Материал: Расчет производственно–отопительной котельной с котлами ДКВР 20–13

,1 - коэффициент запаса мощности электродвигателя.

Выбираем 4 питательных насоса типа ЦНСГ-60-165 (4МСГ-10) по производительности и напору [10]. Производительность 60 м³/ч, количество ступеней 5, полный напор 165 м вод. ст., КПД=66%, скорость вращения 2950 об/мин, потребляемая мощность 40,7 кВт, электродвигатель: тип А-083-2, мощность 55 кВт, синхронная скорость вращения 3000 об/мин. Устанавливаем четыре питательных насоса по параллельной схеме: три с электроприводом, другой - с паровым поршневым двигателем (резервный).

1.4 Определение емкости питательного бака

Емкость питательного бака должна быть рассчитана на часовой запас воды.

Объем питательного бака:

котельная вода пар фильтр

 (10)

Как правило, в котельных устанавливают два питательных бака высотой Н=1.2-1.8 м, тогда емкость каждого составит:

 (11)

Площадь поперечного сечения бака:

 (12)

.

12. Техника безопасности и охрана окружающей среды

Котельная - это зона повышенной опасности. Безответственное поведение может привести к травмам, отравлению, пожару, порче котла, оборудования. Поэтому необходим контроль за всем оборудованием и недопущение работы неисправных механизмов.

Работать в котельной могут только лица старше 18 лет после проведения с ними вводного инструктажа и первичного инструктажа на рабочем месте по охране труда, обученные безопасным методам работы и имеющие соответствующее удостоверение. Не прошедший своевременно повторный инструктаж по охране труда (не реже 1 раза в 3 месяца) и ежегодную проверку знаний по безопасности труда работник не допускается к работе.

При приеме на работу в котельную работник должен проходить предварительный медосмотр, а в дальнейшем периодические медосмотры в сроки, установленные Минздравом России. Правила внутреннего трудового распорядка, принятые на предприятии должны соблюдаться всеми рабочими.

Продолжительность рабочего времени не должна превышать 40 ч. в неделю. Продолжительность ежедневной работы (смены) определяется правилами внутреннего трудового распорядка или графиком сменности, утверждаемыми работодателем по согласованию с профсоюзным комитетом.

При сгорании топлива в котлах выделяются вредные газы и пыль. Основными вредными газами являются, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, оксиды серы и т.п., а также угольная пыль. Попадая вместе с вдыхаемым воздухом в организм человека, газы могут привести к отравлению, а пылевидные частицы к поражению верхних дыхательных путей.

В административной части здания котельной должны быть созданы комфортные для работы условия: достаточное освещение, вентиляция и др. Также в определенных местах должны висеть предупреждающие и информирующие плакаты, таблички.

Работник котельной должен пользоваться тем инструментом и приспособлениями, обращению с которыми обучен и проинструктирован. Он должен работать в специальной одежде и использовать другие средства, индивидуальной защиты.

При сжигании различных видов органического топлива трубы промышленных предприятий выбрасывают огромное количество продуктов сгорания (дымовых газов): твердые частицы; газообразные окислы серы; окислы азота; оксид углерода; диоксид углерода. Для уменьшения выброса вредных веществ и загрязнения окружающей среды устанавливают в котельных герметизированное технологическое оборудование, газо- и пылеулавливающие установки, высокие трубы.

Автоматизация котельной обеспечивает экономное использование топлива, а также полноту его сжигания. Также контролируется содержание O2 в дымовых газах и регулируется расход воздуха с коррекцией по содержанию кислорода в дымовых газах, что позволяет обеспечить полноту сжигания топлива.

Приняты нормы по предельно-допустимым концентрациям. На стадии проектирования нового предприятия рассчитывают количество вредных выбросов с учетом уже существующего фона загрязнений.

В соответствии с требованиями природоохранного законодательства деятельность предприятия в части охраны окружающей среды отражена в документации различного вида - государственной статистической отчетности, журналах аналитического контроля и работы очистного оборудования, а также инструкциях, приказах, утвержденных планах мероприятий и пр.

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 ремонтных работ, 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. В продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу, содержатся вредные компоненты, основными из которых являются:

)твердые частицы при сжигании твердого и жидкого топлива;

) газообразные окислы серы SO2;

) окислы азота NOх;

) оксид углерода CO;

) диоксид углерода СО2;

) углеводороды;

) бензапирен.

Подготовка котла к работе. Перед растопкой 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 опробованием их работы и пр. После этого открывают воздушные краны (если они имеются) на котле и экономайзере или приподнимают предохранительный клапан для выпуска воздуха, Далее открывают питательный клапан, и котел заполняют водой. Заполнение котла водой производится через экономайзер (если он имеется), при этом воздушный кран или предохранительный клапан на экономайзере должны быть открыты; при появлении в них воды их закрывают.

Одновременно производят заполнение водогрейных котлов и всей системы отопления. Котел заполняют водой надлежащего качества при температуре ее в пределах 50-90⁰С. 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 дымососа) 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.

При установке экономайзера газы пропускают через него и непрерывно прокачивают воду; температура воды по выходе из экономайзера не должна превышать 600С. Растопку котла производят по графику, согласно которому первую половину всего нагрева воды в котле до начала образования пара. Второй период времени делится на два этапа. На первом этапе давление в котле поднимают на 1/4 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 ч. 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.

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 мин 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 постепенно прикрывают продувочный вентиль пароперегревателя, но избежание излишней потери пара.

При давлении в котле на 0,02-0,05 МПа ниже давления в общем паропроводе (магистрали) медленно и осторожно открывают паровой вентиль (задвижку) на барабане котла и соединяют котел с паропроводом. После включения котла в паропровод снова тщательно проверяют состояние всего агрегата и его арматуры. При снижении уровня воды в котле начинают питать его водой. 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 котла 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 или с помощью персонала, воздействуя на регулирующие и запорные органы дистанционно или вручную на месте их установки.

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. Паропроизводительность 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 СО2 или О2 в отходящих газах от установленных норм; необходимо поддерживать минимально допустимое разрежение в топке, нельзя допускать 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 установлен ной 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.

Остановка котла может быть плановой, кратковременной и аварийной. Плановую (полную) остановку котла производят по графику в определенной последовательности. Прекращается подача топлива, в слоеной топке дожигаются его остатки на решетке, прекращается подача воздуха (останавливается вентилятор), в течение 10 мин вентилируются газоходы; затем останавливаются дымососы и закрывается шибер за котлом. После прекращения горения в топке и выработки пара котел отключают от паровой магистрали и открывают продувку пароперегревателя на 30-50 мин для его охлаждения. Во время остановки котла непрерывно наблюдают за уровнем воды в котле и его питанием. После отключения котла от паровой магистрали его подпитывают до допустимого верхнего предела. В течение 4-6 ч котел медленно остывает, при этом топочные дверцы и шибер за котлом должны быть закрыты. Через 4-6 ч после остановки проветривают газоходы с помощью естественной тяги и продувки котла. Спустя 8-10 ч после остановки для ускорения охлаждения открывают шибер за котлом и включают дымосос, продувку повторяют. Воду полностью удаляют из котла только после охлаждения ее до 70-80⁰С. Воду спускают медленно, открывая при этом воздушные краны или предохранительные клапаны. Затем котел отсоединяют от других котлов установкой металлических заглушек между фланцами на паровых, питательных, спускных и продувочных линиях. После этого осматривают топку, котел, вспомогательное оборудование; о всех замеченных неисправностях делают записи в журнале; во время остановки котла эти неисправности устраняют.

При остановке котла на длительный срок (более 10 сут.) принимают меры по защите котла от коррозии, возникающей вследствие действия влаги и кислорода. Для этой цели используют различные способы защиты, выбор которых определяется местными условиями. Наиболее часто применяют следующие: сухой способ, при котором котел освобождают от воды и в нем поддерживают постоянную сухость воздуха с помощью влагопоглотителей (хлористый кальций - 1 кг/м³ внутреннего объема, известь - 2 кг/м³ и т. д.); мокрый способ - весь объем котла заполняют щелочным раствором (при на- полнении питательной водой с содержанием в растворе 2 кг/м³ едкого натра, 5 кг/м³ тринатрийфосфата или 10 кг/м³ кальцинированной соды); способ избыточного давления, заключающийся в том, что на остановленном котле постоянно поддерживают давление выше атмосферного (за счет подвода пара от других котлов или периодического разогрева путем сжигания топлива). Таким образом, предотвращают доступ воздуха в котел.

Кратковременная остановка котельного агрегата может быть вызвана нарушением его нормальной работы вследствие неисправности оборудования или по другим причинам, которые могут вызвать аварию. Последовательность операций в этих случаях такая же, как и при плановой остановке котла. После отключения котла от паровой магистрали ведут наблюдения за манометром, водоуказательным прибором и общим состоянием топки и котла.

Аварийная остановка котлоагрегата может быть в следующих случаях: при повышении давления пара в котле сверх допустимого (несмотря на уменьшение подачи топлива, дутья и тяги и усиленное питание водой); при утечке воды и переполнении котла водой; выходе из строя обоих предохранительных клапанов; вследствие неисправности манометра и всех водоуказательных приборов; выходе из строя всех питательных насосов и прекращения питания котла водой; наличии существенных повреждений элементов котла (разрыве трубы, появлении трещины, выпучины, течи и т.п.); обнаружении ненормальностей в работе котла (ударов, стуков, шума, вибрации); разрушении кладки, разогрева докрасна каркаса, обшивки котла; при возникновении пожара, угрожающего котлу.