Файл: ВосточноСибирский государственный университет технологий и управления.pdf
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 236
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Перечислим основные измеряемые величины и точки замера в отопительных котельных установках
1) по тракту топливоподачи - в котельных, работающих на жидком и газообразном топливе, устанавливают объемные или скоростные расходомеры
2) по тракту питания котла водой - измеряют расход воды на котельную в целом, а также давление ее на отдельных участках трубопроводов. Обычно используют показывающие приборы
3) по паровому тракту - измеряют давление в паровом котле и перед потребителями пара в самой котельной - пароводонагревателями. Измеряют и записывают расход пара, подаваемого потребителям
4) по водоподготовке - регистрируют расход воды, идущей на химическую очистку и после нее, измеряют ее температуру (ртутными термометрами) и давление в различных точках тракта
5) по пароводоподогревательной установке - в основном измеряют расход воды и пара, температуру воды дои после установки, а также давление в трактах воды и пара. Регистрируют лишь расход воды и температуру после установки На рисунке 7 представлена функциональная структурная схема подсистемы автоматизации контура регулирования температуры котельной установки. Рисунок 7 Функциональная структурная схема работы котельной Под первичными преобразователями подразумеваются термопреобразователи сопротивления, термоэлектрические преобразователи, датчик расхода воздуха и др, которые передают измерительную информацию о температуре дымовых газов, температуре розжига котла, температуре кипящего слоя, температуре воды дои за контуром охлаждения, расходе воздуха на вторичные приборы и блок логического управления. Вторичные приборы устанавливаются на щите управления и позволяют контролировать и регистрировать следующие параметры
1) по тракту топливоподачи - в котельных, работающих на жидком и газообразном топливе, устанавливают объемные или скоростные расходомеры
2) по тракту питания котла водой - измеряют расход воды на котельную в целом, а также давление ее на отдельных участках трубопроводов. Обычно используют показывающие приборы
3) по паровому тракту - измеряют давление в паровом котле и перед потребителями пара в самой котельной - пароводонагревателями. Измеряют и записывают расход пара, подаваемого потребителям
4) по водоподготовке - регистрируют расход воды, идущей на химическую очистку и после нее, измеряют ее температуру (ртутными термометрами) и давление в различных точках тракта
5) по пароводоподогревательной установке - в основном измеряют расход воды и пара, температуру воды дои после установки, а также давление в трактах воды и пара. Регистрируют лишь расход воды и температуру после установки На рисунке 7 представлена функциональная структурная схема подсистемы автоматизации контура регулирования температуры котельной установки. Рисунок 7 Функциональная структурная схема работы котельной Под первичными преобразователями подразумеваются термопреобразователи сопротивления, термоэлектрические преобразователи, датчик расхода воздуха и др, которые передают измерительную информацию о температуре дымовых газов, температуре розжига котла, температуре кипящего слоя, температуре воды дои за контуром охлаждения, расходе воздуха на вторичные приборы и блок логического управления. Вторичные приборы устанавливаются на щите управления и позволяют контролировать и регистрировать следующие параметры
- показание непрерывных измерений температуры кипящего слоя
- показание непрерывных измерений температуры розжига котла
- показание непрерывных измерений и сигнализация критических значений температуры перед входом в тепловую сеть
- многоканальная регистрация температуры кипящего слоя
- многоканальная регистрация температуры дымовых газов
- показание непрерывных измерений и многоканальная регистрация температуры воды дои за контуром охлаждения. Блок логического управления получает сигналы от первичных преобразователей и осуществляет управление исполнительными механизмами по заранее заданному алгоритму. Исполнительные механизмы, получив сигналы с блока логического управления, регулируют подачу топлива в топку котла, либо уменьшают или увеличивают количество воздуха, требуемого для горения топлива. Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены наследующие две группы
- котлы с естественной циркуляцией
- котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси. В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу. В современных паровых котлах организуется факельное сжигание топлива в камерной топке, представляющей собой призматическую вертикальную шахту. Факельный способ сжигания характеризуется непрерывным движением топлива вместе с воздухом и продуктами сгорания в топочной камере. Топливо и необходимый для его сжигания воздух вводятся в топку котла через специальные устройства - горелки. Топка в верхней части соединяется с призматической вертикальной шахтой (иногда с двумя, называемой по основному виду проходящего теплообмена конвективной шахтой. В топке, горизонтальном газоходе и конвективной шахте находятся поверхности нагрева, выполняемые в виде системы труб, в которых движется рабочая среда. В зависимости от преимущественного способа передачи тепла к поверхностям нагрева их можно подразделить наследующие виды радиационные, радиационно-конвективные, конвективные.
В топочной камере по всему периметру и по всей высоте стен обычно расположены трубные плоские системы - топочные экраны, являющиеся радиационными поверхностями нагрева. На рисунке 8 представлена схема парового котла.
1 - топочная камера (топка 2 - горизонтальный газоход 3 - конвективная шахта 4 - топочные экраны 5 - потолочные экраны 6 - спускные трубы 7 - барабан 8 - радиационно- конвективный пароперегреватель; 9 - конвективный пароперегреватель; 10 - водяной экономайзер; 11 - воздухоподогреватель; 12 - дутьевой вентилятор 13 - нижние коллекторы экранов 14 - шлаковый комод 15 - холодная коронка 16 - горелки. Рисунок 8 Схема паровогокотла Золоуловители ЗУ Золоуловители - это технические устройства горизонтального циклического действия. Их основным назначением является сухая инерционная очистка газовых потоков, выделяемых водонагревающими котлами, от золовой пыли, с максимальным температурным режимом С. Заводская комплектация состоит из корпусного короба золоуловителя и бункера - накопителя. Сами же золоуловители зу выглядят как корпуса с изогнутыми стенками,
1 - топочная камера (топка 2 - горизонтальный газоход 3 - конвективная шахта 4 - топочные экраны 5 - потолочные экраны 6 - спускные трубы 7 - барабан 8 - радиационно- конвективный пароперегреватель; 9 - конвективный пароперегреватель; 10 - водяной экономайзер; 11 - воздухоподогреватель; 12 - дутьевой вентилятор 13 - нижние коллекторы экранов 14 - шлаковый комод 15 - холодная коронка 16 - горелки. Рисунок 8 Схема паровогокотла Золоуловители ЗУ Золоуловители - это технические устройства горизонтального циклического действия. Их основным назначением является сухая инерционная очистка газовых потоков, выделяемых водонагревающими котлами, от золовой пыли, с максимальным температурным режимом С. Заводская комплектация состоит из корпусного короба золоуловителя и бункера - накопителя. Сами же золоуловители зу выглядят как корпуса с изогнутыми стенками,
непосредственно присоединяющимися к котлам фланцем прямоугольного сечения, и выходным отверстием сбоку, предназначенным для непосредственного отвода очищенных потоков газа. Все соединения абсолютно герметичные и оснащены специальным уплотнением, выполненным из шнурового или картонного асбеста. На рисунке 9 представлена схема золоуловителя наименования ЗУ 1-2. Рисунок 9 Схема золоуловителя наименования ЗУ 1-2 Самоочищение проходит довольно просто через одно отверстие поступает газовый потоки проходит весь корпус аппарата. В итоге действует гравитация и из выхлопного потока через шибер, абсорбируется пыль золы, накапливается в бункере. А чистый поток газа отводится при помощи выходного отверстия корпуса. Золоуловители делятся на виды
- скрубберы
- тканевые фильтры
- электрофильтры
- жалюзийные
- циклоны. Все типы золоуловителей ЗУ применимы для удаления золовой пыли, выделяющейся после котлов для подогрева воды. Ставят такие аппараты непосредственно в зданиях котельной, и возле их корпуса, при оптимальной температуре климата от -С до +45 С. Золоуловители
- скрубберы
- тканевые фильтры
- электрофильтры
- жалюзийные
- циклоны. Все типы золоуловителей ЗУ применимы для удаления золовой пыли, выделяющейся после котлов для подогрева воды. Ставят такие аппараты непосредственно в зданиях котельной, и возле их корпуса, при оптимальной температуре климата от -С до +45 С. Золоуловители
могут обслуживать наряду с одним котлом, еще несколько котлов. В таблице 4 представлены технические характеристики золоуловителей. Таблица 4 Технические характеристики золоуловителей Наименование Масса, кг Производительность, м³/ч Рабочий объем бункерам
ЗУ 1-1 180 3 375 0,04
ЗУ 1-2 240 6 750 0,15
ЗУ 2-1 130 1 200 0,06
ЗУ 2-2 130 1 200 0,06
ЗУ 1 370 8 000 1,2
ЗУ 2 370 8 000 1,2 Принцип работы золоуловителей Сухие золоуловители отличаются простой конструкцией и высоким процентом КПД. Популярный в котельных агрегат имеет горизонтально расположенную конструкцию, работающую на силе инерции. Короб устройства имеет зауженную книзу конусообразную форму и присоединяется к дымоотводу посредством прямоугольного фланца. Через последний элемент и поступает дым в циклон. Устройство конструкции заставляет газовое облако опускаться вниз. Находящаяся в дыме зола (результат сжигания угля, торфа, древесины) оседает на внутренних стенках уловителя и попадает в устройство бункера. Такие золоуловители сбоку имеют отверстие. Очищенный от примесей горения дым поднимается вверх к такому выходу в атмосферу. Виды золоуловителей ЗУ Учитывая разные устройства котельных, установленные золоуловители делятся на несколько видов. Классификация основывается на принципах очистки дыма.
1) Агрегаты сухого типа. Очистка дыма отзольных частиц выполняется методом инерции, учитывая наличие центробежной силы.
2) Устройства мокрого типа. Процесс очистки выполняется в несколько этапов
- увлажняется рабочая поверхность уловителя
- на выходе поток дыма дополнительно орошается
- на образованной плѐнке воды собирается осадок золы.
ЗУ 1-1 180 3 375 0,04
ЗУ 1-2 240 6 750 0,15
ЗУ 2-1 130 1 200 0,06
ЗУ 2-2 130 1 200 0,06
ЗУ 1 370 8 000 1,2
ЗУ 2 370 8 000 1,2 Принцип работы золоуловителей Сухие золоуловители отличаются простой конструкцией и высоким процентом КПД. Популярный в котельных агрегат имеет горизонтально расположенную конструкцию, работающую на силе инерции. Короб устройства имеет зауженную книзу конусообразную форму и присоединяется к дымоотводу посредством прямоугольного фланца. Через последний элемент и поступает дым в циклон. Устройство конструкции заставляет газовое облако опускаться вниз. Находящаяся в дыме зола (результат сжигания угля, торфа, древесины) оседает на внутренних стенках уловителя и попадает в устройство бункера. Такие золоуловители сбоку имеют отверстие. Очищенный от примесей горения дым поднимается вверх к такому выходу в атмосферу. Виды золоуловителей ЗУ Учитывая разные устройства котельных, установленные золоуловители делятся на несколько видов. Классификация основывается на принципах очистки дыма.
1) Агрегаты сухого типа. Очистка дыма отзольных частиц выполняется методом инерции, учитывая наличие центробежной силы.
2) Устройства мокрого типа. Процесс очистки выполняется в несколько этапов
- увлажняется рабочая поверхность уловителя
- на выходе поток дыма дополнительно орошается
- на образованной плѐнке воды собирается осадок золы.
3) Электрические приспособления. Такие золоуловители ЗУ имеют встроенные электроды, обеспечивающие процесс ионизации воздуха. Из попадающего в эту область дыма отделяются частички золы и оседают на установленных заряженных элементах [33].
1 2 3 4 5 6 7
1.3 Причины аварийна предприятиях теплоэнергетики Обобщенный анализ причин известных аварий, с учетом данных Ростехнадзора России,
МЧС России, статистических данных, можно сделать группировку наиболее вероятных причин возможных аварий, следующим образом
-
60 % - ошибочные действия персонала (включая нарушения норм технологического режима и правил безопасного ведения работ
-
37 % - отказ оборудования или отсутствие необходимых технических устройств
-
3 % - иные причины. При этом в группе ошибочные действия персонала значительную долю ошибок следует ожидать в части нарушения порядка ведения технологических операций, обслуживания оборудования и порядка ведения ремонтных и огневых работ. В группе отказ оборудования или отсутствие необходимых технических устройств следует в первую очередь выделить такие причины как разрушение некачественного сварного шва, отказ по причине ошибок проектирования и изготовления, коррозия оборудования, физический износи механические повреждения оборудования, отказы запорной арматуры. В группе иные причины следует учитывать риски следующих опасных воздействий внезапные отключения электроэнергии, воздействия опасных факторов аварийна соседних участках, стихийные бедствия, а также антропогенное воздействие криминального характера террористические акты. Большое внимание необходимо уделить группе отказ оборудования или отсутствие необходимых технических устройств т.к. на ТЭЦ имеются изъяны в технологическом оборудовании, которые могут привести к ЧС. Большая часть электротехнического оборудования ТЭЦ отработала свои нормативные сроки службы. Показатели надежности оборудования на объекте занижены. Основные факторы и возможные технические причины, способствующих возникновению и развитию аварийных ситуаций
1) Обращение в технологическом процессе значительных количеств опасных веществ
2) Характерные свойства опасных веществ, являющихся горючими жидкостями и относящихся к 4 классу опасности по степени воздействия на организм человека
3) Наличие оборудования работающего под напряжением, высоким давлением и при повышенной температуре
4) Высокая концентрация технологического оборудования, групповое расположение емкостей и насосов
5) Эксплуатация оборудования, подверженного коррозии
6) Нахождение в непосредственной близости оборудования других блоков.
Аварийные ситуации на теплоэлектростанциях На ТЭС все энергоблоки размещаются водном здании. Однако, несмотря на удобство данного решения, сточки зрения пожарной безопасности оно несовершенно - при авариях имеется повышенная опасность распространения пожара, и как результат - выход из строя нескольких агрегатов ТЭС. Сточки зрения пожарной опасности корпуса электростанций - это здания й степени огнестойкости. Главный корпус включает в себя котельный цех, машинный зал, служебные помещения здесь же находятся главный щит управления и распределительные устройства генераторного напряжения. Закрытые или открытые распределительные устройства высокого напряжения располагаются отдельно от главного корпуса. К основным составляющим объектов ТЭС, идентифицированных по предельному количеству опасных веществ в соответствии с Федеральным законом от 21.07.1997 № 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" и определяющих риск поражающего воздействия на персонал, население и прилегающую территорию, относятся
- система мазутоснабжения (мазутное хозяйство
- цех химводоочистки (ХВО) с баками химреагентов;
- система маслоснабжения ТЭЦ. За последние 30 лет в главных корпусах ТЭС произошло 30 крупных аварий с выходом из строя более одного энергоблока. Местами возникновения пожаров на ТЭЦ являются
- основные производственные помещения, цеха
- подсобные и вспомогательные помещения производств
- кабельные туннели и полуэтажи
- помещения котельной и другие вспомогательные устройства. Согласно статистике, порядка 90% крупных аварий вызваны отказами в работе оборудования и сопровождаются пожаром, 10% являются следствием повреждений строительных конструкций. На долю аварий, произошедших в машинных отделениях, приходится 72% от общего их числа, в котельных отделениях - 23% ив кабельных туннелях - около 5%.
Причины аварий в котельной Возникновения аварийной ситуации связано с рядом факторов. Аварии в котельных возникают в первую очередь из-за износа оборудования и систем коммуникации. Согласно данным статистики, средняя величина износа коммуникации в теплоснабжении составляет 65%. Авария в котельной также становится следствием следующих причин. На рисунок 10 представлены основные причины аварий в котельной. Рисунок 10 Причины аварий в котельной Взрыв топлива. Использование газовой смеси делает котел миной замедленного действия и нарушение режимов правильной эксплуатации может спровоцировать взрыв. Причиной взрыва газовых котлов становится перенасыщение горючей смеси, возникающее при накоплении несгоревшего топлива. Еще одной причиной взрыва топлива является нарушение работы горелок Снижение уровня воды. Поддержание требуемого уровня воды является залогом нормальной работы котла. Длительное функционирование котельного оборудования с недостаточным уровнем воды может привести к нагреванию стальных труби их расплавлению Нарушение водоподготовки. Аварии в котельных с участием промышленных котлов происходят из-за недостаточного смягчения воды или ее загрязнения. Водоподготовка является обязательной процедурой, позволяющей снизить количество образующейся накипи и устранить излишки кислорода, который служит причиной язвенной кислородной коррозии. Причина аварии вследствие нарушения водоподготовки характеризуется появлением сквозной ржавчины на небольшом участке оборудования, приводящей к нарушению работы, что может стать причиной аварии Нарушение правил разогрева котла. Припуске или остановке котельной, оборудование испытывает повышенные нагрузки, что требует четкого следования правилам эксплуатации. Соблюдение регламента разогрева и следование этапам необходимых операций пуска послужит гарантией длительного срока службы котла и предотвратит аварию. Статистические данные по авариям в котельных Причины аварий в котельной Взрыв топлива Снижение уровня воды Нарушение водоподготовки Нарушение правил разогрева котла
Специально созданный государственный орган - Ростехнадзор, выполняет задачу по обеспечению безопасной работы опасных промышленных объектов и осуществляет контроль того, как происходит ликвидация аварийна газовых котельных. Ежегодно ведется учет статистических данных, позволяющих проследить динамику ситуации в стране в целом и отдельных регионах, отследить наиболее частые причины аварии на котельных, статистика по которым имеет табличную форму для удобства восприятия. Статистика аварийна котельных, приведена в таблице 5. Таблица 5 Статистика аварийна котельных. Год
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 1
2 3
4 5
6 7
8 Количество аварий
5 1
9 5
3 4
7 Случаи травматизма
3 5
7 8
4 5
25 Случаи со смертельным исходом
2 5
7 3
2 2
6 Параллельно с общим учетом случаев аварии на котельных, статистика включает данные по распределению категории работников, пострадавших при возникновении чрезвычайной ситуации, соотношения случаев по травмирующему фактору, распределение аварийных сбоев по видам котельного оборудования. Например, аварии на газовых котельных, статистика которых составляет 43,2% от общей массы всех видов устройств, занимают первое место по аварийности. Показатели, демонстрирующие рост чрезвычайных случаев, могут свидетельствовать о постепенном выходе из строя оборудования и его износе. Любая организация, имеющая оборудование, работающее под давлением и занимающаяся обеспечением производства тепла, должна иметь разработанный план, согласно которому осуществляется ликвидация аварийна газовых котельных. Там должны быть прописаны первоочередные действия персонала, система оповещения людей при возникновении аварийной ситуации, список ответственных лиц, отвечающих за опасный производственный объект. Важной частью плана является установление масштабов повреждений, действия, нужные для их ликвидации и сроки ремонта. По факту произошедшего чрезвычайного происшествия назначается комиссия, в число членов которой входят технические эксперты Ротехнадзора, чьей обязанностью является проведение экспертизы [46]. Пример аварий в котельных
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 1
2 3
4 5
6 7
8 Количество аварий
5 1
9 5
3 4
7 Случаи травматизма
3 5
7 8
4 5
25 Случаи со смертельным исходом
2 5
7 3
2 2
6 Параллельно с общим учетом случаев аварии на котельных, статистика включает данные по распределению категории работников, пострадавших при возникновении чрезвычайной ситуации, соотношения случаев по травмирующему фактору, распределение аварийных сбоев по видам котельного оборудования. Например, аварии на газовых котельных, статистика которых составляет 43,2% от общей массы всех видов устройств, занимают первое место по аварийности. Показатели, демонстрирующие рост чрезвычайных случаев, могут свидетельствовать о постепенном выходе из строя оборудования и его износе. Любая организация, имеющая оборудование, работающее под давлением и занимающаяся обеспечением производства тепла, должна иметь разработанный план, согласно которому осуществляется ликвидация аварийна газовых котельных. Там должны быть прописаны первоочередные действия персонала, система оповещения людей при возникновении аварийной ситуации, список ответственных лиц, отвечающих за опасный производственный объект. Важной частью плана является установление масштабов повреждений, действия, нужные для их ликвидации и сроки ремонта. По факту произошедшего чрезвычайного происшествия назначается комиссия, в число членов которой входят технические эксперты Ротехнадзора, чьей обязанностью является проведение экспертизы [46]. Пример аварий в котельных