Розробка топково-пальникового пристрою котла

6.3 Промислова санітарія

Зміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони виробничого приміщення не перевищує встановлених гранично-допустимих концентрацій (ГДК) відповідно до ГОСТ 12.1005-88 [6] і приведено в таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 - Зміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони виробничого приміщення

Персонал котельного відділення виконує фізичні роботи середньої важкості (категорія ІІ-б) з витратою енергії 200-250 ккал/год, зв'язані з ходьбою і перенесенням невеликих вантажів (до 10 кг). Експлуатаційний персонал водопідготовки і щитової виконує роботи категорії І-б з енерговитратами організму 120-150 ккал/год, які зв'язані з постійною ходьбою, не потребуючи переміщення вантажів.

Вентиляція й опалення приміщень котельного відділення забезпечують видалення надлишків вологи, шкідливих газів і пилу, а також утримання наступних значень мікроклімату підприємства, які представлені в таблиці 6.3.

Таблиця 6.3 - Оптимальні параметри мікроклімату

Приміщення котельного цеху відноситься до приміщень з надлишком теплоти, тому що котлоагрегати є джерелами теплового випромінювання. Тому вони обладнані ефективною приточно-витяжною вентиляцією, згідно з СНиП 2.04.05-91 [7]. Щитова обладнана водяним опаленням. У приміщенні щитів керування передбачена приточно-витяжна вентиляція з механічним спонуканням і подачею повітря у верхню зону з очищенням від пилу. Опалення водяне і повітряне; повітряне здійснюється підігрітим в калориферах повітрям і сполучено із системою припливної вентиляції.

Усі гарячі частини обладнання котельного відділення, трубопроводи, балки й інші елементи, дотик до яких викликає опіки, мають теплову ізоляцію. Температура на поверхні ізоляції при температурі навколишнього повітря 25°С, не перевищує 45°С згідно [6]. Усі гарячі ділянки поверхонь обладнання і трубопроводів, що знаходяться в зоні влучення на них вибухонебезпечних чи шкідливих речовин, покриті металевою обшивкою.

6.3.1 Виробниче освітлення

Згідно ДБН В. 25-28-2006 [8], виробничі приміщення електростанцій відносяться до 1-ої групи приміщень, у яких виконується розрізнення об'єктів зорової роботи при фіксуванні напрямку лінії зору, що подають на робочу поверхню.

При освітленні виробничих приміщень використовується природне освітлення, яке здійснюється через світлові прорізи в зовнішніх огороджуючих конструкціях. У виробничих приміщеннях освітлення бічне, однобічне.

Для штучного освітлення виробничих приміщень застосовуються газорозрядні лампи і лампи накалювання.

Характеристики виробничого освітлення наведені у таблиці 6.4.

Таблиця 6.4 - Характеристика виробничого освітлення.

Коефіцієнт природного освітлення КПО визначаємо за формулою:

, (6.1)

де  - значення КПО [8, таблиця 1];

m - коефіцієнт світлового клімату [8, таблиця 4], m = 0,9;

с - коефіцієнт сонячного клімату [8, таблиця 5], с = 0,95.

Котельна зала:

е  = 1,6·0,9·0,95 = 1,37 %.

Пульт керування:

е  = 2,1·0,9·0,95 = 1,8 %.

Аварійне освітлення дозволяє продовжувати роботу при відключенні робочого освітлення, воно складає не менш 5 % від загального освітлення, при цьому 2 Лк у середині приміщення і 1 Лк на території електростанції. Аварійне освітлення повинне мати автономне джерело живлення й автоматичне вмикання при необхідності. Місця розташування аварійного освітлення:

1. Площадки і сходи котлів.

2. Вентиляторні і димосмоктні площадки.

3. Щити і пульти керування.

4. Водоуказники і вимірювальні прилади.

5. Фронт котла, проходи між котлами.

6. Приміщення для баків і деаераторів, обладнання водопідготовки.

Евакуаційне освітлення передбачене для евакуації людей при аварійному відключенні робочого освітлення. Його норма - 0,5 Лк.

Охоронне освітлення використовується при відсутності спеціальних технічних засобів охорони. Його норма - 0,5Лк.

6.3.2 Шум і вібрація у виробничих приміщеннях

Відповідно до ГОСТ 12.1.003-83 [9], (ГДР = 80 дБА), захист від шуму досягається розробкою шумобезпечної техніки, застосуванням засобів і методів колективного захисту.

Для колективного захисту застосовують:

- звукопоглинаюче облицювання у газоповітряних трактах вентиляційних систем з механічним спонуканням і систем кондиціонування повітря;

- звукоізольовані кабіни спостереження і дистанційного керування технологічним обладнання;

- кожухи трансформаторів.

До засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) відносяться:

- каска ВЦНИИОТ – 2; противошумні навушники ВЦНИИОТ - 4М; вкладиші.

На електростанції джерелом вібрації згідно [10], (ГДР=92дБ по віброшвидкості) є електрообладнання (вентилятори, насоси). Систематичний вплив вібрацій приводить до порушень здоров'я обслуговуючого персоналу.

Методи обмеження вібрації: вібродемпфіровання; динамічне гасіння вібрацій; зниження вібрацій впливом на джерело порушення.

До ЗІЗ від впливу від вібрацій відносяться: чоботи з упругодеформую-чою підошвою; рукавиці і рукавички.

Заходи щодо попередження вібраційної хвороби проводяться по трьох напрямках: інженерно-технічному; організаційному; лікувально-профілактичному.

6.4 Заходи безпеки при експлуатації котлів

6.4.1 Електробезпека

В електричному господарстві використовуються електроустановки напругою 380 В трифазні і 220 В однофазні.

Основними мірами захисту від ураження електричним струмом є:

- захист від випадкового дотику до неізольованих струмоведучих

частин шляхом їхнього огородження, замкнення в шафи;

-захист від випадкового дотику до металевих не струмоведучих частин обладнання за рахунок захисного заземлення і занулення, а також індивідуальних захисних засобів.

Електрозахистні засоби поділяються на основні і додаткові. До основних відносяться: ізолюючі штанги, кліщі, електровимірювальні кліщі, вказівники напруги , а також діелектричні рукавички й інструмент з ізолюючою рукояткою. До додаткових відносяться: діелектричні боти, калоші, килими, ковпаки, що ізолюють підставки і накладки, переносні заземлення, обмежувальні пристрої, знаки і плакати безпеки, а також діелектричні рукавички.

Приміщення котельної, згідно ПУЭ-87 [11] відноситься до приміщень з підвищеною небезпекою по небезпеці поразки людей електричним струмом. Приміщення щита управління по небезпеці ураження людей електрострумом, відноситься до приміщень підвищеної небезпеки.

Основними заходами захисту від ураження електричним струмом є передбачені ПУЭ-87 організаційні і технічні заходи.

До організаційних відносяться наступні заходи:

1) призначення особи, відповідальної за електрогосподарство;

2) навчання персоналу залежно від виду використовуваного ними устаткування;

3) використання засобів індивідуального захисту;

До технічних відносяться наступні заходи:

1) застосування захисного заземлення;

2) занулення;

3) забезпечення недоступності струмоведучих частин електроустановок.

6.4.2 Вимоги безпеки до судин, що працюють під тиском

Посудини, які працюють під тиском, відносяться до обладнання з підвищеною небезпекою. Вимоги до їх устрою, виготовленню, монтажу, ремонту й експлуатації визначені правилами улаштування і безпечної експлуатації судин, працюючих під тиском. Вони поширюються на судини, які працюють під тиском понад 0,07 МПа. Конструкція посудин повинна бути надійною, забезпечувати безпеку при експлуатації і передбачати можливість їх огляду, очищення, промивання , продувки і ремонту[4].

Посудини, які працюють під тиском, повинні бути оснащені приладами безпеки: запобіжними клапанами, манометрами, термометрами, запірною арматурою, показниками рівня води.

6.5 Пожежна безпека

Пожежна безпека забезпечується відповідно до вимог ГОСТ 12.1.004-91 [22] системами:

- система запобігання пожежі;

- система пожежного захисту.

А також дією низки організаційних заходів.

Приміщення котельного цеху по вибухо-пожежобезпеці відноситься згідно з НАПБ Б. 07.005-86 [13] до приміщення категорії Г, щитової – Д.

Відповідно до ДБН В.1.1-7-02 [12] виробничі приміщення виконуються з будівельних конструкцій ІІ ступеня вогнестійкості. Згідно з [14] в усіх виробничих, допоміжних приміщеннях повинні бути встановлений протипожежний режим, що забезпечує нормальний і безпечний рівень праці персоналу відповідно до вимог Правил пожежної безпеки і інструкціями з пожежної безпеки в адміністративних і службових приміщеннях Міненерго України.

Система запобігання пожежі:

- контроль і профілактика ізоляції;

- наявність плавких вставок і запобігання в електрообладнанні;

- для захисту від статистичної напруги використовується захисне заземлення.

Система пожежного захисту:

1. Аварійне відключення і переключення апаратури.

2. Наявність первинних засобів пожежегасіння (ВВК-8), тому що вуглекислота має погану електропровідність, або порошковий вогнегасник.

3. Система оповіщення, світлова і звукова сигналізація.

4. Захист легкоспалахуючих частин обладнання вогнезахистними матеріалами.

5. Використання негорючих матеріалів для акустичної обробки стін і стель.

6. У приміщенні, де немає робітничого персоналу, встановлюється автоматична система пожежного захисту.

7. Приміщення повинно бути обладнане пожежними щитами. До складу пожежного щита входять:

багор залізний - 1 шт.; відро - 2 шт.; лом - 1 шт.; лопата-1 шт.; вогнегасник (ВВК-8)-2 шт.;сокира-1 шт.;ящик з піском 0,5 м3.

Для успішної евакуації персоналу при пожежі розміри дверей робочого приміщення повинні бути: ширина дверей не менше 1,5 м, висота дверей не менше 2 м, ширина коридору 1,8 м. Робоче приміщення повинно мати два виходи, відстань від найбільш віддаленого робочого місця не повинна перевищувати 100 м.

Відповідно до інструкції РД 34.21.122 – 87[15], блискавкозахисту підлягають зовнішні технологічні установки, а також будинки і спорудження, які віднесені до категорії І, зони захисту типу А. Будинки станції захищені від прямих ударів блискавки окремо розташованим блискавковідводом висотою 200 м. Блискавковідвід складається з опори димаря, блискавкоприймача, металевої стрічки, струмовідводу і заземлювача.

6.6 Охорона навколишнього середовища

Охорона навколишнього середовища - комплекс заходів щодо охорони, раціональному використанню і відновленню живої і неживої природи. У наш час заходи щодо захисту навколишнього середовища мають широке місце в економічних і соціальних відносинах країни [16]. В Україні розроблені тимчасові норми вмісту шкідливих речовин в димових газах [17]. ГДК забруднюючих речовин, що викидаються ТЕЦ у повітря відображені в таблиці 6.5 [18]:

Таблиця 6.5- ГДК забруднюючих речовин в атмосфері.

Джерелами забруднення ґрунту і водяного басейну є виробничі стоки і шкідливі викиди продуктів згоряння. До числа стічних вод, що викидаються електростанцією, відносяться:

- води, що містять нафтопродукти у виді масла і мазуту,

- води після обмивки поверхонь нагріву котлоагрегатів,

- скидні води після установок хімічного очищення води,

- скидні води після консервації і хімічних промивань теплосилового обладнання.

Усі стічні води підприємства піддаються очищенню від шкідливих речовин перед скиданням у водойму. Для виконання цих вимог застосовуються механічні, хімічні, а також комбіновані методи очищення. У складі очисних споруджень передбачаються відстійники, гідроциклони, біологічні фільтри, спорудження для насичення очищених вод киснем і інші спорудження. Також з метою зменшення шкідливих викидів застосовують очистку димових газів, конструктивні, технологічні й інші рішення. Наприклад, для зниження викидів оксиду азоту використовуються такі режимно-технологічні методи: зменшення коефіцієнту надлишку повітря, рециркуляція димових газів у топку, ступеневе спалювання, впорск вологи в топку, впровадження більшої кількості пальників меншої потужності, використання спеціальних пальників з малою емісією оксидів азоту. Для зниження викидів сірки здійснюються: очистка палива від сірчаних сполук до його спалювання, газифікація палива, спалювання палива в кип’ячому шарі, а також очистка димових газів від оксидів сірки вапняним, вапняковим, магнезитовим, аміачно-циклічним, содово-циклічним і другими засобами.

Для зменшення викидів пилу і золи в довкілля використовуються пило- і золоочисні установки: електрофільтри, рукавні фільтри, скрубери, труби Вентурі та ін. Зола і шлаки можуть використовуватись для виробництва будівельних матеріалів, шляхового покриття, цементу.

7. Економічна оцінка та обгрунтування

Згідно з законом України "про інвестиційну діяльність " інвестиції розглядаються як вкладення в об’єкти підприємницької та інших видів діяльності з метою їх подальшого збільшення, отримання соціального ефекту і т.д. Вкладення з метою утворення або модернізації основних фондів (будівель, споруд та обладнання) називаються капітальними вкладеннями. Джерелами приросту та головним мотивом інвестицій є отриманий прибуток (економія).

Загальним критерієм ефективності капіталовкладення є рівень отриманого прибутку на вкладений капітал. Під прибутком розуміється не тільки приріст капіталу, а також темп його приросту, який повністю компенсує зміни покупної спроможності грошей (інфляції). На протязі всього періоду експлуатації (продажі) об’єкту інвестування, повинно забезпечуватися не менш ніж мінімальний рівень прибутку (рентабельності) який компенсує всі ризики інвестора, пов’язані з розробкою проекту, включає процентну ставку по кредитам, виплату дивідендів і т.д.

7.1 Способи оцінки економічної ефективності

Існує два способи оцінки ефективності інвестицій:

 - статичний (простий);

 - динамічний (методи дисконтування).

До статичних методів відносяться розрахунки звичайного терміну за який окупаються капіталовкладеннями і простої норми прибутку.

Динамічні методи оцінки є більш точними і находять широке використання у світовій практиці . Вони утворені на методах дисконтування і базуються на цілому ряді економічних принципів.

Перший принцип – оцінка відшкодування інвестиційного капіталу за рахунок чистого грошового потоку (прибування), суми чистого доходу, економії собівартості, отримуваної у процесі експлуатації (реалізації) об’єкта, а також суми амортизаційних відчислень.

Другий принцип – обов’язкове дисконтування (приведення к поточній вартості) як інвестиційного капіталу, так і суми грошового потоку.

Третій принцип – вибір диференційної ставки відсотку в процесі дисконтування грошового потоку, ставки дисконтування, а в наслідку доходів (грошового потоку) від капітальних вкладень формується з урахуванням таких факторів, як середня реальна депозитна ставка, ставка середнього відсотку, темпу інфляції (премія за інфляцію), премія за ризик, премія за низьку ліквідність. Більш висока відсоткова ставка, прийнята як ставка дисконтування, повинна бути використана в варіанті з великим ризиком та тривалим терміном реалізації.

Четвертий принцип – варіація значень відсоткової ставки, використаної задля дисконтування в залежності від мети оцінки. У ролі відсоткової ставки для дисконтування можна прийняти середню депозитну або кредитну ставку, ставку позиченого проценту, індивідуальну норму рентабельності капіталовкладень з урахуванням рівня інфляції, рівня ризику та ліквідності інвестицій, альтернативну норму рентабельності по іншим можливим видам інвестицій.

7.2 Вихідні дані

Таблиця 7.1 Вихідні данні розрахунку експлуатаційних затрат.

7.3 Розрахунок капітальних вкладень (інвестицій)

Капітальні вкладення рахуються по формулі, грн.:

,

Де Ц – ціна установки, яка дорівнює 68000000 грн.;

 - затрати на монтаж і будівництво, грн.(15% від ціни установки)

;

.

.

7.4 Розрахунок експлуатаційних затрат

Експлуатаційні затрати на рік рахуються по наступній формулі:

,

де - заробітна плата обслуговуючого персоналу, грн.:

,

де n – чисельність обслуговуючого персоналу, яка дорівнює 8

 - заробітна плата персоналу за місяць, приймаємо 1000 грн.;

;

 - відчислення на соціальне страхування та пенсійне забезпечення (38,64% від заробітної плати), грн.:

;

;

 - затрати на ремонт і технічне обслуговування (0,2 від амортизаційних відчислень), грн.:

,

де А – сума амортизаційних відчислень за рік, грн.;

,

де  - норма амортизації (24%)

;

;

 - затрати на енергетичні ресурси (електроенергію), грн.:

.

Затрати на покупку електроенергії рахуються за формулою, грн.:

,

де N – потужність електрообладнання, КВт;

=0,8 – коефіцієнт використання потужності;

=0,8 – коефіцієнт використання по часу;

Т – фонд часу праці установки на рік;

 - ціна електроенергії, грн./КВт год.

Величина затрат на покупку електроенергії становить:

;

.

Затрати на воду, грн.:

;

.

Затрати на паливо, грн.:

.

Величина експлуатаційних затрат на рік становить, грн.:

.

7.5 Розрахунок показників економічної ефективності

Для оцінки економічної окупності, визначимо різниці між затратами при економії на паливі на 0.5%:

.

Таким чином при ефективності тепловіддачі в поверхнях нагріву і ефективній обмурівці котла зменшуються витрати палива (на 5%) і таким чином отримуємо валовий прибуток.

Валовий прибуток, грн.:

.

Чистий прибуток на кожний рік рахується за формулою, грн.:

де  - валовий прибуток;

 - податок на прибуток (25%).

.

Величина грошового потоку на рік рахується за кожен рік розрахункового періоду (10 років), грн.:

;

.

Грошовий потік по рокам розрахункового періоду не міняється.

Розрахунок кумулятивного грошового потоку наростаючим підсумком, грн.:

;

,

де К – коефіцієнт дисконтування.

За перший рік:

;

;

;

;

.

За другий рік:

;

;

;

;

.

За третій рік:

;

;

;

;

.

За четвертий рік:

;

;

;

;

За п’ятий рік:

;

;

;

;

.

За шостий рік:

КГП6=16353571+14227042+12363977+10745557+

+9352962+8167376=71210422

За сьомий рік:

КГП7=16353571+14227042+12363977+10745557+

+9352962+8167376+7169977=78380399

За восьмий рік:

КГП8=16353571+14227042+12363977+10745557+

+9352962+8167376+7169977+6341948=84722247

За дев’ятий рік:

КГП9=16353571+14227042+12363977+10745557+9352962+

+8167376+7169977+6341948+5664470=90386717

За десятий рік:

КГП9=16353571+14227042+12363977+10745557+9352962+

+8167376+7169977+6341948+5664470+4798803=95185520

Розрахунок чистого грошового потоку наростаючим підсумком, грн.:

,

де і – інвестиції (К).

За перший рік:

;

За другий рік:

;

.

За третій рік:

;

;

За четвертий рік:

;

;

За п’ятий рік:

;

.

За шостий рік:

За сьомий рік:

За восьмий рік:

За дев’ятий рік:

За десятий рік:

Результати розрахунків зводяться в табл. 7.2.

Таблиця 7.2 – Показники економічної ефективності

7.6 Показники ефективності

Розрахунок чистого грошового потоку, грн.

;

.

Термін повернення капіталу можна розрахувати приблизно за формулою, рік:

;

,

де  - плановий період експлуатації (9 років);

;

.

Дисконтна рентабельність інвестицій () або індекс доходності () рахується по формулі:

;

.

Для графічного визначення  в координатах: "затрати - роки" будується графік змін затрат з врахуванням інвестицій, малюнок 7.1

Рисунок 7.1 – Графік змін затрат з урахуванням інвестицій

Висновок

В даному проекті запропонований розрахунок топки котла з паропродуктивністю D=640 т/г для вироблення перегрітої пари тиском МПа і температурою оС.

При цьому визначені характеристики продуктів згорання на виході з топки, коефіцієнт корисної дії (ККД) котла і витрата палива. Також зроблений техніко-економічний розрахунок, в якому визначин термін самоокупності котла і розглянуті питання охорони праці і навколишнього середовища.

В результаті отримані наступні результати:

-                     коефіцієнт корисної дії (ККД) котла %;

-                     витрата палива 5,93 т/г;

-                     температура газів на виході з топки 1132,5оС;

-                     термін самоокупності котла – 7 років.

Спроектована топка відповідає стандартам по техніці безпеки і охороні навколишнього середовища, її можна використовувати для отримання пари в кліматичному поясі України при дотриманні техніки безпеки.

Перелік джерел інформації

Перелік джерел, на які надані посилання у тексті

1              Кузнецов Н.В. и др. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) – Москва "Энергия", 1973.

2              Тепловой расчет котлов. Нормативный метод. - Санкт-Петербург, 1998.

3              Методические указания к выполнению квалификационной работы бакалавра по направлению 6.0905 "Энергетика" (для студентов всех форм обучения) – Харьков, 2004.

4              Гидравлический расчет котельных агрегатов (нормативный метод) – Москва "Энергия", 1978.

5              Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. РД 10-249-98.

6              Правила устройства и безопасности эксплуатации паровых и водогрейных котлов ДНАОП 0.00.1.08.94.

7              ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. Введен 01.01.75

8              ГОСТ 12.1.005 – 88 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

9              ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ Шум. Общие требования безопасности. Введен 01.01.84.

10         ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.

11         Справочник по гигиене труда / Под. Ред. Д.Е.Карпова; Медицина 1979г. ГОСТ 12.1.007-78. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. – Введ.01.01.89.

12         ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрация общие требования безопасности. Введ.01.01.91г.

13         СНиП 2.04.05-91 отопление, вентиляция, кондиционирование. Москва "Стройиздат"- 1981.

14         Снип II-4-79 Естественное и искусственное освещение. Москва "Стройиздат"-1981.

15         Юдин Е.Я. Охрана труда в машиностроении – Москва: "Машиностроение", 1978.

16         Сборник правил и руководящих материалов по котлопроизводству. М.: Надра, 1974.

17         Правила техники безопасности при эксплуатации теплотехнического оборудования электростанций и тепловых сетей. М.: Энергоатомиздат,1984.

18         ОНТП 24-80 Общесоюзные нормы технологического проектирования. – М.:, 1980.

19         Березуцький В.В. Основи охорони праці – Харків: "Факт", 2005.

20         Правила устройства Электроустановок. – М.: "Энергоатомиздат" 1987г.

21         НАПБ 16.07.005-86 – Визначення категорій будівель і споруд по вибухонебезпеці і пожежонебезпеці. – К. "Будіздат". 1982.

22         ДБНВ 1.1-7-02. – Захист від пожежі. Пожежна безпека об’єктів будівництва.

Перелік джерел, на які нема посилання у тексті

23         СТВУЗ – ХПИ – 3.01 – 2003 ССОУП Текстові документи в сфері учбового процесу. Загальні вимоги до виконання.

24         СТВУЗ – ХПИ – 3.03 – 2002 Конструкторські документи в сфері учбового процесу. Загальні вимоги до виконання.

25         СТВУЗ – ХПИ – 3.04 – 2002 Формати. Основні вимоги до виконання.

26         СТВУЗ – ХПИ – 3.05 – 2002 Конструкторські документи. Креслення. Вимоги до виконання.

27         СТВУЗ – ХПИ – 3.06 – 2002 Конструкторські документи. Специфікація. Вимоги до виконання.

Страницы: 1, 2, 3