Сакмарская ТЭЦ на 80 % обеспечивает г. Оренбург энергией. Сакмарская ТЭЦ, имеющая электрическую мощность 460 МВт и тепловую мощность 1576 Гкал/час, по надежности отпуска тепла относится к первой категории и служит источником электро- и теплоснабжения жилого сектора г. Оренбурга и его промышленных предприятий. Химический цех входит в состав ПАО «Т Плюс» филиал «Оренбургский» ОП Сакмарская ТЭЦ, введен в эксплуатацию в 1969 г. и является одним из приоритетных источников загрязнения в структуре предприятия.
В помещении химического цеха и здании склада хранения реагентов используются опасные химические вещества: серная кислота и едкий натр, в случае утечки или разлива которых могут серьезно пострадать все объекты окружающей среды.
Актуальностью снижения класса опасности химического цеха Сакмарской ТЭЦ со II на III является:
- уменьшение объемов хранения серной кислоты и едкого нарта;
- уменьшение негативного воздействия химического цеха Сакмарской ТЭЦ на состояние окружающей среды и здоровье работников;
- снижение платы за негативное воздействие на окружающую среду.
Цель работы – обосновать способ снижения класса опасности химического цеха Сакмарской ТЭЦ со второго на третий.
Проект химического цеха был выполнен Среднеазиатским отделением «ВНИПИ ЭНЕРГОПРОМ» и реализован в 1969 г. По проекту энергетическая мощность электростанции составляла 200 МВт, расчётное максимальное количество производственного конденсата и обессоленной воды – 350 т /ч, производительность обессоливающей установки – 200 т/ч.
Результаты исследований. В результате модернизации Сакмарской ТЭЦ установленная электрическая мощность была увеличена до 460 МВт, производительность обессоливающей установки – до 308 т/ч. За период работы Сакмарской ТЭЦ с 1992 по 2009 годы постепенно сокращались потребление пара производственного отбора внешними потребителями и возврат конденсата уменьшался (таблица 1).
Таблица 1
Возврат производственного конденсата
|
Объект |
1992 |
1993 |
1994 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
|
Нефтемасло завод (НМЗ) |
115411 |
111938 |
108464 |
44078 |
30380 |
39703 |
56038 |
0 |
|
Оренбургский текстильный комбинат (Орентекс) |
63337 |
50369 |
37401 |
0 |
- |
- |
- |
- |
В конечном итоге остановка производства крупных потребителей отбора пара (НМЗ, Орентекс) привела к снижению выработки обессоленной воды Сакмарской ТЭЦ в 3,5 раза – от 1900 тыс.м3/год до 537 тыс.м3/год. В результате появляется возможность снижения класса опасности химического цеха, так как снижение выработки обессоленной воды для восполнения пароводяных потерь Сакмарской ТЭЦ приводит, соответственно, к снижению расхода химических реагентов. Класс опасности производственного объекта регламентируется, согласно Федерального закона N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов", приложение 2, (таблица 2) и зависит от количества опасного вещества, которое хранится на предприятии [8]. Таким образом, как способ снижения класса опасности химического цеха на Сакмарской ТЭЦ, было принято сокращение объема реагентов на складе. Существующий объем реагентов на складе предусматривается сократить до 200 т при условии одновременного хранения всех реагентов [11].
Оборудование для хранения серной кислоты и едкого натра установлено в помещении химического цеха и здании склада хранения реагентов, который расположен на отдельной площадке. Расстояние между объектами хранения серной кислоты, едкого натра и помещения фильтровального зала химического цеха и склада хранения реагентов не превышает нормируемых 500 м и составляет 280 м (по данным ПТО) [4]. Хранение серной кислоты и едкого натра производится на складе реагентов в изолированном помещении. Серная кислота хранится в 5 баках (БХК- бак хранения кислоты) объемом 75 м3, едкий натр – в 5 баках (БХЩ – бак хранения щелочи) объемом 75 м3. При заполнении баков на 85 % вместимость БХК составляет 64 м3 в товарном весе 116,5 т (108 т 100 % кислоты), БХЩ – 64 м3, в товарном весе 95 т (44 т 100 % едкого натра).
Хранение серной кислоты и едкого натра в фильтровальном зале химического цеха производится в баке запаса серной кислоты БЗК объемом 32 м3, баках запаса едкого натра БЗЩ-1 объемом 30 м3 и БЗЩ-2 объемом 32 м3. При заполнении баков на 85 %: вместимость БЗК составляет 27 м3 в товарном весе 49 т (45,6 т 100 %кислоты), БЗЩ-1 – 25,5 м3 в товарном весе 38 т (17,6 т 100 % едкого натра), БЗЩ-2 – 27 м3 в товарном весе 40 т (18,6 т 100 % едкого натра).
Реагентное отделение находится в изолированном помещении фильтровального зала, где установлены 2 расходных бака-мерника: серной кислоты МК объемом 3,5 м3 и едкого натра МЩ объемом 4,0 м3 и 4,5 м3 и 2 мерника раствора соли. При заполнении мерников на 75 % количество технической кислоты МК составляет 2,6 м3 в товарном весе 4,7 т (4,4 т 100 % кислоты), МЩ-1 – 3 м3 в товарном весе 4,5 т (2 т 100 % едкого натра), МЩ-2 – 3,4 м3 в товарном весе 5 т (2,3 т 100 % едкого натра) [1].
Для определения максимального месячного расхода реагентов и достаточности оборудования для его хранения был выполнен анализ хозяйственной деятельности [3].
Максимальные нагрузки и солесодержание исходной воды наблюдаются в феврале и марте, таблица 2. Максимальный расход реагентов за месяц составляет: серной кислоты – 36 м3 в товарном весе 65,4 т, щёлочи – 61,3 м3 в товарном весе 91,3 т, суммарный расход реагентов менее 200 т. По результатам работы установки обессоливания воды установлено, что объем выработки обессоленной воды в течение последних 10 лет практически не изменяется, солесодержание исходной воды не увеличивается.
Таблица 2
Среднемесячные эксплуатационные данные производительности установки обессоливания воды и расхода реагентов
|
Выработка обессоленной воды, м3 |
Производительность установки, м3/ч |
Расход 100 % кислоты, т |
Расход 92,5 % кислоты, т |
Расход 92,5 % кислоты, м3 |
Расход 100 % щёлочи, т |
Расход 46 % щёлочи, т |
Расход 46 % щёлочи, м3 |
|
57142,5 |
78,7 |
41,8 |
65,4 |
36,0 |
27,0 |
91,3 |
61,3 |
На складе реагентов вместимость баков хранения кислоты составляет 320 м3, едкого натра – 320 м3. В фильтровальном зале хранится 27 м3 кислоты и 45 м3 едкого натра. В расходных баках-мерниках реагентов находится 5,2 м3 кислоты и 6,4 м3 щелочи. Суммарная вместимость оборудования хранения реагентов составляет: кислоты 352 м3 по товарному весу 643 т, щёлочи 371 м3 по товарному весу 553 т и превышает необходимое количество для эксплуатации установки обессоливания воды в течение месяца.
Обсуждение результатов исследований. Федеральный закон N 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» определяет классификацию опасных производственных объектов исходя из количества веществ, которые одновременно находятся или могут находиться на опасном производственном объекте [8].
Максимальный эксплуатационный расход реагентов химическим цехом, в зимний период года, составляет 155,5 тонн в месяц, что находится в пределах третьего класса опасности. Выработка обессоленной воды в течение последних 10 лет практически не изменяется и солесодержание исходной воды не увеличивается. Максимальный месячный запас реагентов при существующем режиме работы обессоливающей установки будет в пределах 3 класса опасности. Месячная потребность 92,5 % серной кислоты в зимний период составляет 36 м3. Для приёма кислоты достаточно двух баков хранения с рабочим объёмом бака 64 м3, один из них – резервный. Месячная потребность 46 % едкого натра в зимний период составляет 61,3 м3. При приёме товарной щёлочи требуется разогрев паром, что может увеличить требуемый объём баков в 2 раза. Для приёма технической щёлочи достаточно 3 бака с рабочим объёмом бака 64 м3, третий бак – резервный [5].
В результате анализа было установлено, что не нужны цистерны дополнительного запаса реагентов в фильтровальном зале. Мерники раствора соли, установленные в помещении баков-мерников реагентов, должны эксплуатироваться отдельно от мерников серной кислоты и едкого натра, поэтому рекомендуется перенести мерники соли в другое помещение [6].
Вывод. Таким образом, снижение класса опасности со второго до третьего химического цеха Сакмарской ТЭЦ достигается способом уменьшения количества используемых серной кислоты и едкого натра на производственные нужды и хранения их на предприятии.
Литература:
1. СО 153-34.20.501 – 2003 (ПТЭ) Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской федерации.
2. Федеральный закон от 4 марта 2013 г. N 22-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов".
3. СТО 70238424.27.100.027-2009 Водоподготовительные установки и водно-химический режим ТЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. М.: НП «ИНВЭЛ», 2009.
4. РД 10-179-98. Методические указания по разработке инструкций и режимных карт по эксплуатации установок докотловой обработки воды и по ведению воднохимического режима паровых и водогрейных котлов.
5. СТО ВТИ 37.002-2005 Основные требования к применению ионитов на водоподготовительных установках тепловых электростанций. Технологические рекомендации по диагностике их качества и выбору.
6. ГОСТ 20255.2 – 89. Иониты. Методы определения динамической емкости.
7. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 13.07.2015) "О промышленной безопасности опасных производственных объектов".
8. Ушаков, В.Я. Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения // Известия ТПУ. – 2011. – №4.
9. Лошкарева, А.В. Губонина, З.И. Экологические проблемы при хранении золоотходов от сжигания твёрдого топлива на тепловых электростанциях // Интернет-журнал «Науковедение». – 2014. – №6.
10. Гладырева, С.Н. Анализ воздействия Волгодонской ТЭЦ-2 ООО «Лукойл-Ростовэнерго» на атмосферу. Разработка мероприятий, снижающих воздействие Волгодонской ТЭЦ-2 на состояние атмосферы // «Science time». – 2015. – №5(17).
