Технология работы производственной котельной

Для уменьшения вредного воздействия на человека вышеперечисленных факторов и предупреждения несчастных случаев предусматриваются следующие мероприятия:

все тепловыделяющие поверхности имеют тепловую изоляцию, температура на поверхности тепловой изоляции не превышает 48єС при теплоносителе с температурой выше 500єС и 45єС при теплоносителе с меньшей температурой, температура неизолированных частей оборудования не превышает 45єС;

вращающиеся части оборудования имеют ограждения и кожухи;

на щите управления установлены системы кондиционирования, для поддержания температуры воздуха согласно СНиП 2.04.05.86;

предусмотрено систематическое проведение контроля за содержанием в воздухе водорода и других газов, путем отбора проб;

лестницы, переходы и площадки оборудованы перилами высотой 1 м и бортовыми ограждениями высотой 100 мм, угол наклона лестниц не превышает 60є;

предусмотрена автоматизация основных производственных процессов, защиты и блокировки для безопасного вывода оборудования из работы в случае нарушения нормального режима работы и аварийных ситуациях, световая и звуковая сигнализации, контрольно- измерительные приборы.

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 микроклимат на рабочем месте оператора соответствует нормам приведенным в таблицах 6.2 и 6.3, и достигается вентиляцией помещения. Рабочее место находится в отдельном изолированном помещении котельной. Приборы находятся в пределах видимости и досягаемости.

Таблица 6.2

Параметр микроклимата	Оптимальные в теплый период года	Оптимальные в холодный период года
Температура воздуха, єС	22-25	20-22
Относительная влажность воздуха,%	40-60	40-60
Скорость движения воздуха не более, м/с	0,1	0,1

Работа оператора котла относится к категории 1б. К этой категории работ по уровню энергозатрат 1б относятся работы с интенсивностью энергозатрат 140-174 Вт, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся физическим напряжением.

Допустимые условия микроклимата (для категории 1б):

изменение температуры воздуха по горизонтали в течении смены не должно превышать 4єС;

перепад температуры по высоте должен быть не более 3єС.

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочем месте:

Таблица 6.3

Параметр микроклимата	Допустимые в теплый период года	Допустимые в холодный период года
Температура воздуха, єС	Диапазон выше оптимальных величин	24-28	23-24
	Диапазон ниже оптимальных величин	20-22	19-20
Относительная влажность воздуха, %	15-75	15-75
Скорость движения воздуха не более, м/с	Для диапазона выше оптимальных величин	0,1	0,1
	Для диапазона ниже оптимальных величин	0,2	0,3

Основные мероприятия по оздоровлению воздушной среды:

-применение средств индивидуальной защиты;

-применение оборудования и процессов, исключающих образование вредных веществ и попадание их в рабочую зону;

механизация и автоматизация производственных процессов;

применение теплоизоляции котла и установки экранирующего кожуха для снижения температуры воздуха в помещении котельной и уменьшения теплового облучения рабочих.

Производственное освещение

В котельной предусматривается два вида освещения: естественное и искусственное. Освещение котельной осуществляется естественным образом, в дневное время через оконные проемы в наружных стенах. Естественное освещение, отвечает требованиям СНиП 23-05-95. Согласно СНиП 23-05-95 освещение должно быть таким, чтобы рабочие без особого напряжения зрения могли наблюдать за показаниями различных приборов, водоуказательных стекол, манометров и т. п. Работе оператора соответствует IV группа зрительной нагрузки, а, следовательно, нормальное значение коэффициента естественной освещенности КЕО составит 4%. Для искусственного освещения используются лампы - светильники дневного света типа ЛББ 23-20-009УХЛЧ, мощностью от 20 Вт. В качестве искусственного освещения применяют лампы накаливания и лампы дневного света. Обязательна установка осветительных приборов на лестницах, причем располагаются так, чтобы светящиеся части ламп не были видны под углом до 10о вверх и вниз по горизонтали.

По условиям гигиены труда для освещения производственных и других помещений должно быть максимально использовано естественное освещение.

В котельной имеется аварийное освещение, которое питается от другого источника.

Борьба с шумом и вибрацией.

На рабочем месте действует постоянный уровень шума. Характеристикой постоянного уровня шума является уровень звукового давления в дБ октавных полосах частот. Допустимые нормы для данного рабочего места указаны в табл. соответствующие ГОСТ 12.1.003-83 CCБТ . С учётом степени напряженности в процессе работы уровень звука и эквивалентные уровни шума составляют 75 дБА. Стены заполнены звукопоглощающими материалами и имеют двойную стенку в местах установки дверей, обеспечивающие тем самым допустимые параметры по уровню шума (таблица 6.4).

Шум

Таблица 6.4

Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА	Уровни звукового давления, дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
75	103	91	83	77	73	70	68	66	64

На оператора действует только общая (технологическая) вибрация. Данные условия работы по вибрационному состоянию относится к категории III, тип а. Вибрационная нагрузка нормируется для каждого направления действия вибрации. В таблице 6.5 представлены санитарные нормы спектральных показателей общей вибрационной нагрузки на оператора в течение смены по ГОСТ 12.1.012-90. Для предотвращения повышения уровня вибрации выполняются следующие мероприятия:

- фундаменты под основное и вспомогательное оборудование имеет соответствующую массу, достаточную для ограничения колебаний подошвы фундамента;

- в местах прохода трубопровода через стенки и перекрытия соприкосновения между трубопроводами и строительными конструкциями отсутствуют, а зазоры уплотняются;

- фундаменты основного и вспомогательного оборудования не имеют соприкосновения со строительными конструкциями и другими фундаментами.

Таблица 6.5

Среднегеометрическая частота, Гц	Нормативные значения в направлениях Х0,Y0
	Виброускорение	Виброскорость
	м·с-2	дБ	м·с-1·10-2	ДБ
	в 1/3 окт.	в 1/1 окт.	в 1/3 окт.	в 1/1 окт.	в 1/3 окт.	в 1/1 окт.	в 1/3 окт.	в 1/1 окт.
50	0,355	0,8	111	118	0,12	0,2	87	92

Данное рабочее место по находится в помещении повышенной опасности. Помещение характеризуется наличием токопроводящих оснований (железобетонный пол), возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей - металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой стороны. В связи с этим приняты следующие меры по защите:

- заземление, сопротивление заземляющего устройства не выше 4 Ом при межфазном напряжении 380 В трехфазного источника питания.

Предусмотрена также защита котельной от воздействия молний и в газоопасный период, согласноСО 153-34.21.122 - 2003 [14].

В связи со значительным тепловыделением оборудования в котельной необходимо организовать эффективную вентиляцию. В котельной предусмотрена только естественная вентиляция через оконные проемы здания, снабженные оконными фрамугами. На щите управления установлена вентиляционная установка для регулирования температуры и влажности воздуха в соответствии со СНиП 2.04.05.-86.

Ввиду того, что данное предприятие - источник загрязнения окружающей среды, котельная и жилой район должны быть разделены санитарной защитной зоной.

Для котельных, работающих на газе, устанавливается единая санитарно - защитная зона.

В санитарно - защитной зоне допускается расположение гаражей, складских помещений, рекомендуется озеленение.

Категория сочетанием «источник - вредное вещество» для диоксида азота 1 категория вредности. Периодичность контроля за соблюдением нормативов ПДВ для диоксида азота 1 раз в квартал. Для остальных веществ 1раз в год.

Одним из мероприятий по предотвращению вредного влияния выбросов из котельной является обеспечение оптимальной высоты дымовой трубы. Необходимо сделать расчет дымовой трубы, чтобы узнать удовлетворяет ли существующая дымовая труба условиям экологической безопасности. Существующая дымовая труба имеет высоту 60 м., диаметр устья 2,2 м.

Расход газа после него составляет V=45 м3/с.

Скорость уходящих газов Wух=13 м/с.

Температура уходящих газов tух=142°С.

Высота дымовой трубы вычисляется по формуле:

Н=

Где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы. Для района Урала А=160.

?Т - разность температур между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси tух и температурой окружающего воздуха tв.

?Т=tух-tвозд=142-25=117°С.

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, для окислов серы и азота F=1.

D - диаметр устья источника выброса.

D=

V - расход газовоздушной смеси.

Wух - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

m и n-коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

m=

где f==

Vm=

Vm>2, значит n=1

М - количество оксидов серы, выбрасываемых в атмосферу.

Т.к. резервным топливом является мазут.

Н=

Таким образом, расчет показывает, что существующая дымовая труба удовлетворяет условиям экологической безопасности и в реконструкции не нуждается. Замены ныне существующей или установки ещё одной дымовой трубы не требуется.

Водопотребление и водоотведение котельной незначительно и вписывается в лимиты, отпущенные предприятию.

По пожарной опасности помещения относятся к категории "Г" (НПБ 105-03), и ко 2-ой степени огнестойкости.

Противопожарные мероприятия по тепломеханическому оборудованию выполняются в соответствии со следующими документами:

нормы технического проектирования ВНТП-81;

Предусматриваются следующие мероприятия:

прокладка мазутопроводов к котлам осуществляется внутри котельной. Мазутопроводы предусматриваются из усиленных бесшовных стальных труб с минимальным количеством фланцев;

на маслосистемах принимается только стальная арматура;

на газопроводах в здании котельной устанавливается только стальная арматура. На подводе к котлам на них устанавливаются задвижки с дистанционным электроприводом.

Меры по взрывопожаробезопасности при эксплуатации котлов обеспечиваются измерением параметров газа, мазута, воздуха (давление и температура), устройствами сигнализации и технологических блокировок в соответствии с ПР 34 - 00 - 006 - 84.

Все электродвигатели защищены от коротких замыканий и перегрузок, которые могут привести к пожару.

На рабочем месте имеются первичные средства пожаротушения _ огнетушители углекислотные в количестве 4 шт, ёмкостью 2 литра; ящик с песком; асбестовое полотно.

Помещение также оборудовано пожарной сигнализацией (СНиП 2.04.09_8 «Пожарная автоматика зданий и сооружений»).

Защита от тепловых излучений.

Для устранения тепловыделения в котельной и уменьшения загазованности устраивается теплоизоляция, вентиляция и отопление согласно СНиП 2.04.05-86 .

Самое экономичное и эффективное мероприятие по уменьшению тепловыделений - это тепловая изоляция, она также предотвращает ожоги, возможные при прикосновении человека к греющим поверхностям. Также от ожогов предохраняет одежда, обувь, рукавицы и другие средства индивидуальной защиты.

Чрезвычайные ситуации.

В котельной могут возникнуть следующие чрезвычайные ситуации техногенного и природного характера: взрывы, пожары, наводнения, разрушение оборудования, снежные заносы (таблица 6.6).

Анализ возможных аварий на объекте

Таблица 6.6

N п/п	Наименование аварии	При каких условиях возможна аварийная ситуация	Возможное развитие аварий, последствий, в т.ч. за пределами цеха, организации	Способы и средства предотвращения аварий	Меры по локализации аварий
1	2	3	4	5	6
1	Взрыв	Утечка газа, повреждение разрушение оборудования	Уничтоже-ние материаль-ных ценностей котельной, разрушение соседних зданий и сооружений, создание опасности жизни людей.	Контроль загазованности помещения, поддержание оборудования в исправном состоянии.	Отсечка газа, вызов пожарной и газовой службы.
2	Пожар	Поврежде-ние, разрушение оборудова-ния, воздействие внешнего источника тепла.	Возгорание соседних зданий и сооружений, уничтожение материаль-ных ценностей котельной, создание опасности жизни людей	Соблюдение пожарной безопасности персоналом, применение огнеупорных материалов.	Применение первичных средств пожаротуше-ния, отключение оборудования, вызов пожарной охраны.
3	Разруше-ние обору-дования	Нарушение правил эксплуата-ции, старение материалов, отклонение параметров от нормы, коррозия материалов, вибрация, дефекты конструкций.	Уничтоже-ние материаль-ных ценностей котельной, разрушение соседних зданий и сооружений, создание опасности жизни людей.	Поддержание оборудования в исправном состоянии, соблюдение графика ППР, контроль за работой оборудования в течение эксплуатации.	Отключение оборудования, вызов ремонтного персонала.

Для ликвидации снежных заносов на предприятии осуществляется уборка снега специализированной техникой.

Все перечисленные организационные и технические мероприятия направлены на улучшение условий труда оперативного персонала и снижают до минимума риск получения травмы, болезни, а также возникновение чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

7. Экономический расчет

При установке дополнительного котла ДЕ 25-14 ГМ количество обслуживающего персонала не изменится, а тепловая производительность увеличится, следовательно, уменьшится себестоимость единицы тепловой энергии. При этом есть возможность отказаться от использования миникотельных и перейти к централизованному отоплению цехов и административных зданий завода.

В данном разделе дипломного проекта произведен расчет:

- величины капитальных вложений;

- себестоимости тепловой энергии;

- прибыли;

- периода окупаемости;

- сделан вывод.

Капитальные вложения.

Установка котла центральной котельной согласно сметам 4-66495ТХ-СМ Уралгипромез составит К = 10396 тыс. руб.:

- стоимость проектно наладочных работ - 350тыс. руб.;

- стоимость котла ДЕ 25-14 ГМ заводской комплектации - 3580 тыс. руб.;

- монтаж котла ДЕ 25-14 ГМ - 6466тыс. руб.

Расчет себестоимости тепловой энергии.

Расчет себестоимости тепловой энергии, вырабатываемой паровой котельной производится исходя из существующих технико-экономических показателей работы котельной. Для расчета необходимо знать величину капитальных вложений, затраты на топливо, на воду, на электроэнергию, на заработную плату, расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, амортизационные отчисления, затраты на ремонт и прочие затраты.

Расчет производится для принятого к установке основного оборудования. Необходимые исходные данные приводятся по ходу расчетов.

Затраты на топливо.

Определяю исходя из объема поставок топлива в котельную и его стоимости:

Sтопл = ЦгЧGг руб/год;

Годовой расход топлива Gг = 19123 тыс.н.мі;

Цена на газ Цг = 1000 + 19% руб/тыс.мі;

19 % - надбавка за распределение

Таким образом Цг = 1000 + 190 = 1190 руб/тыс.мі;

Sтопл = 1190Ч19123 = 22756Ч10і руб/год.

Издержки на воду.

Определяют исходя из расхода воды в котельной и ее стоимости:

Sводы = ЦвЧQв руб/год;

Цена на воду Цв = 10 руб/т;

Годовой расход воды Qв = 229.9 мі;

Sводы = 10Ч229.9 = 2299 руб/год.

Издержки на электроэнергию.

Определяются исходя из годового расхода электроэнергии и существующего тарифа на электроэнергию:

Sэ/э = ЭгодЧТэ/э руб/кВтЧчас;

Годовой расход электроэнергии Эгод = 138408 кВтЧчас/год;

Тариф на электроэнергию Тэ/э = 1,2 руб/кВтЧчас;

Sэ/э = 138408Ч1,2 = 166089,6 руб/год.

Издержки на содержание и эксплуатацию

оборудования.

Включают затраты на амортизацию оборудования, текущий ремонт:

Sам = аЧК руб/год;

Sрсэо = Sам + Sрем руб/год;

Sрем = бЧК руб/год;

Годовая норма амортизации а = 3,7%;

Величина капиталовложений К =10396 тыс. руб.;

Годовая норма на ремонт б = 6%;

Sам = 0,037Ч10396000 = 384652 руб/год;

Sрем = 0,06Ч10396000 = 623760 руб/год;

Sрсэо = 384652+623760 = 1008412 руб/год.

Издержки на заработную плату, основную и дополнительную.

Sз.п =ФЗП Ч nс сЧ 1,15;

nсс =40 - количество человек, работающих в котельной;

ФЗП=60 тыс. руб/чел - среднегодовой фонд заработной платы одного работника.

Sз.п.= 60 Ч 40 Ч1,15 = 2760 тыс. руб/год.

Прочие издержки.

Sпроч = 0,25Ч(К + Sтопл + Sводы + Sэ/э + Sрсэо + Sз.п.), руб/год;

Sпроч = 0,25Ч(10396000 + 16744000 + 2299 + 166089,6 + 2018473 + 2760000);

Sпроч = 8Ч106 руб/год.

Себестоимость годового объема тепловой электроэнергии.

Sпол = К + Sтопл + Sводы + Sэ/э + Sрсэо + Sз.п + Sпроч , руб/год;

Sпол = 10396000 + 22756000 + 2299 + 166089,6 +388000 + 1587000 + 8000000;

Sпол =37,3Ч106 руб/год.

Себестоимость 1 Гкал рассчитываем исходя из годового себестоимости годового объема производства теплопой энергии:

Sед = Sпол/Qвыр руб/Гкал;

Годовой отпуск тепла Qвыр = 140160 Гкал/год.

S = 37,3Ч106/140160 =266,1руб/Гкал.

Расчет прибыли.

Прибыль определяется исходя из разницы тарифов на тепловую энергию и себестоимости единицы тепловой энергии.

П = (Тэ/э - Sед)ЧQвыр руб/год;

По данным РЭК Свердловской области для промышленных предприятий средний тариф на тепловую энергию Тэ/э = 656,8 руб/Гкал.

П = (656,8 -266,1)Ч140160 = 54760,5 тыс.руб/год.

Расчет периода окупаемости.

Ток= kЧSпол/П;

где k = 1,3;

Ток= 1,3Ч37,3Ч106/54760500 =0,9;

Выработка тепловой энергии в центральной котельной РММЗ значительно снижает затраты, т.к. покупать тепловую энергию на стороне по существующим на сегодняшний день тарифам значительно дороже, чем обслуживать котельную. Расширение дает возможность перейти к централизованному отоплению цехов и административных зданий завода, а как известно централизованное отопление дешевле обходится чем автономное. Исходя из этого, можно сказать, что проект реконструкции котельной является экономически целесообразным.

8. Электроснабжение

В электрической части проекта решены вопросы электроснабжения, подключения силового оборудования и заземления.

Оборудование электроснабжение котельной предусмотрено от существующего ВРУ - 0,4 кВ. Подключение силовых электроприемников предусмотрено от щита 0,4 кВ. Напряжение силовых электроприемников 380 В, цепей управления 220 В.

Управление сетевыми и подпиточными насосами и дымососами осуществляется по месту.

Схемы управления сетевыми и подпиточными насосами предусматривают автоматический ввод резервного насоса при останове рабочего и при падении давления в напорном патрубке. Выбор режима работы производится с помощью ключей - избирателей режима, установленных на щите управления.

Силовая распределительная сеть выполнена кабелем ВВТ, прокладываемым в лотках по кабельным конструкциям, а также по стенам открыто и в стальных водогазопроводных трубах в подливе пола.

Заземление электрооборудования выполнено согласно ПУЭ путем присоединения к существующему контуру заземления котельной. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом.

Схемой предусмотрено ручное (местное) и автоматическое управление электродвигателями насосов.

В качестве рабочего может быть выбран любой из насосов. Выбор режима работы осуществляется с помощью избирателя резерва S1.

Насос выбранный резервным, включается автоматически при аварийном останове работающего насоса или при падении давления в напорном патрубке. При срабатывании АВР включается звуковой сигнал в помещении операторской.

Проверка насосов на установленную мощность.

Сетевой насос (1Д315-71)

Мощность двигателя

Кз - коэффициент запаса (1,1-1,4);

г - плотность жидкости, Н/м3;

Qн - производительность насоса, м3/с (задана);

Нн - напор насоса, м (задана);

зн =0,6ч0,75 - КПД насоса;

зп =1 - КПД передачи.

г=9810 Н/м3 - задана;

Кз=1,1 - принято;

Принимаем двигатель типа 4А250М2УЗ, частота вращения n=3000 об/мин, мощностью 90,0 кВт.

По данной методике выбираем остальные насосы.

Подпиточный насос (К2С/30):

Принимаем двигатель типа 4А100S2УЗ, частота вращения n=1500 об/мин, мощность 3,0 кВт.

Насос исходной воды (К-100-65=200):

Принимаем двигатель типа 4А160М2УЗ, частота вращения n=1500 об/мин, мощность 18,5 кВт.

Питательный насос (ПЭ-150-53):

Принимаем двигатель типа 4А200L2УЗ, частота вращения n=3000 об/мин, мощность 45 кВт.

Насос бака аккумулятора (К20/30):

Принимаем двигатель типа 4А100S2УЗ, частота вращения n=1500 об/мин, мощность 3,0 кВт.

Вывод: установленные двигатели насосов соответствуют необходимой расчетной мощности. Выбор двигателей произведен верно.

Расчет электрических нагрузок.

Максимальная нагрузка группы ЭП:

где

- коэффициент использования одного или группы ЭП;

- коэффициент максимума;

- групповая номинальная мощность, кВт;

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:

Номинальная мощность n однотипных ЭП:

Расчетную активную нагрузку группы ЭП определяем с учетом коэффициента максимума и средней нагрузки:

где определяем в зависимости от эффективного числа ЭП и от группового

коэффициента использования за наиболее загруженную смену.

Эффективное число ЭП находим по формуле:

Расчетную реактивную нагрузку группы ЭП определяем с учетом приведенного числа ЭП:

при

Сетевые насосы

Максимальная нагрузка:

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:



Номинальная мощность:

Расчетная активная нагрузка:

Эффективное число:

Расчетная реактивная нагрузка:

Подпиточные насосы:

Максимальная нагрузка:

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:

Номинальная мощность:

Расчетная активная нагрузка:

Эффективное число:

Расчетная реактивная нагрузка:

Насосы исходной воды:

Максимальная нагрузка:

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:

Номинальная мощность:

Расчетная активная нагрузка:

Эффективное число:

Расчетная реактивная нагрузка:

Питательные насосы:

Максимальная нагрузка:

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:

Номинальная мощность:

Расчетная активная нагрузка:

Эффективное число:

Расчетная реактивная нагрузка:

Насос бака аккумулятора:

Максимальная нагрузка:

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:

Номинальная мощность:

Расчетная активная нагрузка:

Эффективное число:

Расчетная реактивная нагрузка:

Вентиляторы горелок котлов:

Максимальная нагрузка:

Средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену:

Номинальная мощность:

Расчетная активная нагрузка:

Эффективное число:

Расчетная реактивная нагрузка:

Однофазные нагрузки:

Расчетная активная нагрузка:

Распределение электрической нагрузки.

Осветительная нагрузка:

где- удельная расчетная мощность на 1 м2 производственной площади (F), Вт/м2;

- коэффициент спроса освещения;

Полную расчетную нагрузку определяем суммированием расчетных нагрузок силовых и осветительных групп электроприемников:

Таблица 8.1

Наименование характерной группы ЭП	Кол-во ЭП	Установленная мощность ЭП	Коэф. исп-ия, Ки		Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену	nэ	Км	Максимальная расчетная мощность
		Рн одного, кВт	Рн общая, кВт			Рсм, кВт	Qсм, кВт			Рм, кВт	Qм, кВт
Сетевой насос	4	90	180	0,8		72	44,64	3	1,2	84,4	53,568
Подпиточный насос	3	3	3	0,8		2,4	1,488	4	1,2	2,832	1,756
Насос исходной воды	3	18,5	37	0,8		14,8	9,176	4	1,2	17,464	10,828
Питаль-ный насос	3	45	45	0,8		36	22,32	4	1,2	42,48	26,34
Насос бака аккумулятора	3	3	3	0,8		2,4	1,488	4	1,2	2,432	1,756
Вентиляторы горелок	4	1,193	2,386	0,75		1,79	1,343	2	1,27	1,79	1,343

По степени надежности электроснабжение котельная относится ко II категории. Питающие кабели 380 В подводятся от существующей системы электроснабжения асбокартонной фабрики. Основными потребителями электроэнергии на напряжении до 1000 В являются: вентиляторы горелок котлов, насосы различного назначения, отопительный агрегат и электрическое освещение. Распределение электроэнергии в котельной осуществляется от защищенного щита станций управления. Для электроснабжения котельной предусмотрено устройство АВР. Для насосов котельной предусмотрено местное управление. Местное управление осуществляется со щита кнопками управления.

Силовая распределительная сеть выполнена кабелями, проложенными в трубах ПВХ.

Выбор трансформаторов подстанции.

Подстанции предназначены для приема, преобразования и распределения электроэнергии.Экономическая плотность нагрузки:

где- площадь помещения, м2;

Необходимое число трансформаторов:

где- коэффициент загрузки в нормальном режиме;

экономически оптимальное число трансформаторов 1.

Выбор проводов и жил кабелей. Сечения проводов, жил кабелей и шин выбирают по следующим показателям:- по нагреву длительно допустимым током;- по нагреву кратковременным током КЗ;- по падению напряжения от источника до приемника;- по механической прочности;- по экономической плотности тока. По условию нагрева сечение проводов и кабелей напряжением до 1 кВ выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки:

где- расчетный ток нагрузки;- длительно допустимый ток на провода, кабели и шинопроводы; - поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей; - поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле в трубах или без труб.

Расчетный ток нагрузки для одного двигателя:

Сетевые насосы.

Расчетный ток нагрузки:



Допустимая токовая нагрузка:

Подпиточный насос. Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Насос исходной воды.

Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Питательные насосы.

Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Насос бака аккумулятора.

Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка

Вентиляторы горелок котлов.

Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Рабочее освещение.

Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Котлы. Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Розетки. Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Аварийное освещение.

Расчетный ток нагрузки:



Допустимая токовая нагрузка:

Пожарная сигнализация.

Расчетный ток нагрузки

Допустимая токовая нагрузка:

Контроллер ECL.

Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Вторичные цепи. Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

СТГ. Расчетный ток нагрузки:

Допустимая токовая нагрузка:

Для трехфазных нагрузок выбираем кабель с медными жилами сечения 5x1,5 мм2, марки NYM 5x1,5. Для однофазных нагрузок выбираем кабель с медными жилами сечения 3x1,5 мм2, марки NYM 3x1,5.

Выбор аппаратов управления и защиты.

При работе аппаратов управления учитывается режим работы, для которого они предназначены. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации необходимо учитывать требования в отношении климатического исполнения аппаратов и категории их размещения. В качестве аппаратов защиты применяются плавкие предохранители или автоматические воздушные выключатели с встроенными тепловыми (для защиты от перегрузок) и электромагнитными (для защиты от токов короткого замыкания) реле.

Выбор автоматов производится: по напряжению установки по роду тока и его значению по коммуникационной способности Здесь - напряжение на установке; - номинальное напряжение автомата; - рабочий ток установки; - номинальный ток автомата; - ток короткого замыкания.

Номинальный ток теплового электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматического выключателя выбирается только по расчетному току линии и . Для сетевых насосов на систему отопления, расчетный ток нагрузки которых равен 331 А, выбираем автомат защиты двигателя с регулируемым тепловым расцепителем 4 - 340 А - GV2ME10. Для подпиточного насоса, насоса исходной воды, расчетные токи нагрузок которых соответственно равны 5,36; 6,6; А, выбираем автоматы защиты двигателей с регулируемым тепловым расцепителем 0,4 - 7,3 А - VAMU0,63. Для вентиляторов горелок котлов, расчетный ток нагрузки которых равен 2,27 А, выбираем автомат защиты двигателей с регулируемым тепловым расцепителем 1,6 - 2,5 А - VAMU2,5.

Для рабочего освещения, питания котлов, аварийного освещения и пожарной сигнализации, расчетные токи нагрузок которых соответственно равны 3,5; 2,19; 0,5; 0,5 А, выбираем автоматический выключатель 10 А 1п. - С60А. Для розеток, расчетный ток нагрузки которых равен 0,05 А, выбираем автоматический выключатель 25 А 1п. - С60А. Для контроллера ECL, вторичных цепей и сигнализаторов, расчетные токи нагрузок которых соответственно равны 0,022; 0,026; 0,5; А, выбираем автоматический выключатель 6 А 1п. - С60А.

9. КИП и А

Комплект автоматики котлоагрегата серии ДЕ предназначается для пуска котлоагрегата, защиты котла от возникновения аварийных режимов работы, технологической сигнализации и контроля за технологическими параметрами, автоматического регулирования процесса горения и уровня в барабане котла, дистанционного управления исполнительными механизмами и электродвигателями дымососа и вентилятора.

Условия эксплуатации: температура окружающей среды +5 ? +50°С, относительная влажность - 30-80%.

Состав комплекта.

Комплект включает в себя:

щит управления котла Щ-К2 (Щ-ДЕ). Щит комплектуется регуляторами, приборами и электроаппаратурой в соответствии с заводской документацией;

щит контроля (щит КИП), который комплектуется регистрирующими приборами, электроаппаратурой;

стойки приборные с установленными датчиками, приборами, приборной обвязкой с запорной арматурой;

исполнительные механизмы с подставкой;

комплект отборных устройств для отбора импульса по давлению пара, уровня воды в барабане котла, разрежения в топке, давления воздуха в воздушном коробе;

сужающее устройство с уравнительными конденсационными сосудами для измерения расхода пара;

уравнительную колонку для отбора сигнала по измерению уровня воды в барабане котла;

разделительные сосуды для отбора импульсов по давлению жидкого топлива на трубопроводах к котлоагрегату;

пакет импульсных труб Д14-22 мм для прокладки импульсных линий;

запорную арматуру для установки на отборных устройствах и импульсных линиях;

комплект показывающих приборов для измерения давления, разряжения, напора, температуры.

Регулирующая, запорная и отсечная арматура, устанавливается на газомазутных трубопроводах топливоподачи, к котлу заказывается и поставляется заказчику заводами-изготовителями арматуры.

Технологический контроль.

Приборы теплотехнического контроля выбраны в соответствии со следующими принципами:

параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного ведения технологического процесса и осуществления предпусковых операций, измеряются показывающими приборами;

параметры, учет которых необходим для хозяйственных расчетов или анализа работы оборудования, контролируются самопишущими или суммирующими приборами;

параметры, изменение которых может привести к аварийному состоянию оборудования, контролируются сигнализирующими приборами.

В показывающих приборов в комплекте применены:

для измерения давления - манометры общепромышленного применения типа МТ-1 (МТ-4),

напоромеры типа НМП-52-М1 (НМП-100),

тягонапоромеры типа ТМП-52 (ТМП-100);

для измерения температуры - термометры ртутные стеклянные типа ТТ-1;

термометры показывающие типа ТГП-100ЭК;

милливольтметры типа Ш-4541/1 в комплекте с термометром сопротивления.

В качестве регистрирующих приборов в комплекте применяются:

для измерения и регистрации давления пара в барабане котла (для котлов с производительностью 25 т/ч) вторичный прибор РП-160 (КСУ-2) с входным сигналом 0 - 5 мА и с пределом измерения шкалы 0 - 100%;

для измерения и регистрации уровня в барабане котла (для котлов с паропроизводительностью 25 т/ч) вторичный прибор КСД2-003 (КСД1) с входным сигналом 0 - 10 мГн и пределом измерения +315 мм;

для измерения и регистрации расхода пара - вторичный прибор КСД-004 (КСД1) с входным сигналом 0 - 10 мГн и шкалой 0 - 100%;

для измерения и регистрации расхода пара вторичный прибор КСД-003 с входным сигналом 0 - 10 мГн и шкалой 0 - 100%.

Регистрирующие вторичные приборы конструктивно встроены в щит контроля (щит КИП), который, в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата делится на две модификации: щит КИП-1 для котла паропроизводительностью 4 - 6,5 т/ч и щит КИП-2 для котлоагрегатов 25 т/ч.

Автоматическое регулирование.

Для регулирования и срабатывания защит используется микропроцессорная система “Ремиконт Р-130”.

Для котлоагрегата предусмотрено автоматическое регулирование уровня воды в барабане котла и регулирование процесса горения, осуществляемое тремя регуляторами топлива, воздуха и разряжения.

Регулятор уровня воды в барабане котла осуществляет ПИ-закон регулирования. Схема регулятора представляет собой одноимпульсный регулятор, получающий сигнал от датчика уровня и осуществляющий регулирующее воздействие на регулирующий орган подачи питательной воды в котел через исполнительный механизм. Такие схемы регулирования применимы для котлоагрегатов, работающих без резких колебаний нагрузки. В случае, когда нагрузка на котлоагрегате переменная, необходимо применять трехимпульсную систему регулирования с введением в регулятор дополнительных корректирующих импульсов по расходу пара и расходу питательной воды.

Схема регулятора разряжения аналогична одноимпульсному регулятору уровня с передачей регулирующего воздействия через исполнительный механизм на направляющий аппарат дымососа.

Регулятор топлива предназначен для стабилизации заданного давления пара в барабане котла по ПИ-закону регулирования. Схема регулятора представляет собой одноименный регулятор давления, получающий входной сигнал от датчика давления и осуществляющий регулирующее воздействие на регулирующий орган подачи топлива (газа или мазута).

При применении в комплекте автоматики щита управления Щ-ДЕ возможен переход регулирования с одного вида топлива на другой посредством переключения органов ручного управления, расположенного на щите. При изменении в комплекте щита управления Щ-К2 при переходе с одного вида топлива на другой необходимо провести соответствующую перекоммуникацию исполнительных механизмов на регулятор топлива.

Регулятор воздуха выполнен по принципу соотношения “топливо - воздух”. Регулятор в комплекте с исполнительным механизмом постоянной скорости осуществляет регулирование объекта по ПИ-закону. Входными сигналами для регулятора являются: сигнал с датчика давления топлива (газ или мазут) и сигнал с датчика давления (напора воздуха). Регулирующее воздействие регулятор осуществляет на НАВ через исполнительный механизм.

В качестве датчиков в контурах регулирования применены следующие приборы:

регулятор уровня - дифманометр мембранный типа ДМ-3583М с перепадом давления Р=3,5 кПа;

регулятор топлива - манометр пружинный электрический типа МПЭ-МИ с давлением Р=1,6 МПа и выходным сигналом 0 - 5 мА. Для использования такого датчика в комплекте с регулятором Р 25.1.1 необходимо подключить выходящие клеммы датчика к 11 и 12 клеммам регулятора через шунтирующий резистор 78,7 Ом;

регулятор разряжения - дифманометр колокольный типа Д КО-3702 с перепадом давления Р=160 Па;

регулятор воздуха - датчик давления воздуха ДМ-3583М Р=6,3 кПа, при работе в комплекте регулятором Р 25.1.1 выходные клеммы подключить к клеммам 13 и 14 регулятора. Датчик давления топливо-газ-дифманометр ДМ-3583М Р=6,3 кПа; датчик давления топливо-мазут-манометр пружинный типа МПЭ-МИ, входной сигнал - давление Р=2,5 МПа, выходной сигнал 0 - 5 мА. При работе этого датчика в комплекте с регулятором Р 25.1.1 входные клеммы датчика присоединить к клеммам 11 и 12 регулятора через шунтирующий резистор 78,7 Ом.

В качестве регулирующих приборов в щитах управления применимы приборы системы “контур-1”типа Р 25.1.1 (Щ-К2) или системы “контур-2” РС 23.1.12 (Щ-ДЕ).

В качестве исполнительных механизмов применены:

направляющий аппарат дымососа и вентилятора МЭО-250/25-0,25-У-87;

регулирующий орган на газопроводе к котлу МЭО-40/25-0,25-У-82.

Для пуска и реверсирования электродвигателей исполнительных механизмов применены магнитные пускатели типа МПЛ-11004В (бесконтактные пускатели типа ПБР-2М или ПБР-3А).

Технологическая защита и блокировка.

Схема защиты котлоагрегата обеспечивает отключение подачи топлива к горелке при:

понижении давления газа на газопроводе перед горелкой;

понижении давления жидкого топлива на мазутопроводе перед горелкой;

погасании факела запальника;

погасании факела основной горелки;

понижении давления воздуха перед горелкой;

уменьшении разряжения в топке;

отклонении уровня в барабане котла;

исчезновении напряжения в цепях защиты.

Схема защиты конструктивно собрана в щите управления Щ-К2 (Щ-ДЕ) на релейных элементах.

В качестве датчиков защиты применены:

давления воздуха - датчик-реле напора ДН-40 (0,04 - 40 кПа);

давления газа - датчик-реле напора ДН-40;

давление жидкого топлива - электроконтактный манометр ДМ-2010-СГ;

погасание факела запальника и основной горелки - защитно-запальное устройство ЗЗУ-4;

разряжение в топке - датчик-реле ДНТ-100 (ДТ-2,5 или ДН-2,5);

отклонение уровня в барабане котла - электронный регулятор-сигнализатор ЕСП-50.

Защита воздействует на отключение электромагнита клапана-отсекателя типа ПКН при работе на газе или клапан ЗСК при работе на мазуте.

Схема предусматривает следующие технологические блокировки:

невозможность включения розжига котла при первоначальном пуске котла или после срабатывания защиты без проведения предварительной вентиляции топки в течении 10 мин;

невозможность работы вентилятора при отключенном дымососе.

При применении в комплекте автоматики щита управления Щ-К2, где отсутствует блокировка предварительной вентиляции топки. Электрическая схема блокировки монтируется в щите контроля (щит КИП).

Сигнализация и управление.

Комплект автоматики обеспечивает технологическую сигнализацию аварийных параметров котлоагрегата и служит для предупреждения обслуживающего персонала путем выдачи светового и звукового сигнала.

Световая сигнализация размещена на щите управления и горит до ликвидации нарушения параметра до нормы.

Звуковая сигнализация (общекотельная) снимается дежурным персоналом.

Управление электроприводами дымососа, вентилятора (для котлов с пароперегревателем - управление главной паровой задвижкой), исполнительными механизмами НАВ, НАД, регулирующего клапана подачи воды в котел, регулирующего клапана подачи жидкого топлива в форсунку, регулирующей заслонки подачи газа к горелке осуществляется со щита управления.

Библиографический список

1. Бузников Е.Ф. Роддатис К.Ф. Производственные и отопительные котельные. М.:Энергоатомиздат, 1984.248с.

2. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. М.: Энергоатомиздат, 1989.448с.

3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992.672с.

4. Справочник эксплуатации газифицированных котельных. 1988.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций м.: Энергоатомиздат.1989.608с.

6. СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы

7. СНиП 2.04.08-87*. Газоснабжение.

8. СНиП 2.04.08-87. Отопление вентиляция и кондиционирования.

9. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ Шум. Общие требования безопасности.

10. СНиП 23-05-96. Естественное и искусственное освещение.

11. СНиП 3.05-06-85. Электрические устройства .

12. ГОСТ 12.005-88.

13. ПУЭ - Правила устройства электроустановок.

14. НПБ 105-03. Категории помещений по взрывопожарной безопасности.

15. ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. Оборудование производственное. Общие эргономитрические требования.

16. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений.

17. СНиП 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату помещений.

18. СНиП 2.2.2/2.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

19. Справочник редактор д.т.н С.Д. Коврыгин. Авторы: Е.Я. Юдин., В.Н. Никольский. М.Страхиздат 1974.134с.

20. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. Службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98 М.: Издательство МЭИ. 1999. - 168с.; ил

21. Справочник по проектированию электроснабжения. Под. ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоиздат 1990 - 576с

22. Справочник по котельным установкам малой производительности. Под. ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоиздат. 1989 - 488с

23. Справочник по автоматизации котельных. Л.М. Файерштейн, Л.С. Этингетц, Г.Г. Гохбойм. М.: Энергоатомиздат., 1985. 269с.