8. Охрана труда.

Газотурбинная установка по прототипу «Ладога 32», состоящая из воздушного компрессора, камеры сгорания, двух турбин, систем смазки и регулирования, предназначена для привода нагнетателя природного газа и должна быть выполнена с учетом всех правил и требований, предъявляемых техникой безопасности.

Основные параметры установки:

- топливо - природный газ;

- эффективная мощность N = 32 МВт;

- температура газа перед турбиной Т₃* = 1473 К;

- степень повышения давления в компрессоре π_к = 17;

- число оборотов турбины компрессора n_тк = 7455 об/мин;

- число оборотов свободной турбины n_ст = 5714 об/мин.

Основные параметры наружного воздуха:

температура T_н = 288 K;

давление P_н = 0,1013 МПа.

Химический состав газа:

	Компонентный состав	Формула	Среднее значение
1	метан	CH4	98,249
2	этан	C2H6	0,642
3	пропан	C3H8	0,187
4	и-бутан	C4H10	0,028
5	н-бутан	C4H10	0,029
6	и-пентан	C5H12	0,005
7	н-пентан	C5H12	0,003
8	гексаны	C6H14	0,002
9	углекислый газ	CO2	0,035
10	азот	N2	0,814
11	кислород	O2	0,008

При работе ГТУ на людей воздействуют ряд опасных и вредных факторов. Топливом для данной установки является природный газ, и его утечки в машинный зал могут привести к созданию взрывоопасной обстановки. Также утечки выхлопных газов ведут к загрязнению помещения.

Вращающиеся с большой скоростью части установки создают сильные шумы, вибрацию. Недостаток освещения так же очень пагубно влияет на здоровье человека.

Высокий уровень температуры рабочего тела приводит к нагреванию поверхностей установки и, следовательно, к нагреванию помещения в целом.

Установка снабжена автоматикой, неисправность которой может привести к поражению рабочих электрическим током.

8.1. Требования к конструкции ГТУ.

Газотурбинные установки должны быть рассчитаны для работы с использованием двух видов топлива: природного газа (ГОСТ 5542-87) и жидкого топлива (ГОСТ 305-82). В отдельных случаях оговаривают использование и других видов топлива: низкокалорийных газов газификации, попутного газа, высококачественного мазута. Увеличение электрической мощности ГТУ до 10% относительно номинальной мощности возможно при повышении начальной температуры газов перед турбиной.

Энергетическая ГТУ должна иметь климатическое исполнение и категорию размещения в соответствии с ГОСТ 15150-69. Ее оборудование должно выдерживать сейсмические воздействия интенсивностью не менее 7—8 баллов по шкале MSK-64.

Компрессор ГТУ должен обеспечивать устойчивую работу, экономичное сжатие и подачу воздуха в КС на пусковых и рабочих режимах, при различных нагрузках и температурах наружного воздуха. Запас устойчивости на рабочих режимах должен находиться в пределах 15—20%.

Газовая турбина ГТУ должна быть снабжена надежной системой охлаждения в соответствии с новейшими достижениями в этой области. Могут быть использованы различные методы защиты и охлаждения сопловых и рабочих лопаток с применением циклового воздуха и др. Лопатки первых ступеней газовой турбины должны иметь стойкие и антикоррозийные покрытия, увеличивающие срок их эксплуатации.

8.2. Воздействия шума.

Шум, представляющий собой сочетание звуков различной частоты и интенсивности, вредно влияет на здоровье и работоспособность людей и часто мешает нормальному ходу производственных процессов. Действие шума на человека зависит от частоты, интенсивности, длительности и других факторов. Продолжительный и сильный шум вызывает утомление и расстройство органов слуха и может постепенно привести к частичной потери слуха, а иногда и к полной глухоте. Повышенный шум отрицательно сказывается и на функциональном состоянии нервной системы человека. Органы слуха человека воспринимают частоты от 20 до 20000 Гц. Амплитуда звукового давления величиной является порогом слышимости, а амплитуда величинойпорогом болевого ощущения.

Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 установлены допустимые уровни звукового давления шума внутри производственных помещений при работе людей более четырех часов в смену.

Таблица 8.2

Рабочие помещения	Уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Пульт управления	80	71	61	54	49	45	42	40	38
Рабочие комнаты	87	79	70	68	58	55	52	50	49
Рабочие места и зоны	106	99	92	86	83	80	78	76	74

Источниками шума ГТУ являются компрессор, турбины, камера сгорания. Эффективными мерами по борьбе с высоким уровнем шума являются: размещение оборудования в изолированных помещениях, стены, примыкающие к помещениям с повышенным уровнем шума, возведенные из материалов, обеспечивающих необходимую изоляцию. Вся турбина, входной и выхлопной трубопроводы защищены тепловой и шумоглушащей изоляцией. Корпус турбины, кроме того, накрыт шумоглушащим кожухом. Средний эквивалентный уровень шума в машинном зале не превышает 80 дБ. Для защиты от шума окружающей территории на входном воздуховоде и выхлопном газоходе установлены глушители шума, обеспечивающие снижение звукового давления до санитарных норм.

При нахождении обслуживающего персонала вблизи работающей установки следует пользоваться противошумными наушниками и касками, носить которые возможно в течение 2-х часов. К индивидуальным средствам защиты от шума также относятся беруши.

8.3. Воздействия вибрации.

Вибрация оказывает вредное влияние на организм человека, так как она может вызвать изменение нервной и сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта.

Общая вибрация (от вращающихся частей агрегата) передается через опорные поверхности на тело сидящего и стоящего человека

Нормы вибрации установлены стандартом ГОСТ12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования».

При работе ГТУ практически все узлы, детали и агрегаты создают шумы. В результате этого возникают различные виды вибрации, которые объясняются причинами механического и газодинамического характера.

Основными причинами вибрации элементов ГТУ являются:

- неуравновешенность роторов турбин, осевого компрессора и ротора нагнетателя. Здесь нужно различать появление дисбаланса при пуске после монтажа и в процессе эксплуатации. В первом случае роторы плохо сбалансированы на заводе. Во втором разбалансировка может произойти из-за ослабления посадки диска высокого давления. При этом амплитуда вибрации почти не меняется с нагрузкой, но должна изменяться почти пропорционально квадрату числа оборотов. Дисбаланс ротора газовой турбины и осевого компрессора может быть вызван также поломкой одной или нескольких лопаток, а также ослаблением крепежных болтов;

- на одновальных турбинах при недостаточном прогреве на малых оборотах во время пуска может появиться тепловой прогиб ротора. В этом случае вибрацию можно устранить путем дополнительного прогрева при сниженном числе оборотов.

При задеваниях в уплотнениях может возникнуть остаточный прогиб ротора. Для устранения вибрации следует восстановить нормальную величину зазоров в уплотнениях.

Также причиной вибрации может служить ограничение тепловых расширений турбины, осевого компрессора, камеры сгорания и трубопроводов, которое иногда происходит вследствие попадания какого-либо твердого предмета (куска дерева, изоляции и т. п.) в зазоры, предусмотренные для нормального теплового расширения турбины и компрессора.

Вибрация появляется при одностороннем охлаждении турбины, например, при плохой изоляции ее горячих поверхностей, при обдувании ее холодным воздухом из окон, открытых дверей.

По санитарным нормам помещение с турбинным оборудованием отнесено к категории «технологическая 3а», которая находится на границе снижения производительности труда.

Для помещения данной категории уровень вибрации не должен превышать 92 дБ. Для данной установки это обеспечивается за счет следующих мероприятий:

- динамическая балансировка;

- установка стенда на железобетонном сборно-монолитном рамном фундаменте;

- тщательная центровка роторов;

- отстройка режимов работ от резонанса.

Аппаратура по измерению вибрации отвечает нормам ГОСТ 12.4.012-83. «Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования».

8.4. Электробезопасность.

Основным источником электрической опасности на газотурбинной установке является генератор. Помещение ГТУ (машинный зал) относится к классу помещений особоопасных, т.к. в нем находится много металлоконструкций, и имеются токопроводящие полы.

Согласно СНиП 11-37-76 для металлических частей электрооборудования и электроустановок, не находящихся под напряжением, должно быть предусмотрено заземление.

Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусмотрено также зануление для защиты человека от поражения электрическим током. При занулении предъявляются жесткие требования к предохранителям. Время их срабатывания менее 0,1 с. К нулевому проводу предъявляются следующие требования:

запрещается подключать какие либо приборы;

нулевой провод многократно заземлен.

Защитно заземлены и занулены металлические части электроустановки (корпус генератора электрического тока, турбины), доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты. В качестве заземляющих устройств использованы естественные заземлители. Согласно ПУЭ сопротивление защитного заземления Rз не должно превышать 4 Ом.

Заземление удовлетворяет ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ. «Электробезопасность. Защитное заземление».

Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к неизолированным токоведущим частям, обеспечена их недоступность посредством ограждений, а также расположения токоведущих частей на недоступной высоте и в недоступном месте.

8.5. Воздействия вредных веществ.

Вредное вещество – вещество, которое при контакте с организмом человека, в случае нарушения требований безопасности, может вызвать производственную травму, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.

Вредные вещества в виде паров газов и пыли проникают в клетки и ткани человека, и оказывают химическое или физико-химическое воздействие, влекущее за собой нарушение нормальной жизнедеятельности.

При эксплуатации ГТУ вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются: оксиды азота N0 и NO2, оксид углерода СО, образовавшиеся в результате неполного сгорания углеводороды, оксиды серы SO2 и SO3, и твердые частицы.

Вредные вещества проникают в организм через дыхательную систему, пищеварительный тракт. Так, содержание вредных веществ в воздухе ограничивается установленным уровнем предельно допустимых концентра­ций (ПДК) по ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».

Таблица 8.5.

ПДК некоторых газообразных веществ в воздухе
Вещество	ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3	ПДК в воздухе произв. помещений, мг/м3
NO2	Максимальная разовая 0,085  Среднесуточная 0,04	2,0
SO2	Максимальная разовая 0,5  Среднесуточная 0,05	10,0
СО	Максимальная разовая 5,0  Среднесуточная 3,0	В течение рабочего дня 20,0  В течение 60 мин.* 50,0  В течение 30 мин.* 100,0  В течение 15 мин.* 200,0
* Повторные работы в условиях повышенного содержания СО в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее 2 часов

В энергетических ГТУ осуществляется непрерывное совершенствование камер сгорания: снижают эмиссию вредных веществ путем разработки системы предварительного смешения топлива с воздухом в КС для создания обедненных смесей в сочетании с системой каталитического горения, удаляют азот из воздуха и сжигают топливо в среде, обогащенной кислородом.

Состояние воздушной среды рабочей зоны в производственных помещениях соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.005-88. «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», и перечню допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, утвержденных Минздравом России. Предельная допустимая концентрация минеральных масел в воздухе рабочей зоны при работе смазочных систем не более 5 мг/м3. Турбинные, смазочные и другие масла имеют паспорта или сертификаты. Они соответствуют и проверяются в соответствии со своими ГОСТами.

Эксплуатация ГТУ осуществляется с использованием комплексного воздухоочистительного устройства. Среднегодовая запыленность воздуха перед компрессором должна быть не более 0,3 мг/м3 с концентрацией пыли (с размером частиц более 20 мкм) не выше 0,03 мг/м3.

Выхлопное устройство ГТУ (включая дымовую трубу) должно обеспечивать рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере до уровня допустимых концентраций как для рабочей зоны, так и близлежащих населенных пунктов. Высота дымовой трубы обычно 12—25 м.

8.6. Освещение.

Для обеспечения нормальных условий работы все производственные, вспомогательные и бытовые помещения, а также проходы, проезды и определенные участки территории предприятия должны освещаться. Особое внимание должно уделяться освещению рабочих мест. Недостаточное освещение не только затрудняет работу и ведет к снижению производительности труда, но и может оказаться причиной несчастных случаев и профессиональных заболеваний глаз. Значения нормативных данных освещенности рабочего места определяются по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение». В помещениях, где не хватает освещения, дополнительно устанавливают более мощные светильники.

В производственных помещениях в дневное время применяются естественное освещение, а в вечернее и ночное время – искусственное. Естественное освещение в производственных помещениях осуществляется через боковые окна. Искусственное освещение осуществляется с помощью осветительных приборов. Для освещения используются наиболее экономичные разрядные лампы. Рабочая освещенность должна составлять 300 лк.

Так же предусмотрено аварийное освещение, которое обеспечивает работу персонала, осмотр оборудования, проход по площадкам и лестницам, обеспечивающим безопасную эксплуатацию. Аварийное освещение считается от независимого источника энергии. Оно создает освещенность рабочей поверхности, составляющую не менее 10% от нормального освещения, установленного для этих поверхностей при работе в обычных условиях.

8.7. Показатели микроклимата.

Микроклимат производственных помещений - климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека состоянием температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. Микроклимат в рабочих зонах должен обеспечивать работающему персоналу комфорт и высокую работоспособность. Нормы микроклимата приведены в СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

В ГТУ поверхности энергетического оборудования выделяют большое количество тепла. Работа в таком помещении может повлечь за собой повышение температуры тела. При более интенсивном и длительном воздействии могут развиваться тяжелые формы перегрева – тепловой удар.

Оптимальные микроклиматические условия характеризуются сочетанием параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия характеризуются сочетанием параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.

Микроклимат на рабочем месте достигается вентилированием воздуха, кондиционеров воздуха, созданием в цехе хорошей теплоизоляции поверхностей ГТУ и другого оборудования, экранированием источников излучения.

Таблица 8.7.

Нормы микроклимата на рабочем месте

Наименование параметра	Оптимальные		Предельно-допустимые
	Холодный	Теплый	Холодный	Теплый
Температура воздуха	16-18 оС	18-21 оС	13-17 оС	не более +20оС
Относительная влажность	60 -40%	60-40%	75%	65% при +20 оС 70% при+25 оС
Скорость воздуха	0,3м/с	0,5 м/с	0,5 м/с	0,5-1,0 м/с

8.8. Взрывобезопасность.

Взрывобезопасность представляет собой систему мероприятий, средств, которые обеспечивают защиту людей и оборудования от последствий взрыва, который сопровождается мгновенным выделением большого количества тепла и образованием газов, разрушительной волны, способных производить разрушительную работу.

Взрывопожаробезопасность должна быть обеспечена при пусках, остановах и работе под нагрузкой. Поэтому, как в проточной части ГТУ, так и в выходных газоходах, включая дымовую трубу, недопустимы скопления и застой газообразного топлива и паров жидкого топлива. Также необходимо предотвращение проникновения в окружающее ГТУ пространство продуктов сгорания, масла и др.

Мерой предотвращения взрыва является обход и осмотр оборудования, находящегося под давлением, а также своевременный доклад обо всех неполадках оборудования.

8.9. Тепловая изоляция оборудования.

Для защиты от повышенной температуры поверхностей технологического оборудования и трубопроводов предусмотрена облицовка теплоизоляционными материалами в соответствии с требованиями СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» и СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов».

Таким образом, все горячие поверхности оборудования, прикосновение к которым может вызвать ожоги, должны иметь тепловую изоляцию.

Температура наружной поверхности теплоизолирующих кожухов не должна превышает 45°С согласно требованиям ГОСТ 21199-82. Для защиты обслуживающего персонала от контакта с горячими (выше 45°С) поверхностями устанавливаются оградительные устройства.

Должно быть исключено попадание масла на теплоизоляцию горячих поверхностей. В случае попадания должны быть приняты меры к удалению горючих жидкостей с теплоизоляции. В этих случаях участки теплоизоляции следует очищать горячей водой.

Периодически, но не менее одного раза в полугодие, должен проводиться визуальный осмотр состояния теплоизоляции трубопроводов, оборудования. Обнаруженные нарушения должны быть отмечены в журнале дефектов и неполадок с оборудованием.

8.10. Пожаробезопасность.

При нормальных условия работы ГТУ концентрация газа в помещении не является взрывоопасной, но при аварийной ситуации концентрация газа может достигнуть взрывоопасного значения.

НПВ (нижний предел взрываемости) природного газа 4%.

ВПВ (верхний предел взрываемости) природного газа 16%.

Требования по обеспечению пожарной безопасности ГТУ должны соответствовать СниП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Пожарная безопасность машинного зала обеспечивается подбором и компоновкой огнестойких строительных конструкций и подбором системы пожаротушения. Успех быстрой локализации и ликвидации пожара в его начальной стадии зависит от имеющихся соответствующих средств пожаротушения, умение персонала пользоваться ими, а также средствами пожарной сигнализации. В соответствии с ГОСТ 21199-82 конструкция оборудования обеспечивает взрывопожаробезопасность его работы и приспособлена к работе со стационарной системой противопожарной сигнализации и защиты. Для обнаружения природного газа вводится система анализа воздуха, автоматически включающая аварийную систему вентиляции при обнаружении газа. Одновременно подается звуковой и световой сигнал о наличие утечки метана, происходит аварийный останов.

При возникновении пожара в машинном зале ГТУ немедленно должна быть остановлена, если огонь или продукты горения угрожают жизни обслуживающего персонала, а так же если имеется непосредственная угроза повреждения оборудования.

В наиболее опасных в пожарном отношении местах устанавливаются пенные огнетушители ОХП-10 и углекислотные ОУ-8, которые используются для тушения небольших пожаров.

8.11. Требования безопасности к турбинным нефтяным маслам с присадками.

1. Турбинные нефтяные масла с присадками являются малоопасными продуктами, по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му классу опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007.

2. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов масел в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³. Предельно допустимая концентрация масляного тумана в воздухе 5 мг/м³.

3. При разливе масла его необходимо собрать в отдельную тару, место разлива протереть сухой тканью, при разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением.

4. Нефтяные турбинные масла с присадками представляют собой в соответствии с ГОСТ 12.1.044 горючие жидкости средневоспламеняемые с температурой вспышки 186-220 °С.

5. Помещение, в котором производятся работы с маслами, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. При попадании масла на кожу и слизистую оболочку глаз необходимо обильно промыть кожу теплой мыльной водой, слизистую оболочку глаз - теплой водой.

6. При работе с нефтяными турбинными маслами с присадками применяются индивидуальные средства защиты, утвержденные в установленном порядке.

7. При загорании масла используют следующие средства пожаротушения: пену; при объемном тушении - углекислый газ,

состав СЖБ, 3, 5, пар.