Диссертация (Повышение безопасности промышленных зданий на основе альтернативных компоновочных решений (на примере главных корпусов ТЭС)), страница 4

Наотметках(+10,000…+17,000 м) – монтируются блоки станционных трубопроводов.Отметка расположения деаэраторов связанна с насосной группой (размещениемпитательного насоса) и, как правило, выбирается таким образом, чтобы создатьнеобходимый подпор на входе в группу бустерных насосов. Бункеры запаса угля сгалереями и мельницами приготовления пыли компонуются в самостоятельном(бункерном) или же в совместном (бункерно-деаэраторном) отделении.

Высотнаяотметка расположения данного оборудования зависит от принятой технологическойсхемы, условий экономической целесообразности и связанна с принятым типомсистем. Тягодутьевое оборудование, а также очистка и регенерация воздухаосуществляются на открытой площадке за котельным отделением, или, для районовс суровыми климатическими условиями, в самостоятельном отделении (пролете)главногокорпуса.Обслуживаниетурбиносуществляетсянаотметках(+9,000…12,000 м), компоновка агрегатов – «островная» (фундаменты и площадкиобслуживания не связаны с общей конструктивной схемой здания). Прииспользовании природных источников в качестве «охладителя» для систем20технического водоснабжения машинное отделение заглубляется до отметки (-5,000)м,образуяконденсационныйподвал.Поотношениюккотлутурбинырасполагаются: продольно, поперечно и под углом (в зарубежных проектах), впервом случае – сокращается длина паропроводов, а от электрогенераторовоблегчается вывод токопроводов в сторону повышающих трансформаторов принекотором увеличении размеров пролета здания, во втором – появляетсязначительный незанятый внутренний объем в непрерывном котельном отделении.Для возможного сокращения «захватываемой» площади зданием при продольнойкомпоновке турбоагрегатов и/или с целью уменьшения пролета в некоторыхрешениях применяются эркеры со стороны выводов генератора или съемные панели,может быть использована «островная» компоновка котельного отделения.

Вконструктивном отношении – применяются каркасные схемы с несущимимонолитными, сборными железобетонными и металлическими конструкциями илегкимограждениемизнавесныхпанелейсэффективнымутеплителем.Значительные пролеты машинных и котельных отделений перекрываются фермамииз прокатных профилей с покрытием из профилированного настила (допускаетсяиспользование слабогорючих (Г1) и умереногорючих (Г2) материалов утеплителя[20]). в некоторых случаях каркас котла совмещается с каркасом здания, дляувеличения общей жесткости последних.

[35, 23, 16, 17, 32, 18, 36, 37, 38] (см.рисунки 1.2-1.5).21Рисунок 1.2. План-схема главного корпуса Сахалинской ГРЭС-2 (6×60 МВт)(проект 2014 г.). Где, 1 – турбоагрегат; 2 – котел; 3 – деаэратор; 4 – бункер угля; 5 –подогреватели низкого давления; 6 – подогреватели высокого давления; 7 турбопитательные насосы; 8 – конденсатор.котельное отделение;– машинное отделение;– деаэраторное отделение;–– бункерное отделение.Рисунок 1.3.

Поперечный разрез по главному корпусу Сахалинской ГРЭС-2(6×60 МВт) (проект 2014 г.).22Рисунок 1.4. План-схема главного корпуса Экибастузской ГРЭС-1 (8×500 МВт).Рисунок 1.5. Поперечный разрез по главному корпусу Экибастузской ГРЭС-1(8×500 МВт).Блочная тепловая схема, сверхкритические параметры рабочего тела (давление23острого пара – 24 МПа, температура – 540 0С), а также наличие одного и болеепромышленных перегревов пара закрепили за зданиями главных корпусов КЭСотносительно «жесткие» компоновочные решения.

Применение первого – привело кпроектированию отдельных технологических блоков (ячейки котла и турбины) споследующей их «пристыковкой» друг к другу и тиражированием полученногоблок-модуля в направлении числовых осей (рисунок 1.6), второго – к «сомкнутой»компоновке главного корпуса (т.к. при увеличении протяженности паропроводоввозникают значительные потери КПД).Рисунок 1.6. Схема реализации архитектурно-планировочного решенияглавного корпуса пылеугольной КЭС [35, 23, 16, 17, 32, 18, 36, 37, 38]. Где ЯКА иЯТА – соответственно ячейка котлоагрегата и турбоагрегата; МК – мостовой кран;ТА – турбоагрегат; ПК – паровой котел.Выбор того или иного вида котельного отделения (непрерывного по всей длинездания главного корпуса или «островной» компоновки) зависит от: разницы междустроительно-технологическими ячейками, климатических условий строительства,способа золошлакоудаления и ряда др.

Например, применение на большинстве24российских КЭС котлов «П»-образной компоновки в паре с турбинами высокойединичной мощности приводит к появлению значительного незанятого объема всхемах с непрерывным котельным отделением, в связи с чем используется их«островная» компоновка. Однако, суровые условия труда (пониженная температураокружающеговоздуха)определяющиемонтажконструкцийкотловсиспользованием мостовых кранов в замкнутом строительном объеме, а такжегидравлической системы золошлакоудаленияс организацией «зольных» полов ибагерных приямков приводят к единому не делимому пролету котельного отделения.[35, 23, 16, 17, 32, 18, 36, 37, 38]Расположениедеаэраторного,бункерногоилибункеро-деаэраторногоотделений во многом определено принятыми технологическими решениями(описано выше).

Следует учитывать, что выделение самостоятельных пролетов взданиях главных корпусов под эти отделения приводит к меньшему расходустроительных материалов конструкций за счет реализации ядра жесткости впоперечном каркасе здания. [35, 23, 16, 17, 32, 18, 36, 37, 38]Зарубежные компоновочные решения главных корпусов ТЭС не имеютсущественных отличий от отечественных, за исключением [36, 39, 40] (рисунок 1.7):• применения «островной» компоновки котельного отделения с общим для всехэнергоблоков машинным залом, что связано с отсутствием мостовых кранов(«мягкие» климатические условия производства строительно-монтажных работ);• применение двухвальных турбин с одним котлом (проекты 60-х годов в СШАи поздние проекты ФРГ);• использования, преимущественно, продольной компоновки турбоагрегатов, аиногда под углом 40-50 град. по отношению к котельному отделению;• увеличения доли использования котлов башенной компоновки для блоковвысокой единичной мощности, из-за их возможности сжигать топливо вциркулирующем кипящем слое, что породило ряд проектов в ФРГ с «высокими»машинными отделениями, делением турбоагрегата на 2-х вальный при отметках25обслуживания – (+58,000 и +16,000 м);• устройства одного промежуточного отделения между котельным и машиннымзалом (для ТЭС в США характерна организация промежуточного – деаэраторного,бункерно-деаэраторного отделений, для ТЭС ФРГ и Европы – встроенное в пролеттурбинного деаэраторное и внешнее бункерное отделение);• при использовании природных источников в качестве «охладителя» для системтехнического водоснабжения, как правило, заглубляется весь главный корпус,включая котельное отделение, что сокращает высоту подъема тракта топливоподачи,позволяет опирать фундаменты на более прочное основание, снижая тем самымрасход строительных конструкций;• бесподвальной прокладки вспомогательных коммуникаций, что упрощаеттрассировку и выполнение строительных работ;• вводов тракта топливоподачи в главный корпус, как правило, осуществляетсяобщим на всю станцию со стороны торца, или групповой на каждые дваэнергоблока;• отсутствие модульности при формировании архитектурно-планировочногорешения здания, в том числе за счет более широкого применения металлическихконструкций;• использование железобетонных пилонов в котельных отделениях дляразмещения лифтовых шахт и лестничных клеток (согласно требованиям пожарныйбезопасности);• «закрытого» размещения блочных повышающих трансформаторов.26Рисунок 1.7.

Схема компоновки главного корпуса зарубежных ТЭС, слевапоказан характерный пример плана здания, справа – общий вид на главный корпуссо стороны машинного отделения.В конструктивном отношении применены схожие с отечественными зданиямисхемы.Огнестойкостьстроительныхконструкциймашинныхотделенийсущественным образом не отличается [41, 42, 43].1.2.3. Анализ блочности зданий главных корпусов КЭСДля большинства российских и зарубежных КЭС характерно размещениеоборудования всех энергоблоков в одном едином здании – полиблочная компоновкаглавного корпуса.

Из наиболее представительных можно выделить: Заинскую (12энергоблоков с единичной мощностью по 200 МВт), Конаковскую (8×300),Сургутскую (6×800 МВт), Ириклинскую (8×300 МВт), Костромскую (8×300 МВт),Экибастузскую ГРЭС (Казахстан) (8×500 МВт), ТЭС Yuhuan (Китай) (4×1000 МВт),Zhangzhou (Китай) (6×600 МВт), Torrevaldaliga Nord (Италия) (4×660 МВт), Shoaiba(Саудовская Аравия) (5×400 МВт и 6×400 МВт), Mundra UMPP (5×800 МВт) и Barh(5×660 МВт) (Индия), Белхатувскую ТЭС в Польше (11×400 и 1×860 МВт) и др.Попытки поиска оптимального количества энергоблоков размещаемых на однойплощадки в зависимости от их единичной мощности были предприняты еще в 1960х годах [16, 17]. Предполагая размещение оборудования всех блоков в одном зданииглавного корпуса, сравнение производилось по: санитарным нормам, условиям27последующего расширения и наращивания мощностей, капитальным вложениям вобъекты сетевого хозяйства (линии электропередач), срокам строительства,эксплуатационнымпоказателям(численностьэксплуатационногоперсонала,себестоимости отпущенной энергии).

В результате было установлено, что приувеличении единичной мощности блоков и повышение их концентрации в одномздании сокращаются общие капиталовложения, сроки строительства (в том числесетевого хозяйства), снижается численность эксплуатационного персонала (до 40 %)и себестоимость полезно отпущенной энергии при одинаковой стоимости топлива(до 5 %). Однако значительно увеличивается концентрация вредных веществ врайоне расположения КЭС. А при мощности блока превышающей резервную вэнергосистеме реализуется обратный эффект, за счет удвоения резервов, в том числеиз-за изменения ее структуры (соотношение различных типов электростанций) [44].Установлено, что для КЭС с блочными технологическими схемами приемлемыесроки окупаемости (8-10 лет), могут быть достигнуты при строительстве 4-ходнотипных энергоблоков в одном здании главного корпуса.