос, а затем вентилятор и в течение 10... 15 мин при их совместной работе осуществляется вентиляция дымового тракта котельного агрегата.

Пуск парового котла из холодного состояния. Последовательность операций при пуске котла зависит от его теплового состояния после простоя - соответственно различают пуск после ремонта или вывод котла из холодного резерва.

Для каждого вида пуска разработана своя технология. Пуск из холодного состояния проводится через 3...4 сут. и более после останова при полном охлаждении котла и потере в нем давления. Пуск по данному режиму начинается с наиболее низкого уровня температур и давлений в котле и имеет наибольшую продолжительность.

Надежность розжига газовых горелок с принудительной подачей воздуха зависит главным образом от плотности шиберов, регулирующих подачу воздуха в горелку. Розжиг каждой из установленных горелок должен осуществляться от индивидуального запальника, установленного в запальное отверстие. Устойчивость пламени запальника зависит от разрежения в топке и плотности шибера, регулирующего подачу воздуха в горелку. В связи с этим перед вводом запальника в топку необходимо убедиться в плотном закрытии шибера, регулирующего подачу воздуха, и отрегулировать разрежение в верхней части топки в соответствии с рекомендуемым для растопки значением.

Если газ, выходящий из горелки, сразу же не воспламеняется, необходимо быстро прервать подачу газа к горелке и к запальнику, удалить последний из топки и в течение 10... 15 мин провентилировать топочную камеру. Повторный розжиг горелки разрешается только после устранения причин, препятствующих ее нормальному пуску.

При внесении запальника в топку и розжиге горелки необходимо соблюдать личную осторожность, быть в стороне от запального отверстия. После воспламенения газа, выходящего из горелки, включают подачу воздуха таким образом, чтобы светимость факела уменьшилась, но в то же время не произошло отрыва его от горелки. Для повышения производительности горелки сначала увеличивают на 10... 15 % давление газа, а затем соответственно повышают давление воздуха, после чего восстанавливают заданное значение разрежения в топке.

Для котлов, работающих на мазуте, после завершения вентиляции топки и газоходов (при работе дымососа и вентиляторов) поочередно разжигают мазутные форсунки. Так, например, перед зажиганием форсунки с паровым распылением мазyтa необходимо закрыть полностью лючки и гляделки, прекратить подачу воздуха на форсунку, отрегулировать разрежение в верхней части топки, установив его равным 10... 20 Па, и убедиться, что установилась требуемая температура подогрева мазута.

Пуск топки с молотковыми мельницами при пылеугольном сжигании твердого топлива выполняется в следующей последовательности. После подготовки котла к пуску и завершения вентиляции топки и газоходов поочередно зажигают растопочные мазутные форсунки по правилам, paссмотренным ранее.

В течение 2 - 3 минут проводится вентиляция мельницы и проверяется правильность ее работы (правильность направления вращения, загрузка электродвигателя по амперметру). Пуск второй молотковой мельницы проводят аналогичным образом. При нагрузке котла, достигшей около половины номинальной, растопочные мазутные форсунки полностью отключают.

Затем включаются забрасыватели с тем, чтобы покрыть решетку слоем угля толщиной 30... 40 мм. На слой угля забрасываются расколотые дрова и масляные концы, которые затем поджигаются. Как только дрова прогорят, их следует расшуровать и затем при полностью закрытом направляющем аппарате включить дутьевой вентилятор. После разгорания угля на решетке включают в работу забрасыватели с минимальной подачей топлива, одновременно открыв подачу воздуха на пневмозаброс для реализации пневмозаброса давление в общем воздушном коробе необходимо поддерживать равным 500... 600 Па. Дальность заброса регулируют изменением положения разгонной передвижной плиты.

Давление воздуха над решеткой в период растопки необходимо поддерживать равным 70... 100 Па, периодически контролируя дальность заброса топлива.

Меньшая толщина слоя шлака рекомендуется при работе на спекающихся углях или углях с легкоплавкой золой, большая - при сжигании бурых углей.

В процессе растопки котла из холодного состояния необходимо следить за тепловым расширением экранов, барабана, коллекторов и трубопроводов по установленным на них реперам. При отставании прогрева какого-либо экрана его следует продуть через дренажи нижних коллекторов в течение 25 с.

На основании подобных данных для разных котлов можно построить графики пуска из любого теплового состояния. Время пуска из неостывшего и горячего состояний зависит от остаточного давления в барабане.

Во время подъема давления уровень воды в барабане повышается. При превышении уровня воды сверх допустимого часть воды из котла необходимо спустить через линию периодической продувки. Напротив, при понижении уровня воды вследствие продувки котла и пароперегревателя необходимо провести подпитку водой.

Перед включением котла в паропровод проводится обязательная сверка показателей сниженных указателей уровня с показаниями водомерных колонок - их показания должны быть одинаковыми.

При повышении давления пара в котле выше атмосферного из воздушников начнет выходить пар, после чего необходимо закрыть вентили воздушников и продуть котловые манометры.

При пуске после ремонта проводят регулировку и настройку предохранительных клапанов, установленных на барабане и выходном коллекторе пароперегревателя.

Прогрев соединительных паропроводов от котла к главному паропроводу ведут одновременно с растопкой котла. В процессе прогрева паропровода осуществляют контроль за его расширением по установленным реперам и проверку состояния опор и подвесок. При защемлении паропровода или ослаблении подвесок дефекты должны быть устранены. Во время прогрева паропровода нельзя допускать появления гидравлических ударов. При их возникновении прогрев необходимо приостановить, с тем, чтобы выяснить причину ударов и устранить ее.

Котел включают в общий паропровод при температуре, близкой к расчетной, и при достижении в нем давления на 0,05... 0,1 МПа меньшего, чем давление в общем паропроводе. запорные устройства на паропроводе открывают очень медленно, чтобы исключить возможность появления гидравлических ударов. Тем не менее, если во время включения котла в общий паропровод возникают толчки и гидравлические удары, следует немедленно приостановить операцию включения котла, ослабить горение в топке, увеличить степень открывания вентиля продувки пароперегревателя и усилить дренаж паропровода. После включения котла в общий паропровод скорость подъема нагрузки определяется местными инструкциями и диспетчерским графиком.

Обслуживание котельной установки во время работы. Общие положения. Обслуживание котельной установки заключается в контроле ее работы и в управлении ее органами и вспомогательными механизмами, позволяющими регулировать рабочий процесс в котле. Для контроля работы котел снабжен контрольными приборами, расположенными на самом агрегате и на тепловом щите. Для регулирования работы агрегат оснащен средствами управления с приводами непосредственно на месте их установки или дистанционными. Дистанционное управление посредством электроприводов осуществляется с пульта управления котла. Важнейшими задачами обслуживания паровых котлов являются: поддержание заданных давления пара и производительности (нагрузки) котла при достижении максимальной надежности и экономичности агрегата с использованием для этого средств регулирования расходов топлива, воздуха и тяги в соответствии с указаниями режимной карты; поддержание заданной температуры перегретого пара, равномерное питание котла водой и поддержание нормального уровня воды в барабане; обеспечение нормальной чистоты насыщенного пара; уход за всем оборудованием котла. При обслуживании водогрейных котлов необходимо: обеспечивать заданную тепловую нагрузку; поддерживать заданные температуры воды на входе и выходе из котла.

Поддержание заданных давления пара и производительности котла. В зависимости от режима работы котельной основное оборудование может более или менее длительно работать при постоянном (базовом) режиме. При этом колебания нагрузки и изменение параметров пара происходят в относительно небольших пределах. Наступление стационарного режима может быть вызвано изменением тепловыделения в топке и подачи воды, а также как результате переброса нагрузки с одного котельного агрегата на другой.

Основной задачей персонала при работе котла на постоянной нагрузке является поддержание наиболее экономичных режимов сжигания топлива, что в основном определяет тепловую экономичность работы котла.

Так, например, максимальный кпд котельного агрегата, работающего на газообразном топливе, достигается при минимальных суммарных потерях теплоты с уходящими газами и минимальной химической неполноте сгорания. При данной нагрузке потери теплоты с уходящими газами зависят от коэффициента расхода воздуха в топке, подсосов воздуха по газоходам котла и температуры уходящих газов, а потеря теплоты от химической неполноты сгорания - от коэффициента избытка воздуха на выходе из топки и от распределения воздуха и газа по горелкам. На величину этих потерь влияет также положение факела в топке, которое зависит от скорости газа и воздуха на выходе из горелок и разрежения в топочной камере.

Таким образом, при обслуживании котельного агрегата оператор должен следить за следующими показателями работы: температура уходящих газов, коэффициент избытка воздуха в уходящих газах (по содержанию 0₂ или С0₂), давление газа и воздуха перед горелками.

Для получения наибольшей экономичности работы необходимо поддерживать топочный режим в соответствии с режимной картой, которая составляется на основе специальных испытаний котла, в результате которых устанавливается наибольший КПД при каждой из исследуемых нагрузок.

Поддержание нормального давления пара в котле должно осуществляться путем регулирования работы топки. Относительно постоянное давление пара служит первым показателем правильности ведения режима котла. Колебания давления могут быть в допустимых пределах, но не выше предельного, указанного красной чертой на манометре котла. При подъеме давления более чем на 10% расчетного (разрешенного) должны срабатывать предохранительные клапаны котла.

Повышение давления пара против нормы свидетельсвует об избыточной паропроизводительности котла. Для ее снижения необходимо уменьшить подачу газа и воздуха в топку. Напротив, снижение давления пара указывает на недостаточную паропроизводительность котла. Для ее повышения необходимо увеличить подачу газа и воздуха. Отклонения давления пара могут быть вызваны изменениями расхода пара у потребителя, количества подаваемого в топку газа и температуры питательной воды.

Следовательно, регулирование давления пара в котле непосредственно связано с регулированием паропроизводительности котла и осуществляется путем изменения подачи топлива и воздуха в топку и установления надлежащей тяги.

Регулируя нагрузку, следует изменять подачу газа и воздуха постепенно, небольшими последовательными ступенями.

Во время работы котла необходим постоянный визуальный контроль за процессом горения (факелом) в топке через гляделки. Наблюдая за факелом и корректируя его, добиваются хорошего и правильного горения. Признаками хорошего горения являются: равномерное заполнение факелом топочной камеры; в зависимости от типа горелок факел должен иметь определенную окраску и длину; горение должно заканчиваться в топке, а конец факела должен быть чистым.

Режим горения в топке контролируется по показаниям приборов с помощью которых определяется коэффициент избытка воздуха, который должен соответствовать режимной карте.

Поддержание нормальной температуры пара. При работе котла с постоянной по времени нагрузкой отклонения температуры перегретого пара от среднего значения невелики и регулирование его температуры практически не требуется.

Необходимость в регулировании температуры перегретого пара возникает при установлении оптимального режима горения или изменении нагрузки котла. Повышение температуры перегретого пара может произойти вследствие: увеличения нагрузки котла, увеличения избытка воздуха в топке; понижения температуры питательной воды; уменьшения расхода охлаждающей воды через пароохладитель; увеличения отбора от котла насыщенного пара.

Если охлаждающая способность пароохладителя уже полностью исчерпана, а температура перегретого пара выше нормы, то необходимо выполнить следующее: уменьшить избыток воздуха в топке до допустимого предела; сократить отбор насыщенного пара или совсем его перекрыть; снизить нагрузку котла.

Питание котла водой. При работе котла необходимо поддерживать нормальное его питание водой, т.е. обеспечивать материальный баланс по воде и пару. Питание регулируется автоматическим или ручным способом. При автоматическом регулировании равномерное питание котла водой обеспечивается в соответствии с расходом пара, т. е. поддерживается заданный уровень воды в барабане.

Контроль правильности работы регуляторов питания оператор выполняет по показаниям приборов, указывающих уровень воды в барабане (водомерные стекла, сниженные указатели уровня). Уровень воды в водомерных стеклах должен слегка колебаться около нормального (среднего) значения. Совершенно спокойный уровень воды в них может быть признаком засорения водомерных стекол. Не следует допускать приближения уровня воды к предельным положениям во избежание упуска уровня из видимой зоны водомерного стекла.

В процессе питания котла вручную или при работе регуляторов питания необходимо внимательно следить за уровнем воды в барабане, проверять правильность работы водомерных приборов и наблюдать за равномерностью питания по указателям расхода воды и пара, а по манометру на питательной линии следить за поддержанием нормального давления питательной воды.

Водный режим котла. Обеспечение работы котла без повреждения его элементов из-за отложений накипи и шлама, повышения щелочности котловой воды до опасных пределов возможно при соблюдении водного режима котла. поддержание заданного солесодержания котловой воды достигается непрерывной продувкой. Для удаления шлама из нижних точек используют периодическую продувку.

При проведении непрерывной продувки теряется значительное количество теплоты. При давлении пара 1,0... 1,3 МПа каждый 1% продувки, теплота которой не используется, приводит к увеличению расхода топлива примерно на 0,3%. Снижения этих потерь можно добиться путем использования теплоты непрерывной продувки. В системе отопления или в специально устанавливаемых сепаратоpax для получения вторичного пара.

Для регулирования величины непрерывной продувки используются игольчатые вентили. Из общего коллектора непрерывной продувки вода поступает в сепаратор, где в peзультате снижения давления происходит вскипание части воды. Образующийся пар направляется в деаэратор, а вода - для подогрева сырой воды, поступающей на химическую водоподготовку.

Сроки и длительность периодических продувок устанавливают производственной инструкцией. Перед такой продувкой следует убедиться в исправной работе питательных насосов, в наличии воды в питательных баках, подпитать котел до верхнего уровня по водоуказательному стеклу. Продувка осуществляется в следующем порядке: открывается второй по ходу вентиль продувочной трубы, а затем первый и продувочный трубопровод, а следовательно, и продувка прогреваются; во время продувки устанавливается непрерывный контроль по водоуказательному стеклу за уровнем воды в барабане котла; при гидравлических ударах в продувочном трубопроводе следует прикрывать продувочный вентиль до прекращения стука в трубопроводе, затем вентиль снова постепенно открывают; по окончании продувки закрывают сначала первый по ходу воды вентиль а затем второй; через некоторое время после окончания продувки необходимо проверить плотность запорной арматуры путем ощупывания продувочного трубопровода, который должен быть холодным.

Обслуживание оборудования котла. Приведем перечень работ по обслуживанию оборудования котла. При работе котла необходимо следить за состоянием запорной и регулирующей арматуры, подтягивать сальники в случае их пропуска; при неисправности прокладок, а также неплотности арматуры назначать ее ремонт. Исправность предохранительных клапанов проверяется ежесменно путем осторожного их открывания (подрыва).

...