Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения

Содержание Введение Описание системы теплоснабжения 1. Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС 13 1.1 Сезонная тепловая нагрузка 14 1.2 Расчет круглогодичной нагрузки 15 1.3 Расчет температур сетевой воды 17 1.4 Расчет расходов сетевой воды 19 2. Расчет тепловой схемы котельной 21 2.1 Построение тепловой схемы котельной 21 2.2 Расчет тепловой схемы котельной 22 3. Тепловой расчет котла 24 3.1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150 24 3.2 Конструктивные характеристики котла 26 3.3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150 28 3.4 Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150 31 3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива 35 3.6 Расчет теплообмена в топке 37 3.7 Расчет конвективного пучка 39 3.8 Сводная таблица теплового расчета котла и невязка баланса 41 4. Выбор оборудования 42 5. Охрана окружающей среды 44 5.1 Вещества, загрязняющие окружающую среду 44 5.2 Мероприятия по охране окружающей среды 44 5.3 Расчет концентрации загрязняющего вещества 47 5.4 Расчет высоты дымовой трубы 48 6. Автоматизация 52 7. Технико-экономический расчет 57 7.1 Постановка задачи 57 7.2 Расчет капитальных затрат 57 7.3 Расчет основных текущих затрат 59 7.4 SWOT анализ 61 7.5 Поле сил изменений системы 63 7.6 Построение пирамиды целеполагания и дерева целей 64 7.7 Организационная структура 66 7.8 Объемы производства продукции 67 7.9 Планирование на предприятии 67 7.10 Планирование труда и заработной платы 69 7.11 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание 77 7.12 Планирование сметы затрат на энергетическое обслуживание 79 7.13 Основные экономические показатели 80 8. Безопасность жизнедеятельности 81 8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 82 8.2 Влияние выявленных ОВПФ на организм человека 84 8.3 Безопасность технологических процессов 91 Заключение Литература Введение Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обе с печении потребителей необходимым количеством теплоты требуемых пар а метров. В зависимости от размещения источника теплоты по отношению к п о требителям системы теплоснабжения разделяются на централизованные и децентрализованные. В децентрализованных системах источник теплоты и теплоприемники потребителей совмещены в одном агрегате или размещены столь близко, что передача теплоты от источника до теплоприемника может производиться без промежуточного звена -тепловой сети. В системах централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, часто на значительном расстоянии, поэтому передача теплоты от источника до теплоприемников производится по тепловым сетям. Для транспорта теплоты на большие расстояния применяются два те п лоносителя: вода и водяной пар. Как правило, для удовлетворения сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения в качестве теплоносителя и с пользуется вода, для промышленно-технологической нагрузки - пар. Подготовка теплоносителей производится в специальных, так называ е мых теплоприготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, гру п повых (квартальных) или промышленных котельных. Развитие электроэнергетики ведется в основном за счет строительства крупных тепловых и атомных электростанций с мощными конденсационн ы ми турбинами 300, 500, 800 и 1000 МВт. В этих условиях постройка новых ТЭЦ экономически оправдана лишь в районах, где имеются комплексы пр о мышленных предприятий и жилые массивы с большой концентрацией тепл о вых потребителей. В тех районах, где концентрация теплового потребления не достигает экономически целесообразного для постройки ТЭЦ максимума, должна ос у ществляться оптимальная централизация теплоснабжения на основе развития сети крупных районных котельных. При централизации теплоснабжения и закрытии небольших малоэк о номичных заводских и домовых котельных уменьшаются расходы топлива, сокращается количество обслуживающего персонала и уменьшается загря з нение окружающей среды. Таким образом, развитие теплоснабжения потребителей намечается по основным направлениям централизации системы, базирующейся на комб и нированной выработке электроэнергии и тепла на мощных ТЭЦ и АТЭЦ в ы сокого давления, в том числе на чисто отопительных ТЭЦ; централизации систем теплоснабжения крупных районных производственно-отопительных и чисто отопительных котельных. Децентрализованное теплоснабжение от небольших заводских, а также отопительных квартальных и домовых котельных, от печей и индивидуал ь ных нагревательных приборов в ближайшее время будет сокращаться, но все же будет иметь заметное место в покрытии общего теплоснабжения. Необходимо отметить, что даже при теплоснабжении от современных ТЭЦ высокого и сверхвысокого давления покрытие пиков отопительных нагрузок осуществляется от крупных пиковых водогрейных котлов, устана в ливаемых как на территории ТЭЦ, так и в отдельно стоящих районных к о тельных. Однако 95% городов и поселков городского типа будут иметь расче т ную тепловую нагрузку менее 500 Гкал/ч, и для них основными источниками теплоснабжения будут котельные. Продолжающееся удорожание всех видов органического топлива и изменение стоимости оборудования могут изменить в меньшую сторону расчетные технико-экономические показатели, явля ю щиеся в настоящее время оптимальными для постройки ТЭЦ. Таким образом, использование производственно-отопительных и от о пительных котельных в будущем сохранится и при этом предусматривается их укрупнение, повышение экономичности использования органического топлива и оснащение новым современным оборудованием. Описание системы теплоснабжения. В настоящее время наиболее распространены двухтрубные закрытые системы теплоснабжения. Основными преимуществами закрытой системы теплоснабжения явл я ются: • стабильность (по запаху, цветности и другим санитарным показат е лям) качества воды, поступающей на водоразбор; • достаточно простой санитарный контроль системы теплоснабжения; • достаточно простая эксплуатация, т.к. стабильный гидравлический режим; • простота контроля герметичности системы теплоснабжения; Источником теплоснабжения района является отопительная котельная, которая состоит из четырех водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150 общей мо щ ностью 111,9 МВт (96,3 Гкал/ч). Основным топливом для данных котлов я в ляется газ, резервным - мазут. Данная котельная предназначена для отпуска тепла в виде горячей в о ды на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения района. П о требителями тепла являются жилые дома района и общественные здания (нагрузка вентиляции). Схема теплоснабжения закрытая двухтрубная, регулирование отпуска тепла качественное по отопительной нагрузке, температурный график отпу с ка тепла 150/70 °С. Население района 30 000 человек. 1. Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего в о доснабжения. В качестве потребителя коммунально-бытовой нагрузки выбран стро я щийся микрорайон п. Шеркалы с жилыми домами квартирного типа при в ы соте зданий 5 и более этажей. Для расчета берем данные г. Красноярска. Таблица 1. Исходные данные Наименование Обозначение Единица измерения Велич и на Расчетная температура воздуха проектирования ото п ления [1] t но є С – 40 Средняя температура наиболее холодного месяца [1] t нхм є С – 17 Расчетная температура воздуха внутри жилых пом е щений t в єC + 20 Расчетная температура горячей воды у абонента t г є С + 65 Расчетная температура холодной воды у абонента в летний период є С + 15 Расчетная температура холодной воды у абонента в зимний период є С + 5 Количество квадратных метров жилой площади на одного жителя f уд м 2 /чел 18 Количество жителей z чел 30000 Укрупненный показатель макс. теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м 2 общей площади q f Вт/м 2 85 Норма среднего недельного расхода горячей воды для жилых помещений а л/сут 100 Норма среднего недельного расхода горячей воды для общественных и административных зданий b л/сут 25 Коэффициент, учитывающий расход тепла на общ е ственные здания К 1 – 0,25 Коэффициент, учитывающий тип застройки зданий К 2 – 0,6 Продолжительность работы системы отопл е ния n o ч/год 5650 1.1 Сезонная тепловая нагрузка Таблица 2. Расчет сезонных нагрузок Величина Единица изм е рения Расчет Наименование Расчетная формула или способ определения Расчетная нагрузка отопления ( t = t но = – 40 є С) МВт Расчетная нагрузка вентиляции ( t = t но = – 40 є С) МВт Нагрузка отопления ( t н = + 8 єC) МВт Нагрузка вентиляции ( t н = + 8 єC) МВт Нагрузка отопления ( t нхм = – 17 єC) МВт Нагрузка вентиляции ( t нхм = – 17 єC) МВт 1.2 Расчет круглогодичной нагрузки Таблица 3. Расчет круглогодичной нагрузки Величина Един и ца измерения Расчет Наименование Расчетная формула или способ определения Средненедельный расход тепла на ГВС для зимнего периода МВт Средненедельный расход тепла на ГВС для летнего периода МВт Коэффициент н е дельной неравномерности К н – 1,2 Коэффициент с у точной неравномерности К с – 1,9 Расчетный расход тепла на ГВС для зимнего периода МВт Расчетный расход тепла на ГВС для летного периода МВт Средняя темпер а тура воздуха отопительного периода (табл. 4.1 [1] ) є С – 7,2 Годовой расход тепла на отопление МВт Годовой расход тепла на вентиляцию МВт Годовой расход тепла на ГВС МВт Суммарный год о вой расход теплоты МВт 1.3 Расчет температур сетевой воды Таблица 4. Расчет температур сетевой воды Величина Единица изм е рения Расчет Наименование Расчетная формула или способ определения Расчетная температура воды в подающем трубопроводе (по условию) є С 150 Расчетная температура воды в обратном трубопроводе (по условию) є С 70 Температура воды в стояке мес т ной системы после смешения на вводе є С 95 Перепад температур воды в мес т ной системе є С 95 – 70 = 25 Перепад температур тепловой сети є С 150 – 70 = 80 Температурный напор нагрев а тельного прибора местной сист е мы є С Текущие значения температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах рассчитываем по формулам: , (1) ; (2) где – величина относительной тепловой нагрузки: . (3) Таблица 5. Температуры сетевой воды t н + 8 + 3 0 – 5 – 10 – 15 – 20 – 25 – 30 – 35 – 40 0,20 0,28 0,33 0,42 0,50 0,58 0,67 0,75 0,83 0,92 1 65,0 65,0 69,3 80,1 90,8 101,3 111,6 121,9 132,0 142,0 150,0 28,4 32,7 35,3 39,7 44,0 48,3 52,7 57,0 61,3 65,7 70,0 Рис. 2. Графики температур сетевой воды 1.4 Расчет расходов сетевой воды Таблица 6 . Расчет расходов сетевой воды Величина Единица измерения Расчет Наименование Расчетная формула или способ определения Расчетный расход воды на ото п ление ( t н = t но ) кг/с 171 Расход воды на отопление при t н = + 8 є С кг/с 85 Расчетный расход воды на вент и ляцию ( t н = t но ) кг/с 20,5 Расход воды на вентиляцию при t н = + 8 є С кг/с 10,3 При t н > t ни : , (4) кг/с. При t н < t ни : (5) Таблица 7 . Расчет расходов воды сетевой воды на ГВС t н + 8 + 3 0 – 5 – 10 – 15 – 20 – 25 – 30 – 35 – 40 184 184 165 146 127 112 101 91 84 78 74 2. Расчет тепловой схемы котельной 2.1 Построение тепловой схемы котельной 2. 2 Расчет тепловой схемы котельной Тепловой расчет котла 3 .1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150 Целью поверочного теплового расчета котлоагрегата является опред е ление (по имеющимся конструктивным характеристикам, заданной нагрузке и топливу) следующих параметров: температуры воды и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, КПД агрегата, расхода топлива. Конструкция котлоагрегата разработана с учетом максимальной степ е ни заводской блочности и унификации деталей, элементов и узлов котлоагр е гатов, работающих на различных видах топлива. Котлы КВ-ГМ-30-150, выполненные по П-образной схеме, эксплуат и руются, и выпуск их продолжается на Дорогобужском котельном заводе. К о тел КВ-ГМ-30-150 поставляется заводом только для работы в основном от о пительном режиме (вход воды осуществляется в нижний коллектор заднего топочного экрана, выход воды - из нижнего коллектора фронтового экрана). Топочная камера имеет горизонтальную компоновку. Конфигурация камеры в поперечном разрезе повторяет профиль железнодорожного габар и та. Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной шахте с подъемным движением газов. Котел КВ-ГМ-30-150 предназначен для сжигания газа и мазута. На фронтовой стенке котла установлена одна газомазутная горелка с ротацио н ной форсункой. Для удаления наружных отложений с конвективных повер х ностей котел снабжен дробеочисткой. Схема циркуляции: последовательное движение воды по поверхностям нагрева, вход - в нижний коллектор заднего топочного экрана, выход - из нижнего коллектора фронтового экрана. Обмуровка надтрубная, несущего каркаса нет. Топочный и конвекти в ный блоки имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам котлоагрегата. Опоры на стыке топочного и конвективного блоков неподвижные. Габаритные размеры котла: длина 11800 мм, ширина 3200 мм, в ы сота 7300 мм. Таблица 9 . Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150 Наименование величины Единица измерения Значение Номинальная теплопроизводительность Гкал/час 30 Расход воды т/час 370 Расход топлива: газ м 3 /час 3680 мазут кг/час 3490 Температура уходящих газов газ С 160 мазут С 250 КПД при номинальной нагрузке на газе % 91,2 на мазуте % 87,7 Гидравлическое сопротивление котла кгс/м 2 19000 Давление воды расчетное кгс/см 2 25 Видимое теплонапряжение топочного объема газ ккал/м 3 час 551 10 3 мазут ккал/м 3 час 480 10 3 3 .2 Конструктивные характеристики котла Топочная камера полностью экранирована трубами диаметром 60 3 мм с шагом 64 мм. Экранные трубы привариваются непосредственно к камерам диаметром 219 10 мм. В задней части топочной камеры имеется промеж у точная экранированная стенка, образующая камеру догорания. Экраны пр о межуточной стенки выполнены также из труб диаметром 60 3 мм, но уст а новлены в два ряда с шагом S 1 = 128 мм и S 2 = 182 мм. Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенками. Задняя и передняя стены выполн е ны из труб диаметром 60 3 мм с шагом 64 мм. Боковые стены экранированы вертикальными трубами диаметром 83 3,5 мм с шагом 128 мм. Эти трубы служат также стояками для труб ко н вективных пакетов, которые набираются из U -образных ширм из труб ди а метром 28 3 мм. Ширмы расставлены таким образом, что трубы образуют шахматный пучок с шагом S 1 = 64 мм и S 2 = 40 мм. Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топки, выполнена цельносварной. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон с шагом S 1 = 256 мм и S 2 = 180 мм. Трубы, образующие переднюю, боковые и заднюю стены конвективной шахты, вварены непосредственно в камеры диаметром 219 10 мм. Таблица 10 . Конструктивные характеристики котла КВ-ГМ-30-150 Наименование величины Единица измерения Значение Глубина топочной камеры мм 8484 Ширина топочной камеры мм 2880 Глубина конвективной шахты мм 2300 Наименование величины Единица измерения Значение Ширина конвективной шахты мм 2880 Ширина по обмуровке мм 3200 Длина по обмуровке (с горелкой) мм 11800 Высота от уровня пола до верха обмуровки (оси коллектора) мм 6680 Радиационная поверхность нагрева м 2 126,9 Конвективная поверхность нагрева м 2 592,6 Полная площадь поверхности нагрева м 2 719,5 Масса в объеме поставки кг 32400 3 .3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150 Котел снабжен газомазутной ротационной горелкой РГМГ-30. К дост о инствам ротационных форсунок можно отнести бесшумность в работе, ш и рокий диапазон регулирования, а также экономичность их эксплуатации, так как расход энергии на распыливание значительно ниже, чем при механич е ском, паровом или воздушном распыливании. Основными узлам горелочного устройства являются: ротационная фо р сунка, газовая часть периферийного типа, воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха и воздуховод первичного воздуха. Ротор форсунки представляет собой полый вал, на котором закреплены гайки-питатели и распыливающий стакан. Ротор приводится в движение от асинхронного электродвигателя с п о мощью клиноременной передачи. В передней части форсунок установлен з а вихритель первичного воздуха аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 30°. Первичный воздух от вентилятора первичн о го воздуха подается к завихрителю через специальные окна в корпусе фо р сунки. Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из во з душного короба, завихрителя аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 40° и переднего кольца, образующего устье г о релки. Газовая часть горелки периферийного типа состоит из газораспредел я ющей кольцевой камеры с однорядной системой газовыдающих отверстий одного диаметра и двух газоподводящих труб. Таблица 11 . Технические характеристики горелки РГМГ-30 Наименование величины Единица измерения Значение Номинальная теплопроизводительность Гкал/час 30 Диапазон регулирования % 10-100 Ротационная форсунка: Диаметр распыливающего стакана мм 200 Частота вращения стакана об/мин 5000 Вязкость мазута перед форсункой ВУ 8 Давление мазута перед форсункой кгс/см 2 2 Электродвигатель: Тип АОЛ2-31-2М101 Мощность кВт 3 Частота вращения об/мин 2880 Автономный вентилятор первичного воздуха (форс у ночный): Тип 30 ЦС-85 Производительность м 3 /час 3000 Давление воздуха мм вод. ст. 850 Тип электродвигателя АО-2-52-2 Мощность кВт 13 Частота вращения об/мин 3000 Аэродинамическое сопротивление горелки по перви ч ному воздуху не менее кгс/см 2 900 Температура первичного воздуха С 10-50 Диаметр патрубка первичного воздуха мм 320 Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха: Тип короба С обы ч ным прямым по д водом воздуха Ширина короба мм 580 Сопротивление лопаточного аппарата кгс/см 2 250 Газовая часть: Тип газораздающей части Периферийная с двусторонним подводом Число газовыдающих отверстий шт 21 Диаметр газовыдающих отверстий мм 18 Сопротивление газовой части кгс/см 2 3000-5000 Диаметр устья горелки мм 725 Угол раскрытия амбразуры 60 Габаритные размеры Диаметр присоединительного фланца мм 1220 Длина мм 1446 Высота мм 1823 Масса кг 869 3 .4 Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150 Исходные данные: Топливо природный газ, состав (%): СН 4 94,9 С 2 Н 6 3,2 С 3 Н 8 0,4 С 4 Н 10 0,1 С 5 Н 12 0,1 N 2 0,9 C О 2 0,4 = 36,7 МДж/м 3 Объемы продуктов сгорания газообразных топлив отличаются на величину объема воздуха и водяных паров, поступающих в котел с избыто ч ным воздухом. Объемы, энтальпии воздуха и продуктов сгорания определяют в расчете на 1 м 3 газообразного топлива. Расчеты выполняют без учета хим и ческой и механической неполноты сгорания топлива. Теоретически необходимый объем воздуха: , (6) где m и n числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива. Теоретические объемы продуктов сгорания вычисляем по формулам: , (7) . , (8) . Объем водяных паров: , , (9) где d = 10 г/м 3 влагосодержание топлива, отнесенное к 1 м 3 сухого г а за при t = 10 С. . Теоретический объем дымовых газов: , (10) . Действительное количество воздуха, поступающего в топку, отличае т ся от теоретически необходимого в б раз, где б – коэффициент избытка во з духа. Выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку б т и присосы воздуха по газоходам Дб и находим расчетные коэффициенты избытка во з духа в газоходах б . Таблица 12 . Присосы воздуха по газоходам б и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах б Участки газового тракта б б Топка 0,14 1,14 Конвективный пучок 0,06 1,2 Наличие присосов воздуха приводит к тому, что объем продуктов сг о рания будет отличаться от теоретического, поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов и объемные доли газов. Так как присосы во з духа не содержат трехатомных газов, то объем этих газов от коэфф и циента избытка воздуха не зависит и во всех газоходах остается постоянным и равным теоретическому. Таблица 13 . Характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева Величина Единица Топка, Конвективный пучок Коэф . избытка воздуха − 1,14 1,2 м 3 / кг 9,06 9,65 м 3 /кг 2,2 2,21 м 3 /кг 12,31 12,91 − 0,084 0,081 − 0,178 0,171 − 0,262 0,252 Энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания, отнесенные к 1 м 3 сжигаемого топлива при температуре , С, рассчитывают по формулам: , (11) , (12) где , , , удельные энтальпии воздуха, тре х атомных газов, азота и водяных паров соответственно. Энтальпию продуктов сгорания на 1 м 3 топлива при 1 рассчитываем по формуле: . (13) Результаты расчетов по определению энтальпий при различных температурах газов сводим в таблицу: Таблица 14 . Определение энтальпии продуктов сгорания в газоходах котла , С I 0 в = V 0 (ct) в I RO2 = V RO2 (c н ) RO2 I 0 N2 = = V 0 N2 (c н ) N2 I 0 H2O = = V 0 H2O (c н ) H2O I 0 г = I RO2 + + I 0 N2 + I 0 H2O 30 379,4 379,4 100 973,0 175,76 1001 329,18 1505,9 200 2588,1 371,28 2002 662,7 3036 300 3921,1 581,36 3018,4 1009,4 4609,1 400 5273,6 802,88 4057,9 1364,6 6225,4 500 6655,3 1035,8 5112,8 1730,9 7879,5 600 8075,9 1270,88 6190,8 2108,8 9569,7 700 9525,6 1519,44 7284,2 2500,4 11304,1 800 10994,9 1772,1 8416 2910,3 13098,5 900 12464,1 2029,04 9571,04 3322,3 14922,4 1000 13972,2 2290,1 10733,8 3760,5 16784,3 1100 15519,3 2555,2 11896,5 4198,6 18650,4 1200 17066,4 2825,6 13051,5 4645,5 20522,9 1400 20199,4 3369,6 15469,6 5576,4 24415,3 1600 23381,0 3917,68 17877,10 6542,1 28346,2 1800 26553,1 4475,12 20343,4 7338,4 32356,9 2000 29812,7 5036,72 22822,8 8558,7 36416,2 2200 33072,2 5602,48 25333,0 9589,8 40525,3 3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива Тепловой баланс парогенератора выражает качественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой, называемой располагаемой теплотой и суммой полезно используемой теплоты и тепловых потерь. Таблица 15 . Расчет теплового баланса котла Наименование Обозначение Расчетная формула или способ определения Единица Расчет Располагаемая теплота сг о рания топлива Q р р Q р н + Q в.н + i тл кДж/м 3 36764,6 Потеря теплоты от химич е ской неполноты сгорания топлива q 3 Табл. 4−3 [2] % 0,5 Потеря теплоты от механич е ской неполноты сгорания топлива q 4 Табл. 4−3 [2] % 0 Температура уходящих газов ух По выбору, табл. 1−3 [2] С 160 Энтальпия уходящих газов I ух По I− таблице кДж/кг 3042 Температура воздуха в к о тельной t х.в. По выбору С 30 Теоретическая энтальпия воздуха в котельной I 0 х.в. По I− таблице кДж/кг 385,3 Потеря теплоты с уходящими газами q 2 % 6,99 Потеря теплоты от наружн о го охлаждения q 5 По рис. 3−1 [2] % 1,9 Сумма тепловых потерь Уq q 5 + q 4 + q 3 + q 2 % 9,4 КПД котла ка 100 - Уq % 90,6 Коэффициент сохранения теплоты ц − 0,98 Температура воды на входе в котел t в По расчету С 70 Энтальпия воды на входе в котел I в Табл. VI−6 [2] кДж/кг 294,6 Температура воды на выходе из котла t в По расчету С 150 Энтальпия воды на выходе из котла I в Табл. VI−7 [2] кДж/кг 633 , 1 Расход воды через котел Q пол По расчету кВт 271 Расход топлива на котел В м 3 /с 1,047 3.6 Расчет теплообмена в топке Таблица 16 . Поверочный расчет топки Величина Обозначение Расчетная формула или способ определения Единица Расчет Суммарная площадь л у чевоспр. поверхности Н л табл. II −9 [2] м 2 126,9 Полная площадь стен топочной камеры F ст по конструктивным разм е рам м 2 137,2 Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности Ш ср − 0,67 Эффективная толщина излуч. слоя пламени s м 2,138 Полная высота топки H т по конструктивным разм е рам м 2,05 Высота расположения горелок h т по конструктивным разм е рам м 1,65 Относительный уровень расположения горелок x т − 0,8 Параметр, учитыв. хара к тер распределения т-ры в топке M − 0,35 Коэф. избытка воздуха на выходе из топки б т Табл. 1 − 1 − 1,14 Присос воздуха в топке Дб т Табл. 2−2 [2] − 0,06 Температура холодного воздуха t хв По выбору С 30 Энтальпия присосов во з духа I 0 прс Табл. 1−3 кДж/ м 3 385,3 Кол-во теплоты, внос и мое в топку воздухом Q в кДж/ м 3 20,7 Полезное тепловыделение в топке Q т кДж/ м 3 36601,47 Адиабатическая темпер а тура горения а Табл. 1 − 4 С 1996,6 Температура газов на выходе из топки т По выбору, табл. 5−3 [2] С 1050 Энтальпия газов на вых о де из топки I т Табл. 1−4 кДж/ м 3 19929,29 Средняя суммарная те п лоем. продуктов сгорания Vc cp 17,61 Объемная доля: Водяных паров Трехатомных газов Табл. 1−2 Табл. 1−2 − − 0,178 0,084 Суммарная объемная доля трехатомных газов r n Табл.1-2 − 0,262 Коэф. ослабления лучей трехатомными газами k г k кокс Рис. 5−5 [2] Стр. 31 [2] 1/ м МПа 6,76 Коэф. ослабления лучей топочной средой k k г r n + k кокс ч 1 ч 2 1/ м МПа 1,77 Степень черноты факела a ф 1 − е − kps − 0,307 Степень черноты топки a т - Тепловая нагрузка стен топки q F кВт/м 2 Температура газов на выходе из топки т Рис. 5−8 [2] С 1090 Энтальпия газов на вых о де из топки I т Табл. 1−4 кДж/ м 3 20768,49 Общее тепловосприятие топки Q л т ц ( Q т − I т ) кДж/ м 3 14249,6 Средняя тепловая нагру з ка лучевосп. поверхности топки q ср л кВт/ м 3 117,6 3.7 Расчет конвективного пучка Конвективными называют такие поверхности нагрева, в которых пр о цесс передачи теплоты осуществляется путем конвективного теплообмена. конвективные пучки получают теплоту не только путем конвективного теплообмена, но и теплоту прямого излучения топки. При расчете такой п о верхности нагрева используют методику расчета конвективных поверхностей нагрева с учетом тепловосприятия прямого излучения топки. Выбор обор у дования Таким образом, на основании расчетов тепловой схемы котельной предусматривается установка четырех водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150. Для каждого котла устанавливается: дымосос Д-13,5x2, n = 750 об/мин с электродвигателем мощностью 55 кВт; дутьевой вентилятор ВД-15,5, n = 750 об/мин с электродвигателем мощностью 55 кВт. Сетевые насосы водогрейных котлов являются ответственными эл е ментами тепловых схем. Сетевые насосы выбирают по расходу сетевой воды G , т/ч. В котельной с водогрейными котлами и подогревателями сетевой в о ды должно быть установлено не менее двух сетевых насосов. Определив по расчету G max = 358,8 кг/с = 1291,6 т/ч. Выбираю в качестве сетевых насосов три центробежных насоса WILLO - IL 150/320-37/4 (два рабочих, один резервный). Для покрытия летней нагрузки G r вс = 128,6 кг/с = 462,9 т/ч устанавливаем дополнительно два раб о чих и один резервный центробежные насосы WILLO - IL 150/300-30/4. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии тепловых сетей, где температура сетевой воды не превышает 70°С. Рециркуляционные насосы устанавливают для повышения температ у ры воды на входе в котел путем подмешивания горячей воды из прямой л и нии теплосетей. Подача рециркуляционных насосов определена при расчете тепловой схемы. G peu = 67,2 кг/с. Выбираем два насоса (один резервный) WILLO - IL 100/5-21 BF . Для восполнения утечек воды устанавливают подпиточные насосы. Количество воды для покрытия утечек из закрытых теплофикационных с и стем принимают равным 0,5% от объема воды в трубопроводах системы, а подача подпиточного насоса выбирается вдвое больше для возможности ав а рийной подпитки сетей. Выбираем два насоса (один резервный) MVI 410/ PN 16 3. Для подачи воды от источника водоснабжения котельной -водопровода жилого района - в систему водоподготовки, устанавливают сетевые насосы. Подача этих насосов определяется максимальной потребностью в химически очищенной воде и расхода ее на собственные нужды химводоочистки. G св = 5,55 кг/с. Выбираю два насоса (один резервный) WILLO - IL - E 80/9-48 BF R 1. Для обеспечения надежной работы котельной со стальными вод о грейными котлами обязательно удаление из воды растворенных в ней корр о зионно-активных газов - кислорода и свободной углекислоты. Расход деа э рированной воды равен 4,62 кг/с = 16,6 т/ч. Выбираем вакуумный деаэратор: ДВ-18, производительностью 18 т/ч. Для создания вакуума и удаления газов из деаэратора используют в а куумные насосы. Выбираем ВК-25 с подачей 4-50 м 3 /мин. Один рабочий и один резервный. Подогреватели исходной и химочищенной воды: Выбираем два водоводяных теплообменника ПВ- Z - l 1 с поверхностью нагрева 5,89 м и ПВ- Z - IO с поверхностью нагрева 6,9 м . 5 . Охрана окружающей среды В настоящее время с увеличением мощностей промышленных объе к тов, концентрацией жилых и общественных зданий вопросы охраны окр у жающей среды приобретают исключительное значение. 5 .1 Вещества, загрязняющие окружающую среду Основным источником образования вредных веществ при работе к о тельной являются котлоагрегаты. При горении газа в атмосферу поступают следующие вредные вещества: - окись углерода; - окислы азота; - сернистый ангидрид; 5 .2 Мероприятия по охране окружающей среды При сжигании различных топлив, наряду с основными продуктами сгорания (СО 2 , Н 2 О, NO 2 ) в атмосферу поступают загрязняющие вещества в твердом состоянии (зола и сажа), а также токсичные газообразные вещества – серный и сернистый ангидрид ( SO 2 , SO 3 ). Все продукты неполного сгорания являются вредными ( CO , CH 4 , C 2 H 6 ). Окислы азота вредно воздействуют на органы дыхания живых орг а низмов и вызывают ряд серьезных заболеваний, а также разрушающе де й ствуют на оборудование и материалы, способствуют ухудшению видимости. Окислы азота образуются за счет окисления содержащегося в топливе азота и азота воздуха, и содержатся в продуктах сгорания всех топлив. Усл о вием окисления азота воздуха является диссоциация молекулы кислорода воздуха под воздействием высоких температур в топке. В результате реакции в топочной камере образуется в основном окись азота NO (более 95%). Обр а зование двуокиси азота NO 2 за счет доокисления NO требует значительного времени и происходит при низких температурах на открытом воздухе. В воде NO практически не растворяется. Очистка продуктов сгорания от NO и других окислов азота технически сложна и в большинстве случаев экономически нерентабельна. Вследствие этого, усилия направлены в осно в ном на снижение образования окислов азота в топках котлов. Радикальным способом снижения образования окислов азота является организация двухстадийного сжигания топлива, т. е. применение двухст у пенчатых горелочных устройств. Поэтому в первичную зону горения подае т ся 50-70% необходимого для горения воздуха, остальная часть воздуха п о ступает во вторую зону, т.е. происходит дожигание продуктов неполного сгорания. Снижение температуры подогрева воздуха и уменьшение избытка во з духа в топке тоже уменьшает образование окислов азота, как за счет сниж е ния температурного уровня в топке, так и за счет уменьшения концентрации свободного кислорода. Защита воздушного бассейна от загрязнений регламентируется пр е дельно допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном во з духе населенных пунктов. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вре д ного вещества в воздухе является критерием санитарной оценки среды. Под предельно допустимой концентрацией следует понимать такую концентрацию различных веществ и химических соединений, которая при ежедневном воздействии на организм человека не вызывает каких-либо п а тологических изменений или заболеваний. ПДК атмосферных загрязнений устанавливается в двух показателях: максимально-разовая и среднесуточная. Для двуокиси азота ( NO 2 ) основного загрязняющего вещества при работе котельной на природном газе, предельно допустимая максимально-разовая концентрация равна 0,085 мг/м 3 , среднесуточная 0,04 мг/м 3 . При одновременном совместном присутствии в выбросах веществ о д нонаправленного вредного действия их безразмерная суммарная концентр а ция не должна превышать 1. , где: С 1 , С 2 , С 3 , С n фактические концентрации вредных веществ в атм о сферном воздухе, мг/м 3 . ПДК 1 , ПДК 2 , ПДК 3 , ПДК n предельно допустимая концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м 3 . Любые газы подлежат рассеиванию в атмосфере, даже если они не токсичны. Основным методом снижения концентрации выбросов на уровне земли является рассеивание их через высокие дымовые трубы. Из дымовых труб поток газов выбрасывается в высокие слои атмосферы, перемешивается с воздухом, за счет чего концентрация вредных веществ на уровне дыхания снижается до нормативного значения. Основным фактором, влияющим на рассеивание токсичных веществ, является ветер. Таким образом, предусмотренный проектом комплекс мероприятий по охране атмосферного воздуха включает: - применение в качестве основного топлива природного газа б о лее экологически чистого вида топлива; - установка достаточно высоких дымовых труб (расчет приведен ниже); - котлоагрегаты оснащены приборами, регулирующими колич е ство воздуха и процесс горения, что дает возможность контролировать пр о цесс горения топлива; 5 .3 Расчет концентрации загрязняющего вещества ( NO 2 ) Расход топлива на четыре котла для зимнего режима: м 3 /с. Выброс окислов азота: , г/с (14) где: безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий вл и яние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива и способа шлак о удаления; коэффициент, характеризующий эффективность возде й ствия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку; степень рециркуляции инертных газов в процентах расхода д у тьевого воздуха; коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; k коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1 т с о жженного условного топлива, кг/т. Для водогрейных котлов: , кг/т (15) где: Q н и Q ф номинальная и фактическая теплопроизводительности котла, Гкал/ч. кг/т. г/с. (16) Объем продуктов сгорания при нормальных условиях для одного ко т ла: м 3 / м 3 . Приведенный объем: , м 3 / м 3 (17) . Объемный расход выбрасываемых газов для четырех котлов: , м 3 /с (18) . Концентрация окислов азота: (19) . 5 .4 Расчет высоты дымовой трубы Задаемся скоростью газов на выходе из трубы: . Диаметр трубы: , м (20) . Принимаю диаметр D o = 2,1 м, тогда скорость газов: , м/с (21) . Принимаю параметр A = 160, параметр F = 3. Задаю высоту трубы м, тогда: , (22) ; . , (23) ; , (24) . Расчетная минимальная высота дымовой трубы: , м (25) м. Задаю высоту трубы м, тогда: , ; . , ; , . Расчетная минимальная высота дымовой трубы: , м м. Определяем графическим способом минимальную высоту дымовой трубы: Рис. 5 Расчет высоты дымовой трубы Минимальная высота дымовой трубы Н = 44 м. Принимаю высоту дымовой трубы Н = 45 м, тогда: , ; . , ; , . , мг/м 3 мг/м 3 ; Так как тепловая нагрузка для летнего режима составляет 20% от тепловой нагрузки зимнего режима, рассчитанная для зимнего режима выс о та дымовой трубы будет обеспечивать допустимую концентрацию выбросов и при летнем режиме. 6. Автоматизация В проекте разработана функциональная схема КИПиА котла КВ-ГМ-30-150. Схема вычерчена в соответствии с ГОСТ 21.404-85 и представлена в графической части проекта. Надежная, экономичная и безопасная работа котельной с минимальным числом обслуживающего персонала может осуществляться только при нал и чии систем: автоматического регулирования, автоматики безопасности, те п лотехнического контроля, сигнализации и управления технологическими процессами. Задачами автоматического регулирования теплоисточника является: поддержание температуры воды, подаваемой в теплосеть, на заданном уровне, определяемым в соответствии с отопительным графиком при экон о мичном сжигании используемого топлива и стабилизация основных параме т ров работы котельной. Температура воды, подаваемой в теплосеть в соответствии с отоп и тельным графиком, поддерживается на заданном уровне «холодным пер е пуском». Заданный расход воды, независимо от количества работающих ко т лов, обеспечивается регулятором расхода (клапаном на линии рециркул я ции), получающим импульс по перепаду давлений между коллекторами пр я мой и обратной сетевой воды котлов. Регулятор подпитки обеспечивает поддержание заданного давления в обратном трубопроводе сетевой воды. Для обеспечения качественной деаэрации предусмотрены вакуумные деаэраторы, устойчивая работа которых поддерживается регуляторами уро в ня и давления. Для котлов предусмотрено регулирование процесса горения с пом о щью регуляторов разряжения воздуха и топлива. Стабилизация давления мазута у горелки котла осуществляется общ е котельным регулятором давления. Поддержание на выходе котла температуры 150 °С при сжигании в ы сокосернистого мазута позволяет избежать низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева. При сжигании природного газа поддерживается те м пература на входе в котел по режимной карте. Комплектом средств управления обеспечивается безопасность работы котла путем прекращения подачи топлива при: ■'a6 Отклонении давления газа (понижении давления мазута); ■'a6 Отклонении давления воды на выходе из котла; ■'a6 Уменьшении расхода воды через котел; ■'a6 Повышении температуры воды за котлом; ■'a6 Погасании факела в топке; ■'a6 Уменьшении тяги; ■'a6 Понижении давления воздуха; ■'a6 Аварийной остановке дымососа; ■'a6 Неисправности цепей или исчезновении напряжения в схеме авт о матики безопасности. Операции по пуску и останову котла происходят автоматически «от кнопки». Аварийный сигнал остановки котла вынесен на щит КИП. В котельных устанавливают показывающие приборы для измерения температуры воды в подающем и обратном коллекторах, температуры жи д кого топлива в общей напорной магистрали. В котельной должна быть предусмотрена регистрация следующих п а раметров: температуры воды в подающих трубопроводах тепловой сети и г о рячего водоснабжения, а также в каждом обратном трубопроводе; расхода воды, идущей на подпитку тепловой сети. ■'a6 Теплотехнический контроль включает в себя контроль за: ■'a6 Температурой воды после котла; ■'a6 Температурой воды перед котлом; ■'a6 Температурой дымовых газов за котлом; ■'a6 Давлением воды после котла; ■'a6 Давлением мазута после дутьевого вентилятора; ■'a6 Разряжением в топке. Деаэраторно-питательные установки оборудуют показывающими пр и борами для измерения: температуры воды в аккумуляторных и питательных баках или в соответствующих трубопроводах; давления питательной воды в каждой магистрали; уровня воды в аккумуляторных и питательных баках. Позиция Обозначение Наименование Кол-во Прим е чание 1 ТТЖУ 90 є №3-2 є-150-200 Термометр технический жидкостный 1 2 4 ТТЖП №4-2 є-150-163 Термометр технический жидкостный пр я мой 2 5а 5д ТСП-0879 Термопреобразователь сопротивления 2 5б, 5г, 5е, 36б Ш-79 Преобразователь измерительный 5 5ж А-543-263 Прибор аналоговый 1 6 ОБМ-1-100-25 Манометр 1 7 ОБМ-1-100-6 Манометр 1 8 ОБМ-1-100-1 Манометр 2 9а РМ модель 5320 Разделитель мембран 2 9б МТИ модель 1216 Манометр 2 12б, 39и, 27б РС 29.1.12 Прибор регулирующий 3 12а, 14а, 15а «Сапфир» 2дд-2401 Преобразователь измерительный колокол ь ный 3 12в, 27в, 39д, 39к У 29.3 Магнитный пускатель 4 39г PS 29.012 Прибор регулирующий 1 12г, 39л М 30250125-0,25р Механизм исполнительный 2 13, 16 ТНМП-52 Тягонапоромер мембранный 2 14б А 542-081 Прибор аналоговый 2 24б, 12е, 14в, 15б ИП-ПЗ Преобразователь нормирующий 4 34а ЭПКЗ/4-«ТО» Клапан электропневматический 1 34б ПКВ-200 Клапан отсечной 1 35а ЗСК-32 Клапан запорный соленоидный 1 36а ТСП-0879 Термопреобразователь 2 37а, 41а, 54б «Сапфир» 22ди-2150 Преобразователь измерений 3 37б А 542-075 Прибор аналоговый 1 38а, 38б ТГП-100эк Термометр электроконтактный 2 32в А 06 Блок размножения сигналов 1 39ж ДХ-200 Клапан регулирующий 1 39м 9с-4-2 Клапан регулирующий 1 40б ЭКМ-1У Манометр электроконтактный 1 42а ДКС 10-250 Диафрагма 1 42б СКМ-40-2-а Сосуд конденсационный 2 42г, 51в, 51д БИК-1 Блок извлечения корня 3 42д, 55г А 543-263 Прибор аналоговый 2 7. Технико-экономический расчет 7 .1 Постановка задачи При проектировании котельной необходимо решить, на каком топливе она будет работать. При работе на мазуте необходимо устанавливать допо л нительные котлы Е-1/9 для его подогрева перед подачей в топку. 7 .2 Расчет капитальных затрат Стоимость оборудования (по данным предприятия ЧТЭЦ-3): КВГМ-30 3 млн. руб.; Е-1/9 2 млн. руб.; Затраты на монтаж оборудования (по данным предприятия ЧТЭЦ-3): КВГМ-30 0,3 млн. руб.; Е-1/9 0,2 млн. руб.; Таблица 19 . Смета производственных и капитальных затрат при работе котельной на газе Наименование оборудования Кол-во Стоимость единицы, млн. руб. Общая стоимость, млн. руб. оборудование монтаж оборудование монтаж КВГМ-30 4 3 0,3 12 1,2 Итого: 13,2 Таблица 20 . Смета производственных и капитальных затрат при работе котельной на мазуте Наименование оборудования Кол-во Стоимость единицы, млн. руб. Общая стоимость, млн. руб. оборудование монтаж оборудование монтаж КВГМ-30 4 3 0,3 12 1,2 Е-1/9 4 2 0,2 8 0,8 Итого: 22 Транспортные расходы на доставку оборудования по тарифу на пер е возки принимаем 7000 руб. за тонну (по данным транспортной компании Уралтранссервис). При работе котельной на газе: U транс = 4Ч М КВГМ-30 Ч0,007 , где М квгм-30 = 32,4 тонны масса котла КВГМ-30 U транс = 4Ч32,4Ч0,007 = 0,9 млн. руб.; При работе котельной на мазуте: U транс = 4Ч М КВГМ-30 Ч0,007 + 4Ч М Е-1/9 Ч0,007, где М Е-1/9 = 3,34 тонны масса котла Е-1/9 U транс = 4Ч32,4Ч0,007 + 4Ч3,34Ч0,007 = 1 млн. руб. Заготовительно-складские затраты составляют 1,2% от стоимости об о рудования. При работе котельной на газе: U з.с. = 0,012Ч12 = 0,144 млн. руб.; При работе котельной на мазуте: U з.с. = 0,012Ч20 = 0,24 млн. руб. Затраты на комплектацию оборудования, тару и упаковки составляют 3,2% от стоимости оборудования. При работе котельной на газе: U т = 0,032Ч12 = 0,384 млн. руб.; При работе котельной на мазуте: U т = 0,032Ч20 = 0,64 млн. руб. Плановые накопления составляют 6% от затрат на монтаж. При работе котельной на газе: U пл = 0,06Ч1,2 = 0,072 млн. руб.; При работе котельной на мазуте: U пл = 0,06Ч2 = 0,12 млн. руб. 7 .3 Расчет основных текущих затрат Эксплуатация энергетического объекта требует ежегодных затрат, м а териальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов. В рассматриваемых вариантах необходимо определить затраты при работе котельной на газе и на мазуте. Необходимо рассчитать следующие статьи затрат: 1. Затраты на топливо: для природного газа цена за 1 м 3 составляет 1,3 руб. (по данным СК Теплостроймонтаж). Ц т = 30,15Ч10 6 Ч1,3 = 39,195 млн. руб./год; где В к = 30,15Ч10 6 м 3 /год годовой расход топлива. для мазута цена за 1 т составляет 1500 руб. (по данным СК Тепл о строймонтаж). Ц т = 30,15Ч10 3 Ч1500 = 45,2 млн. руб./год. 2. Затраты на электроэнергию: стоимость электроэнергии (при цене 1,76 руб./кВт ч, по данным пре д приятия ЧТЭЦ-3): Ц эл = 1,01Ч10 6 Ч1,76 = 1,77 млн. руб./год. 3. Затраты на воду: стоимость воды (при цене 1,13 млн. руб. за тыс. м 3 по данным предпр и ятия ЧТЭЦ-3): Ц св = 0,25Ч1,13 = 0,282 млн. руб./год; где G св = 0,25 тыс. м 3 /год годовой расход сырой воды. Сведем капитальные и текущие затраты двух вариантов в общую таблицу. Таблица 21 . Смета капитальных и текущих затрат Вид затрат Един. изм. Работа на газе Работа на мазуте Капитальные затраты млн. руб. 14,7 24 Текущие затраты млн.руб./год 41,2 47,25 Определим приведенные затраты для каждого из вариантов: При работе котельной на газе: З = U + Е норм Ч К = 41,2 + 0,125 Ч14,7 = 43,04 млн. руб.; При работе котельной на мазуте: З = U + Е норм Ч К = 47,25 + 0,125 Ч24 = 50,25 млн. руб. Из сравнения приведенных затрат при работе котельной двух разли ч ных видах топлива, можно сделать вывод, что работа котельной на приро д ном газе экономически более выгодна, чем работа котельной на мазуте. Экономическая эффективность принятых технических решений может быть определена таким показателем, как срок окупаемости. Для определения срока окупаемости времени, в течение которого возмещаются дополн и тельные капитальные вложения за счет экономии на издержках производства, используют формулу: года, где К = 14,7 млн. руб. капитальные затраты; U = U U = 47,25 41,2 = 6,05 млн. руб./год экономия текущих з а трат. 7 .4 SWOT анализ SWOT анализ является одной из методик анализа сильных и слабых сторон предприятия, его внешних благоприятных возможностей и угроз. Таблица 22 . SWOT анализ при работе котельной на мазуте: S : сильные стороны W : слабые стороны - четкое разделение труда; - простота осуществления контроля за орг а низацией и четкое разграничение ответственности персонала; - быстрая реакция на изменения, быстрое принятие управленческих решений; - наличие квалифицированного персонала; - меньший удельный расход топлива. - затраты на привод топливных насосов; - необходимость обогрева емкостей для хр а нения мазута; - большая цена на мазут; - транспортные издержки; - большее негативное воздействие на окр у жающую среду; - отсутствие заинтересованности руководства к поощрению персонала. О: внешние благоприятные факторы Т: внешние угрозы предприятию - возросшие потребности в тепле. - слабая платежеспособность потребителей; - переменное качество мазута; - при снижении руководством уровня ко н троля возможно разрушение системы. Таблица 23 . SWOT анализ при работе котельной на газе: S : сильные стороны W : слабые стороны - наличие квалифицированного персонала, имеющего опыт работы в данной сфере; - достаточно быстрая окупаемость проекта; - отсутствие транспортных затрат; - отсутствие затрат на привод топливных насосов; - экологичность. - затраты на прокладку трубопроводов; - значительно большая опасность утечки пр и родного газа и как следствие, возможность взрыва. О: внешние благоприятные факторы Т: внешние угрозы предприятию - возросшие потребности в тепле; - относительно дешевый газ; - увеличение доли добычи газа. - слабая платежеспособность потребителей тепла; - при снижении руководством уровня ко н троля возможно разрушение системы. Рассмотрев SWOT анализ котельной при работе на двух различных видах топлива мазуте и природном газе, можно сделать вывод: работа к о тельной на природном газе является более целесообразной по наличию бл а гоприятных возможностей, сильных и слабых сторон предприятия, опред е ляющих пути его развития. 7 .5 Поле сил изменений системы На схеме поля сил изменений системы представлено соотношений влияний движущих сил реализации целей и сдерживающих сил, этому пр е пятствующих. Данное поле характеризует организационную надежность с о стояния предприятия, устойчивость и направленность его развития. 7 .6 Построение пирамиды целеполагания и дерева целей Дерево целей представляет собой структурную модель, показывающую соподчиненность и связь целей подразделений в иерархии управления. Для его построения миссия предприятия (отопительная котельная) делится на проектные цели его подразделений, операционные цели исполнителей, с о ставленные по принципу SMART . Рис. 8 Дерево целей 7 .7 Организационная структура Для данного предприятия характера линейно-функциональная стру к тура, основными фактора для выбора которой являются: - высокое значение культуры власти; - применение стандартных технологий и отсутствие неопределе н ности ситуации; - низкая сложность проектной разработки. Достоинства линейно-функциональной структуры: - возможность привлечения специалистов и экспертов в отдельных областях, чтобы освободить менеджера от нагрузки, а также обеспечить б о лее глубокую подготовку стратегических решений. Недостатки: - тенденция к чрезмерной централизации; - остаются высокие требования к высокому руководству, прин и мающему решения; - недостаточно четкая ответственность начальник, готовящий распоряжение, не участвует в его реализации. 7 .8 Объемы производства продукции Таблица 24 . Исходные данные Величина Обозначение Единица и з мерения Значение Расчётный расход тепла на отопление Q' o МВт 70,2 Расчётный расход тепла на вентиляцию Q' в МВт 6,98 Расчётный расход тепла на ГВС для зимнего периода МВт 34,8 Суммарная расчётная тепловая нагрузка Q′ МВт 112 Расход сетевой воды G св тыс.м 3 /год 0,25 Расход топлива на 4 водогрейных котла В в м 3 /с 4,188 Расход подпиточной воды G под тыс.м 3 /год 0,133 Загрузка оборудования h р ч/год 8000 7 .9 Планирование на предприятии Планирование – это разработка и установление руководством предпр и ятия системы количественных и качественных показателей его развития, в которых определяются темпы, пропорции и тенденции развития данного предприятия. Система планов на предприятии предусматривает разработку трех в и дов планов: а ) Перспективное (стратегическое) планирование основывается на прогнозировании: долгосрочное (10-15 лет), среднесрочное (5 лет). б ) Текущее планирование разрабатывается в разрезе пятилетнего плана и уточняет его показатели: заводские, цеховые, бригадные. в ) Оперативно-производственное планирование уточняет задания текущего плана на более короткие отрезки времени (месяц, декада, смена, час) и по отдельным производственным подразделениям. В данной работе отражены такие разделы годового планирования, как: планирование по труду и заработной плате работников предприятия, а также себестоимости продукции. Таблица 25 . План-график Ганта по реализации целей 7 .10 Планирование труда и заработной платы Планирование использования рабочего времени Таблица 26 . Баланс рабочего времени одного среднесписочного раб о чего Наименование показателей Обозначение Определение План на 2006 год Дни Часы Календарный фонд времени F По кале н дарю 365 2920 Нерабочие дни Н 116 928 - праздничные Н п 11 88 - выходные Н в 105 840 Номинальный фонд рабочего времени F н F -Н 249 1992 Плановые целосменные невыходы: А А i 34 272 - основной и дополнительный отпуска А 1 - 24 192 - по болезни А 2 0,035 F н 9 72 - в связи с выполнением государственных обязанностей А 3 0,005 F н 1 8 Плановые внутрисменные потери П 0,005 F н 1 8 Эффективный фонд рабочего времени одного рабочего F эф F н -А-П 214 1712 Средняя продолжительность рабочего дня Р F эф ( F н -А) - 8 Коэффициент использования эффективного фонда рабочего времени К и F эф F н 0,86 Так как продолжительность рабочего дня на одного человека не должна превышать 8 часов, то, исходя из полученной средней продолжительности рабочего дня, принимаю трехсменный режим работы. Планирование численности рабочих 1) Эксплуатационный персонал Планирование численности эксплуатационного персонала производи т ся по ремонтосложности оборудования (таблица 5). Таблица 27 . Состав оборудования и его ремонтосложность Оборудование Количество, ед. Ремонтная сложность на одну единицу оборудов а ния Ремонтная сложность, у.е.р. Продолжительность периода между ремонтами, месяц Текущими F т i Средними F ci Котел водогрейный КВГМ 30 150 4 100 400 6 12 Дымосос 4 8 32 3 12 Вентилятор 4 8 32 3 12 Питательный насос 3 30 90 3 12 Сетевой насос 3 30 90 3 12 Трубопровод 200 м 1 200 200 3 12 Суммарная ремонтосложность у.е.р. Таблица 28 . Расчет численности эксплуатационного персонала Показатель Обозн. Единица измерения Расчет Величина Норма обслуживания теплохозяйства Н о у.е.р./чел - 150 Суммарная ремонтосложность оборудования R i у.е.р. R i 844 Число смен работы оборудования b - - 3 Численность эксплуатационного персонала в расчете на смену Ч э Чел. Явочный состав эксплуатационного персонала Чел. B Ч э 3·6 = 18 Списочный состав эксплуатационного персонала Чел. Ремонтный персонал F т i – продолжительность периода между текущими ремонтами F с i – продолжительность периода между средними ремонтами n с i , n т i – количество средних и текущих за длительность ремонтного цикла = 0,6 – коэффициент, зависящий от сменности работы К н = 1,15 – планируемый коэффициент перевыполнения по длительн о сти ремонта. Т ц – длительность ремонтного цикла. F г i – годовое время на текущий и средний ремонт i -ого однотипного оборудования в часах в год: Таблица 29 . Расчет времени на текущий и средний ремонт оборудования Оборудование n т i n ci Годовое время на ремонт, ч/год Котел водогрейный КВГМ 30 150 1 1 12 (1,2 1+7 1) 400/(0,6 36) = 1822 Дымосос 3 1 12 (1,2 3+7 1 ) 32/(0,6 36) = 188 Вентилятор 3 1 12 (1,2 3+7 1 ) 32/(0,6 36) = 188 Питательный насос 3 1 12 (1,2 3+7 1 ) 90/(0,6 36) = 530 Сетевой насос 3 1 12 (1,2 3+7 1 ) 90/(0,6 36) = 530 Трубопровод 200 м 3 1 12 (1,2 3+7 1 ) 200/(0,6 36) = 1778 F – суммарное годовое время на текущий и средний ремонт оборуд о вания в часах в год. Явочный состав ремонтного персонала: чел. Списочный состав ремонтного персонала чел. Планирование численности персонала управления Н м = 12 рабочих – норма управляемости для мастера; Н у = 4 мастера – норма управляемости для начальника участка; Н ц = 2 начальника участка – норма управляемости для начальника цеха; Н в = 2 – норма управляемости для руководителя; М = 19 – количество единиц теплооборудования С = 3 – сменность работы в теплохозяйстве. Списочный состав рабочего персонала: чел. Численность мастеров: чел. Численность начальников котельной 1 чел. Численность промышленно-производственного персонала: чел. Число уровней линейного руководства: Примем число уровней линейного руководства 2, тогда в данной к о тельной начальнику цеха и начальнику участка соответствует начальник к о тельной. Планирование фонда заработной платы рабочих В энергетике применяются несколько систем оплаты труда. Если для каждого работника легко можно установить и проконтрол и ровать объем выполняемой им работы или выработки продукции, то прим е няется сдельная система оплаты труда: в ремонтном хозяйстве, в строител ь ных предприятиях энергообъединений, почти во всех вспомогательных по д разделениях, где объемы производства известны или могут планироваться. В основном производстве, объемы которого не зависят от энергетиков, применяется повременная оплата. В данном случае для всех категорий работников применим простую повременную систему оплаты труда, основным элементом, которой являются тарифные ставки: - = 50 руб./час – для эксплуатационного персонала; - = 54 руб./час – для ремонтного персонала. Фонд оплаты по тарифу: Премиальные доплаты до часового фонда заработной платы (за безав а рийную работу, за экономию топлива и т.д.). Данные доплаты учитываются только для эксплуатационного персонала. Оплата праздничных дней: где = 1,5% – для ремонтного персонала; = 0,9% – для эксплуатационного персонала. Доплаты за работу в ночное время принимаются только для эксплуат а ционных рабочих в размере 6,75% от оплаты по тарифу. Часовой фонд: Оплата за работу в праздничные дни производится в двойном размере, поэтому сумма доплат до дневного фонда в этой части соответствует оплате за праздничные дни, рассчитанной в часовом фонде: Дневной фонд: Доплаты до годового фонда определяются в процентах к дневному фонду. Фонд тарифной оплаты исчисляется по отношению к фактическому числу рабочих дней в году. Необходимо пересчитать процент невыходов на работу в связи с отпусками и выполнением государственных и общественных обязанностей по отношению к фактическому числу рабочих дней. С учетом этого, процент доплат за отпуска: Процент доплат за выполнение государственных и общественных об я занностей: Годовой фонд: Средняя заработная плата: Таблица 30 . Планирование заработной платы рабочих теплохозяйства Показатели Обозначение Заработная плата, тыс. руб. Эксплуатационных раб о чих Ремонтных рабочих Фонд оплаты по тарифу за год: Ф Т 0,05 1992 18 = 1792,8 0,054 1992 7 = 753 Доплаты до часового фонда: 585,3 11,3 премиальные Д прем 0,25 1792,8 = 448,2 – оплата праздничных дней О пр 0,009 1792,8 = 16,1 0,015 753 = 11,3 за работу в ночное время Д ноч 0,0675 1792,8 = 121 – Итого часовой фонд Ф ч 1792,8+585,3 = 2378,1 753+11,3 = 764,3 Доплаты до дневного фонда: за работу в праздничные дни Д пр 0,009 1792,8 = 16,1 0,015 753 = 11,3 Итого дневной фонд Ф дн 2378,1+16,1 = 2394,2 764,3+11,3 = 775,6 Доплаты до годового фонда: 326,5 105,8 оплата отпусков Д отп 0,131 2394,2 = 313,6 0,131 775,6 = 101,6 за выполнение государственных и общественных обязанностей Д обяз 0,0054 2394,2 = 12,9 0,0054 775,6 = 4,2 Всего годовой фонд заработной платы рабочих Ф год 2394,2+326,5 = 2720,7 775,6+105,8 = 881,4 Средняя заработная плата за год З ср Планирование фонда заработной платы персонала управления Для расчета заработной платы персонала управления необходимо с о ставить штатное расписание. Таблица 31 . Годовой фонд заработной платы персонала управления Должность Количество человек Оклад, руб. Годовая сумма зарплаты, тыс. руб. Начальник котельной 1 30000 360 Мастер 3 15000 180 Годовой фонд зарплаты персонала управления: тыс.руб. Планирование производительности труда Производительность труда рассчитывается как отношение объема р а бот в условных единицах ремонтосложности к списочному составу ремон т ного персонала: Организационная структура предприятия. Рис. 9 Организационная структура предприятия 7 .11 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание • Годовые затраты на топливо где Ц т = 1300 руб./1000м 3 – цена топлива. • Годовые затраты на воду где Ц в = 1,13 руб./м 3 – цена на воду. • Отчисления на социальные нужды определяются величиной Единого социального налога в размере 26% от фонда оплаты труда • Затраты на содержание оборудования в части материалов и запчастей для ремонта составляют 1% от стоимости оборудования: • Амортизация оборудования где Н а = 10% – норма амортизации; – общая стоимость оборудования. • Затраты на содержание и текущий ремонт сооружений • Прочие производственные расходы • Себестоимость производимой теплоты Таблица 32 . Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание. № Наименование затрат Единица измерения Величина 1 Топливо 39,195 2 Сырая и питьевая вода 0,282 3 Основная и дополнительная заработная плата эк с плуатационного персонала 2720,7 4 Отчисления на социальные нужды 0,26 2720,7 = 707,4 5 Содержание оборудования в части материалов и запчастей для ремонта 0,01 12000 = 120 6 Амортизация оборудования 0,08 12000 = 960 7 Основная и дополнительная заработная плата р е монтного персонала 881,4 8 Отчисления на социальные нужды 0,26 881,4 = 229 9 Заработная плата персонала управления котельной 540 10 Социальные отчисления 0,26 540 = 140,4 11 Содержание и текущий ремонт сооружений 0,25 12000 = 3000 12 Прочие производственные расходы 0,1 (2720,7+881,4+540) = = 414,2 13 Итого производственных затрат 49190 14 Полезно используемая тепловая энергия 297350 15 Производственная себестоимость товарной проду к ции 49190 1000 297350 = 165,4 .12 Планирование сметы текущих затрат на энергетическое обсл у живание Состав экономических элементов затрат, входящих в смету, постоянен. Они включают в себя однородные по характеру расходы на энергетическое обслуживание независимо от их цели и места образования (таблица 11). Таблица 33 . Смета текущих затрат на теплоэнергетическое обслуживание Наименование затрат Процент к итогу Вспомогательные материалы (1,25% от стоимости оборуд о вания) 150 6,4 Затраты на топливо и воду 39477 81 Амортизация основных фондов (10% от стоимости оборуд о вания) 1200 0,5 Заработная плата промышленно-производственного персон а ла 4142,1 8,3 Отчисления на социальные нужды 1076,8 2,1 Прочие расходы (20% от заработной платы промышленно-производственного персонала) 828,4 1,7 ИТОГО 46874,3 100 Погрешность расчета по статьям сметы и калькуляции: % Полученная погрешность не превышает допустимую, следовательно, расчет произведен с достаточной степенью точности. 7 .13 Основные экономические показатели Таблица 34 . Основные экономические показатели Наименование Величина Полная сметная стоимость оборудования, млн. руб. 13,2 Общая численность персонала: 33 § эксплуатационный персонал 21 § ремонтный персонал 8 § персонал управления 4 Общий годовой фонд заработной платы, млн. руб./год § эксплуатационный персонал 2,7207 § ремонтный персонал 0,8814 § персонал управления 0,54 Себестоимость тепловой энергии , руб./Гкал 165,4 Срок окупаемости проекта, год 2,4 8. Безопасность жизнедеятельности Безопасность жизнедеятельности – система знаний, обеспечивающая безопасность обитания человека в производственной и непроизводственной среде, и развитие деятельности по обеспечению безопасности в перспективе с учётом антропогенного влияния на среду обитания. Цель БЖД: ─'2d Достижение безаварийной ситуации и готовности к стихийным бедствиям и другим проявлениям природной среды; ─'2d Предупреждение травматизма; ─'2d Сохранение здоровья; ─'2d Сохранение работоспособности; ─'2d Сохранение качества полезного труда. 8.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов. В дипломном проекте рассматривается котельная, в которой устано в лено 3 котла типа КВ ГМ – 30 150 с экономайзерами типа ЭП – 1062, об о рудованных автоматикой безопасности типа – схема защиты и розжига, то п ливом является природный газ. За работой и обслуживанием котельных агр е гатов, насосным оборудованием, трубопроводами пара и горячей воды смо т рят операторы котельной. На оператора котельной в процессе работы действуют опасные и вре д ные факторы. В соответствии с ГОСТ 12.0.002 – 80. " ССБТ. Опасные и вредные пр о изводственные факторы ". Опасный производственный фактор – фактор среды и трудового пр о цесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапно ре з кого ухудшения здоровья, смерти. Вредный производственный фактор – фактор среды трудового проце с са, воздействие которого на работающего при определенных условиях может вызвать профессиональное заболевание, снижение работоспособности. В помещении, где установлены котельные агрегаты и вспомогательное оборудование, вредными производственными факторами для оператора к о тельной установки, являются: а) физические факторы: - тепловое излучение (нагретые поверхности котельных агрегатов, тр у бопроводов пара и горячей воды); - повышенная температура воздуха рабочей зоны; - пониженная влажность воздуха (менее 40 %); - повышенный уровень шума (резкие перепады давления в трубопров о де, работа предохранительных клапанов, пробивание прокладок фланцевых соединений, движение газов в трубах с большой скоростью аэродинамич е ские шумы); - общая вибрация (при работе котельных агрегатов, при движении г а зов в трубах с большой скоростью); - недостаточное освещение (естественное вследствие затененности оборудования, конструкций, искусственное вследствие плохой работы осветительных приборов). б) биологические факторы отсутствуют. в) химические факторы: - окислы азотов; - окись углерода. г) психофизиологические: - тяжесть трудового процесса (физическая динамическая нагрузка, ст а тическая нагрузка); - напряженность трудового процесса (эмоциональные нагрузки, инте л лектуальные нагрузки, монотонность нагрузок, сменность работы). д) травмоопасные: - оборудование, работающее под давлением (котельные агрегаты, тр у бопроводы пара); - высокая температура оборудования (трубопроводы пара и горячей в о ды) 8. 2 Влияние выявленных опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) на организм человека. Совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда, называются условиями труда. Микроклимат Работы ведутся в производственном помещении с выделением тепла. Микроклимат определяется действующими на организм человека с о четаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплого облучения. Если сочетание этих параметров не является оптимальными для организма человека, может быть нарушено функциональное и тепловое с о стояние человека, причем это будет сопровождаться напряжением реакции терморегуляции, ухудшением самочувствия. Действующими нормативными документами, регламентирующими метеорологические условия, являются: СанПин 2.2.4.548 – 96 " Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений ". ГОСТ 12.1.005 – 88 ССБТ " Общие санитарно гигиенические требов а ния к воздуху рабочей зоны ". Работа оператора котельной установки попадает под характеристики, изложен ные в таблице. Период года Категория работ Оптимальная температура є С Допустимая температура є С Оптимальная влажность % Допустимая влажность % Скорость движения воздуха оптимальная м/с Скорость движения воздуха допустимая м/с Холодный Легкая 1Б 21 23 20 24 40 60 15 75 0,1 ≤ 0,2 Теплый Легкая 1Б 22 24 21 28 40 60 15 75 0,2 0,1 0,3 Неблагоприятное освещение Возникает вследствие плохой работы осветительных приборов и зат е ненностью оборудования, конструкций. В дипломном проекте предусматривается обеспечить достаточным дневным светом помещения котельной, а в ночное время искусственным освещением. Места, которые по технологическим причинам не обеспечив а ются дневным светом, предусмотрено обеспечить электрическим светом. Помимо рабочего освещения в котельной предусматривается авари й ное освещение от источников питания, независимых от общей освещенности котельной. Подлежат обязательному оборудованию аварийным освещением следующие места: - фронт котлов, а также проходы между котлами, сзади котлов и над котлами; - тепловые щиты и пульты управления; - водоуказательные и измерительные приборы; - вентиляционная площадка; - помещения для баков и деаэраторов; - площадки и лестницы котлов; - насосные помещения. Недостаточное освещение в помещении котельной может привести к повышению травматизма ремонтного и эксплуатационного персонала, а в помещении щитовой – к ухудшению остроты зрения, нервному напряжению. Действующим нормативным документом является: СНиП 23-05-95* "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования". Помещение цеха согласно СНиП 23-05-95* должно быть освещено т а ким образом, чтобы обеспечить качественный монтаж котла, а при эксплу а тации, возможность правильной работы. Разряды зрительной работы III в, IV а и VIII а, характеристики указаны в таблице: Характеристика зрительной работы Наименьший или эквив а лентный ра з мер объекта различения, мм Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Искусственное освещение Естественное освещ е ние Совмещенное осв е щение Освещенность, лк Сочетание нормируемых величин пок а зателя осле п ленности и коэффициента пульсации КЕО, е н , % При системе ко м бинированного освещения При с и стеме общего освещения Всего В том числе от общего Р К п , % При верхнем или ко м бинированном освещении При бок о вом освщеении При верхнем или ко м бинированном освещении При бок о вом осв е щении Высокой точности от 0,3 до 0,5 III в малый средний большой светлый средний темный 750 600 200 200 300 200 40 20 15 15 нет нет 3 1,2 Средней точности св. 0,5 до 1,0 IV а малый темный 750 200 300 40 20 4 1,5 2,4 0,9 Общее наблюд е ние за ходом пр о изводственного процесса VIII а нет нет 200 40 20 3 1 1,8 0,6 Повышенный уровень шума на рабочем месте Для теплоэнергетического оборудования характерны механические, аэродинамические и гидродинамические шумы – неупорядочное распростр а нение звуков разной интенсивности и чистоты, оказывающих неблагоприя т ное воздействие на организм человека. В котельной значительный шум в ы зывает аэродинамические причины, к ним относиться: - резкие перепады давления в трубопроводе; - работа предохранительных клапанов; - пробивание прокладок фланцевых соединений; - движение газов в трубах с большой скоростью. Повышенный уровень производственного шума на рабочем месте ока зывает вредное воздействие на организм человека: снижается острота слуха, зрения, нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы. Сильный производственный шум может быть причиной функциональных изме нений нервной, кровеносной, а также пищеварительной систем организма человека. Действующими нормативными документами являются: ГОСТ 12.1.003 – 83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности". СН 3223 – 85 "Санитарные нормы уровней шума на рабочих местах". Уровень шума в производственных помещениях не должен превышать 80 дБА. В котельной, с целью снижения уровня шума, проводят следующие м е роприятия: - улучшение режима эксплуатации оборудования; - центровка и балансировка механизмов; - наложение шумовой изоляции (шумозащитные кожухи). Помимо мер технологического и технического характера, широко пр и меняются средства индивидуальной защиты – антифоны, выполненные в в и де наушников, заглушек – вкладышей и шлемов. Вибрация Представляет собой механическое колебательное движение, просте й шим видом которого является гармоническое колебание. На оператора котельной в производственных условиях действует о б щая вибрация 3 А категории (на постоянных рабочих местах производстве н ных помещений предприятий). Длительное воздействие вибрации при водит к различным нарушениям здоровья человека и, в конечном счете, к "вибрационной болезни". Общая вибрация оказывает неблагоприятное воз действие на нервную систему, наступают изменения в сердечно-сосудистой системе, вестибулярном апп а рате, нарушается обмен веществ. Действующим нормативным документом является: ГОСТ 12.1.012 – 96 "Вибрационная безопасность. Общие требования". Величина вибраций на рабочем месте оператора соответствует гиги е ническим нормам вибраций, воздействующим на организм человека ГОСТ 12.1012– 96. Нормативные значения технологической вибрации на постоянных р а бочих местах производственных помещений предприятия (категория 3 А) указаны в таблице: Среднегеометрическая частота (корректир о ванный уровень) Весовой коэффициент Нормативные значения уровня виброскорости, дБ z 2 16 108 z 4 7 99 z 8 1 93 z 16 0 92 z 31 , 5 0 92 z 63 0 92 Корректированный уровень (ось z ) 92 Для устранения вибрации котлы смонтированы на самостоятельных фундаментах, виброизолированных от пола. Все трубопроводы проходят на достаточном расстоянии от стен и соседних трубопроводов. В качестве индивидуальных средств защиты от вибрации применяются гасящие вибрацию рукавицы и специальная обувь. Тепловое излучение Котельные агрегаты, трубопроводы пара и горячей воды являются и с точником избыточного теплового излучения. Действующими нормативными документами являются: ГОСТ 12.1.005 – 88 "ССБТ. Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". СанНиП 2.2.4.548 – 96 " Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений ". Допустимые величины интенсивности теплового облучения работа ю щих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до те м ного свечения, должны соответствовать значениям, приведенным в таблице. Облучаемая поверхность тела, % Интенсивность теплового облучения, Вт/м 2 , не более 50 и более 35 25…50 70 Не более 25 100 К коллективным средствам защиты относится: - теплоизоляция горячих поверхностей; - экранирование источников излучения или рабочих мест; - общеобменная вентиляция или кондиционирование. Средства индивидуальной защиты применяют в целях исключения или снижения воздействия лучистой энергии на организм человека. К ним отн о сятся: изолирующие костюмы, специальная одежда и обувь, средства защиты для головы, лица, глаз и рук. Химический фактор. Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом ч е ловека может вызвать травмы, профессиональные заболевания или другие отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколения. Наиболее распространенные заболевания, связанные с воздействием вредных веществ на организм: гиперсенсибилитивная пневмония, влажная лихорадка, астма, риниты, дермиты, а также инфекции: обычная простуда, грипп, болезни химического или физического происхождения. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно пр е вышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Значения ПДК вредных веществ приведены в таблице. Наименование вещества ПДК (ГОСТ 12.1.005-88*), мг/м 3 Класс опасности по ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны Окислы азоты (в пересчете на NO 2 ) 5 3 Окись углерода 20 4 Действующим нормативным документом является: ГОСТ 12.1.007 – 76* "ССБТ. Вредные вещества. Классификация и о б щие требования безопасности". 8.3 Безопасность технологических процессов. Травмоопасность При работе машиниста котла напряженность труда вызвана моното н ностью нагрузок. Согласно документу ПБ 10 – 577 – 03 "Правила устройства и безопа с ной эксплуатации паровых и водогрейных котлов". Котлы относятся к оборудованию, работающему под давлением. Механическая прочность оборудования обеспечивается предварител ь ными испытаниями на прочность, путем проверки качества сварных швов, гидравлических испытаний. При работе котла возможно коррозионное разрушение элементов ко т ла. Коррозионная стойкость оборудования обеспечивается увеличением ко р розионной стойкости конструктивного материала, путем нанесения соотве т ствующего покрытия и удаления кислорода из воды. Для этого ее подвергают деаэрации. Надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов зависит от качества питательной воды. Основной задачей водоподготовки является борьба с коррозией и накипью. Для этого применяют следующие меры: - деаэрация рабочей воды с целью снижения кислородной коррозии; - подогрев теплоносителя для снижения низкотемпературной коррозии. Все трубопроводы имеют в верхних точках воздушники, а в нижних точках и застойных зонах – дренажные устройства, соединенные непосре д ственно с атмосферой. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала котельной предусмотрены следующие защитные устройства: - манометр, показывающий давление горячей воды; - воздушно - указательные приборы для наблюдения за уровнем воды; - водозапорный вентиль для регулирования расхода воды на котел; - спускные и продувочные вентили; - воздушные клапана для удаления воздуха из котла; - манометр, показывающий давление перегретого пара; - предохранительные клапана для автоматического выпуска избыто ч ной воды из котлов. Трубопроводы пара и горячей воды являются опасными вследствие в ы сокой температуры на поверхности трубопроводов и могут послужить исто ч никами ожогов на теле работников. Для предотвращения ожогов рабочие должны работать в выданной спецодежде (куртка, брюки) и обуви (рабочие ботинки) и пользоваться установленными средствами индивидуальной з а щиты (рукавицы комбинированные). Обслуживающему персоналу необх о димо избегать длительного нахождения в местах стыков фланцевых соедин е ний трубопроводов, находящихся под давлением, около гляделок, в местах, где возможно присутствие газов, около предохранительных клапанов, вод о указательных стёкол и т. д. Трубопроводы окрашены в соответствии с ГОСТ 12.4.026 – 2001. "ССБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности". 1) Воздух – синий 2) Вода – зеленый Отключающие, аварийные, открытые токоведущие части оборудования обозначены красным цветом. Помещение котельной, согласно СНиП 23-05-95* ”Естественное и и с кусственное освещение” должно быть освещено таким образом, чтобы гара н тировать возможность правильного и безопасного обслуживания котлов. В здании котельной предусмотрено совместное освещение. Естестве н ное боковое освещение обеспечивается за счет оконных проемов. Кроме рабочего освещения предусмотрено аварийное освещение зон работ от самостоятельного источника питания электроэнергии, независимое от общей электроосветительной сети котельной, которое должно обеспечить работу котельной в случаях перебоев с электроэнергией. В котельной предусмотрена защита оборудования, сигнализация, авт о матическое регулирование и контроль параметров при эксплуатации. Котёл должен быть немедленно остановлен и отключен действием з а щит или персоналом вручную при отказе в работе защитных средств в сл е дующих случаях: - повышение давление в барабане котла; - прекращения действия всех питательных насосов; - обнаружения неисправности предохранительного клапана; - отклонение уровня воды в барабане выше допустимого уровня или понижения его ниже нижнего допустимого уровня; - если в основных элементах котла будут обнаружены трещины, вып у чены, пропуски в их сварных швах, обрыв анкерного болта или связи. Электробезопасность Электробезопасность – это система организационных, технических м е роприятий, а также средств защиты от поражений человека электрическим током. Организационные мероприятия включают в себя выбор рациональных режимов работы персонала по обслуживанию электроустановок, ограничение мест и времени пребывания персонала в зоне воздействия электрического тока. Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока проя в ляется в виде электротравм и профзаболеваний. Основными потребителями электроэнергии являются электродвигатели дымососов, вентиляторов. Действующими нормативными документами являются: ГОСТ 12.1.019 – 79 "Электробезопасность. Общие требования". ГОСТ 12.1.038 – 82"Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновений и токов". Напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека, не должны превышать значения, указанные в таблицах. Напряжение прикосновения и токи при нормальных режимах работы электроустановок. Род тока Напряжение Сила тока 50 Гц переменный Не более 2В Не более 0,3 мА Напряжение прикосновения и токи при аварийных режимах работы электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц. Продолжительность воздействия, сек Нормируемая величина Напряжение, В Сила тока, мА 0,01– 0,08 220 220 0,1 200 200 0,2 100 100 0,3 70 70 0,4 55 55 0,5 50 50 0,6 40 40 0,7 35 35 0,8 30 30 0,9 27 27 Для предотвращения поражения электрическим током при прикоснов е нии к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, следует использовать з а щитное заземление. В качестве индивидуальных средств защиты от электрического тока применяются экранирующие комплекты (костюмы, перчатки, обувь), ковр и ки, подставки, контактные выводы и перемычки, проводники с зажимами и т.д. К коллективным методам защиты относятся плакаты, ограждения и знаки безопасности. Производственно – отопительная котельная относится к третьему классу помещения по электроопасности, т.е. это помещение без повышенной опасности. Пожаровзрывоопасность Так как технологический процесс связан со сжиганием топлива, то возможный источник пожара в котельной – это утечка топлива из газопров о да и образование взрывоопасной газовоздушной смеси. Действующим нормативным документом является: Согласно ГОСТ 12.1.004. 91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования", проектируемая котельная по пожарной безопасности относится к категории " Г ", по огнестойкости строительных конструкций степень огн е стойкости здания котельной ІІ, класса В – 1А. Категория "Г" означает негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых с о провождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, горючие газы и жидкости, которые сжигаются в качестве топлива. Класс В – 1А – зоны, ра с положенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взр ы воопасные смеси горючих газов или паров легко воспламеняющихся жидк о стей с воздухом не образуется, а образование таких смесей возможно только в результате аварий и неисправностей. Источниками пожара могут быть утечка и скопление газа в котельной; неисправности электрооборудования, осветительных приборов; выход из строя приборов автоматики. При наруш е нии целостности газопроводов уходящих газов, или при разрушении обши в ки и обмуровки котла, уходящие газы, имеющие высо кую температуру, м о гут послужить причиной пожара Для предупреждения образования взрывоопасных газовоздушных см е сей большое значение имеет контроль воздушной среды производственного помещения. Наиболее прогрессивен контроль воздушной среды произво д ственных помещений автоматическими сигнализаторами до взрывных ко н центраций. При включении предупредительной сигнализации и аварийной вентиляции предусматривается автоматическое или ручное отключение всего или части технологического оборудования. Для борьбы с пожаром котельная оборудована противопожарным и н вентарем по существующим нормам противопожарной охраны. В состав этого инвентаря входят: - пенные химические огнетушители; - порошковые огнетушители; - гидранты; - ящики с песком; - лопаты; - ведра. Весь инвентарь расположен в доступном месте на входе в котельную. Для быстрого вызова пожарной службы в котельной установленные и з вещатели и телефон. Заключение В дипломном проекте был предложен проект котельной с установкой четырех водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150. Был произведен расчет тепловых нагрузок, тепловой схемы котельной и тепловой расчет котла. В разделе экологии были рассмотрены вопросы защиты окружающей среды и выполнен расчет дымовой трубы. В разделе экономики был произведен технико-экономический расчет работы котельной на природном газе. Также в дипломном проекте были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности обслуживающего персонала и приведено краткое опис а ние схемы автоматики. Литература 1. С.Л. Ривкин А.А. Александров. Термодинамические свойств воды и водяного пара. Справочник. М., «Энергоатомиздат», 1984, 80с 2. Е.Я. Соколов. Теплофикация и тепловые сети. М., МЭИ, 1999, 472с 3. Е.Ф. Бузинков К.Ф. Роддатис Э.Я. Берзиныш. Производстве н ные и отопительные котельные. М., «Энергоатомиздат», 1984,248с 4. К.Ф. Роддатис Я.В. Соколовский. Справочник по котельным уст а новкам. М., Энергия, 1975, 368с 5. В.И. Частухин. Тепловой расчет промышленных парогенерат о ров. Киев, 1980,184с 6. В.В. Кириллов. Источники и системы теплоснабжения промышле н ных предприятий. Конспект лекций. Челябинск, ЮурГУ ,2003,129с 7. Н.Б. Либерман М.Т. Нянковская. Справочник по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения. М., Энергия, 1979,224с 8. Ю.П. Соловьев. Проектирование теплоснабжающих установок для промышленных предприятий. М., Энергия, 1978,192с 9. В.А. Гаджиев А.А. Воронина. Охрана труда в теплосиловом хозя й стве промышленных предприятий. М.. Энергия, 1980,323с 10. Справочник по технике безопасности в энергетике (под редакцией Г.А. Долина) М., Энергия, 1982,256с 11 .Методические указания по экономич е ской части дипломного проекта (составитель А.А. Алабугин; под ред. Н.И. Цыбакина), Челябинск,ЧПИ, 1983,21 с 12. Организация, планирование и управление энергетическим хозяйством промышленного предприятия. Методические указания к курсовой работе. Челябинск, ЧПИ, 1987,24с 13. И.Манюк В.И. Я.И. Каплинский. Наладка и эксплуатация водоводяных тепловых сетей. 14. Л.А. Рихтер Э.П. Волков В.Н. Покровский. Охрана труда водного и во з душного бассейна от выбросов ТЭЦ - М.,»Энергоатомиздат», 1981, 296с 15. А.Н. Бабин. Топливо и основы теории горения: Методические указания к выполнению домашнего задания. Челябинск, ЧПИ, 1988, 34с 16. П.А. Долин. Справочник по технике безопасности. М., «Энергоатоми з дат», 1984,796с