1 2

---

 

 

3 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЯ

 

 

3.1 Построение графика теплового потребления и тепловой нагрузки

 

Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 50C и продолжительность отопительного периода.

Таблица 3.1 — Продолжительность стояния температур наружного воздуха

Продолжение таблицы 3.1

График по продолжительности тепловой нагрузки строится на основании  суммарного часового графика.

Рисунок 3.1 —  График теплового потребления и тепловой нагрузки

 

3.2 Построение годового графика теплового потребления по месяцам

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем определим часовые расходы теплоты на отопление для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +80C.

Для месяцев неотопительного периода суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение.

(3.1)

Рассчитаем для января:

Аналогично выполняем расчёты и для других месяцев отопительного периода. Расчёты сведём в таблицу 3.2. Используя полученные данные, построим годовой график теплового потребления по месяцам (рисунок 3.2).

Таблица 3.2 — Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

 

Продолжение таблицы 3.2

 

Рисунок 3.2 —  Годовой график теплового потребления по месяцам

3.3 Производственные и отопительные котельные

 

Принять расчетные температуры сетевой воды в подающей магистрали t1=90 0С,в обратной магистрали t2= 70 0С,после элеватора t3= 80 0С, наружного воздуха tн= 22 0С , воздуха внутри помещения tв = 180С, холодной воды tс = 50С. Расчетные тепловые потоки принять те же.

Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома .

Значения температур сетевой воды для систем  отопления определяем по формулам:

где Dt — расчетный температурный напор нагревательного прибора, 0С, определяемый по формуле:

 

где   t3 и t2 — расчетные температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети определенные при

t — расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети, .

t =90-70=20

— расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления.

(3.7)

Задаваясь различными значениями температур наружного воздуха tн (обычно tнр= +8; 0; -10; tнрv; tнро) определяют t01; t02; t03 и строят отопительный график температур воды.

;

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графиков температур воды , делит отопительный период на диапазоны с различными режимами регулирования:

— в диапазоне I с интервалом температур наружного воздуха от +8 до осуществляется групповое или местное регулирование, задачей которого является недопущение «перегрева» систем отопления и бесполезных потерь теплоты;

— в диапазонах II и III с интервалом температур наружного воздуха от  до осуществляется центральное качественное регулирование.

Необходимо вначале построить графики температур, для зависимых схем присоединения элеваторных систем отопления. Температуры сетевой воды в подающей (t1п)и обратной (t2п) магистралях для повышенного графика, определяют:

3.4 Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию

 

По характеру изменения температуры и расхода теплоты на вентиляцию отопительный период делится на три диапазона.

В диапазоне I (от +8 до ‘) при переменной тепловой вентиляционной нагрузке температура воды в подающем трубопроводе постоянна. В этом диапазоне осуществляется местное количественное регулирование изменением расхода сетевой воды.

В диапазоне II (от ‘ до ) по мере увеличения вентиляционной нагрузки возрастает и температура сетевой воды.

В диапазоне III  (от до) возрастает температура сетевой воды и также тепловая нагрузка для большинства вентиляционных систем.

Для систем вентиляции с рециркуляцией тепловая нагрузка в данном диапазоне поддерживается постоянной.

При построении графиков температур сетевой воды для систем вентиляции основной задачей является определение температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов для различных диапазонов отопительного периода.

Для решения этой задачи используют следующие уравнения:

— для диапазона I (от +8 до ‘)

;                          (3.8)

где температурный напор в калорифере, определяемый при температуре.

(3.9)

,                     (3.10)

— то же, но для точки излома температурного графика

= 31,3.

 

Таблица 3.3 — Расчет повышенного (скорректированного) графика для закрытой системы теплоснабжения.

Продолжение таблицы 3.3

Рисунок 3.3 Отопительно-бытовой(____) и повышенный(——) графики температур воды для закрытой системы теплоснабжения.

4 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ

 

 

4.1 Производственные и отопительные котельные 

Котельные с водогрейными котлами

 

Цель расчета тепловой схемы – определить расход воды через водогрейные котлы, тепловую мощность котельной, потоки воды и температуры в отдельных точках, а по ним выбрать основное и вспомогательное оборудование. Методика справедлива как для вновь создаваемых, так и расширяющихся котельных. При расширении котельной тепловая схема рассчитывается на полную мощность с учетом расширения.

Таблица 4.1 – Исходные данные водогрейной котельной

Таблица 4.2 – Расчет водогрейной котельной

Продолжение таблицы 4.2

Продолжение таблицы 4.2

4.2 Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных

 

4.2.1 Выбор водогрейного котла

Выбор типа, количества и единичной производительности котлов зависит

главным образом от расчетной тепловой производительности котельной, где они будут установлены.

Таким образом, на основании результатов полученных при расчете тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию и горячего водоснабжения производим выбор основного и вспомогательного оборудования.

Я рассмотрел несколько котлов мощностью 100 кВт их характеристику, плюсы и минусы, чтобы выбрать какой подойдет лучше.

Котел Лемакс Премиум 100. «В таблице 4.2» представлена техническая характеристика котла Лемакс Премиум 100.

Таблица 4.2 – Технические характеристики котла Лемакс Премиум 100

Преимуществами  данного котла, является два независимо работающих газовых клапана 820NOVA SIT, наличие системы защиты от перегрева, прерывания тяги, увеличение вторичного и первичного притока воздуха, максимальный КПД за счет увеличения площади теплообмена. Представленное оборудование способно производительно работать продолжительное время.Котел Лемакс Премиум 100 — это мощный и функциональный современный котел.  для организации эффективной отопительной системы

Котел Viessmann Vitogas 100-F производства Германия, безопасен и надежен в эксплуатации. Оборудование отличается высокими показателями эффективности работы и при этом потребляет минимальное количество топлива. «В таблице 4.2» представлена техническая характеристика котла Viessmann Vitogas 100-F.

Таблица 4.2 – Технические характеристики котла Viessmann Vitogas 100-F

Бизон NO — индустриальные стальные котлы, предназначены для организаций котельных пунктов центрального отопления большой мощности. Обладают высоким  КПД и низким процентом выбросов NO и CO2, что достигаются благодаря специальной конструкции теплообменника в камере сгорания с тремя газоходами. «В таблице 4.3» представлена техническая характеристика котла Бизон NO.Преимущества данного котла, является атмосферный низкотемпературный газовый водогрейный котел, высокая экологичность при сгорании топлива, низкое потребление энергии, универсальная      возможность установки благодаря компактным размерам.

Таблица 4.3 – Технические характеристики котла Бизон NO

Котел ИК-01 — водогрейный котел, главными преимуществами котлов является их высокий КПД, удобство и универсальность в использовании. Кроме того, стоит отметить, что затраты на покупку и монтаж оборудования окупаются достаточно быстро. «В таблице 4.4» представлена техническая характеристика котла ИК-01.Преимуществами котла Бизон NO является, возможность работы на газовом и дизельном топливе, стальной трехходовой теплообменник, возможность приготовления горячей воды в дополнительном накопительном бойлере, КПД до 91,7%, легкий доступ для осмотра и обслуживания.

Таблица 4.4 — Технические характеристики котла ИК-01

Продолжение таблицы 4.4

Плюсами котлов ИК-01 является: удобство в эксплуатации; максимальная автоматизация; высокий уровень КПД; надежность; простота монтажа; доступное используемое топливо.

Таким образом, после просмотра и изучение преимуществ небольшого количества котлов мощностью 100кВт, мною было принято решение выбрать котел ИК-01. Котел ИК-01 подходит по всем показателям и его стоимость в разы  меньше остальных, поэтому затраты на покупку и монтаж оборудования окупаются достаточно быстро

4.2.2 Выбор деаэратора

Деаэратор – техническое устройство, реализующее процесс  деаэрации  некоторой жидкости (обычно воды или жидкого топлива), то есть её очистки от присутствующих в ней нежелательных газовых примесей. Двухступенчатые деаэраторы атмосферного давления серии ДА, предназначены для удаления коррозионно-агрессивных газов из питательной воды паровых котлов.

Выбираем деаэратор атмосферного давления  ДА-15/4 исходя из требуемой производительности в 8,7 т/ч для питательного деаэратора, и деаэратор ДА5/2 для подпиточного с требуемой производительностью 4,14 т/ч.

Таблица 4.5 Характеристики деаэратора

4.2.3 Выбор насосов

Насосы выбираются по производительности и давлению из каталогов. Давление рассчитывается как сумма линейных и местных сопротивлений на пути движения воды, геометрической разности уровней воды в аппаратах и разности избыточных давлений в аппаратах, между которыми установлен насос.

Таблица 4.6 Характеристики насосов

 

4.2.4 Выбор бака-аккумулятора

Основная функция агрегата – аккумулирование избыточного тепла, дальнейшее распределение его в то время, когда загрузка котла топливом прекращена, работа его приостановлена.

Для создания резерва подпиточной воды тепловых сетей устанавливают баки-аккумуляторы. Емкость баков для закрытых тепловых сетей выбирается из расчета 20-минутной производительности подпиточного деаэратора.

Vб.а = Gд · = 3,718 · = 1,23 м3/(20 мин). (4.1)

Устанавливаем бак  БА – 1,6.

Таблица 4.7 Технические характеристики баков БА – 1,6.

Система отопления с теплоаккумулятором обеспечивает бесперебойное снабжение радиаторов горячим теплоносителем.

5 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОТЕЛЬНОЙ, ПЕРЕВОД В РЕЖИМ БЕЗ ПОСТОЯННОГО ПРИСУТСТВИЯ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА

 

5.1 Краткое описание выполняемых работ

 

1. Объем работ по наладке схем автоматической защиты и сигнализации:

• ознакомление с газопотребляющей установкой, регламентом технического процесса и проектной документации;
• проверка выполнения монтажных работ в соответствии с требованиями проектной документации и СНиП “Элетротехнические устройства”, “Системы автоматизации”;
• составление ведомости дефектов и контроль за их устранением;
• ревизия сигнализаторов и всех элементов схем автоматической защиты, сигнализации и управления реле, ключей, пускателей, сигнальной аппаратуры исполнительных механизмов и прочие.
• настройка  сигнализаторов и сигнальных устройств измерительных приборов на заданные значения контролируемых параметров;
• включение схем в работу и опробование в эксплуатационных условиях;
• составление и оформление программы испытаний;
• проведение испытаний схем по каждому контролируемому параметру или функциональному значению;
• составление инструкции по обслуживания и эксплуатации схем автоматической защиты и сигнализации;
• оформление акта испытаний и сдача в эксплуатацию.

2. Объем работ по наладке автоматических систем регулирования.

• ознакомление с технологической установкой и регламентом технологического процесса;
• проверка выполнения монтажных работ в соответствии с требованиями
• проектной документации;
• рассмотрение и анализ проектной документации;
• составление ведомости дефектов и контроль за их устранением;
• ревизия аппаратуры, снятие характеристик первичных преобразователей, регулирующих приборов в лабораторных условиях и сопоставление полученных данных с их паспортными техническими характеристиками;
• ревизия исполнительных механизмов, регулирующих органов и кинематических схем их сочленения;
• составление и оформление программ испытания систем автоматического регулирования;
• включение систем автоматического регулирования в работу и анализ качеств регулирования при стационарных и переменных режимах работы оборудования;
• корректировка настроек регуляторов с целью получения оптимальных процессов регулирования;
• проведение испытаний систем автоматического регулирования в регулируемом диапазоне нагрузок в соответствии с программой испытаний;
• оформление акта испытаний и сдача систем автоматического регулирования в эксплуатацию;
• составление технического отчета, включающего приемно-сдаточную документацию и рекомендации по эксплуатации и совершенствованию функционирования систем автоматического регулирования.

 

5.2 Структура систем технологической защиты

 

Системы технологической защиты обеспечивают надежное ведение технологического процесса и безаварийную работу газопотребляющего оборудования.

Элементы систем подразделяются на :

• приемные (входные) элементы, воспринимающие входные воздействия;
• промежуточные элементы, обеспечивающие определенную последовательность передачи воздействий приемных элементов на исполнительные;
• исполнительные элементы, воздействующие на внешние объекты.

Система автоматической защиты газопотребляющего оборудования должна предусматривать отключение подачи топлива при отклонении одного из нижеследующих параметров за допустимые пределы:

• погасание факела горелки;
• понижение уровня воды в подающем трубопроводе;
• повышение уровня воды в подающем трубопроводе;
• загазованность помещения;
• остановка подпиточного насоса.

Отключение топлива должно производиться без выдержки времени при пропадании напряжения, погасания факела горелки, отключение по остальным параметрам производится с выдержкой времени согласно карты параметров настройки автоматики безопасности, выдаваемой предприятием-заказчиком.

При отключении какого-либо контролируемого параметра подается звуковая и световая сигнализация, указывающая, какой из технологических параметров вышел за допустимый предел.

 

5.3 Основные технические требования, предъявляемые к системам защиты и аварийной сигнализации

В связи с довольно быстрым протеканием технологического процесса в газопотребляющих установках и повышенной опасностью их эксплуатации на системе защиты и аварийной сигнализации накладываются требования в их повышенной надежности, безопасной работы и быстродействия.

Первичные преобразователи (сигнализаторы) и элементы схем должны соответствовать проекту и отвечать паспортным техническим требованиям; их настройка должна соответствовать значениям, указанным в карте параметров настройки автоматики безопасности. Системы должны быть оборудованы элементами проверки световой и звуковой сигнализации, запоминанием первопричины остановки оборудования. При съеме звукового сигнала, световая сигнализация параметра, отклонившегося  за допустимые пределы, должны гореть до восстановления параметра на номинальное значение.

 

5.4 Проверка функционирования и испытания систем технологической защиты и аварийной сигнализации

Проверка функционирования систем производится на отключенной по топливу газоиспользующей установке в следующей последовательности:

• системы приводятся в рабочее состояние;
• нажатием на соответствующие органы оперативного управления проверяется исправность цепей звуковой и световой сигнализации;
• проверить срабатывание клапана-отсекателя газа от кнопки (ключа) “аварийный останов” и снятие напряжения;
• замыкание (размыкание) контактов сигнализаторов проверить срабатывание звуковой и световой сигнализации и клапана-отсекателя по каждому параметру, фиксируя время отсечки по параметрам, для которых предусмотрена выдержка времени;
• имитация параметров проверить фактическую настройку первичных преобразователей, сигнализаторов.

Испытания проводятся с целью проверки работоспособности и надежности систем на работающей газоиспользующей установке согласно программы испытания по каждому контролируемому параметру.

Допускается производить останов газопотребляющей установки (отсечку газа) не по всем контролируемым параметрам, а только от кнопки аварийного останова. При проверке остальных параметров молоток аварийной отсечки клапана-отсекателя разрешается не взводить.

Результаты испытаний оформляются актом испытания предупредительной сигнализации и автоматики безопасности.

 

5.5 Комплектность

 

Схемы автоматической защиты и сигнализации котельных агрегатов включают в себя:

1. первичные преобразователи (датчики), преобразующие физическую величину в электрический сигнал и коммутирующие электрические цепи релейной схемы контактных устройств вторичных приборов, контролирующих соответствующий параметр.
2. релейную схему, формирующие выходные световые и звуковые сигналы и сигналы к устройствам прекращения подачи топлива к горелкам.
3. световые табло, информирующие обслуживающий персонал об отключении контролируемых параметров.
4. устройство звуковой сигнализации (сирена и звонок).
5. устройства прекращающие подачу топлива к горелкам (клапаны-отсекатели типа КО,ЗСК или электромагнитные клапаны ПКН).
6. устройства проверки светозвуковой сигнализации и аварийного останова агрегата (кнопки и ключи-переключения). Котельные агрегаты должны быть оборудованы автоматикой безопасности, обеспечивающей прекращение подачи топлива при:

• недопустимом отклонении давления топлива перед горелками от заданного;
• погасание пламени каждой из работающих горелок;
• уменьшение разрежения в топке; снижение давления воздуха перед горелками (при принудительной подаче воздуха);
• отклонение уровня в барабане котла (у барабанных котлоагрегатов);
• необходимости оборудования котлов автоматикой, обеспечивающей отклонение газа при нарушении других процессов(параметров).

 

5.6 Принцип действия

 

При нормальном режиме работы котла, когда все контролирующие параметры находятся в допустимых пределах, электромагнит удерживающий молоток предохранительного клапана (ПНК), постоянно находится под напряжением. Это также преследует цель аварийной отсечки топлива при исчезновении напряжения в цепях защиты или обрыве цепи катушки электромагнита. При отклонении одного из вышеуказанных параметров за пределы допустимой нормы (аварийное значение) на щите котельного агрегата загорается соответствующее табло с названием нарушенного параметра, срабатывает звуковой сигнал, извещающий персонал о нарушении в работе агрегата.

Если в течение выдержки времени (определяемой технологической картой) вмешательством оперативного персонала не удается восстановить нарушенный параметр, то в релейной схеме формируется сигнал обесточивания катушки электромагнита ПКН и молоток падает, выводя из зацепления рычаги ПНК, который перекрывает доступ топлива к горелкам. На щите загорается табло “котел отключен” и продолжает гореть табло, указывающее первопричину отсечки котла, что достигается устройством “схемы запоминания”. Следует помнить, что при “погасании пламени горелок”,  “падение давления газа”, в соответствии с требованиями Госгортехнадзора отсечки топлива происходит мгновенно, без выдержки времени.

При срабатывании защиты и аварийной отсечки топлива следует:

1. Нажатием на кнопку съем звука отключить звуковой сигнал.
2. Перевести ключ управления автоматикой безопасности в положение “защита отключена”.
3. Ориентируюсь по показанию светового табло оперативно принять меря для восстановления нарушенного параметра.
4. Взвести рычаги клапана-отсекателя и открыть доступ топлива к горелкам котла.
5. Разжечь котел в соответствии с производственной инструкцией.
6. После выхода котла на нормальный эксплуатационный режим перевести ключ управления автоматикой безопасности в положение  “защита включена”, убедившись, что все параметры находятся в норме и световое табло не горит.
7. Взвести молоток аварийной отсечки, для чего нажать кнопку “аварийный останов”, поднять молоток, завести его в прорезь электромагнита и отпустить кнопку.

Примечание: В случае срочной необходимости /аварийная ситуация/ отсечку топлива можно произвести нажатием на кнопку “аварийный останов”. При этом электромагнит обесточится мгновенно.

 

6 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

 

6.1 Организация безопасности труда на производстве

 

Соблюдение администрацией предприятий трудового законодательства, а также норм, правил и инструкций по охране труда контролируют вышестоящие административные органы, государственные инспекции, прокуратура (которая расследует случаи травматизма с тяжелым или смертельным исходом), а также общественность под руководством профсоюзных организаций.

Любой котлоагретат допускается к работе только после освидетельствования инспектором Госгортехнадзора и Госсанинспекции и получения разрешения на ввод в эксплуатацию. В дальнейшем представители Госгортехнадзора периодически освидетельствуют котлоагрегаты. Наружный осмотр проводят не реже 1 раза в год, внутренний— не реже 1 раза в четыре года и гидравлическое испытание— 1 раз в восемь лет.

После больших ремонтных работ проводят внеочередное освидетельствование котла. Результаты освидетельствования, ремонтные работы, указания инспектора Госгортехнадзора заносят в паспорт котла, хранящегося у начальника котельной.

Для нормальной эксплуатации котельных установок нужен прежде всего квалифицированный, хорошо обученный обслуживающий персонал. К, обслуживанию котельных установок допускают рабочих, сдавших экзамен и получивших удостоверение на право обслуживания котла.

К обслуживанию котла могут быть допущены лица, достигшие 18-летнего возраста и прошедшие медицинское освидетельствование. Лица, принимаемые на работу, должны пройти вводный инструктаж по технике безопасности, а также инструктаж на рабочем месте.

Если замечено применение опасных приемов работы, инженерно технические работники проводят повседневный инструктаж.

Периодический инструктаж проводят не реже 1 раза в полгода для закрепления рабочим знаний техники безопасности. Дополнительный инструктаж — после несчастного случая.

Аттестацию обслуживающего персонала котельных проводят постоянно действующие квалификационные комиссии, организованные при специализированных профессионально-технических училищах, учебных комбинатах и других учебных заведениях. Проведение аттестации допускается также на предприятиях и в организациях, располагающих необходимыми условиями и специалистами, по согласованию с местными органами Госгортехнадзора. Участие представителя местного органа Госгортехнадзора в работе квалификационных комиссий по аттестации обслуживающего персонала обязательно.

При переводе персонала на обслуживание котлов, работающих на газообразном топливе, знания проверяют в порядке, установленном правилами безопасности в газовом хозяйстве.

Линейный персонал пусконаладочных организаций да выезда на объект производства работ проходит соответствующую аттестацию у себя на предприятии.

Обязанности персонала котельных, его действия при включении и выключении котлов и во время пуска и эксплуатации определяются инструкцией. В котельных, работающих на газе, к инструкции прилагают схему газопроводов, на которой указывают расположение всех отключающих устройств и их нумерацию.

Повышенная внимательность и точность требуются от операторов котельных, работающих на газе, при включении котельной в работу или отдельных котлов в период пробной эксплуатации.

Электродвигатели и пусковая аппаратура к вытяжным вентиляторам котельных должны быть взрывобезопасными, а конструкция вытяжных вентиляторов исключать возможность искрообразования. К электродвигателям насосов, дымососов и дутьевых вентиляторов такие требования не предъявляются.

Одним из требований техники безопасности является наличие проверенных и исправно действующих контрольно-измерительных приборов, предохранительных и водоуказательных устройств, водозапорной и продувочной арматуры. Правильное пользование этими приборами и аппаратурой в значительной степени обеспечивает нормальную эксплуатацию котельной.

Работы, связанные с отысканием и ликвидацией мест утечек газа, относят к категории газоопасных и выполняют их слесари высокой квалификации под руководством лица, ответственного за подготовку и проведение этих работ.

Котельные должны быть обеспечены рабочим и аварийным электрическим освещением в соответствии с Правилами устройства электроустановок. Рабочее освещение во всех помещениях, на рабочих местах, площадках, в проходах, на лестничных клетках, в туннелях и на открытой территории должно соответствовать действующим нормам. Аварийное освещение должно обеспечивать беспрепятственное наблюдение за показаниями контрольно-измерительных приборов, состоянием оборудования и коммуникаций, а также возможность необходимых переключений при аварийных ситуациях. Аварийное освещение предусматривают на всех лестницах, переходах и площадках котельной.

Светильники аварийного освещения отличаются от светильников рабочего освещения по типу, знакам или по окраске.

Переносные ручные светильники ремонтного освещения должны питаться от сети напряжением не выше 36 В. В особо неблагоприятных условиях, где опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, повышенной влажностью, соприкосновением с большими металлическими, хорошо заземленными поверхностями, напряжение питания ручных светильников должно быть не выше 12 В. Переносные светильники должны иметь зашитую сетку и исправный шланговый провод.

Все проходы, входы и выходы, расположенные внутри котельной, и проезды, примыкающие к территории котельной, должны быть хорошо освещены, свободны и безопасны для движения пешеходов и транспорта.

Открытие токоведущие части, расположенные на высоте менее 3,5 м, огораживают.

Металлические ограждения, оборудование и подъемно-транспортные устройства заземляют. Каждый электродвигатель, помимо устройства пуска и остановок, снабжают отключающими приспособлениями для полного снятия напряжения на время ремонта и наладки оборудования и механизмов, с которыми совместно работают электродвигатели.

 

6.2 Опасные и вредные производственные факторы, методы и средства защиты

 В котельной установлено оборудование, в котором проникающие процессы характеризуются высокой температурой и избыточным давлением (котлы, подогреватели, теплопроводы), а также электросиловое оборудование (газовые горелки, циркуляционные насосы, щит управления).

Задачи охраны труда свести к минимуму вероятности поражения и заболевания работников с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

Анализируя условия работы в котельной, убеждаемся, что существует ряд вредных и опасных факторов. В процессе эксплуатации трубопроводов систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения также могут возникнуть ситуации, обусловленные наличием опасных факторов.

Наиболее характерными опасными факторами при обслуживании котельной являются:

1. Вероятность взрыва газовоздушной смеси при розжиге, останове или эксплуатации котла.
2. Возможность разрушения оборудования при превышении давления в нем выше допустимого.
3. Возможность термического ожога от горячих поверхностей оборудования, теплопроводов, арматуры.
4. Вероятность получения электрических травм в случае повреждения изоляции электрооборудования.
5. Вероятность получения механических травм при отсутствии соответствующих ограждений вращающихся частей оборудования.

К производственным вредностям при работе в котельной относятся: избыточные тепловыделения оборудования; повышенный уровень шума и вибрации; нерациональное освещение в помещениях котельной.

По обеспечению взрывобезопасности предусмотрены устройства технической защиты котла и контрольно- измерительные приборы.

Во избежание взрыва котла и разрушения газоходов применяют следующие меры:

• осуществляется контроль на пульте управления котла с установкой звуковой и световой сигнализации;
• производится вентилирование топки и газоходов перед пуском котла и газоходов после остановки котла в соответствии с правилами эксплуатации;
• устанавливается взрывной клапан на газоходе;
• устанавливается автоматика на линии, подающей воду в котел, чтобы при падении давления в магистрали производилось автоматическое отключение котла;
• своевременно производятся текущие и капитальные ремонты;

Для безопасности теплового оборудования при повышении давления предусматривается установка предохранительных клапанов, производится контроль качества питательной воды, питание котлов по двум независимым линиям, проведение испытаний котла и капитальных ремонтов.

Предохранительные клапаны, устанавливаемые на агрегатах и резервуарах, отрегулированы на срабатывание при превышении рабочего давления на 10 %. Под воздействием давления клапан открывается и выпускает избыток давления в атмосферу. Как только давление в агрегате достигает рабочего значения- клапан автоматически закрывается.

Помещение котельной должно быть обеспечено средствами пожаротушения по нормам пожарного надзора. В помещении котельной устанавливается противопожарный щит с противопожарным оборудованием (огнетушитель ОХВП-10, лопата, ведро, ящик с песком).

Помещение нельзя заграждать какими-либо материалами или инструментами, а все проходы и выходы из помещения должны быть свободными.

Для контроля уровня загазованности в помещении котельной предусматривается система аварийного отключения газа СГГ1 с отсекающим электромагнитным клапаном КЭГ-50, установленным на вводе газа в котельную. В целях контроля за содержание окиси углерода в помещении котельной устанавливается датчик сигнализатора СОУ-1, производства ФГУН “СПО Аналитприбор” г. Смоленск, соответствующий РД-12-341-0012.

Наблюдение за работой котлов ведется с телефонизированного диспетчерского пункта обслуживающим персоналом круглосуточно.

 

6.3 Обеспечение безопасной эксплуатации системы автоматики

 

В связи с довольно быстрым протеканием технологического процесса в газопотребляющих установках и повышенной опасностью их эксплуатации на системе защиты и аварийной сигнализации накладываются требования в их повышенной надежности, безотказной работы и быстродействия.

Первичные преобразователи(сигнализаторы) и элементы схем должны соответствовать и отвечать паспортным техническим требованиям; их настройка должна соответствовать значениям, указанным в карте параметров настройки автоматики безопасности. Системы должны быть оборудованы элементами проверки световой и звуковой сигнализации, запоминанием первопричины остановки оборудования. При съеме звукового сигнала, световая сигнализация параметра, отклонившегося за допустимые пределы, должны гореть до восстановления параметра на номинальное значение.

При нормальном режиме работы котла, когда все контролирующие параметры находятся в допустимых пределах, электромагнит удерживающий молоток предохранительного клапана (ПНК), постоянно находится под напряжением. Это также преследует цель аварийной отсечки топлива при исчезновении напряжения в цепях защиты или при обрыве цепи катушки электромагнита. При отключении одного из вышеуказанных параметров за пределы допустимой нормы (аварийное значение) на щите котельного агрегата загорается соответствующее табло с названием нарушенного параметра, срабатывает звуковой сигнал, извещающий персонал о нарушении в работе агрегата.

Если в течение выдержки времени вмешательством оперативного персонала не удается восстановить нарушенный параметр, то в релейной схеме формируется сигнал обесточивания катушки электромагнита ПНК и молоток падает, выводя из зацепления рычаги ПНК, который перекрывает доступ топлива к горелкам. На щите загорается табло “котел отключен” и продолжает гореть табло, указывающее первопричину отсечки котла, что достигается устройством “схемы запоминание”.

При срабатывании защиты и аварийной отсечки топлива следует:

1. Нажатием на кнопку “съем звука” отключить звуковой сигнал.
2. Перевести ключ управления автоматикой безопасности в положение “защита отключена.
3. Ориентируясь по показаниям светового табло оперативно принять меры для восстановления нарушенного параметра.
4. Взвести рычаги клапана-отсекателя и открыть доступ топлива к горелкам котла.
5. Разжечь котел в соответствии с производственной инструкцией.
6. После выхода котла на нормальный эксплуатационный режим перевести ключ управления автоматикой безопасности в положение “защита включена”, убедившись, что все параметры находятся в норме и световое табло не горит.

Обслуживание состоит в периодическом осмотре элементов автоматики безопасности, в выполнении профилактических мероприятий, устранении замеченных неисправностей и проведении испытаний. При обслуживании следует руководствоваться следующими основными требованиями:

1. Обязанности оперативного персонала:

• при приеме смены нажатием на соответствующие кнопки проверить исправность цепей звуковой сигнализации, ламп в сетевых табло
• при приеме смены проверить цепь аварийной остановки котла, для чего, приняв меры против отсечки топлива на котел, нажать на кнопку “аварийный останов”.
• не допускать посторонних лиц к щиту управления и элементам автоматики.
• категорически запрещается эксплуатировать котельные агрегаты с отключенной автоматической защитой и сигнализацией, вмешиваться в работу схем, менять настроечные данные у датчиков и приборов.
• все неисправности в работе схем защиты и сигнализации вносить в специальный журнал и своевременно извещать об этом дежурный персонал работников КИПиА.

1. Обязанности дежурного персонала работников КИПиА:

• Своевременно реагировать на замечания о работе схем защиты и сигнализации оперативного персонала;
• Ежедневно проверять исправность цепей звуковой сигнализации и ламп в световых табло;
• Регулярно, раз в месяц, (если не предусмотрены другие сроки) проверять.

Контроль содержания оксида углерода (СО) осуществляется сигнализатором СОУ-1. На вводе газопровода устанавливается электромагнитный клапан, отключающий газ при повышении концентрации СН4 выше 10% НКПР и СО выше 100 мг/м3.

Блок автоматизации котельной выполняет функции:

• Отключение газа при повышении давления воды в системе отопления выше 0,3 МПа и температуры выше 95˚С.

Аварийная ситуация котельной передается дежурному персоналу ООО “Альшеевские тепловые сети”, при помощи автодозвонной системой безопасности Гранит-4А при:

• повышении загазованности помещения выше 100 мг/м3 по оксиду углерода и 10% НКПР по метану;
• отключение от норм по давлению и температуре в системе отопления;
• пожаре;
• несанкционированном проникновение в котельную;
• отключении электроэнергии.

6.4 Экологичность

 

В производственных помещениях должны поддерживаться нормальные санитарно-гигиенические условия (температура, влажность и чистота воздуха). В данном помещении проходы, рабочие места и лестничные площадки необходимо содержать в чистоте, не допуская загромождения рабочих мест и проходов оборудованием.

Поверхность пола, стен и потолков должны удовлетворять гигиеническим и эксплуатационным требованиям. Для обеспечения безопасных условий труда, работоспособности человека окружающая среда полагается соответствовать установленным санитарно-гигиеническим нормативам.

Требуемое состояние окружающей среды производственных помещений обеспечивается проведением комплекса мероприятий, которые можно разделить на следующие группы:

• организация технологического процесса, обеспечивающая минимум выделения вредностей в рабочей зоне;
• автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими;
• борьба с выделением вредностей в источнике их возникновения;
• применение средств индивидуальной защиты.

Хорошо известно, что ресурсы, неиспользованные по прямому назначению, или их избыток, не участвующий в технологических процессах, рано или поздно становятся отходами и загрязняют окружающую среду. Очевидно, что более рациональное использование ресурсов повышает экологичность топливосжигающей установки и одновременно повышает экономичность работы установки, поэтому экологичность котельных установок непосредственно связана с их экономичностью или, говоря другими словами, экологичность и экономичность являются «двумя сторонами одной медали».

Не последняя роль в обеспечении экологической чистоты котельного комплекса принадлежит организации сгорания углеводородного топлива в топке котла, которая, в свою очередь, определяется не только видом сжигаемого топлива и технологией его подготовки к процессу горения, но и конструктивным исполнением топливной и воздухоподающей систем котельного комплекса, обеспечивающим качественно-количественные характеристики компонентов и их соотношение в подаваемой на горение горючей смеси, степень равномерного распределения топлива по объему воздуха, параметры топочного факела (длина, ширина, объем, светимость и др.) и, в конечном итоге, полноту и качество процесса сгорания.

Значительное место по выбросам окиси углерода (СО) занимают отопительные котельные, работающие на твердом и жидком топливе. Природный газ по вредным выбросам и по токсичности является наиболее экологически чистым топливом. Поэтому в данной котельной выбраны следующие направления борьбы с загрязнением приземной атмосферы:

1. Оснащение котельной котлами, работающими на природном осушенном газе.
2. Рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе, установкой дымовой трубы, соответствующей высоты.

Диаметр Д = 273 мм и высота Н = 16м дымовой трубы подобраны по условиям рассеивания в атмосферном воздухе вредных веществ и соответствует норме.

7 ТЕХНИКО-ЭКНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЕ

 

Оценка качества принятого в вкр технического решения производится на основе анализа ее технико-экономических показателей, в число которых входят технологические и экономические показатели.

К основным техническим показателям, определяемым в экономической части проекта, относятся: установленная мощность котельной, расходы топлива и др. Здесь рассчитывается и режимный показатель — число часов использования установленной мощности котельной.

Важнейшим экономическим показателем, определяемым в дипломном проекте, является себестоимость отпущенной теплоты

Годовой расход тепла на отопление определяется по формуле

,                                         (7.1)

,                          (7.2)

где n – продолжительность отопительного периода, суток

– усредненная расчетная температура внутри отапливаемых помещений, ˚С;

— средняя температура наружного воздуха за рассматриваемы период для данной местности, ˚С;

— расчетная температура наружного воздуха для отопления, ˚С;

– среднечасовой расход тепла за отопительный период на отопление, Гкал/час.

Гкал/час

Гкал/год

Годовой расход тепла на вентиляцию определяется по формуле

,                                       (7.3)

,                       (7.4)

где – усредненная расчетная температура внутри отапливаемых помещений, ˚С;

– среднечасовой расход тепла на вентиляцию, Гкал/час.

, Гкал/час

, Гкал/год

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение определяется по формуле

,         (7.5)

где – среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в зимний период, рассчитывается по формуле(7.6)

,                                (7.6)

— среднечасовой расход тепло на горячее водоснабжение летом, рассчитывается по формуле(7.7)

,                  (7.7)

где – коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий в летний период по отношению к отопительному, принимается равным 0,8;

— температура холодной воды, ˚С.

,                        (7.8)

, Гкал/час

, Гкал/час

, Гкал/час

, Гкал/год

Суммарный годовой расход тепла по котельной

,                         (7.9)

, Гкал/год

Годовое количество тепла, отпущенное на наружную тепловую сеть

,                              (7.10)

где — расход тепла на собственные нужды котельной принимаем равным 1% от , Гкал/год;

– потери в тепловых сетях, принимаем равными 1,5% от , Гкал/год.

, Гкал/год

Годовой расход газа:

,                          (7.11)

где — коэффициент полезного действия теплоагрегата;

— теплотворная способность топлива низшая, ккал/нм3.

, тыс/м3

Потребность в условном топливе:

,                                       (7.12)

где Э – отношение к теплотворной способности 1 кг у.т. = 7000 ккал/кг

, тыс. т.у.т./год

Удельный расход условного топлива на 1 Гкал/час:

,                           (7.13)

Часовой расход топлива на котельную:

, м3/ч                        (7.14)

,м3/ч

где Э – отношение к теплотворной способности 1 кг у.т. = 7000 ккал/кг

, тыс. т.у.т.

Годовые затраты на топливо определяются по формуле:

(7.15)

(7.16)

где — часовой расход топлива, м3/ч;

т – число часов работы котельной в году, сут.;

— цена топлива, м3/год.

 

 

Годовые затраты на использованную воду определяются по формуле

(7.17)

где — годовой расход воды, м3/год;

— цена 1 м3 воды, руб/м3.

Годовой расход воды котельной определяется по формуле

(7.18)

где – часовой расход воды котельной, принимается равным 0,5 ‑ 2% от объема системы, при закрытой системе теплоснабжения, м3 /ч;

V – объем системы, 100 м3.

Годовые затраты на электроэнергию определяются по формуле

(7.19)

где — годовой расход электроэнергии,

— цена 1 кВт/ч электроэнергии, руб/кВтч

Годовой расход электроэнергии определяются по формуле

(7.20)

где — установленная мощность токоприемников, кВт

 

 

Капитальные затраты на сооружение котельной:

(7.21)

где к – удельные капитальные вложения для ввода одного котлоагрегата, тыс/Гкал;

— номинальная мощность котлоагрегата, МВт;

— количество котлоагрегатов, шт.

 

Стоимость общестроительных работ и оборудования с монтажом определяется по формуле:

(7.22)

(7.23)

где — доля стоимости общестроительных работ,

— доля стоимости оборудования с монтажом,

Годовые амортизационные отчисления:

(7.24)

где — средняя норма амортизации общественных работ, %;

— средняя норма амортизации оборудования с монтажом, %.

Прочие суммарные расходы принимаются в среднем 30% затрат на амортизацию, заработную плату;

(7.25)

Себестоимость тепловой энергии определяется по формуле:

(7.26)

Годовой экономический эффект определяется по формуле:

(7.27)

где — тариф на покупную теплоэнергию,

Срок окупаемости капитальных вложений определяется по формуле:

(7.28)

 

При проектировании выбор оборудования производился из требований организации, характеристик оборудования и комплектности поставки, степени автоматизации, поэтому сравнение технико-экономических показателей вариантов выбора основного и вспомогательного оборудования не потребовалось.

На проектирование рассматривались следующие варианты основного оборудования:

 

Расчетный тепловой поток необходимый на отопление детского сада и общежития составляет – 283,7 кВт (0,244 Гкал/час.)

Вследствие технических обоснований капитальных затрат обеих котельных принято решение об котельной с 3-мя котлами “ИК-01” со следующими показателями:

Строительный объем котельной – 108 м3

Годовая выработка тепла – 492,51 Гкал/год

Годовой расход условного топлива – 0,08 тыс. т.у.т./год

Удельный расход условного топлива на 1 Гкал/час —

Годовой расход топлива – 70,8 тыс. м3/год

---

1 2