ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ПРОИЗВОДСТВО ИЗЫСКАНИЙ ПРИ ПОСТРОЙКЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
А. Стадии проектирования
Выше были приведены соображения о выборе места для электростанций и о тех условиях, которым должно удовлетворять правильно выбранное место. Для того, чтобы убедиться в наличии этих условий, необходимо произвести ряд изыскательских работ.
Работы эти захватывают целый ряд самых разнообразных вопросов и представляют весьма сложный комплекс.
Для того чтобы можно было уточнить объем необходимых для выбора площадки изыскательских работ, определим круг вопросов, на которые должны дать ответ производимые изыскания. Прежде всего этот объем, естественно, будет различен для разных стадий проектирования. Здесь мы должны различать предварительную стадию — плановое задание и три стадии проектирования: проектное задание, технический проект и рабочее проектирование.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ (ПЛАНОВОЕ)
Плановое задание на проектирование выдается Министерством или советами народного хозяйства экономических административных районов.
Это задание разрабатывается на основании следующих материалов: а) схемы электроснабжения района или порода (или схемы теплоснабжения города, или промышленного комплекса), утвержденной Министерством; б) имеющихся в плановых отделах материалов о росте нагрузок электрических и тепловых (для ТЭЦ о росте паровых и теплофикационных нагрузок); в) материалов обследований, выполненных проектными институтами района, и выявленных возможных площадок для сооружения ГРЭС или ТЭЦ;
эти материалы должны быть предварительно утверждены Министерством; г) имеющихся данных об изготовляемых промышленностью основных элементах оборудования — турбинах, котлах, повысительных трансформаторах, мощности отдельных агрегатов, параметрах пара и напряжений генераторов и трансформаторов; д) данных о роде топлива, на котором должна работать электростанция; е) предполагаемых потребителях электроэнергии и тепла от сооружаемой электростанции.
Плановое задание должно содержать;
а) Развитие по годам электрических и тепловых нагрузок района или объекта. Эти нагрузки должны быть выявлены непосредственно у потребителя на месте, а также в соответствующих планирующих органах местных и центральных;
б) Разработанные графики электрических и тепловых нагрузок исследуемого района на основе полученных данных. Графики строятся для характерных периодов, например для зимнего и летнего дня, для весны и осени; наконец, если это нужно, то суммарные годовые графики. Назначение этих графиков — уточнение максимумов и минимумов тепловой и электрической нагрузок, а также годового числа часов использования максимума, и общей величины выработки тепловой и электрической энергии;
в) Предполагаемое развитие мощности электростанции с учетом возможности этого развития по наличию соответствующего энергооборудования. При определении потребной для покрытия нагрузок мощности должны учитываться необходимый резерв и условия ремонта;
г) Поскольку электростанции в большинстве случаев не работают изолированно, а входят в какое-то объединение или куст электростанций, необходимо наметить мощность данной станции. С учетом надежной работы всей системы, а также выяснить место, занимаемое данной электростанцией в работе куста (или системы).
д) Тип и мощность основного оборудования, подлежащего к установке на электростанции, турбогенераторы, котлы, повысительные трансформаторы, напряжение линий электропередачи и число цепей этих линии;
е) Условия топливоснабжения станции и анализ рода топлива, которое по предварительным соображениям целесообразно будет сжигать на станции;
ж) Возможные для строительства электростанции районы, для чего необходимо собрать следующие материалы: первоначальный картографический (карты района, планы отдельных участков с показанием рельефа), геологический (данные о предполагаемых грунтах района и отдельных площадок) и гидрологический (о возможных источниках водоснабжения).
з) Распределение мощности данной электростанции по тому району, который будет ею обслуживаться (направление основных линий электропередачи, связь с той электрической системой, где работает данная электростанция, потоки мощностей и пр.). Если задание касается целой энергосистемы, то здесь должны быть решены вопросы не только районов размещения генерирующих мощностей (районные электростанции, ТЭЦ городов и отдельных предприятий, гидростанции), но также выявлены основная схема линий электропередачи разного напряжения (220, 110, 35 кВ), район узловых подстанций, а также связь данной системы с соседними крупными энергетическими системами. Эта работа является исключительно большой и сложной. Тем не менее, она выполняется для всех крупных энергосистем, так как только на основе такой работы можно правильно вести планирование по развитию энергосистем и всей энергетики Советского Союза.
В том случае, если для данного района отсутствуют материалы по инженерному обследованию района и выявлению возможных для строительства площадок, а также по схемам электроснабжения района, то для возможности выдачи достаточно полного планового задания для отдельной электростанции необходима предварительная разработка вопросов энергоснабжения как отдельных узлов, так и целых районов (например, район Саратова, район Донбасса к т. д.). Такая разработка проводится проектирующими организациями по заданиям Министерства электростанций или других организаций на определенный период (5—7 лет на перспективу). Наконец, на основе разработки развития энергетики отдельных узлов и районов теми же организациями разрабатываются перспективные планы развития целых энергетических систем. Такие проработки, выполняемые своевременно, дают возможность выдачи вышеприведенных плановых заданий по отдельным станциям, а также позволяют собрать необходимый предварительный материал (картографический, геологический и гидрологический) для работы тех комиссий, которые должны будут подыскать место для строительства отдельных электростанций.
Имея в виду, что на основании предварительного задания намечаются обычно возможные районы площадок для сооружения электростанций, необходимо в период разработки этого задания произвести так называемое инженерное обследование. Целью этого обследования является сбор всех необходимых материалов о данном районе (картографических и топографических, гидрологических, гидрогеологических, технико-экономических по транспорту и др.), какие имеются. Обследование это состоит, во-первых, в предварительной камеральной работе, во-вторых, в полевой — в виде выезда на места намечаемого сооружения электростанции. Для участия в таком инженерном обследовании со стороны проектирующей организации должен быть выделен инженер высокой квалификации, компетентный во всех требованиях, предъявляемых к выбору участков для постройки электростанции, а также хорошо знакомый со всем комплексом предстоящих изыскательских работ. В помощь ему, если это требуется, может быть привлечен геолог или гидролог. Это же лицо должно в дальнейшем принимать участие в работах комиссии, назначаемой соответствующим главком или министерством для предварительного выбора площадки под строительство ЦЭС. Оно же должно составить программу требующихся в дальнейшем изыскании для разработки проектного задания и технического проекта. Перед выездом на место (а также при обследовании на месте) необходимо собрать следующий материал.
По топографии: имеющиеся карты района в масштабе от 1 : 420 000 для Европейской части СССР и 1 : 1 000 000 для Азиатской части до 1 : 50 000 и планы в масштабе от 1 : 25 000 и крупнее.
По геологии и гидрологии: имеющиеся общие геологические карты (геологической съемки в масштабе 1 : 420 000 до I : 100 000, карты четвертичных отложении, гидрогеологические карты и специальные геологические карты отдельных районов.
По гидрологии: материалы Главного управления гидрометеорологической службы (ГУГМС) И отдельных ведомств об источниках возможного водоснабжения (реки, протекающие в районе, источники грунтового или артезианского питания, пруды и пр.).
По транспорту: данные о возможным средствах транспорта, наличии магистральных железных дорог, шоссейных путей, речного транспорта. По железнодорожному транспорту также необходимо собрать все материалы о возможности проведения подъездной ветки к площадке электростанции.
В результате инженерного обследования составляется краткая записка, содержащая в себе характеристику обследованного района и отдельных участков будущего возможного строительства электростанции и оценку этих участков с точки зрения их пригодности для строительства. Эта записка является дополнением к плановому заданию и должна послужить основанием для работы комиссии, для выбора места сооружения электростанции.
В дальнейшем эта же записка вместе с протоколом комиссии по выбору площадки является исходным материалом для производства дальнейших изыскательских работ и начала разработки проектного задания. Порядок образования комиссии для подыскания площадки строительства электростанции и краткая инструкция для ее работы приведены в приложении 1.
ПРОЕКТНОЕ ЗАДАНИЕ
Первой стадией проектирования является проектное задание. Целью проектного задания является: окончательный выбор участка для строительства электростанции, разрешение основных вопросов проекта, выбор и закрепление основного оборудования (турбин и котлов), установление рода топлива и способа его хранения и сжигания, типа и источников водоснабжения, способа золоудаления и мест золоотвалов, химводоочистки, решение вопросов транспорта (железнодорожная ветка, ее примыкание к магистрали), выявление связи электростанции с потребителями электроэнергии и тепла (число и тип линий электропередачи, их напряжение, число и размер отходящих теплопроводов) и пр.
В объем проектного задания входит составление генерального плана электростанции и определение размеров основных сооружений (главное здание, распределительное устройство, подстанция, мастерские, склады, контора и пр.), а также выявление компоновки оборудования. Кроме того, составляется записка об организации работ по строительству электростанции, выявляющая сроки выполнения работ, способы ведения работ и требуемые ресурсы (рабочую силу, основные материалы и механизмы). На основе всего этого составляются сметнофинансовые расчеты стоимости строительства и намечаются основные технико-экономические показатели (стоимость сооружения, эксплуатационные расходы, стоимость выработанного киловатт-часа и тонны пара). Все основные вопросы строительства уже на данной стадии должны быть тщательно проверены изыскательскими работами. К этим вопросам относятся: а) обследования грунтов, позволяющие сделать выводе пригодности этих фунтов для сооружения электростанции; б) выявление источников водоснабжения, обеспечивающих нужды электростанции; в) выявление топографических условий, позволяющих расположить все сооружения электростанции без крупных планировочных работ; г) выяснение возможности соединения электростанции железнодорожной веткой с магистралью; д) установление возможности вывода линий электропередачи и теплофикационных сетей,
Практика последних лет показала, что проектное задание в большинстве случаев разрешает все основные вопросы проектирования электростанций, достаточно точно определяет стоимость их сооружения. Поэтому именно проектное задание может быть тем основным документом, который определяет все основные элементы будущего сооружения. К этому нужно прибавить, что за последние годы проектными институтами выполнена была большая работа по созданию типовых проектов большинства отдельных сооружений на площадке электростанций (главного здания для разного типа оборудования и для разных мощностей, служебного корпуса разных типов, различных типов топливоподачи, разгрузочных устройств, химводоочистки, ремонтных мастерских и многих других), Кроме того, намечены типовые решения разработки генеральных планов для разных типов и мощностей электростанций. При этих условиях уже в проектном задании достаточно точно определяются объемы и стоимость предстоящих работ. Вот почему в настоящее время ограничиваются одним проектным заданием и после его утверждения сразу переходят к разработке рабочих чертежей. Единственное исключение иногда составляет проект технического водоснабжения. В более сложных случаях этой части проекта (например, сооружения подпорной плотины и водохранилища) представляется необходимым эту часть проекта выполнить в объеме технического проекта на основе дополнительного комплекса изысканий. Исключения могут быть для особо сложных случаев неисследованных районов или сложных геологических или ι идрогеологических условий. Наконец, технические проекты могут иметь место при применении новой, необычной технологии, например для атомных электростанций, или при применении особо сложного оборудования (давление 300 ата). Таким образом, для большинства электростанций, подстанций и линии передач проектное задание является основным документом, определяющим все элементы сооружения как технические, так и экономические.
В приложении 2 указан перечень исходной технической документации, требующейся для проектного задания электростанции*.
* Из материалов Теплоэлектропроекта.
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
В отношении технического проекта следует учитывать, что уже было сказано выше о проектном задании, а именно, что эта стадия проектирования выполняется теперь, как правило, не для всех проектов, а только для особо сложных случаев или только для части проекта (например, для технического водоснабжения).
В техническом проекте уже приходится решать задачи, относящиеся лишь к одной площадке. Однако решение этих задач более углубленное, так как в техническом проекте необходимо дать решение всех конструкции зданий. В тех случаях, когда водоснабжение является прямоточным или прудовым, проводится большая изыскательская работа по источникам водоснабжения. Особенно крупных изыскательских работ требует сооружение водохранилища. На этой стадии проектирования требуется разбивка в натуре железнодорожных путей и трасс линий электропередачи.
Изыскания по золоотвалам также являются часто довольно трудоемкими, так как для золоотвалов приходится возводить небольшие плотины для отстоя золовой пульпы (при гидрозолоудалении). Кроме того, производится определение допустимой нагрузки на грунт, для чего закладывают шурфы и устанавливают испытательные штампы.
Для того чтобы охарактеризовать вопросы, на которые должен быть дан ответ при изысканиях в дальнейшем, приведен перечень вопросов, требующих ответа при разработке технического проекта в соответствии с требованиями Теплоэлектропроекта (приложение 3).
РАБОЧИЕ ЧЕРТЕЖИ
Последняя стадия проектирования — рабочие чертежи — не требует, по существу, никаких дополнительных изысканий. Однако в некоторых случаях приходится уточнять или добавлять произведенные ранее изыскания. Бывает иногда
и так, что уже при начале строительства выясняются какие- либо новые обстоятельства, не обнаруженные первоначальными изысканиями. В тех случаях, когда изыскания для техпроекта за краткостью времени сделаны не в полном объеме, приходится их дополнять уже на стадии рабочих проектов.
