Электрооборудование и электроснабжение собственных нужд подстанции ГПП-1

Управление осуществляется из центрального пункта управления (ЦПУ), где размещены рабочие места операторов, обслуживающих секцию установки.Контроллеры имеют сторожевой таймер, исключающий «зависание». В каждом блоке размещается два комплекта контроллеров со всеми вспомогательными устройствами. Оба контроллера функционируют постоянно. Один рабочий контроллер, второй находится качестве резервного. При сбоях в роботе основного контроллера, автоматически все функции берет на себя резервный контроллер. Система имеет трехуровневую иерархическую структуру. Нижний уровень представлен контроллерами, станциями распределенного ввода - вывода, датчиками и исполнительными механизмами, верхний уровень включает в себя 2 автоматизированных рабочих места (АРМ) операторов-технологов и сетевой модуль для подключения к Ethernet. На структурной схеме показаны основные функциональные части системы, их назначение и взаимосвязь.Рассмотрим каждый элемент системы в отдельности.В типовую структурную схему входят две основные составляющие: автоматический регулятор (ПЛК) и объект регулирования. ЭВМ верхнего уровняРабочая станция - АРМ оператора.АРМ оператора состоит из рабочей станции – персонального компьютера, выполненного в промышленном исполнении. Технические характеристики ЭВМ верхнего уровня представлены в таблице №2. С рабочей станции оператор управляет объектом, следит за его состоянием, здесь же ведется журнал, в который заносится каждое действие диспетчера и изменение состояние объекта. Функции журнала выполняет программа протокол. Проектируемая АСУ ТП представляет многоуровневую функционально распределенную многомашинную систему. Иерархически структура ПТК каждой АСУ ТП по вертикали включает следующие уровни:Как уже было показано выше – проектируемая АСУ является многоуровневой системой. На первом(низшем) уровне находятся датчики измерения технологических параметров и объекты управления(клапаны, приводы и т.п.)Средний уровень представлен устройствами сбора и предварительной обработки информации и автоматического управления работой насоса.Верхний уровень, реализует функции отображения информации, оперативного (дистанционного) или автоматизированного управления как установкой в целом, так и отдельными её элементами, а также все неоперативные функции АСУ ТП (протоколирование, архивация и т.п.);Операторская станция предназначены для управления работой системы, мониторинга текущего режима работы, контроля технологического процесса, сигнализации и т.д.Инженерная станция необходима для настройки и программирования контроллеров и разработки SCADA проекта для операторской станции.3. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ И МОНТАЖЕ ОБОРУДОВАНИЯ3.1 Правила промышленной безопасностиДанный раздел проекта выполнен на основании Федерального закона о промышленной безопасности опасных производственных объектов № 116-ФЗ от 21 июля 1997 г. (со всеми изменениями) и определяет правовые, экономические и технические основы обеспечения безопасной эксплуатации данного опасного производственного объекта.Мероприятия, предусмотренные в данном разделе, направлены на предупреждение аварий на объекте и обеспечения готовности организаций эксплуатирующих его к локализации последствий аварий.Положения данного раздела распространяются на все организации эксплуатирующие объекты, независимо от их организационно - правовых форм и форм собственности.Основные понятия, принятые в данном разделе:а) промышленная безопасность опасных производственных объектов - состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий;б) авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ.Декларация промышленной безопасности в составе проектной документации на строительство объекта, согласно статьи 14 п.2 «Разработка декларации промбезопасности» не разрабатывалась.При разработке данного раздела были использованы следующие статьи Федерального закона № 116-ФЗ от 21 июля 1997г. (с изменениями от 7 августа 2000 г., 10 января 2003 г., 22 августа 2004 г., 9 мая 2005 г., 18 декабря 2006 г.):Основные характеристикиТехнологический процесс транспортировки газа, редуцирование газа в газорегуляторных пунктах по степени опасности относятся:- к взрывоопасному, т.к. по условиям процесса редуцирования газа в ШРП могут образовываться взрывоопасные смеси углеводородных газов с кислородом воздуха, аналогичная ситуация может возникнуть при утечке из внешних наружных газопроводов, питающих газорегуляторные установки, при их физическом разрушении, нарушении требуемой герметичности;- к пожароопасному, т.к. в процессе производства утечки углеводородного газа из системы газоснабжения могут привести к воспламенению газа;- к вредному, т.к. определенная концентрация углеводородного газа в воздухе, физически вытесняя объем кислорода, может привести к асфиксии (удушению) человеческого организма.Опасность производства работ в отмеченных условиях связана с:- необходимостью проведения огневых и огнеопасных работ;- необходимостью обслуживания в процессе эксплуатации трубопроводов, установок и оборудования, находящихся под давлением.3.2 Противопожарные мероприятияРасположение котельной обеспечивает свободный подъезд пожарной техники.Для внутреннего пожаротушения предусматривается использование ручных порошковых огнетушителей ОПХ-10 (1 шт.), наружное пожаротушение - существующих пожарных гидрантов, находящихся на расстоянии не более 200 м. Расход воды на наружное пожаротушение - 10,0 л/с. На вводе газопровода в помещение котельной предусмотрена установка термозапорного клапана КТЗ 001-100 и клапана электромагнитного нормально-закрытыго dy100, типа M16/RM N.C. CX10C 008, производства Madas, Италия, являющегося исполнительным механизмом системы контроля загазованности на базе детекторов RGDMETMP1 (метан) и RGDCOOMP1 (оксид углерода), производства Seitron, Италия. В помещении котельной запрещаются какие-либо работы, связанные с открытым огнем при работе котлоагрегатов.Предусмотрены меры, исключающие несанкционированный доступ посторонних лиц в котельную.Для обеспечения пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ проектом предусмотрен ряд мероприятий:- организация технического надзора за производством строительно-монтажных работ;- соблюдение противопожарных разрывов при складировании материалов, оборудования и отходов;- обеспечение хранения баллонов со сжатым и сжиженным газом согласно с требованиями действующих нормативных документов;- монтаж и эксплуатация временных электрических сетей и электроустановок в соответствии с ПУЭ;- обеспечение строительной площадки и мест стоянки машин и механизмов первичными средствами пожаротушения.Технологический процесс транспортировки газа по степени опасности относится:- к взрывоопасному, так как при утечках газа из внешних наружных газопроводов, при их физическом разрушении, нарушении требуемой герметичности могут образовываться взрывоопасные смеси углеводородных газов с кислородом воздуха;- к пожароопасному, так как в результате утечки углеводородного газа из системы газоснабжения может возникнуть его воспламенение;- к вредному, так как определенная концентрация углеводородного газа или продуктов его горения в воздухе, физически вытесняя объем кислорода, может привести к асфиксии человеческого организма. В целях обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации объекта в проекте предусмотрен комплекс мероприятий, обеспечивающий безопасную эксплуатацию, сохранность технологических установок, оборудования, безопасность обслуживающего персонала, строений, сооружений, находящихся в непосредственной близости от газопроводов, газового и технологического оборудования:- применение сертифицированного оборудования, технические параметры которого выбраны с учетом технического задания, технических условий, соответствуют категорийности проектируемого объекта и условиям эксплуатации;- проведение испытаний на герметичность в соответствии с действующими нормами, с учетом категории газопровода, материала труб;- применение труб, соответствующих требованиям действующих норм, климатическим, геологическим условиям строительства; - соблюдение нормативных расстояний до действующих инженерных сооружений и коммуникаций, строений;- применение отключающих устройств соответствующего класса герметичности, размещение которых предусматривается в ограждениях, на высоте, обеспечивающий доступ для обслуживания;- обеспечения сохранности газопровода путем установки опознавательных знаков, информационных надписей, укладки в процессе монтажа сигнальной ленты, прокладки газопровода в защитных футлярах при входе и выходе из земли.Во время эксплуатации опасного производственного объекта предусмотрено организовывать контроль за исправным состоянием газовых сетей и оборудования, инструмента, приспособлений, а также за наличием предохранительных устройств и индивидуальных средств, обеспечивающих безопасные условия труда.Рабочие, связанные с обслуживанием и ремонтом, должны быть обучены безопасным методам работы в газовом хозяйстве.Локализация и ликвидация аварийных ситуаций на данном объекте предусмотрена выездными бригадами с круглосуточной работой, включая выходные и праздничные дни.3.3 Охрана окружающей средыВ проекте предусмотрены мероприятия по рациональному использованию природных ресурсов, разработаны технические решения по предупреждению негативного воздействия проектируемого объекта на окружающую среду.1. Мероприятия по охране земель:- движение автотранспорта в период строительно-монтажных работ по существующим автодорогам;- техническая рекультивация земель в период строительства;- биологическая рекультивация земель по окончании строительства.2. Мероприятия по охране атмосферного бассейна:- применение материалов и оборудования, имеющих сертификат качества завода-изготовителя;- установка отсекающей запорной арматуры для отключения газопровода в случае аварии;- соблюдение охранной зоны газопровода;- прокладка газопровода предусмотрена подземная;- обозначение трассы газопровода;- своевременное проведение планово-предупредительных мероприятий для поддержания газопровода в исправном состоянии (периодические осмотры, ревизия, диагностика и т.п.);- сокращение числа продувок газопровода и технологического оборудования;- запрещение работы на неисправном оборудовании;- организация круглосуточной работы аварийно-спасательных бригад при авариях;- организация контроля за соблюдением технологического процесса.3. Мероприятия по охране водных ресурсов:- вывоз жидких бытовых отходов (на период строительства) в герметичных контейнерах;- слив горюче-смазочных материалов в специально отведенные и оборудованные для этих целей емкости и места.4. Мероприятия по охране окружающей среды при складировании (утилизации) отходов:- заправка технических средств горюче-смазочными материалами, их обслуживание производить в специально отведенных и оборудованных для этих целей местах;- оснащение рабочих мест и строительных площадок инвентарными контейнерами для бытовых и строительных отходов.5. Мероприятия по охране растительного и животного мира:- проведение строительно-монтажных работ в максимально короткие сроки;- проведение строительных работ в пределах временной полосы отвода земель;- уборка строительного мусора, загрязненного минерального грунта с заменой его качественным;- запрещение мойки машин и механизмов в период строительства и эксплуатации на отведенном земельном участке;- не допускать уничтожение древесно-кустарниковой растительности, не предусмотренное данным проектом;- не допускать проезда транспорта вне существующих дорог.Расчет выбросов вредных веществ от котельнойМаксимальный часовой расход газа отопительными котлами:,где q – максимальный часовой расход газа одним котлом, м3/ч; n – количество котлов, шт.;.Суммарный расход складывается из расхода газа всеми котлами в котельнойОбъем образующихся продуктов сгорания равен:где 11,43 – объем продуктов сгорания при сжигании 1 м3 газа (А.А. Ионин «Газоснабжение», с.268)..Определяем количество окислов азота:;где MNO – содержание окислов азота в сухих неразбавленных продуктах сгорания при коэффициенте избытка воздуха равном 1 мг/м3 согласно сертификационным испытаниям.;;где mNO – приведенное значение выбросов оксида азота к мощности котла, мг/кВт.час. P – мощность котлов..Суммарный выброс оксида азота определяется из суммы выбросов отдельных котлов в котельной.Определяем количество окиси углерода:;где MСO% – содержание окиси углерода в % от объема дымовых газов; - плотность углекислого газа при нормальных условиях.;.где mСO – приведенное значение выбросов оксида углерода к мощности котла, мг/кВт.час. P – мощность котлов..Суммарный выброс оксида азота складываются из выбросов отдельных котлов в котельной..Определяем годовой выброс продуктов сгорания: ;где Qг/год – годовой расход газа согласно теплотехническому расчету, м3/год; 11,43 – то же..Определяем годовой выброс окислов азота:где VПГ и MNO – то же.Определяем годовой выброс окиси углерода:;где MСO% – содержание окиси углерода в % от объема дымовых газов - плотность углекислого газа при нормальных условиях.4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТЗАКЛЮЧЕНИЕОпределение капитальных вложенийВеличина капитальных вложений и их структура зависят от многих факторов: типа установки - ее мощности, числа и параметров; применяемых схем технологических связей; местных условий строительства (геологических, топографических, климатических); степени индустриализации строительных и монтажных работ, вида используемого топлива. [12]Определим общие капитальные вложения в проектируемую систему, КОБЩК, р:,где: ККОТ – капитальные вложения в установку, р.;КТС – капитальные вложения в тепловые сети, р.;КДОБ – капитальные вложения на добычу топлива, р.;КТР – капитальные вложения на транспортировку топлива, р.Определим капитальные вложения в установку, ККОТ, р.:, ККОТ=(500+300)·103= 800 000 р.где: КО – капитальная часть затрат, не зависящая от мощности установки, р.;ВК – удельные капитальные вложения, р./Гкал;Определим капитальные вложения в тепловые сети, КТС, р.:,где: φС - коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода воды в сети от системы теплоснабжения, способа регулирования отпуска тепла;φП - коэффициент, учитывающий условия прокладки и тип трубопровода;q - теплотворная способность района в пределах достройки;КОБЩК=800 000 р.Расчет дополнительного количества производственного персонала, необходимого для обслуживания оборудованияОпределим общее количество персонала, пПЕРС, чел:,где: П - штатный коэффициент энергетического объекта, чел/Гкал/ч, зависит от часовой нагрузки котельной и вида сжигаемого топлива; - часовая производительность котельной, Гкал/ч;На данное оборудование дополнительного персонала не требуетсяОпределение себестоимости энергииОпределим общую себестоимость энергии в год, , р.:,где: - себестоимость энергии, вырабатываемого котельной, р.; - затраты на годовой расход топлива, р.; - затраты на амортизацию, р.; - затраты на собственные нужды энергии, р.; - затраты на капитальный ремонт основных фондов, р.; - затраты на текущий ремонт, р.; - затраты на оплату труда, р.; - начисления на зарплату, р.; - прочие затраты, р.Определим расходы на амортизацию, SАМ, руб.:где: N – амортизация, %.Определим затраты на капитальный ремонт основных фондов, SКР,р.:,SКР=1,2·500000 = 600 000р.Определим затраты на текущий ремонт, SТР, р.:,SТР=0,5·300= 250000 р.Определим затраты на собственные нужды (транспортировку теплоносителя), SСН, р.:,где: G – расход теплоносителя, кг/с;КЭ – эквивалентная шероховатость труб;τ – число часов использования пропускной способности трубопровода;z – затраты на электроэнергию, р./кВт·ч;α – внутренний диаметр трубопровода, м;Определим прочие затраты, расходы установки, SПР, р.:SПР=0,25·(300+360+150+0+0,024)= 532,51 рSТК=300+360+150+0+0,024+202,51 = 1 316,75 рОпределим себестоимость энергии, S /, руб./кВт:,S /=1,01253/7,7 =1,3 р/кВтПо полученным данным себестоимость получаемой энергии получается меньше, чем покупать централизованным путем. Это является основным показателем эффективного использования выбранной автоматики по сравнению с работой без нее.Срок окупаемости - показатель эффективности использования капиталовложений в строительство производственных объектов, реализацию комплексных народнохозяйственных программ и т. п.; представляет собой период времени, в течение которого произведенные затратыокупаются полученным эффектом (в форме прибыли или снижения себестоимости, когда дело идет о предприятии, прироста национального дохода — если имеют в виду страну в целом). Срок окупаемости капитальных вложений определяется по формуле:,где: Соф – общие затраты, руб.П – дополнительная прибыль от снижения себестоимости ремонта.Показатели экономической эффективности сводим в таблицу 6.2.Таблица 4.1 - Показатели экономической эффективности Наименование показателейЗначение показателей исходногопроектируемого123Стоимость основных производственных фондов, р–500000Число производственных рабочих11Затраты на текущий ремонт, р.-250000Срок окупаемости–2,2Экономический расчет показывает эффективность и окупаемость предложенной системы автоматики. Одним из важных показателей выпускной квалификационной работы составляет его окупаемость, которая должна составлять от двух до десяти лет. Окупаемость проектной реконструкции составляет два года и два месяца. ЗАКЛЮЧЕНИЕГлавным принципом повышения энергоэффективности в системе теплоснабжения в проделанной работе и тепловых сетей. В данном работе выполнен проект модернизации котельная мощностью5,12 МВт используемой для теплоснабжения детских лагерей. Основным видом топлива является природный газ Состав оборудования: водогрейные котлытипа КСВ 2,0. Обеспечение необходимого напора для подачи оборудование обеспечивают насосы. Котлы снабжаются дымоходом, для выброса газо-воздушной смеси. Так же для повышения энергоэффективности был рассмотрен проект автоматизации модернизируемого оборудования котельной. Использовалась современная элементная база производства компании ООО КБ «Агава», а также применялись последние достижения проектирования АСУ. Использование панели оператора и пульта котла на базе программируемого контроллера «АГАВА» позволили существенно повысить надёжность автоматизированной системы, увеличить наглядность процесса, минимизировать размер технологического оборудования и существенно сократить число импульсных линий. Кроме того, это позволило разместить все органы управления и отображения информации в одном месте (пультовой), а также повысить простоту и эффективность работы оператора.Таким образом, в выпускной работе проведен анализ системы теплоснабжения и предложены пути повышения энергоэффективности с использованием устройств учета воды. Расчеты по оценке эффективности системы теплоснабжения показали, что предлагаемый проект является эффективным.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫСоколов В.Я., Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. - М.: Издательство МЭИ, 2001. - 472 с.Сканави А.И., Отопление, учебное пособие для средних и высших учебных заведений 1988г. Козин В.Е., Левина Т.Э., Марков А.П., Пронина И.Б., Слемзин В.А., Теплоснабжение 1980г.Пугач Л.И. Энергетика и экология: Учебник. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - 504 с. - (Серия «Учебник НГТУ»).Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1999.–464с.:ил.Мухин О.А. Автоматизация систем ТГВ. - М.: Стройиздат, 1988г.Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие/Под ред. О.Н. Русака. – СПб.: Издательство “Лань”, 2003. – 448 с.Безопасность производственных процессов: Справочник/Под ред. С.В. Белова. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.Субботина Л.Г. Технико-экономическое обоснование работ исследовательского характера – Северск: СГТИ, 2006.Микропроцессорное устройство управления котлами, печами, сушилками АГАВА 6432.10. Инструкция по монтажу и пусконаладке дополнение №1 АГСФ.421455.001Д1 /Редакция 4.12/ Екатеринбург 2012Микропроцессорное устройство управления котлами, печами, сушилками АГАВА 6432.10 Техническое описание АГСФ.421455.001ТО /Редакция 7.18/ Екатеринбург 2011МалевскийЮ.Н. Колтун Н.Н. «Солнечная энергетика(перевод докладов зарубежных авторов)» 1979СНиП 41-43-2003 "Тепловая изоляция оснащения и трубопроводов”. М.; Госстрой России, 2003.СП 41-103-2000 "Проектирование тепловой изоляции и трубопроводов”. ГосСтрои России, 2000.СНиП 42-01-2002 «Газораспредилительные системы»;СНиП 3.05.07-85 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы»;СНиП 3.05.07-85 «Системы автоматизации»;СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»;ПБ 10-574-03 «Правила устройства безлопастной эксплуатации паровых и одогрейных котлов»;ПБ 10-573-03 «Правила устройства безлопастной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды»;ПБ 10-585-03 «Правила устройства безлопастной эксплуатации технологический трубопроводов»;ПБ 12-529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления»;СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения»;СП 42-10-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспредилительных систем из металлических и полиэтиленовых систем»;СП 42-102-2004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб»;РД 24.031.121-91 «Методические указания. Оснащение паровых стационарных котлов устройствами для отбора проб пара и воды»;РД 153-34.1-003-01 «Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования»;ГОСТ 21.606-95 «Правила выполнения рабочей документации теплотехнических решений котельных».Родатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности /Под ред. К.Ф. Роддатиса. –М.: Энергоатомиздат, 1989. – 488 с.: ил.Бузников Е.В. и др. Производственные и отопительные котельные/ Е.Ф. Бузников, К.Ф. Роддатис, Э.Я. Берзиньш. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – с. 248, ил.Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. Для техникумов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. – 280 с., ил. Гусев Л.Ю. Основы проектирования котельных установок. (Учебное пособие). 2-изд. М., Стройиздат, 1973. 248 с.