аааа. Теплоэнергетические системы, их задачи, компоненты и функции
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
Теплоэнергетическое хозяйство предприятия Теплоэнергетические системы, их задачи, компоненты и функции Теплоэнергетическое хозяйство современного промышленного предприятия представляет собой весьма разнообразный и сложный комплекс. Состав этого комплекса определяется в первую очередь технологическим назначением предприятия, а также его мощностью, местом расположения, взаимосвязями с энергосистемами и другими предприятиями, транспортными связями и другими факто- рами.  Основные компоненты теплоэнергетической системы Основными компонентами систем являются: источники теплоты (промышленные и отопительные котельные, энергетические котлы, вторичные источники тепла и т.п.); тепломассообменное оборудование (теплообменники и тепломассообменные аппараты); тепломеханическое оборудование (насосы, вентиляторы, дымососы); тепловые сети (паропроводы, трубопроводы горячей и обратной воды); системы потребления теплоты; вспомогательное оборудование основных и вспомогательных систем. Функциональное назначение основных составляющих теплоэнергетических систем Функциональное назначение основных составляющих теплоэнергетических систем: источники теплоты предназначены для выработки теплоты и передачи ее с теплоносителями (вода, пар и др.) либо напрямую к потребителям, либо в промежуточные системы; теплообменное оборудование предназначено для передачи тепла от одного теплоносителя к другому; массообменное – для реализации процессов массообмена между средами; назначением тепломеханического оборудования является в основном прокачка теплоносителей через оборудование и системы трубопроводов; тепловые сети соединяют источники теплоты с потребителем; системы потребления теплоты включают в себя раздающие трубопроводы с арматурой и технологическим оборудованием, потребляющим теплоту; назначением вспомогательного оборудования является хранение и очистка сбросов и дренажей и тому подобные функции. Задачи и организационная структура электростанции В соответствии с технологическим процессом производства электрической и тепловой энергии на тепловых электростанциях (ТЭС) и общими требованиями управления организационная структура ТЭС состоит из производственных подразделений (цех, лаборатория, производственно-технические службы) и функциональных отделов. Принципиальная схема управления электростанций при цеховой структуре показана на рис. 11.1. По участию в технологическом процессе производства энергии различают цеха основного и вспомогательного производств. К цехам основного производства относят цеха, которые по своей организации и технологическому процессу непосредственно участвуют в производстве электрической и тепловой энергии. Цехами вспомогательного производства энергетических предприятий являются цеха, которые непосредственно не связаны с производством электрической и тепловой энергии, а лишь обслуживают цеха основного производства, создавая им необходимые условия для нормальной работы, например, осуществляя ремонт оборудования или снабжая материалами, инструментом, запасными частями, водой, транспортом и т.д. Сюда же относятся услуги лабораторий, проектно-конструкторских отделов и т.п.  Рис. 11.1. Принципиальная организационная структура тепловой электростанции Основные эксплуатационные показатели При эксплуатации теплоэнергетических установок и систем должны быть обеспечены надежность и безопасность как систем в целом, так и оборудования, входящего в систему. Надежность - свойство системы или агрегата сохранять во времени способность выполнять свои рабочие функции (вырабатывать тепловую и/или электрическую энергию; перекачивать теплоноситель и т.п.) по требуемому графику нагрузок при заданной системе технического обслуживания и ремонтов. Надежность - это сложное комплексное свойство, включающее в себя безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Безотказность - это свойство агрегата (системы) непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение заданного времени (параметр - наработка на отказ). Долговечность - свойство сохранять работоспособность до разрушения или другого предельного состояния (например, до первого капитального ремонта). Основными показателями долговечности являются технический ресурс - суммарная наработка агрегата за период эксплуатации; и срок службы - календарная продолжительность эксплуатации агрегата до разрушения или другого предельного состояния. Ремонтопригодность - это свойство, состоящее в приспособленности системы или агрегата к предупреждению отказов и обнаружению их причин путем контроля исправности, а также к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния посредством механического обслуживания и ремонта. Безопасность не является составляющим свойством надежности, хотя в определенной степени зависит от нее. Безопасность должна обеспечиваться не только в нормальной эксплуатации, но и в аварийных ситуациях, связанных с отказом оборудования, ошибками персонала, стихийными явлениями и др. Большинство теплоэнергетических установок потенциально опасны, поскольку используют в качестве теплоносителей воду и др. вещества при высокой температуре (до 500С и выше) и высоком давлении (до 25 МПа и выше), что представляет опасность для обслуживающего персонала, окружающей среды и населения в случае непредвиденного разуплотнения. Опасность вышеназванных установок связана также с использованием пожароопасных веществ (масла, твердые, жидкие и газообразные топлива и т.д.), а также в связи с широким использованием в системах управления, сигнализации и защиты электричества электро- опасного напряжения. Графики нагрузок и их характеристики Поскольку до настоящего времени не решена проблема аккумулирования электрической энергии и в незначительной степени решены вопросы аккумулирования тепловой энергии (баки-аккумуляторы), все энергосистемы работают при переменном графике нагрузок. Это определяется тем, что большинство технологических установок, потребляющих тепловую и электрическую энергию, не могут эксплуатироваться в базовом режиме, поскольку цикл их деятельности не непрерывный, но требуют перерыва и остановок на перегрузку, ремонты, отдых персонала и т.п. Также неравномерно потребление энергии в быту и городским хозяйством. Неравномерности потребления энергии имеют, как правило, суточные, недельные и годовые циклы. Особенности графиков нагрузок мы рассмотрим на примере энергосистем, основной продукцией которых является электрическая энергия. Энергосистемы формируются по территориальному принципу и включают в себя расположенные на данной территории электростанции, потребителей электроэнергии и связи с соседними системами. В суточном графике электрических нагрузок в энергосистеме (см. рисунок) можно выделить базовую, полупиковую и пиковую области нагрузок.  В базовой области, ограниченной сверху ординатой, соответствующей минимальной суточной (ночной) нагрузке, потребляемая мощность  P = P/Pmax, (1)где Р - текущая нагрузка, МВт; Рmax - максимальная суточная нагрузка, МВт, не меняется в течение суток. Пиковые области, соответствующие утреннему и вечернему пикам нагрузки, длительностью по 3-4 часа, ограничены снизу ординатой, соответствующей минимальной нагрузке в обеденный период. Между ними располагается полупиковая область, протяженность ее 16- 18 ч. Основными показателями графика нагрузок являются: коэффициент неравномерности αсут = Pmin / Pmax представляющий собой отношение минимальной и максимальной суточных нагрузок, а также коэффициент заполнения 1 αз = 0 P·dτ / Pmax, (3) где Р - текущая нагрузка, = 24 ч. - время суток Коэффициент заполнения представляет собой отношение площади под кривой нагрузок к площади прямоугольника с ординатой, соответствующей максимальной суточной нагрузке, и длиной, равной времени суток (τ = 24 ч.). Графики нагрузок выходных дней существенно отличаются от графиков рабочих дней (большие значения сут и з при снижении уровня нагрузок), а также имеются сезонные отличия дневных графиков нагрузок (для зимних - более высокий уровень). Поскольку система обязана надежно покрывать максимальную дневную нагрузку (в году), то установленная электрическая мощность системы должна соответствовать максимальной нагрузке с учетом запаса на непредвиденные отклонения и резервирования. Основная задача управления энергосистемой состоит в том, чтобы приводить суммарную выработку электроэнергии в соответствие с непрерывно меняющимся потреблением. Поскольку система состоит из большого количества неоднотипных по энергетическим характеристикам агрегатов, существует большое количество вариантов обеспечения соответствия вырабатываемой и потребляемой мощностей. Однако эти варианты будут отличаться экономичностью и надежностью. Поэтому основной задачей диспетчерских служб энергосистем является вы- бор наиболее экономичных вариантов. Наиболее сложной проблемой является покрытие полупиковых нагрузок, которые составляют зачастую до 25% от Рmax и имеют продолжительность до 75% от общего времени эксплуатации. Для покрытия полупиков в настоящее время используются гидроэлектростанции и конденсационные тепловые электростанции с мощными энергоблоками. Суточные и годовые графики потребления тепловой энергии сильно зависят от технологического назначения предприятия и от развитости коммунально- бытового сектора предприятия. Годовые графики нагрузок характеризуются так- же годовым числом часов использования максимальной (или установленной) мощности  Уровни управления энергохозяйством и их взаимоотношения Управление должно иметь два уровня: оперативное управление и оператив- ное ведение. В оперативном управлении дежурного (диспетчера) по предприятию должны находиться установки и сети, при операциях с которыми требуется коор- динация подчиненного дежурного персонала. Операции должны проводиться только под руководством дежурного. В оперативном ведении должны находиться отдельные установки и сети, состояние и режим работы которых влияют на режим и надежность работы теп- лового хозяйства предприятия. Операции с ними должны проводиться с разреше- ния дежурного. Задачи оперативного управления круглосуточной работой энергохозяйства предприятия Основными задачами организации, эксплуатирующей тепловые системы не- зависимо от ведомственной принадлежности, являются: обеспечение надежного и бесперебойного теплоснабжения технологических и коммунально-бытовых потребителей; обеспечение и повышение надежности, безотказности и экономичности работы установок, сетей и аппаратов; организация эксплуатации оборудования в соответствии с действующей нормативно - технической документацией; снижение себестоимости производства и реализации тепловой энергии, повыше- ние производительности труда. Дежурный персонал, его обязанности Дежурный персонал должен работать по строгому графику (замены только с разрешения), причем дежурство в течение двух смен подряд запрещается. Дежурный должен принять и передать смену следующему дежурному с записью в опе- ративном журнале. При этом он должен ознакомиться с производственным зада- нием, состоянием и режимом работы оборудования и сетей, арматуры и приборов, получить сведения об оборудовании, находящемся в ремонте, проверить и при- нять инструмент, материалы, ключи от помещений, ознакомиться со всеми распо- ряжениями со времени его предыдущего дежурства. Дежурный обязан: обеспечить безопасный, надежный и экономичный режим работы доверенного ему оборудования и систем; вести записи в оперативном журнале о режимах работы, переключениях, пусках и остановах, отказах в работе и действиях по восстановлению, времени допуска к работам и окончании работ по нарядам с указанием номера наряда и содержания работ; самостоятельно принимать меры к восстановлению нормального режима работы при нарушениях и отказах с сообщением о происшествии вышестоящему дежур- ному. Все переключения в схемах и сетях должны проводиться в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Сложные переключения, а также переключения, в которых участвует более одного исполнителя, должны проводиться по програм- мам (бланкам) переключений. Перечень таких переключений и список участвую- щих и контролирующих лиц должны быть утверждены главным инженером. Основные задачи эксплуатационного персонала Надежная и безопасная работа технического оборудования и систем в зна- чительной мере зависит от качества подготовки эксплуатационного персонала и систематической работы с ним. Основные задачи персонала, эксплуатирующего теплоэнергетический ком- плекс предприятия: персонал должен обеспечить: исправное состояние оборудования, систем и сетей; безопасную эксплуатацию; надежное снабжение тепловой энергией потребителей. персонал должен соблюдать технологическую дисциплину и правила трудово- го распорядка, содержать в чистоте и порядке рабочие места. Персонал должен четко разделяться: на административно-технический; дежурный; оперативно-ремонтный и ремонтный. Обязанности ответственных за исправное состояние и безопасную эксплутацию установок и сетей Ответственность персонала за выполнение «Правил Котлонадзора» [5], «Правил эксплуатации» [3, 6,7], правил техники безопасности должна содержать- ся в должностных инструкциях, утвержденных в установленном порядке. Приказом (распоряжением) руководства предприятия должны быть назна- чены лица, ответственные: за исправное состояние и безопасную эксплуатацию теплогенерирующих и теплопотребляющих установок и тепловых сетей предпри- ятия - главный энергетик по должности или его заместитель; исправное состояние и безопасную эксплуатацию котельных, тепловых сетей, тепловых пунктов, на- сосных станций и т.д. - из числа дипломированных специалистов этих цехов и участков. Ответственные за исправное состояние и безопасную эксплуатацию пред- приятия и его подразделений обязаны обеспечить: содержание установок и сетей в работоспособном и технически исправном со- стоянии и их эксплуатацию в соответствии с требованиями «Правил» [3, 5, 6, 7] и нормативно-технической документации, относящимися к этим установкам и се- тям; соблюдение тепловых и гидравлических режимов, рациональное расходование теплоносителей, разработку, выполнение и анализ норм расхода тепловой энер- гии; внедрение автоматизированных систем и приборов контроля режимов и учета потребляемой тепловой энергии; современное и качественное техническое обслуживание и ремонт; ведение установленной статистической отчетности; подготовку персонала и проверку знаний «Правил», техники безопасности, должностных и производственных инструкций, технических знаний; разработку энергетических балансов предприятия и его подразделений; разработку планов снижения теплопотребления, внедрение энергосберегающих и экологически чистых технологий; приемку в эксплуатацию новых и модернизированных установок и систем; выполнение предписаний надзорных органов в установленные сроки, а также своевременное расследование отказов и несчастных случаев на производстве. Объем подготовки дежурного и оперативно-ремонтного персонала Дежурный и оперативно-ремонтный персонал должен пройти: подготовку к новой должности и стажировку, проверку знаний «Правил», инст- рукций и других НТД, знание которых предусмотрено должностными инструк- циями; дублирование; инструктирование по безопасности труда и пожарной безопасности; противоаварийные тренировки; профессиональное и экономическое обучение. Объем подготовки персонала, связанного с техническим обслуживанием, наладкой и испытаниями. Персонал, связанный с техническим обслуживанием, наладкой и испыта- ниями, должен пройти: подготовку к новой должности и стажировку, проверку знаний в объеме квали- фикационных требований; инструктирование по безопасности труда и пожарной безопасности; профессиональное и техническое обучение. Объем подготовки специалистов, непосредственно не участвующих в управлении или обслуживании. Специалисты, непосредственно не участвующие в управлении или обслу- живании, должны пройти подготовку к новой должности, проверку знаний в объ- еме должностных инструкций и профессиональное и экономическое обучение. Лица, обслуживающие объекты, подконтрольные органам Госгортехнадзора России, должны пройти обучение, аттестацию, проверку знаний и стажировку в соответствии с требованиями Госгортехнадзора [5]. Порядок проверки знаний и оформление результатов. Квалификационная проверка знаний должна производиться: |