Выбор площадок электростанций и подстанций - Генеральный план ТЭС

Выше были перечислены те сооружения, которые должны быть размещены на площадке электростанции, и указаны примерные размеры (площадь и кубатура) этих помещений для разных типов электростанций. Все эти сооружения должны быть расположены на площадке электростанции в определенном порядке в соответствии с требованиями технологического процесса, архитектуры и санитарного надзора, пожарными нормами и нормами противовоздушной обороны. При расположении зданий необходимо обеспечить удобный подход железнодорожных путей к складу топлива, главному зданию (с заходом в машинный зал) и на повысительную подстанцию. Поэтому правильное проектирование генерального плана электростанции представляет собой весьма сложную задачу, от разрешения которой зависит в значительной степени не только экономное выполнение строительства электростанции, но также и удобство дальнейшей эксплуатации. О большой важности правильного решении генерального плана специально говорится в постановлении СНК СССР от 26/II 1938 г. «Об улучшении проектного дела». При проектировании генеральных планов предусматривается возможность расширения станции.
Для того чтобы иллюстрировать важность правильной разработки генерального плана, можно привести цифры стоимости отдельных работ, на объем которых влияет неудачное решение генерального плана. Стоимость каждого лишнего километра железнодорожного пути составляет 150 000—300 000 руб.; каждый километр безрельсовых дорог стоит от 200 000 до 250 000 руб.; каждая лишняя тысяча кубических метров земляных работ дает удорожание на 5 000—8 000 руб. Подсыпка площадки на метр может увеличить глубину всех фундаментов на 1 м, а это для всей площадки увеличит объем фундаментов на много сотен кубических метров, что при стоимости 1  м³ кладки от 180 до 200 руб. приведет к весьма значительному перерасходу. Точно так же каждый лишний километр магистралей водопровода и канализации требует затрат от 80 000 до 100 000 руб., а лишний километр теплофикационных трубопроводов стоит 600 000—800 000 руб.
Вот почему особенно важным является правильное проектирование генеральных планов, причем это проектирование в конечном счете должно дать наивыгоднейший вариант.

Необходимые размеры площадки.

Размеры площадки для электростанции зависят от  мощности станции, рода топлива (для малокалорийных топлив площадка увеличивается, так как возрастает размер склада топлива), назначения станции (промышленная, районная, коммунальная) и системы водоснабжения.
На основе имеющегося опыта можно ориентировочно определить требующуюся полезную площадь застройки (в зависимости от мощности и характера электростанции). Исходя из этой площади и задаваясь определенным коэффициентом застройки а, можно получить требующуюся площадь участка для электростанции.

Эта площадь равна:

Величина этого коэффициента характеризует рациональность запроектированного генерального плана; чем он выше (до известных пределов), тем генеральный план обладает большими экономическими преимуществами. Среднее значение а можно принять от 0,20 до 0,35.
Для ряда ТЭЦ мощностью каждая 24 и 50 тыс. кВт, расположенных в крупном населенном центре, запроектированных в 1939 г., коэффициент застройки составляет от 29 до 37%. Для старых расширяемых электростанций он составляет 30—35%.
Исходя из имеющейся практики, можно считать, что размер необходимой площади для размещения электрической станции (со всеми вспомогательными сооружениями и жилым поселком) зависит:
а)        От мощности станции — с возрастанием мощности увеличивается требуемая площадь.
б)        От рода топлива — для станции с торфяным топливом, особенно если применяются два вида топлива (кусковой и фрезерный), размер необходимой площади сильно возрастает, так как по условиям противопожарной безопасности требуется соблюдать большие разрывы между базисным складом торфа и сооружениями электростанций (не менее 200 м для кускового и 300 м для фрезерного торфа), а также между складами фрезерного и кускового торфа (150 л).
Для топлив высококалорийных и малозольных площадка будет при одинаковой мощности станции наименьшей. Для электростанции, работающей на сланцах, сильно увеличивается площадь, необходимая для золоотвалов.
в)      От типа водоснабжения. При прямоточном водоснабжении размер площади будет наименьший, при прудовом охлаждении воды — наибольший. При применении для охлаждения брызгальных бассейнов площадь будет большей, чем при градирнях, особенно пленочных.

г)        От типа электростанции. Для заводской или коммунальной ТЭЦ площадь будет меньшей, чем для районной станции, так как для таких ТЭЦ отпадает необходимость в сооружении ряда зданий.

Для крупной районной электростанции (мощностью в 200 тыс. кВт и выше) размер отчуждаемой площади будет весьма велик (особенно учитывая, что такие станции в большинстве своем требуют устройства водохранилища и работают на малокалорийном и зольном топливе).
В табл. 1 приведены данные о размерах площадей для некоторых районных электростанций;
Таблица I
Площади, отчуждаемые для строительства районных электростанций (га).

Для ТЭЦ мощностью 50—100 тыс. кВт (работающей на угле) потребная площадь при прямоточном или оборотном водоснабжении с градирнями или брызгальными бассейнами с учетом; площади поселка будет от 60 до 80 га, причем сама площадка ТЭЦ занимает площадь не более 15— 20 га.
Для ТЭЦ и ЦЭС средней мощности требуемая площадь для размещения самой электростанции может быть принята в 10—12 га, а в случае расположения ее в городской черте уменьшена даже до 8 га. В это случае приходится прибегать к специальным устройствам (закрытый склад топлива на 6—10 дней работы станции, закрытая подстанция, сокращение подсобных сооружений и др.).
Для электростанции малой мощности (6—12 тыс. кВт) размер площадки может быть сокращен до 3—6 га.
Для дизельных и локомобильных электростанций размер площадки может быть ограничен 1—2 га.

Рельеф площадки.

Рельеф площадки должен быть ровный без бугров и впадин, с естественным уклоном для удобства стока атмосферных осадков. Уклон рельефа желательно иметь для площадок средних и небольших станций (размером- от 10—15 га) не более 1,2—1,5%, т. е. разность отметок площадки от 2 до 4 м.
Для крупных районных электростанций (площадь 30— 50 га) этот уклон желательно иметь еще меньше — до 1%.
В случае больших разностей отметок участка приходятся прибегать к ступенчатому (террасному) расположению сооружений, а также производить значительное количество планировочных работ.

Конфигурация участка.

Имея в виду необходимость подвода железнодорожных путей, а также возможность дальнейшего расширения станции, желательно иметь участок прямоугольный с вытянутой стороной, расположенной параллельно идущим вдоль нее горизонталям. Ширина участка для электростанции в 24—50 тыс. кВт не должна быть меньше 250 м. Таким образом, желательный размер участка составит 250 X 500 или 300 X 400 или 300 X 500 м. Для крупных районных станций с участком площадью 25—50 га желательны размеры 400 X 650, 400 X 800, 500 X 900 м.

Транспорт.

Участок должен допускать связь площадки железнодорожными путями с ближайшей станцией магистральной железной дороги. Кроме связи с железной дорогой, площадка должна быть связана автогужевой дорогой с поселком и близлежащим административным центром.
Об остальных условиях, которым должна удовлетворять площадка для электростанции, будет сказано ниже.

Противопожарные требования.

При размещении зданий на площадке следует учитывать противопожарные требования. Этн требования изложены в «Общесоюзных противопожарных нормах строительного проектирования промышленных предприятий», утвержденных 26/ΙΙΙ 1939 г. Комитетом по делам строительства при СНК СССР в качестве общесоюзного стандарта (ОСТ 90015). Согласно ОСТ 90015 электростанции по степени огнеопасности производства относятся к группе Г (четвертая группа). Кроме того, при установлении пожарных разрывов между зданиями имеет значение степень огнестойкости материалов, из которых сооружены здания. Железобетон, бетон и кирпич являются огнестойкими материалами, сталь — полуогнестойким материалом.
При определении величины разрывов между зданиями можно пользоваться табл. 2 (при длине зданий не более 100 л).
Таблица 2

Кроме того, величина разрывов между сооружениями на площадке электростанций диктуется не только пожарными требованиями, но также и моментами технологического порядка.
Так, например, нельзя помещать брызгальный бассейн в близком расстоянии от склада топлива или открытой повысительной подстанции; расстояние от ограды электростанции до любого сооружения не должно быть меньше 6 м. а от брызгального бассейна — не менее 25 м и т. д.
Для ориентировки в этом вопросе в табл. 3 даются требуемые разрывы между сооружениями на площадке электростанции.
Примеры генеральных планов нескольких электростанций приведены на рис. 1, 2 и 3.