Проектирование водоподготовительной установки для ТЭЦ 300 МВт

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Физика
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

541,19 Кб
Опубликовано:

2013-10-13

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проектирование водоподготовительной установки для ТЭЦ 300 МВт

Введение

Разработка и создание экологически безопасных станций становится генеральным направлением в развитии энергетики. Все большое признание в мировой энергетики получают станции, обеспечивающие экологически безопасный режим водоиспользования. Важную роль при этом играет выбор схемы подготовки добавочной воды и регенерация сточных вод. Эксплуатация, надежность и экономичность работы оборудования станции зависит от многих факторов, однако в значительной степени определяется чистотой рабочего тела воды и водяного пара. Примеси природных вод неизбежно тем или иным путем попадают в тракт энергоустановок, некоторые из них даже при очень малых концентрациях вызывают коррозию оборудования, образование отложений, что приводит к ухудшению показателей работы станции. Поэтому основной задачей при подготовке добавочной воды является эффективное и экономичное удаление примесей входящих в состав исходной воды.

Одновременно все более ощутимым становится дефицит пресной природной воды, поэтому задачи технологии воды на электростанциях существенно усложнились в связи с необходимостью решения экологических проблем, то есть защиты окружающей среды от сброса загрязненных стоков.

Задачи технико-экономической оптимизации водного хозяйства электростанции требует тщательного и незамедлительного решения.

Решение этого вопроса зависит прежде всего от сравнительной оценки «затраты - эффект», то есть от оценки ущерба, причиняемого оборудованием системы водоснабжения электростанции окружающей природе и затрат на минимализацию стоков.

Рассмотренные в данной работе технические предложения являются попыткой найти наиболее рациональное решение, сочетающие требования по экологической эффективности водно-химической части станции с надежностью и экономичностью оборудования.

Расположение проектируемой станции предполагается в Курганской области. Мощность станции 300 МВт. В составе четыре котла БКЗ-420-140, три турбины Т-100.

сток водоподготовительный фильтр обессоливание

1. Расчетная часть

.1 Техническое обоснование проекта

Предотвращение загрязнения общественных водоемов сточными водами тепловых электростанций, очистка и повторное использование этих вод являются в настоящее время, в соответствии с принятыми законами по охране окружающей среды, важнейшими задачами проектирования и эксплуатации тепловых энергетических объектов и водоподготовительных установок.

Сточные воды после ВПУ состоят из ряда различных по объему, составу и количеству загрязнений видов воды.

Эти воды обычно загрязнены кислотами, щелочами и нейтральными солями и образуются на одной и той же ВПУ на разных этапах обработки воды.

Количество сточных вод зависит как от схемы обработки воды, так и от количества содержащихся в исходной воде и удаляемых при обработке ее загрязнений, от качества реагентов (коагулянта, кислоты, щелочи) и наличия в них балласта.

.2 Разработка вариантов обессоливания

Первым вариантом ВПУ рассмотренным в данном дипломном проекте, будет химическое обессоливание.

При химическом обессоливании воды все катионы солей в Н-катионитном фильтре замещаются на ионы водорода, катионитные фильтры регенерируются серной кислотой. Из катионитного фильтра удаляются сульфат кальция, магния и натрия.

В анионитных фильтрах анионы кислот замещаются на ионы ОН, анионитовые фильтры регенерируются раствором едкого натра. Из анионита удаляются сульфат, хлорид, карбонат и силикат натрия.

Суммарное количество этих солей эквивалентно сумме анионитов сильных кислот, остатков углекислоты и карбонатной щелочности декарбонизированной воды и кремниевой кислоты в исходной воде.

Таким образом, при методе химического обессоливания количество солей в стоке повышается до уровня, эквивалентного сумме анионов сильных кислот и кремниевой кислоты.

Вторым вариантом ВПУ является термохимическое обессоливание.

Получение обессоленной воды из воды с повышенным солесодержанием путем парообразования с последующей конденсацией пара - один из наиболее старых и распространенных методов опреснения. Основным оборудованием в данном случае являются испарители.

В испаритель подводится тепло из отбора турбины (пар) для испарения воды, прошедший предварительную очистку и умягчение. Далее вторичный пар конденсируется в конденсаторе испарителя.

Полученный дистиллят с доочисткой приравнивается к качеству обессоленной воды, но переход на дистилляцию значительно уменьшает количество стоков ВПУ. Расчеты по сравнению вариантов приведены далее в пояснительной записке.

.3 Характеристика схемы ВПУ для подпитки пароводяного цикла котлов и теплосети

Источником водоснабжения для химической водоочистки ТЭЦ принята река Тобол. Химический состав источника водоснабжения приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Химический состав источника водоснабжения

Наименование показателей качества воды	Количество
	мг/л	мг/-экв/л
Взвешенные вещества	8
Сухой остаток	1077
Окисляемость	-
Щелочность		3,75
Жесткость общая		8,22
Кальций4,65
Магний 3,57
Натрий 10,57
Сульфаты 6,13
Хлориды 8,48
Бикарбонаты 1,43
Кремнекислота 0,12

Исходная вода для химической водоочистки ТЭЦ подается насосами сырой воды, расположенными в береговой насосной, в главный корпус на подогреватели сырой воды и подогревается до температуры плюс 40°С.

Коагуляция воды производится путем присадки в осветлитель сернокислого железа. Дозирование этого реагента осуществляется автоматически насосами- дозаторами.

Режим работы осветлителя проходит в неблагоприятных условиях ввиду малого содержания взвешенных веществ (см. таблицу 1,1), осветлитель с номинальной производительностью 410 м³/ч обеспечивает расход 320 м³/ч. Для обработки воды при полной производительности ХВО на станции установлены 3 осветлителя номинальной производительностью 410 м³/ч.

Из осветлителей обработанная вода поступает в 3 промежуточных бака емкостью по 400 м³/ч, откуда насосами Д 500-65 подается на двухступенчатые механические фильтры.

Всего на ТЭЦ установлено 6 механических фильтра, из которых один резервный один для перегрузки фильтрующих материалов.

После механических фильтров часть воды поступает на ионитные фильтры спараллельным включением, далее вода поступает на подпитку котельных агрегатов. Другая часть воды, в свою очередь, поступает на двух ступенчатые натрий - катионитные фильтры, далее вода поступает на подпитку теплосети.

Для подготовки воды на подпитку котельных агрегатов в данной схеме ВПУ использованы следующие фильтры:

водород-катионитные фильтры первой ступени, загруженные катионитом марки КУ-2-8;

анионитные фильтры первой ступени, загруженные анионитом марки АВ-17;

водород-катионитовые фильтры второй ступени, загруженные катионитом марки КУ-2-8;

анионитовые фильтры второй ступени, загруженные анионитом марки АН-31.

Для подготовки воды на подпитку теплосети в данной схеме ВПУ использованы следующие фильтры:

натрий - катионитные фильтры первой ступени, загруженные катионитом марки - сульфоуголь;

натрий - катионитные фильтры второй ступени, загруженные катионитом марки - КУ2-8.

Нормы качества питательной воды для котлов высокого давления представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Нормы качества воды для котлов высокого давления

Наименование показателей качества воды	Количество
	мкг/кг	мкгэкв/кг
Сумма катионов всех растворенных солей в пересчете на≤5
Жесткость общая		≤2
Кремневая кислота в пересчете на≤15
Кислород ≤10
Гидрозин20 - 60
PH 9,1 ± 0,1
Аммиак800
Соединение железа в пересчете на≤10
Соединение меди в пересчете на≤5

Принципиальная схема ВПУ№1 представлена на рисунке 1.1 и на листе 1 графической части.

Рисунок 1.1 Принципиальная схема ВПУ: 1 - осветлитель ; 2 - бак коагулированной воды; 3 - механический фильтр; 4 - Na- катионитовый фильтр I ступени; 5-Na- катионитовый фильтр II ступени;6 - H-катионитовый фильтр 1-ой ступени; 7 - анионитный фильтр 1-ой ступени; 8 - H-катионитный фильтр 2-ой ступени; 9 - анионитный фильтр 2-ой ступени; 10 - бак обессоленной воды; 11- насос частично обессоленной воды; 12 - насос коагулированной воды.

1.3.1 Расчет схемы ВПУ№1 для подпитки котельных агрегатов

Расчет начинаем с определения производительности установки для химического обессоливания воды:

Q_впу=50+ (0,01* Д * n)+(0,03* Д * n), (1.1)

где Д - паропроизводительность установленных котлов, т/ч;

n - количество установленных котлов, шт.;

Q_впу=50 + (0,01*420*4)+(0,03*420*4)= 118 м³/ч

Химический состав исходной воды представлен в таблице 1.1 Расчет схемы водоподготовки начинаем с оборудования, установленного в хвостовой части схемы.

.3.2 Расчет анионитных фильтров второй ступени

Расчетная производительность анионитных фильтров второй ступени, м³/час:

Q_А_ll⁼118 (1.2)

Качество воды, поступающей на фильтры:

а) содержание СО₂

С^НС03 = 3,75 мг-экв/л

б) содержание кремнекислоты

С_сд^SiO³= 0,1 мг-экв/л

Характеристика фильтров:

количество - два в работе, один в резерве;

а) диаметр d = 2,6 м;

б) площадь фильтрования f = 5,3 м²;

в) высота слоя h_c_л = 1,7 м.

Действительная скорость фильтрования, м/ч:

Wn= Q_All / n* f, (1.3)

где Q_All- расчетная производительность анионитных фильтров второй ступени, м³/час;

n - количество фильтров, шт;

F- площадь фильтра, м²;

Wn= 118/(2 *5,3) = 11,13

Тип загруженного материала:

АВ-17

Рабочая емкость:

Ер = 1000 г - экв/м³ /4/

Продолжительность фильтроцикла, ч:

T+t= f* h_СЛ* Ер * п / (Q_all* С), (1.4)

где T+t- длительность фильтроцикпа, час;

f- площадь фильтра, м²;

h_сл - высота слоя, м;

n - количество фильтров, шт.;

Q_All- расчетная производительность анионитных фильтров второй ступени, м³/час;

T+t= 5,3 * 1,7 * 1000 * 2 / 118 * ( 3,75+0,1 ) = 40,61

m= 24 * n/ (T+t), (1.5)

где m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

n- количество фильтров, шт.;

T+t- длительность фильтроцикла, час;

m= 24 * 2 / 40,61 = 1,2

Удельный расход 100% NaOHна регенерацию:

σ¹⁰⁰_NaOH⁼f * h_ан * Ь_щ, (1.6)

где σ¹⁰⁰_NaOH- расход 100%NaOHна регенерацию, кг/регенерация;

f- площадь фильтра; м²;

h_a_н- высота слоя анионита, м;

Ь_щ= 100 кг/м³ - удельный расход 100% NaOHна регенерацию, кг/м³;

σ¹⁰⁰_NaOH = 5,3 * 1,7 * 100 = 901

Суточный расход 100% NaOHна регенерацию, кг/сут:

(σ¹⁰⁰_NaOH)сут⁼ σ¹⁰⁰_NaOH* m (1.7)

где σ¹⁰⁰_NaOH- расход 100% NaOHна регенерацию, кг;

m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

(σ¹⁰⁰_NaOH)сут = 901 * 1,2 = 1090

Удельный расход воды на взрыхление фильтра

i= 2,8 л/(с*м²)

Время взрыхления фильтра

t_ВЗР=20мин

расход воды на взрыхление

Расход воды на взрыхление, м³/регенерация:

V_B₃_P= f* i* t_ВЗР*60/1000, (1.8)

где f- площадь фильтра, м²;

i- удельный расход воды на взрыхление фильтра, л/(с*м²);

t_ВЗР- время взрыхления фильтра, мин;

V_B₃_P= 5.3 * 2,8 * 20 * 60 /1000 = 17,8

Концентрация регенерационного раствора

С_р.р. = 4 %

Расход воды на приготовление 4%-ногоNaOH, м³/регенерация:

V⁴_NaOH= σ¹⁰⁰_NaOH* 100 / (С_р.р* 10³), (1.9)

где σ¹⁰⁰_NaOH- расход 100%NaOHна регенерацию, кг;

С_р.р - концентрация щелочи, %;

V⁴_NaOH = 901 * 100 / (4 * 10³) = 22,5

Удельный расход воды на отмывку а = 9 м³/м

Расход воды на отмывку, м³/регенерация:

V_ОТМ= f * h_сл* а, (1.10)

где f- площадь фильтра, м²;

h_сл - высота слоя анионита, м;

а - удельный расход воды на отмывку, м³/м;

V_ОТМ= 5,3 * 1,7 * 9 = 81,1

Суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация:

V_Σ=V_ВЗР+ V⁴_NaOH +V_ОТМ, (1.11)

где V_B_3Р- расход воды на взрыхление, м³/регенерация;

V⁴_NaOH- расход воды на приготовление 4%-ногоNaOH, м³/регенерация;_отм - расход воды на отмывку, м³/регенерация;

V_Σ= 17,8 + 22,5 + 81,1 = 121,4

Часовой расход на собственные нужды, м³/ч:

q_СТ^CH = V_Σm/24, (1.12)

где V_Σ- суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация;

m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

q_CT^CH = 70,5 *1,2 /24 = 3

Время пропуска регенерационного раствора, мин:

t_pp= V⁴_Na₀_H* 60 / (f* W_pp), (1.13)

где V⁴_NaOH- расход воды на приготовление 4%-ногоNaOH, м³/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

W_pp= 5 м³/ч- скорость пропуска регенерационного раствора, м³/ч;

Т_рр = 22,5 *60/(5.3*5) = 50,9

Время отмывки, мин:

T_отм=V_отм60 / (f* W_отм), (1.14)

где V_отм- расход воды на отмывку, м³/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

W_otm= 5 м/ч- скорость отмывки, м/ч;

T_отм= 81,1 * 60 / (5.3 * 5) = 183,6

Суммарное время регенерации, мин:

t= t_взр+ t_рр+ t_отм, (1.15)

где t_взр- время взрыхления фильтра, мин;

t_pp- время пропуска регенерационного раствора, мин;

t_отм- время отмывки, мин;

t= 20 + 50,9 + 183,6 = 254,5

1.3.3 РасчетH - катионитных фильтров второй ступени

Расчетная производительность Н - катионитных фильтров II ступени, м³/час:

Q_hii⁼Q_aii+ q_ст^СН, (1.16)

где Q_aii- расчетная производительность анионитных фильтров второй ступени, м³/час;

q_CT^CH- часовой расход на собственные нужды, м³/ч;

Q_hii= 118 + 3 = 121

Качество воды, поступающей на фильтры:

а) содержание С0₂

С^C⁰² =0,1 мг-экв/л

б) содержание кремнекислоты

С_СД^SiO³ = 0,02 мг-экв/л

Характеристика фильтров:

количество -два в работе, один в резерве;

а) диаметр d = 2 м;

б) площадь фильтрования f = 3,14 м²;

в)высота слоя h_c_л = 1,5 м.

Скорость фильтрования

W_ф = 50 м/ч

Действительная скорость фильтрования,м/ч:

Wn= Q_hii/ n* f, (1.17)

где Q_HII - расчетная производительность Н-катионитных фильтров II ступени, м³/час;

n - количество фильтров, шт;

f- площадь фильтра, м²;

Wn = 121/(2 *3,14) = 19,3

Тип загруженного материала

КУ-2-8

Рабочая емкость

Ер = 400 г-экв/м³

T+t- длительность фильтроцикла, час:

T+t= f* h_сл * Ер * n/ (Q_Hii* С), (1.18)

где f - площадь фильтра, м²;

h_СЛ - высота слоя, м;

n - количество фильтров, шт.;

Q_HII- расчетная производительность Н-катионитных фильтров II ступени, м³/час;

T+t= 3,14 * 1,5 *400 * 1 /121(0,02 + 0.1) = 259,5

Суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут:

m= 24 * n/(T+t), (1.19)

где n - количество фильтров, шт.;

T+t - длительность фильтроцикпа, час;

m= 24 * 2 /259,5 = 0,18

Расход 100%-ной H₂S0₄на регенерацию, кг:

σ¹⁰⁰_H₂_SO₄=f * h_KAT * b_k, (1.20)

где f- площадь фильтра, м²;

h_кат - высота слоя катионита, м;

Ь_к = 60 - удельный расход 100% серной кислоты на регенерацию, кг/м³;

σ¹⁰⁰_H₂_SO₄= 3.14 * 1.5 * 60 = 282.6

Суточный расход 100% H₂S0₄на регенерацию, кг:

(σ¹⁰⁰_H2SO4)cyт=σ¹⁰⁰_H2SO4* m, (1.21)

σ¹⁰⁰_H₂_SO₄ = 282,6 *0.18 = 50,9

Удельный расход воды на взрыхление фильтра

i= 3 л/(с*м²)

Время взрыхления фильтра

t_ВЗР=20 мин

Расход воды на взрыхление, м³/регенерация:

V_ВЗР= f* i* t_B₃_p60/1000, (1.22)

где f- площадь фильтра, м²;

i- удельный расход воды на взрыхление фильтра, л/(с*м²);

t_ВЗР- время взрыхления фильтра, мин;

V_B₃_P= 3,14 * 3 * 20 * 60 /1000 = 11,3

Расход воды на приготовление 3%-ной H₂S0₄, м³:

V³_H₂_S₀₄= σ¹⁰⁰_H₂_SO₄* 100 / (С * 10³), (1.23)

где σ¹⁰⁰_H₂_SO₄- расход 100%-ной H₂S0₄на регенерацию, кг;

С_р.р.= 3% - концентрация серной кислоты, %;

V³_H₂_SO₄= 282,6 * 100/(3 * 10³) = 9,4

Расход воды на отмывку, м³/регенерация:

V_ОТМ=f * h_сл * а, (1.24)

где f- площадь фильтра, м²;

h_сл- высота слоя катионита, м;

а = 5 - удельный расход воды на отмывку, м³/м;

V_ОТМ= 3,14* 1.5* 5= 23,6

Суммарный расход воды на регенерацию, м³ /регенерация:

V_Σ= V_ВЗР+ V³_H₂_S₀₄ + V₀_TM, (1.25)

где V_ВЗР- расход воды на взрыхление, м³/регенерация;

V³_H₂_S₀₄- расход воды на приготовление 3%-ногоH₂S0₄, м³/регенерация;

V_ОТМ- расход воды на отмывку, м³/регенерация;

V_Σ= 11,3+9,4+23,6 = 44,3

Часовой расход на собственные нужды, м³/ч:

q_CT^CH= V_Σ * m/ 24, (1.26)

где V_Σ- суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация; m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

q_CT^CH = 44,3*0.18/24 = 0,35

Время пропуска регенерационного раствора, мин:

t_pp = V³_H₂_S₀₄*60/(f*W_pp), (1.27)

где V³_H₂_SO₄- расход воды на приготовление 3%-ногоH₂S0₄, м³/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

W_pp=10 - скорость пропуска регенерационного раствора, м³/ч;

t_р.р= 9,4*60/(3.14*10) = 18

Время отмывки, мин:

t₀_TM =V_ОТМ*60/(f * W_ОТМ), (1.28)

где V_ОТМ- расход воды на отмывку.м³/регенерация f- площадь фильтра, м²;

W_ОТМ= 10 м/ч- скорость отмывки, м/ч;

t_О_TM= 23,6*60/3,14*10 = 45,1

Суммарное время регенерации, мин:

t= t_ВЗР+ t_p_._p + t_ОТМ (1.29)

где t_ВЗР- время взрыхления фильтра, мин;

t_p_._p_.- время пропуска регенерационного раствора, мин;

t₀_TM- время отмывки, мин;

t= 20 + 18 + 45,1 = 83,1

1.3.4 Расчет анионитных фильтров первой ступени

Расчетная производительность анионитных фильтров первой ступени, м³/час:

Q_aI⁼Q_HII+ q_СТ^СН, (1.30)

где Q_HII- расчетная производительность Н - катионитных фильтров II ступени, м³/час;

q_CT^CH- часовой расход на собственные нужды Н - катионитных фильтров II ступени, м³/ч;

Q_AI,=121 + 0.35 = 121,35

Качество воды, поступающей на фильтры:

содержание CI

С_cl = 8,6 мг-экв/л

содержание S0₄^-2

C_SO₄^-2= 6,1 мг-экв/л

Характеристика фильтров:

количество -два в работе, один в резерве;

диаметр, d= 2,6 м;

площадь, f= 5,3 м²;

высота слоя, h_СЛ= 2 м

Скорость фильтрования

W_Ф = 20 м/час

Действительная скорость фильтрования, м/ч:

W_n= Q_AI/ n* f, (1.31)

где Q_AI- расчетная производительность анионитных фильтров первой ступени м³/час;

n - количество фильтров, шт;

f- площадь фильтра, м²;

W_n= 121,35/(2 *5,3) = 10,45

Тип загруженного материала

АН-31

Рабочая емкость

Ер = 800 г-экв/м³

Длительность фильтроцикпа, час:

T+t= f*h_СЛ*Е_р*n/(Q_ai*С), (1.32)

где f- площадь фильтра, м²;

h_сл - высота слоя, м;

n - количество фильтров, шт.;

Q_AI- расчетная производительность анионитных фильтров первой ступени м³/час;

T+t= 5.3 * 2 * 800 * 2 / (121,35 +(6,1+8,6)) = 9,5

Суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут:

m= 24 * n/ (T+t), (1.33)

где n - количество фильтров, шт.;

T+t- длительность фильтроцикпа, час;

m= 24 * 2 /9,5 = 5,05

Расход 100%NaOH на регенерацию, кг/регенерация:

σ¹⁰⁰_NaOH=f*h_СЛ*b_щ, (1.34)

где σ¹⁰⁰_NaOH- расход 100% NaOH на регенерацию, кг/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

h_сл - высота слоя анионита, м;

Ь_щ = 50 кг/м³- удельный расход 100% NaOH на регенерацию, кг/м³;

σ¹⁰⁰_NaOH = 5.3* 20*50 = 530

Суточный расход 100% NaOH на регенерацию, кг/сут:

(σ¹⁰⁰_NaOH)cyт=σ¹⁰⁰_NaOH*m, (1.35)

где σ¹⁰⁰_NaOH - расход 100%NaOHна регенерацию, кг;

m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

(σ¹⁰⁰_NaOH)сут = 530 * 5,05= 2676,5

Удельный расход воды на взрыхление фильтра

i= 2,8 л/(с*м )

Время взрыхления фильтра

t_ВЗР-20 мин

Расход воды на взрыхление, м /регенерация:

V_ВЗР= f* i* t_ВЗР*60/1000, (1.36)

где f- площадь фильтра, м²;

i- удельный расход воды на взрыхление фильтра, л/(с*м²);

t_ВЗР- время взрыхления фильтра, мин;

V_B₃_P= 5.3 * 2,8 * 20 * 60 / 1000 = 17,8

Расход воды на приготовление 4%-ного NaOH, м^З/регенерация:

V⁴_NaOH= σ¹⁰⁰_NaOH* 100/(С_р.р. * 10³), (1.37)

С_р.р. = 4% - концентрация щелочи, %;

V⁴_NaOH= 530* 100/(4 * 10³) = 13,3

Расход воды на отмывку, м³/регенерация:

V_ОТМ= f* h_c_л*а, (1.38)

где f- площадь фильтра, м²;

h_сл - высота слоя анионита, м;

а = 8 - удельный расход воды на отмывку, м³/м;

V_ОТМ = 5.3* 2*8 = 84,8

Суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация:

V_Σ = V_ВЗР+ V⁴_NaOH⁺V_ОТМ, (1.39)

где V_ВЗР- расход воды на взрыхление, м³/регенерация;

V⁴_NaOH- расход воды на приготовление 4%-ногоNaOH, м³/регенерация;

V_ОТМ - расход воды на отмывку, м³/регенерация;

V_Σ=17,8 + 13,3 + 84,8 = 115,9

Часовой расход на собственные нужды, м³/ч:

q_CT^CH = V_Σ *m/24, (1.40)

где V_Σ- суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация;

m- суточное число регенераций всех фильтров; регенерация/сут;

q_CT^CH= 115,9 * 5,05 / 24 = 24,4

Время пропуска регенерационного раствора, мин:

t_pp= V⁴_NaOH* 60 / (f* Wpp), (1.41)

где V⁴_NaOH- расход воды на приготовление 4%-ногоNaOH, м³/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

W_pp= 5- скорость пропуска регенерационного раствора, м³/ч;

t_pp= 13,3*60/(5.3*5) = 30,1

Время отмывки, мин:

t_отм = V_ОТМ * 60/ (f *W_otm), (1.42)

где t_отм - время отмывки, мин;

V_ОТМ- расход воды на отмывку. м³/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

W_otm⁼ 5- скорость отмывки, м/ч;

Суммарное время регенерации, мин:

t₀_TM= 84,8*60/(5.3*5) = 192

t= t_ВЗР+ t_p.p. + t_0TM, (1.43)

где t_ВЗР- время взрыхления фильтра, мин;

t_p_._p_.- время пропуска регенерационного раствора, мин;

t₀_TM- время отмывки, мин;

t= 20 + 30,1 + 192 = 242,1 мин

1.3.5 РасчетH - катионитных фильтров первой ступени

Расчетная производительность Н - катионитных фильтров I ступени, м³/час:

Q_hI⁼Q_aI+ q_CT^CH, (1.44)

где Q_ai- расчетная производительность анионитных фильтров первой ступени, м³/час;

q_CT^CH- часовой расход на собственные нужды анионитных фильтров первой ступени м³/ч;

Q_hi= 118,35 + 24,4 = 142,75

Качество воды, поступающей на фильтры:

содержание Са²⁺ + Мg²⁺

Са²⁺ + Мg²⁺ =8,2 мг-экв/л;

содержаниеNa⁺ = 3,98 мг-экв/л.

Характеристика фильтров:

количество -два в работе, один в резерве;

диаметр, d= 2,6 м;

площадь, f= 5,3 м²;

высота слоя,h_сл⁼ 2 м.

Скорость фильтрования

W_СД=30 м/час

Действительная скорость фильтрования, м/ч:

W_n= Q_HI/ n* f, (1.45)

где Q_HI- расчетная производительность Н - катионитных фильтров I ступени, м³/час;

n - количество фильтров, шт;

f - площадь фильтра, м²;

Wn = 142,75/(2*5.3)=13,5

Тип загруженного материала

КУ-2-8

Рабочая емкость

Ер = 600 г-экв/м³

Длительность фильтроцикла, час:

T+t= f* h_сл * Ер * n/ (Q_HI* С), (1.46)

где f- площадь фильтра, м²;

h_сл - высота слоя, м;

n - количество фильтров, шт.;

Q_HI - расчетная производительность Н - катионитных фильтров II ступени, м³/час;

T+t= 5,3 * 2 * 650 * 2 / (142,75*(8,2+3,98)) =7,93

Суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут:

m= 24 * n/ (T+t), (1.47)

где n - количество фильтров, шт.;

T+t- длительность фильтроцикла, час;

m= 24 * 2 /7,93 = 6,05

Рсход 100%~ной H₂S0₄на регенерацию, кг:

σ¹⁰⁰_H₂_SO₄ = f* h_кат * b_K, (1.48)

где f- площадь фильтра, м ;

h_кат- высота слоя катионита, м;

Ь_к = 60 - удельный расход 100% серной кислоты на регенерацию, кг/м³;

σ¹⁰⁰_H₂_SO₄ = 5.3 * 2 * 60 = 636

Суточный расход 100% H₂S0₄на регенерацию, кг:

(σ¹⁰⁰_H₂_SO₄)сут =σ¹⁰⁰_H₂_SO₄ * m, (1.49)

где m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

(σ¹⁰⁰_H₂_SO₄)сут = 636 * 6,05 = 3847,8

Удельный расход воды на взрыхление фильтра

i= 3 л/(с*м )

Время взрыхления фильтра

t_ВЗР-20 мин

V_ВЗР= f* i* t_ВЗР*60/1000, (1.50)

где V_ВЗР - расход воды на взрыхление, м /регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

i- удельный расход воды на взрыхление фильтра, л/(с*м²);

t_ВЗР- время взрыхления фильтра, мин;

V_B₃_P= 5.3 * 3 * 20 * 60 / 1000 = 19,1

Расход воды на приготовление 1%-ной H₂S0₄, м³:

V¹_H₂_S₀₄= σ¹⁰⁰_H₂_SO₄* 100 / (С * 10³), (1.51)

где σ¹⁰⁰_H₂_SO₄- расход 100%-ной H₂S0₄на регенерацию; кг;

С_рр= 1- концентрация серной кислоты. %.

V¹_H₂_S₀₄⁼636 * 100/(1 * 10³) = 63,6

Расход воды на отмывку, мЗ/регенерация:

V_otm=f *h_сл*а, (1.52)

где f- площадь фильтра, м;

h_c_л- высота слоя катионита, м;

а = 5- удельный расход воды на отмывку, м³/м;

V_отм= 5,3 * 2 * 5 = 53

Суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация:

V_Σ= V¹_H₂_S₀₄+V_ВЗР+V_отм , (1.53)

где V¹_H₂_SO₄- расход воды на приготовление 3%-ногоH₂S0₄, м³/регенерация;

V_ОТМ- расход воды на отмывку, м³/регенерация;

V_ВЗР - расход воды на взрыхление, м /регенерация

V_Σ = 19,1+63,6+53=135,7

Часовой расход на собственные нужды, м³/ч:

q_CT^CH= V_Σ* m/ 24, (1.54)

где V_Σ - суммарный расход воды на регенерацию, м³/регенерация;

m- суточное число регенераций всех фильтров, регенерация/сут;

q_CT^CH= 135,7 * 6,05/24 = 34,2

Время пропуска регенерационного раствора, мин:

t_PP= V¹_H₂_S₀₄* 60 / (f * W_pp), (1.55)

где V¹_H₂_SO₄- расход воды на приготовление 1%-ногоH₂S0₄, м³/регенерация;

f- площадь фильтра, м²;

W_pp=10- скорость пропуска регенерационного раствора, м /ч;

t_pp= 63,6*60/(5.3* 10) = 72

Время отмывки, мин:

t₀_TM=V_ОТМ* 60/(f*W_otm), (1.56)

гдеV₀_TM- расход воды на отмывку, м³/регенерация; f- площадь фильтра, м²:

W_ОТМ= 10- скорость отмывки, м/ч;

t₀_TM=53*60/(5,3* 10) = 60

Суммарное время регенерации, мин:

t⁼t_pp+ t₀_TM+t_взр , (1.57)

где t_pp- время пропуска регенерационного раствора, мин;

t₀_TM- время отмывки, мин;

t_взр- время взрыхления фильтра, мин;

t= 120+72+60 = 252

Результат расчета схемы ВПУ №1 для подпитки котельных агрегатов, сводим в таблицу 1.3

Таблица 1.3 - Результат расчета схемы ВПУ №1 для подпитки котлов

Показатель	Об-ние	А2		Н2		А1	Н1
Расчетная производительность, 118121121.35142.75
Требуемая площадь сечения фильтров, м2	F	5.9		3.03		7.14	6.2
Число фильтров в работе, шт	n+1	2+1		2+1		2+1	2+1
Площадь сечения одного фильтра, м2	f	2.95		1.52		3.56	3.1
Характеристика стандартного фильтра, м/м2; м2	D/f; hсл	2,6/5,3; 1,7		2/3,14; 1,5		2,6/5,3; 2	2,6/5,3; 2
Действительная скорость фильтрования, м/ч	11.1319.310.4513.5
Тип загружаемого материала	-	АВ-17		КУ-2-8		АН-31	КУ-2-8
Рабочая емкость материала, г-экв/л	1000400800600
Продолжительность фильтроцикла, ч	40.61259.59.57.93
Суточное число регенераций всех фильтров, рег/сут	M	1.2		0.18		5.05	6.05
Удельный расход реагента, кг/м3	b	100		60		50	60
Расход 100% реагента на одну регенерацию, кг	901282.6530636
Суточный расход 100% реагента, кг/сут	1090,2150,92676,53847,8
Удельный расход воды на взрыхление, дм3/(см2*с)	i	2.8		3		2.8	3
Время взрыхления фильтра, мин	20202020
Расход взрыхляющей воды, м3/рег	17.811.317.819.1
Концентрация регенерационного раствора, %	4341
Расход воды на приготовление раствора, м3/рег	22.59.413.363.6
Удельный расход воды на отмывку, м3/м3	а	9		5		8	5
Расход воды на отмывку, м3/рег	81.123.684.853
Суммарный расход воды на регенерацию, м3/рег	121.444.3115.9135.7
Часовой расход на собственные нужды, м3/ч	30.3524.434.2
Скорость пропуска регенерационного раствора, м/ч	510510
Время пропуска регенерационного раствора, мин	50.91830.172
Скорость отмывки, м/ч	510510
Время отмывки, мин	183.645.119260
Суммарное время регенерации, мин	t		254.5		83.1	242.1	252

1.3.6 Расчет схемы ВПУ для подпитки теплосети

Рисунок 2- Принципиальная схема ВПУ №1 для подпитки теплосетей

1.3.7 Расчет Na-катионитовых фильтров II ступени

Исходные данные:

Производительность Na- катионитовых фильтров II ступени:

Q^II_Na= 194 м³/ч

Характеристика фильтров:

А) диаметр Д = 2 м;

Б) площадь фильтрования F_Na= 3,14 м² [6]

Характеристика катионита:

А) марка - КУ2-8;

Б) насыпная масса набухшего и товарного катионита

Скорость пропуска регенерационного раствора

Удельный расход воды на отмывку

Скорость отмывки катионита

Расчетные технологические показатели Na-катионитного фильтра 2 ступени приведены в таблице 6

Таблица 6 - Расчетные технологические показатели фильтра

показатели	Значение
жесткость фильтрата, поступающего на фильтры,Жо, мг-экв/л	0.1
Скорость фильтрования, м/ч40
Высота слоя катионита, hм	1,5
Удел. Расход соли на регенерацию, г/г-экв400
Концентрация регенерационного раствора, b %	12
Потеря напора, м	13
Рабочая емкость поглощения катионита, г/г-экв300
Интенсивность взрыхления катионита, Iл/(см)	4
Продолжительность взрыхления, мин30

Скорость фильтрования, м/ч:

Нормальная - при работе всех фильтров:

W_H=Q_Na/(F_Na* n_раб), (1.58)

где Q_Na- производительность Na-катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Находим необходимое количество работающих фильтров, шт:

n_раб=194/40*3,14=1,55

Следовательно принимаем два фильтра в работе, один в резерве.

Число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки:

n_Na= (Q_Na* Ж₀* 24)/(h* F_Na * *n_раб), (1.59)

где Q_Na - производительность Na- катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

Ж₀ - общая жесткость фильтрата, поступающего на фильтры, мг-экв/кг;

h - Высота слоя катионита, м;

- Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

F_Na- Площадь фильтрования Na - катионитного фильтра, м²;

n_раб- число фильтров в работе, шт.

n_Na = 194 * 0,1 * 24 / (1,5 * 300 * 3,14 * 2) = 0,165

Расход соли на одну регенерацию, кг:

Q_c= *h* F_Na *q_c/1000, (1.60)

где - Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

h - Высота слоя катионита, м;

F_Na- Площадь фильтрования Na - катионитного фильтра, м²;

q_c- удельном расходё соли, г/г-экв.

Q_c= 300 * 3,14* 1,5 * 200 /1000 = 282,6

Расход технической соли в сутки на регенерацию фильтра, кг/сутки:

Q_т._c_.= Qc * n_Na * n_раб* 100 / 93, (1.61)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Q_т._c= 282,6 * 0,165 * 2* 100 / 93 = 100,3

Расход воды на регенерацию Na- катионитового фильтра слагается из:

расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра, м³:

Q_B₃_P = i * F_Na * 60 * t_ВЗР/1000, (1.62)

где i- интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/сек*м /б/;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

t_B₃_P- продолжительность взрыхляющей промывки;

Q_B₃_P= 4 * 3.14*60* 30/1000=22,6

расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³:

Q_pc = Qc* 100/(1000 *b*р_рр), (1.63)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

b - концентрация регенерационного раствора, %

р_рр- плотность регенерационного раствора, т/м³

Q_pc= (282,6*100)/(1000*12* 1,086) = 2,17

расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³:

Q_OT=q₀_T*F_Na *h, (1.64)

где q₀_T- удельный расход воды на отмывку катионита, м³/м³;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

h- высота слоя катионита (сульфоугль), м.

Q₀_T= 8 * 3,14 *1,5 = 37,68

Расход воды на регенерацию Na-катионитового фильтра, с учетом

использования отмывочных вод при взрыхлении, м³:

Q_C_._H_.=Q_pc_.+Q_ot. (1.65)

где Q_pc_.- расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³;

Q_ot- расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³;

Q_c_._h= 2,17 + 37,68 = 39,85

Расход воды на регенерацию фильтров в сутки, м³/сутки:

Q^сут_с.н, = Q_c_._h_.* 2 * n_Na, (1.66)

где n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

Q^cy^т_с.н. = 39,85*2*0,165= 13,15

Расход воды на регенерацию фильтров в час, м³/час:

Q^ч_c_.н. = Q^cy^т_c_.н./24 (1.67)

Q^ч_c_._h_.=13,15/24 = 0,55

Межрегенерационный период каждого Na-катионитного фильтра, мин:

(1.68)

где - количество регенераций каждого катионитного фильтра в сутки;

- время регенерации фильтра.

Определяем время регенерации фильтра, мин:

(1.69)

где - продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- время пропуска регенерационного раствора через фильтр, мин;

- время отмывки фильтра от продуктов регенерации, мин.

(1.70)

где - количество регенерационного раствора, м³;

- скорость пропуска регенерационного раствора, (м/ч);

- площадь фильтрования, м².

(1.71)

где - расход воды на отмывку фильтра,м³;

.3.8 Расчет Na-катионитовых фильтров I ступени

Исходные данные:

Производительность Na- катионитовых фильтров I ступени, м³/ч:

Q^I_Na = Q^II_Na+ Q^ч_C_._H, (1.72)

где Q^II_Na- производительность Na- катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

Q^ч_CH- расход воды на регенерацию Na- катионитовых фильтров II ступени в час, м³/ч;

Q^I_Na= 194+0,55 = 194,55

Характеристика фильтров:

Фильтр ФИПа1-3,4-0,6

А) диаметр Д = 3,4 м;

Б) площадь фильтрования F_Na= 9,1 м² [6]

Характеристика катионита:

А) марка - сульфоуголь;

Б) насыпная масса набухшего и товарного катионита

Скорость пропуска регенерационного раствора

Удельный расход воды на отмывку

Скорость отмывки катионита

Расчетные технологические показатели Na-катионитного фильтра 1 ступени приведены в таблице 7

Таблица 7 - Расчетные технологические показатели фильтра

показатели	Значение
жесткость фильтрата, поступающего на фильтры,Жо, мг-экв/л	5,75
Скорость фильтрования, м/ч25
Высота слоя катионита, hм	2,5
Удел. Расход соли на регенерацию, г/г-экв120
Концентрация регенерационного раствора, b %	8
Потеря напора, м	6
Рабочая емкость поглощения катионита, г/г-экв258
Интенсивность взрыхления катионита,Iл/(см)	4
Продолжительность взрыхления, мин30
Макс. Скорость фильтрования, м/ч35

Скорость фильтрования, м³/ч:

Нормальная - при работе всех фильтров:

W_H =Q_Na/(F_Na* n_раб), (1.73)

Максимальная - при регенерации одного из фильтров:

W_max =Q_Na/(F_Na* (n_раб-1)) (1.74)

где Q_Na- производительность Na-катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Находим необходимое количество работающих фильтров при нормальной скорости, шт:

n_раб=194,55/25*9,1=0,855

Находим необходимое количество работающих фильтров при нормальной скорости, шт:

n_раб=(194,55/35*9,1)+1=1,61

Следовательно, принимаем два фильтра в работе, один в резерве.

Число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки:

n_Na= (Q_Na* Ж₀* 24)/ (h* F_Na * *n_раб), (1.75)

где Q_Na - производительность Na-катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

Ж₀ - общая жесткость фильтрата, поступающего на фильтры, мг-экв/кг;

h - Высота слоя катионита, м;

- Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

F_Na- Площадь фильтрования Na-катионитного фильтра, м²;

n_раб- число фильтров в работе, шт.

n_Na = 194,55 * 5,75 * 24 / (2,5 * 9,1 * 258 * 2) = 2,04

Расход соли на одну регенерацию, кг:

Q_c = *h* F_Na *q_c/1000, (1.76)

где - Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

h - Высота слоя катионита, м;

F_Na- Площадь фильтрования Na-катионитного фильтра, м²;

q_c- удельном расходё соли, г/г-экв.

Q_c= 258 * 9,1* 2,5 * 120 /1000 = 704,3

Расход технической соли в сутки на регенерацию фильтра, кг/сутки:

Q_т._c_.= Qc * n_Na * n_раб* 100 / 93, (1.77)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Q_т._c= 704,3 * 2,04 * 2* 100 / 93 = 3029,5

Расход воды на регенерацию Na- катионитового фильтра слагается из:

) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра, м³:

Q_B₃_P = i * F_Na * 60 * t_ВЗР/1000, (1.78)

где i- интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/сек*м /б/;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

t_B₃_P- продолжительность взрыхляющей промывки;

Q_B₃_P= 4 * 9,1*60* 30/1000=65,52

) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³:

Q_pc = Qc* 100/(1000 *b*р_рр), (1.79)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

b - концентрация регенерационного раствора, %

р_рр=1,056- плотность регенерационного раствора, т/м³

Q_pc= (704,3*100)/(1000*8* 1,056) = 8,34

) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³:

Q_OT=q₀_T *F_Na *h, (1.80)

где q₀_T- удельный расход воды на отмывку катионита, м³/м³;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

h- высота слоя катионита (сульфоугль), м.

Q₀_T= 4 * 9,1 *2,5 = 91

Расход воды на регенерацию Na-катионитового фильтра, с учетом использования отмывочных вод при взрыхлении, м³:

Q_C_._H_.=Q_pc_.+Q_ot+Q_B₃_P (1.89)

где Q_pc_.- расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³;

Q_ot- расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³;

Q_B₃_P - расход воды на взрыхляющую промывку фильтра, м³

Q_c_._h= 8,34+65,52+91 = 164,86

Расход воды на регенерацию фильтров в сутки, м³/сутки:

Q^сут_с.н, = Q_c_._h_.* 2 * n_Na, (1.90)

где Q_c_._h_.- расход воды на регенерацию Na-катионитового фильтра, с учетом использования отмывочных вод при взрыхлении, м³;

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

Q^cy^т_с.н. = 164,86*2*2=659,44

Расход воды на регенерацию фильтров в час, м³/час:

Q^ч_c_.н. = Q^cy^т_c_.н./24 (1.91)

Q^ч_c_._h_.=659,44/24 =27,48

Время между регенерациями фильтра, ч:

(1.92)

где - количество регенераций каждого катионитного фильтра в сутки;

- время регенерации фильтра.

Определяем время регенерации фильтра:

(1.93)

где - продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- время пропуска регенерационного раствора через фильтр, мин;

- время отмывки фильтра от продуктов регенерации, мин.

(1.94)

где - количество регенерационного раствора, м³;

- скорость пропуска регенерационного раствора, (м/ч);

- площадь фильтрования, м².

(1.95)

где - расход воды на отмывку фильтра,м³;

- скорость отмывки катионита.

1.3.9 Расчет механических фильтров ВПУ №1

Количестве воды, поступающей на фильтры, м³/ч:

(1.96)

где - расчетная производительность Н-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

- количество воды, на собственные нужды, Н-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

- производительность Na-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

-количество воды, на собственные нужды, Na-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

Характеристика фильтров:

Фильтр ФОВ2Л-3,4-6

а) диаметр D=3,4 м;

б) площадь фильтрования ;

коэффициент учитывающий расход осветленной воды на собственные нужды, [8].

Расчетные технологические показатели механического фильтра приведены в таблице 8

Таблица 8- Расчетные технологические показатели фильтра

Показатель

Значение

Скорость фильтрования: нормальный режим, м/ч

форсированный режим, м/ч

12
Интенсивность промывки водой, Iл/(см)	12
Продолжительность промывки, мин	20
Число промывок, rраз/сутки	2

Общая площадь фильтрования, м2:

(1.97)

где - коэффициент учитывающий расход осветленной воды на собственные нужды;

- скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров;

(1.98)

Необходимое количество работающих фильтров при нормальной скорости, шт:

(1.99)

где - площадь фильтрования каждого фильтра, м2;

-общая площадь фильтров, м2.

Принимаем количество фильтров равное 6 Один фильтр - резервный.

Скорость фильтрования при нормальном режиме работы, м/ч:

(1.100)

где - среднечасовой расход воды на собственные нужды осветлительных фильтров, м3/ч;

1- число фильтров, находящихся в промывке, шт;

а - количество рабочих фильтров, шт;

- производительность механических фильтров, т/ч;

- площадь фильтрования, м2.

Среднечасовой расход воды на собственные нужды, м3/ч:

(1.101)

где d- расход воды на одну промывку фильтра, м3;

а - количество рабочих фильтров, шт;

r- число промывок каждого фильтра в сутки, раз/сутки.

(1.102)

где i- интенсивность взрыхления, л/(см2);

t- продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- площадь фильтрования, м2.

Скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч:

(1.103)

где 2- число отключенных фильтров (один в ремонте, один в промывке).

а - количество рабочих фильтров, шт;

- производительность механических фильтров, т/ч;

- площадь фильтрования, м2.

.3.10 Расчет осветлителя ВПУ №1

Количество воды, вышедшей из осветлителя, м3/ч:

(1.104)

где - расчетная производительность механических фильтров, м3/ч;

- часовой расход на промывку механических фильтров, м3/ч.

(1.105)

где - количество воды, обрабатываемой в осветлители с учетом 3% на продувку осветлителя, м3/ч;

- количество воды, выходящей из осветлителя, м3/ч;

- собственные нужды, с учетом 3% процентов на продувку.

Модель осветлителя - ВТИ-250.

Характеристика осветлителей:

а) диаметр D = 9 м;

б) площадь F = 62 м2;

в) объем V = 330 м3;

г) производительность 220 т/ч;

Удельный расход 100% коагулянта - сернокислого железа FeSO4, k=1,3 мг-экв/л, что составляет 75,2 г/м3;

Содержание Fe2O3 в техническом FeSO4 ;

Удельный вес 1% рабочего раствора коагулянта т/м3; /3/

Количество осветлителей n= 3 шт.

(1.106)

где - время пребывания воды в осветлителях, ч;

n - количество осветлителей, шт;

- количество воды, выходящей из осветлителя.

(1.107)

где - часовой расход технического коагулянта, кг/ч;

- количество воды, обрабатываемой в осветлители с учетом 3% на продувку осветлителя, м3/ч;

k- удельный расход 100 % коагулянта, г/м³

Суточный расход технического коагулянта, кг/сут:

(1.108)

где - часовой расход технического коагулянта, кг/ч;

Месячный раствор технического коагулянта, т/мес:

(1.109)

где -суточный расход технического коагулянта, кг/сут.

(1.110)

где - часовой расход 1% рабочего раствора ;

- часовой расход технического коагулянта, кг/ч;

- содержание в техническом;

- удельный вес 1% рабчего раствора коагулянта, т/м³.

Суточный расход 1% раствора коагулянта,:

(1.111)

Суточный расход извести, кг/сут:

(1.112)

где =3,75 - бикарбонатная щелочность исходной воды, мг-экв/л;

=0,01- содержание свободной углекислоты в исходной воде, мг-экв/л;

=4,65- содержание магния в исходной воде, мг-экв/л;

=0,1 - избыточная гидратная щелочность, мг-экв/л; /7/

К=0,5 - дозировка коагулянта, мг-экв/л; /7/

Q - производительность установки, ;

А=98 - содержание активной СаО в технической извести, %.

Полученные результаты расчетов схемы ВПУ №1 для подпитки теплосети сводим в таблицу 9.

Таблица 9- результаты расчетов схемы ВПУ №1 для подпитки теплосети

Наименование	Осветлитель	Механические фильтр	Na-катионитны 1 ступени	Na-катионитный 2 ступени
Производительность,	464,52	399	194,55	194
Собственные нужды,	13,98	65,52	27,48	0,55
Объем катионита, м--91 14,3
Объем фильтрующего материала, м-91--
Техническая соль, кг/сут	-	-	3029,5	100,3
Расход коагулянта, кг/сут	863,52	-	-	-
Расход извести, кг/сут	28609,4	-	-	-
Количество, шт	3	6(1)	3(1)	3(1)

2. Характеристика схемы ВПУ №2 с использованием термохимического способа обессоливания

Для подготовки питательной воды испарителей используем то же оборудование, что и при химическом методе обессоливания₎ коагуляция и осветление воды производится в тех же осветлителях и механических фильтрах, водород-катионитные и анионитные фильтры перезагружаем катионитом (сульфоуглем). Количество необходимых фильтров и расход реагентов рассчитываем.

Схема ВПУ для подготовки питательной воды испарителей приведена на рисунке 3

Вода, подготовленная по данной схеме, соответствует нормам качества.

Таблица 2.1 - Нормы качества питательной воды испарителей

Нормируемый показатель	Предельно допустимая величина
Жесткость общая, мкг-экв/кг	<30

Рисунок 3. Принципиальная схема ВПУ для подготовки питательной воды испарителей

2.1 Расчет схемы ВПУ №2 с использованием термохимического способа обессоливания

.1.1 Расчет Na- катионитовых фильтров II ступени

Исходные данные:

Производительность Na- катионитовых фильтров II ступени:

Q^II_Na= 118 м³/ч

Характеристика фильтров:

А) диаметр Д = 2 м;

Б) площадь фильтрования F_Na= 3,14 м² [6]

Характеристика катионита:

А) марка - КУ2-8;

Б) насыпная масса набухшего и товарного катионита

Скорость пропуска регенерационного раствора

Удельный расход воды на отмывку

Скорость отмывки катионита

Расчетные технологические показатели Na-катионитного фильтра 2 ступени приведены в таблице 9

Таблица 9 - Расчетные технологические показатели фильтра

показатели	Значение
жесткость фильтрата, поступающего на фильтры,Жо, мг-экв/л	0.1
Скорость фильтрования, м/ч40
Высота слоя катионита, hм	1,5
Удел. Расход соли на регенерацию, г/г-экв400
Концентрация регенерационного раствора, b %	12
Потеря напора, м	13
Рабочая емкость поглощения катионита, г/г-экв300
Интенсивность взрыхления катионита,Iл/(см)	4
Продолжительность взрыхления, мин30

Скорость фильтрования, м³/ч:

Нормальная - при работе всех фильтров:

W_H =Q_Na/(F_Na* n_раб), (2.1)

где Q_Na- производительность Na - катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Находим необходимое количество работающих фильтров, шт:

n_раб=118/40*3,14=0,95

Следовательно принимаем два фильтра в работе, один в резерве.

Число регенераций фильтра, раз/сутки:

n_Na= (Q_Na* Ж₀* 24)/ (h* F_Na * *n_раб), (2.10)

гдеQ_Na - производительность Na- катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

Ж₀ - общая жесткость фильтрата, поступающего на фильтры, мг-экв/кг;

h - Высота слоя катионита, м;

- Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

F_Na- Площадь фильтрования Na - катионитного фильтра, м²;

n_раб- число фильтров в работе, шт.

n_Na = 118* 0,1 * 24 / (1,5 * 300 * 3,14 * 1) = 0,2

Расход соли на одну регенерацию, кг:

Q_c = *h* F_Na *q_c/1000, (2.11)

h - Высота слоя катионита, м;

F_Na- площадь фильтрования Na - катионитного фильтра, м²;

q_c- удельном расходё соли, г/г-экв.

Q_c= 300 * 3,14* 1,5 * 400 /1000 = 565,2

Расход технической соли в сутки на регенерацию фильтра, кг/сутки:

Q_т._c_.= Qc * n_Na * n_раб* 100 / 93, (2.12)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Q_т._c= 565,2 * 0,2 * 1* 100 / 93 = 121,5

Расход воды на регенерацию Na- катионитового фильтра слагается из:

расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра, м³:

Q_B₃_P = i * F_Na * 60 * t_ВЗР/1000, (2.13)

где i- интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/сек*м /б/;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

t_B₃_P- продолжительность взрыхляющей промывки;

Q_B₃_P= 4 * 3.14*60* 30/1000=22,6

расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³:

Q_pc = Qc* 100/(1000 *b*р_рр), (2.14)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

b - концентрация регенерационного раствора, %

р_рр- плотность регенерационного раствора, т/м³

Q_pc= (565,2*100)/(1000*12* 1,086) = 4,34

расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³:

Q_OT=q₀_T *F_Na *h, (2.15)

где q₀_T- удельный расход воды на отмывку катионита, м³/м³;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

h- высота слоя катионита (сульфоугль), м.

Q₀_T= 8 * 3,14 *1,5 = 37,68

Расход воды на регенерацию Na-катионитового фильтра, с учетом

использования отмывочных вод при взрыхлении, м³:

Q_C_._H_.=Q_pc_.+Q_ot. (2.16)

где Q_pc_.- расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³;

Q_ot- расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³;

Q_c_._h= 4,34 + 37,68 = 42,02

Расхо воды на регенерацию фильтров в сутки, м³/сутки:

Q^сут_с.н, = Q_c_._h_.* n_Na, (2.17)

где Q_c_._h_.- расход воды на регенерацию Na-катионитового фильтра с учетом использования отмывочных вод при взрыхлении, м³;

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

Q^cy^т_с.н. = 42,02*0,2=8,4

Расход воды на регенерацию фильтров в час, м³/час:

Q^ч_c_.н. = Q^cy^т_c_.н./24 (2.18)

где Q^cy^т_с.н.- расход воды на регенерацию фильтров в сутки, м³/сутки;

Q^ч_c_._h_.=8,4/24 = 0,35

Время между регенерациями фильтра, мин:

2.19)

где - количество регенераций каждого катионитного фильтра в сутки;

- время регенерации фильтра.

Определяем время регенерации фильтра, мин:

(2.20)

где - продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- время пропуска регенерационного раствора через фильтр, мин;

- время отмывки фильтра от продуктов регенерации, мин.

(2.21)

где - количество регенерационного раствора, м³;

- скорость пропуска регенерационного раствора, (м/ч);

- площадь фильтрования, м².

(2.22)

где - расход воды на отмывку фильтра,м³;

- скорость отмывки катионита.

.1.1 Расчет Na- катионитовых фильтров I ступени

Производительность Na- катионитовых фильтров I ступени, м³/ч:

Q^I_Na = Q^II_Na+ Q^ч_C_._H, (2.23)

где Q^II_Na- производительность Na - катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

Q^ч_CH- расход воды на регенерацию Na - катионитовых фильтров II ступени в час, м³/ч;

Q^I_Na= 118+0,35 = 118,35

Характеристика фильтров:

Фильтр ФИПа1-3,4-0,6

А) диаметр Д = 3,4 м;

Б) площадь фильтрования F_Na= 9,1 м² [6]

Характеристика катионита:

А) марка - сульфоуголь;

Б) насыпная масса набухшего и товарного катионита

Скорость пропуска регенерационного раствора

Удельный расход воды на отмывку

Скорость отмывки катионита

Расчетные технологические показатели Na-катионитного фильтра 1 ступени приведены в таблице 10

Таблица 10 - Расчетные технологические показатели фильтра

показатели	Значение
жесткость фильтрата, поступающего на фильтры, Жо, мг-экв/л	5,75
Скорость фильтрования, м/ч25
Высота слоя катионита, hм	2,5
Удел. Расход соли на регенерацию, г/г-экв120
Концентрация регенерационного раствора, b %	8
Потеря напора, м	6
Рабочая емкость поглощения катионита, г/г-экв258
Интенсивность взрыхления катионита,Iл/(см)	4
Продолжительность взрыхления, мин30
Макс. Скорость фильтрования, м/ч35

Скорость фильтрования, м³/ч:

Нормальная - при работе всех фильтров:

W_H =Q_Na/(F_Na* n_раб), (2.24)

Максимальная - при регенерации одного из фильтров:

W_max =Q_Na/(F_Na* (n_раб-1)) (2.25)

где Q_Na- производительность Na- катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Находим необходимое количество работающих фильтров при нормальной скорости, шт:

n_раб=118,35/25*9,1=0,55

Находим необходимое количество работающих фильтров при нормальной скорости, шт:

n_раб=(118,35/35*9,1)+1=1,34

Следовательно принимаем два фильтра в работе, один в резерве.

Число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки:

n_Na= (Q_Na* Ж₀* 24)/ (h* F_Na * *n_раб), (2.26)

где Q_Na - производительность Na- катионитовых фильтров II ступени, м³/ч;

Ж₀ - общая жесткость фильтрата, поступающего на фильтры, мг-экв/кг;

h - Высота слоя катионита, м;

- Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

F_Na- Площадь фильтрования Na - катионитного фильтра, м²;

n_раб- число фильтров в работе, шт.

n_Na = 118,35 * 5,75 * 24 / (2,5 * 9,1 * 258 * 2) = 1,4

Расход соли на одну регенерацию, кг:

Q_c = *h* F_Na *q_c/1000, (2.27)

где - Рабочая емкость поглощения катионита, г-экв/м³;

h - Высота слоя катионита, м;

F_Na- Площадь фильтрования Na - катионитного фильтра, м²;

q_c- удельном расходё соли, г/г-экв.

Q_c= 258 * 9,1* 2,5 * 120 /1000 = 704,3

Расход технической соли в сутки на регенерацию фильтра, кг/сутки:

Q_т._c_.= Qc * n_Na * n_раб* 100 / 93, (2.28)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

n_раб - количество работающих фильтров, шт.;

Q_т._c= 704,3 * 1,4 * 2* 100 / 93 = 2108,43

Расход воды на регенерацию Na- катионитового фильтра слагается из:

) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра, м³:

Q_B₃_P = i * F_Na * 60 * t_ВЗР/1000, (2.29)

где i- интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/сек*м /б/;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

t_B₃_P- продолжительность взрыхляющей промывки;

Q_B₃_P= 4 * 9,1*60* 30/1000=65,52

) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³:

Q_pc = Qc* 100/(1000 *b*р_рр), (2.30)

где Q_c- расход соли на одну регенерацию, кг;

b - концентрация регенерационного раствора, %

р_рр=1,056- плотность регенерационного раствора, т/м³

Q_pc= (704,3*100)/(1000*8* 1,056) = 8,29

) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³:

Q_OT=q₀_T *F_Na *h, (2.31)

где q₀_T- удельный расход воды на отмывку катионита, м³/м³;

F_Na- площадь фильтрования, м²;

h- высота слоя катионита (сульфоугль), м.

Q₀_T= 4 * 9,1 *2,5 = 91

Q_C_._H_.=Q_pc_.+Q_ot+Q_B₃_P (2.32)

где Q_pc_.- расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м³;

Q_ot- расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м³;

Q_B₃_P - расход воды на взрыхляющую промывку фильтра, м³

Q_c_._h= 8,29+65,52+91 = 164,81

Расход воды на регенерацию фильтров в сутки, м³/сутки:

Q^сут_с.н, = Q_c_._h_.* 2 * n_Na, (2.33)

n_Na - число регенераций фильтра в сутки, раз/сутки;

Q^cy^т_с.н. = 164,86*2*1,4=459,2

Расход воды на регенерацию фильтров в час, м³/час:

Q^ч_c_.н. = Q^cy^т_c_.н./24 (2.34)

где Q^cy^т_с.н.- расход воды на регенерацию фильтров в сутки, м³/сутки;

Q^ч_c_._h_.=459,2/24 =19,13

Время между регенерациями фильтра, мин:

(2.35)

где - количество регенераций каждого катионитного фильтра в сутки;

- время регенерации фильтра.

Определяем время регенерации фильтра, мин:

(2.36)

где - продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- время пропуска регенерационного раствора через фильтр, мин;

- время отмывки фильтра от продуктов регенерации, мин.

(2.37)

где - количество регенерационного раствора, м³;

- скорость пропуска регенерационного раствора, (м/ч);

- площадь фильтрования, м².

(2.38)

где - расход воды на отмывку фильтра,м³;

- скорость отмывки катионита.

2.1.3 Расчет механических фильтров ВПУ№2

Количестве воды, поступающей на фильтры, м³/ч:

(2.39)

где - количество воды затраченное на подпитки теплосети, т/ч;

- производительность Na-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

-количество воды, на собственные нужды, Na-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

Характеристика фильтров:

Фильтр ФОВ2Л-3,4-6

а) диаметр D=3,4 м;

б) площадь фильтрования ;

коэффициент учитывающий расход осветленной воды на собственные нужды, [8].

Расчетные технологические показатели механического фильтра приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Расчетные технологические показатели фильтра

Показатель

Значение

Скорость фильтрования: нормальный режим, м/ч

форсированный режим, м/ч

12
Интенсивность промывки водой, Iл/(см)	12
Продолжительность промывки, мин	20
Число промывок, rраз/сутки	2

Общая площадь фильтрования, м2:

(2.40)

где - коэффициент учитывающий расход осветленной воды на собственные нужды;

- скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров;

(2.41)

Необходимое количество работающих фильтров при нормальной скорости, шт:

(2.42)

где - площадь фильтрования каждого фильтра, м2;

-общая площадь фильтров, м2.

Принимаем количество фильтров равное шести. Один фильтр-резервный.

Скорость фильтрования при нормальном режиме работы, м/ч:

(2.43)

где - среднечасовой расход воды на собственные нужды осветлительных фильтров, м3/ч;

1- число фильтров, находящихся в промывке, шт;

а - количество рабочих фильтров, шт;

- производительность механических фильтров, т/ч;

- площадь фильтрования, м2

Среднечасовой расход воды на собственные нужды, м3/ч:

(2.44)

где d- расход воды на одну промывку фильтра, м3;

а - количество рабочих фильтров, шт;

r- число промывок каждого фильтра в сутки, раз/сутки.

(2.45)

Где i- интенсивность взрыхления, л/(см2);

t- продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- площадь фильтрования, м2.

Скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч:

(2.46)

где 2 - число отключенных фильтров (один в ремонте, один в промывке).

а - количество рабочих фильтров, шт;

- производительность механических фильтров, т/ч;

- площадь фильтрования, м2.

.1.4 Расчет осветлителя ВПУ№2

Количество воды, вышедшей из осветлителя, м3/ч:

(2.47)

где - расчетная производительность механических фильтров, м3/ч;

- часовой расход на промывку механических фильтров, м3/ч.

Количество воды, обрабатываемой в осветлители, с учетом 3% на продувку осветлителя, м3/ч:

(2.48)

Где - количество воды, выходящей из осветлителя, м3/ч;

- собственные нужды, с учетом 3% процентов на продувку.

Модель осветлителя - ВТИ-250.

Характеристика осветлителей:

а) диаметр D = 9 м;

б) площадь F = 62 м2;

в) объем V = 330 м3;

г) производительность 220 т/ч;

Удельный расход 100% коагулянта - сернокислого железа FeSO4, k=1,3 мг-экв/л, что составляет 75,2 г/м3;

Содержание Fe2O3 в техническом FeSO4 ;

Удельный вес 1% рабочего раствора коагулянта т/м3; /3/

Количество осветлителей n= 3 шт.

Время пребывания воды в осветлителях, ч:

(2.49)

где n - количество осветлителей, шт;

- количество воды, выходящей из осветлителя.

Часовой расход технического коагулянта, кг/ч:

(2.50)

где - количество воды, обрабатываемой в осветлители с учетом 3% на продувку осветлителя, м3/ч;

k- удельный расход 100 % коагулянта, г/м

Суточный расход технического коагулянта, кг/сут:

(2.51)

Где - часовой расход технического коагулянта, кг/ч;

Месячный раствор технического коагулянта, т/мес:

(2.52)

где - суточный расход технического коагулянта, кг/сут.

Часовой расход 1% рабочего раствора :

(2.53)

Где - часовой расход технического коагулянта, кг/ч;

- содержание в техническом;

- удельный вес 1% рабчего раствора коагулянта, т/м³.

Суточный раствор 1% раствора коагулянта,:

(2.54)

Суточный расход извести, кг/сут:

(2.55)

Где =3,75 - бикарбонатная щелочность исходной воды, мг-экв/л;

=0,01- содержание свободной углекислоты в исходной воде, мг-экв/л;

=4,65- содержание магния в исходной воде, мг-экв/л;

=0,1 - избыточная гидратная щелочность, мг-экв/л; /7/

К=0,5 - дозировка коагулянта, мг-экв/л; /7/

Q - производительность установки;

А=98 - содержание активной СаО в технической извести, %.

Полученные результаты расчетов схемы ВПУ №2 сводим в таблицу 12.

Таблица 12- Технологические показатели оборудования схемы ВПУ №2

Наименование	Осветлитель	Механические фильтр	Na-катионитный 1 ступени(т.с)	Na-катионитный 2 ступени (т.с)	Na-катионитный 1 ступени (П.К)	Na-катионитный 2 ступени (П.К)
Производительность,	425,25	360,1	194,55	194	118,35	118
Собственные нужды,	12,77	65,52	27,48	0,55	19,13	0,35
Объем катионита, м--91 14,391 14,3
Объем фильтрующего материала, м-91----
Техническая соль, кг/сут	-	-	3029,5	100,3	2108,43	121,5
Расход коагулянта, кг/сут	791,04	-	-	-	-	-
Расход извести, кг/сут	26789,8	-	-	-	-
Количество, шт	3	6(1)	3(1)	3(1)	3(1)	3(1)

Для наглядного сравнения рассчитанных вариантов ВПУ, технологические показатели ВПУ №1 сводим в таблицу 13.

Таблица 13 - Технологические показатели оборудования схемы ВПУ №1

Наименование	Осветлитель	Механические фильтр	Na-катионитны 1 ступени	Na-катионитный 2 ступени	А2	Н2	А1	Н1
Производительность,	464,52	399	194,55	194	118	121	121,35	142,75
Собственные нужды,	13,98	65,52	27,48	0,55	3	0,35	24,4	34,2
Объем катионита, м--91 14,3
Объем фильтрующего материала, м-91--
Техническая соль, кг/сут	-	-	3029,5	100,3
Расход коагулянта, кг/сут	25,9	-	-	-	1090,2	50,9	2676,5	3847,8
Расход извести, кг/сут	28609,4	-	-	-	-	-	-	-
Количество, шт	3	6(1)	3(1)	3(1)	2(1)	2(1)	2(1)	2(1)

3. Индивидуальное задание

.1 Выбор схемы утилизации стоков

Разработка и создание экологически безопасных ТЭС становится генеральным направлением в развитии энергетики. Все большее признание в мировой энергетике получают ТЭС, обеспечивающие экологически безопасный режим водопользования. Важную роль при этом играет выбор схемы подготовки добавочной воды, в частности, применение термического метода обессоливания добавочной воды позволяет утилизировать основную часть сточных вод и приблизиться к реализации малоотходных технологических процессов на ТЭС.

Питательная вода для ИУ готовится по схеме ВПУ: известкование, коагуляция, механическая фильтрация, двухступенчатое натрий-катионирование, деаэрация. Продувка испарителей выводится на шламоотвал. Регенерация натрий-катионитных фильтров осуществляется привозной технической солью, а регенерационные сточные воды напрявлялись в ГЗУ. Подготовка подпиточной воды для теплосети осуществляется путем известкованияводы реки Томь, ее осветления и одноступенчатого натрий-катионирования.

Исходная вода проходит последовательно обработку в осветлителе 1, механическую очистку в фильтрах 3 и поступает в двухступенчатую Na- катионитную установку 4, 5. После вода направляется в деаратор 6. из деаратора умягченная вода поступает в испарительную установку 7. Дистиллят испарительной установки используется для восполнения потерь пара и конденсата в цикле электростанции, а продувочная вода испарителей поступает в бак сбора продувочной воды 8, а затем в отстойник-кристаллизатор 9, в который из сатуратора 10 подается известь и вода из бака для сточных вод 12. В отстойнике-кристаллизаторе вода смешивается с частью отработанного регенерационного раствора катионитных фильтров и после отделения осадка поступает в бак раствора 11. Полученная в баке 11 смесь используется для регенерации Na- катионитных фильтров. А часть восстановленной воды из осветлителя-кристаллизатора возвращается в осветлитель 1.

При работе установки на смеси сточных вод по описанной схеме не потребовалось дополнительных средств автоматического контроля и регулирования режима эксплуатации осветлителя. При этом в осветленной воде окисляемость снижается на (50-60)%, остаточная жесткость составляет (3.4-3.8) мг-экв/кг, остаточная щелочность до 3.4 мг-экв/кг. Снижение кремнекислоты достигает ~ 70%.

Гипсовый шлам из осветлителя 1 и осветлителя-кристаллизатора 9 собирается в контейнера, где его влажность снижается до 25- 30% за счет естественной фильтрации. Фильтрат возвращается в узел 9. Для обезвоживания шлама осветлителя 1 планируется сооружение шламоуплотнительной станции.

Основными компонентами шлама являются гипс - 85-89%, гидроокись магния - 7-9% и карбонат кальция 2-5%. Шлам состоит преимущественно из частичек овальной формы размером от 0.5 до 1 мм, легко обезвоживается до влажности 25- 30% без применения специального оборудования (за счет естественной фильтрации) и не схватывается при длительном хранении. Обработка шлама по обычным технологиям позволяет получить из него гипсовое вяжущее вещество высокого качества.

Проведено опытное использование гипсового шлама для производства гипсового вяжущего и строительных изделий. Обезвоженный шлам осветлителей предполагается использовать для восстановления извести либо в качестве мелиоранта для обработки кислых почв.

Рисунок 4 - Схема термохимического обессоливания при смешении всех жестких стоков Na- катионитных фильтров с исходной водой.

Технология термохимического обессоливания позволяет утилизировать промливневые и продувочные воды котлов, произвести из них добавочную воду котлов высокого давления и подпиточную воду для теплосети без сброса сточных вод, выделить весь кальций и магний в виде, пригодного для использования в строительной и сельском хозяйстве и др.

Для совершенствования процесса термохимического обессоливания водоподготовительной установки проектируемой станции и создания малоотходного производства в дипломном проекте предусматривается сброс жестких стоков от Na-катионитных фильтров по схеме представленной на рисунке 4.

3.1.1 Расчет остойника-кристаллизатора

Количество воды поступающей на отстойник, т/ч:

(3.1)

где - расход воды на собственные нужды, Na-катионитных фильтров 1 ступени, т/ч;

- расход воды на собственные нужды, Na-катионитных фильтров 2 ступени, т/ч;

- расход воды на собственные нужды осветлителя, т/ч;

- 2% от расхода воды на продувку испарителя, т/ч;

= 0,08 т/ч.

Расход воды на собственные нужды известковой водоочистки, т/ч:

(3.10)

Температура обрабатываемой воды принимается в пределах 40-45,

принимаем t=45;

Время пребывания воды в отстойнике /7/

Скорость подъема воды в отстойнике ; /7/

Необходимый объем отстойника, м3:

(3.11)

Количество воды уходящей со шламом составляет 10% от производительности осветлителя - кристаллизатора, то есть остальной объем воды составляет экономию по исходной воде.

Q_шл = 10%*Q₆_p, (3.12)

где Q_бр - количество воды, поступающее на отстойник (производительность брутто), м/ч;

Q_шл = 0,1 * 60,36 = 6,036 т/ч

Количество воды идущей на осветлитель после осветлителя-кристаллизатора, м3/ч:

Q₀_K= 60,36-6,036 = 54,324

3.1.2 Расчет сатуратора

Величина дозы извести, мг-экв/л:

(3.13)

где - содержание калия в воде, мг-экв/л;

- содержание магния в воде, мг-экв/л;

- содержание угольной кислоты в воде, мг-экв/л.

Доля воды отсекаемой на сатураторе:

(3.14)

где - крепость известкового раствора, мг-экв/л.

Количество воды, поступающей в сатуратор, т/ч:

(3.15)

где - количество воды, поступающее на отстойник, т/ч.

Время пребывания воды в сатураторе, принимается от 8 часов до 10.

Принимаем = 8, ч.

Необходимый объем сатуратора, м3:

(3.16)

Время работы сатуратора между перезарядками, принимается , ч.

Содержание СаО в техническом продукте, принимается.

Количество технической извести, загруженной в сатуратор, кг:

(3.17)

Где - величина дозы извести, мг-экв/л;

- количество воды, поступающее на отстойник, т/ч.

Часовой расход извести, кг/ч:

(3.18)

Качество умягченной воды:

а) жесткость - 8,22, мг-экв/л;

б) щелочность - 9,56 мг-экв/л;

в) сухой остаток - 1077, мг/л.

Таким образом использование в схеме термохимического обессоливания с Na- катионитными фильтрами двух осветлителей- кристаллизаторов общим объемом 200 м³ и расходом извести 4,44 кг/ч позволит сократить расход исходной воды на 54,324 т/ч, кроме того исключить сброс солевых стоков с Na- катионитных фильтров.

4. Реагентное хозяйство

Цех химической очистки воды на проектируемой КЭС для эксплуатации фильтров имеет реагентное хозяйство. Это склады хранения кислоты, щелочи, коагулянта, соли, аммиака, гидразина, извести и ионитов. Этот участок эксплуатации водоподготовительных установок включает в себя разгрузку прибывающих на склад реагентов, приготовление рабочих растворов реагентов и их дозирование. Дозирование реагентов осуществляется насосами - дозаторами. Склады реагентов отдельные, специально оборудованные. Персонал, обслуживающий реагентное хозяйство, специально обучен, ознакомлен с «Правилами техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей».

Транспортировка и хранение 92 процентной технической серной кислоты осуществляется в обычной стальной аппаратуре, так как серная кислота становится коррозионно-активной только в разбавленном виде. Оборудование склада кислоты включает:

четыре бака для хранения крепкой кислоты, два насоса приема серной кислоты, насос для подачи регенерационного раствора, два мерника серной кислоты, триэжектора;

оборудование склада извести состоит из трех железобетонных ячеек раствора извести, насоса раствора извести, эжектора для подачи раствора извести, эжектора для отсоса воздуха;

оборудование склада соли состоит из трех железобетонных ячеек раствора соли, насоса раствора соли, эжектора для подачи раствора соли, эжектора для отсоса воздуха;

оборудование склада коагулянта включает в себя: две мешалки раствора коагулянта, три насоса приготовления коагулянта, пять насосов дозаторов коагулянта, три расходных бака, три мерника;

оборудование склада щелочи включает в себя: два бака хранения 42 процентной щелочи, один насос приема щелочи, два мерника, один эжектор для подачи регенерационного раствора.

Для защиты от углекислотной и кислородной коррозии теплосилового оборудования станции, в тракт питательной воды вводят аммиак и гидразин. Поэтому реагентное хозяйство включает склады аммиака и гидразина.

Оборудование склада гидразина состоит из двух баков хранения гидразина, двух насосов дозаторов, бака хранения гидразина, мешалки гидразина для приготовления раствора гидразина, насоса подачи гидразина в главный корпус.

Оборудование склада аммиака состоит из двух баков хранения аммиачной воды, двух насосов подачи воды в главный корпус, мерника крепкого аммиака, насоса дозатора аммиака.

5. Охрана окружающей среды

В соответствии с последними требованиями по исключению загрязнения окружающей среды сточными водами предусмотрена схема очистки замасленных сточных вод, представленная на листе 7 графической части.

ТЭЦ является источником следующих сточных вод:

- воды охлаждения конденсаторов турбин, вызывающие тепловые загрязнения водоема;

- воды ВПУ и конденсатоочисток, содержащие взвешенные вещества, большое количество минеральных солей, кислоты, щелочи и т.д.

При попадании в водоем стоков, загрязненных нефтепродуктами, вода приобретает запах и привкус, появляются пленки на поверхности воды и отложения на дне водоема. Они нарушают процессы газообмена, что приводит к уменьшению содержания растворенного в воде кислорода, замедляет процессы естественного самоочищения водоема, отрицательно действует на его флору и фауну. В особенности чувствительна к действию нефтепродуктов рыба в эмбриональный период ее развития. При попадании продуктов на оперение водоплавающих птиц происходит нарушение нормального газообмена кожи, что приводит к их гибели. У человека, длительно вдыхавшего аэрозоли различных нефтяных масел, возникают нарушения дыхательной системы.

.1 Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Цель настоящей работы-снижение содержания нефтепродуктов в сточных водах ТЭС благодаря использованию в качестве сорбента шлама химводоочистки (ХВО). Это приводит к улучшению качества природной воды, повышению надежности работы систем очистки и ресурсосбережению в системе водоснабжения ТЭС. При использовании новых сорбентов необходимо проанализировать такие показатели, как эффективность, стоимость, затраты на утилизацию и экологичность.

В качестве нефтяного сорбента предложено использовать шлам ХВО ТЭС [1], который относятся к 5-му классу опасности, и утилизируется как отход. Шламовые отходы складируются на шламоотвалах, представляющих собой открытые площадки, не оборудованные средствами защиты окружающей среды от фильтрационных вод. Несмотря на то, что в шламе не содержатся высокотоксичные вещества, возникают серьезные проблемы, связанные с его складированием и последующим хранением: происходит отчуждение больших площадей, создается угроза их засоления, минерализации подземных вод прилегающих территорий и ухудшается гидрохимический режим ближайших водоемов.

Шлам ХВО осветлителей ТЭС: смесь определенного состава, продукт известкования и коагуляции. Химический состав (см. таблицу) и соотношение компонентов шлама зависят от химического состава сырой воды, подвергаемой обработке, В данной работе в качестве нефтяного сорбента использовался высушенный шлам осветлителей влажностью 3% и насыпнойплотностью 0,56 г/см. Зольность использованного шлама составляет 89 %, содержание органического углерода - 11 %, гуминовых веществ - до 12 %.

Таблица 4.1 Химический состав шлама

Концентрация веществ, мг/дм3				Концентрация веществ, мг-экв/дм3
Ca2+	Fe3+	Mg2+	Hg2+	Ni2+	Zn2+	Mn2+	Cr3+	Pb2+	Cd2+	Cu2+
276±36	1,39±0,5	36,5±7,3	≤0,1	29±11	15,4±5,5	480±163	27,3±8,7	27,3±8,7	3,2±1,0	16,3±4,6

При проектировании схемы очистки сточных вод производится замена антрацита и древесного активированного угля, который обычно используется на последних ступенях очистки, шламом ХВО ТЭС, который получается в цикле самой станции, и дополнительных затрат на его приобретение не требуется, В структуре затрат на сорбционную очистку стоимость сорбентов составляет 30...35 % [3], В схеме очистки сточных вод предполагается отработавший шлам не регенерировать, а проводить его совместное сжигание со вспомогательным топливом станции. Теплота сгорания образца замазученного шлама составляет 22 962,9 кДж/кг(5480,4 ккал/кг) при расчетной влажности 3,5 %, что соответствует теплоте сгорания каменных углей

Q_р^н< 23 940 кДж/кг (5700 ккал/кг), в частности, кузнецкого Q_р^н< 22 890 кДж/кг (5450 ккал/кг)], норильского Q_р^н<22 722 кДж/кг (5410 ккал/кг)], якутского

Q_р^н<23 100кДж/кг(5500ккал/кг)] бассейнов [4]. Отсутствие регенерации шлама приводит к экономии денежных средств.

Снижение влажности шлама ХВО до 3 % происходит в цехе термоосушки. Размер частиц сухого шлама составляет 0,09... 1,40 мм. Количество сухого шлама, составляет приблизительно 4000 т, годовой расход шлама в качестве сорбента - 3574,6 т.

При низкой начальной концентрации нефтепродуктов в сточных водах ТЭС возможно использование сырой эмульсии шлама в качестве коагулянта в камере предварительного образования хлопьев. В результате этого процесса имеющиеся в объеме сточной воды нефтепродукты связываются частицами шлама, содержащего гидрокомплексы железа, укрупняются и выпадают в осадок. Совместно с коагуляцией протекает адсорбция нефтепродуктов на поверхности основного компонента шлама СаСО₂. Это повышает эффективность очистки и осветления сточных вод.

При получении на выходе из отстойника остаточной концентрации нефтепродуктов, соответствующей нормам ПДК, очищенная вода может непосредственно транспортироваться в систему циркуляционного водоснабжения, минуя флотатор и сорбционные фильтры. Предлагаемая модифицированная схема очистки сточных вод от нефтепродуктов представлена на рис. 3.

Таким образом, шлам ХВО ТЭС может быть использован в качестве фильтрующего материала на последних стадиях технологической очистки сточных вод от нефтепродуктов. Влажность высушенного шлама составляет 3 %, он достаточно однороден по гранулометрическому составу, имеет высокую пористость(0,1 см /г по ацетону), что особенно важно при использовании его сорбционных свойств в режиме фильтрования. Поскольку процесс сорбционной очистки сточных вод на ТЭЦ производится в напорных фильтрах, изменение его скорости при использовании шлама ХВО и увеличение гидравлического сопротивления не оказывают существенного влияния на технологические характеристики, что позволяет поддерживать скорость фильтрования 10 м/ч при средней высоте слоя сорбента 2,0...2,5 м.

Низкая стоимость и доступность шлама ХВО позволяют исключить его регенерацию. При этом возможна его утилизация путем сжигания совместно со вспомогательным топливом станции. Таким образом, необходимая степень очистки достигается с минимальными затратами, а утилизация сжиганием дает возможность получать дополнительное количество тепла для нужд станции.

Рис. 7. Модифицированная схеме очистки сточных вод от нефтепродуктов 1 - камера предварительного образования хлопьев; 2 - отстойник; 3- флотатор; 4 - бак сбора нефтепродуктов;5 - механический фильтр; 6 - угольный фильтр; 7 - бункер хранения сухого шлама.

6. Экономическая часть

Расчет двух вариантов схем водоподготовительной установки выполняется на основании «Методических указаний по калькуляции себестоимости химически очищенной воды и конденсата на электростанциях». Согласно данным рекомендациям себестоимость одной тонны химически очищенной воды при годовом объеме производства φ_ховрассчитывается по формуле:

С_хов=(U_ИВ+U_Э/Э+U_pear+Ф.з.+Ам+Т.р+Об.р) /φ_хов, (6.1)

В таблице 6 дается характеристика составляющих данной формулы.

Таблица 6 - Составляющие стоимости химически очищенной воды

Наименование затрат	Характеристика затрат
1. Стоимость исходной воды, Uив	Зависит от тарифа на один м3 и объема забора воды.
2. Стоимость израсходованной электроэнергии, Uэ/э	Определяется по формуле: Uэ/э=Эснв* Сэ-, где Эснв- расход электроэнергии на производственные нужды собственно водоподготовительной установки, определяется по показаниям соответствующих счетчиков, кВтчгод; Сэ-- себестоимость электроэнергии, руб/кВт*ч.
3.Стоимость реагентов Upear	Определяется по фактическим или плановый расходам и действующим прейскурантам оптовых отпускных цен с добавкой на транспортно-заготовительные расходы.
4. Зарплата персонала водоподготовительной установки и часть зарплаты руководящего персонала химического цеха, Ф.з.	Принимается по штатному расписанию, схеме должностных окладов и средней зарплате.
5. Амортизационные отчисления, Ам	Балансовая стоимость основных средств по амортизационным группам и соответствующим нормам амортизации.
6. Стоимость текущего ремонта, Т.р.	Расчитывается по смете затрат на текущий ремонт по элементам: стоимость работ, стоимость материалов, стоимость использования машин и механизмов.
7. Общестанционные и прочие расходы, относящиеся к водоподготовке, Об.р.	Определяются в зависимости от фонда зарплаты персонала, обслуживающего водоподготовительную установку, в соответствии с установленным для электростанции отношением общей величины этих расходов к полному фонду зарплаты.

В связи с закрытым характером информации по калькуляционным затратам химического цеха часть выше приведенных затрат принимаем условно постоянными, а экономический результат оцениваем по переменным составляющим себестоимости: электроэнергия, реагенты и вода.

.1 Расчет переменной составляющей себестоимости воды по схеме ВПУ - химическое обессоливание

(6.1)

где - расход электроэнергии на подготовку воды, кВт./г;

= 478,5- расход исходной воды, т/ч;

= 0,324 - коэффициент сезонности, принимается.

n = 6600 -число часов работы оборудования ВПУ, принимается, ч/год.

6.2)

где - годовая стоимость электроэнергии, руб./год;

- себестоимость электроэнергии, руб./кВт*ч.

(6.3)

где - годовая стоимость исходной воды, т. руб./год;

= 10 - цена исходной воды, руб./т. /9/

(6.4)

где - годовые затраты на химические реагенты, т.руб./год;

- сумма годовых расходов на химические реагенты.

Виды, расходы и стоимость химических реагентов для схемы ВПУ - химическое обессоливание приведены в таблице 5.1

Таблица 6.1 - Виды, расходы и стоимость химических реагентов

Наименование	Расход реагентов, т/год:	Стоимость, т.руб./год:
H2S04 NaOH Тех.соль Катионит Известь Коагулянт FeSO4	25731,4 24858,9 20656,7 0,16 188822,1 5699,23 224,9	37524,11 44000,25 4069,37 2,67 132400 1196,84 103,4

(6.5)

где - сумма переменных составляющих себестоимости воды, млн.руб./год;

- годовая стоимость электроэнергии, млн.руб./год;

- годовые затраты на химические реагенты, млн.руб./год;

- годовая стоимость исходной воды, млн.руб./год;

(6.6)

где - затраты на единицу очищенной воды, т.руб/т;

- расход исходной воды, т/ч;

N - число часов работы оборудования ВПУ, ч/год.

.2 Расчет переменной составляющей себестоимости воды по схеме ВПУ - термохимическое обессоливание

(6.7)

где - расход электроэнергии на подготовку воды, кВт/г;

= 383,05- расход исходной воды, т/ч;

=0,324- коэффициент сезонности, принимается;

n= 6600 - число часов работы оборудования ВПУ, принимается, ч/год.

(6.8)

где - годовая стоимость электроэнергии, т.руб./год;

- себестоимость электроэнергии, руб./кВт*ч.

(6.9)

где - годовая стоимость исходной воды, т.руб./год;

= 10 - цена исходной воды, руб./т. /9/

(6.10)

где - годовые затраты на химические реагенты, т.руб./год;

- сумма годовых расходов на химические реагенты.

Виды, расходы и стоимость химических реагентов для схемы ВПУ - химическое обессоливание приведены в таблице 6.2

Таблица 6.2 - виды, расходы и стоимость химических реагентов

Наименование	Расход реагентов, т/год:	Стоимость, т.руб./год:
H2S04 NaOH Тех.соль Катионит Известь Коагулянт FeSO4	- - 35374,2 0,212 173512,7 5220,6 207,5	- - 6968,72 3,54 121600 1096,37 91,3

(6.11)

Где - сумма переменных составляющих себестоимости воды, млн.руб./год;

- годовая стоимость электроэнергии, млн.руб./год;

- годовые затраты на химические реагенты, млн.руб./год;

- годовая стоимость исходной воды, млн.руб./год;

(6.12)

Где - затраты на единицу очищенной воды, т.руб./т;

- расход исходной воды, т/ч;

n- число часов работы оборудования ВПУ, ч/год.

Результаты оценки схем ВПУ приводятся в таблице 6.3

Таблица 6.3 - результаты оценки схем ВПУ

Наименование	Химическое обессоливание	Термохимическое обессоливание
Расход исходной воды, т/год	3158100	2527932
Коэффициент сезонности	0.324	0.324
Расход реагентов, т/год: H2S04 NaOH Тех.соль Катионит Известь Коагулянт FeSO4	25731,4 24858,9 20656,7 0,16 188822,1 5699,23 224,9	- - 35374,2 0,212 173512,7 5220,6 207,5
Стоимость реагентов, т.руб./год: H2S04 NaOH Тех.соль Катионит Известь Коагулянт FeSO4	37524,11 44000,25 4069,37 2,67 132400 1196,84 103,4	- - 6968,72 3,54 121600 1096,37 91,3
Всего расходов на реагенты, т.руб./год	219211,25	129668,6
Цена исходной воды,руб./т	10	10
Себестоимость эл. энергии., руб./КВт*ч	0,48	0,48
Годовой расход эл.энергии, кВт/год
Годовые затраты на эл.энергию, млн. руб./год	0,491	0,393
Годовые затраты на исходную воду, млн.руб./год	31,581	25,279
Затраты на единицу очищенной воды, т.руб./т	0,81	0,61

Исходя из выше изложенных расчетов можно сделать заключение:

проектируемые мероприятия рекомендуются к реализации, при этом удельная экономия текущих затрат составит 0,2 тыс.руб./тонну воды.

7. Безопасность проектируемого объекта

Государственными нормативными требованиями охраны труда, содержащимися в федеральных законах и иных нормативных правовых актах Российской Федерации, законах и иных нормативных правовых актах субъектов Российской Федерации, устанавливаются правила, процедуры и критерии, направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности.

К основным документам законодательно- нормативной базы по охране труда относятся:

Федеральный закон «Об обязательном социальном страховании от

несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваниях» от 24 июля 1998г. № 125- ФЗ;

Трудовой кодекс от 30.12.2001г № 197- ФЗ;

-Федеральный закон «Об основах охраны труда в Российской Федерации» от 23 июня 1999 г. № 181 -ФЗ;

.1 Общая характеристика проектируемого объекта

Процесс производства электрической и тепловой энергии на ТЭЦ относится к производству повышенной опасности.

В турбинном цехе установлены три паровые турбины Т-100-130и вспомогательное оборудование (насосы, деаэраторы питательной воды и т.д.). Для безопасного обслуживания оборудования предусматриваются постоянные площадки и лестницы с ограждениями. Технологический процесс заключается в превращении потенциальной энергии острого пара в механическую энергию вращения ротора турбины, механический момент передается от ротора турбины ротору генератора и в генераторе в соответствии с законом Джоуля-Ленца механическая энергия превращается в электрическую. Работа оборудования сопровождается шумом, вибрацией, излучением тепла и т.п.

Производственное оборудование, машины, агрегаты, вызывающие шум, вибрацию, тепловое излучение и т.д. устанавливаются так, чтобы снизить их уровень до предельно допустимых величин.

7.2 Объемно-планировочное решение проектируемого объекта

Здание турбинного цеха перекрывается профилированным металлическим листом, стены сборные, панели толщиной 0,3 м.

Ширина проходов и проездов между наиболее выступающими габаритами оборудования принята в соответствии с нормами технологического проектирования и правилами безопасности.

Расположение турбогенераторов в цехе - последовательное. Турбина и генератор располагаются на общей отметке обслуживания. Все подогреватели, трубопроводы располагаются на нижних отметках обслуживания, ниже турбоагрегата.

Переход между отметками осуществляется по лестницам. Ширина лестничных проходов равна 0.6 м. Высота ограждений- 1 м.

Все трубопроводы, расположенные в зоне обслуживания, имеют изоляцию для предотвращения ожогов обслуживающего персонала.

Источники повышенной вибрации: электродвигатели, насосы располагаются на нулевой отметке обслуживания.

Места входа и выхода из здания людей оборудованы указательными табличками с подсветкой в темное время суток. Для эвакуации имеются два эвакуационных выхода в различных концах отделения.

7.3 Анализ и устранение потенциальных опасностей и вредностей

При эксплуатации и ремонте основного и вспомогательного оборудования могут возникнуть следующие опасные ситуации:

захват спецодежды движущимися частями оборудования, ранения об остроконечный рабочий инструмент;

тепловые ожоги;

поражение электрическим током;

воздействие вибраций, производственного шума, инфра- и ультразвука на организм;

воздействие вредных веществ, содержащихся в воздухе рабочей зоны;

воздействие электромагнитных полей и излучений;

аварийные ситуации, связанные с нарушением взрывопожаробезопасности, с сосудами, работающими под давлением.

Во избежание всего этого на персонал возлагается обязанность неукоснительно соблюдать требования инструкции по охране труда и правила техники безопасности. С персоналом должны регулярно проводиться занятия и тренировки с периодическим контролем знаний требований инструкции по охране труда и правил техники безопасности.

7.3.1 Опасность поражения электрическим током

Турбинный цех, согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), относится к помещению с повышенной опасностью с рабочим напряжением от 0,4 до 6 кВ. Для защиты от поражения электрическим током предусматривается ГОСТ 50571.8-94 «Требования обеспечения безопасности. Общие требования по применению мер защиты для обеспечения безопасности.» ПУЭ-99;

рабочая изоляция;

недоступность токоведущих частей (используются осадительные средства - кожух, корпус, электрический шкаф, использование блочных схем и т.д.);

блокировки безопасности (механические, электрические);

малое напряжение: для локальных светильников (36 В), для особо опасных помещений и вне помещений; 12 В используется во взрывоопасных помещениях;

предупредительная сигнализация, знаки и плакаты безопасности;

меры ориентации (использование маркировок отдельных частей электрического оборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация);

индивидуальные средства защиты;

защитное заземление (применяют в электроустановках до 1 кВ и более переменного тока с изолированной нейтралью или изолированным выводом однофазного тока, а также в электроустановках постоянного тока с изолированной средней точкой при повышенных требованиях безопасности: сырые помещения, передвижные установки, торфяные разработки и т.д.) ГОСТ 12.1.030-81;

зануление (применяют в электроустановках до 1 кВт с глухозаземлённой нейтралью или глухозазаемлённым выводом источника однофазного тока, а также глухозаземлённой средней точкой в трёхпроводных сетях постоянного тока) ГОСТ 12.1.030-81.

К общей системе заземления подключают все металлические нетоковедущие части оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания, на корпус.

.3.2Опасность атмосферного электричества

Основным нормативным документом является «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» Приказ Минэнерго России от 30.06.2003 №280 СО от 30.06.2003 №153 - 34.21.122 - 2003. В качестве молниезащиты применяем молниеотвод. В состав молниеотвода входят:

молниеприемники, непосредственно воспринимающие удар молнии;

тоководы, по которым ток, возникающий при ударе молнии, передается на землю;

заземлители, обеспечивающие растекание тока в земле.

7.3.3 Электромагнитные поля, статическое электричество, ионизирующие излучения

К источникам электромагнитных излучений относятся:

трансформаторы;

воздушные линии электропередач;

кабельные линии;

электрооборудование и др.

При воздействии на человека оказывают отрицательное влияние в виде нагрева, поляризации и ионизации клеток тела человека. При длительном систематическом пребывании человека в магнитном поле могут возникать изменения функционального состояния нервной, сердечнососудистой, иммунной систем. Имеется вероятность развития лейкозов и злокачественных новообразований центральной нервной системы.

Мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей:

ограждение и обозначение соответствующими предупредительными знаками;

дистанционное управление;

метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля;

защита расстоянием;

рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения электромагнитного поля;

применение средств предупредительной сигнализации;

применение средств индивидуальной защиты.

Изделия, которые создают электромагнитные поля, должны иметь защитные элементы (экраны, поглотители и т.п.) для ограничения воздействия этих полей в рабочей зоне до допустимых уровней.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) магнитных полей регламентируют СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля промышленной частоты в производственных условиях» в зависимости от времени пребывания персонала для условия общего и локального воздействия.

Таблица 7.1 - Допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц по СанПиН 2.2.4.1191-03

Время пребывания человека, ч	Допустимые уровни электромагнитных полей
	Н, (А/м)	В, (мкТл)
≤1	1600	2000
2	800	1000
4	400	500
8	80	100

Мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей:

· уменьшение составляющих напряженностей электрического и магнитного полей в зоне индукции, в зоне излучения - уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование;

· защита временем (ограничение время пребывания в зоне источника электромагнитного поля);

· защита расстоянием;

· метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля;

· рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения электромагнитного поля;

· применение средств предупредительной сигнализации;

· применение средств индивидуальной защиты.

К природным источникам ионизирующих излучений относится космическое излучение, а также излучение от земли, почвы, горных пород, в том числе угля. Они оказывают на человека внешние и внутренние действия, заканчивающиеся изменением химического состава клетки, ее гибелью, образованием новообразований. При поражении крови возникает лейкоцитоз, при однократной эквивалентной дозе облучения в 80-120 бэр начинается лучевая болезнь, при 270-300 бэр летальный исход в 50% случаев.

Нормирование ионизирующих излучений производят в соответствии с санитарными правилами СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99) дифференцированно для различных категорий облучаемых лиц:

· категория А - лица, непосредственно, работающие с источником;

· категория Б - лица, работающие периодически или находящиеся рядом;

· категория В - все остальное население.

К средствам защиты относятся:

· метод защиты количеством, т.е. по возможности снижение нормы дозы облучения;

· защита временем, т.е. ограничение времени облучения;

· экранирование (свинец, бетон);

· защита расстоянием;

7.3.4 Опасность травмирования движущимися частями машин и механизмов

Незащищенные подвижные элементы производственного оборудования повышают вероятность травмирования. К такому оборудованию на ТЭС относят: вращающиеся части турбин, насосов, вентиляторов, дымососов, питателей, конвейеров и т.д.

По ПТЭ все движущиеся (вращающиеся) части машин и механизмов, расположенные на высоте менее 2 м от уровня пола или рабочих площадок, должны иметь сплошное или сетчатое ограждение. Размеры ячеек сетчатого ограждения не должны превышать 25×25 мм.

По ГОСТ 12.2.061-81 ССБТ «Оборудование производственное. Общие требования к рабочим местам» и ГОСТ 12.2.062-81 ССБТ «Оборудование производственное. Ограждения защитные» вращающиеся соединительные муфты оборудования закрываются защитным кожухом, который крепится на болтовом соединении к раме.

7.3.5 Тепловые излучения и опасность термического ожога

В турбинном цехе присутствует избыточное тепловыделение в результате технологического процесса.

Источником теплового излучения являются элементы турбины, теплообменные аппараты и трубопроводы.

При постоянной повышенной температуре воздуха в турбинном цехе предусматриваем согласно ГОСТ 12.4.123-83 и СанПиН 2.2.4.548-96 следующие меры:

экранирование теплопоглощающими экранами (металлические щиты и заслонки);

наличие тепловой изоляции на трубопроводах и других горячих поверхностях с температурой наружной поверхности более 45 °С;

специальная сигнальная окраска для предохранения работающих от ожогов о горячие элементы оборудования и трубопроводы;

ограждение мест, в районе которых наблюдается сильное выделение тепла;

организация рационального отдыха;

применение воздушно-душирующих установок;

спецодежда в соответствии с нормами.

Таблица 7.2 - Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников по СанПиН 2.2.4.548-96.

Облучаемая поверхность тела, %	Интенсивность теплового облучения, Вт/м2, не более
50 и более	35
25-50	70
Не более 25	100

.3.6 Безопасность эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов

По ПБ 10-382-00 основными факторами, определяющими опасность грузоподъемных кранов для людей и оборудования при производстве подъемно-транспортных работ, являются:

движущиеся детали и механизмы;

перемещаемые грузы;

работа на высоте;

возможность поражения электрическим током;

наличие опасной зоны в местах, над которыми происходит перемещение грузов, а также вблизи движущихся частей машин и оборудования;

влияние других объектов на работу кранов;

высокие или низкие температуры окружающего воздуха.

Основой безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов являются систематические обследования (проверки) состояния промышленной безопасности при эксплуатации подъемных сооружений.

Обследованию подвергаем в целом все предприятие, при этом каждое подъемное сооружение осматривается не реже одного раза в 3 года. В связи с практикой государственной надзорной деятельности предусматриваем три вида обследования: оперативное, целевое, комплексное.

Места производства погрузочно-разгрузочных работ оборудуем знаками безопасности, включая проходы и проезды, имеющие достаточное освещение, которое равномерно, без слепящего действия светильников.

7.3.7 Техническое освидетельствование грузоподъемных машин и механизмов

Краны до пуска в работу подвергаются полному техническому освидетельствованию. Краны, подлежащие регистрации в органах Росгортехнадзора, подвергаются техническому освидетельствованию до их регистрации. Техническое освидетельствование проводится согласно руководству по эксплуатации крана. При отсутствии в руководстве соответствующих указаний освидетельствование кранов проводится согласно ПБ 10-382-00.

Краны в течение нормативного срока службы подвергаются периодическому техническому освидетельствованию:

частичному - не реже одного раза в 12 месяцев;

полному - не реже одного раза в 3 года, за исключением редко используемых кранов (краны для обслуживания машинных залов, электрических и насосных станций, компрессорных установок, а также другие краны, используемые только при ремонте оборудования).

Редко используемые грузоподъемные краны подвергаются полному техническому освидетельствованию не реже одного раза в 5 лет. Отнесение кранов, к категории редко используемых производится владельцем по согласованию с органами Росгортехнадзора.

Внеочередное полное техническое освидетельствование крана проводится после:

монтажа, вызванного установкой крана на новом месте (кроме стреловых и быстромонтируемых башенных кранов);

реконструкции крана;

ремонта расчетных металлоконструкций крана с заменой элементов или узлов с применением сварки;

установки сменного стрелового оборудования или замены стрелы;

капитального ремонта или замены грузовой или стреловой лебедки;

замены крюка или крюковой подвески (проводятся только статические испытания);

замены несущих или вантовых канатов кранов кабельного типа.

После замены изношенных грузовых, стреловых или других канатов, а также во всех случаях перепасовки канатов производится проверка правильности запасовки и надежности крепления концов канатов, а также обтяжка канатов рабочим грузом, о чем делается запись в паспорте крана инженерно-техническим работником, ответственным за содержание грузоподъемных кранов в исправном состоянии.

Техническое освидетельствование крана проводится инженерно-техническим работником по надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов при участии инженерно-технического работника, ответственного за содержание грузоподъемных кранов в исправном состоянии.

При полном техническом освидетельствовании кран подвергается:

осмотру;

статическим испытаниям;

динамическим испытаниям.

При частичном техническом освидетельствовании статические и динамические испытания крана не проводятся.

При техническом освидетельствовании крана осматриваются и проверяются в работе его механизмы, тормоза, гидро- и электрооборудование, приборы и устройства безопасности. Проверка исправности действия ограничителя грузоподъемности крана стрелового типа проводится с учетом его грузовой характеристики.

Кроме того, при техническом освидетельствовании крана проверяются:

состояние металлоконструкций крана и его сварных (клепаных) соединений (отсутствие трещин, деформаций, утонение стенок вследствие коррозии, ослабления клепаных соединений и др.), а также кабины, лестниц, площадок и ограждений;

состояние крюка, блоков;

фактическое расстояние между крюковой подвеской и упором при срабатывании концевого выключателя и остановки механизма подъема;

состояние изоляции проводов и заземления электрического крана с определением их сопротивления;

соответствие массы противовеса и балласта у крана стрелового типа значениям, указанным в паспорте;

состояние кранового пути и соответствие его настоящим Правилам, проекту и руководству по эксплуатации крана;

состояние канатов и их крепления;

состояние освещения и сигнализации.

Краны, отработавшие нормативный срок службы, подвергаются экспертному обследованию (диагностированию), включая полное техническое освидетельствование, проводимому специализированными организациями в соответствии с нормативными документами. Результаты обследования заносятся в паспорт крана инженерно-техническим работником, ответственным за содержание грузоподъемных кранов в исправном состоянии.

7.4 Микроклимат производственных помещений

Помещение турбинного цеха характеризуется:

повышенной температурой;

наличием теплового излучения;

повышенной относительной влажностью.

Источником тепловых излучений являются турбина и трубопроводы.

Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений регламентирует СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Отопление цеха в холодное время года осуществляется калориферами и нагревательными приборами. Для предотвращения термического ожога от горячих поверхностей применяется тепловая изоляция.

По СанПиН 2.2.4.548-96 значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины избытков явного тепла, выделяемые в помещении.

Таблица 7.3 - Оптимальные нормы микроклимата в рабочей зоне турбинного цеха по СанПиН 2.2.4.548-96

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
холодный	IIа	19÷21	18÷22	60÷40	0,2
тёплый	IIа	20÷22	19÷23	60÷40	0,2

Для создания благоприятных условий работы используется:

вентиляция приточно-вытяжная, установка центробежных вентиляторов;

установка систем местных отсосов для удаления вредных, пожароопасных и взрывоопасных веществ от мест их образования и выделения;

установка систем воздушного отопления, совмещенных с вентиляцией;

герметизация технологического оборудования.

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96, для оценки воздействия теплового излучения используется интегральный показатель тепловой нагрузки среды (ТНС). Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы величин, рекомендуемых в таблице 6.4.

Таблица 7.4 - Рекомендуемые величины интегрального показателя тепловой нагрузки среды для профилактики перегревания организма по СанПиН 2.2.4.548-96

Категория работ по уровню энергозатрат	Величина интегрального показателя, °С
IIа	20,5÷25,1

Таблица 7.5 - Допустимые нормы микроклимата в рабочей зоне турбинного цеха по СанПиН 2.2.4.548-96

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат	Температура воздуха, °С		Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
		ниже оптимальных значений	выше оптимальных значений			ниже оптимальных значений	выше оптимальных значений
холодный	IIа	17÷18,9	21,1÷23	16÷24	15÷75	0,1	0,3
тёплый	IIа	18÷19,9	22,1÷27	17÷28	15÷75	0,1	0,4

7.4.1 Освещение

Нормы и требования к освещению регламентируются по СП 52.13330.2011. В помещении КЦ предусмотрено искусственное и естественное освещения.

Системы:

боковая система естественного освещения через боковые оконные проемы;

система искусственного общего и комбинированного освещения.

Источники освещения:

лампы накаливания;

газоразрядные лампы;

галогенные лампы.

Виды освещения:

рабочее, в соответствии с характером выполняемых работ;

аварийное - запитанное от независимого источника энергии;

эвакуационное - по основным проходам и лестничным клеткам.

Светильники:

светильники закрытого типа;

светильники пыленепроницаемые;

светильники взрывобезопасные.

Таблица 7.4.1 - Нормы освещенности рабочих мест по СП 52.13330.2011

Наименование помещений	Разряд зрительной работы	Размер объекта различения, мм	Нормируемое значение КЕО, %		Освещенность при искусственном освещении, лк		Тип светильника, марка, мощность, световой поток
			Комб. осв.	Бок.осв.	Комб. осв.	Общ.осв.
Блочный щит управления	IVа	0,5÷1	2,4	0,9	750	300	Астра
ТЦ	VI	Более 5	1,8	0,6	-	200	ПВЛМ

7.4.2 Вредные вещества в воздухе рабочей зоны

В атмосферу турбинного отделения может попасть гидразингидрат, применяемый для удаления кислорода из питательной воды и др. Токсические характеристики веществ по ГН 2.2.5.1313-03 приведены в таблице

Для защиты от этих вредных веществ, предусматривается:

– автоматизация и механизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ;

– средства индивидуальной защиты;

– герметизация оборудования;

– местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция.

Таблица 7.4.2 - Токсикологические характеристики вредных веществ по ГН-2.2.5.1313-03

Наименование веществ	Агрегатное состояние	Характер воздействия на организм человека	ПДК, мг/м3	Класс опасности
Турбинное масло ТП-22	Жидкость	Воздействие на дыхательные пути	5	4
Гидразин	Жидкость	Воздействует на печень и кровь	0,3	1

.4.3 Производственный шум

Основным, вредным фактором является шум, который вызываются работой турбоагрегатов, деаэраторов, генераторов, трубопроводов и насосов. Для предотвращения вредных воздействий шума в соответствии применяется ряд методов снижения шума ГОСТ 12. 1. 003-83:

- рациональное размещение оборудования;

своевременный плановый и предупредительный ремонт оборудования;

звукопоглощающая облицовка;

звукоизолирующие кожухи, экраны, кабины;

использование индивидуальных средств защиты (наушники, беруши, комбинированные каски с наушниками и т. д.);

дистанционное управление шумным оборудованием;

установка глушителей трубчатого типа в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха.

Технические требования регламентируют следующие документы:

СНиП 23-03-03 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки";

Допустимые уровни звукового давления в активных полосах частот, уровни звука на рабочих местах приведены в таблице 7.4.3

Таблица 7.4.3- Допустимые уровни звукового давления по СНиП 23-03-03 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки »

Назначение помещения	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБ
	31.5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Окончание таблицы 2.8
Помещения с постоянными рабочими местами производственных предприятий.	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Рабочие помещения диспетчерских служб, кабины наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону.	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65

7.4.4 Вибрация

Источниками вибрации в турбинном цехе являются:

турбоагрегаты и генераторы;

вспомогательное оборудования.

Вибрация возникает при работе машин и механизмов с вибрационно-поступательным движением деталей, неуравновешенными вращающимися массами.

Зависимость вибрации на рабочем месте от частоты представлена в таблице 7.4.4

Таблица 7.4.4 - Технические нормы общей вибрации по ГОСТ 12.1.012-80

Среднегеометрические частоты полос, Гц	Допустимый уровень виброускорения и виброскорости в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
	виброускорение	виброскорость	виброускорение		виброскорость	дБ
1	-	-	-	-
2	0,14	1,3	103	108
4	0,1	0,45	100	99
8	0,1	0,22	100	93
16	0,2	0,2	106	92
31,5	0,4	0,2	112	92
63	0,79	0,2	118	92
125	-	-	-	-

Для предотвращения вредных воздействий вибрации в соответствии с ГОСТ 12.1.012-80 применяется ряд методов защиты от вибрации:

рациональное размещение оборудования;

своевременный плановый и предупредительный ремонт оборудования;

вибропоглащающие фундаменты, виброизоляция;

вибродемпфирующие материалы на оборудование.

.5 Предотвращение аварийных ситуаций

.5.1 Предупреждение аварий и взрывов технологического оборудования

На электростанции используется легко воспламеняющиеся и взрывоопасные вещества, а также в производственном процессе участвуют сосуды, работающие под давлением, рабочей средой в которых является пар и горячая вода. Нарушение технологического процесса может привести к аварии или взрыву оборудования.

Для предупреждения аварий и взрывов технологического оборудования необходимо исключить:

тепловые и механические перегрузки оборудования (парогенераторов и турбин);

нарушение режима работы оборудования;

неисправности контрольно-измерительных приборов и средств диспетчеризации технологического управления.

Так же на станции осуществляется контроль:

за содержанием в воздухе помещений концентрации взрывоопасных газов;

за герметичностью систем газопроводов.

В газоопасных помещениях предусмотрен отсос газов и вентиляция.

Для обеспечения безопасной работы оборудования предусматривается:

общие требования безопасности к рабочим местам;

ограждение лестничных площадок;

дистанционное управление;

предохранительные устройства;

блокировка и сигнализация;

обеспечение технологического оборудования средствами защиты;

расположение оборудования, электродвигателей, сигнализации и других устройств так, чтобы их установка исключала возможность взрыва и пожара.

Технологический процесс производства электроэнергии и тепловой энергии должен вестись в строгом соответствии с:

ПТЭ электростанций и сетей;

ПБ 03-576-03 «Правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением»;

ПТБ при эксплуатации тепломеханического оборудования электрических станций и тепловых сетей.

Система управления производственным оборудованием должна включать средства экстренного торможения и аварийного останова (выключения), если их использование может уменьшить или предотвратить опасность, а также средства сигнализации и другие средства информации, предупреждающие о нарушениях функционирования производственного оборудования, приводящих к возникновению опасных ситуаций.

7.5.2 Обеспечение взрывопожарной безопасности

В турбинном цехе в больших объемах находятся нефтяные масла и водород. Они используются в технологическом процессе. Система маслоснабжения турбины предназначена для снабжения маслом подшипников турбины, генератора, возбудителя. Система смазки работает под давлением. Для безопасной эксплуатации предусматривается:

контроль давления;

установка автоматических регуляторов для защиты от падения и превышения давления.

В системе смазки используется масло ТП-22.

В системе регулирования применяется огнестойкое синтетическое масло «Иввиоль-3» и ОМТИ ТУ-25-12-74. Масло ТП-22 является объектом повышенной пожароопасности.

Для предотвращения возгорания масла предусмотрены следующие конструктивные мероприятия:

маслопроводы комплектуются только стальной арматурой;

внешние маслопроводы, находящиеся вблизи горячих поверхностей заключаются в короба;

маслопроводы вне защитных коробов отделяются от горячих поверхностей защитными экранами;

трубопроводы и арматура аварийного слива масла устанавливаются вне зоны возможного горения масла;

все горячие поверхности вблизи маслопроводов изолируются и покрываются металлом;

все протечки вытираются, а промасленная ветошь убирается в специальный ящик.

Газоплотная система водородного охлаждения турбогенератора предназначена обеспечить требуемые параметры водорода, охлаждающие активные части генератора. Пожар может возникнуть при образовании взрывоопасной смеси водорода и кислорода воздуха в корпусе генератора, картерах подшипников, в поплавковом гидрозатворе.

Смесь водорода и кислорода воздуха является взрывоопасной при содержании в ней водорода от 4% до 75%. Для предотвращения образования этой смеси, во время эксплуатации необходимо контролировать следующие параметры:

чистота водорода в корпусе генератора с непосредственным кислородным охлаждением должна быть не ниже 98%;

содержание кислорода в водороде в корпусе генератора должно быть не более 1,2%, а в поплавковом бачке продувки и гидрозатворе не более 2%;

содержание водорода в картерах подшипников и экранированных токопроводах должно быть не менее 1%;

суточная утечка водорода в генераторе должна быть не более 5%.

Таблица 7.10 - Пожароопасные свойства веществ по ГОСТ 12.1.004-91

Вещество	Агрегатное состояние	Плотность, кг/м3	Температура самовоспламенения, °С	НКПР, %	ВКПР, %	НТПВ, °С	ВТПВ, °С
Водород	ГГ	0,009	510	4	75	-	-
Масло	ГЖ	900	400	-	-	200	310

Для обеспечения пожарной безопасности в машинном зале по СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» предусматривается степень огнестойкости здания II. Максимальные пределы огнестойкости конструкций для II класса огнестойкости представлены в таблице 5.2.

Таблица 7.11 - Максимальные пределы огнестойкости конструкций по СНиП 21-01-97

Степень огнестойкости	Максимальные пределы огнестойкости конструкций
	Несущие элементы	Наружные стены	Перекрытия	Перекрытия бесчердачные	Лестничные клетки
					Площадки, стены	Марши
II	R45	RE15	REj45	RE15	REj90	R45

Согласно СП 12.13130.2009 машинному залу присваивается категория А.

Для пожарной безопасности, согласно ППБ 01-03 ГОСТ 12.1.004-91 предусматривается:

первичные средства пожаротушения СП 9.13130.2009;

эвакуационные выходы;

внутренний и наружный пожарные водопроводы СП 10.13130.2009.

Организационно-технические мероприятия должны включать:

организацию пожарной охраны, организацию ведомственных служб пожарной безопасности;

паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических процессов, зданий и сооружений объектов в части обеспечения пожарной безопасности (ПБ);

привлечение общественности к вопросам обеспечения ПБ;

организацию обучения работающих правилам ПБ;

разработку и реализацию норм и правил ПБ, инструкций о порядке обращения с пожароопасными веществами и материалами, о соблюдении противопожарного режима и действиях людей при возникновении пожара;

изготовление и применение средств наглядной агитации для обеспечения ПБ;

порядок хранения веществ и материалов, тушение которых недопустимо одними и теми же средствами, в зависимости от из физико-химических и пожароопасных свойств;

нормирование численности людей на объекте по условиям безопасности их при пожаре;

разработку мероприятий по действиям администрации, рабочих, служащих и населения на случай возникновения пожара и организацию эвакуации людей;

основные виды, количество, размещение и обслуживание пожарной техники.

Применяемая пожарная техника должна обеспечивать эффективное тушение пожара, быть безопасной для природы и людей.

Устанавливаются автоматическая система пожаротушения и автоматическая система объемного аэрозольного тушения в соответствии с СПБ 13130-09. Система сигнализации о пожаре с автоматическим управлением. Аварийная вентиляция на случай возникновения пожара. На всех отметках размещено по несколько пожарных гидрантов. По всей территории на всех отметках установлены щиты с размещением первичных средств пожаротушения. Все меры ПБ выполняются в соответствии с ГОСТ 12.1.047-91 «Пожарная безопасность. Общие требования», ГОСТ 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» и «Правилами пожарной безопасности» ППБ 01-03.

.5.3 Техническое освидетельствование технологических трубопроводов (ПБ 03-585-03)

Все технологические трубопроводы с давлением до 10 МПа в зависимости от класса опасности транспортируемого вещества подразделяются на группы (А, Б, В) и в зависимости от рабочих параметров среды - на категории.

Классификация трубопроводов приведена в таблицах 12, 13

Таблица 7. 12 - Классификация трубопроводов с давлением до 10 МПа I, II, III категорий

группа	Транспортируемые вещества	Категория
		I		II		III
		МПа	°с	МПа	°с	МПа	t°рабс
А	Вещества с токсичным действием а) чрезвычайно и высокоопасные вещества классов 1,2	Независимо	Независимо	-	-	-	-
	б)умеренно опасные вещества	Свыше 2,5	Свыше +300 и ниже -40	Вакуум от 0,08 до 2,5	От -40 до +300	-	-
Б	Взрыво и пожароопасные вещества а) горючие газы в том числе сжиженные	Свыше 2,5 Вакуум ниже 0,08	Свыше +300 и ниже - 40 Независимо	Вакуум от 0,08 до 2,5	От -40 до +300	-	-
	б) легковоспламеняющиеся жидкости	Свыше 2,5 Вакуум ниже 0,08	Свыше +300 и ниже -40 Независимо	Свыше 1,6 до 2,5 Вакуум выше 0,08	От +120 до +300	До 1,6	От -40 до + 120
В	в)горючие жидкости	Свыше 6,3 Вакуум ниже 0,003	Свыше +350 и ниже -40 То же	Свыше 2,5 до 6,3 Вакуум ниже 0,08	Свыше +250 до +350	Свыше 1,6 до 25 Вакуум до 0.08	Свыше +120 до +250 От -40 до +250
	Трудногорючие и негорючие вещества	Вакуум ниже 0,003		Свыше 6,3 Вакуум ниже 0,08	Свыше +350 до +450	Свыше 2,5 до 6.3	От +250 до +350

Таблица 7.13- Классификация трубопроводов с давлением до 10 МПа IV, V категорий

Группа	Транспортируемые вещества	Категория
		IV		V
		Рраб, МПа	tраб,°с	Рраб, МПа	Tраб, °с
А	Вещества с токсичным действием а) чрезвычайно и высокоопасные вещества классов 1,2	-	-	-	-
	б)умеренно опасные вещества	-	-	-	-
Б	Взрыво и пожароопасные вещества а) горючие газы в том числе сжиженные	-	-	-	-
	б)легковоспламеняющиеся жидкости	-	-	-	-
	в)горючие жидкости	До 1,6	От -40 до +120	-	-
В	Трудногорючие и негорючие вещества	Свыше 1,6 до 2,5	Свыше +120 до 250	До 1,6	От -40 до +120

.5.4 Надзор и обслуживание

Администрация предприятия - владельца трубопроводов обязана, должна обеспечивать безопасность обслуживания и надежность работы технологических трубопроводов. Эксплуатация, надзор, ревизия и ремонт трубопроводов должны производиться в соответствии с инструкцией. На все трубопроводы низкого и высокого давления администрация предприятия должна составлять паспорт, в котором указывается следующее: наименование и назначение трубопровода, рабочие параметры (давление, температура), категория, данные о монтаже, данные о материалах, из которых изготовлен трубопровод, результаты испытаний. Также на трубопроводы должен заводиться эксплуатационный журнал, в который заносятся даты проведенных ревизий и данные о ремонтах. На трубопроводы высокого давления необходимо вести книгу учета периодических испытаний.

В период эксплуатации трубопровода одной из обязанностей обслуживающего персонала является постоянное и тщательное наблюдение за состоянием наружной поверхности трубопроводов и их деталей, антикоррозийной защиты и изоляции, опорных конструкций и т.д. Результаты осмотров должны фиксироваться в вахтенном журнале не реже одного раза в смену. Надзор за правильной эксплуатацией трубопроводов осуществляет лицо, ответственное за безопасную эксплуатацию, периодически служба технического надзора совместно с руководством цеха (не реже одного раза в год).

Периодическое обследование включает в себя:

- наружный осмотр технического состояния трубопровода (изоляции, сварных швов, опор, арматуры, гибов, отводов и т.п.);

проверка устранений замечаний по предыдущему обследованию,

- выполнения мер по безопасной эксплуатации трубопроводов, порядок ведения технической документации.

Результаты периодического обследования оформляются актом.

Осмотр трубопроводов, подверженных вибрации, осуществляется не реже одного раза в 3 месяца службой технического надзора. Такой осмотр проводится с применением приборного контроля за амплитудой и частотой вибрации.

.5.6 Периодическое испытание трубопроводов

Путем проведения периодических испытаний на прочность и плотность проверяется надежность трубопровода.

Периодичность испытания приурочивают к времени проведения ревизии трубопровода.

Сроки проведения испытания трубопроводов с давлением до 1.0 МПа должны быть равны удвоенной периодичности проведения ревизии, но не реже одного раза в восемь лет.

Сроки проведения испытания трубопроводов с давлением свыше 10 МПа должны быть (не реже):

для трубопроводов с температурой среды до 200°С - один раз в восемь лет;

для трубопроводов с температурой среды свыше 200°С - один раз в 4 года.

Периодические испытания трубопроводов оформляются актом, который включает в себя: наименование трубопровода, рабочие параметры, вид испытания, испытательное давление, периодичность испытания.

.5.7 Техническое освидетельствование сосудов, работающих под давлением

Безопасная работа сосудов, находящихся под давлением, обеспечивается комплексом организационно-технических мероприятий, включающих в себя конструкцию сосудов, применяемые материалы и технологии, в том числе и при ремонтных работах, обеспечивают конструктивную прочность сосудов. Эксплуатация сосудов ведется в строгом соответствии с требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", утвержденных Росгортехнадзором РФ (ПБ 03-576-03) персонал, занятый обслуживанием сосудов, должен быть надлежащим образом обучен и аттестован.

Все сосуды оборудованы необходимыми приборами для контроля технологических параметров и предохранительными устройствами. Эксплуатация сосудов, работающих под давлением, начинается только после освидетельствования, которое проводится Росгортехнадзором на основании:

проекта и технических условий;

лицензирования на право ведения работ;

соответствия (сертификации) материалов, применяемых при изготовлении с учетом максимальных нагрузок, коррозии, способы изготовления.

Любые СРД, независимо от всех размеров, конструкции, рабочих давлений и температур, состава рабочей и окружающих сред, обязательно подвергают техническому освидетельствованию после монтажа до пуска в работу, а также периодически в процессе эксплуатации.

Первичное и внеочередное техническое освидетельствование сосудов регистрируемых в органах Росгортехнадзора РФ, проводится инспектором Росгортехнадзора.

Предприятие - изготовитель СРД и эксплуатирующее их предприятие при необходимости могут установить более сжатые сроки технического освидетельствования (при наличии коррозионно-активных сред, возможности скачков температур и давлений и др.).

Особое внимание при периодическом освидетельствовании необходимо обращать на сосуды, работающие при температуре выше 450 °С, а также под давлением коррозионных и токсичных сред, так как их действие может вызвать изменение химического состава и механических свойств металла.

При поставке сосудов в собранном и законсервированном виде и выполнении требований безопасности эксплуатации условий и сроков хранения, указанных в паспорте и инструкции по монтажу гидравлические испытания не проводят, а выполняют только наружный и внутренний осмотр, имеющие целью: при первичном освидетельствовании проверить, что сосуд остановлен и оборудован в соответствии с настоящими правилами и предоставляемыми при регистрации документами, а также, что сосуд и его элементы не имеют повреждений.

Цель гидравлических испытаний: проверка прочности элементов сосуда и плотности соединений. Сосуды подвергаются гидравлическому испытанию с установленной на них арматурой. Гидравлические испытания сосудов проводятся пробным давлением, МПа:

(7.1)

Таблица 6.13 - Периодичность технического освидетельствования СРД, регистрируемых в органах Росгортехнадзора, работающих с агрессивной средой по ПБ 03-576-03.

Скорость коррозии, мм/год	Периодичность освидетельствования
	Ответственный на предприятии (наружный и внутренний осмотр)	Инспектором Росгортехнадзора
		Наружный и внутренний осмотр	Гидравлическое испытание пробным давлением
Не более 0,1	2 года	4 года	8 лет
Более 0,1	12 мес.	4 года	8 лет
Регенеративные подогреватели	После каждого капитального ремонта	После двух капитальных ремонтов, но не реже одного раза в 12 лет

Результаты технического освидетельствования записывают в паспорт сосуда с указанием рекомендуемых значений параметров эксплуатации и сроков следующих освидетельствований. Если при освидетельствовании обнаружены дефекты, снижающие прочность сосуда, можно разрешить его эксплуатацию при пониженных параметрах (давление, температура), подтвержденных расчетом на прочность. При выявлении дефектов, причины и последствия которых установить невозможно, необходимо проведение специальных исследований или заключение специализированных организаций.

Техническое освидетельствование сосудов, для которых невозможно проведение внутреннего осмотра или гидравлического испытания, следует проводить согласно разработанной в проекте инструкции по монтажу и эксплуатации сосуда, в которой указаны методика и периодичность контроля объекта.

Сосуды, работающие с вредными веществами 1-4 класса опасности, обязательно следует подвергать пневматическим испытаниям воздухом или инертным газом под рабочим давлением.

Испытания проводятся на прочность и герметичность, первый этап при сборке - различные методы изотопной дефектоскопии, второй этап - гидравлические испытания (готовое изделие).

Цельнолитые сосуды выдерживают под избыточным давлением на 50% больше рабочего давления в течение не менее 60 минут. Для основных сосудов - выдержка при давлении на 25% больше рабочего давления и в течение 10-60 минут.

Сосуд считается прошедшим гидравлические испытания, если не обнаружено:

течи, трещин, слезок, потения в сворных соединениях и на основном металле;

течи в разъемных соединениях;

видимых деформаций, падение давления по манометру.

Внеочередное освидетельствование сосудов, находящихся в эксплуатации, проводят в следующих случаях:

если сосуд не эксплуатировался более 12 месяцев;

если сосуд был демонтирован и установлен на новом месте;

если проведены ремонтные работы сосуда с применением пайки и сварки;

по требованию инспектора;

после аварии сосуда или элементов.

7.5.8 Обеспечение устойчивости объекта в чрезвычайных ситуациях

Устойчивость работы турбинного цеха в чрезвычайных ситуациях (ЧС) обеспечивается путем:

регулярного проведения противопожарных и противоаварийных тренировок оперативного персонала;

указания в инструкциях по эксплуатации оборудования в возможных ЧС, регламентирующих действия работников при их возникновении;

технических мероприятий, позволяющих не допустить возникновения ЧС, а при их возникновении максимально быстро ликвидировать последствия.

.6 Расчет виброизоляции

Масса груза 425 кг, частота оборотов двигателя 1440об/мин. Частота вынужденных колебаний двигателя, Гц:

(7.2)

Принимая соотношение частот, определяем собственную частоту колебаний двигателя:

Коэффициент передачи КП:

(7.3)

Задавшись предварительно количеством пружин, равное 8, рассчитываем жесткость пружины, Н/м:

(7.4)

Статическая нагрузка на одну пружину, Н:

(7.5)

С запасом или неравномерностью распределения веса 15%, Н:

Диаметр проволоки пружины, м:

(7.6)

где K=1,2-коэффициент пружины, С=8-индекс пружины,

-допустимое напряжение;

Диаметр проволоки принимается равным 1 см,

Диаметр пружины, см:

(7.7)

Число витков пружины:

(7.8)

где-модуль упругости стали;

Принимаем количество витков, равное 1, полное число витков пружины будет составлять 1,0+1,5=2,5 витка.

Заключение

Целью дипломного проекта являлась разработка варианта утилизации регенерационных стоков. Предложенный вариант позволяет не только дополнительно сконцентрировать, утилизировать продукты отработанных регенерационных растворов обессоливающей установки, концентраты электродиализной установки, но и вновь использовать дилюат в схеме водоподготовительной установки, что приводит к сокращению расхода исходной воды.

Результаты проведенных расчетов показали, что разработанный вариант позволяет сократить расход исходной воды на 147,606 тыс. тонн в год и снизить стоимость одной тонны химически очищенной воды с 15,5 рублей до 14,5 рублей.

Так же в дипломном проекте рассматривалось применение технологии АМБЕРПАК, главным образом для сокращения затрат на собственные нужды. Предложенный вариант дает возможность почти в полтора раза сократить затраты воды на собственные нужды, в полтора раза уменьшается количество сточных вод, а так же дает возможность сократить количество работающего оборудования в схеме без потери производительности.

С применением этой технологии стоимость одной тонны химически очищенной воды сократилась 14,5 рублей до 13,9 рублей, что составило 10%. Снижение годовых затрат только за счет сокращения потребления воды на собственные нужды составит 2277,6 тыс. рублей.

Список использованных источников

1. Руководящие указания по проектированию ХВО ТЭС. 2-я редакция. -133 с.

2. Нормы технологического проектирования ТЭС. - 214 с.

3. Справочник химика-энергетика, том 1, ° М.:

Энергия, 1976. 326с.

4. Водоподготовка. Процессы и аппараты / Под редакцией О.И. Мартыновой, - М.: Атомиздат, 1977. - 352 с.

5. Тепловые и атомные электрические станции. Дипломное проектирование /Под редакцией Леонкова А.М, Качана А.Д.

М.: Высшая школа; 1991. - 336 с.

6. Лившиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок малой

мощности, - М.: Энергия, 1969. -144 с.

7. Белан Ф.И. Водоподготовка / Под редакцией Гурвича С.М. -М.-Л., Госэнергоиздат, 1979, 320 с.

Проектирование водоподготовительной установки для ТЭЦ 300 МВт

Проектирование водоподготовительной установки для ТЭЦ 300 МВт

Похожие работы на - Проектирование водоподготовительной установки для ТЭЦ 300 МВт