Проект технического перевооружения системы теплоснабжения производственной базы

Содержание

Введение

. Общие данные по газовой котельной

. Технологическая часть

.1 Расчет тепловой схемы котельной

.1.1 Расчет трубопроводов котельной

.1.2 Расчет и подбор основного оборудования котельной

.1.2.1 Подбор газового котла

.1.3 Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной

.1.3.1 Подбор теплообменника сетевой воды

.1.3.2 Подбор вентиляционного оборудования

.1.3.3 Подбор воздушно - отопительного прибора

.1.4 Подбор насосного оборудования для систем отопления

.1.5 Подбор расширительного бака

.1.6 Оборудование химводоочистки

.2 Газоснабжение котельной

.3 Расчет газопроводов

.4 Расчет и подбор дымовой трубы

. Технико-экономическая оценка газовой котельной

.1 Общие положения

.2 Достоинства современных установок на газе

.3 Автоматизация котельной

.4 Технико-экономическое обоснование использования газовой котельной

. Безопасность жизнедеятельности

.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации котельной Сокольское ДРСУ.

.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда при эксплуатации котельной Сокольского ДРСУ

.2.1 Безопасность при эксплуатации котельной

.2.2 Основные способы обеспечения безопасной эксплуатации котельных установок

.2.3 Обеспечение здоровых и безопасных условий труда

.3 Расчет производственного освещения котельной

.4 Меры по обеспечению устойчивости работы котельной в условиях чрезвычайных ситуаций

.4.1 Общие принципы обеспечения устойчивости производств

.4.2 Повышение устойчивости и прочности зданий и сооружений

.4.3 Требования пожарной безопасности к котельным установкам

.4.4 Меры пожарной безопасности при эксплуатации газоиспользующего оборудования

. Экологичность проекта

.1 Общие сведения о проектируемом объекте

.2 Краткая характеристика природно-экологических особенностей территории

.3 Краткая характеристика технологии производства

.3.1 Технические характеристики котельной

.4 Сведения о залповых и аварийных выбросах

.5 Мероприятия по регулированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ)

.6 Факторы негативного воздействия

.7 Общие положения и мероприятия СЗЗ

.7.1 Мероприятия по планировочной организации и благоустройству СЗЗ

.7.2 Контроль за загрязнением воздушной среды на территории предприятия и в жилой зоне

Заключение

Список использованных источников

Введение

Холодный климат - является одной из главных особенностей России, поэтому проблемы с отоплением всегда являлись актуальными для нашей страны.

Для отопления общественных и жилых зданий, производственных сооружений требуется возведение котельной. Современная котельная - является сложным сооружением, которое включает в себя передовые идеи, инновации в области автоматизации, теплотехники и опыт предыдущих поколений. Строительство котельных - это целый комплекс работ и мероприятий, который начинается с получения технических условий, теплотехнических расчетов, проектирования, а завершается пусконаладочными работами и вводом в эксплуатацию. Правильно разработанная, тщательно продуманная установка может свести энергопотребление к минимуму и повысить комфорт, что и явилось целью данного дипломного проекта.

Газовая отопительная система отличается высокой экологичностью в связи с отсутствием вредных выбросов в атмосферу, сочетает в себе простоту технического обслуживания (возможность замены комплектующих) и обладает рядом положительных свойств:

·    газовые системы отопления позволяют отапливать большие по площади здания;

·    их КПД очень высокий;

·    небольшая стоимость топливного сырья;

·    в связи с тем, что газ поступает непрерывно, отпадает необходимость контролировать пламя. Если оно по какой-то причине погаснет, датчик известит об этом систему электрического розжига и горелка снова зажжется.

Природный газ является самым дешевым энергоносителем, поэтому его использование находит широкое применение в сфере бытового обслуживания жилых и общественных зданий, а также в промышленности. В связи с этим грамотное газоснабжение потребителей является очень важным фактором.

Преимущества природного газа для отопления, приготовления пищи, а также в качестве моторного топлива очевидны: по сравнению с другими ископаемыми энергоносителями это самый экологически чистый и экономически выгодный энергоноситель с широкими возможностями его использования и доступный в долгосрочной его перспективе. С природным газом связаны многочисленные инновационные разработки и технологии.

В данном дипломном проекте рассматривается техническое перевооружение системы теплоснабжения производственной базы ОАО «Вологдавтодор» в городе Сокол, Вологодской области.

котельная теплообменник газопровод вентиляционный

1. Общие данные по газовой котельной

Теплогенераторная - отдельное нежилое помещение, предназначенное для размещения в нем теплогенератора (котла) и вспомогательного оборудования к нему

Газовая котельная в г. Соколе Вологодской области - отопительная. Котельная предназначена для теплоснабжения производственной базы Сокольское ДРСУ.

Категория потребителей тепла по надежности теплоснабжения и отпуску теплоты - вторая.

Конструктивные и объемно - планировочные решения по зданию котельной следующие:

-  размеры помещения в осях 5,73´5,45 м; Высота помещения + 4,00 м;

-    степень огнестойкости здания -IV. Класс пожарной опасности CO;

-    категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности «Г»;

-    газоснабжение котельной осуществляется от газопровода низкого давления. Диаметр входного газопровода в котельную 57´3,5 мм. Входное давление в котельную Рвх= 0,002 МПа;

-    расчетный расход газа на котельную принят 32,5 нм³/ч.

Котлы Pegasus F3 N 2S Ferroli Q=136 кВт имеют сертификат соответствия Таможенного союза № ТС. RU C-IT.АИ43.В.00005 [5].

В помещении котельной на вводе газопровода проектом предусматривается установка следующего оборудования:

-  Термочувствительный запорный клапан КТЗ 001-50-02 DN 50 Py1, 6 Мпа, производства ООО «Монтэк-М» (Россия), автоматически перекрывающий подачу газа при достижении температуры среды в помещении при пожаре 100 ºС.

-    Электромагнитный запорный клапан BH2T-1ст, производства СП ООО «Термобрест», который автоматически закрывается;

-    Фильтр газовый ФН2-2М, производства СП ООО «Термобрест»;

-    Измерительный комплекс учета газа СГ-ЭКВЗр-0,2-40/1,6 на базе счетчика RVG G25 Ду 50.

Контроль загазованности помещения угарным и природным газом осуществляется сигнализатором загазованности СТГ1-1Д10(В). Датчик оксида углерода встроен в прибор (блок БКС); датчик горючих газов выносной, устанавливается на расстоянии 100-200 мм ниже отметки потолка. Котельная оборудована системой АУПС с выводом сигнала на пост охраны.

Проектируемые газопроводы, продувочные свечи выполнены из стальных электросварных труб по ГОСТ 10704-91 из стали марки Ст 2 СП группы В по ГОСТ 10705-80 [16],[17].

Продувка общего газопровода и газопроводов котлов осуществляется через продувочные линии в атмосферу.

Продувочные линии выводятся выше карниза крыши на 1 метр. Продувочные газопроводы присоединить к внутреннему контуру заземления.

Дымоудаление от котлов осуществляется посредством дымовых теплоизолированных труб, изготовленных из нержавеющей стали марки AISI 304, внутренний диаметр 300 мм, производитель ООО «Еремиас Рус». Дымовые трубы имеют сертификат соответствия Госстандарта России, срок действия до 22.05.2019 г. Высота дымовых труб 6.5 м от пола котельной.

В качестве молниеприемника использовать дымовые трубы, которые присоединяются стальной полосой 40´5 к заземляющему устройству.

Вентиляция котельного зала естественная приточно-вытяжная. Вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена (Lв=375 м³/ч) естественная, осуществляется с помощью дефлектора диаметром 315 мм.

Приток из расчета компенсации вытяжки плюс воздух на горение газа ( Ln=375+308=683 м³/ч) осуществляется через приточную решетку 500´500 мм. Поддержание минимальной температуры воздуха в теплогенераторной поддерживается воздушно-отопительным агрегатом Volcano mini [6].

Площадь остекления составляет 6,4 м², что соответствует норме.

Испытание газопровода произвести после окончания сварочных работ, установки арматуры в соответствии с пунктом 10.5.7. СП 62.13330.2011: газопроводы и оборудование котельных с давлением до 0,1 МПа включительно испытываются давлением 0,1 МПа в течении 1 часа [9].

Монтаж газового оборудования и газопроводов производить в соответствии с СП-62.13330.2011 «Газораспределительные системы» [9].

Продолжительность эксплуатации технических и технологических устройств системы газоснабжения:

-  фильтр газовый- 9 лет;

-    запорная арматура- 20 лет;

-    измерительный комплекс учета газа СГ-ЭКВз- 20 лет;

-    продолжительность эксплуатации котла со встроенной горелкой- 15 лет;

-    продолжительность эксплуатации клапана термочувствительного запорного Ду 50,Ру 1,6 МПа- 40 лет;

-    продолжительность эксплуатации клапана предохранительно-запорного электромагнитного газового Ду 50- 9 лет.

Расчетная температура наружного воздуха -31ºС.

Тепловая нагрузка объекта -0,272 МВт (0,233 Гкал/ч).

Теплоноситель для системы отопления - сетевая вода с расчетными температурами по отопительному графику 80/60ºС.

Исходной водой является вода из хозяйственно-питьевого водопровода, качество воды по ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» [18].

Общий расход водопроводной воды составляет 0,1 м³/ч. Давление водопроводной воды составляет 0,2 МПа.

Проектом предусматривается установка 2-х водогрейных котлов Pegasus F3 N 2S Ferroli мощностью 136 кВт с атмсоферными горелками контроллерами управления ТРМ [5].

Тепловой схемой котельной предусматривается:

-      приготовление котловой воды с параметрами 90/70ºС;

-    приготовление и отпуск сетевой воды с параметрами 80/60 ºС;

-    автоматическое регулирование отпуска тепла потребителю, качественное (автоматическое поддержание температуры, заданной погодозависимым графиком);

-    подпитка трубопроводов водой, прошедшей водоподготовку.

Проектом приняты к установке:

-      мембранный расширительный бак фирмы «Reflex» для компенсации расширения воды в тепловой сети N 140/6;

-    мембранный расширительный бак фирмы «Reflex» для компенсации расширения воды в закрытом тепловом контуре N 100/6;

-    два мембранных расширительных бака фирмы «Reflex» для компенсации расширения воды в котлах N 50/6 бар;

-    сетевой насос Wilo TOP-S 50/15 3~ G=12м³/ч, Н=12 м- 2 шт;

-    насос циркуляции котлового контура Wilo TOP-S 40/7 1~ G=7 м³/ч, Н=5 м- 2 шт;

-    насос подпиточный Wilo MHI 203 3~ G=0,5 м³/ч, Н=30 м-2 шт;

-    теплообменник пластинчатый Q=190 кВт Ридан НН №14- 2 шт;

-    воздушно-отопительный агрегат Volcano mini- 1 шт;

-    водоподогревательная установка G=0,1 м³/ч, в комплекте( магистральный фильтр механической очистки, система умягчения, система химического впрыска, клапан понижения давления, фильтр тонкой очистки).

Запорная и регулирующая арматура котельной принята фирмы «Hornhof»(Польша).

Для уменьшения тепловых потерь и оебеспечения требований техники безопасности предусмотрена тепловая изоляция поверхностей трубопроводов теплоизоляционными материалами (цилиндрами) Rockwool(Россия).

В проекте приняты трубы стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75*и трубы стальные электросварные по ГОСТ Р 52134-2003 [19],[20].

На неизолированных трубопроводах нанести опознавательную окраску. На изолированных трубопроводах опознавательную окраску выполнить участками, шириной не менее 4-х диаметров трубопровода, с учетом изоляции [10].

Металлоконструкции окрасить в светло-серый или голубой цвет.

Монтаж, испытание и накладка оборудования котельной выполняется в соответствии с паспортными данными и руководством по эксплуатации, требованием действующих норм, правил, инструкций.

Трубопроводы после сварки и приварки штуцеров для КИП должны быть подвергнуты гидравлическому испытанию пробным давлением, равным 1,25 от рабочего (рабочее давление 3 атм.).

2. Технологическая часть

.1 Расчет тепловой схемы котельной

Тепловая схема котельной зависит от вида вырабатываемого теплоносителя и от схемы тепловых сетей, связывающих котельную с потребителями пара или горячей воды, от качества исходной воды. Водяные тепловые сети бывают двух типов: закрытые и открытые. При закрытой системе вода (или пар) отдает свою теплоту в местных системах и полностью возвращается в котельную. При открытой системе вода (или пар) частично, а в редких случаях полностью отбирается в местных установках. Схема тепловой сети определяет производительность оборудования водоподготовки, а также вместимость баков-аккумуляторов.

Расчет тепловой схемы выполняется исходя из следующих условий:

. Котельная предназначена для отопления производственной базы [11].

. Тепловые нагрузки котельной при максимально зимнем режиме на отопление составляет 0,272 МВт (0,233 Гкал/ч).

. Температурный график системы теплоснабжения 80/60⁰С.

. Температура наружного воздуха -31⁰С.

. Температура внутреннего воздуха +5⁰С.

Результаты расчета являются исходными данными для расчета и выбора оборудования отдельных узлов тепловой схемы и основных трубопроводов котельной. Выбор числа и единичной мощности котлов также производится на основании результатов расчета. На расчетной тепловой схеме котельной указываются направления основных потоков теплоносителей, их расходы и параметры.

Настоящий расчет выполнен в соответствии с действующими строительными нормами, требованиями промышленной безопасности.

Расчетная тепловая схема котельной представлена в приложении 1.

2.1.1 Расчет трубопроводов котельной

1. Подпитка тепловой сети находится по формуле:

 (2.1)

где  - объем воды в тепловой сети, м3/ч.

 (2.2)

где - мощность котельной, МВт

. Объем воды в котле 42 литра по техническим характеристикам котла (Приложение 2).

Объем воды в двух котлах 84 литра

Найдем объем воды в трех котлах с запасом по формуле:

 (2.3)

где - объем воды в двух котлах, л,

Подпитка котлов находится по формуле:

 (2.4)

где  - объем воды в котле, м3/ч,

. Находим часовой расход воды на подпитку по формуле:

 (2.5)

где 1,25- расход на нужды ХВО, м³/ч

Принимаем трубопроводы обратной и подающей магистрали Ø89 х 4,0.

Трубопроводы отопления прокладываются с уклоном i=0,003 в сторону помещения ввода коммуникаций.

2.1.2 Расчет и подбор основного оборудования котельной

.1.2.1 Подбор газового котла

Количество котлов, необходимых к установке, определяется исходя из тепловой нагрузки на систему отопления и горячего водоснабжения для максимально-зимнего периода. Согласно СНиП II-35-76 «Котельные установки» [11], для нужд отопления и вентиляции требуется как минимум два котла, один из которых будет работать в среднеотопительный период, когда тепловая нагрузка снижается, или, в случае аварии, может служить резервным. В проектах газовых котельных следует принимать заводские и типовые компоновки котлоагрегатов в соответствии с основными требованиями к проектированию. Котел должен быть:

) газовый;

) водогрейный;

) автоматизированный.

В котельной установке любого типа максимальная величина нагрузок должна соответствовать установленной теплопроизводительности агрегатов без резервного.

Тепловые нагрузки на систему отопления включают в себя перспективу - 20%, собственные нужды котельной - 5% и транспортные потери тепла - 7%. В соответствии с итоговыми нагрузками подбирается мощность котлоагрегатов.

Рассчитаем расход газа на всю котельную в целом по формуле:

  (2.6)

где - мощность котла, кВт;

- количество котлов, шт.;

 с - коэффициент единиц измерения, равный 1,163 Вт/м^{3 о}С;

- низшая рабочая теплота сгорания природного газа, равная 8000 ккал/м³;

 η - КПД котла, %,

Определим расход газа на каждый котел, по следующей формуле:

 (2.7)

где - мощность котла, кВт;

 с - коэффициент единиц измерения, равный 1,163 Вт/м^{3 о}С;

t₁ - расчетная температура воды в подающем трубопроводе, ^оС;

 t₂ - расчетная температура воды в обратном трубопроводе, ^оС,

Определим расход топлива на два котлоагрегата по формуле:

 (2.8)

где G_к - расчетный расход газа на один котел, м³/ч;

 - количество котлов, шт.,

Основные характеристики котлов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Сводные данные по характеристике котлоагрегатов

На рисунке 2.1 показан общий вид газового котла Pegasus F3 N 2S Ferroli мощностью 136 кВт.

Рисунок 2.1 - Общий вид водогрейного котла Pegasus F3 N 2S Ferroli

Таким образом, принимаем к установке два газовых котла Pegasus F3 N 2S Ferroli мощностью 136 кВт каждый с контроллером управления и комбинированной горелкой. При этом общая теплопроизводительность газовой котельной составит 272 кВт (0,233 Гкал/ч) [5].

2.1.3 Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной

.1.3.1 Подбор теплообменника сетевой воды

Теплообменник - устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. Применяется в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве.

Составляем уравнение теплового баланса и определяем расчетные часовые расходы нагреваемой и греющей воды по заданным температурам:

 (2.9)

где G_гр. - расчетный часовой расход греющей воды, м³/ч;

G_н. - расчетный часовой расход нагреваемой воды, м³/ч.

Расход нагреваемой воды на теплообменник сетевой воды:

 (2.10)

где Q_о.в. - тепловая нагрузка на отопление, МВт;

 t_пр - температура в подающем трубопроводе нагреваемого контура, ⁰С;

 t_обр - температура в обратном трубопроводе нагреваемого контура, ⁰С.

Расход греющей воды на теплообменник сетевой воды:

 (2.11)

где Q_о.в. - расчетная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, кВт/ч;

 t₁ - расчетная температура воды в подающем трубопроводе греющего контура, ^оС;

 t₂ - расчетная температура воды в обратном трубопроводе греющего контура, ^оС.

Параметры теплоносителя:

)     греющий контур - 80/60⁰С;

)     нагреваемый контур - 90/70⁰С.

На рисунке 2.2 показан общий вид пластинчатого теплообменника фирмы «Ридан» НН №14 мощностью 0,19 МВт (Приложение 3) [7].

Рисунок 2.2 - Общий вид пластинчатого теплообменника фирмы «Ридан» НН №14

Вывод: по полученным параметрам подбираем пластинчатые теплообменники фирмы «Ридан» НН №14, Q=0,19 МВт (0,16 Гкал/ч).

2.1.3.2 Подбор вентиляционного оборудования

Расход воздуха на вентиляцию определяется исходя из требований обеспечения трехкратного воздухообмена с учетом воздуха, подаваемого на горение.

Обязательная трехкратная общеобменная вытяжка составит:

 (2.12)

где V_пом. - расчетный объем помещения, м³.

Объем помещения рассчитывается по следующей формуле:

 (2.13)

где а - длина котельной, м;

b - ширина котельной, м;

с - высота котельной, м.

Определяем диаметр дефлектора по формуле:

 (2.14)

где L₁ - трехкратная общеобменная вытяжка, м³/ч;

  - скорость движения воды в трубах, принимается равной 1,0 м/с.

Принимаем к установке дефлектор ø 315 мм.

Вентиляция котельного зала естественная, приточно-вытяжная. Вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена (L_в = 375,00 м³/ч) естественная. Осуществляется с помощью дефлектора ø315. Приток из расчета компенсации вытяжки плюс воздух на горение зала (L_пр = 375,00+308,00=683 м³/ч) осуществляются через приточную решетку 500×500мм.

2.1.3.3 Подбор воздушно - отопительного прибора

Тепловентиляторы Volcano VR Mini AC (Волкано Мини) - инновационный продукт бренда, в котором инженерным коллективом компании наиболее удачно в небольшие габариты с компактными габаритными размерами встроено эффективное оборудование для нагрева воздуха [6].

Большинство потребителей безоговорочно признали новый воздушно-отопительный агрегат лучшим в своем классе в соотношении всегда значимых критериев «качество - стоимость».

Отопительные агрегаты Euroheat - компактные и одновременно мощные, эргономичные воздухонагреватели калориферы, нашли применение в очень широких отраслях бытового и промышленного применения:

· в производственных цехах,

·        для обогрева складов средних размеров и оптовых магазинов,

·        на закрытых спортивных объектах,

·        в тепличном хозяйстве,

·        в магазинах и супермаркетах,

·        в гаражных комплексах и автомастерских,

·        на птицефермах и в животноводческих комплексах

·        и в других помещениях, где необходим постоянный и одновременно экономичный прогрев закрытых помещений.

Выводы, сделанные экспертами:

· высокий уровень тепловой мощности прибора,

·        улучшенные показатели эффективности вентилятора,

·        низкий уровень эксплуатационных затрат,

·        точно рассчитанное оптимальное расстояние тепловой струи,

·        удобство и простоту в монтаже, установке и настройке прибора,

·        максимально сниженный уровень шума.

Корпус прибора изготовлен из особо качественной пластмассы с жаропрочным составом ингредиентов и не подвергается коррозии даже при самых неблагоприятных условиях работы.

Для регулировки производительности вентилятора используют "Регулятор скорости вращения для Volcano VR mini". Для регулировки температуры воздуха - "Термостат" и "Двухходовой клапан с сервоприводом". Это оборудование не входит в стандартный комплект поставки и приобретается отдельно. С ценами вы можете ознакомиться, перейдя по ссылке под изображением.

Монтаж тепловой пушки Вулкано ВР мини может быть как настенный, так и потолочный. Благодаря монтажной консоли, которая входит в комплект поставки, имеется возможность поворота аппарата на +/- 60° по горизонталаи и на +/- 20° по вертикали.

Поддержание минимальной температуры воздуха в теплогенераторной поддерживается воздушно-отопительным агрегатом Volcano mini.

На рисунке 2.3 показан общий вид воздушно-отопительного агрегата Volcano mini (Приложение 3).

Рисунок 2.3- Общий вид воздушно-отопительного агрегата Volcano mini.

2.1.4 Подбор насосного оборудования для систем отопления

Насос предназначен для организации циркуляции теплоносителя в замкнутом контуре. В газовой котельной для тепломеханической схемы должны быть предусмотрены следующие группы насосов:

) сетевые;

) циркуляции котлового контура;

) подпиточный.

Подбор сетевых насосов

Сетевые насосы предназначены для перекачивания воды в тепловых сетях.

Расчетный часовой расход сетевой воды на отопление, вентиляцию находится по формуле и составляет:

 (2.15)

где G_к1-3 - расход топлива на три котлоагрегата, м³/ч;

 - количество котлов, шт.

Производительность сетевых насосов определяется по формуле:

  (2.16)

Напор сетевых насосов должен преодолевать гидравлическое сопротивление сети при расчетном максимальном расходе сетевой воды, потери напора в сетевом подогревателе и арматуре.

Потери напора в сетевом подогревателе (пластинчатый теплообменник) - 2,7 м.

Потери напора в арматуре примем равными 3 м.

 (2.17)

где - потери напора в подающем трубопроводе;

 - потери напора в обратном трубопроводе.

Вывод: характеристика сетевых насосов (2 шт) H = 12,00 м; G_сет. = 12 м³/ч.

Подбор сетевых насосов представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Сводные данные по характеристике сетевых насосов

На рисунке 2.4 показан общий вид сетевого насоса Wilo TOP-S 50/15 3῀.

Рисунок 2.4 - Общий вид сетевого насоса Wilo TOP-S 50/15 3῀

Вывод: Устанавливаем два сетевых насоса марки Wilo TOP-S 50/15 3῀ мощностью 1100 Вт.

Подбор насоса циркуляции котлового контура.

Циркуляционные насосы устанавливаются в котельных с водогрейными котлами для частичной подачи горячей сетевой воды в трубопровод, подводящий воду к водогрейному котлу.

Расчетный часовой расход циркуляционного насоса определяется по формуле:

 (2.18)

где G_к - расход топлива на котел, м³/ч;

 - количество котлов, шт.,

Производительность циркуляционных насосов определяется по формуле:

 (2.19)

Напор насоса должен преодолевать гидравлическое сопротивление контура котла, контура теплообменника сетевой воды при расчетном максимальном расходе воды, потери напора в котле, сетевом теплообменнике и его арматуре.

Вывод: характеристика циркуляционного насоса котла - G_цир.= 7 м³/ч; H = 5м.

Подбор циркуляционных насосов котла представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Сводные данные по характеристике циркуляционных насосов

На рисунке 2.5 показан общий вид насоса циркуляции котлового контура Wilo TOP-S 40/7 1῀.

Рисунок 2.5 - Общий вид циркуляционного насоса Wilo TOP-S 40/7 1῀

Вывод: Устанавливаем два насоса марки Wilo TOP-S 40/7 1῀ мощностью 390 Вт.

Подбор подпиточного насоса

Возможные колебания давления и расхода в тепловой сети необходимо ограничить допустимыми пределами для обеспечения надежной работы системы. Подпиточные насосы поддерживают постоянное давление и восполненяют утечки теплоносителя, добавляя теплоноситель в обратный трубопровод через автоматизированное подпиточное устройство.

Для подбора подпиточного насоса использованы следующие формулы:

 (2.20)

где  объем воды в системе отопления, м³;

 м³/ГКал;

 максимальная тепловая нагрузка, ГКал.

 (2.21)

где  объем воды в системе теплоснабжения, м³;

 объем воды в системе отопления, м³;

 объем воды в источнике отопления, м³. Вычисляется следующим образом:

, м³ , (2.22)

где  - объём котловой воды в 1 котле, м³;

 - объём котловой воды во 2 котле, м³.

 , м³ , (2.23)

где  величина утечки теплоносителя, м³;

 , кПа, (2.24)

где  статический напор в системе, кПа;

высота здания, м.

, кПа, (2.25)

где  требуемый напор подпиточного насоса, кПа;

 сопротивление подпиточной линии, кПа.

, кПа, (2.26)

где  напор подпиточного насоса, кПа.

Для данного проекта выбираем насос Wilo MHI представляет собой насосную систему высокого давления, для перекачки питьевой, воды разных температур в отопительных системах, системах водообеспечения, для перекачки конденсата. Подойдет для любых жидкостей, в которых нет жиров минерального типа, волокнистых и больших твердых включений. Представляет собой насос с нормальным всасыванием, который работает по технологии мокрого ротора. На рисунке 2.6 представлен внешний вид насоса.

Рисунок 2.6- Подпиточный насос Wilo MHI 203 3῀

Результаты подбора подпиточного насоса приведены в таблице 2.4

Таблица 2.4 - Сводные данные по характеристике подпиточного насоса

В таблице 2.5 представлены сводные данные по подобранному насосному оборудованию

Таблица 2.5- Сводные данные по подобранному насосному оборудованию

В приложении 3 представлены технические характеристики насосного оборудования.

2.1.5 Подбор расширительного бака

Немецкая компания Reflex предлагает на рынке широчайший спектр расширительных баков для водоснабжения, водоподготовки и отопления. Они представляют собой закрытые емкости с резиновой мембраной, которая отделяет газовую зону (азотную подушку) от отделения с жидкостью.

Расширительный бак предназначен для:

-     накопления и хранения резервного запаса воды (изготавливаются из экологичных, безопасных для здоровья человека материалов);

       поддержания напора в контуре;

       предотвращения гидроудара.

Для системы теплоснабжения любой расширительный бак Reflex оснащен эластичной термостойкой мембраной. Его главная задача - служить демпфером, поддерживать необходимое давление. При нагревании внутри собирается избыточная жидкость, которая, охлаждаясь, снова возвращается в контур. Также, он выполняет защитную функцию от гидроударов.

Изготовлен из стали и покрыт для защиты от коррозии полимерным составом. Газовая (азотная) камера наполняется в заводских условиях до давления 1,5 бара. Снабжаются он сменной оболочкой или незаменяемой мембраной. Максимально допустимая температура - 120 °С.

Подбираем расширительный бак по следующим формулам:

, л, (2.27)

где - объем расширительного бака, л;

- коэффициент расширения теплоносителя в системе;

- общий объем теплоносителя в системе, л;

- начальное давление в расширительном баке, атм;

- максимально допустимое значение давления, атм;

- коэффициент заполнения расширительного бака при заданных условиях работы.

, л, (2.28)

где - полный объем расширительного бака, л;

- объем расширительного бака, л;

- коэффициент запаса равный 1,25 (или 25%).

В результате расчетов были подобраны мембранные расширительные баки фирмы "Reflex", представленные в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Подбор мембранных расширительных баков

Технические характеристики представлены в приложении 4.

Мембранный расширительный бак фирмы Reflex для: компенсации расширения воды в тепловой сети N 140/6, компенсации воды в закрытом котловом контуре N 100/6, компенсации расширения воды в котлах N 50/6 представленны на рисунках 2.7, 2.8, 2.9.

Рисунок 2.7- Мембранный расширительный бак фирмы Reflex для компенсации расширения воды в тепловой сети N 140/6

Рисунок 2.8- Мембранный расширительный бак фирмы Reflex для компенсации воды в закрытом котловом контуре N 100/6

Рисунок 2.9- Мембранный расширительный бак фирмы Reflex для компенсации расширения воды в котлах N 50/6

2.1.6 Оборудование химводоочистки

Наполнение установки некачественной водой способствует образованию накипи и коррозии и может вызвать повреждения водогрейного котла. Применительно к качеству и количеству теплоносителя, включая воду для наполнения и подпитки нужно следовать следующим требованиям:

-     тщательно промыть отопительную установку перед наполнением;

       в качестве теплоносителя применять исключительно воду с качествами питьевой;

       при использовании воды для наполнения и подпитки с жесткостью, превышающей указанные значения в таблице 2.7, необходимо принять меры к умягчению воды, например, используя малую установку для снижения жесткости воды.

Таблица 2.7 - Допустимые значения общей жесткости воды для наполнения и подпитки.

Для приведения качества исходной воды в соответствии с нормами, принята автоматическая установка умягчения воды и удаления растворенного кислорода производительностью 0,1 м³/ч фирмы "Акватон". Технические характеристики приведены в приложении 5.

Схема химводоподготовки теплогенераторной представлена в приложении 6.

2.2 Газоснабжение котельной

Газоснабжение котельной осуществляется от газопровода низкого давления. Диаметр входного газопровода в котельную 57 3,5 мм. Входное давление в котельную Pвх=0,002Мпа [1].

Расчетный расход газа на котельную принят 32,5 нм³/ч.

В помещении котельной на вводе газопровода проектом предусматривается установка следующего оборудования:

-  термочувствительный запорный клапан КТЗ 001-50-02 DN 50 Ру 1,6 МПа, который автоматически перекрывает подачу газа при достижении температуры среды в помещении при пожаре 100 ºС. Представлен на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10- Термочувствительный запорный клапан КТЗ 001-50-02

-  электромагнитный запорный клапан ВН2Т-1 ст, автоматически закрывается при загазованности помещения больше 10% от нижнего предела концентрации воспламенения газа, отключении электроэнергии и загазованности по СО (порог 2), рисунок 2.11.

Рисунок 2.11- Электромагнитный запорный клапан ВН2Т-1 ст

-      фильтр газовый ФН2-2М (рисунок 2.12);

Рисунок 2.12- Фильтр газовый ФН2-2М

-     
измерительный комплекс учета газа СГ-ЭКВЗр-0,2-40/1,6 на базе счетчика RVG G25 Ду 50 (рисунок 2.13).

Рисунок 2.13- Измерительный комплекс учета газа СГ-ЭКВЗр-0,2-40/1,6

Контроль загазованности помещения угарным и природным газом осуществляется сигнализатором загазованности СТГ1-1Д10(В). Датчик оксида углерода встроен в прибор (блок БКС); датчик горючих газов выносной, устанавливается на расстоянии 100-200 мм ниже отметки пола. Котельная оборудована системой АУПС с выводом сигнала на пост охраны.

Проектируемые газопроводы, продувочные свечи выполнены из стальных электросварных труб по ГОСТ 10704-91 из стали марки Ст 2 сп группы В по ГОСТ 10705-80 [16], [17].

Продувка общего газопровода и газопроводов котлов осуществляется через продувочные линии в атмосферу. Продувочные линии выводятся выше карниза крыши на 1 метр. Продувочные газопроводы присоединить к внутреннему контуру заземления.

Монтаж газового оборудования и газопроводов производить в соответствии с СП-62.13330.2011 «Газораспределительные системы» [9].

На предприятии должно быть назначено лицо, ответственное за безопасную эксплуатацию опасного производственного объекта системы газопотребления, из числа руководителей или специалистов, прошедших аттестацию (проверку знаний требований промышленной безопасности Правил ПБ 12-529-03, других нормативных правовых актов и нормативно-технических документов) [21].

Трасса наружного проектируемого газопровода, к проектируемой котельной проходит от точки врезки в существующий подземный газопровод низкого давления до помещения теплогенераторной.

Выбор трассы газопровода проводится с учетом возможной минимизации затрат при сооружении и эксплуатации газопровода. Трасса газопровода выбрана в строгом соответствии с нормативными документами.

Выбранная трасса газопровода является экономически наиболее целесообразной и технически единственно возможной.

Вдоль трассы подземного газопровода устанавливается охранная зона в виде территории ограниченной условными линиями, проходящими на расстоянии 2 м с каждой стороны газопровода.

Для обеспечения безопасного функционирования объектов системы газоснабжения необходимо соблюдать положения ПБ 12 529-03 п. 5.1 и положения Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ [21].

Необходимо организовать специальную газовую службу:

) для эксплуатации систем газоснабжения и постоянного надзора за газовым хозяйством;

) проведения планово-предупредительных осмотров и ремонта газового оборудования,

) выполнения газоопасных работ в газовом хозяйстве;

) обеспечения готовности в любое время принять меры к предотвращению или ликвидации аварии, связанной с эксплуатацией газопроводов и газового оборудования, поддержания стабильности параметров газа и обеспечения бесперебойной подачи его в необходимых количествах, учета расхода газа и контроля за его рациональным использованием.

2.3 Расчет газопроводов

Цель гидравлического расчета газопровода низкого давления - определение диаметров газопроводов, подводящих газ потребителям. Диаметры должны быть такими, чтобы суммарные потери давления до самого удаленного потребителя не превысили располагаемый перепад давлений [2].

Расход газа на один котел находим по формуле:

 (2.29)

где - мощность котла, кВт;

 - количество котлов, шт.;

 с - коэффициент единиц измерения, равный 1,163 Вт/м^{3 о}С;

- низшая рабочая теплота сгорания природного газа, равная 8000 ккал/м³;

 η - КПД котла, %,

)     Давление до теплогенераторной равно:

 (2.30)

где 0,1 МПа - атмосферное давление.

Определим диаметр газопровода до теплогенераторной:

 (2.31)

где  - расход газопровода, м³/ч;

 T - абсолютная температура, равная 273^оС;

t_вн. - внутренняя температура котельной, ^оС;

P - давление до теплогенераторной;

Ѵ - максимальная скорость газа низкого давления, равная 7 м/ч.

Принимаем газопровод до теплогенераторной низкого давления Ø57 х 3,5.

)     Давление после теплогенераторной равно:

 (2.32)

Определим диаметр газопровода после теплогенераторной:

где Ѵ - максимальная скорость газа низкого давления, равная 7 м/ч.

Принимаем газопровод после теплогенераторной низкого давления Ø89 х 4,0.

)     Определим диаметр газопровод к каждому котлу:

Принимаем газопровод к каждому котлу Ø57 х 3,5.

2.4 Расчет и подбор дымовой трубы

Дымовая труба - вертикальная труба для удаления в атмосферу газообразных продуктов сгорания топлива из котельных агрегатов. В небольших отопительных котельных дымовая труба предназначены для создания естественной тяги, под воздействием которой воздух для сгорания топлива поступает в топку, а дымовые газы удаляются из неё.

Дымоудаление от котлов осуществляется посредством дымовых теплоизолированных труб, изготовленных из нержавеющей стали марки AISI 304, внутренний диаметр 300мм. Высота дымовых труб 6,5 м от пола котельной.

Настоящий расчет произведен с целью уточнения диаметра и высоты дымовой трубы, с точки зрения наличия естественной тяги (самотяги). Самотяга трубы для устойчивой работы котлов должна быть выше сопротивления газоходов и трубы не менее, чем на 20%.

Исходные данные для расчета:

Производительность котла 0,012 Гкал/ч (0,0136 МВт).

К.П.Д котла 92 %.

Топливо - природный газ Q^н_р = 8000 ккал/м³.

Температура наружного воздуха -31⁰С.

Конфигурация газохода: от котлов прямолинейный участок L = 2,76 м с входом в дымовую трубу под углом 45⁰.

Потеря температуры в дымовой трубе по усредненным данным 0,1 ⁰С/п.м.

Требуемая тяга за котлом равна 0.

Расчет:

.     Определяем объем дымовых газов по формуле

 (2.33)

где G_г. - расход газа, равен 5,81 м³/ч = 0,0016 м.куб/сек.;

 t_ух.г. - температура уходящих газов, равная 185⁰С,

2.   Определяем площадь сечения выхода дымовых газов по формуле:

 (2.34)

где D - диаметр дымовой трубы, м.

.     Определяем скорость дымовых газов в дымовой трубе по формуле:

 (2.35)

где F - площадь сечения выхода дымовых газов, м/c.

.     Определяем удельный вес дымовых газов на выходе из трубы:

 (2.36)

где γ₀ - удельный вес для сухого воздуха при давлении 760 мм.рт.ст и температуре 0⁰С, равный 1,29 кг/м³;

 t_ух.г. - температура уходящих газов, равная 185⁰С.

.     Определяем плотность дымовых газов на выходе из трубы:

 (2.37)

где  - плотность для сухого воздуха при давлении 760 мм.рт.ст и температуре 0⁰С, равная 0,132 кгс·сек²/м⁴;

t_ух.г. - температура уходящих газов, равная 185⁰С.

.     Определяем местные сопротивления:

)     динамическое давление:

 (2.38)

где ω - скорость дымовых газов в дымовой трубе, м/с;

γ - удельный вес дымовых газов на выходе из трубы, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м²/с.

)     сопротивление отвода:

 (2.39)

где h_d - динамическое давление, мм.вод.ст;

ζ - коэффициент местного сопротивления отвода, равный 0,25.

)     сопротивление входа в дымовую трубу под углом 45⁰:

 (2.40)

где h_d - динамическое давление, мм.вод.ст;

ζ - коэффициент местного сопротивления при входе под углом 45⁰, равный 0,5.

)     сопротивление выхода из дымовой трубы:

 (2.41)

где h_d - динамическое давление, мм.вод.ст;

ζ - коэффициент местного сопротивления при выходе, равный 1,0.

 (2.42)

где ω - скорость дымовых газов в дымовой трубе, м/с;

 ρ - плотность дымовых газов на выходе из трубы, кг/м³;

 H_тр. - длина прямолинейного горизонтального газохода, равная 2,76 м;

 L - высота дымовой трубы (от места ввода до устья), равная 6,5 м.

.     Определяем суммарное сопротивление газового тракта:

 (2.43)

где ∆h_отв. - сопротивление отвода, мм.вод.ст.;

 ∆h_вх. - сопротивление входа в дымовую трубу под углом 45 ⁰С, мм.вод.ст.;

∆h_вых. - сопротивление выхода из дымовой трубы, мм.вод.ст.;

∆h_тр. - сопротивление трения в газоходе и дымовой трубе, мм.вод.ст.;

.     Определяем самотягу дымовой трубы:

 (2.44)

где H_тр. - длина прямолинейного горизонтального газохода, равная 2,76 м;

 ρ_н.в. - плотность наружного воздуха, кг·см²/м⁴;

 ρ - плотность дымовых газов на выходе из трубы, кг/м³.

.     Определяем перепад полных давлений по газовому тракту:

 (2.45)

где S_тр. - cамотяга дымовой трубы, мм.вод.ст.;

Σ ∆h - суммарное сопротивление газового тракта, мм.вод.ст.

Вывод: Превышение самотяги над суммарным (полным) сопротивлением газового тракта выше нормативного значения .

Дымоудаление от котлов осуществляется посредством дымовых теплоизолированных труб, изготовленных из нержавеющей стали марки AISI 304, внутренний диаметр 300мм. Высота дымовых труб 6,5 м от пола котельной.

3. Технико-экономическая оценка газовой котельной

.1 Общие положения

Системы автономного теплоснабжения в настоящее время приобретают все большую популярность, в том числе и газовые котельные.

Отопление газом на сегодняшний день остается наиболее востребованным и распространенным. А потому газовые котельные продолжают свое триумфальное шествие - их массовое использование непрестанно растет.

Природный газ является самым распространенным, экологически чистым и доступным видом топлива в нашей стране. Он обеспечивает высокий КПД устройств, работающих на нем, и необходимое качество теплоснабжения, поэтому котельные на газе пользуются большим спросом. Основная их задача - обеспечение тепловой энергией и горячей водой объектов социального, промышленного и сельскохозяйственного назначения [2].

Оборудование для котельных выпускается как на отечественных, так и на европейских предприятиях. Причем работает оно на газе как высокого, так и низкого давления. Газовые котельные включают в себя энергоустановку и дополнительное оборудование, расположенные в одном техническом помещении. Их основное преимущество заключается в удобстве эксплуатации и высокой экономичности. Такие установки, как правило, комплектуют приборами учета газопотребления. По желанию можно оснастить котельную счетчиками для контроля потребления тепловой и электроэнергии, а также воды.

Тепло вырабатывается в необходимых количествах, благодаря чему потребители экономят, не теряя в качестве тепло- и водоснабжения. Современные котельные на газе полностью автоматизированы, оснащены аварийной сигнализацией и не требуют непрерывного контроля обслуживающего персонала.

Стремительное расширение и развитие городской инфраструктуры служит толчком к массовому использованию котельных установок на газе и отказу от центрального теплоснабжения. Этому способствует сочетание относительно невысокой стоимости получаемого тепла и хорошей производительности, побуждающее как жилой сектор, так и отдельные предприятия задумываться о децентрализации и переходе на газовые котельные установки автономного типа.

В нынешних условиях они являются оптимальным решением вопроса снабжения теплом и удовлетворения потребностей в горячей воде различных объектов. Кроме того, подобные установки отличаются безопасной и длительной эксплуатацией. А возможность самостоятельного управления поступлением тепла и контроля расходов позволит не зависеть от коммунальных служб и снизить затраты.

Газовые установки уже широко используются во многих отраслях для снабжения горячей водой и тепловой энергией административных сооружений, строительных площадок, культурно-спортивных комплексов, жилых зданий, сельскохозяйственных объектов и железной дороги [3].

Такая котельная способна работать на газе следующих видов:

-           природный;

-    сжиженный;

-    попутный нефтяной.

3.2 Достоинства современных установок на газе

. Удобство и экономичность. Подобные агрегаты не привязаны к устаревшим коммуникациям и производят нужное количество недорогой тепловой энергии. Например, 1 кВт такой энергии, поступившей от котельной установки модульного типа, оборудованной двухконтурными котлами на газе, стоит существенно меньше, чем 1 кВт, получаемый из централизованной системы отопления.

. Высокий КПД. Современные газовые котельные считаются лучшими по показателю КПД, который достигает 95%. Их качество обеспечения теплом также признано идеальным.

. Экологичность. Котельные установки используют природный газ - экологически безопасное и чистое топливо. При эксплуатации агрегатов на нефтедобывающих предприятиях в качестве топлива возможно потребление попутного нефтяного газа. Сгорание газа наносит весьма скромный ущерб экологии, соответственно, котельные, работающие на нем, по безопасности для окружающей среды - наиболее предпочтительное отопительное оборудование.

. Сравнительно небольшие габариты. У газовых модульных агрегатов достаточно маленькие размеры по сравнению с котельными других видов.

. Мобильность. Это возможность свободного перемещения установок в любое место эксплуатации.

3.3 Автоматизация котельной

Автоматизация котельной модульной установки на газе позволила значительно сократить затраты на обслуживание. Оборудование, используемое в ней, функционирует автономно - в обязанности персонала входит только наблюдение и контроль. А эксплуатация агрегата облегчается благодаря тому, что производитель обеспечивает полную заводскую комплектацию.

Автономные газовые котельные в базовой комплектации содержат следующее оборудование:

-           водогрейный или паровой котел

-    горелка

-    линия подачи (включает термозапорный и отсекающий электромагнитный клапаны)

-    насосы газовой сети

-    устройства КИПиА

-    система безопасности

3.4 Технико-экономическое обоснование использования газовой котельной

Проанализировав стоимость проектных работ, монтажа, оборудования и строительных материалов, определяем ориентировочную стоимость газовой котельной. Все данные сведены в таблицы 3.8, 3.9, 3.10.

Таблица 3.8 - Калькуляция

Таблица 3.9 - комплектующие: оборудование и материалы

Таблица 3.10 - Строительно-монтажные работы

Годовое потребление тепловой энергии на нужды отопления находятся по формуле:

 (3.46)

где - продолжительность отопительного периода, сут;

 - усредненная мощность котельной, кВт.

Годовые затраты на отопление при централизованном теплоснабжении:

 (3.47)

где  - тариф на тепловую энергию при централизованном отоплении, руб/Гкал [15].

Годовые затраты на отопление газовой котельной:

 (3.48)

 (3.49)

где  - низшая теплота сгорания природного газа, ккал/м³;

 - КПД котла, %;

 - действующий тариф на газ, руб/м³.

Разность годовых затрат на тепловую энергию равна:

 (3.50)

Срок окупаемости строительства новой котельной найдем по формуле:

 (3.51)

где К-это сумма капитальных затрат на строительство котельной, которые составили 1900905,00 рублей.

год

На основе выполненной мною работы были получены следующие расчеты:

1.              Капитальные затраты на строительство новой газовой котельной составили- 2678905,00 рублей.

2.   Экономическая выгода от использования новой котельной составила- 878908 рублей/год.

.     Срок окупаемости составил-3,04 года

На основании расчета можно рекомендовать на использование к производству данную газовую котельную.

4. Безопасность жизнедеятельности

.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации котельной Сокольское ДРСУ

Опасный производственный фактор - производственный фактор, при воздействии которого приводит работающего к травме.

Котельные установки относятся к опасным производственным объектам, так как при их эксплуатации вероятно осуществление потенциальных основных опасностей:

-    нерегулируемые газовоздушные и аэрозольные взрывы горючих веществ;

-    физические взрывы систем, работающих под давлением;

-    разрушение трубопроводов с горячей водой, паром за счет температурных градиентов, которые обуславливаются отложением накипи на нагретых поверхностях из нагреваемой воды;

-    генерирование вибрации и шума за счёт работы дробильных, размольных и транспортных агрегатов, а также тягодутьевых устройств;

-    опасность термических ожогов при контакте работающего персонала с нагретыми поверхностями и паром;

-    загрязнение окружающей среды, гидросферы и литосферы, атмосферы, аэрозольными, газообразными жидкими и твердыми отходами;

-    загрязнение природной среды неиспользованной теплотой отходящих газов, охлаждающей воды и твердофазных отходов.

Вредный производственный фактор - это производственный фактор, при воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к снижению работоспособности или заболеванию, в зависимости от продолжительности и от уровня воздействия вредных производственных факторов можно считать опасным.

Длительное воздействие на человека опасных и вредных факторов может привести к профессиональному заболеванию. Профессиональное отравление является распространенным среди профессиональных заболеваний.

К вредным производственным факторам относятся: повышенная запыленность воздуха, пониженная и повышенная температура воздуха в рабочей зоне, шум, вибрация, высокая подвижность воздуха, освещенность несоответствующую нормам. Так же производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: биологические, физические и психофизиологические.

Воздух рабочей зоны - является оптимальный микроклимат в помещении, который обеспечивает поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей среды, а так же снижение содержания вредных веществ в воздухе.

Воздух рабочей зоны производственных помещений характеризуется следующими параметрами: температура воздуха в помещении, выражается в градусах Цельсия; относительная влажность воздуха - в процентах; скорость его движения - в метрах в секунду, интенсивность радиации, преимущественно в инфракрасной и частично в ультрафиолетовой областях спектра; электромагнитных излучений - в джоулях на квадратный сантиметр в минуту.

Все эти характеристики по отдельности и вместе в целом влияют на организм человека, определяя его самочувствие.

Кроме отмеченных параметров воздуха от оптимальных значений возможно наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ.

Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных ПДК. Для примера, ПДК ацетона 200 мг/м3, дихлорэтана 10 мг/м3, серной кислоты 1 мг/м3, ртути и свинца 0,01 мг/м3.

ПДК некоторых аэрозолей (пыли, взвешенной в воздухе): золы горючих сланцев 4 мг/м3, кокса 6 мг/м3, каменного угля 10 мг/м3.

Для определения содержания вредных веществ в воздухе отбор проб должен осуществляться в зоне дыхания (в радиусе до 0,5 м от лица, работающего) при специфических производственных условиях.

Недостаточное естественное освещение вызывает нарушение зрения, головные боли, быструю утомляемость

Для создания наилучших условий работы зрения человека в процессе труда освещение должно обеспечивать:

-    освещенность на рабочих местах в соответствии с характером зрительной работы

-    достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности

-    отсутствие резких теней, блёскости.

В котельной предусмотрено: рабочее освещение, искусственное дежурное и аварийное освещение.

Аварийное освещение следует предусматривать в случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:

взрыв, отравление людей, пожар;

длительное нарушение технологического процесса.

Аварийное освещение должно создаваться на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующие обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.

В помещении котельной предусмотрено естественное освещение, в вечернее и ночное время - искусственное.

Искусственное освещение скомбинировано общего освещения котельной с местным освещением рабочих мест. В качестве источников света применяются люминесцентные лампы и лампы накаливания.

Для обеспечения требуемого направления светового потока электрические лампы заключаются в арматуру, которая обеспечивает защиту глаз от слепящего действия и предохраняет лампы от загрязнения. Для освещения применяются светильники напряжением 220 В и мощностью 40-1000 Вт.

К источникам общей вибрации относятся вращающие механизмы - вентиляторы и насосы, дымососы, работающие котлы. Вибрация возникает при плохом центрировании, а так же разбалансировке вращающихся механизмов и правильной балансировки. В оборудовании вибрации возникает при движении среды.

Вибрация может вызывать нарушение функций организма. При воздействии общей вибрации возникают изменения со стороны центральной нервной системы: головокружение, шум в ушах, сонливость, нарушается координация движений. Со стороны сердечно-сосудистой системы наблюдается гипертонические явления и неустойчивость артериального давления. Поражение кожно-суставного аппарата локализуется в позвоночнике и ногах. При большой интенсивности и в определенном диапазоне частот - разрыв тканей. Наиболее опасны для организма человека вибрации могут вызвать резонансные явления в организме. Диапазон частот таких вибраций 4- 400 Гц. Наиболее опасна частота для работающих 5¸9 Гц.

Основным способом обеспечения вибробезопасности является создание и применение вибробезопасных машин.

При проектировании и использовании машин, зданий, объектов должны быть использованы методы по снижающие вибрацию на путях ее распространения от источника возбуждения; применена виброизоляция, виброгасящие основания (пружины, пневматические демпферы).

Несущие конструкции здания не должны соприкасаться с фундаментами машин для исключения вибрации и сотрясений от работы машин.

В котельной применены виброгасящие основания на фундаментах насосов.

Источники шума в котельной - это котел, работающие насосы, дымосос, вентилятор, движение воды и пара в трубопроводах.

Интенсивный шум при ежедневном воздействии уменьшает остроту слуха, приводит к изменению кровяного давления, ослабляет внимание, снижает остроту зрения, ускоряется процесс утомления, вызывает изменение в двигательных центрах. Особенно неблагоприятное воздействие оказывает шум на: сердечно-сосудистую и нервную системы. Шум при интенсивности более 130 дБ вызывает боль в ушах, а при 140 дБ наступают необратимые нарушения органа слуха [12].

Одним из методов снижения шума является снижение шума на пути его распространения. Он реализуется применением: кожухов, экранов и звукоизолирующих перегородок, которыми закрывают вышеперечисленное оборудование, применение звукоизоляции ограждающих конструкций; уплотнением по периметру притворов окон, ворот, дверей; звукоизоляцией мест пересечения ограждающих конструкций инженерными коммуникациями; устройством звукоизолированных кабин наблюдения и дистанционного управления. Для индивидуальных средств защиты используют противошумные наушники и вкладыши. Для снижения шума от всех вращающихся механизмов в котельной применяются кожухи, помещения операторской имеет звукоизоляцию.

.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда при эксплуатации котельной Сокольского ДРСУ

.2.1 Безопасность при эксплуатации котельной

В промышленности получили распространение многие виды технологического оборудования: котлы, сосуды, работающие под давление и компрессорные установки, которые представляют собой оборудование работающие под давлением. Неправильная эксплуатация этого оборудования может привести к взрывам и значительным разрушениям [4].

К оборудованию работающему под давлением относится оборудования находящиеся под давлением воды, воздуха или пара свыше 0,7 кгс/см² или при температуре воды более 115 °С. К Обслуживанию такого оборудования допускаются лица старше 18 лет, прошедшие обучение и проверку знаний.

Здание котельной должно быть выполнено из несгораемых материалов. Котельные станции площадью пола до 200 м² должны быть оборудованы не менее чем 1 выходом, а с большой площадью не менее чем 2 выходами. В помещениях котельных должен быть предусмотрен уровень естественного и искусственного освещения, который соответствует требованиям нормативных актов. При установке ламп на высоту менее 2,5 м для питания осветительных установок должно применяться напряжение не более 36 В. Для обеспечения безопасной эксплуатации котлы должны быть оборудованы приборами для контроля режима работы, запорной арматурой, предохранительными устройствами и указателями уровня жидкости.

В котельной запрещено хранить легко воспламеняющих и горючих веществ, складирование материалов в проходной. В помещении должны устанавливаться телефоны или сигнальные устройства в случае экстренного вызова аварийных служб. При возникновения пожара в котельной необходимо немедленно вызвать аварийно-пожарную команду, по возможности приступить к тушению пожара [14].

4.2.2 Основные способы обеспечения безопасной эксплуатации котельных установок

С целью безопасной эксплуатации котельных установок применяется арматура безопасности:

-    манометры, для контроля давления среды (воды, пара и другое);

-    предохранительные устройства для сброса избыточного давления рабочей среды (разрывные мембраны, предохранительные клапаны, и другие);

-    парозапорные вентили для отключения котельной установки от паровой магистрали;

-    водозаборные вентили (задвижки) для впуска воды в котельную установку и регулирование её количества;

-    обратный питательный клапан, предотвращающий пропуск воды из котельной установки обратно в питательную магистраль при аварии на питательном трубопроводе;

-    воздушные клапаны для удаления из котельной установки воздуха и других газов.

На всю арматуру должны быть сертификаты (паспорт), в которых отражаются параметры эксплуатации, схемы включения и другие сведения.

Соединения трубопроводов котельных установок выполняются фланцевыми или сварными.

Котельные установки оборудуются необходимой гарнитурой безопасности:

-    заслонки и шиберы для регулирования тяги и дутья;

-    лазы в обмуровке для осмотра топочной камеры, газоходов и других поверхностей нагрева и футеровки;

-    предохранительные взрывные клапаны для защиты обмуровки и каркаса котельных установок от разрушений при взрывах горючей смеси в топке и газоходах;

-    затворы на шлаковых и золовых бункерах для удаления шлака и золы из топки, газоходов и других мест.

Для предупреждения взрывов автоматически контролируется температура топочных газов, воды и пара, при том, что система контроля блокируется с питательными системами (по воде и топливу), которые автоматически отключаются при превышении критических величин температур [14].

Для обеспечения безопасности процесса розжига котельных установок, должны предусматриваться автоматические системы контроля и регулирования подачи горючего на запальник, в топку.

Особое значение для безопасной эксплуатации котельных установок являются, умягчение питательной воды (предупреждения образования накипи на нагретых поверхностях). При умягчении (обессоливании) воды из неё удаляют соли жесткости (Ca(HCO3)2; Mg(HCO3)2; CaSO4; MgSO4; MgCI2), которые обеспечивают карбонатную и некарбонатную жёсткость воды.

Умягчение питательной воды производится при помощи ионообменных смол (катиониты и аниониты), реагентными методами (обработка кислотами с выпадением солей жёсткости в осадок).

4.2.3 Обеспечение здоровых и безопасных условий труда

Во всех учреждениях, предприятиях и организациях создаются здоровые и безопасные условия труда.

Обеспечение здоровых и безопасных условий труда возлагается на администрацию предприятий, учреждений, организаций.

Обязанность внедрения современных средств техники и безопасности, предупреждающие производственный травматизм и обеспечение санитарно- гигиенических условий, предотвращающих профессиональных заболеваний работников возлагается на администрацию.

Трудовые коллективы одобряют и обсуждают комплексные планы улучшения условий, охраны труда и санитарно-оздоровительных мероприятий, а так же контролируют выполнение этих планов.

На производственных предприятиях при организации создаются безопасные и здоровые условия труда для персонала, устанавливают правовые основы регулирования отношений в области охраны труда между работниками и их работодателями, создаются условия безопасной организации всех рабочих мест, которые соответствуют требованиям Законодательства РФ по сохранению жизни и здоровья рабочего персонала в процессе трудовой деятельности.

Одной из важных целей охраны труда является анализ условий безопасного труда, технологических процессов, аппаратуры и оборудования с точки зрения возможности появления опасных факторов, выделение вредных производственных веществ. В соответствии с данным анализом определяются опасные участки производства, виды работ повышенной опасности, возможные аварийные ситуации, а так же разрабатываются мероприятия по их устранению или ограничению последствий происшествий.

В процессе проведении анализа условий безопасного труда и работающей система охраны труда на предприятии определяются:

характеристики предприятия, показатели основных результатов финансово-хозяйственной деятельности;

теоретические и внедренные практические аспектов охраны труда на предприятии;

вскрываются проблем обеспечения условий охраны труда на предприятии;

формулируются предложения по совершенствованию организации охраны труда на предприятии.

Охрана труда - это совокупность всех мер политического, правового, экономического, социального, культурного, научного, медицинского, санитарно - гигиенического и противоэпидемического характера, направленная на сохранение и укрепление физического и психического здоровья каждого человека, поддержание его долголетней жизни, предоставление медицинской помощи в случаях повреждения или утраты здоровья.

Право на охрану здоровья персонала и безопасный труд - является широким понятием, и распространяется на всех трудящихся нашей страны. По оценке факторов воздействия на здоровье (от любых видов неблагоприятного воздействия - и на окружающую среду, факторов как природного, так и техногенного характера), по задачам регулирования (меры должны обеспечивать и сохранять здоровье, меры должны быть направлены и способствовать укреплению его, то есть не расходиться с дальнейшим развитием предприятия.

Условия охраны труда обеспечивают защиту работников от неблагоприятного воздействия. Такая защита осуществляется от ограниченного круга вполне определенных вредных и опасных производственных факторов.

Все рабочие на производстве нуждаются, прежде всего, в защите от игнорирования, от чрезмерных физических нагрузок или недостаточного учета работодателем различных негативных производственных факторов, от пренебрежения различиями в индивидуальных качествах. Так же работники нуждаются и в защите от опасностей получения травм и несчастного случая, либо профессиональных заболеваний вследствие взаимодействия производства и факторов производственной среды.

4.3 Расчет производственного освещения котельной

Выбор источника света

В связи с тем, что в котельной недопустимо применять ГРЛ, выбираем, лампу накаливания в качестве освещения котельной.

Нормированная освещенность должна обеспечиваться во всех рабочих точках, для этого выбираем рабочее равномерное освещение. В помещении котельной нормируется, так же вертикальная освещенность, которая устанавливается на уровне 1,5 м от пола. Этот уровень должен соответствовать высоте топки, затворок и питателей, для хорошего освещения и именно этот уровень является уровнем рабочей поверхности.

Нормируемая освещенность Е_н = 100 лк. Чтобы при эксплуатации осветительной установки освещенность на рабочих местах не снижалась из-за уменьшения светового потока лампы за счет старения, выбираем коэффициент запаса К_з = 1,15.

Выбор светового прибора

Выбор светового прибора производят по конструктивному исполнению и светотехническим характеристикам.

Помещение котельной относится к сухим помещениям, поэтому минимальная степень защиты светильника будет IP 20.

В помещениях, где рабочие поверхности находятся в вертикальных или произвольно расположенных плоскостях, целесообразны светильники рассеянного света класса Д с полуширокой кривой типа Л или равномерной - типа М.

Исходя из данных характеристик, выберем светильник типа НСП-02 с КСС М.