Паровая котельная

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общий раздел

Энергетика - это область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Целью энергетики является обеспечение рационального производства энергии путём преобразования первичной энергии во вторичную энергию - электрическую или тепловую (полезные энергоносители).

Тепловая энергия - это одна из форм энергии, возникающая в результате механических колебаний структурных элементов какого-либо вещества. Параметром, позволяющим определить возможность использования этого вещества в качестве источника энергии, является его энергетический потенциал, который выражается в киловатт-часах или джоулях.

В теплотехнологическом производстве в качестве теплоносителя используются вещества в жидком и газообразном состояниях: горячая вода, водяной пар, продукты горения топлива, антифризы, масла, растворы солей и взвешенные в газовом потоке твердые частицы. Каждый теплоноситель имеет достоинства и недостатки, определяющие области и границы его применения.

В силу своей доступности и универсальности, наиболее распространенным видом теплоносителя является вода - естественный, возобновляемый ресурс. Около 70% всех отопительных систем работают с использованием воды в качестве теплоносителя. Воду отличает высокая плотность, удельная теплоемкость и легкая подвижность при незначительном изменении потенциала, благодаря чему её можно транспортировать на большие расстояния. При этом отсутствуют потери конденсата и меньше потери теплоты в сетях. Отпуск теплоты легко регулировать изменением температуры данного теплоносителя.

Применение парового отопления допускается лишь в системах отопления промышленных зданий с радиаторами и ребристыми трубами, в коммунальных предприятиях, лестничных клетках, спортивных сооружениях, пешеходных переходах, вестибюлях, в небольших зданиях ресторанов, столовых и магазинов.

2. Котельная

Источниками тепла в виде пара и горячей воды являются котельные агрегаты, в которых происходит преобразование химически связанной энергии топлива в тепловую энергию воды и пара.

Комплекс котельных агрегатов с предназначенным для выработки теплоты вспомогательным оборудованием, зданиями (или помещениями) и сооружениями, в которых они располагаются, называется котельной.

Современные котельные используются для выработки тепловой энергии при сжигании различных видов топлива. Полученное тепло передается теплоносителю, например, - воде. Вода, нагретая в водогрейном котле до определенной температуры, при помощи мощных насосов поступает для обогрева в отопительный период в квартиры, дома, офисы, на предприятия, торговые центры, государственные и другие учреждения.

В паровых котлах генерируется насыщенный или перегретый пар. Паровые котлы предназначены для производства пара, используемого в получении электрической энергии в паровых турбинах (энергетические паровые котлы) или выработки пара для технологических процессов на предприятиях (промышленные паровые котлы - парогенераторы).

По своему конструкционному исполнению практически все современные котлы построены по одному принципу: стальной корпус, внутри которого располагается топка и теплообменник. Теплообменный агрегат является главной и самой дорогой составной частью. Выбор котла требует математических расчетов (сколько на нем будет числиться потребителей, каково расстояние доставки до них теплоносителя, какой будет использоваться вид топлива и т.д.). От вида топлива в полной зависимости находится нагрев теплоносителя, интенсивность процесса, экологическая чистота и другие факторы. По типу применяемого топлива котельные бывают газовыми, твердотопливными, на жидком топливе, использующими в качестве топлива электроэнергию и комбинированными.

По надёжности отпуска тепловой энергии котельные делятся на следующие категории:

- первая. К ней относят котельные установки, являющиеся единственным источником тепловой энергии, либо используются для обеспечения ей потребителей, не имеющих резервных автономных источников тепла;

- вторая. Все котельные установки, не входящие в первую группу.

По типу размещения котельные подразделяются на:

- крышные. Монтируются на специально возведённых помостах (основаниях) или кровле существующих зданий;

- отдельно стоящие. Располагаются в отдельно расположенном здании;

- пристроенные. Проектируются и возводятся с непосредственным прилеганием к объекту;

- встроенные. Размещаются во внутренних помещениях здания;

- модульные. Являются изделиями полной заводской готовности и поставляются в мобильном контейнере, допускающем их транспортировку. Представляют собой один или несколько модулей (в зависимости от тепловой мощности) для получения тепла и горячей воды с установленным технологическим оборудованием для подключения к тепловым сетям. Относятся к первой категории по надёжности отпуска тепловой энергии.

По целевому использованию:

- отопительные. Снабжают тепловой энергией системы отопления, ГВС;

- производственные. Обеспечивают тепловой энергией системы теплоснабжения, относящиеся к группе технологических;

- отопительно-производственные. Комплексное обеспечение систем промышленных котельных тепловой энергией;

- энергетические. Обеспечивают паром турбогенераторы ТЭС.

По видам автоматизации процессов:

- ручные. Подача топлива и удаление шлаков производится вручную.

- механизированные. Подача топлива и сбор загрязнений происходит в автоматическом режиме без участия оператора.

Топливное хозяйство тепловых станций - это сооружения, устройства и механизмы, необходимые для перемещения и подачи топлива в котельные и топки котлов, а также, для его обработки и подготовки к сжиганию. Принцип, схема топливного хозяйства зависит от вида, свойств и способа сжигания топлива, производительности котельной и ее расположения, а также способа доставки топлива. Топливное хозяйство разделяют на следующие участки: узел доставки и приема поступающего топлива (разгрузка); склады топлива для создания резерва топлива и устранения возможного несоответствия между его поставкой и расходом; устройства для подачи топлива в помещение (топливопадача); первичная подготовка топлива; учет прибывающего и расходуемого топлива; подготовка топлива к сжиганию; подача топлива в топку.

В соответствии с назначением и независимо от вида топлива, склады разделяют на:

- базисные - для длительного, планового хранения, в целях обеспечения группы котельных при длительных задержках в его доставке;

- расходные (оперативные) - для хранения эксплуатационного запаса топлива, потребляемого котельной в отдельные дни или часы при кратковременных задержках в поступлении топлива.

Мазутное хозяйство включает приемно-разгрузочное устройство, емкости для слива и хранения мазута, систему мазутопроводов, паро- и конденсатопроводов и подогревателей мазута, насосную станцию, очистные сооружения. Мазутное хозяйство размещают на расстоянии от 200 до 1000 м от главного корпуса в целях пожарной безопасности. Хранение мазута производится в наземных стальных или железобетонных резервуарах.

Приемно-разгрузочное устройство на ТЭС состоит из разгрузочной эстакады, оборудованной системой межрельсовых лотков и разводящих каналов для самотечного слива мазута, приемных железобетонных подземных резервуаров и устройства для разогрева мазута. Для подачи мазута в котельную сооружается насосная станция, включающая мазутные насосы, фильтры, подогреватели, трубопроводы и арматуру.

В настоящее время горючий (природный) газ применяется в качестве основного топлива на электростанциях большой и средней мощности.

Газ поступает на электростанцию от газораспределительной станции (ГРС) или от магистрального газопровода высокого давления (0,6-1,2 МПа). Для снижения давления газа до рабочего, необходимого по условиям работы горелок котлов и поддержания его постоянным независимо от изменения входного давления и потребления, устанавливаются газорегуляторные пункты (ГРП).

Колебания давления газа на выходе из ГРП допускаются в пределах 10% от рабочего давления. При регулировании давления происходит снижение начального высокого давления на конечное низкое. Это достигается автоматическим изменением степени открытия дросселирующего органа регулятора газа, вследствие чего автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. В ГРП применяют регуляторы по поддержанию постоянного давления газа только «после себя».

В ГРП осуществляются контроль входного и выходного давления и температуры газа, предохранение от повышения или понижения давления газа за ГРП, учет расхода и очистка газа от механических примесей (пыли, ржавчины и различных включений, содержащихся в газе) газовыми фильтрами. Очистка газа фильтрами необходима для уменьшения износа запорной и регулирующей арматуры, предотвращения засорения импульсных трубок, дроссельных отверстий, защиты мембран от преждевременного старения и потери эластичности и т.д.

Производительность ГРП рассчитывается на максимальный расход газа всеми котлами электростанции. Для конденсационных станций мощностью до 1200 МВт и ТЭЦ паропроизводительностью до 4000 т/ч сооружается один ГРП, а для электростанций большей мощности - два или более.

Обычно ГРП размещаются в отдельном здании на территории электростанции. Помещение ГРП выполняется во взрывобезопасном исполнении и обеспечивается отоплением и вентиляцией. Все газопроводы к ГРП и до паровых котлов прокладываются над землей и не резервируются.

Основным документом, согласно которому должен действовать персонал котельной, является производственная инструкция. В ней оговариваются общие правила и конкретные действия персонала в той или иной ситуации. Выдается эта инструкция каждому оператору лично в руки, под роспись.

Эксплуатация котельного агрегата заключается в следующем: в растопке и остановке агрегата, в контроле за работой котельного агрегата и управлением им, выборе оптимальных режимов работы и наивыгоднейшего распределения нагрузок, соблюдении правил технической и безопасной эксплуатации, в организации ремонтов, профилактике аварий и т. д. Современный котельный агрегат требует самого тщательного контроля и безошибочного управления. Задачей контроля и управления является обеспечение в каждый момент требуемой паропроизводительности или теплопроизводительности и заданных параметров пара и воды при надежной и экономичной работе агрегата. Производительность является основным показателем работы котельной установки.

Подготовка котла к работе. Перед растопкой убеждаются в отсутствии в топке котла и газоходов людей и посторонних предметов, проверяют исправность котла и готовность его к пуску, для чего производят тщательный внутренний (если котел открыт) и наружный осмотр агрегата. Проверяют исправность всей арматуры и арматуры топки и газоходов котла, взрывных клапанов, плотность закрытия лазов и люков, готовность к пуску дымососов и вентиляторов с опробованием их работы. Необходимо также убедиться в отсутствии заглушек на трубопроводах, проверить исправность КИП и водоуказательных стекол, работоспособность автоматики регулирования и автоматики безопасности и прочее.

После этого открывают воздушные краны на котле и экономайзере или приподнимают предохранительный клапан для выпуска воздуха. Далее открывают питательный клапан заполняют котёл водой. Заполнение производят через экономайзер (если он имеется), при этом воздушный кран или предохранительный клапан на экономайзере должны быть открыты.

Одновременно производят заполнение водогрейных котлов и всей системы отопления. Котел заполняют водой надлежащего качества при температуре ее в пределах 50-90°С. Неравномерное прогревание или охлаждение котла может вызвать термические деформации. Заполняют котел медленно (1-2 ч) до наинизшей отметки водоуказательного стекла с учетом того, что уровень воды при нагреве ее повысится. Затем начинают растопку котла: зажигают слой топлива на решетке, растопочные мазутные форсунки или газовые горелки. Одновременно ведут наблюдение за плотностью котла и отсутствием утечек по уровню воды в водоуказательном стекле. Растопку котла вначале производят при слегка приоткрытом шибере за котлом без вентиляторного дутья, затем включают вентилятор и увеличивают тягу. Перед растопкой газоходы котла необходимо провентилировать естественной тягой или включением дымососа в течение 5-15 мин, более длительно - при газообразном топливе и мазуте.

Растопка котла должна проводиться в течение времени, установленного начальником котельной.

При установке экономайзера газы пропускают помимо него через обводной дымоход; при отсутствии последнего через экономайзер непрерывно прокачивают воду; температура воды на выходе из экономайзера не должна превышать 60 °С. Для предотвращения коррозии воздухоподогревателя вентиляторы включают при достижении температуры газов за воздухоподогревателем не менее 120°С или воздух пропускают помимо него. Растопка котла осуществляется по графику, согласно которому первую половину всего нагрева воды в котле производят до начала образования пара. Второй период времени делится на два этапа. На первом этапе давление в котле поднимают на четверть предельного рабочего давления, а на втором - до предельного. Быстрый нагрев котла при растопке вызывает неравномерное расширение поверхностей нагрева, что часто является основной причиной разрушения вальцовочных и других соединений, поэтому растопку производят в течение 2-4 часов.

При повышении давления в котле выше атмосферного предохранительные клапаны закрывают и приводят в рабочее состояние. Проверку и продувку водомерных стекол, пробных кранов и манометров производят при достижении давления в котле 0,05-0,15 МПа (манометрических) и вторично перед включением котла в магистраль. Проверяют также состояние продувочных (спускных) вентилей котла (на ощупь по нагреву труб). При давлении 0,3-0,4 МПа продувают барабан котла и нижние коллекторы экранов (при наличии их). При растопке заливка пароперегревателя водой для охлаждения не допускается.

Пароперегреватель охлаждают продувкой его образующимся в котле паром через выходные коллекторы. Продувку пароперегревателя прекращают только после включения котла в магистраль. Одновременно с растопкой котла при достижении давления пара в барабане до 0,2-0,3 МПа прогревают соединительный паропровод от котла к магистрали. Через 25-30 минут после начала прогрева медленно и осторожно открывают вентиль или задвижку на соединительном паропроводе у магистрали. При этом котел остается отключенным от магистрали только с помощью одной задвижки на барабане или за пароперегревателем (главной паровой задвижки). Перед подключением котла к магистрали при давлении в барабане на 0,05-1 МПа ниже давления в магистрали проверяют действие предохранительных клапанов осторожным их подъемом и опусканием. По мере повышения давления в котле прикрывают продувочный вентиль пароперегревателя во избежание излишней потери пара.

При давлении в котле на 0,02-0,05 МПа ниже давления в магистрали медленно и осторожно открывают паровой вентиль (задвижку) на барабане котла или на пароперегревателе (при наличии его) и соединяют котел с паропроводом. После включения котла в паропровод снова тщательно проверяют состояние всего агрегата и его арматуры. Затем закрывают дренажный вентиль пароперегревателя. При снижении уровня воды в котле начинают питать его водой. Закрывают обводной дымоход и направляют газы через экономайзер или воздухоподогреватель. Таким образом котлоагрегат переводят на рабочий режим.

Обслуживание котла во время работы сводится к поддержанию нормального режима, который обеспечивает наибольшую выработку пара заданных параметров при наименьших затратах топлива в условиях безопасной и надежной работы котельного агрегата. Технологические и экономические показатели, характеризующие режим работы, когда при разных нагрузках, указываются в режимной карте, в соответствии с которой персонал и осуществляет ведение технологического процесса. Основными из этих показателей являются: давление и температура отпускаемого пара; температура питательной воды; водный режим котла и режим продувок; содержание кислорода в дымовых газах, температуры последних по газовому тракту и т. п. Все отклонения режимов от рекомендуемых устраняются системой автоматического регулирования, либо оперативным персоналом, дистанционно или вручную воздействующим на регулирующие и запорные органы.

В задачу персонала при обслуживании котельного агрегата входит поддержание паропроизводительности котла в соответствии с его нагрузкой. Несоответствие между ними приводит к изменению давления пара в барабане котла. Паропроизводителыюсть котла необходимо регулировать таким образом, чтобы обеспечивался нормальный режим работы топки (тепловой и воздушный), исключающий ее шлакование. Персонал должен следить за питанием котла и уровнем воды в барабане, поддерживая его примерно на середине водоуказательного стекла. Следует правильно вести процесс горения в топке, не допуская отклонения содержания СO2 или O2 в отходящих газах от установленных норм; необходимо поддерживать минимально допустимое разрежение в топке, нельзя допускать потерь топлива со шлаком, провалом и уносом, а также резкого повышения температуры уходящих газов. Присосы воздуха в газоходы котельного агрегата не должны превосходить установленных норм. Все неплотности обмуровки и гарнитуры следует устранять в процессе работы, не дожидаясь очередной остановки котла.

Обслуживающий персонал следит за температурой пара и температурой воды на выходе из экономайзера, не допуская повышения ее выше установленной величины, а также следит за состоянием поверхностей нагрева и при необходимости периодическими обдувками устраняет наружные загрязнения их шлаком и уносом. О необходимости обдувки судят по повышению температуры уходящих газов и сопротивлению газового тракта. Не реже 1 раза в смену проверяют исправность действия манометра, предохранительных клапанов и водоуказательных приборов. Регулярно по нагреву труб (на ощупь) проверяют плотность спускных и дренажных вентилей. Все записи о работе оборудования, замеченных его дефектах и проведенных мероприятиях по их устранению дежурный персонал заносит в оперативный журнал и ремонтную книгу. Кроме того, записывают показания приборов (показывающих и регистрирующих), На основании этих записей и анализа суточных ведомостей по работе котельных агрегатов составляют первичную отчетность. Во вторичную отчетность входят обобщенные данные по котельной за определенный период, по которым судят о работе котельной установки.

Все оборудование котельной делится на:

- основное оборудование: котлы, заполняемые водой и обогреваемые теплом от сжигания; топки, в которых сжигают топливо и получают нагретые до высоких температур дымовые газы; насосы для подачи воды в котел; газоходы и дымовые трубы, с помощью которых дымовые газы в атмосферу. Без перечисленного оборудования не может работать даже самая простая котельная.

- вспомогательное оборудование: система топливоподачи; золоуловители, применяемые при сжигании твердых видов топлива и предназначенные для очистки отходящих дымовых газов и улучшающих состояние атмосферного воздуха вблизи котельной; дутьевые вентиляторы, необходимые для подачи воздуха в топку котлов; дымососы; подпиточные насосы для подачи воды в котлы; сетевые насосы, обеспечивающие циркулирование воды в системе; водоподготовительные устройства, предотвращающие образование накипи в котлах и их коррозию; водяной экономайзер, служащий для подогрева питательной воды до ее поступления в котел; воздухоподогреватель, для подогрева воздуха перед его поступлением в топку горячими газами, покидающими котлоагрегат; дымовая труба; кожухотрубчатые или пластинчатые теплообменники; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

Мазутное хозяйство котельной, газорегуляторные станции и т.д. также относятся к вспомогательному оборудованию.

Устройства и приборы, служащие для управления работой частей котельного агрегата, находящихся под давлением, для включения, отключения и регулирования трубопроводов для воды и пара, основные предохранительные устройства носят название арматуры.

По своему назначению арматуру разделяют на запорную, регулирующую, продувочную и предохранительную.

Арматуру выполняют с принудительным приводом и самодействующей.

По конструкции приводную арматуру разделяют на вентили, задвижки и краны, а самодействующую - на предохранительные и обратные клапаны и конденсатоотводчики.

К арматуре условно относят также водомерные стекла и другие водоуказательные приборы.

Гарнитура газового котла предназначена для безопасной эксплуатации и обслуживания котла. К гарнитуре котла относится:

- взрывные предохранительные клапаны. Они предназначены для предохранения от разрушения обмуровки котла, самого котла, дымоходов в случае взрыва в топке. Существует два основных типа взрывных предохранительных клапанов: 1. мембранные разрывные клапаны, представляющие из себя лист асбеста, закрепленный между двумя рамками, который в случае хлопка или взрыва разрушается, давая выход энергии взрыва в окружающее пространство; 2. откидные клапаны, представляющие из себя герметичные дверцы на петлях, которые в момент взрыва или хлопка откидываются наружу.

- обдувочные аппараты. Предназначены для обдува поверхностей труб конвективного пучка, с целью очистки их от залы и сажи.

- поворотные заслонки для регулирования тяги

- шиберы. Это металлические пластины, установленные в газоходе, с помощью которых, регулируется естественная тяга.

- запальные отверстия. В них вводится запальник для розжига горелки.

- лазы. Предназначены для предоставления доступа к поверхностям нагрева, для технического обслуживания и ремонта котла.

- смотровые отверстия для слежки за процессом горения в топке котла.

Автоматизация котельной может быть полной, при которой оборудование управляется дистанционно с помощью приборов, аппаратов и других устройств, без участия человека, с центрального щита путем телемеханизации. Комплексная автоматизация предусматривает САР (система автоматического регулирования) основного оборудования и наличие постоянного обслуживающего персонала. Иногда применяется частичная автоматизация, когда САР используют только для некоторых видов оборудования. Степень автоматизации котельной определяется путем технико-экономических расчетов. При осуществлении любой степени автоматизации обязательно соблюдение требований Ростехнадзора к котлам разной производительности, давления и температуры. По этим требованиям ряд контрольно-измерительных приборов (КИП) являются обязательными, некоторые из них должны быть дублированы.

Исходя из перечисленных выше задач и указаний, все КИП можно разделить на пять групп, предназначенных для измерения:

- расхода пара, воды, топлива, иногда воздуха, дымовых газов;

- давлений пара, воды, газа, мазута, воздуха и для измерения разрежения в элементах и газоходах котла и вспомогательного оборудования;

- температур пара, воды, топлива, воздуха и дымовых газов;

- уровня воды в барабане котла, циклонах, баках, деаэраторах, уровня топлива в бункерах и других емкостях;

- качественного состава дымовых газов, пара и воды.

Почти все КИП состоят из воспринимающей части - датчика, передающей части и вторичного прибора, по которому отсчитывают измеряемую величину.

Вторичные КИП могут быть указывающими, регистрирующими (самопишущими) и суммирующими (счетчиками). Для уменьшения числа вторичных приборов на тепловом щите часть величин собирают на один прибор с помощью переключателей; для ответственных величин на вторичном приборе отмечают красной чертой предельные допускаемые для данного агрегата значения (давления в барабане уровня воды и т. д.) их замеряют непрерывно.

КИП нужны не только для эксплуатации, но и для периодических испытаний, проводимых после ремонтов или реконструкции. С помощью автоматизации решаются задачи:

- регулирования в определенных пределах заранее заданных значений величин, характеризующих протекание процесса;

- управления - осуществления периодических операций (обычно дистанционно);

- защиты оборудования от повреждений из-за нарушений процессов;

- блокировки, которая обеспечивает автоматическое включение и выключение оборудования, вспомогательных механизмов и органов управления с определенной последовательностью согласно технологическому процессу.

Блокировка осуществляется:

- запретительно-разрешающей, предотвращающей неправильные действия персонала при нормальном режиме эксплуатации;

- аварийной, вступающей в действие при режимах, могущих привести к травмированию персонала и повреждениям оборудования;

- для замещения, которая включает резервное оборудование взамен отключенного.

Автоматические регуляторы обычно получают импульсы от воспринимающей части КИП или от специальных датчиков. Регулятор алгебраически суммирует импульсы, усиливает и преобразует их, а затем итоговый импульс передает в органы управления. Таким путем автоматизация установки сочетается с контролем. Величина регулируемого параметра измеряется чувствительным элементом и сравнивается с заданным значением, идущим от задатчика в виде управляющего воздействия. При отклонении регулируемой величины от заданного значения появляется сигнал рассогласования. На выходе регулятора вырабатывается сигнал, определяющий воздействие на объект через регулирующий орган и направленный на уменьшение рассогласования. Регулятор будет воздействовать до тех пор, пока регулируемый параметр не сравняется с заданным значением - постоянным или зависящим от нагрузки. Отклонение регулируемой величины от заданной может быть вызвано управляющим воздействием или возмущениями. Когда чувствительный элемент развивает усилия, достаточные для перемещения органа, воздействующего на объект, регулятор называют регулятором непосредственного или прямого действия. Обычно усилий чувствительного элемента оказывается недостаточно, и тогда применяется усилитель, получающий энергию извне, для которого чувствительный элемент является командным аппаратом. Усилитель вырабатывает сигнал, управляющий работой исполнительного механизма, воздействующего на регулирующий орган.

Для того чтобы предотвратить аварийные ситуации, которые могут повлечь разрушение оборудования котельной, а так же к травмам и гибели персонала существует автоматика безопасности. С помощью различных датчиков осуществляется контроль за давлением, воды и пара, за наличием факела на горелках, за температурой воды на выходе, за уровнем воды в паровом котле. При превышении опасных пределов, датчики передают сигнал на устройство оповещения, которое сигнализирует звуковой и световой сигнализацией с последующим отключением напряжения на электромагнитном клапане. Отключение напряжение на электромагнитном клапане ведет к закрытию клапана и прекращению подачи газа на горелки.

Работа автоматики безопасности осуществляется по схеме:

Первичный датчик - промежуточное реле времени - светозвуковая сигнализация - предохранительный запорный клапан.

В устройстве каждого датчика имеется электропроводящий контакт, который замыкает электрическую цепь и передает сигнал на управляющее реле. В одном случае замыкание происходи водой, в другом случае посредством мембраны, находящейся под избыточным давлением. На горелках также используются фотодатчики отслеживающие наличие пламени.

Автоматика безопасности контролирует необходимые параметры и при их нарушении прекращает подачу газа в топку котла.

Контроль осуществляется по параметрам:

- Погасание факела на горелках.

- Повышение давления пара на паровом котле.

- Повышение температуры воды на выходе водогрейного котла.

- Повышение или понижение давления газа перед горелками.

- Понижение давления воздуха перед горелками.

- Понижение разряжения в топке.

- Повышение и понижение уровня воды в паровом котле сверх допустимого.

- Отключение всех циркуляционных насосов водогрейного котла.

- Отключение электроэнергии.

В виду сложности устройства и обслуживания современных котлов и котельных к их эксплуатации допускается специально подготовленный персонал, набираемый из грамотных лиц не моложе 18 лет, прошедших медицинское освидетельствование, обучение и аттестацию.

Обучение и аттестация операторов, машинистов и кочегаров котельной должны проводиться в учебных заведениях, а также на курсах, разработанных предприятиями, имеющими лицензию органов Ростехнадзора на данный вид деятельности. По результатам выпускного экзамена обучаемому присваивается квалификация и выдается удостоверение на право обслуживания котлов, подписанное председателем аттестационной комиссии и инспектором Ростехнадзора. К обслуживанию котлов допускаются приказом по организации.

Периодическая (повторная) проверка знаний обслуживающего персонала проводится не реже одного раза в 12 месяцев комиссией, назначенной приказом по организации (участие в ее работе инспектора Ростехнадзора необязательно).

Внеочередная проверка знаний обслуживающего персонала проводится комиссией организации в следующих случаях:

- при переходе в другую организацию;

- при переводе на обслуживание котлов других типов;

- при переводе котла на сжигание другого вида топлива;

- по требованию инспектора Ростехнадзора или администрации.

Объем знаний, требуемых от персонала котельного цеха крупной электростанции, весьма обширен. Каждый работник должен знать свои права и обязанности, правила взаимоотношений с другими работниками, конструкцию оборудования своего цеха и приемы его эксплуатации.

Согласно «Типовой инструкции по безопасному ведению работ для персонала котельных» персонал, обслуживающий котлы, должен:

- знать свои обязанности, кому подчинен, чьи указания должен выполнять, кого извещать о неполадках, авариях, пожаре и несчастных случаях;

- знать устройство и работу обслуживаемых им котлов и всего вспомогательного оборудования, схемы трубопроводов, мазутопроводов и газопроводов, конструкции газовых и мазутных горелок и пределы их регулирования;

- уметь своевременно выявлять неполадки в работе котлов и вспомогательного оборудования и трубопроводов, арматуры, гарнитуры, а при обнаружении неполадок немедленно устранять их;

- уметь проверять исправность действия водоуказательных приборов, манометров, предохранительных устройств, сигнализаторов и т.п.;

- работать безаварийно и экономно, бесперебойно снабжать потребителей паром или горячей водой в необходимом количестве и установленного качества при минимальном расходе топлива;

- следить за состоянием арматуры, подтягивать пропускающие сальники;

- следить за плотностью фланцевых соединений и за состоянием трубопроводов (окраска, надписи, таблички и др.);

- проверять плотность лазов, люков, отсутствие течей, а также отсутствие подсосов воздуха в топку, газоходы и т.п.;

- своевременно проверять исправность действия приборов автоматики регулирования, безопасности и сигнализации в соответствии с требованиями инструкций по их эксплуатации.

Меры пожарной безопасности при эксплуатации газоиспользующего оборудования.

Пожарная опасность газового оборудования характеризуется возможностью образования взрывоопасных смесей газа с воздухом и высокими температурами на поверхностях элементов печей и аппаратов. Взрывоопасные смеси при утечке газа могут образовываться в помещениях при отсутствии в них вентиляции, а также в объеме печей и аппаратов.

Не допускается газового отопления в помещениях, относящихся по пожарной опасности к категориям А, Б и В, складских помещениях, гаражах на 50 и более автомашин, в помещениях, выполненных из легких металлических конструкций с утеплителем из горючих материалов в стенах и перекрытиях, а также в помещениях подвальных и цокольных этажей.

Аппараты водонагревательные емкостные газовые следует устанавливать в нежилых помещениях у несгораемых стен на расстоянии не менее 15 см от стены. Допускается установка аппаратов у сгораемых стен при условии изоляции стены кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм или асбестофанерой, которая должна выступать на 10 см за габариты корпуса.

При установке водонагревателя на сгораемый пол последний необходимо изолировать кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм или другим несгораемым материалом.

Отопительные приборы с горелками инфракрасного излучения, предназначенные для отопления помещений без постоянного обслуживающего персонала, должны предусматриваться с автоматикой, обеспечивающей прекращение подачи газа при погасании пламени горелки.

Расстояние от горелок инфракрасного излучения до конструкций из горючих материалов (стены, перегородки, оконные и дверные коробки и т. д.) должно быть не менее 0,5 м при температурах излучающей поверхности до 900 °С и не менее 1,25 м при температурах выше 900 °С, потолок и конструкции из горючих материалов над горелкой необходимо защищать или экранировать несгораемыми материалами.

Для отвода продуктов сгорания от газовых аппаратов и печей должен предусматриваться обособленный дымоход от каждого аппарата или печи. Допускается в существующих зданиях присоединение к одному дымоходу не более двух газовых аппаратов или печей, расположенных на одном или разных этажах, при условии ввода продуктов сгорания в дымоход на различных уровнях не ближе 50 см друг от друга или устройства в дымоходе на такую же высоту рассечек.

Расстояние от соединительной дымоотводящей трубы до потолка из негорючих материалов или стены должно приниматься не менее 5 см. При наличии деревянных отштукатуренных потолков и стен это расстояние принимается не менее 25 см. В случае обивки указанных конструкций кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм расстояние можно уменьшить до 10 см. Обивка должна выступать за габариты дымоотводящей трубы на 15 см с каждой стороны.

Запрещается использовать для отвода в атмосферу продуктов сгорания газа дымоходы, выполненные из силикатного кирпича, шлакобетонных и других неплотных или пористых материалов. Во время эксплуатации дымоходов от газовых аппаратов и печей необходимо производить периодическую проверку и чистку каналов. Дымоходы подлежат периодической проверке и чистке в следующие сроки: один раз в квартал - кирпичные дымоходы от проточных газовых нагревателей, один раз в год - асбоцементные дымоходы, выполненные из специальных блоков жаростойкого бетона, дымоходы от проточных водонагревателей, оборудованных автоматикой по тяге, дымоходы от отопительных и отопительно-варочных печей.

Мастер участка (котельной) относится к категории "Руководители". На должность мастера котельной назначается лицо с высшими профессиональным техническим образованием и стажем работы на производстве не менее 1 года. Мастер котельной назначается и увольняется генеральным директором предприятия. Мастер котельной подчиняется непосредственно главному энергетику предприятия.

Мастер котельной должен знать:

- распоряжения, приказы, касающиеся организации производственно-хозяйственной деятельности котельной, безопасной работы котельного оборудования; законодательство о труде и охране труда Российской Федерации, правила и нормы производственной санитарии и противопожарной защиты, положения и инструкции по расследованию и учету несчастных случаев на производстве, должностные инструкции подчиненных работников, правила технической эксплуатации, технические характеристики оборудования котельной;

- процесс выработки теплоэнергии, электрические и технологические системы котельной;

- схемы тепло-, паро- и водопроводов и схемы газоснабжения, принципиальные схемы и принципы работы комплектов средств управления, защиты и сигнализации, устройство контроль но измерительных приборов; основы экономики, организации производства, труда и управления.

Функции и должностные обязанности мастера котельной:

- руководит работниками котельной. Осуществляет руководство производственно-хозяйственной деятельностью котельной;

- обеспечивает безопасную работу оборудования в котельной, бесперебойную выработку теплоносителя, соблюдение правил технической эксплуатации, правил техники безопасности и пожарной безопасности;

- контролирует экономичный расход теплоносителя потребителями, соблюдение лимитов и норм расхода топлива, электроэнергии и воды;

- организует разработку и внедрение оргтехмероприятий по повышению надежности работы котельного оборудования, снижению потерь тепловой энергии, рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов, сокращению простоя оборудования в ремонте, подготовка его к работе в различных сезонных условиях;

- участвует в приемке оборудования после капитального ремонта и монтажа;

- участвует в работе комиссий по расследованию причин аварий, отказов в работе котельного оборудования, случаев производственного травматизма;

- обеспечивает пересмотр действующих и разработку новых нормативных документов;

- обеспечивает составление заявок на инструмент, материалы, запасные части, защитные средства, необходимые для проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту котельного оборудования и выполнения оргтехмероприятий;

- контролирует сохранность и правильное использование материальных ценностей;

- организует технический учет и анализ работы оборудования;

- организует повышение квалификации персонала котельной, участвует в работе аттестационной комиссии. Вносит предложения о присвоении в соответствии с Единым тарифно-квалификационным справочником работ и профессий рабочих квалификационных разрядов рабочим участка;

- контролирует своевременность аттестаций рабочих;

- обеспечивает правильное и эффективное применение систем заработной платы и премирования. Вносит предложения о поощрении отличившихся рабочих или привлечения к дисциплинарной ответственности за нарушение производственной и трудовой дисциплины, при необходимости мер материального воздействия;

- обеспечивает правильность, и своевременность оформления первичных документов по учету рабочего времени, заработной платы, простоев;

- принимает участие в разработке мероприятий по созданию благоприятных условий труда, повышение культуры производства, рациональному использовании рабочего времени и в их выполнении на участке;

- осуществляет производственный инструктаж рабочих, проводит мероприятия по изучению правил охраны труда, техники безопасности и производственной санитарии, технической эксплуатации оборудования и инструмента, а также контроль над их соблюдением;

- участвует в организации и проведении противоаварийных и противопожарных тренировок персонала.

3. Газовый участок

Газообразное топливо делится на естественное и искусственное. Естественное - природный газ и попутный газ, выделяющей при извлечение нефти на поверхность. Искусственное - генераторный (получают путем неполного сжигания твердого топлива), коксовый и доменный газы (отходы доменных и коксовых печей). Количество газообразного топлива выражается в м3. В промышленных и водогрейных котлах используют в основном природные и попутные газа, которые представляют собой смеси углеводородов метанового ряда и балластных негорючих газов. В природном газе метана значительно больше, чем в попутном газе, его содержание доходит до 98%.

Газообразное топливо состоит из механической смеси горючих и негорючих газов с небольшой примесью водяных паров, смолы и пыли. В природных газах нередко содержится сероводород, который является для человека сильным ядом, поражающим нервную систему. Также он агрессивно действует на металлы. Состав для газообразных топлив определяется с помощью химического анализа.

Важными свойствами газообразного топлива, влияющими на условия его использования, являются токсичность и взрываемость. Искусственные газы токсичны вследствие содержания в них оксида углерода. Природные газы нетоксичны, но при высоких концентрациях негативно влияют на самочувствие.

При определенных концентрациях с воздухом газы образуют взрывоопасную смесь. Взрывоопасность газа характеризуется нижним и верхним пределами взрываемости. Нижний ПВ - минимальная концентрация газа в газовоздушной смеси, при которой возможно ее воспламенение. Максимальная концентрация газа в газовоздушной смеси, при которой возможно воспламенение - верхний предел взрываемости.

Теплота сгорания газообразного топлива - количество теплоты, которое выделяется при сжигании 1 м3 топлива при стандартных условиях (288К, 0,1 МПа). (КДж/кг). Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Если образовавшиеся в результате полного сжигания единицы объема топлива водяные пары конденсируются, то выделившееся количество теплоты называют высшей теплотой сгорания Q. Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании единицы объема топлива, за вычетом теплоты, затраченной на образование водяных паров, получающихся при горении, называется низшей теплотой Q. Теплота сгорания определяется экспериментально или вычисляется по известным значениям теплоты сгорания веществ, входящих в состав топлива.

Схемы газоснабжения предприятий, как и способы прокладки газопроводов, разнообразны. При выборе схемы необходимо руководствоваться техническими и экономическими требованиями, а также требованиями надежности и безопасности: обеспечение необходимых параметров горючего газа (давление и расход) перед газовыми горелками теплоагрегатов; минимальные капитало- и металловложения (минимальные диаметры и длины газопроводов, число ГРП и ГРУ); обеспечение надежных и безопасных строительно-монтажных и пусконаладочных работ, эксплуатации.

В зависимости от расхода и давления газа, режима работы теплоагрегатов, территориального расположения потребителей газа на предприятии и технико-экономических показателей и с учетом практики проектирования и эксплуатации различают несколько типовых схем газоснабжения промышленных и коммунально-бытовых предприятий.

Коммунально-бытовые предприятия со сравнительно небольшим расходом газа и теплоагрегатами, работающими на газе низкого давления (фабрики-кухни, столовые, встроенные отопительные котельные с секционными котлами и др.), как правило, присоединяются к городским газопроводам низкого давления или резервуарным паркам (для комплексов автономного газоснабжения пропан-бутановыми смесями).

Схема газоснабжения состоит из ввода газопровода с общим отключающим устройством, межцеховых газопроводов с отключающими устройствами перед каждым цехом, продувочных газопроводов и таких элементов, как контрольные трубки, контрольные проводники, конденсатосборники (для влажных газов), компенсаторы и др.

Общее отключающее устройство (задвижку) устанавливают на вводе газопровода. Оно предназначено для отключения подачи газа при ремонте или аварии системы газоснабжения. Продувочные газопроводы предназначены для удаления воздуха и газовоздушной смеси и заполнения системы чистым газом во время первоначального и последующих (после ремонтов межцеховых газопроводов или длительном отключении системы) пусков. Для определения качества продувки на продувочном газопроводе устанавливают штуцер с краном для отбора пробы среды, состав которой может быть определен на газоанализаторе.

Газорегуляторные пункты (ГРП) - сооружения, предназначенные для снижения входного давления газа до заданного уровня и поддержания его на выходе постоянным. В них газ очищается от механических примесей, контролируются входное и выходное давления, температуру газа и учитывается его расход. Для предотвращения возможного повышения или понижения давления газа перед потребителями пункты оборудуют предохранительными устройствами. ГРП и ГРУ оснащают практически одним и тем же оборудованием. Они отличаются один от других расположением: ГРП в зависимости от назначения размещают в отдельно стоящих общественных зданиях и пристройках к ним, на несгораемом покрытии промышленного здания, в шкафах на несгораемой стене снаружи газифицируемого жилого здания, на отдельно стоящей опоре или бетонном фундаменте; ГРУ монтируют в помещениях, где расположены агрегаты, использующие газовое топливо.

Отключающие устройства ГРП, размещаемых в пристройках к зданиям и в шкафах, допускается устанавливать на расстоянии менее 5 метров от наружных подземных газопроводов. Для обеспечения нормальной работы регулирующего оборудования и КИП в зимнее время внутри помещения ГРП необходимо поддерживать положительную температуру (не менее 5°С). Отопление ГРП может быть водяным или паровым как от централизованного источника, теплоты, так и от индивидуальной отопительной установки. При устройстве в ГРП местной отопительной установки ее следует размещать в изолированном помещении, имеющем самостоятельный выход и отделенном от технологического помещения глухой газонепроницаемой и противопожарной стеной с пределом огнестойкости не менее 2,5 ч. Все помещения ГРП оборудуют постоянно действующей вентиляцией, обеспечивающей не менее чем трехкратный воздухообмен в 1 час.

На технологической линии ГРП (ГРУ) оборудование располагают в такой последовательности по ходу газа: запорное устройство - фильтр - предохранительный запорный клапан - регулятор давления - запорное устройство. Кроме того, каждый ГРП (ГРУ) должен иметь предохранительное сбросное устройство, подключенное к выходному газопроводу. Число технологии, линий в зависимости от расхода газа и режима его потребления различно, обычно соответствует 1-5. Если в ГРП (ГРУ) только одна технологическая линия, то на время ее ревизии или ремонта оборудования для бесперебойного снабжения потребителей газом предусматривают обводной газопровод (байпас) с двумя последовательно расположенными запорными устройствами. ГРП могут быть одно- и двухступенчатыми. В одноступенчатых входное давление газа редуцируется до выходного в одном регуляторе. В двухступенчатых технологическую линию оборудуют двумя последовательно установленными регуляторами, в первом из которых входное давление редуцируется до заданного промежуточного, во втором - до выходного давления.

При этом регулятор давления первой ступени компонуется с фильтром и предохранительным запорным клапаном, регулятор второй ступени фильтра может не иметь. Одноступенчатые схемы применяют при разности между входным и выходным давлениями до 0,6 МПа, при большем перепаде предпочтительнее двухступенчатые. В случае необходимости подачи газа двум различным потребителям, использующим газ одинакового или разного давления, в ГРП могут быть две или более технологических линий. В таком ГРП предусматривают один ввод, от которого питаются все технологические линии, и два вывода - каждый к своему потребителю. В зависимости от расчетного расхода и давления газа для каждого потребителя, в ГРП предусматривают одну (с байпасом) или две (с регуляторами) технологические линии.

Для межцеховых газопроводов принята смешанная схема прокладки - подземная и надземная. Надземные газопроводы могут прокладываться по наружным стенам и несгораемым покрытиям промышленных зданий с производствами, отнесенными по пожарной опасности к категориям В, Г и Д, а также по отдельно стоящим колоннам (опорам) и эстакадам из несгораемых материалов. Важное замечание: газопроводы высокого давления могут прокладываться по стенам производственных зданий только над окнами верхних этажей или по глухим стенам.

Диаметры газопроводов определяются гидравлическим расчетом при максимальном расходе газа с учетом перспективного роста потребления, связанного с развитием предприятия, и допустимых потерь давления. Все подземные стальные газопроводы защищаются от коррозии, вызываемой грунтом и блуждающими электрическими токами. Для этого применяются меры пассивной или активной защиты.

Несмотря на то, что практически все современные ГРП имеют высокие эксплуатационные характеристики, абсолютно любой ГРП может полностью или частично выйти из строя. Главная задача персонала, который обслуживает ГРП, - своевременное обнаружение и устранение неполадок в работе оборудования.

Самые опасные и, к сожалению, самые распространенные аварии на ГРП происходят из-за утечки природного газа. ГРП - это не только специальное оборудование, но и огромное количество резьбовых и фланцевых соединений. Для появления утечки газа вполне хватает и одного, казалось бы, пустякового нарушения технологии монтажа соединительных элементов - достаточно неправильно затянуть тот или иной болт, использовать для крепления болты разного диаметра или установить прокладки из низкокачественных материалов. Устранение аварийной ситуации данного типа - наиболее сложная процедура из всего перечня работ по ремонту газового оборудования: ликвидировать утечку природного газа необходимо с максимальной осторожностью, применяя исключительно современные методы и материалы. Так, для замены прокладок во фланцевых соединениях рекомендуется использовать только тщательно пропитанные в масле клингеритовые и паронитовые прокладки или прокладки, изготовленные из маслобензостойкой резины. Пропитка прокладок масляными красками или белилами, равно как применение нескольких «прокладочных» слоев - это грубое нарушение технологии, которое рано или поздно приведет к новым авариям на ГРП.

Снизить вероятность появления утечки природного газа можно только в том случае, если, по возможности, оптимизировать схему работы ГРП и сократить число соединительных участков. Если в ГРП имеется вспомогательное помещение, предназначенное для размещения отопительного оборудования, то для предупреждения последствий аварий рекомендуется обращать внимание на плотность перегородок, разделяющих помещения.

Сбой в работе ГРП, приводящий к появлению утечки природного газа, часто может быть связан и с выходом из строя ротационных газовых счетчиков. Наиболее распространенные причины утечки в данном случае - неплотная затяжка накидных гаек импульсных газопроводов, неисправные прокладки, перекос присоединительных фланцев и т.п.

Если не вращаются сами роторы счетчика или прибор учета работает, создавая перепад давления выше допустимых параметров, то рекомендуется проверить пространство между стенками камеры и роторами - вполне возможно оно засорилось механическими примесями. Если засорились коробки с зубчатыми колесами - рекомендуется «влажная уборка» колес и заливка чистого масла в коробку. Нередко бывают ситуации, когда роторы вращаются, но сам прибор учета не справляется с функциональными обязанностями - не показывает расход природного газа или показывает «левые» данные. Причин выхода ротационного счетчика из строя в данном случае может быть несколько - засорился редуктор, изменился в большую сторону зазор между стенками камер и роторами или банально сломался счетный механизм.

Утечка газа нередко происходит и по вине газовых фильтров, которые в процессе эксплуатации засоряются механическими примесями. Главным признаком того, что засорился газовый фильтр, является значительный перепад давления из-за увеличившегося сопротивления потоку природного газа. Перепад давления на фильтре может спровоцировать разрыв металлических сеток обоймы. Избежать возникновения аварийных ситуации из-за неисправности газового фильтра можно только при помощи регулярной проверки уровня давления. Если наблюдаются отклонения от нормы, то рекомендуется произвести очистку газового фильтра от механических примесей