Разработка рекомендаций по повышению эффективности работы системы теплоснабжения от котельной ООО "Западная котельная"

Линия пьезометрического графика обратного трубопровода магистрали в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяет необходимый напор в обратном трубопроводе водоподогревательной установки (на входе сетевого насоса);

4) наносят линию подающей магистрали пьезометрического графика. Уклон линии определяют на основании гидравлического расчета тепловой сети. При выборе положения пьезометрического графика учитывают предъявляемые к гидравлическому режиму требования и гидравлические характеристики сетевого насоса. Линия пьезометрического графика подающего трубопровода в точке пересечения с ординатой, соответствующей началу теплосети, определяет требуемый напор на выходе из подогревательной установки. Напор в любой точке тепловой сети определяется величиной отрезка между данной точкой и линией пьезометрического графика подающей или обратной магистрали.

По результатам гидравлического расчета строится пьезометрический график. Пьезометрический график до самого отдаленного потребителя - Вологдагортеплосеть №1, приведен на рисунке 3.4:

Рисунок 3.4 - Пьезометрический график до самого отдаленного потребителя - Вологдагортеплосеть №1

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПАРОВОГО КОТЛА ДКВР-20-13

4.1 Основные положения

В широком смысле автоматизация предполагает создание таких условий на производстве, которые позволят без участия человека выполнять определенные задачи по изготовлению и выпуску продукции. При этом роль оператора может заключаться в решении наиболее ответственных задач. В зависимости от поставленных целей, автоматизация технологических процессов и производств может быть полной, частичной или комплексной. Выбор конкретной модели определяется сложностью технической модернизации предприятия за счет автоматической начинки.

В дипломном проекте разрабатывается автоматизация парового котла ДКВР-20-13. В соответствии с разделом «Автоматизация» составлена функциональная схема автоматизации, рассмотрены измерительные и регистрирующие приборы (температуры, давления, расхода), и автоматические регуляторы с исполнительными механизмами и регулирующими клапанами.

4.2 Точки контроля

Параметры контроля, автоматического регулирования, сигнализации и блокировок выбираются согласно СП 89.13330.2012 “Котельные установки”, раздел 15 «Автоматизация».

В таблице 4.1 показаны точки контроля:

Где: I - индикация;

R - регистрация;

С-автоматическое регулирование;

A - сигнализация.



Таблица 4.1 - Точки контроля

Поз.	Технологический параметр	I	R	C	A
1а	Температура газа на котел	+	+
2а, 2б	Расход газа на котел	+	+	+
3а, 5а	Давление газа перед заслонкой, давление газа после заслонки	+	+	+	+
4а	Давление пара в барабане котла	+	+		+
9а	Температура мазута	+	+
10а	Расход мазута на котел	+	+
11а, 12а	Температура подшипников вентилятора	+	+		+
13а, 40а, 5в	Давление воздуха перед горелками	+	+	+	+
14а, 15а, 14в	Разряжение в топке котла	+	+	+	+
16а	Температура уходящих газов до экономайзера	+	+
17а	Разряжение дымовых газов до экономайзера	+	+
18а	Разряжение дымовых газов после экономайзера	+	+
19а	Температура дымовых газов перед дымососом	+	+
20а, 21а	Температура подшипников дымососа	+	+		+
22а	Температура дымовых газов после дымососа	+	+
23а	Давление воды перед экономайзером	+	+
24а, 25а	Температура воды перед и после экономайзера	+	+
26а	Расход пара от котла	+	+	+
27а	Давление пара на выходе их котла	+	+
28а	Температура пара на выходе	+	+
29а, 31а	Уровень воды в барабане котла	+	+	+	+
30а	Расход воды в барабан котла	+	+	+	+

4.3 Блокировка оборудования

Для паровых котлов, предназначенных для сжигания газообразного или жидкого топлива, независимо от давления пара и производительности следует предусматривать устройства, автоматически прекращающие подачу топлива к горелкам при:

а) повышении или понижении давления газообразного топлива перед горелками;

б) понижении давления жидкого топлива перед горелками, кроме котлов, оборудованных ротационными горелками;

в) уменьшении разрежения в топке;

г) понижение давления воздуха перед горелками для котлов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха;

д) погасании факелов горелок, отключение которых при работе котла не допускается;

е) повышении или понижении уровня воды в барабане;

ж) неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения.

4.4 Контрольно-измерительные приборы

Выбор датчиков измерения технологических параметров определяется физической природой параметра, диапазоном измерения, требуемой точности измерения (классом точности), параметрами окружающей среды, требуемыми выходными сигналами (унифицированный неунифицированный, аналоговый цифровой), стоимостью и т.п. При этом анализируются технические характеристики и возможности всего ряда датчиков, пригодных для измерения той или иной величины.

Основными контролируемыми параметрами в процессе производства пара является температура. Для измерения температуры применяются платиновые термометры, так как обладают более высокой точностью, широким диапазоном измерения. Для передачи информации необходима дополнительные преобразователи и дополнительная электрическая энергия. Такие приборы относятся к электрической ветви ГСП. Электрические приборы обладают высокой чувствительностью, точностью регулирования, обеспечивают дальность связи и большую емкость каналов передачи информации. Поэтому в дальнейшем будем строить систему автоматизации в русле электрической ветви ГСП.

Первичным преобразователем температуры измеряемых средявляется термопреобразователь платиновый ТПТ-1-3 100П. Обладает высокой точностью измерения, широким диапазоном измеряемых температур. Применяется без встроенного преобразователя сопротивления типа «таблекта», так как цех является «горячим» и преобразователь не выдерживает зачастую такой тепловой нагрузки и выходит из строя.

В качестве преобразователя сопротивления и термоЭДС применяется измерительный преобразователь модульный ИПМ 0399/М0 фирмы «Элемер».

Не больших размеров, монтаж на DIN-рейку, общепромышленные варианты исполнения, настраивается с помощью персонального компьютера на диапазоны входных температур. При напряжении питания в 24В имеет 1 входной/ 1 выходной (о…5 или 4…20 мА) канал. Гарантийный срок эксплуатации - 5 лет.

Преобразователь перепада давления Rosemount 3051 CD фирмы “Emerson”. Применяется на позиции измерения расхода газа. Производит качественные измерения давления, уровня и расхода газа, при колоссальной точности в 0,075 (эталонный класс 0,05%). Легкость в установке и эксплуатации, гибкость технологических соединений с процессом оптимизирует измерения, уменьшает стоимость фланцев. Включает широкое разнообразие дополнительных технологических подсоединений.

Для измерения давления газа до и после заслонки применяется датчик давления Vegabar 52 немецкой фирмы “Vega”. Отличается наличием емкостного безмаслянного керамического чувствительного элемента, высоким процентом точности измерений, устойчивости к вакууму и перегрузкам, при диапазоне измерений - от -1 до +72 ат. Возможная погрешность при этом, - 0,075%, 01%, 02%. В измерительную ячейку CERTEC встроен температурный датчик, выдаваемые значения которого отображаются на модуле настройки и индикации, или же обрабатываются, проходя через определенный сигнальный выход.

Для измерения давления пара в барабане котла, давления мазута, давления воды, давление пара от котла применяется датчик давления Vegabar 17. При компактных размерах имеет погрешность измерений <0,5% и большой диапазон измерений -1…+1000 бар. Имеет две измерительные ячейки, для диапазона 16 бар применяется пьезорезистивный сенсор, а для диапазонов от 25 бар тензорезистор.

Для измерения расхода мазута, применяется массовый расходомер Optimass 7300 фирмы “Krohne”. Имеет одинарную измерительную трубу новейшей конструкции, большой срок эксплуатации, при этом высочайшую точность и простоту замены и эксплутации.

При измерении разряжения дымовых газов до и после экономайзера соответственно, давление воздуха перед горелками, используются датчики Vegabar 52. Измерение расхода воды на котел и расхода пара от котла производится вихревыми расходомерами Rosemount 8800D. Имеет большие используемые данные. Большую точность 0,5%, надежность. Уникальная конструкция с изолированным сенсором (пьезоэлементом) позволяет выполнять его замену без нарушения герметичности оборудования. Большой диапазон рабочей температуры, от -200°C до 427°C. Исключает вероятность засорения импульсных трубок. Использование сбалансированного по массе сенсора и адаптированной цифровой обработки сигнала обеспечивает устойчивость к вибрации. Для измерения разряжения в топке котла применятся датчик перепада давления Rosemount 3051CD. Имеет компланарную конструкцию на базе емкостного сенсора. Погрешность в измерения 0,2%. В качестве приборов для сигнализации параметров, таких как давление газа после заслонки, давление воздуха перед горелками, используются приборы контроля цифровые ПКЦ-1105. Эти приборы устанавливаются на щите розжига возле котла и предназначены для измерения и цифровой индикации давления неагрессивных газов или вакуума (в зависимости от модели), преобразования в аналоговый сигнал постоянного тока, сигнализации о выходе измеряемого параметра за пределы заданных значений. Приборы имеют 4 диапазона измерения давления. Приборы перепрограммируются на любой диапазон, внутри основного. Имеет защиту от пыли и воды. Предел допускаемой основной погрешности 0,5%. Простота управления посредством четырех кнопок и четыре символьного индикатора. Для контроля наличия пламени используются датчики контроля пламени ДМС-100М. Оптический датчик-реле контроля пламени ДМС-100М предназначен для селективного контроля и регистрации пламени в горелочных устройствах, выдачи сигнала (контакты реле, аналоговый выход 0..5В, 4..20мА) в систему автоматики промышленного энергетического оборудования. Датчик обеспечивает регистрацию уровня постоянной составляющей излучения в диапазоне 500..1040нм и его отображение на аналоговом индикаторе. Применение датчика возможно для горелочных устройств, работающих на жидком и пылеугольном видах топлива. Вторичный преобразователь ДМС-100М устанавливается на щите розжига.

4.5 Технико-экономическая эффективность автоматизации

Основными преимуществами автоматизации котельного агрегата ДКВР-20-13, можно считать следующие:

- снижение эксплуатационных расходов за счёт уменьшения численности обслуживающего персонала;

- экономия топлива, тепла и электроэнергии, снижение затрат на текущий ремонт, обусловленных улучшением эксплуатационного режима и защиты оборудования;

- повышение качества теплоснабжения за счёт постоянного автономного контроля и регулирования параметров системы;

- обеспечение бесперебойности и надёжности действия всей системы теплоснабжения за счёт лучшего контроля и автоматического управления работой агрегатов и установок. Спецификация на технические средства автоматизации представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Метрологическая карта средств измерения котла марки ДКВР-20-13

№ п/п	Наименование оборудования	Пределы измерений	Диапазон показания шкалы прибора	Длина шкалы	Цена деления прибора	Чувствительность прибора	Класс точности	Погрешность измерения
1.	ТПТ-1-3 100П	-200...130 oC	-	-	1 ?С	-	A	±1%
2.	ИПМ 0399/М0	-50...200 oC	-	-	-	-	-	±0,1%
3.	Rosemount 3051 CD	0…69 МПа	-	-	-	-	-	±0,7%
4.	Vegabar 52	-1…+72 бар	-	-	-	-	-	<0,05%
5.	Vegabar 17	-1 ... +1000 бар	-	-	-	-	-	<0,5%
6.	Optimass 7300	-1 ... +100 бар	-	-	-	-	-	±0,1%
7.	Rosemount 8800D	до 25 МПа	-	-	-	-	-	±0,025%
8.	ПКЦ-1105	0...±4 кПа	-	-	-	-	1,5	0,5%
9.	ДМС-100М	-	-	-	-	-	-	2 с

Спецификация на технические средства автоматизации котла марки ДКВР-20-13 представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Спецификация на технические средства автоматизации котла марки ДКВР-20-13

Позиция	Условное графическое изображение	Наименование	Кол-во
1б, 9б, 11б, 12б, 16б, 19б, 20б, 21б, 22б, 24б, 25б, 28б		ТПТ-1-3 100П и ИПМ 0399/М0	12
2б		Rosemount 3051 CD	1
3а, 5а		Vegabar 52	2
4а, 5б, 23а, 27а		Vegabar 17	4
10а		Optimass 7300	1
29а, 26а, 26б		Rosemount 8800D	3
35а, 14а		ПКЦ-1105	2
32б, 33б, 34б		ДМС-100М	3



5. РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Данная глава содержит рекомендации по повышению эффективности системы теплоснабжения от котельной ООО “Западная котельная”, которые заключаются в регулировке гидравлического режима тепловой сети, замене отводящих трубопроводов на трубопроводы с меньшим диаметром и децентрализации некоторых объектов от централизованной системы теплоснабжения.

5.1 Рекомендации по осуществлению регулировки

Важным звеном любой системы централизованного теплоснабжения являются тепловые сети. В транспорт тепловой энергии вкладываются большие капиталовложения, соизмеримые со стоимостью строительства ТЭЦ и крупных котельных. Повышение надежности и долговечности систем транспорта тепла является важнейшей экономической задачей при проектировании, строительстве и эксплуатации теплопроводов. Решение этой задачи неразрывно связано с проблемами энергосбережения в системах теплоснабжения.

Наиболее распространенный в стране, в том числе и в Вологодской области, способ отпуска тепловой энергии потребителю - при постоянном расходе теплоносителя. Количество тепловой энергии подаваемой потребителям регулируется путем изменения температуры теплоносителя. При этом предполагается, что каждый потребитель будет получать из общего расхода теплоносителя строго определенное количество, пропорциональное его тепловой нагрузке. Как правило, это условие по ряду объективных и субъективных причин не выдерживается, что приводит к снижению качества теплоснабжения на отдельных объектах. Для устранения этого, теплоснабжающие организации увеличивают расход теплоносителя, что приводит к росту затрат на электроэнергию, увеличению утечек теплоносителя и иногда, к избыточному потреблению топлива.

Решить эти проблемы можно путем периодического проведения мероприятий по оптимизации гидравлического режима тепловой сети, главная цель которых - обеспечить распределение теплоносителя в сети пропорционально тепловым нагрузкам потребителей.

Из большого количества энергосберегающих мероприятий в теплоснабжении оптимизация гидравлического режима тепловой сети (далее по тексту - Регулировка) является наиболее эффективной (при небольших капитальных вложениях дает большой экономический эффект). Кроме того, улучшается качество теплоснабжения. Как правило, Регулировка состоит из трех этапов:

- расчет гидравлического режима тепловой сети и разработки рекомендаций;

- подготовительных работ;

- работ по установке в сети и на объектах теплопотребления устройств, распределяющих общий расход теплоносителя.

В реальной (без Регулировки) тепловой сети возможны следующие основные варианты:

- в тепловой сети занижен расход теплоносителя и температурный график. В этом случае выполнение Регулировки не ведет к экономии энергоресурсов и направлено на повышение качества теплоснабжения;

- в тепловой сети завышен расход теплоносителя и занижен температурный график. В этом случае выполнение Регулировки ведет к снижению расходов электрической энергии, идущей на транспортировку теплоносителя;

- в тепловой сети завышен расход теплоносителя и существует оптимальный температурный график. В этом случае выполнение Регулировки ведет также к экономии тепловой энергии.

Регулировка ТС представляет собой настройку гидравлических характеристик, поэтому при определении степени влияния объектов на систему теплоснабжения особое внимание следует уделить гидравлическим характеристикам потребителей.

Регулировка сети носит вероятностный характер, так как многие реальные характеристики ТС определить не представляется возможным или это потребует затрат, не сопоставимых с экономическим эффектом от проведения Регулировки.

Предлагаемый способ Регулировки предполагает установку сужающих устройств на объектах тепловой сети в строго определенном порядке. Вначале, для всех объектов теплопотребления рассчитывается рейтинговый параметр, позволяющий определить объект, установка сужающих устройств на котором даст наибольший эффект для оптимизации гидравлического режима сети (оказывает наибольшее влияние на работу сети).

Затем производят тот же расчет без учета первого объекта и определяют второй объект для установки сужающего устройства. Расчёты производят до тех пор, пока, на оставшихся объектах суммы расчётного и фактического расходов теплоносителя не будут отличаться друг от друга на заданную величину. Её значение определяется для каждой системы индивидуально.

Рейтинг потребителей составляется по безразмерному параметру Z, определяемому из соотношения:

, (5.1)

где Gp - расчетный расход теплоносителя на объекте;

hр - расчетный перепад давления на объекте;

Gф - фактический расход теплоносителя на выходе из котельной;

hф - фактический перепад давления теплоносителя на котельной.

Количество объектов, на которых производится установка сужающих устройств, обусловлено особенностями системы теплоснабжения и определяется экспериментально. Установка сужающих устройств на нескольких объектах может привести к тому, что будут обеспечены потребности в теплоснабжении всех объектов. В некоторых системах для достижения такого результата потребуется регулировка большинства объектов.

Предлагаемая методика позволяет снизить капитальные затраты на проведение регулировки гидравлического режима ТС, а также уменьшить трудоёмкость и длительность регулировки сети.

В первую очередь регулировке подлежат те объекты, величина рейтинга Z у которых будет наибольшей. На практике при регулировке нескольких потребителей, может сложиться ситуация при которой увязка потерь давления на остальных объектах не будет играть большого значения.

Рейтинг регулировки приведен в таблице5.1, по которой построена диаграмма рис. 5.1.

Таблица 5.1 - Регулировка тепловой сети обобщенных потребителей

Наименование начала участка	Наименование конца участка	Длина участка, м	Внутpенний диаметp подающего тpубопpовода, м	Расход воды в подающем трубопроводе, т/ч	Потери напора в подающем трубопроводе, м	Располагаемый напоp, м	Рейтинг регулировки Z
ТК-4	ВГТС2	402.2	0.804	141.9254	0.004	64.933	1.387
Узел 18	МКР "Зеленый город"	63	0.15	5.5424	0.008	64.916	0.53
ТК-2	ВГТС1	50	0.804	160.0603	0.001	64.95	1.537

В таблице 5.1. показан рейтинг обобщенных потребителей по величине Z, которая наглядно показывает очередность установки сужающих устройств на объектах.

Стабилизацию гидравлического режима, поглощение избыточных напоров на тепловых пунктах при отсутствии автоматических регуляторов производят с помощью постоянных сопротивлений - дроссельных диафрагм.

Дроссельные диафрагмы устанавливаются перед системами теплопотребления или обратном трубопроводе или на обоих трубопроводах в зависимости от необходимого для системы гидравлического режима.

Дросселируемый в диафрагме напор находят как разность между располагаемым напором перед системой теплопотребления или отдельным теплоприемником и гидравлическим сопротивлением системы (с учетом сопротивления установленных в ней дроссельных устройств) или сопротивлением теплообменника. Во избежание засорения не следует устанавливать дроссельные диафрагмы с диаметром отверстия менее 3 мм. Дроссельные диафрагмы как правило, устанавливают во фланцевых соединениях (на тепловом пункте после грязевика) между запорной арматурой, что позволяет заменять их без спуска воды из системы.

Количество объектов, на которых производится установка сужающих устройств, обусловлено особенностями системы теплоснабжения и определяется экспериментально. Установка сужающих устройств на нескольких объектах может привести к тому, что будут обеспечены потребности в теплоснабжении всех объектов. В некоторых системах для достижения такого результата потребуется регулировка большинства объектов.

Предлагаемая методика позволяет снизить капитальные затраты на проведение регулировки гидравлического режима ТС, а также уменьшить трудоёмкость и длительность регулировки сети.

5.2 Применение термокраски для системы теплоснабжения

Для снижения теплопотерь в системах горячего и холодного водоснабжения, решения проблемы с конденсатом для холодных труб, имеет место применить сверхтонкую теплоизоляцию термокраской.

В свою очередь, например, расчетная толщина покрытия на резервуар черного металла -- 2,5 мм, при нанесении в 3 слоя. Покрытие относится к экологически чистым материалам, обеспечивающим долговечную и эффективную теплоизоляционную защиту. Наносится на металлические поверхности любой формы, с его помощью производится качественная теплоизоляция наружных трубопроводов (запорной арматуры).

Основная проблема заключается в воздействие влаги, теплоизоляция способствует защите поверхности от перепада температуры. Перед нанесением термокраски, поверхность котлов подготавливают. Очищают ржавчину и окалины, обеспыливают и обезжиривают растворителем. При теплоизоляции в условиях высокой влажности и температурах ниже 15°С производится предварительная изоляция грунтом. Конечный эффект теплоизоляции котел приобретает через 24 часа после обработки термокраской в пределах температуры 10°С - 50°С. При температурах выше, теплоизоляция и полимеризация термокраски, происходит в 2 раза быстрее.

При теплоизоляция термокраской труб, запорной арматуры, снижается риск охлаждения содержимого, снижая температуру на поверхности, при этом, обеспечивая многолетнюю защиту от коррозии. Термокраска отражает до 95% теплового излучения. Теплоизоляция наружных трубопроводов обеспечивает защиту при температуре от ?60°С до +230°С. Допускается повышение температуры на поверхности до +260°С, но только в редких, экстремальных случаях. Теплоизоляция термокраской, прослужит многие годы.

Применение теплоизоляции термокраской имеет ряд преимуществ:

- Период службы порядка 20лет;

- Уберегает от появления коррозии;

- Наноситься на детали любой формы, обеспечивая теплоизоляцию 100% поверхности трубы;

- Не препятствует при монтаже теплоизолированного материала;

- Легкость нанесения;

- Не создает нагрузки на теплоизолированную систему;

- Не проницаемы для воды и не подвержены влиянию водного раствора соли. Покрытия обеспечивают защиту поверхности от воздействия влаги, атмосферных осадков и перепадов температуры.

- Предохраняет поверхность от образования конденсата.

5.3 Рекомендации после анализа уходящих дымовых газов

1. Персоналу необходимо вести топочный режим сжигания природного газа вести согласно режимных карт.

Для предотвращения попадания конденсата природного газа в котлы должны применяться организационные и технические мероприятия. Устройства по сбору и выпуску конденсата из газопроводов должны отвечать требованиям взрыво- и пожаробезопасности. Персонал обязан строго контролировать соблюдение установленного топочного режима котельных установок, что обеспечивает безопасность работы. При поступлении сигнала о загорании отложений в газоходе (воздухоподогревателе) котла необходимо: Сообщить старшему по смене о возникновении загорания в газоходе или воздухоподогревателе. Остановить котел. Открыть задвижку подачи воды в стационарную установку пожаротушения воздухоподогревателя или подать насыщенный пар в газоход котла (при наличии стеклянных воздухоподогревателей). При дальнейшем росте температуры за воздухоподогревателем следует действовать в соответствии с оперативным планом пожаротушения. При возникновении пожара в котельном отделении котел немедленно должен быть остановлен, если огонь или продукты горения угрожают жизни обслуживающего персонала, а также, если имеется непосредственная угроза повреждения оборудования, цепей управления и защит котла. Котел также должен быть остановлен в аварийных случаях, предусмотренных требованиями ПТЭ.

При пожаре в помещении котельного цеха должна быть немедленно вызвана пожарная охрана и отключены участки газопровода и мазутопровода, находящиеся в зоне непосредственного воздействия огня или высоких температур. При возможности следует принять меры к опорожнению газо- и мазутопроводов от горючих материалов. Внутри котельных отделений на вводных задвижках, напорных и обратных линиях мазутопроводов и газопроводов должны быть вывешены таблички "Закрыть при пожаре". Запрещается загромождать подход к указанным задвижкам деталями оборудования и материалами. Обслуживающий персонал должен хорошо знать места установки вводных задвижек.

2. Следить за состоянием обмуровки котлов и экономайзеров, не допуская подсосов холодного воздуха в топку и газоходы.

Обмуровка горелок современного котла является особо ответственным узлом, так как с ним связаны длительность межремонтного периода, надежность работы и основное значение присосов воздуха в топку. Надежность и длительность эксплуатации горелки в значительной степени зависят от правильности ее установки и долговечности футеровки. Требования к последней сводятся к следующему:

- Материал футеровки должен быть достаточно огнеупорным, должен обладать хорошей термической стой­костью, быть шлакоустойчивым и износоустойчивым по отношению к механическим воздействиям со стороны частиц топлива, летучей золы и шлаков.

- Конструкция футеровки в сочетании с конструкцией самой горелки должна обеспечивать возможность качественного монтажа и быть ремонта способной. Наиболее изнашиваемые участки должны допускать их беспрепятственную замену.

- Горелка должна плотно примыкать к стене топки, иметь обмуровку, не допускающую присосы воздуха в топочное пространство. Это требование наиболее полно удовлетворяется при креплении горелки к стене топочной камеры. В том случае, если стена неподвижна, горелка устанавливается неподвижно и опирается на каркас котла. При вертикальном перемещении топочной степы вес горелки передается на стену, к которой она прикреплена. В этом случае ставится специальное разгрузочное устройство, не препятствующее перемещению горелки совместно со стеной.

- При установке горелок под углом к плоскости топочных стен сложной конфигурации устье футеровки горелки должно быть защищено экранными трубами. Трубы экрана специально разводят, и их наружную поверхность ошиповывают для нанесения защитной огнеупорной массы.

3. Для предотвращения конденсации агрессивной влаги на поверхности футеровки труб рекомендуется поддерживать температуру отходящих дымовых газов не менее 121 °С.

5.4 Предложения по реконструкции и техническому перевооружению источника тепловой энергии

На данный момент ООО “Западная котельная” имеет установленную мощность 429 Гкал/ч, но по факту, согласно техническим картам располагаемая нагрузка равна 289,243 Гкал/ч. Запас мощности составляет 139,757 Гкал/ч.

На данный момент котельная вырабатывает тепловую энергию для 1 дома в строящемся микрорайоне, который полностью готов к эксплуатации.

В перспективах развития микрорайона “Зеленый город” к 2025 году застроить 40 гектаров, включающих в себя 17 жилых групп, состоящих в свою очередь из 40 домов, и самое главное выделенной инфраструктурой. Т.к. запас мощности источника тепловой энергии составляет 139,757 Гкал/ч, что соразмерно подключению 50 новых потребителей со средней суммарной нагрузкой 3 Гкал/ч. то рекомендуется подключать новых потребителей к существующей котельной. Учитывая факт, описанный выше, можно судить об отсутствии необходимости в реконструкции и техническом перевооружении источника тепловой энергии.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Разработка межотраслевых и отраслевых типовых инструкций по охране труда производится в соответствии с Методическими рекомендациями по разработке государственных нормативных требований охраны труда.

Разработка межотраслевых и отраслевых типовых инструкций по охране труда осуществляется на основе:

а) действующих законов и иных нормативных правовых актов;

б) изучения вида работ, для которого инструкция разрабатывается;

в) изучения условий труда, характерных для соответствующей должности, профессии (вида работ);

г) определения опасных и вредных производственных факторов, характерных для работ, выполняемых работниками соответствующей должности, профессии;

д) анализа типичных, наиболее вероятных причин несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

е) определения наиболее безопасных методов и приемов выполнения работ.

Требования, предъявляемые к подготовке межотраслевых и отраслевых типовых инструкций по охране труда, аналогичны требованиям, предъявляемым к подготовке межотраслевых и отраслевых правил по охране труда.

В межотраслевую или отраслевую типовую инструкцию по охране труда рекомендуется включать разделы:

1. Общие требования охраны труда.

2. Требования охраны труда перед началом работы.

3. Требования охраны труда во время работы.

4. Требования охраны труда в аварийных ситуациях.

5. Требования охраны труда по окончании работы.

При необходимости в межотраслевую или отраслевую типовую инструкцию по охране труда можно включать другие разделы.

В тексте межотраслевых и отраслевых типовых инструкций по охране труда делается минимум ссылок на какие-либо нормативные правовые акты, кроме ссылок на правила, на основании которых они разработаны.

В данной дипломной работе предлагается разработать инструкцию по технике безопасности для оператора котельной.

Настоящая инструкция содержит основные требования по обеспечению безаварийной работы и безопасного обслуживания паровых и водогрейных котлов, автономных водяных экономайзеров, пароперегревателей, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением, на которые распространяются требования действующих. Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, утвержденных Госгортехнадзором России 28.05.93, Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, утвержденных Госгортехнадзором России 18.07.94, Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, утвержденных Госгортехнадзором России 18.04.95.

6.1 Общие положения и требования

К обслуживанию паровых и водогрейных котлов на газообразном и жидком топливе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обучение по безопасному обслуживанию котлов, сдавшие экзамен квалификационной комиссии и имеющие удостоверение на право занимать должность.

Повторная проверка знаний должна проводиться не реже 1 раза в год комиссией предприятия.

Операторы обязаны знать и выполнять требования « Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов и трубопроводов», « Правил безопасности в газовом хозяйстве», инструкции для персонала, обслуживающего котлы ДКВР-20-13, ПТВМ- 30М, КВГМ-100 инструкцию по пожарной безопасности котельной, инструкции по ТБ для слесарей - ремонтников котельной.

Операторы котельной обязаны соблюдать правила внутреннего распорядка завода и режимы труда и отдыха в соответствии с утвержденным графиком.

Характеристики опасных и вредных факторов.

Природный газ (основная составляющая - метан), бесцветный горючий, взрывоопасный газ, без запаха, легче воздуха. Пределы воспламенения 4 - 15 %, температура воспламенения - 5600, теплота сгорания - 8000 - 8500нкг/м3, температура горения - 23700.

Топочный мазут - пожароопасен. Температура вспышки 90 - 1100, температура застывания - 25 - 400. В процессе эксплуатации котлов температура мазута поднимается до 1400, давление до 25 ат.

Пар, перегретая вода с температурой до 1900 и давлением до 13 ат. При неисправностях и несоблюдении правил эксплуатации и безопасности возможны ожоги, поражения в результате ударного действия.

Электрический ток напряжением от 12 до 380в - возможен электрический ожог и электрический удар, вызывающий поражение нервной системы и паралич мышц. Допустимое значение тока для человека - 10ма; допустимое напряжение 36в, в особо опасных условиях - 12в.

Повышенная температура воздуха рабочей зоны.

Вращающиеся части оборудования.

Повышенный шум и вибрация.

При эксплуатации котельных установок, работающих на газообразном и жидком топливе строгий контроль устанавливается за:

1. Газовыми горелками и органами, регулирующим и закрывающими подачу газа, мазута, воздуха.

2. Тягодутьевыми устройствами и органами, регулирующими их производительность.

3. Предохранительными и взрывными клапанами.

4. Поверхностями нагрева котла.

5. Контрольно - измерительными приборами, предназначенными для измерения разряжения в верхней части топочного пространства и газоходах агрегата, давление топлива и воздуха перед горелками.

6. Устройствами автоматики безопасности.

7. Системой энергоснабжения и вентиляции котельного помещения.

Операторы должны знать правила оказания первой помощи при ожогах, удушении, поражении эл. током.

Операторам, находящимся на дежурстве, запрещается выполнять во время работы котла какие - либо другие обязанности, не предусмотренные производственной инструкцией.

Запрещается оставлять котлы без постоянного наблюдения со стороны обслуживающего персонала до прекращения горения и снижения давления до атмосферного.

В случае возникновения неисправностей, препятствующих безопасной работе котла (согласно правил котлонадзора) он должен быть остановлен. Работа на неисправном оборудовании запрещается.

Запрещается работа без применения положенной спецодежды (костюмы х/б, рукавицы).

При передвижении по лестничным площадкам, маршам запрещается бегать, прыгать, перелезать через ограждения.

При аварии или в случае получения любой травмы необходимо срочно уведомить об этом администрацию котельной.

Операторы котлов несут ответственность за нарушение требований правил и инструкций по охране труда в соответствии с Правилами внутреннего трудового распорядка предприятия и законодательством Российской Федерации.



6.2 Требования по технике безопасности перед началом работ

При приеме смены он обязан:

1. Проверить все записи о неисправностях оборудования, имевших место в предыдущие смены.

2. Проверить исправность обслуживаемого оборудования согласно должностной инструкции, о неисправностях доложить старшему по смене.

3. Проверить чистоту рабочего места и оборудования.

4. Проверить незагромождённость проходов, щитов управления, оборудования.

5. Проверить наличие предупредительных плакатов в опасных местах.

6. Убедиться в исправности автоматики безопасности котлов.

7. Убедиться в исправности освещения котельной.

8. Проверить отключение выведенного в ремонт оборудования: (наличие заглушек, предупредительных табличек обесточенность и др.).

9. Проверить наличие и исправность ограждений движущихся и вращающихся частей, площадок обслуживания.

10. Проверить исправность и надежность фланцевых, муфтовых, сварных соединений трубопроводов.

11. Проверить исправность арматуры: вентилей, задвижек, кранов.

12. Запрещается самостоятельное проведение ремонтов, пуска оборудования, без уведомления старшего по смене.

6.3 Меры безопасности при обслуживании котлоагрегатов

Основное внимание при эксплуатации котлоагрегатов на газовом топливе должно быть обращено на предотвращение и своевременное обнаружение утечек газа. Для этого необходимо систематически следить за плотностью газопроводов, их соединений и арматуры, а также быстро принимать меры по ликвидации обнаруженных не плотностей. Утечку газа своевременно обнаруживают по запаху и анализом проб воздуха из помещения котельной. Места утечек определяют путем регулярного осмотра и обмыливанием соединений внутрицеховых газопроводов, фланцевых соединений и сальников арматуры.

Оператор требуйте регулярного определения утечек газа от газовой службы через начальника смены всеми указанными в инструкции способами (не реже 1 раза в смену). Соблюдение правил безопасности необходимо при пуске и остановке котлоагрегатов, т.к. при этих операциях наиболее вероятны нарушения режима работы газогорелочных устройств и возможность загазованности топочной камеры, что при нарушении правил безопасности может привести к взрыву.

Операторы обязаны вентилировать топку даже при кратковременной остановке котлоагрегата (не менее 10мин.)

Перед зажиганием газовых горелок и даже при осмотре топочной камеры при помощи, внесенной в нее переносной лампы, напряжением не выше 12 вольт, необходимо, прежде всего, убедиться, что топка не загазована, для чего взять анализ с верхней части топки. Все операции по подготовке котла к пуску следует производить, не торопясь, в полном соответствии с имеющимися производственными инструкциями. Поспешные действия в момент зажигания горелок часто приводят к серьезным авариям. При зажигании горелок не следует находиться на близком расстоянии от запального отверстия, так как через него возможен выброс пламени, и человек, неосторожно наблюдающий за горелкой, может быть обожжен.

При обслуживании котельного агрегата необходимо систематически проверять состояние предохранительных взрывных клапанов, особенно если они расположены в газоходах, которые при работе агрегата могут находиться под давлением (газоходы от выхлопного патрубка дымососа до дымовой трубы). Появление не плотности в предохранительных клапанах приводит к присосам холодного воздуха в газоходы или выбиванию продуктов горения в помещении котельной. Последнее наиболее опасно, т.к. в случае неполного горения окись углерода может попасть в помещение цеха и отравить обслуживающий персонал.

Операторы обязаны своевременно, принимать меры к устранению не плотностей, не допуская их появления. Кроме выполнения всех правил безопасности, связанных с особенностями газообразного топлива, следует выполнять требования безопасности, обусловленные технологическим процессом работы котельного агрегата с давлением, значительно превышающим атмосферное. Оператор котла, находящийся на смене не имеет право выполнять какие - либо другие обязанности, не предусмотренные производственной инструкцией, а также оставлять котлоагрегат без постоянного наблюдения до прекращения горения и отключения от системы газоснабжения и полного снижения давления в котле до атмосферного.

Котлы, не имеющие кирпичной кладки, после прекращения горения и отключения системы газоснабжения могут оставаться без наблюдения при условии, если помещение котельной закрывается на замок. Ст. оператор или оператор котла не должен допускать в помещение котельной посторонних лиц без разрешения администрации и сопровождения их представителем администрации.

Операторы котлов обязаны систематически проверять измерительные приборы, арматуру, питательные насосы и приборы безопасности в нижеуказанные сроки.

1. Исправность манометров с помощью трехходовых кранов или заменяющие их запорные вентили - не реже одного раза в смену.

Водоуказательные приборы - посредством продувки не реже одного раза в смену.

Предохранительные клапаны - путем ручного подрыва, не реже одного раза в смену.

Исправность всех питательных насосов - путем кратковременного пуска каждого из них в работу, не реже одного раза в смену.

Необходимо систематически следить за плотностью фланцевых соединений на паропроводах и питательных линиях, отсутствием течи из сальников арматуры, исправностью предохранительных клапанов котла и пароперегревателя, правильностью работы водоуказательных колонок и т.д. Особое внимание и осторожность необходимы при выполнении продувки нижнего барабана и коллекторов экранов. Продувку желательно вести при сниженной паропроизводительности котлоагрегата. До начала продувки осматриваются продувочные вентили, при этом следует обращать внимание на внешний вид штока и гайки сальников. Продувочный трубопровод после вентилей должен быть холодным. Уровень воды в барабане котла перед продувкой следует поднять на 15 - 20 мм выше нормального. Продувать одновременно два котла в одну общую магистраль не разрешается. Открывать спускную арматуру надо от руки, применение удлиненных рычагов не разрешается. Продувка производится в следующем порядке: сначала полностью открывают второй от барабана вентиль и слегка ослабляют первый для прогрева продувочной линии, после прогрева продувочной линии медленно полностью открывают первый вентиль. После окончания продувки сначала закрывают первый вентиль, а затем второй от барабана (коллектор) вентиль. Продувка нижних экранов должна быть кратковременной во избежание нарушения циркуляции. Время продувки для каждого котельного агрегата установлено производственной инструкцией, исходя из конструктивных особенностей котлоагрегата и качества питательной воды.

При обходе и осмотре работающего котлоагрегата не следует останавливаться на длительное время около фланцевых соединений, люка барабана, предохранительных и предохранительных взрывных клапанов, лючков коллекторов экранов и экономайзера, соединительных муфт, вращающихся механизмов и т.д.

6.4 Меры безопасности при ремонте котлоагрегатов

При выполнении работ в котельной операторы должны знать и четко выполнять требования инструкции по технике безопасности для слесарей по ремонту оборудования котельной:

Выполнение ремонтных работ систем газоснабжения и котельных агрегатов приходится часто вести при работе оборудования, т.е. в газоопасных условиях.

Газоопасными считаются работы, выполняемые в загазованной среде, при которых: возможен выход газа из газопроводов и агрегатов. Работы производятся только по получению наряда - допуска на газоопасные работы.

Наиболее часто выполняемыми газоопасными работами являются: ввод в эксплуатацию систем газоснабжения и отдельных агрегатов (пуск газа), ревизия и ремонт надземных и расположенных в помещениях действующих газопроводов, действующего газового оборудования и арматуры. Газоопасные работы выполняются под руководством ИТР, за исключением проведения ремонтных работ без применения газовой резки на газопроводах с давлением газа не более 0,02кгс/см2, у которых максимальный диаметр составляет 32мм, осмотра и проветривания колодца. Руководство перечисленными работами допускается поручить наиболее квалифицированному рабочему, назначенному для выполнения работы. Газоопасные работы выполняются не менее чем двумя рабочими, а при работе в колодцах, туннелях, глубоких траншеях и резервуарах - бригадой не менее чем из трех человек. При выполнении работ по вводу в эксплуатацию систем газоснабжения и котлоагрегатов должны выдаваться наряды установленной формы. Работы по ликвидации аварии выполняются без наряда до устранения прямой угрозы людям и материальным ценностям.

При выполнении газоопасных работ следует пользоваться взрывоопасным инструментом, не дающим искру. Инструмент должен быть изготовлен из цветного металла или омеднен. При отсутствии его можно пользоваться обычным инструментом, густо смазывая его консистентными смазками. При выполнении газоопасных работ не разрешается пользоваться электродрелью и другими инструментами, дающими искру. Переносные светильники должны быть во взрывозащищенном исполнении, допускается применение аккумуляторных светильников шахтного типа. Рабочие, выполняющие газоопасные работы должны иметь средства личной защиты. Ремонт котлоагрегатов, действующих в котельной, также является газоопасной работой и поэтому при проведении его должны выполняться все общие меры безопасности, предусмотренные для этих работ. Вывод котлоагрегата в ремонт производится с разрешения начальника котельной. Если во время ремонта будут производиться работы в топке и газоходах котла или связанные с вскрытием барабана, а также газовой арматуры, то котельный агрегат должен быть отсоединен металлическими заглушками от паропровода, газопровода, питательной линии, продувочных паровых или спускных магистралей, а также от продувочных газовых магистралей, общих с другими котлами.

Заглушки необходимо установить так, чтобы видны были их хвостовики. Допуск ремонтного персонала для выполнения работ производится только после проверки ответственным руководителем работ, наличие заглушек и правильности их установок. Персонал, допускаемый к производству ремонта, должен быть предварительно проинструктирован по правилам безопасности, независимо от его квалификации и наличия права не проведение газоопасных работ.

Перед началом работ в топочной камере или газоходах котла необходимо провентилировать газовый тракт путем пуска дымососа на 10 - 15 мин. и взять пробу с верхней части топки на отсутствие загазованности. После чего через имеющиеся лазы, гляделки, дверки осмотреть топочную камеру и убедиться , что в ней нет кирпичной обмуровки, которая может обрушиться на работающих. Если такие участки обмуровки будут обнаружены, то к работе нельзя приступать пока они не будут сняты пиками. При выполнении работ внутри топки, снаружи лаза в обмуровке должен постоянно находиться дежурный, который ведет наблюдение за всеми работающими. При внутренней очистке и ремонте поверхностей нагрева необходимо убедиться, что из котла полностью спущена вода, и он достаточно хорошо охлажден. Открывать лючки коллекторов и лазов барабанов можно только с разрешения руководителя работ. Открывать люки барабана следует осторожно, имея на руках плотные рукавицы, и не подставляя лицо к отверстию люка. При производстве работ в топке рабочие должны пользоваться защитными очками. Пускать дымосос или вентилятор во время работы в топке или газоходах котла можно только после предупреждения всех работающих. Работать внутри барабана котла можно только при дежурстве снаружи у лаза наблюдающего за ходом работ, который передает работающим материалы и инструмент, необходимые при ремонте. После ремонта поверхностей нагрева обычно производится гидравлическое испытание котлоагрегата со всей установленной на нем арматурой. При гидравлическом испытании котлоагрегата необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

1.Не производить испытания при неисправном манометре.

2.Не исправлять дефекты арматуры, отдельных труб котла, когда они находятся под давлением (разрешается производить обтяжку фланцевых соединений при давлении не более 3 кг/см2).

3.Не находиться против заглушек, сварных стыков, фланцевых соединений и арматуры, если они под давлением.

4.Запрещается обстукивать сварные швы и места вальцовки труб котла.

Не следует проверять уплотнительные поверхности лючков, станки трубных отверстий и поверхность концов труб рукой, т.к. при этом можно поранить пальцы и заусеницы. При замене отдельных труб чугунных экономайзеров и уплотнении их соединений асбестовым шнуром, нельзя проверять руками укладку шнура и совпадение отверстий у фланцевых соединений калачей - для этого следует применять стальные оправки.

6.5 Требования безопасности в аварийных случаях

В случае неисправностей в работе оборудования, грозящих аварией, оператор обязан остановить оборудование и известить старшего смены.

Операторы котлов в аварийных случаях должны выполнять требования предусмотренные «Производственной инструкцией по эксплуатации котлоагрегатов» и « Планом ликвидации возможных аварий на котельном и газовом оборудовании».

6.6 Требования безопасности по окончании работ

По окончанию работ оператор должен подготовить обслуживаемое оборудование к сдаче , доложить мастеру о выполненной работе в течение смены, о неисправностях и отклонениях в работе оборудования, сделать соответствующие записи в журнале сдачи приема смен.

Привести в порядок рабочее место, инструмент, приспособления, средства защиты.

Сдача смены во время аварии, а также сдача смены больному сменщику запрещается.



7. АНАЛИЗ УХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Эксплуатация паровых и водогрейных котлов производится согласно их режимным картам.

Основная функция режимной карты - отображение необходимого давления газа и воздуха, при определенной нагрузке котла. При этом процесс горения должен быть наиболее полным стабильным, а эксплуатация котла эффективной и надежной.

На ООО «Западная котельная» имеются действующие режимные карты, составленные по результатам замеров, расчетов и теплотехнических испытаний специализированной организацией.

Отбор проб дымовых газов на анализ осуществлялся переносным газоанализатором ДАГ-16 с помощью газозаборного зонда длиной 300… 1500 мм с теплоизолирующей ручкой, встроенным термоэлементом для измерения температуры воздуха и термопарой, переставляемым опорным конусом.

Анализ уходящих газов производился для водогрейных котлов I очереди ПТВМ-ЗОМ №1, ПТВМ-ЗОМ №2, ПТВМ-ЗОМ №3 , парового котла ДКВР -20-13 №6 и для водогрейного котла II очереди КВГМ-100 №3.

Отбор проб производился за конвективной частью котла и в газоходе за экономайзером.

7.1 Анализ по котлам

7.1.1 Анализ уходящих газов для ПТВМ-ЗОМ №1

Водогрейный котел ПТВМ-ЗОМ №1 оборудован 6 горелками. Горелочные устройства работают удовлетворительно. Топочный режим во всем диапазоне нагрузок характеризуется устойчивым горением, факел при равномерно заполняет топочный объем. Факел при раскаленной обмуровке прозрачный, в корне голубого -- фиолетового цвета. Затягивание факела в фес гон и конвективную шахту не допускалось.

При измерении концентрации уходящих газов производилась проверка рабочих параметров, соответствующих режимной карте работы водогрейного котла.

На момент проведения измерений установлены рабочие параметры:

Число работающих горелок - 6;

Расход газа - 4500 м3/ч;

Давление газа на горелках - 1000 кг/м2;

Давление воздуха после вентилятора - 145 кг/м ;

Давление воздуха на горелках - 105 кг/м ;

Разрежение в топке - 3 кг/м ;

Температура воды на входе в котел - 45 °С;

Температура воды на выходе из котла -- 110 °С;

Температура уходящих газов - 185 °С;

Результаты измерений представлены в таблице 7.1

Таблица 7.1- Анализ ПТВМ-30М №1

	Параметр	Значение
Температура окружающего воздуха	Та	22°С
Температура газа в месте забора пробы	ш	177°С
Концентрация кислорода	02	5,2 %
Концентрация угарного газа	СО	0 тд
Концентрация окиси азота	N0	139 тд
Концентрация двуокиси азота.	N02	0
Концентрация двуокиси серы	802	0
Концентрация углекислого газа	С02	8,9%
Сумма концентраций окисей азота	ЫОх	143 тр
Коэффициент избытка воздуха	а	1,29
Общий коэффициент потерь	ЧА	9,1%
Потери с уходящими газами	42	9,1%
Потери из-за неполноты сгорания топлива	яз	0,0
Температура воздуха, поступающего на горение.	Т1	0°С

После отбора проб газоанализатором ДАТ-16 выявлено, что данные полученные в ходе испытаний, отвечают требованиям режимной карты, а именно:

1. Коэффициент избытка воздуха аИЗб =1,29, что соответствует допустимым параметрам.

2. Количество окислов азота N0* = 143 mgили 107 ppm, также соответствуют нормам.

3. Химический недожег отсутствует, СО=0 mg.

4. Температура уходящих газов находилась в диапазоне 179-192°С, что отвечает требованиям.

7.1.2 Анализ уходящих газов для ПТВМ-ЗОМ№2

Водогрейный котел ПТВМ-ЗОМ №2 оборудован 6-ю горелками. Горелочные устройства работаю удовлетворительно. Топочный режим во всем диапазоне нагрузок характеризуется устойчивым горением, факел равномерно заполняет топочный объем. Факел при раскаленной обмуровке прозрачный, в корне голубого - фиолетового цвета. Затягивание факела в фестон и конвективную шахту не допускалось.

При измерении концентрации уходящих газов производится проверка рабочих параметров, соответствующих режимной карте работы водогрейного котла.

На момент проведения измерений установлены рабочие параметры:

Число работающих горелок - 6;

Расход газа -- 3720 м3/ч;