Реконструкция бойлерных установок с применением пластинчатых теплообменников

На каждом сосуде должны быть предусмотрены вентиль, кран или другое устройств, позволяющее осуществлять контроль за отсутствием давления в сосуде перед его открыванием.

Расчёт на прочность сосудов и их элементов должен производиться по нормативным документам, согласованным с Госгортехнадзором России. При отсутствии нормативного метода расчёт на прочность должен выполняться по методике, согласованной со специализированной научно-исследовательской организацией.

Заземление и электрическое оборудование сосудов должны соответствовать правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей в установленном порядке.

- Материалы.

Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны

обеспечивать их надёжную работу в течение расчётного срока службы с учётом заданных условий эксплуатации (расчётное давление, минимальная и максимальная расчётные температуры), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.

Качество и свойства материалов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и подтверждаться сертификатами поставщиков.

- Гидравлическое испытание.

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления. Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость.

Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода температурой не ниже 5 ?С и не выше 40 ?С, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры. Сосуд считается выдержавшим

Гидравлическое испытание, если не обнаружено течи, трещин в сварных соединениях и на основном металле; течи в разъёмных соединениях; видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

Документация.

Каждый сосуд должен поставляться изготовителем заказчику с паспортом установленной формы. К паспорту прикладывается руководство по эксплуатации.

На каждом сосуде должна быть прикреплена табличка. На ней должны быть нанесены:

1) товарный знак или наименование изготовителя;

2) наименование или обозначение сосуда;

3) порядковый номер сосуда по системе нумерации изготовителя;

4) год изготовления;

5) рабочее давление, МПа;

6) расчётное давление, МПа;

7) пробное давление, МПа;

8) допустимая максимальная температура стенки,?С;

9) масса сосуда, кг.

Для сосудов с самостоятельными полостями, имеющими разные расчётные и пробные давления, температуру стенок, следует указывать эти данные для каждой полости.

- Арматура, контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства.

Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены: запорной или запорно-регулирующей арматурой; приборами для измерения давления; приборами для измерения температуры; предохранительными устройствами; указателями уровня жидкости.

Запорная и запорно-регулирующая арматура должна устанавливаться на штуцерах, непосредственно присоединённых к сосуду, или на трубопроводах, подводящих к сосуду и отводящих от него среду. Количество, тип арматуры, и места установки должны выбираться разработчиком проекта сосуда исходя из конкретных условий эксплуатации и требований Правил.

Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого действия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой. Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчётливо видны обслуживающему персоналу. Установка манометра на высоте более 3 м от уровня площадки не разрешается.

Каждый сосуд должен быть снабжён предохранительными устройствами от повышения давления выше допустимого значения. В качестве предохранительных устройств применяются: пружинные предохранительные клапаны; рычажно-грузовые предохранительные клапаны; импульсные предохранительные устройства; предохранительные устройства с разрушающимися мембранами.

Предохранительные устройства должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединённых к сосуду. Предохранительные устройства должны быть размещены в местах, доступных для их обслуживания. Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным устройством, а также за ним, не допускается.

- Установка, регистрация, техническое освидетельствование сосудов, разрешение на эксплуатацию.

Сосуды должны устанавливаться на открытых площадках в местах, исключающих скопление людей, или в отдельно стоящих зданиях.

Установка сосудов должна обеспечить возможность осмотра, ремонта и очистки их с внутренней и наружной сторон. Для удобства обслуживания сосудов должны быть устроены площадки и лестницы.

Сосуды до пуска их в работу должны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора России.

Сосуды должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа, до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях - внеочередному освидетельствованию. Объём, методы и периодичность технических освидетельствований сосудов должны быть определены изготовителем и указаны в руководстве по эксплуатации. Первичное, периодическое и внеочередное техническое освидетельствование сосудов проводится специалистом организации, имеющей лицензию Госгортехнадзора России на проведение экспертизы промышленной безопасности технических устройств. Результаты технического освидетельствования должны записываться в паспорте сосуда лицом, производившим освидетельствование, с указанием разрешённых параметров эксплуатации сосуда и сроков следующих освидетельствований.

Разрешение на ввод в эксплуатацию сосуда выдаётся инспектором после его регистрации на основании технического освидетельствования и проверки организации обслуживания и надзора, при которой контролируется: наличие и исправность в соответствии с требованиями настоящих Правил арматуры, контрольно-измерительных приборов и приборов безопасности; соответствие установки сосуда правилам безопасности; правильность включения сосуда; наличие аттестованного обслуживающего персонала и специалистов; наличие должностных инструкций для лиц, ответственных за осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности при эксплуатации сосудов, работающих под давлением, ответственных за исправное состояние и безопасную эксплуатацию сосудов; инструкции по режиму работы и безопасному обслуживанию, сменных журналов и другой документации, предусмотренной Правилами.

Разрешение на ввод в эксплуатацию записывается в его паспорте.

- Надзор и содержание, обслуживание и ремонт.

Владелец обязан обеспечить содержание сосудов в исправном состоянии и безопасные условия их работы. В этих целях необходимо: назначить приказом из числа специалистов, прошедших в установленном порядке проверку знаний Правил, ответственного за исправное состояние и безопасное действие сосудов;

назначить необходимое количество лиц обслуживающего персонала, обученного и имеющего удостоверения на право обслуживания сосудов, а также установить такой порядок, чтобы персонал вёл тщательное наблюдение за порученным ему оборудованием путём его осмотра, проверки действия арматуры, контрольно-измерительных приборов, предохранительных и блокировочных устройств и поддержания сосудов в исправном состоянии; обеспечить проведение технических освидетельствований, диагностики сосудов в установленные сроки; организовать периодическую проверку знаний персоналом инструкций по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов; обеспечить специалистов Правилами и руководящими указаниями по безопасной эксплуатации сосудов, а персонал - инструкциями.

При работе сосудов возникают следующие аварийные ситуации, при которых необходимо немедленно его отключить: если давление в сосуде поднялось выше разрешённого и не снижается, несмотря на меры, принятые персоналом; при выявлении неисправности предохранительных устройств от превышения давления; при обнаружении в сосуде и его элементах, работающих под давлением, неплотностей, выпучин, разрыва прокладок; при неисправности манометра и невозможности определить давление по другим приборам; при выходе из строя всех указателей уровня жидкости; при неисправности предохранительных блокировочных устройств; при возникновении пожара, непосредственно угрожающего сосуду, находящемуся под давлением.

Порядок аварийной остановки и последующего ввода его в работу должен быть указан в инструкции. Причины аварийной остановки сосуда должны записываться в сменный журнал.

- Ремонт.

Для поддержания сосуда в исправном состоянии владелец сосуда обязан своевременно проводить в соответствии с графиком его ремонт. Ремонт сосудов и их элементов, находящихся под давлением, не допускается. До начала производства работ внутри сосуда, соединённого с другими сосудами общим трубопроводом, сосуд должен быть отделён от них заглушками или отсоединён. Применяемые для отключения сосуда заглушки, устанавливаемые между фланцами, должны быть соответствующей прочности и иметь выступающую часть, по которой определяется наличие заглушки. При работе внутри сосуда должны применяться безопасные светильники на напряжение не выше 12 В. Работы внутри сосуда должны выполняться по наряду-допуску.

7.2 Электробезопасность

Опасным поражающим фактором при работе с электрическим оборудованием является электрический ток.

Поражение током может произойти при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям оборудования по причине пробоя изоляции и неисправном защитном заземлении.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и свободный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.

Электротравмы условно разделяют на общие и местные. К общим относят электрический удар, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и прекращению сердечной деятельности. К местным травмам относят ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения.

При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038 - 82 устанавливает предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело (рука - рука, рука - нога) при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Условно безопасными напряжениями являются 42 В переменного тока и 110 В постоянного. Смертельно опасным является ток более 100 мА, который вызывает паралич органов дыхания и фибрилляцию сердца и называется пороговым фибрилляционным.

В таблице 30 даны значения токов по последствиям физиологического воздействия на организм человека.

Таблица 30

Весь персонал, допущенный к эксплуатации электрооборудования, в соответствии с занимаемой должностью и применительно к выполняемым работам аттестуется присвоением соответствующей квалификационной группы по электробезопасности.

Машинист бойлерной установки должен закончить обучение и пройти проверку знаний в комиссии по правилам электробезопасности с присвоением ему второй квалификационной группы.

7.3 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором исключалась бы возможность возникновения пожара, а в случае его возникновения предотвращалось бы воздействие на людей опасных факторов

пожара и обеспечивалась защита материальных ценностей.

В соответствии с действующим законодательством ответственность за противопожарное состояние энергетических предприятий возлагается на руководителей этих предприятий и организаций.

Ответственность за пожарную безопасность отдельных цехов, лабораторий, мастерских, складов и других производственных и вспомогательных сооружений предприятий возлагается на руководителей этих структурных подразделений. Они обязаны: обеспечить на вверенных им участках производства соблюдение противопожарного режима и выполнение в установленные сроки мероприятий, повышающих пожарную безопасность; обеспечить исправность технологического оборудования и немедленно принимать меры к устранению обнаруженных неисправностей, которые могут привести к пожару; организовать пожарно-техническую подготовку подчинённого персонала; установить порядок и ответственность за содержание в исправном состоянии и постоянной готовности к действию имеющиеся на участке средства обнаружения и тушения пожара; при возникновении пожара, аварии или других опасных факторов, угрожающих персоналу и нарушающих режим работы оборудования, принять меры к немедленному вызову пожарных подразделений, известить руководство предприятия, обесточить электрооборудование, находящееся в зоне пожара, выдать письменный допуск для тушения пожара, организовать его тушение и эвакуацию персонала (при необходимости), а также восстановление нормального режима работы оборудования.

На предприятии существует Главное управление пожарной охраны. В обязанности его входит систематический контроль за выполнением противопожарных мероприятий на производствах и промышленных объектах, проверка боеспособности пожарных организаций и исправности средств пожаротушения и другие профилактические меры.

На предприятии организованы также ведомственные пожарные части и пожарно-сторожевые подразделения.

Пожар на производстве возникает вследствие причин электрического и неэлектрического характера. Важным фактором пожарной опасности являются работы с открытым огнём, пламенем при газовой сварке и резке металлов при проведении ремонтных и наладочных работ.

Пожарная техника, предназначенная для защиты предприятия, классифицируется на следующие группы:

а) пожарные машины;

б) установки пожаротушения;

в) средства пожарной и охранной сигнализации;

г) огнетушители;

д) пожарное оборудование;

е) ручной инструмент, инвентарь;

ж) пожарные спасательные устройства.

Одним из важных противопожарных мероприятий на производстве является организация мест курения, оборудованных и обеспеченных средствами пожаротушения.

Для тушения пожара в цехе применяются порошковые огнетушители ОПС - 10. Также в цехе имеются стандартные противопожарные щиты. Для тушения пожара в цехе и за его пределами используются гидранты высокого давления.

Для эвакуации людей из производственного помещения служат эвакуационные выходы.К одному из основных устройств пожаротушения относится противопожарное водоснабжение, включающее в себя: водоисточники, насосные станции, сеть трубопроводов по территории с установкой гидрантов (наружный

противопожарный водопровод), а также сеть трубопроводов в зданиях и сооружениях с пожарными кранами (внутренний противопожарный водопровод).

7.4 Инструкции по охране труда для персонала, обслуживающего бойлерную установку

7.4.1 Общие требования безопасности

- К работе в должности машиниста тепловых бойлерных установок допускаются рабочие в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие медицинскую комиссию и инструктаж по технике безопасности.

- До назначения на самостоятельную работу машинист должен закончить обучение и пройти проверку знаний в комиссии по правилам электробезопасности с присвоением ему второй квалификационной группы.

- Машинист допускается к самостоятельной работе письменным распоряжением начальника участка.

- Периодическую проверку знаний машинист проходит в комиссии предприятия один раз в 12 месяцев.

7.4.2 Права и обязанности оператора бойлерной установки

В период своего дежурства оператор имеет право требовать от руководства участка:

- обеспечения бойлерной контрольно-измерительными приборами, инструментом, приспособлениями, инвентарем, оперативными журналами и другими средствами, необходимыми для нормальной и безопасной работы;

- требовать от руководства участка своевременного устранения дефектов оборудования, возникающих в процессе работы;

- производить останов оборудования (бойлеров, насосов) в зависимости от обстановки, для обеспечения нормального снабжения потребителей горячей водой;

- ставить в известность руководство предприятия обо всех нарушениях нормальной работы установки в любое время суток;

- иметь в наличии и применять спецодежду и защитные средства в

соответствии с существующими нормами.

- Оператор бойлерной в период своего дежурства обязан:

- бесперебойно обеспечивать потребителей горячей водой с температурой 50-55^оС при минимальном расходе перегретой воды;

- путем систематического осмотра оборудования и анализа параметров воды обеспечивать безаварийную его работу;

- при обнаружении дефектов в работе оборудования остановить его и

- включить в работу резервное оборудование; при отсутствии резерва оборудование остановить и организовать его ремонт;

- вести контроль за температурой воды, идущей от бойлеров;

- вести оперативный (сменный) журнал, в котором с указанием

- времени записывать выполнение операций по пуску и останову оборудования, по переключениям в схемах, характеру аварийных ситуаций, основные параметры работы бойлерной в течение смены; в оперативный журнал необходимо записывать также содержание устных распоряжений руководства предприятия;

- являться на смену заблаговременно и путем осмотра ознакамливаться с состоянием оборудования бойлерной установки по контрольно-измерительным приборам, а также по записям в оперативном журнале;

- проверять наличие и исправность контрольно-измерительных приборов, инструмента, инвентаря, схем, инструкций, средств пожаротушения;

- перед сдачей смены подготовить бойлерную к работе без нарушений режима и правил безопасности, обеспечить чистоту и порядок на рабочем месте, сообщить принимающему смену оператору информацию о работе установок.

7.4.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях

- При разрыве трубопровода перегретой воды в пределах бойлерной, появлении свищей, нарушении плотности соединений, сопровождающимися

- сильной течью горячей воды, оператор обязан срочно отключить поврежденный участок теплосети и поставить в известность руководство и по возможности принять меры, предотвращающие попадание воды на электрооборудование.

- При появлении дыма или огня из электродвигателя, электродвигатель немедленно отключить, приступить к ликвидации загорания, применяя углекислотный огнетушитель или песок.

- случае возникновения загорания в помещении бойлерной принять меры по его ликвидации первичными средствами пожаротушения, вызвать пожарную охрану, поставить в известность руководство.

- При ожогах необходимо освободить пораженное место от одежды, обуви, перевязать обожжённую поверхность стерильным бинтом и обратиться в лечебное учреждение. Необходимо поставить в известность мастера.

- При тяжелых механических травмах пострадавшего положить в безопасное место, придать ему удобное и спокойное положение и вызвать скорую медицинскую помощь (поставить в известность руководителя работ).

- При поражении электрическим током в первую очередь освободить пострадавшего от действия электрического тока, а именно, отключить оборудование от сети, отделить пострадавшего от токоведущих частей изолирующими приспособлениями (доски, сухая одежда, резиновые перчатки,

- резиновые коврики). Если пострадавший потерял сознание, но дышит, его необходимо уложить в удобную позу, расстегнуть ворот. Если дыхание отсутствует, пульс не прощупывается, пострадавшему нужно немедленно начать делать искусственное дыхание до прибытия врача.

Заключение

В дипломном проекте предложена реконструкция бойлерной установки турбоагрегата № 9 ОТЭЦ-1. Реконструкция заключается в замене кожухотрубчатых бойлеров на пластинчатые.

В пояснительной записке произведён конструкторский расчёт, по результатам которого выбраны пластинчатые бойлеры фирмы APV. Выбрано восемь основных и шесть пиковых бойлеров. За счёт больших коэффициентов теплопередачи проектируемая установка потребляет меньше пара на 26,3 т/ч в отопительный период и на 11 т/ч в неотопительный период.

Также в пояснительной записке рассчитана толщина тепловой изоляции пластинчатых бойлеров. Для них применена современная эффективная изоляция из пенополиуретана. Толщина теплоизоляционного слоя уменьшается у основных бойлеров в 3,4 раза, у пиковых - в 2 раза.

Гидравлический расчёт бойлеров и трубопроводов бойлеров показал, что нет необходимости увеличивать напор сетевых насосов.

Для проектируемой установки применены сетевые насосы марки СЭ общей производительностью 3750 , выбраны двигатели для привода насосов и рассчитаны кабели для их питания. Двигатели насосов потребляют меньше электроэнергии на 10183500 кВтч/год.

В дипломном проекте предложен ещё один способ экономии электроэнергии - применение частотного привода на насосах подпитки теплосети. Частотные преобразователи, кроме того, повышают надёжность работы электродвигателей насосов и увеличивают их рабочий ресурс.

В технико-экономическом обосновании проекта представлена экономия тепловой и электрической энергии в стоимостном выражении, рассчитаны капитальные затраты при реконструкции и снижение себестоимости тепловой энергии. Экономический эффект проекта составляет 66 %, а срок его окупаемости - 18 месяцев. После реконструкции предприятие получает 19230,98 тыс. руб. в год чистой прибыли.

Список использованных источников

1. Соколов, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети : Учебник / Е. Я. Соколов. - М. : Издательство МЭИ, 2001. - 472 с. - ISBN 5 - 7046 - 0703 - 9.

2. Лариков, Н. Н. Общая теплотехника: учебник / Н. Н. Лариков, А. М. Литвин. - М. : Стройиздат, 1966. - 446 с.

3. Манюк, В. И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей : справочник / В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж, А. И. Манюк, В. К. Ильин. - М. : Стройиздат, 1988. - 432 с. - ISBN 5 - 274 - 00048 - 7.

4. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Введ. с 01.01.2001. - М. : Госстрой России, 2001. - 58 с.

5. Назмеев, Ю. Г. Теплообменные аппараты ТЭС : Учебник / Ю. Г. Назмеев, В. М. Лавыгин. - М. : Издательство МЭИ, 2002. - 260 с. - ISBN 5 - 7046 - 0888 - 4.

6. СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Введ. с 01.11.2003. - М. : Госстрой России, 2003. - 28 с.

7. ТСН 23-337-2002. Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования. Введ. с 14.08.2002. - М. : Госстрой России, 2001. - 68 с.

8. Идельчик, В.И. Электрические системы и сети : Учебник / В.И. Идельчик. - М. : Энергоатомиздат, 1989. - 592 с. - ISBN 5 - 283 - 01012 - 0.

9. Фёдоров, А. А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий : Учебное пособие / А.А. Фёдоров, Л.Е. Старкова. - М. : Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

10. Орлов И. Н. Электротехнический справочник : Справочник / Орлов И. Н., под общей редакцией профессоров МЭИ. - М. : Энергоатомиздат, 1986. - 712 с.

11. Белов, М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных комплексов : Учебник / М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. - М : Издательский центр «Академия», 2004. - 576 с. - ISBN 5 - 7695 - 1314 - 4.

12. Булатов, А. С. Экономика: учебник / под ред. д-ра наук, проф. А.С. Булатова. - М. : Экономистъ, 2006. - 831 с. - ISBN 5 - 98118 - 124 - 9.

13. Лапин, В. Л. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда : Учебник / П. П. Кукин, В. Л. Лапин, Н. Л. Пономарёв, Н. И. Сердюк. - М : Высшая школа, 2002. - 351 с. - ISBN 5 - 06 - 004157 - 3.

14. Котельников, В. С. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. : Нормативные документы межотраслевого применения по вопросам промышленной безопасности и охраны недр / В. С. Котельников. - М. : Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности промышленности Госгортехнадзора России», 2003. - 192 с. - ISBN - 93586 - 205 - 0.

15. www.teplotex.ru. E-mail: phe@teplotex.ru