Устойчивость функционирования Улан-Удэнской теплоэлектроцентрали в условиях пожара в машинном зале

Марки угля

Буквенное обозначение марок

Выход летучих веществ Vг, %

содержание углерода <#"723149.files/image002.jpg">

Рис.1 Принципиальная тепловая схема ТЭС

- паровой котёл; 2 - турбина; 3 - электрогенератор; 4 - конденсатор; 5 - конденсатный насос; 6 - подогреватели низкого давления; 7 - деаэратор; 8 - питательный насос; 9 - подогреватели высокого давления; 10 - дренажный насос.

Эту схему называют схемой с промежуточным перегревом пара. Как известно из курса термодинамики, тепловая экономичность такой схемы при одних и тех же начальных и конечных параметрах и правильном выборе параметров промежуточного перегрева выше, чем в схеме без промежуточного перегрева.

Рассмотрим принципы работы ТЭС. Топливо и окислитель, которым обычно служит подогретый воздух, непрерывно поступают в топку котла (1). В качестве топлива используется уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут. Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль. За счёт тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину (2). Назначение которой превращать тепловую энергию пара в механическую энергию.

Все движущиеся части турбины жёстко связаны с валом и вращаются вместе с ним. В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору следующим образом. Пар высокого давления и температуры, имеющий большую внутреннюю энергию, из котла поступает в сопла (каналы) турбины. Струя пара с высокой скоростью, чаще выше звуковой, непрерывно вытекает из сопел и поступает на рабочие лопатки турбины, укрепленные на диске, жёстко связанном с валом. При этом механическая энергия потока пара превращается в механическую энергию ротора турбины, а точнее говоря, в механическую энергию ротора турбогенератора, так как валы турбины и электрического генератора (3) соединены между собой. В электрическом генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

После паровой турбины водяной пар, имея уже низкое давление и температуру, поступает в конденсатор (4). Здесь пар с помощью охлаждающей воды, прокачиваемой по расположенным внутри конденсатора трубкам, превращается в воду, которая конденсатным насосом (5) через регенеративные подогреватели (6) подаётся в деаэратор (7).

Деаэратор служит для удаления из воды растворённых в ней газов; одновременно в нём, так же как в регенеративных подогревателях, питательная вода подогревается паром, отбираемым для этого из отбора турбины. Деаэрация проводится для того, чтобы довести до допустимых значений содержание кислорода и углекислого газа в ней и тем самым понизить скорость коррозии в трактах воды и пара.

Деаэрированная вода питательным насосом (8) через подогреватели (9) подаётся в котельную установку. Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях (9), перепускается каскадно в деаэратор, а конденсат греющего пара подогревателей (6) подаётся дренажным насосом (10) в линию, по которой протекает конденсат из конденсатора (4).[1]

Наиболее сложной в техническом плане является организация работы ТЭС на угле. Вместе с тем доля таких электростанций в отечественной энергетике высока (~30%) и планируется её увеличение.

Технологическая схема такой электростанции, работающей на углях, показана на рис.2.

Рисунок.3 Технологическая схема пылеугольной ТЭС

- железнодорожные вагоны; 2 - разгрузочные устройства; 3 - склад; 4 - ленточные транспортёры; 5 - дробильная установка; 6 - бункера сырого угля; 7 - пылеугольные мельницы; 8 - сепаратор; 9 - циклон; 10 - бункер угольной пыли; 11 - питатели; 12 - мельничный вентилятор; 13 - топочная камера котла; 14 - дутьевой вентилятор; 15 - золоуловители; 16 - дымососы; 17 - дымовая труба; 18 - подогреватели низкого давления; 19 - подогреватели высокого давления; 20 - деаэратор; 21 - питательные насосы; 22 - турбина; 23 - конденсатор турбины; 24 - конденсатный насос; 25 - циркуляционные насосы; 26 - приемный колодец; 27 - сбросной колодец; 28 - химический цех; 29 - сетевые подогреватели; 30 - трубопровода; 31 - линия отвода конденсата; 32 - электрическое распределительное устройство; 33 - багерные насосы.

Топливо в железнодорожных вагонах (1) поступает к разгрузочным устройствам (2), откуда с помощью ленточных транспортёров (4) направляется на склад (3), со склада топливо подаётся в дробильную установку (5). Имеется возможность подавать топливо в дробильную установку и непосредственно от разгрузочных устройств. Из дробильной установки топливо поступает в бункера сырого угля (6), а оттуда через питатели - в пылеугольные мельницы (7). Угольная пыль пневматически транспортируется через сепаратор (8) и циклон (9) в бункер угольной пыли (10), а оттуда питателями (11) к горелкам. Воздух из циклона засасывается мельничным вентилятором (12) и подаётся в топочную камеру котла (13).

Газы, образующиеся при горении в топочной камере, после выхода из неё проходят последовательно газоходы котельной установки, где в пароперегревателе (первичном и вторичном, если осуществляется цикл с промежуточным перегревом пара) и водяном экономайзере отдают теплоту рабочему телу, а в воздухоподогревателе - подаваемому в паровой котёл воздуху. Затем в золоуловителях (15) газы очищаются от летучей золы и через дымовую трубу (17) дымососами (16)выбрасываются в атмосферу.

Шлак и зола, выпадающие под топочной камерой, воздухоподогревателем и золоуловителями, смываются водой и по каналам поступают к багерным насосам (33), которые перекачивают их на золоотвалы.

Воздух, необходимый для горения, подаётся в воздухоподогреватели парового котла дутьевым вентилятором (14). Забирается воздух обычно из верхней части котельной и (при паровых котлах большой производительности) снаружи котельного отделения.

Перегретый пар от парового котла (13) поступает к турбине (22).

Конденсат из конденсатора турбины (23) подаётся конденсатными насосами (24) через регенеративные подогреватели низкого давления (18) в деаэратор (20), а оттуда питательными насосами (21) через подогреватели высокого давления (19) в экономайзер котла.

Потери пара и конденсата восполняются в данной схеме химически обессоленной водой, которая подаётся в линию конденсата за конденсатором турбины.

Охлаждающая вода подаётся в конденсатор из приемного колодца (26) водоснабжения циркуляционными насосами (25). Подогретая вода сбрасывается в сбросной колодец (27) того же источника на некотором расстоянии от места забора, достаточном для того, чтобы подогретая вода не подмешивалась к забираемой. Устройства для химической обработки добавочной воды находятся в химическом цехе (28).

В схемах может быть предусмотрена небольшая сетевая подогревательная установка для теплофикации электростанции и прилегающего посёлка. К сетевым подогревателям (29) этой установки пар поступает от отборов турбины, конденсат отводится по линии (31). Сетевая вода подводится к подогревателю и отводится от него по трубопроводам (30).

Выработанная электрическая энергия отводится от электрического генератора к внешним потребителям через повышающие электрические трансформаторы.

Для снабжения электроэнергией электродвигателей, осветительных устройств и приборов электростанции имеется электрическое распределительное устройство собственных нужд (32)

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ ПРИ ПОЖАРЕ В МАШИННОМ ЗАЛЕ ТЭЦ-1

Развитие пожара в машинных залах электростанций во многом зависит от характера возникновения горения (воспламенение паров масла, взрыв, КЗ и т. п.). Наиболее интенсивно развиваются пожары при взрывах, когда возникает множество очаговых повреждений систем соседних генераторов, турбин, з результате чего возможны выход водорода из системы охлаждения, растекание масла, образование КЗ на линиях оперативного тока, контрольных и силовых кабелей. Могут иметь место обрушения ограждающих конструкций здания.

При аварии маслосистем и горении масла обстановка осложняется тем, что масло через неплотности и проемы растекается на нижерасположенные отметки в кабельные каналы, туннели и полуэтажи. В пламени оказываются масляные емкости я маслопроводы других блоков. При этом выделяется большое количество дыма, что часто не позволяет дежурному персоналу произвести все необходимые операции по оперативному плану тушения и обеспечить постоянный контроль других агрегатов. Сложность обстановки при горении масла заключается в том, что емкости маслосистем, маслопроводы, насосы находятся на нулевой отметке, где происходит горение растекающегося масла, тогда как генераторы и турбины со всеми приборами контроля и управления находятся выше нулевой отметки, в зоне действия дыма и пламени. Скорость распространения огня по площади может достигать 25 м2/мин.

К наиболее пожароопасному оборудованию ТЭЦ-1 относятся:

         мазутопроводы от баков до котлоагрегатов в котельном цехе.

         ТГ-7, заполненный водородом.

         маслопроводы и маслохозяйство ТГ-1,2,3,6,7.

         аккумуляторные баки турбинного цеха.

         кабельные отсеки и кабельные полуэтажи.

Анализируя расположение оборудования можно выделить его наибольшую плотность расположения в главном корпусе, следовательно наибольшая вероятность возникновения пожара будет именно в цехах главного корпуса.

Это связано с наличием большой удельной пожарной нагрузки в помещениях корпуса, кроме того ряд веществ и оборудования может взрываться увеличивая скорость распространения фронта пожара путем распыления горящих масел, топлив, материалов и конструкций.

По условиям легенды в турбинном цехе произошло разрушение маслопровода с последующими замыканием электросборки и возгоранием разлившегося масла. Помещение турбинного оборудования, находится в здании главного корпуса, занимает площадь машинного зала: ширина 27 м, длина 200 м, высота 29,5 м. В помещении установлены: паровые турбины со вспомогательным оборудованием, коллекторы и трубопроводы с арматурой, эл. оборудование с потоками кабелей и электропроводами, приборы, аппараты и устройства цеха ТАИ с наличием кабелей и сборками.

Горящее масло будет распространяться по машинному залу, до ограничительных бортиков. Площадь пожара будет зависеть от количества вытекаемого масла из масляной системы до остановки главного масляного насоса. Время остановки принимается при ручном отключении - 10 минут.

)        Первичное развитие пожара:

Количество вытекаемого масла:

где G - количество горючего вещества, выходящего наружу, кг;

 - площадь отверстия через которое вещество выходит наружу, м2;

- длительность истечения, сек;

 - скорость вещества, выходящего через отверстие наружу, м/с;

 - удельный вес вещества, кг м-3;

Скорость истечения через отверстие трубопровода:

;

где  - коэффициента расхода;- ускорение свободного падения, кгм-1×с-2;

Н - напор, при котором происходит истечение, м;

;

Площадь отверстия трубопровода:

где d - диаметр трубопровода, м2;

= 0,000176×17,5×850×600 = 1570 кг;

К моменту прибытия первых подразделений растекание масла ограничится бортиками, следовательно площадь составит 13,5·23,5=340 м2.

2)      Температура пожара:

Для определения тепловых потоков на пожаре необходимо знать температуру на поверхности конструкций и в объеме помещения. Среднеобъемная температура и температура поверхностей ограждающих конструкций, обращенных к очагу пожара (обогреваемых поверхностей) зависит от вида помещения и количества горючей нагрузки в помещении, характеристики окружающей среды и целого ряда случайных факторов, сопровождающих пожар, влияющих на его развитие.

В начальной стадии развития пожара в помещении идет медленное изменение среднеобъемной температуры, так как тепло, выделяемое при горении, идет на нагрев воздуха в помещении и нагрев горючей нагрузки. Тепловое воздействие на строительные конструкции в начальной стадии (особенно на вертикальные конструкции) незначительно.

Поверхность теплообмена в машинном зале:

S = Sп + Sпер + Sст, м2;

где Sп - площадь пола, м2;пер - площадь перекрытий, м2;ст - площадь ограждающих конструкций, м2;= 39×132+39×132+2×(39×30)+2×(132×30)=15300 м2;

Плотность теплового потока:

, кДж×м2×ч;

где  - коэффициент недожога;

 - площадь пожара, м2;

 - низшая теплота сгорания турбинного масла, кДж кг-1;

     - массовая скорость выгорания масла, кгм-1×ч-1;

S - площадь ограждающих конструкций, м2;

или q = 48,9 Вт·м-2.

Характерный линейный размер при теплообмене:

где b - ширина здания, м;

Н - высота здания, м;

Далее задача решается методом последовательных приближений. Среднеобъемную температуру среды  через 10 минут =14, принимается равной 300 °С.

Температура на ограждающих поверхностях конструкций:

ог = 0,2(tf - t0)+0.00065((tf - t0)2 + t0, °С;

где tf - температура в помещении через 10 минут после начала пожара;- нормальная температура помещения, °С;ог = 0,2(300-20)+0,00065(300-20)2+20=127 °С

Объем продуктов сгорания:

где  - объем продуктов горения 1 кг масла, м3 кг-1;- теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг масла, м3 кг-1;= 10,3·10,4·(2-1)=20,7 м3 кг-1;

Теплоемкость продуктов горения при tf = 300º С и =2 условно принимается равной:

Ср = 1,35 кДж м-1 ·град-1;

Вывод: На основании расчетов можно сделать вывод о том, что площадь пожара зависит от площади вытекаемого масла, которая составляет 340 м2, то есть к моменту прибытия подразделений, растекание ограничиться бортиками.

4. Основные направления и мероприятия по повышению устойчивости функционирования Улан-Удэнской ТЭЦ 1 в условиях пожара в машинном зале

Мероприятия по повышению устойчивости функционирования Улан-Удэнской ТЭЦ 1 можно разделить на инженерно-технические и организационные.

Мероприятия направленные на повышения устойчивости функционирования ТЭЦ -1

Таблица 5 . Организационные мероприятия

Таблица 6 Инженерно-технологические мероприятия

Таблица 7 Инженерно-технические мероприятия

В настоящее время машинный зал ТЭЦ-1 подготовлен к работе в условиях пожара следующим образом:

налажено бесперебойное энергоснабжения и материально- техническое обеспечение всего технологического процесса;

оперативный персонал цеха индивидуальными средствами защиты обеспечен на 100%,

подготовлены инженерно-технические мероприятия и создан запас материальных средств, необходимых для восстановления производства;

согласно ежегодному «Плану основных мероприятий по вопросам Гражданской обороны, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности на 2009-2012 года», утвержденному директором «Генерация Бурятии» 30.11.2009 г. и согласованному с Управлением по чрезвычайным ситуациям г. Улан-Удэ 01.12.2009 г. регулярно проводятся учения и объектовые тренировки, на которых отрабатываются вопросы управления производством в условиях пожара.

заблаговременно разработаны в марте 2009 года и согласованы с отделомпо ЧС Железнодорожного района г. Улан-Удэ в апреле 2009 года,откорректированы в январе 2010 года планы по предупреждению иликвидации пожара в машинном зале на Улан-Удэнской ТЭЦ-1.

полнота проведения мероприятий по предупреждению и смягчению последствий пожара

разработаны в январе 2010 года планы работы комиссии по повышению устойчивости работы предприятия в условиях ЧС, определены их очередность и способы проведения, стоимость, силы, средства, запас материалов, необходимые для реализации планов;

проведена оценка технологических процессов, исходя из специфики производства, надежности, взаимозаменяемости и защищенности основных технологических потоков, отдельных производств, участков, что позволило создать необходимые запасы деталей, узлов и других комплектующих элементов. В ряде случаев предусматриваются изменения в технологическом процессе в сторону его упрощения, использование местного сырья и защиту наиболее уязвимых участков;

проводится большая работа по улучшению надежности управления деятельностью объекта, качеством и готовностью связи, оповещения, разработкой документов, подготовкой руководящего состава к работе в условиях пожара и наличием дублеров у руководителей и специалистов.

Готовность систем управления к работе в условиях пожара.

Имеет целью, прежде всего обеспечение бесперебойного функционирования объектов энергетики, принятие обоснованных решений по восполнению дефицита продукции, образовавшегося в результате выхода из строя. Подготовка инженерно-технического персонала всех звеньев к взаимозаменяемости с учетом убыли персонала.

Оценка защищенности объекта в реализации мероприятий составляет 70%.

Таблица 4. Специализированные аварийно-ремонтные бригады Улан-Удэнской ТЭЦ-1:

Заключение

В курсовой работе по теме «Устойчивость функционирования Улан-Удэнской теплоэлектроцентрали в условиях пожара в машинном зале» была дана характеристика Улан-Удэнской теплоэлектроцентрали № 1 (ТЭЦ-1), описаны потенциально опасные технологические процессы и производства . На основание этих данных проведенно прогнозирование и дана оценка обстановки при пожаре в машинном зале и разработаны основные направления и мероприятия по повышению устойчивости функционирования Улан-Удэнской ТЭЦ -1 в условиях пожара в машинном зале

Список использованных источников

1.Справочник спасателя. Книга 5., Спасательные и другие неотложные работы при пожарах. ВНИИ ГОЧС -М.:1995., 107 стр.

2. Приказ МВД РФ от 5 июля 1995 г. N 257 "Об утверждении нормативных правовых актов в области организации деятельности Государственной противопожарной службы",

Приложение N 2. Боевой устав пожарной охраны (с изменениями от 6 мая 2000 г.)

. Акимов В.А., Воробьев Ю.Л, Фалеев М.И. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. Учебное пособие. - М. : Высш. шк., 2006 - 592 с.

. Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС. Книга 1. Методика оценки последствий пожара. -М.: ВНИИ ГОЧС, 1994.

. Организация и ведение гражданской обороны и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера / Под общ. ред. Г.Н. Кириллова. - М.: ИРБ, 2002.

6 .План повышения защищённости критически важного объекта Улан-Уденской ТЭЦ-1

«Генерации Бурятии» филиал ОАО «ТГК-14»- Министерство энергетики Р.Ф. Открытое акционерное общество «Территориальная Генерирующая Компания №14». Филиал «Генерация Бурятии»

. Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине:« Устойчивость объектов экономики в условиях ЧС» -Улан-Удэ.: Ханхунов Ю.М.

© 2003 - 2022 «Библиофонд»

Обратная связь

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Полная версия

Помощь по учебным работам

Консультация по курсовой работе

Консультация по дипломной работе ВКР

Консультация по реферату

Консультация по отчетам о практике