2. СООРУЖЕНИЯ, РАСПОЛАГАЕМЫЕ НА ПЛОЩАДКЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Здания, располагаемые на площадке, в зависимости от их назначения можно разделить на производственные и подсобные.
Основным производственным зданием на площадке является главное здание электростанции. Это здание в большинстве случаев располагается на площадке так, что одна из торцовых сторон его, а именно та, которая предусмотрена для расширения при увеличении мощности станции, обращена к свободной незастроенной стороне участка, откуда подходят на площадку железнодорожные пути.
Главное здание состоит из следующих помещений:
а) Машинный зал, где размещаются турбоагрегаты (или соответственно двигатели внутреннего сгорания, дизели и локомобили).
Расположение турбогенераторов в машинном зале возможно различное в зависимости от мощности турбогенераторов и котлов. Агрегаты мощностью от 1 000 кВт до 50 тыс. кВт располагаются обычно продольно вдоль оси машинного зала. Крупные агрегаты мощностью от 50 — 100 тыс. кВт и выше располагаются обычно поперек оси машинного зала при наличии мощных котлов, особенно при блочной компоновке — котел—турбина. Такая установка обеспечивает возможность максимально сократить длину паропроводов, что при применении пара высоких параметров (130, 240 и 300 ата) имеет большое значение. Для электростанций малой и средней мощности, с турбинами 4— G тыс. кВт, ширина машинного зала равна 10—12 м, при турбинах 12 тыс. кВт—12—15 м и для турбин 25—50 тыс. кВт — 22—25 м, для турбин 50—200 тыс. кВт при поперечном расположении ширина машинного зала достигает 39 и 45 .и.
Длина машинного зала, например, для двух турбоагрегатов малой мощности получается равной 32—36 м, для двух агрегатов по 12 тыс. кВт — 60 м. Для агрегатов средней мощности (два агрегата 25 или 50 тыс. кВт) 91 м и 120 м при двух агрегатах по 100 тыс. кВт. А для двух турбин по 150—200 тыс. кВт при поперечном расположении машин — 84—90 м.
В машинном зале располагаются также бойлерная установка, сетевые и питательные насосы.
Высота машинного зала от пола конденсационного помещения до подферменных камней стропил колеблется от 12 м для бесподвальных турбин 2,5—4 тыс. кВт до 20—25 м для турбогенераторов 25, 50 и 100 тыс. кВт. Для электростанций с турбогенераторами в 150—200 тыс. кВт эта высота равна 30 м.
б) Деаэраторная этажерка располагается параллельно машинному залу и представляет собой двух- или трехэтажную рамную конструкцию шириной от 6 до 8 м. 1 первом этаже помещается распределительное устройство собственных нужд (3—6 кВ), во втором или в третьем - деаэраторы.
в) Бункерная располагается рядом с деаэраторной этажеркой или с внешней стороны котельной и представляет собой трехэтажную рамную конструкцию шириной от 6 до 12—15 м. В первом этаже помешаются мельницы, во втором — приборы управления котлами и, бункера с топливом, в третьем — ленточные транспортеры топливоподачи. Высота бункерной — от 18 до 40 м.
г) Котельная. Ширина котельной составляет: для станций малой мощности от 14 до 22 м и для станций средней мощности 27 м, для мощных котлов 30—36 м. Высота — от 18 до 48 м. Здесь помещаются котлы с экономайзерами, шахтные мельницы, а также дутьевые вентиляторы.
д) Дымососная. В настоящее время в большинстве установок дымососы ставятся на открытом воздухе. Перед ними обычно устанавливаются те или иные аппараты для очистки газов от золы (батарейные циклоны, центробежные скрубберы или в редких случаях — электрофильтры).
е) Дымовые трубы в большинстве случаев сооружаются отдельно стоящими. Материал для труб — лекальный кирпич специального изготовления, а для более высоких труб — железобетон. Высота труб зависит от мощности котельной, рода топлива и степени очистки дымовых газов и нормируется специальными требованиями санитарного надзора. Эта высота колеблется от 45—60 до 120—150 и даже до 180 м (для случая топлива с большим содержанием серы).
Главное распределительное устройство на станциях малой мощности располагается в пристройке к машинному залу параллельно или, что реже, перпендикулярно последнему.
На станциях большой мощности, а также и на станциях средней мощности главное распределительное устройство выносится в особое здание, сооружаемое на расстоянии 25—30 м от машинного зала, параллельно последнему, и соединяется с ним проходным мостиком (на уровне площадки обслуживания машинного зала).
Размеры площади, занимаемой главным распределительным устройством, зависят от выбранного типа конструкции здания и числа ячеек в нем. Ширина колеблется примерно в пределах от 7 до 15 м. Длина ориентировочно 40—50 м.
Главный щит управления в станциях малой, а иногда и средней мощности примыкает к машинному залу (в торце его). При выносных главных распределительных устройствах, что применяется на крупных и средних станциях, помещение щита примыкает к помещению главного распределительного устройства. Ориентировочные размеры здания: 100—150 м2 для небольших станций, 250—300 м2 и более для станций средней и большой мощности.
Химводоочистка
Здание для химводоочистки располагается либо около постоянного торца (для крупных районных станций и ТЭЦ), либо примыкает к главному зданию и служебным помещениям (для ЦЭС и ТЭЦ малой мощности). Размеры здания зависят от производительности устанавливаемого оборудования химводоочистки и качества сырой (исходной) воды. Для крупных районных ТЭЦ, обслуживающих паром и горячей водой несколько предприятий, расход химически очищенной воды возрастает до сотен, а иногда и свыше 1 тыс. мя/ч и тогда размер их получается весьма большим. Кроме того, при плохом качестве исходной воды рядом со зданием водоочистки располагаются железобетонные резервуары — отстойники.
Топливоподача.
Сооружения топливоподачи состоят из:
а) разгрузочного устройства, где топливо из вагонов выгружается в особые ямы или бункеры, из которых оно транспортерами подается на дробилки; размеры площади разгрузочного устройства (типа сарая) для станций малой и средней мощности 10X60—15 X 120 л, а для крупных станций типа ГРЭС и крупных ТЭЦ 10 4-15 X X 150 м—180 м; в последнее время для крупных электростанций (ГРЭС и ТЭЦ) для разгрузки топлива из вагонов применяются вагоноопрокидыватели, производительность которых, до 1 000 т/ч\ обычно ставится два таких механизма; один из них резервный; вагоноопрокидыватели применяются, начиная с часового расхода топлива электростанцией в 300—400 т; применение этих механизмов существенно сокращает количество эксплуатационного персонала электростанции, так как вместо нескольких десятков рабочих в смену, занятых в разгрузочном сарае на разгрузке (а часто и дроблении больших кусков угля), для работы на вагоноопрокидывателе требуется лишь 1 чел.; система эта применима только при условии перевозки топлива в полувагонах (гондолах, думпкарах) и при том однотипных;
б) угледробильного устройства, размещенного в здании площадью 250—520 м2, где топливо дробится; размер здания может изменяться в зависимости от мощности станции и рода топлива (количество дробилок от двух до пяти);
в) эстакад или галерей, где расположены ленточные транспортеры, подающие топливо сначала на дробилки, а затем из них на бункера котельной;
г) склада топлива, разметаемого вблизи разгрузочного сарая; размеры склада зависят от рода и качества топлива (наибольший размер требуется для малокалорийных топлив, например торфа или подмосковных углей); запасы топлива на складе ставятся в зависимость от дальности перевозки топлива: при доставке топлива с шахты на станцию без выхода на магистральную железную дорогу топливный склад должен иметь запас топлива на 2 недели работы станции; при расстоянии до места добычи топлива до 500 км запас должен быть на 1 мес.; при расстоянии свыше 500 км — на 2 мес. Размер площади склада, например, для электростанции мощностью 24 тыс. кВт должен быть порядка 6 000—15 000 м2 при угле и 60 000—70 000 ж* при торфе, для электростанции мощностью 200 000 кВт, работающей на буром угле, площадь склада около 200 X 600= 120 000 м2; на таких складах обычно устраиваются эстакада для разгрузки топлива и перегружательные устройства (мостовой перегружатель с пролетом 60 или 72 л).
В последних проектировках крупных районных электростанций для работы на складе топлива вместо очень громоздких мостовых перегружателей стали применяться мощные самоходные скреперы и бульдозеры, которыми топливо подается на склад и со склада в бункер на тракте топливоподачи. Для торфяных складов применяются гусеничные грейферные краны ПК-2 с большим вылетом.
Для небольших электростанций топливоподача и склад топлива упрощаются. Для малых ЦЭС применяются шахтные или тельферные подъемники, поднимающие вагонетки с топливом на бункерную, а также иногда устраивается скиповая подача топлива.
Повысительная подстанция обычно располагается параллельно главному зданию со стороны машинного зала и главного распределительного устройства и в большинстве случаев выполняется открытого типа. Только в редких случаях (при наличии пыли или вредных газов) подстанция выполняется закрытой. Размеры ее зависят от мощности, напряжения и числа отходящих линий электропередач. Для небольших электростанций это напряжение ограничивается 35 кВ, а число отходящих линий — тремя-четырьмя и площадь, занимаемая подстанцией, не превышает 2 000— 3 000 м2. При увеличении мощности электростанции и напряжении до 110 кВ площадь, занимаемая подстанцией, увеличивается до 6 000—8 000 м2. Наконец, при двух напряжениях (110—35 кВ) площадь, занимаемая подстанцией, еще больше увеличивается. Подстанции крупных районных станций с напряжением 110 и 220 кВ занимают 2—3 га. В том случае, если имеются три напряжения: 110, 220 и 400 кВ, размер подстанции увеличивается до 6—8 га.
Служебные помещения располагаются либо у постоянного торца здания, либо перед ним с разрывом в 25 м. Размер здания зависит от мощности станции. Приближенно можно принимать: для малых станций 160 и 250 м2, а для средних районных станций мощностью от 100 до 200 тыс. кВт 420—450 м2. Здание строится в три—пять этажей и в нем размещаются: сантехнический узел (гардеробы, уборные, души мужские и женские), рассчитанный на весь штат работников станции, кабинеты директора, главного инженера, комнаты дежурных инженеров по котельной и машинному залу, помещение для приема пищи, лаборатории (тепловая, электрическая, химическая). Для станций малой мощности в этом же здании помещается химводоочистки.
Сооружения золоудаления.
Размеры этих сооружений зависят от мощности станций, рода сжигаемого топлива и принятой системы золоудаления. При количестве золы и шлака, получаемых в час, более 2,5 т (40 вагонеток в смену) применяются механизированные способы золоудаления. При вагонеточном способе требуется лишь сооружение узко, колейных путей для вывоза золы и шлаков на золоотвал. В случае невозможности такого вывоза приходится сооружать пересыпной пункт, где зола из вагонеток перегружается в бункер, из которого затем грузится в железнодорожные вагоны или на автомобили.
Для большинства средних и крупных электростанций устраивается гидрозолоудаление. Для этого сооружают либо багерную насосную (круглое здание диаметром 12—16 м, углубленное в землю на 6—8 м, в котором установлены дробилки и багерные насосы), либо устройство по системе инж. Москалькова с насосами и эжекторными аппаратами. Эти аппараты и насосы обычно устанавливаются в помещении котельной и не требуют сооружения особых зданий. В исключительно редких случаях предусматривается отстойник, помещаемый в здании размером 900—1 200 м2, шириной 15—18л с углубленным в землю на 6—8м резервуаром, в котором золовая пульпа отстаивается и зола затем вывозится в железнодорожных вагонах.
В связи с тем, что, как правило, на электростанциях осуществляется раздельное удаление шлака и золы, удаление шлака производится либо аппаратами системы инж. Москалькова, либо багерными насосами. Удаление же летучей золы — также либо багерными насосами, либо более простыми в эксплуатации шламовыми насосами. Место золоотвала обычно выносится за пределы площадки ГРЭС или ТЭЦ, на расстояние 1—5 км. На площадке размещаются только водопроводы (в подземных непроходных каналах или надземных эстакадах (металлических или железобетонных).
Сооружения водоснабжения. При оборотном водоснабжении на площадке электростанции располагаются так называемые охладители, т. е. брызгальные бассейны или градирни разных типов. Площадь для брызгальных бассейнов при мощности станции в 24 тыс. кВт равна 6 000—7 000 м2. Площадь для капельной градирни при той же мощности равна 2 X 1 070 м2 (две градирни производительностью по 3 000 м3 воды в час, диаметром по 40 м. Эта площадь уменьшается почти вдвое в случае применения пленочных градирен (две градирни площадью каждая 560 м2). Для малых электростанции применяются также так называемые открытые градирни (без вытяжной башни). Площади таких градирен составляют: для мощности 2 500 кВт 150 м2, для мощности 4 000 кВт 240 м2. Иногда при градирнях и брызгальных бассейнах сооружается насосная. Занимаемая ею площадь для станции мощностью в 24 тыс. кВт—около 325 м2, хотя в большинстве случаев циркуляционные насосы теперь помещаются в машинном зале.
Для крупных ТЭЦ применяются градирни площадью охлаждения в 1 600 (пленочная) и I 524 (гиперболическая) м2. Каждая такая градирня занимает площадь круга диаметром 50 м. Производительность такой градирни — до 10 000 м21ч. В настоящее время запроектированы градирни 2 800 и 4 000 м2. Крупные районные электростанции, как правило, имеют либо прямоточное, либо прудовое водоснабжение, и на площадке ГРЭС проходят лишь водоводы, напорные и сбросные, а также в некоторых случаях насосные.
Сооружения нефтеснабжения.
При пылеугольном отоплении котлов устраиваются нефтяные резервуары. При мощности станции 24 тыс. кВт обычно устраивается два подземных железобетонных бака для мазута, каждый диаметром 8,5 м, емкостью 100 т. Для более мощных станций— два бака по 250 т и при них насосная площадью около 60 м2, а также небольшой железнодорожный тупик с лотками для слива мазута.
Сооружения для очистки газов. В соответствии с санитарными нормами отходящие газы должны быть очищены от золы. На электростанциях для этого устраиваются различные золоулавливающие установки: мокрые скрубберы системы ВТИ, электрофильтры или батарейные циклоны. Электрофильтры и мокрые скрубберы помещаются на площадке возле котельной, а батарейные циклоны — в газоходах перед дымососами. Для топлив с большим содержанием серы (угли кизеловские и подмосковные) на электростанциях устраивается очистка отходящих газов от серы. Для этой цели трестом «Газоочистка» разработаны два способа; магнезиальный и известковый. По первому способу в результате улавливания серы из отходящих газов получаются сернистые продукты (серная кислота и другие), которые могут быть использованы промышленностью и покрыть издержки эксплуатации этого устройства, а также амортизировать довольно большие основные затраты на сооружение этих устройств. Второй способ — известковый — не дает полезной продукции, но в постройке стоит дешевле.
В настоящее время на основании эксплуатации опытной серосчистительной установки на ТЭЦ № 12 Мосэнерго разработаны несколько упрощенные против ранее применявшихся проекты установок для очистки отходящих газов от серы для двух уральских районных электростанций: для одной из них — по способу, более сложному и дорогому, но дающему продукты, позволяющие компенсировать затраты, а для другой — по более дешевому и простому. Обе эти станции работают на наиболее сернистом из углей — кизеловском.
Для районных электростанций, работающих на подмосковном угле и расположенных в районах, удаленных от крупных населенных пунктов, применяются дымовые трубы высотой 150 и 180 м, позволяющие снизить содержание серы в отходящих газах у поверхности? почвы до допустимых по санитарным нормам размеров.
Этими сооружениями исчерпывается перечень основных производственных сооружений.
Кроме них, имеется еще большое количество зданий подсобного назначения. К таким зданиям относятся:
Мастерские, для которых самостоятельное здание сооружается только на станциях, не принадлежащих какому-либо промышленному предприятию. Размер площади мастерских для малых станций 8 X 20 = 160 м3, для станций средней мощности 650 м2, для крупных районных станций 1140 м2.
Здание и перекрытия мастерских делают несгораемыми. В здании мастерских помещаются: механическое отделение с необходимыми станками, слесарно-сборочное, котельно-сварочное, кузнечное, электроремонтной металлизационное, небольшая инструментальная, кладовая, служебнобытовые помещения. Здания мастерских иногда объединяется с трансформаторной мастерской и маслохозяйством.
На электростанциях при промышленных комбинатах отдельных мастерских в большинстве случаев не строят и ограничиваются увеличением площади мастерских в главном здании. Для крупного ремонта пользуются мастерскими самого предприятия.
Тепло-холодный склад. Для хранения разных материалов, необходимых для эксплуатации станции, а также для запасных частей обычно устраивается склад, имеющий два отделения — холодное и теплое. Здание это, учитывая важность хранимых в нем предметов, делается обычно несгораемым. Размер склада для малых станций 60—150 мг, для станций средней мощности 400—600 м2, для крупных районных станций и ТЭЦ от 700 до 1 100 м2. Отапливаемая часть составляет примерно 30% всей площади склада. Кроме этого склада, на территории станции сооружается небольшой склад горючих материалов (бензин, керосин).
В последнее время институтом «Теплоэлектропроект» разработаны проекты так называемых объединенных зданий подсобных сооружений. В этих помещениях размещаются ремонтные мастерские, тепло-холодный склад, компрессорная и некоторые другие подсобные помещения. Имеется несколько типов этих зданий для электростанций.
Трансформаторная мастерская и маслохозяйство. Мастерская предназначена для сушки и ремонта трансформаторов и заливки их маслом.
Здание трансформаторной мастерской целесообразно объединить в одни блок со зданием мастерских. На крупных подстанциях для трансформаторной мастерской также сооружается самостоятельное здание. Размер мастерской зависит от мощности устанавливаемых трансформаторов. Для трансформаторов мощностью по 15 тыс. кВА на напряжение 110 кВ площадь здания, включая маслохозяйство и механические мастерские, составляет 925 м2 при кубатуре в 5 927 м3 и высоте башни 17,5 м. Вместе с трансформаторной мастерской обычно сооружается и помещение для масляного хозяйства. Оно состоит из нескольких частей: помещения для сушки и очистки масла, помещения для мойки бочек и помещения для чистого масла. Если предусматривается регенерация масла, то для этого также требуется дополнительное помещение. Здесь же обычно размещается и небольшая лаборатория для испытания масла. Вне здания располагаются баки с маслом.
В последнее время от сооружения трансформаторной башни на электростанциях отказались: ревизия и ремонт трансформаторов производятся в машинном зале электростанции. Для перевозки с открытой подстанции трансформаторов в машинный зал сооружаются специальные короткие пути, по которым трансформаторы могут быть доставлены в машинный зал. Поэтому на площадке ГРЭС остаются лишь здание маслохозяйства и открытый склад масла (трансформаторного и машинного). В некоторых случаях, главным образом на понизительных подстанциях, устраиваются для подъема кернов трансформаторов порталы на подъем 50—60 т взамен трансформаторной башни.
Главная контора.
В настоящее время от сооружения самостоятельного здания главной конторы отказались. Те помещения, которые располагались в этом здании, частично перенесены в служебный корпус при главном корпусе электростанции (помещения связи, бухгалтерия, кабинеты начальника и главного инженера, библиотека и архив; красный уголок), частично располагаются в проходной, где раз. мешаются тс отделы управления электростанции, которые имеют непосредственную связь с внешним миром: отдел кадров и отдел снабжения. Посетителям этих отделов не требуется заходить на территорию электростанции.
Здание проходной и караульного помещения. Это здание в настоящее время несколько расширено. В связи с упразднением главной конторы в этом здании помещаются, кроме проходной и караульного помещения, также помещения дня отдела кадров и отдела снабжения электростанции, к которым имеется возможность проходить без захода на территорию.
Гараж.
Гараж проектируется один общий для обслуживания электростанции и жилого поселка. Число машин зависит от мощности электростанции и местных условий. Обычно на станции малой мощности, расположенной отдельно (не при промышленном предприятии), имеются две легковые и четыре грузовые машины. Для крупных станций сооружается гараж на 15—25 машин и при нем устраиваются небольшие мастерские для ремонта, В настоящее время здание гаража для автомашин с небольшой мастерской при них перенесено на территорию жилого поселка.
Сооружения пожарной охраны проектируются в соответствии с особыми требованиями. Желательно эти сооружения, по возможности, объединять для нескольких соседних предприятий, если таковые имеются.
Сооружения пожарной охраны.
Пожарное депо, дом и казарма для размещения пожарных, а также дом для работников военизированной охраны сооружаются на территории жилого поселка.
В ограде электростанции размещаются помещения для сторожевых собак.
Всем сказанным исчерпывается перечень главных и подсобных сооружений, связанных с постройкой электростанции. Кроме того, имеется большое количество инженерных сооружений, обслуживающих электростанцию. К последним прежде всего относятся железнодорожные пути широкой и узкой колеи, На станцию необходимо регулярно подвозить значительные количества топлива, а также и других различных материалов. Сам процесс сооружения электростанции затруднителен без железнодорожной ветки. Поэтому станция должна быть связана с сетью железных дорог. Обычно, за очень редкими исключениями, площадки электростанций связываются с ближайшей железнодорожной станцией путями широкой колеи. На самой площадке эти пути подходят к складу топлива и разгрузочному сараю (при условии доставки топлива по тем же путям широкой колеи), и, кроме того, пути прокладываются в самый машинный зал (для удобства доставки тяжелых частей оборудования), обычно со стороны временной торцовой стены. Наконец, особый путь подводится к подстанции (там, где есть подстанция 110, 220 и 500 кВ). На крупных станциях особый путь прокладывается еще и в котельную. Имеется также тупик для разгрузки мазута (для пылеугольных станций).
Протяжение путей на самой площадке в среднем достигает 1,5—3,5 км. Допустимые радиусы закруглений и подъемы регулируются правилами сооружении железнодорожных путей промышленных и общего пользования. Минимальный радиус принимается в 160—180 м.
Кроме железнодорожных путей широкой колеи, иногда прокладываются пути узкой колеи (для вагонеточного золоудаления, а также для подвозки торфа с близлежащих болот). Ширина путей узкой колеи 750 или 600 мм.
Кроме железнодорожных путей, на площадке электростанции прокладывается значительное количество безрельсовых дорог. Эти дороги разделяются на главные, ведущие к основным сооружениям площадки, ширина которых принимается в 6,5 м, и вспомогательные, ширина которых ограничивается 3,5 м. Кроме того, устраиваются еще и специальные пожарные проезды (по соглашению с Управлением пожарной охраны).
Дороги обычно делают мощеные или шоссированные, с кюветами по бокам для стока дождевой воды. Основные дороги, а также площадки перед зданием электростанции обычно асфальтируются. По бокам главных магистралей, а также там, где проходит основной поток пешеходов, устраиваются тротуары (обычно асфальтированные).
Сооружения водопровода и канализации. Кроме технического водоснабжения, на каждой электростанции должна быть устроена сеть пожарно-питьевого водопровода и фекальной канализации.
В тех случаях, где поблизости не имеется питьевого водопровода и канализации, приходится устраивать специальные сооружения по очистке питьевой воды и для подачи ее в сеть (водоотстойники, насосные, запасные баки, водонапорные башни и пр.), а также очистные сооружения для сбросных и фекальных вод (отстойники, аэротэнки, иловые площадки и пр.). Эти сооружения, небольшие по размерам, требуют все же известного места, особенно имея в виду то обстоятельство, что по санитарным требованиям они нуждаются в особых разрывах от окружающих сооружений.
Необходимо также отметить, что площадка нуждается в сооружении сети, отводящей ливневую и талую воду (нагорные канавы, кюветы, а иногда и подземные ливнеотводы). Наконец, на площадке прокладываются каналы теплофикации, кабельная сеть, водоотводы, трубопроводы технической воды (напорные и сливные).
