Совершенствование системы пожарной безопасности на Интинской ТЭЦ

ВВЕДЕНИЕ

Среди наиболее важных задач государственной энергетической политики находится обеспечение устойчивости энергетического сектора к внешним и внутренним экономическим, техногенным и природным угрозам, создание условий надежного энергообеспечения. В энергетической стратегии России на период до 2035 г. особо отмечается, что главный внутренний вызов состоит в необходимости глубокой и всесторонней модернизации ТЭК России, преодолении высокого износа значительной части инфраструктуры и производственных фондов. Необходимо добиться минимизирования ущербов, вызванных проявлением различных дестабилизирующих факторов, к которым можно отнести пожары и различного рода аварии. Таким образом, обеспечение пожарной безопасности объектов электроэнергетики относится к одной из приоритетных задач государственной безопасности.
 
1. АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 Краткое описание технологического процесса

Электроэнергетика – основа индустриальной мощи любой страны. В России ее развитию уделяется большое внимание. Данная отрасль занимается производством электрической энергии, ее транспортировкой и последующим распределением. Вместе с тем на отдельных электростанциях одновременно с электрической производится тепловая энергия. На рис. 1.1 представлена классификация типов электростанций.
ТЭЦ являются основой генерации электрической энергии в России – их доля составляет 68% от общего объема установленной мощности. Паросиловые станции составляют основную массу ТЭЦ. Наиболее распространенные и перспективные среди паросиловых станций - газомазутные и твердотопливные, поскольку запасы угля существенно превосходят запасы нефти и газа. Кроме того, пылеугольные ТЭЦ отличаются высоким КПД (в среднем свыше 45%).

Рис. 1.1 Классификация типов электростанций в зависимости от различных параметров
В России имеется два вида ТЭЦ: ТЭЦ и ГРЭС, что вызвано историческими особенностями.
ТЭЦ – тепловая электроцентраль – осуществляет двойную функцию: снабжение электричеством и тепловой энергией с использованием в качестве топлива угля и газа.
На объектах электроэнергетики имеется большое количество оборудования, работающего под давлением, систем охлаждения и смазки, комплексов энергоснабжения. Такая комбинация систем служит источником потенциальной опасности.
ГРЭС – государственная районная электрическая станция – обеспечивает в основном электричеством определенный район с использованием в качестве топлива угля и газа.
Если ТЭЦ существенно превосходят ГРЭС по производству тепла, то производство электроэнергии ГРЭС намного больше.
Современный электроэнергетический комплекс России включает в себя почти 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Установленная мощность электростанций ЕЭС России на 01.09.2015 г. составила 232 887,6 МВт.
Следует отметить, что важной особенностью отрасли является большой возраст используемого оборудования. Согласно данным Министерства энергетики РФ, средний возраст генерирующего оборудования России на конец 2016 г. составил 32,8 года – при этом установленный в отрасли норматив службы составляет 40 лет. В 2018 г. 31% источников тепловой энергии и 68% тепловых сетей эксплуатируются с превышением нормативного срока службы в 25 лет, что является причиной роста аварийности и низкой эффективности оборудования. Высокий износ оборудования приводит к росту аварийных случаев, например по данным Минэнерго, количество аварий на объектах генерирующих компаний ЕЭС России в январе–июне 2018 г. составило 2056, что в целом стабильно на протяжении последних пяти лет.
Основные причины аварий:
- котельное оборудование – 50,5%;
- турбинное оборудование – 15,6%;
- вспомогательное тепломеханическое оборудование – 5,3%;
- генераторы и синхронные компенсаторы – 4,9%;
- электротехническое оборудование 110 кВ и выше – 3,8%;
- трансформаторы (автотрансформаторы) и шунтирующие реакторы 110 кВ и выше – 1,3%;
- устройства релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики – 8,7%;
- устройства тепловой автоматики и измерений – 4%;
- средства диспетчерского и технологического управления и системы управления энергетическим оборудованием – 0,8%;
- прочие виды оборудования – 4,9%.
Схема по устройству и основным принципам работы ТЭЦ приведена на (рис. 1.2).

Рис. 1.2– Схема устройства и принцип работы Интинской ТЭЦ: 1–электрический генератор, 2–паровая турбина, 3–пульт управления, 4– деаэратор, 5–деаэратор, 6–пылевой бункер, 7–сепаратор, 8–циклон, 9–котел, 10–поверхности нагрева, 11–дымовая труба, 12–дробильное помещение, 13–склад резервного топлива, 14– вагон, 15–разгрузочное устройство, 16–конвейер, 17–дымосос, 18–канал,19–золоуловитель, 20– вентилятор,21–топка, 22–мельница, 23–насосная станция, 24–источник воды. 25–циркуляционный насос, 26–регенеративный подогреватель высокого давления,27–питательный насос, 28–конденсатор, 29–агрегат химической очистки воды, 30–повышающий трансформатор, 31– регенеративный подогреватель низкого давления; 32–конденсатный насос

Технологический процесс. Поступивший на ТЭЦ уголь выгружают с помощью разгрузочных устройств (15) из вагонов (14) и подают через дробильное помещение (12) конвейерами (16) в бункеры сырого топлива, а так же склад резервного топлива (13). Уголь в мельницах измельчается (22). Затем угольную пыль через сепаратор (7) и циклон (8), из пылевых бункеров (6) с горячим воздухом, подаваемым мельничным вентилятором (20), подается в топку котла (21). Высокотемпературные продукты сгорания нагревают воду в теплообменниках котла (10) до состояния перегретого пара. При расширении пар в ступенях турбины (2), приводит во вращение ее роторы и соединенный с ним роторы электрогенератора (1), в котором возникает электрический ток. Полученную электроэнергию при помощи повышающих трансформаторов (30) преобразуют в ток высокого напряжения, который передается на открытое распределительное устройство (ОРУ), а затем в энергосистему. Отработавший пар поступает в конденсатор (28). Образовавшийся там конденсат подается с помощью конденсатных насосов (32) через регенеративные подогреватели низкого давления (31) в деаэратор (4,5). Здесь температура достигается, температуры насыщения пара, происходит извлечение растворенных газов в воде, которые вызывают коррозию 18 агрегатов, и вода подогревается до температуры насыщения. Потери конденсата восполняются обессоленной в специальных установках (29) водой, добавляемой в деаэратор [2]. Деаэрированная и нагретая вода подается питательным насосом (27) в регенеративные подогреватели высокого давления (26), а затем в экономайзер котла. Цикл преобразования рабочего тела повторяется. Газы, образующиеся при сгорании топлива, проходят последовательно топочную камеру (21), поверхности пароперегревателя и водяного экономайзера, где отдают теплоту рабочему телу (10). Получаемое излишнее тепло отводится в систему централизованного теплоснабжения (на нужды отопления и горячего водоснабжения). Затем в золоуловителях (19) происходит, очищение газов от летучей золы и через дымососы(17) и через дымовую трубу (11) и поступает в атмосферу. Зола и шлак из-под топочной камеры, воздухоподогревателя и золоуловителей смываются водой и по каналам (18) поступают к насосам, перекачивающих их на золоотвалы [2].


1.2 Анализ опасностей технологического процесса ТЭЦ

Наиболее тяжелые последствия от пожаров, как в части ущерба, так и в части безопасности персонала возникают на ТЭЦ, так как на них сосредоточено наибольшее количество опасных производственных объектов. А именно – горючие материалы и пожароопасное оборудование, маслонаполненное электрооборудование, кабельные сооружения, маслосистемы турбогенераторов, системы водородного охлаждения генераторов, аппаратные маслоснабжения и мазутонасосные, маслобаки, мазутные баки, тракты топливоподачи и др.
С точки зрения противопожарной защиты типичная электростанция – это комплекс разнообразных объектов, каждый из которых обладает своими собственными характеристиками взрывопожарной и пожарной опасности. Для организации грамотного процесса предотвращения чрезвычайных ситуаций необходимо детально представлять себе процессы генерации и все сопутствующие им технологические действия.
Для выработки тепловой и электрической энергии на российских ТЭЦ в качестве топлива применяются: природный газ - 47,5%, нефтепродукты - 32,5 % и уголь - 11,6%, в том числе и на Интинской ТЭЦ, установленная мощность которой составляет 18 МВт.
Выработка электроэнергии на Интинской ТЭЦ в 2017 году составила 42,08 млн. кВтч, в том числе по теплофикационному циклу 42,08 млн. кВтч.
В 2017 году израсходовано топлива:
- уголь – 128249,9 т;
- мазут – 1611,692 т;
- газ – 975503,431 тыс. куб.м;
- дизтопливо – 5,4 т.
По прогнозам в 2022 году на Интинской ТЭЦ отпуск электроэнергии составит 33,99 млн. кВтч. Нормативный удельный расход на отпуск электроэнергии составит 491,9 г/кВтч, а расход топлива на выработку электрической энергии – 16 тыс. т.у.т.
Среди аварийных ситуаций на ТЭЦ возможны:
- быстро распространяющиеся пожары;
- взрывы;
- разрывы трубопроводов/резервуаров;
- неконтролируемый выброс токсичных/коррозионных/горючих жидкостей;
- вялотекущие изолированные возгорания;
- прорыв золоотвала.
ТЭЦ относятся к объектам, имеющим существенную пожарную нагрузку. Помимо большого количества горючих веществ, топливо- и маслопроводов, присутствует пожарная опасность, связанная с электрокабелями: горючая и трудногорючая изоляция, прогрев электрокабелей по всей длине, разветвленная сеть и большое количество кабельных трасс.
Взрывоопасные элементы Интинской ТЭЦ: