9 Расчет выбросов тэц в атмосферу

9.1 Определение расхода выбросов диоксида серы

Количество выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами диоксидов серы SO₂ и SO₃ в перерасчете на SO₂ вычисляем по формуле (для мазута):

(23)

где В - часовой расход мазута на один энергетический котлоагрегат, т/ч

Ориентировочно рассчитаем расход по формуле

В = В = = 33943,4 кг/ч = 9428,7 г/с

Q = 1242 * 10⁶ кДж/ч – рассчитано в гл. 5,

S^Р=1,7% - содержание серы в топливе.

=0,2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле для мазута.

=0 – доля оксидов серы не связываемых золой.

N_К =4 – число котлов.

9.2 Расчет выбросов оксидов азота при сжигании жидкого и газообразного топлива (газ, мазут)

Выброс оксидов азота ведут в пересчете на NO₂, хотя в топке котла образуется в основном окись азота NO (более 95%) и только 1-5% успевает перед выходом в атмосферу доокислиться до NO₂.

Секундный выброс NO₂ (г/с) определяем по формуле:

(24)

где К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота.

;

где Д_Ф и Д_Н – фактическая и номинальная нагрузка.

Д_Ф=491,62т/ч и Д_Н=500т/ч.

В – расход натурального топлива, г/с

для мазута В=9428,7 г/с

для газа В= 7899,74 г/с

- низшая теплота сгорания топлива.

для мазута 39260 кДж/кг

для газа 31844 кДж/кг

q₄=0 – потери теплоты от механической неполноты сгорания.

₁ – коэффициент, учитывающий влияние содержания азота на выход оксидов азота (для мазута 0,75; для газа 0,9)

₂ – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для мазута 1; для газа 1)

₃ =1

₁=0,0025 – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий их подачи в топку.

r=20% - степень рециркуляции дымовых газов.

₂=0, 5 – коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок.

Для мазута:

Для газа:

9.3 Расчет выбросов оксида углерода

Количество оксидов углерода МСО, выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами каждого котла при сжигании жидкого и газообразного топлива определяем по формуле:

(22)

где В – расход натурального топлива.

q₄=0 – потери теплоты от механической неполноты сгорания.

С_СО – выход оксида углерода определяем по формуле:

, (23)

где q₃=0,5% - потери теплоты от химической неполноты сгорания.

R – коэффициент учитывающий длю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива обусловленной содержанием оксида углерода в продуктах сгорания (для мазута 0,65; для газа 0,5)

- теплота сгорания натурального топлива.

Мазут:

Газ:

Для мазута:

Для газа:

9.4 Расчет выбросов оксида ванадия при сжигании жидкого топлива

Соединения ванадия являются составной частью мазутной золы. Количество оксидов ванадия MV₂O₅, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котла при сжигании жидкого топлива в пересчете на пентоксид ванадия определяем по формуле:

(24)

где GV₂O₅ – содержание оксидов ванадия в жидком топливе в пересчете на V₂O₅ (г/м).

В – расход натурального топлива

_ОС - коэффициент оседания оксидов ванадия на поверхности нагрева котлов, _ОС =0,05.

_УЛ - доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов _УЛ =0.

При отсутствии результатов анализа топлива, содержание оксидов ванадия в сжигаемом топливе для мазутов:

GV₂O₅=94,4*1,7-31,6=130,58

9.5 Расчет и выбор дымовой трубы

Расчет ведем по формуле:

(25)

По таблице ориентировочно принимаем для станции две трубы высотой 150м и диаметром в устье 7,2м.

Секундный расход газов:

Скорость газов через устье трубы:

м/с

По таблице принимаем m=1

Коэффициент F=1, А=200.

Определяем параметры U_M и n

(26)

t_ЖМ=+18,3 – по таблице

Т=117,2-18,3=98,9К

h=150м – принята

, так как U_М>2, то принимаем n=1

Предельно допустимые концентрации ПДК_NO2=0,085мг/м², ПДК_SO2=0,5мг/м²

Принимаем одноствольные трубы P_N=1 (топливо мазут).

Принимаем к установке две трубы высотой 150м с диаметром устья 7,2м.

10 Мероприятия по технике безопасности и пожарной профилактике при обслуживании сосудов работающих под давлением

10.1 Требования охраны труда при эксплуатации сосудов работающих под давлением

Устройство и эксплуатация деаэраторов, подогревателей, РОУ, трубопроводов горячей воды и пара должны удовлетворять требованиям Правил Ростехнадзора.

Работа трубопроводов и указанного выше оборудования должна быть запрещена, если истек срок очередного освидетельствования или выявлены дефекты, угрожающие их надежной и безопасной работе.

Проверка исправности действия предохранительных клапанов деаэраторов, подогревателей, РОУ должна производиться не реже одного раза в 3 месяцев, путем принудительного открывания их во время работы сосуда.

Отключать теплообменные аппараты (трубопроводы) необходимо двумя последовательно установленными задвижками. Между ними должно быть дренажное устройство, соединенное непосредственно (прямо) с атмосферой.

В отдельных случаях в схемах с безфланцевой арматурой, когда нельзя отключить для ремонта теплообменный аппарат (трубопровод) двумя последовательными задвижками, допускается с разрешения технического руководителя отключать ремонтируемый участок одной задвижкой. При этом не должно быть парения (утечки) через открытый на время ремонта на отключенном участке дренаж в атмосферу. Разрешение технического руководителя фиксируется его подписью на полях наряда.

В случае отключения одной задвижкой теплообменных аппаратов и трубопроводов от действующего оборудования с температурой воды не более 45°С разрешение технического руководителя на такое отключение не требуется.

С теплообменных аппаратов и трубопроводов, отключенных для ремонта, следует снять давление, и освободить их от пара и воды. С электроприводов, отключающей арматуру - снять напряжение, а с цепей управления электроприводами - предохранители.

Вся отключающая арматура должна быть в закрытом состоянии. Вентили открытых дренажей, соединенных непосредственно с атмосферой, должны быть открыты. Вентили дренажей закрытого типа после дренирования теплообменного аппарата (трубопровода) должны быть закрыты; между запорной арматурой и теплообменным аппаратом (трубопроводом) должна быть арматура, непосредственно соединенная с атмосферой. Отключающая арматура и вентили дренажей должны быть обвязаны цепями или заблокированы другими приспособлениями и заперты на замки.

На вентилях и задвижках отключающей арматуры следует вывешивать плакаты и знаки безопасности "Не открывать - работают люди"; на вентилях открытых дренажей - "Не закрывать - работают люди", на ключах управления электроприводами отключающей арматуры - "Не включать - работают люди"; на месте работы - "Работать здесь".

Приступить к ремонту аппаратов и трубопроводов при избыточном давлении в них не допускается. Дренирование воды и пара должно производиться через дренажную арматуру.

При работе людей внутри теплообменного аппарата, а также при недостаточной плотности отключающей фланцевой арматуры ремонтируемое оборудование должно быть отделено от действующего с помощью заглушек, толщина которых должна соответствовать параметрам рабочей среды. Для облегчения проверки установки заглушек последние должны иметь хорошо видимые хвостовики.

Разрешается отключать одной задвижкой (без заглушек) теплообменные аппараты по тем потокам, рабочее давление в которых не выше атмосферного и температура теплоносителя не более 45С.

При опробовании и прогреве трубопроводов пара и воды, подтяжку болтов фланцевых соединений производить при избыточном давлении не выше 5 кгс/см².

Сальники следует подтягивать при давлении не выше 12 кгс/см², осторожно, чтобы не сорвать болты.

При обнаружении свищей в паропроводных трактах начальник смены цеха обязан немедленно определить опасную зону, прекратить в ней все работы, удалить из нее персонал, оградить эту зону и вывесить знаки безопасности "Проход воспрещен", "Осторожно! Опасная зона".

О принятых мерах должно быть доложено вышестоящему оперативному персоналу (начальнику смены станции).

При обнаружении свищей в трубах поверхностях нагрева, паропроводах, коллекторах, питательных трубопроводах, в корпусах арматуры необходимо срочно вывести работающих с аварийного оборудования, оградить опасную зону и вывесить плакаты и знаки безопасности "Осторожно! Опасная зона".

Вывод людей должен осуществлять начальник смены цеха.

10.2 Требования пожарной безопасности

10.3 Основные требования к организации подготовки персонала

Все рабочие и служащие должны проходить специальную противопожарную подготовку, которая состоит из следующих основных положений:

а) вводного инструктаж;

б) проводимых в цехе регулярных инструктажей (первичного, периодического, внепланового и целевого);

г) занятия по пожарно-техническому минимуму для соответствующих категорий персонала;

д) повышение знаний в учебных центрах;

е) изучение и проверка знаний правил пожарной безопасности;

в) проведение противопожарных тренировок.

Порядок, срок, место и учет проведения занятий определяется приказом, распоряжением руководителя предприятия (цеха).

Вводный противопожарный инструктаж должны проходить все принимаемые на работу ИТР, служащие и рабочие (временные в том числе), а также учащиеся и студенты, прибывшие на производственную практику.

Лица, не прошедшие вводного противопожарного инструктажа, к работе не допускаются.

Первичный, повторный и внеплановый инструктаж проводится на рабочем месте, ответственным должностным лицом, с записью в журнале инструктажей.

Занятия по пожарно-техническому минимуму проводятся по программе, утвержденной руководителем предприятия.

По окончанию прохождения программы по пожарно-техническому минимуму должны быть приняты зачеты, а результаты зачетов оформляются соответствующим документом.

Проверка знаний по ППБ проводится не реже одного раза в 3 года.

10.4 Противопожарный режим в цехе

Все производственные, служебные, складские и вспомогательные помещения цеха должны постоянно содержаться в чистоте и своевременно убираться.

Полы помещения цеха должны быть сухими. Пролитое масло должно немедленно убираться.

Металлические, строительные и другие отходы производства необходимо убирать в металлические ящики и периодически удалять.

Для цеховых кладовых должны быть нормативно установлены максимально допустимые количества единовременно хранимых ЛВЖ, ГЖ, красок, лаков, растворителей. Таблица с нормами хранения указанных материалов должна быть вывешена на внутренней стороне двери кладовых или специальных шкафов.

Имеющиеся в цехе средства пожаротушения должны быть в исправном состоянии и постоянно готовы к действию.

Оборудование цеха не реже одного раза в смену должно очищаться от масла, пыли, мусора.

Работа технологического оборудования и его нагрузка должны соответствовать требованиям паспортных данных и технологического регламента.

Тепловая изоляция трубопроводов и арматуры должна быть в исправном состоянии. Температура на ее поверхности при температуре окружающего воздуха 25 ^оС должна быть не более 45^оС.

Промасляные тряпки и ветошь должны храниться в специальных металлических закрывающихся ящиках вместимостью не более 0,5 м ³ с подписью "Для ветоши", которые устанавливаются на основных отметках обслуживания. Паромасляная ветошь (тряпки) должны периодически удаляться из цеха.

На рабочих местах допускается хранить запас смазочных материалов в количестве сменной их потребности в емкостях из небьющейся тары и с плотно закрывающимися крышками.

После окончания смены сгораемые отходы и обтирочные материалы необходимо убирать с рабочего места.

Ремонтные работы в цехе должны производиться по распоряжению или письменному разрешению (наряду), выданному начальником цеха или лицом на то уполномоченным.

При наличии на окнах решеток, они должны легко сниматься изнутри помещения, без применения инструмента.

К зданию и сооружениям цеха должен быть обеспечен свободный доступ.

Закрытие отдельных проездов и участков, дорог на ремонт или по другим причинам может быть произведено после согласования с объектовой пожарной охраной и устройства временных объездов или переездов через ремонтируемые участки. В этих случаях на весь период ремонта в необходимых местах должны быть установлены дорожные знаки и указатели маршрута следования.

После окончания ремонтных работ должна производиться уборка рабочего места, электрическая сеть и электрооборудование (сварочные аппараты, машины и т.п.) должны быть отключены.

Должен быть установлен регулярный контроль целостности несгораемой теплоизоляции всех горючих поверхностей расположенных ближе 10 м от маслопроводов.

Поверхность теплоизоляции должна быть покрыта металлическим листом или другим негорючим материалом для предохранения ее от пропитки маслом при повреждении.

В случаях попадания масла на теплоизоляцию горячих поверхностей они должны быть очищены (горячей водой или паром, а если эти меры не помогли, этот участок должен быть полностью заменен).

Опломбированный ручной привод запорного устройства аварийного слива масла должен устанавливаться на основных отметках обслуживания в доступном при пожаре месте, причём на однотипном оборудовании, находящемся в машинном зале, приводы устанавливаются одинаково.

Электроосветительная арматура у постов водородного охлаждения, смотровых люков масляной системы, термопар, измеряющих температуру масла энергетической установки,

должен быть в защищенном исполнении, соответствующий зонам взрывоопасности по ПУЭ.

Все трубопроводы, арматура и другое оборудование, относящееся к схемам маслоснабжения должны окрашиваться в коричневый цвет.

В цехе не допускается:

а) курить;

б) производить отогревание замерзших труб паяльными лампами и любыми другими способами с применением открытого огня.

в) при эксплуатации агрегатов попадание масла на горячие поверхности, в подвальные помещения и кабельные трассы;

г) проведение работ на маслопроводах и оборудовании маслосистемы при ее работе, за исключением замены манометров, а также наладочных работ и доливки масла по специальной программе, которая в каждом конкретном случае утверждается техническим руководителем станции;

д) производить подпитку маслосистемы путем доставки масла в переносных бачках к маслобакам турбин;

е) укладывать тряпки и ветошь, а также использовать временные лотки и противни (за исключением случаев аварий) для сбора протечек масла из уплотнений и сальников на оборудовании. При невозможности немедленно устранить протечки масла и при его незначительном поступлении распоряжением по цеху должен быть установлен надзор за местами протечек, а подтеки масла должны периодически вытираться досуха. При значительных протечках необходимо принять меры к аварийному останову оборудования и выводу его в ремонт;

ж) проведения огневых работ без соблюдения установленного порядка;

з) производить уборку производственных помещений и оборудования с применением бензина, керосина и других легко воспламеняющих и горючих жидкостей;

и) промывка масляных баков легко воспламеняющимися или горючими жидкостями;

к) пользоваться неисправной электропроводкой, выключателями, патронами, штепсельными розетками и другой электрической аппаратурой;

л) использование пожарной техники для хозяйственных, производственных и прочих нужд не связанных с тушением пожара или обучением ДПФ, рабочих и служащих;

м) загромождать проходы, подъезды, выходы, лестницы различными предметами и оборудованием;

н) зажигать факелы вблизи градирен и в помещении цеха.

10.5 Пожарная безопасность при ремонте и реконструкции технологического оборудования и проведении сварочных и других огнеопасных работ

Ответственность за обеспечение пожарной безопасности при ремонте, реконструкции и монтаже технологического оборудования, проведение электросварочных и других огневых работ возлагается на начальника турбинного цеха.

К сварочным и другим огнеопасным работам допускается персонал, прошедшие в установленном порядке обучение и проверку знаний ведомственных инструкций по пожарной безопасности при проведении огневых работ, а также действующих правил и других нормативных документов отрасли в соответствии с требованиями к профессиональной подготовке персонала, выполняющего эти работы.

Во время выполнения сварочных и других огневых работ, персонал обязан иметь при себе удостоверение электроэнергетической промышленности и талон по технике пожарной безопасности, а также наряд на право проведения временных работ в конкретном месте.

Места производства огневых работ могут быть постоянными и временными.

Огневые работы на оборудовании, в зоне действующего оборудования и в производственных помещениях выполняются по наряду.

Наряд на производство огневых работ имеет право выдать начальник цеха (или лица, исполняющие его обязанности), а на пожароопасном оборудовании (газомасляная система турбин и генераторов) – техническим руководителем станции.

При авариях временные сварочные и другие огнеопасные работы производятся под непосредственным наблюдением начальника цеха или по его указанию другого ответственного инженерно-технического работника этого цеха.

Для обеспечения контроля за проведением огневых работ, на пожароопасном оборудовании, разрешение на эти работы от администрации цеха должны поступать в пожарную охрану накануне дня их производства.

Приступить к огневым работам разрешается только после согласования их с пожарной охраной и выполнения мероприятий, предусмотренных в разрешении на проведение огневых работ.

На выходные и праздничные дни разрешение на проведение огневых работ оформляется особо. Администрацией должен быть организован контроль за проведением этих работ.

Место проведения огневых работ необходимо обеспечить первичными средствами пожаротушения (огнетушитель или ящик с песком и лопатой, ведро с водой).

При наличии вблизи или под местом проведения огневых работ сгораемых материалов, они должны быть надежно защищены от загорания металлическими экранами или политы водой, а также должны быть приняты меры против разлета искр и попадания их на сгораемые материалы или нижележащие площадки.

Приступить к проведению огневых работ можно только после выполнения всех требований пожарной безопасности (наличие средств пожаротушения, очистка рабочего места от сгораемых материалов, защита сгораемых конструкций и т.д.)

Место проведения огневых работ должно быть очищено от горючих веществ и материалов в радиусе, указанном в таблице.

Таблица − 10 Проведение огневых работ

Высота точки сварки над уровнем пола или прилегающей территории, м	0	2	3	4	6	8	10	Свыше 10
Минимальный радиус зоны очистки, м	5	8	9	10	11	12	13	14

После окончания огневых работ их исполнитель обязан тщательно осмотреть место проведения этих работ и устранить нарушения, могущие привести к возникновению пожара.

Ответственное лицо за проведение огневых работ обязано проинструктировать непосредственных исполнителей этих работ о мерах пожарной безопасности, определить противопожарные мероприятия по подготовке места работ, оборудования и коммуникаций в соответствии с требованиями пожарной безопасности.

В период огневых работ ответственным лицом, должен быть установлен контроль за соблюдением исполнителем этих работ мер пожарной безопасности и техники безопасности.

Начальник смены турбинного цеха обязан обеспечить тщательную проверку места проведения огневых работ или других пожароопасных работ в течение 3-5 часов после их окончания.

Перед сваркой масляных баков и систем, в которых находилось масло, должна быть проведена их очистка, промывка горячей водой с каустической содой, пропарка, просушка и вентилирование с последующим лабораторным анализом воздушной среды. До начала производства сварочных или других огневых работ емкость должна быть отглушена от всех трубопроводов, о чем следует сделать запись в журнале по установке и снятию заглушек. Сварка должна производиться обязательно при открытых лазах, люках, пробках и при действующей переносной вентиляции.

Не допускается приступать к огневым работам:

а) если не выполнены противопожарные мероприятия, не подготовлены средства пожаротушения и не оформлены наряд и допуск на временное проведение этих работ;

б) если неисправна аппаратура;

в) на оборудовании и вблизи строительных конструкций (менее 20 м) имеются свежеокрашенные поверхности или проводятся окрасочные работы;

г) ученикам сварщика или газосварщика в отсутствии прикрепленного к ним квалифицированного рабочего, а также другим рабочим, не прошедшим обучение, проверку знаний правил (технической эксплуатации, техники безопасности, пожарной безопасности) и не имеющим права производства огнеопасных работ;

д) в рабочей одежде и рукавицах, пропитанных горючими жидкостями или мастиками;

е) если сварочные провода оголены, с плохой изоляцией или не изолированы в местах соединения, а так же если их сечение не обеспечивает протекания допустимого номинального сварочного тока;

ж) если при пересечении сварочных электрокабелей трубопроводов, не выполнены в этих местах дополнительная изоляция или воздушные подвески этих кабелей.

Лицо, ответственное за проведение огневых работ, обязано проверить наличие на рабочем месте средств пожаротушения, а после окончания работ осмотреть рабочее место, нижележащие площадки и обеспечить принятие мер, исключающих возможность возникновения пожара.

Не допускается оставлять в помещении баллоны с кислородом и горючими газами. Баллоны направлять на место их постоянного хранения.

Отметка о нарушениях и изъятие талона по технике пожарной безопасности означает немедленное и полное их прекращение. Возобновление этих работ разрешается после устранения отмеченных недостатков, а также оформления нового допуска и выдачи наряда.

11 Мероприятия по охране окружающей среды на проектируемой ТЭС

Резко возросший уровень требований к теплоэнергетике по охране окружающей среды - один из важнейших социально-экономических факторов, определяющих ее дальнейшее развитие.

В наиболее сложном положении оказались действующие станции (ТЭС) и котельные, сжигающие низкосортные угли или мазут, так как они не оснащены эффективным природоохранным оборудованием, а практически все промышленно-отопительные и коммунальные котельные малой и средней мощности вообще не оснащены природоохранным оборудованием. Требуется их коренная реконструкция.

По расчетам Минтопэнерго на каждый 1 кВт установленной мощности ежегодно приходится в среднем в виде отходов:

• 500 кг золошлаковых отходов (ЗШО);

• 75 кг оксидов серы (SO₂);

• 10 кг оксидов азота (NO₂);

• 30 ГДж сбросного тепла.

С дымовыми газами при сжигании 1 т у.т. выбрасывается углекислого газа (CO₂):

• при сжигании угля - свыше 780 кг;

• мазута - более 520 кг;

– природного газа - около 370 кг.

При сжигают твердого топлива, наряду с окислами основных горючих элементов - углерода и водорода, в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, окислы азота и некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива.

При сжигании мазутов с дымовыми газами в атмосферу поступают сернистый и серный ангидриды, окислы азота, газообразные и твердые продукты неполного сгорания, соединения ванадия, соли натрия, а также отложения, удаляемые с поверхностей нагрева котельных агрегатов при чистке.

При сжигании природного газа с дымовыми газами в атмосферу поступают оксиды и моноокись азота (NO_2,NO). В выбросах тепловых электростанций и крупных котельных, работающих на углях или сернистых мазутах, могут содержаться вредные для здоровья человека, растительного и животного мира металлы: мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, таллий, хром, натрий, никель, ванадий, бор, медь, железо, марганец, молибден, селен, цинк и другие сложные полициклические ароматические углеводороды (в частности бензопирен).

Энергетика на сжигание угля потребляет много кислорода и оказывает дополнительный нагрев биосферы за счет так называемого "тепличного" или парникового эффекта, которое обусловлено, наряду с другими факторами, накоплением в атмосфере Земли диоксида углерода (С0₂), хотя он не нормируется и пока не ограничивается санитарно-гигиеническими соображениями. Накопление в верхних слоях атмосферы С0₂ препятствует нормальному процессу теплообмена между Землей и Космосом, сдерживает тепло, накапливаемое Землей.

Количество образующихся в котлах ТЭС и котельных летучей золы, S0₂ и NO₂ сильно зависят от вида и качества сжигаемого топлива, технологического режима и конструктивных особенностей котлоагрегатов.

Предстоит выполнить большой объем научно-технической и практической работы по повышению экологической чистоты тепловых электростанций и котельных.

Так сложилось, что теплоэнергетика, занимающая ведущее место по валовым вредным выбросам в атмосферу, является, пожалуй, самой ответственной отраслью за вредные выбросы, тогда как нефтепереработчики не очищают мазут от серы и поставляют его на ТЭС и котельные как высокосернистое топливо; угольщики не производят обогащение угля и поставляют на электростанции многозольные угли (вторая группа углей с зольностью до 55%), котлостроители все еще практически не выпускают экологически чистые котлы, машиностроители продолжают выпускать энергозатратное оборудование, а приборы для оперативного замера окислов серы, азота, углекислого газа, золы вследствие высокой стоимости не получили широкого применения.

Все это предопределило объективную необходимость разработки в конце 80-х годов Государственной программы по защите окружающей среды - "Экологически чистая энергетика", в составе которой разработано одно из приоритетных направлений - "Экологически чистая ТЭС".

К сожалению, указанная программа в целом по России не выполняется из-за затянувшегося экономического кризиса.

Системы теплоснабжения должны удовлетворять требованиям экологии, а это значит:

1) осуществлять выбор схем и систем (открытая, закрытая) теплоснабжения с обязательным учетом экологических показателей;

2) сокращать число мелких неэкономичных котельных с морально и физически устаревшим оборудованием;

3) максимально вовлекать в схему теплоснабжения котельные на газовом топливе;

4) максимально развивать теплофикационные системы путем создания ТЭЦ малой мощности с ГТУ и реконструкцию котельных с превращением их в ТЭЦ малой мощности путем внедрения паровых противодавленческих турбин и газовых надстроек;

5) сокращать непроизводительные потери у потребителей (повышение теплозащитных свойств зданий, автоматизация теплопотребляющих установок, в том числе применение по фасадного регулирования и пр.).

От тепловых сетей неблагоприятные воздействия могут проявляться:

1) при аварийных сбросах горячей воды в реки и водоемы, что губительно сказывается на водной фауне и флоре;

2) в отрицательных последствиях для растений из-за разогревания почвы в зимнее время и изменения микроклимата при прокладке теплотрасс в районах зеленых насаждений;

3) в неконтролируемых утечках сетевой воды, которые в некоторые системах достигают до 1000 т/ч и более.

Комплекс мероприятий по защите окружающей среды на ТЭЦ.

В качестве первоочередных мероприятий по снижению экологической опасности теплоснабжения могут быть:

• разработка схем теплоснабжения населенных пунктов и промышленных центров с оптимизацией по величине экологическогоущерба;

• выборавидатеплоисточникаиспособа теплоснабжения;

• отказ от применения токсичных теплоизоляционных материалов;

• отказ от прокладки тепловых сетей под городскими газонами и лесопарковыми зонами;

• применение специальных шумопоглащающих фундаментов под основное и вспомогательное оборудование теплоисточников;

• утилизация сточных вод теплоисточников и внедрение бессточных систем;

• организация бакового хозяйства в местах плановых периодических сбросов сетевой воды и др.

При эксплуатации тепловых сетей в части охраны окружающей среды необходимо опираться на результаты ОВОС (оценка воздействия на окружающую среду), которые должны использоваться для обоснования проектных решений по улучшению экологической ситуации, для управления взаимодействия объекта с окружающей средой.

Большую опасность для водоемов общего пользования представляют загрязненные сточные воды.

Сточной водой называется вода, использованная в технологических процессах и непригодная по своему качеству для повторного использования на предприятии. Для охраны водоемов действуют "Правила охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами" Министерство здравоохранения и водного хозяйства.

Предельной допустимой концентрацией вредного вещества (ПДК) в воде водоема называется его концентрация, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, а также не нарушает биологического оптимума в водоеме (табл. 11).

Таблица 11 − Предельно допустимые концентрации вредных веществ в водоемах

Вещество	Концентрация, мг/мг
	Для водоемов санитарно бытового водопользования	Для рыбохозяйственных водоемов
Аммиак (по азоту)	2,0	0,05
Хлор активный	-	-
Цинк	1	-
Соли серной кислоты	500	-
Нефть высокосернистая	0,1	-
Нефть и нефтепродукты	0,5	0,05
в растворенном и эмульгированном состоянии Фенолы
	0,001	0,001

При сбросе в водоем различных токсичных веществ сумма их безразмерных концентраций не должна превышать единицы с учетом фоновых концентраций вредных веществ, имеющихся в водоеме до сброса сточных вод.

Производственные и отопительные котельные сбрасывают в водоемы

следующие виды сточных вод:

1. сточные воды ВПУ (химическая очистка питательной и подпиточной воды) и установок для очистки конденсата;

2. воды, загрязненные нефтепродуктами;

3. воды от обмывок наружных поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов;

4. отработанные растворы после химической очистки оборудования котельных;

5. воды гидрошлакозолоудаления котельных, сжигающих твердое топливо;

6. коммунально-бытовые и хозяйственные воды;

7. дождевые и паводковые воды с территории котельной.

Солевые сбросы ВПУ (промстоки) содержат нейтральные соли, кислоты и щелочи, что приводит к заметному увеличению солесодержания водоемов и изменению показателя рН, поэтому непосредственный сброс сточных вод ВПУ в водоемы недопустим. В практике котельных города эти воды сбрасываются в городскую канализацию, при этом они должны быть разбавлены до определенной концентрации, а общее количество сбрасываемых вод должно быть согласовано с предприятием-владельцем комплекса городских очистных сооружений.

Большую опасность для водоемов представляют сточные воды, загрязненные нефтепродуктами. Источником нефтепродуктов в сточных водах котельных в основном является мазутное хозяйство.

Для хорошей очистки сточных вод от нефтепродуктов может быть применена комплексная схема очистки, включающая методы отстаивания (нефтеловушки), флотация (подача воздуха в очищаемую воду) и фильтрование, основанное на адгезии частиц нефтепродуктов к поверхности зерен фильтрующего материала (кварцевый песок, антрацит, сульфоуголь).

При обмывке поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов, особенно при сжигании мазута, в обмывочной воде содержатся грубодисперсные вещества, свободная серная кислота, сажистые частицы, продукты коррозии, ванадий, никель, медь.

Периодически очистка поверхностей котлов от накипи и отложений производится путем химической промывки, для которой применяют растворы неорганических кислот, органические соединения, комплексоны и ингибиторы коррозии.

«Котлоочистка» рекомендует воды после химических промывок собирать в баки и нейтрализовать их известью, отделять гидрооксиды тяжелых металлов на вакуумном или камерном фильтре, а шлам подвергать захоронению.

Если для промывки применялись минеральные кислоты, то оставшуюся воду можно небольшими порциями подавать на установку солевых стоков химводоочистки.

Если же использовались органические кислоты, то воду необходимо сбрасывать в бассейны - шламонакопители или упаривать, что исключено из-за отсутствия испарителей мгновенного вскипания, как очень дорогостоящего оборудования.

Также загрязнителями сточных вод от котельных являются воды с водоподготовительных установок и сточные воды, загрязненные нефтепродуктами.

Очистка сточных вод от нефтепродуктов осуществляется методом отстаивания и фильтрования.

12 Специальная часть проекта. Эксплуатация сетевых подогревателей

12.1 Описание схемы сетевой подогревательной установки

Сетевая подогревательная установка служит для подогрева сетевой воды паром из верхнего и нижнего теплофикационных отборов турбин четырех блоков и подачи ее потребителю. Тип системы горячего водоснабжения – закрытый. В закрытых системах вода циркулирующая в тепловых сетях используется только как теплоноситель и из сети не отбирается. По обратному трубопроводу теплосети, тепловая вода поступает на всасывающий коллектор ТЭЦ. Сетевые насосы установлены в две ступени: насосы первого подъема СН1 – перед подогревательной установкой и второго СН2 – перед пиковыми водогрейными котлами.

Сетевые насосы первого подъема подают воду последовательно на нижний сетевой подогреватель (НСП), а затем на верхний сетевой подогреватель (ВСП). Насосами второго подъема вода подается на пиковые водогрейные котлы (ПВК), либо по байпасу непосредственно в прямой трубопровод теплосети.

Основной подогрев сетевой воды осуществляется в двух ступенях подогревателей (НСП и ВСП) до заданной температуры. Температурный режим ведется согласно утвержденного температурного графика в зависимости от температуры наружного воздуха.

Пиковые водогрейные котлы включаются в работу в тех случаях, когда нагрев воды в НСП и ВСП недостаточен. Такое возможно при выводе в ремонт подогревательной установки или всего блока в целом.

Несмотря на то, что схема закрытая, имеются утечки сетевой воды. Потери воды восполняются химочищенной водой, через деаэратор подпитки теплосети, откуда подпиточными насосами через регулятор подпитки подается во всасывающий коллектор сетевых насосов первого подъема.

12.2 Устройство и работа ПСГ

Установка для подогрева сетевой воды состоит из двух однотипных горизонтально расположенных подогревателей ПСГ-1 и ПСГ-2, включенных по пару, соответственно в верхний и нижний теплофикационные отборы.

ПСГ представляют собой пароводяные теплообменники с корпусами, сваренными из листовой углеродистой стали. Горизонтальный четырехходовой сетевой подогреватель с цельносварным корпусом рассчитан на давление пара 0,06—0,25 МПа с номинальным расходом воды 970 кг/с под давлением 0,9 МПа и с максимальной ее температурой на входе 120°С. Поверхность нагрева площадью 2300 м² выполнена в виде прямых латунных труб диаметром 24х1 мм длиной около 6 м, концы которых развальцованы в трубных досках. По длине подогревателя в паровом пространстве установлены промежуточные перегородки, являющиеся дополнительными опорами для труб и исключающие их опасную вибрацию. Для компенсации температурных расширений труб на корпусе подогревателя со стороны поворотной камеры установлен двойной линзовый компенсатор. Для защиты труб поверхностей нагрева от эрозии со стороны вход пара в первом ряду пучка по его периферии установлены стальные отбойные трубки, в которые сетевая вода не поступает. Узел ввода пара в подогреватель из теплофикационного отбора хорошо отработан аэродинамически: два подводящих паропровода рассредоточены по длине подогревателя и присоединяются к корпусу через специальные диффузоры, внутри которых установлены концентрические рассекатели, что обеспечивает равномерное распределение пара по длине поверхности теплообмена. Трубный пучок в корпусе подогревателя расположен эксцентрично, что позволяет создать внутри подогревателя в зоне, прилегающей к месту ввода пара, симметричный клиновой раздающий коллектор, охватывающий пучок. Это дополнительно улучшает распределение парового потока по наружному контуру трубного пучка и облегчает доступ пара в глубину пучка через имеющиеся специальные проходы. Паровоздушная смесь отсасывается из подогревателя эжектором и отводится через воздухоохладитель. Конденсат греющего пара с поверхности труб сливается в нижнюю часть корпуса и оттуда попадает в конденсатосборник. Конденсат отводится в основном из средней части корпуса подогревателя, кроме того, имеется отвод конденсата из соленого отсека вблизи трубной доски. Конструкция подогревателя обеспечивает герметичность, удобство ремонта; (возможность доступа к отдельным узлам и замены деталей с минимальными трудозатратами), компенсацию температурных. удлинений трубок поверхностей теплообмена, отвод неконденсирующихся газов из парового пространства и воздуха из водяной полости, возможность очистки с водяной стороны и дренирования водяного и парового пространства. Давление воды в водяном пространстве должно быть всегда больше давления греющего пара.

Отсос воздуха из ПСГ-2 производится в ПСГ-1, а из ПСГ-1 в конденсатор.

При включенных по сетевой воде ПСГ конденсат греющего пара откачивается двумя конденсатными насосами. Конденсат греющего пара ПСГ-1 откачивается в линию основного конденсата турбины после ПНД-2. При малых нагрузках конденсат сливается в конденсатор турбины через гидрозатвор и электрозадвижку. Эта линия может использоваться для дополнительного отвода конденсата при повышении уровня в ПСГ-1.

При включении ПСГ-2 в работу при малых нагрузках слив конденсата греющего пара осуществляется каскадно в ПСГ-1 через гидрозатвор и электрозадвижку. Эта линия может использоваться для дополнительного отвода конденсата при повышении уровня в ПСГ-2. При нормальном режиме работы конденсат ПСГ-2 откачивается в линию основного конденсата турбины после ПНД-3 . Предусмотрен аварийный слив конденсата ПСГ-1 и ПСГ-2 из напорных линий своих конденсатных насосов через электрозадвижки в случае разрыва трубок ПСГ.

Для предотвращения обратного потока пара, который образуется при вскипании конденсата во время сброса электрической нагрузки, в сетевых подогревателях имеются профилированные воронки. Повышение уровня конденсата греющего пара выше профилированных воронок сопровождается аварийным сигналом.

Сетевая вода последовательно проходит через ПСГ-1 и ПСГ-2. ПСГ имеют полнопроходной байпас для отключения установки. Кроме того, по сетевой воде может быть отключен ПСГ-2. Работа верхнего теплофикационного отбора без нижнего не разрешается. Отключение по сетевой воде только ПСГ-1 не допускается.

Оба ПСГ снабжены необходимой арматурой для опорожнения и дренирования, регуляторами уровня конденсата с регулирующими клапанами, приборами уровня конденсата в ПСГ с сигнализацией по повышению уровня конденсата.