Буров В.Д. и др. Тепловые электрические станции

Подождите немного. Документ загружается.

12.2.

Требования

к компоновке

главного

корпуса ТЭС

кой колеей через ворота

торцевых стенах котельного

турбинного отделений

на нулевой отметке, проездов

для

грузового автотранспорта.

Компоновка главного корпуса

ТЭС

должна обеспечивать наилучшие условия

труда персонала, надлежащие санитарно-гигиенические условия

помещении

главного здания

окружающей местности. Желательно предусмотреть естествен-

ное дневное освещение

вентиляцию всех рабочих мест.

При

отсутствии естест-

венного освещения используются лампы «дневного» света. Блочные щиты управ-

ления оборудуются кондиционерами.

Во избежание сквозняков

главном корпусе

зимнее время предусматривается

забор воздуха дутьевыми вентиляторами котлов

улицы,

а в

летнее время

для

луч-

шей вентиляции

— из

верхней части котельного цеха.

Очистку дымовых газов

от

летучей золы необходимо осуществлять наиболее

эффективными средствами

—

электрофильтрами.

При

использовании газомазутного

топлива главной задачей

этой области является подавление оксидов азота

NO^:

в компоновке главного корпуса

ТЭС

надо предусмотреть место

для

монтажа

эффективных

для

этого каталитических реакторов.

При применении сернистого топлива

компоновке главного корпуса

ТЭС

сле-

дует предусмотреть место

для

сероочистки.

Дымовые трубы

ТЭС

монтируются

вне

котельного цеха

на

отдельных фунда-

ментах

за

золоуловителями

дымососами,

их

высота достигает 250—400

м, что

должно обеспечивать допустимую концентрацию вредных примесей

на

уровне

дыхания человека

окружающей местности.

Более половины капитальных затрат

на

строительство электростанции прихо-

дится

на

оборудование

строительную часть главного здания. Поэтому рациональ-

ный выбор типа

его

компоновки играет большую роль

снижении стоимости

строительства главного корпуса

монтажа оборудования.

Наглядным показателем качества проекта компоновки главного корпуса

ТЭС

является

его

удельный строительный объем

(на 1 кВт

установленной мощности).

Для современных ГРЭС этот показатель составляет около 0,6—0,7

кВт,

а для

ТЭЦ

—

приблизительно

1,5

/кВт.

Удельный строительный объем главного здания

ТЭС

зависит

от

тепловой схемы

электростанции, вида сжигаемого топлива, единичной мощности устанавливаемых

агрегатов, компактности размещения оборудования

степени

его

открытости

(доли оборудования, располагаемого

на

открытом воздухе). Стремление

сниже-

нию удельного строительного объема главное здания ТЭС, однако,

не

должно идти

в ущерб удобству обслуживания

ремонта агрегатов.

Размещение части оборудования

на

открытом воздухе способствует удешевле-

нию строительства главного корпуса ТЭС. Климат России

в ее

европейской части,

кроме Крайнего Севера

северо-востока Сибири, позволяет располагать часть

вспомогательного оборудования котлов

на

открытом воздухе.

Это

относится

к тя-

годутьевым машинам, воздухоподогревателям

электрофильтрам.

системах

пы-

леприготовления

на ТЭС,

использующих твердое топливо,

на

открытом воздухе

устанавливают сепараторы пыли

циклоны

(на

крыше бункерной этажерки).

Уменьшение затрат

на

строительство главного корпуса ТЭС обеспечивается также

размещением тяжелого оборудования

вращающихся механизмов собственных

291

Глава

12.

КОМПОНОВКА

ГЛАВНОГО

КОРПУСА

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ

ПЛАН

ТЭС

нужд большой мощности по возможности на нулевой или на низких отметках.

Этому же способствует уменьшение ширины пролетов и высоты помещений.

Место для расположения электрического распределительного устройства собст-

венных нужд при компоновке главного корпуса ТЭС выбирается так, чтобы сум-

марная длина питающих кабелей к электродвигателям собственных нужд была

минимальной.

12.3.

Строительная часть

главного

корпуса

ТЭС

Основной строительной частью главного корпуса ТЭС является его каркас,

который может сооружаться как из железобетона, так и из металла.

Независимо от материала каркаса большинство других элементов строительной

части главного здания ТЭС выполняется из сборных железобетонных конструкций.

Как при стальном, так и при железобетонном каркасе при ширине пролетов 24 м

и более используются только металлические (стальные) фермы.

Каркас главного здания воспринимает нагрузки от оборудования, атмосферного

воздействия (ветер) и собственного веса строительных конструкций. Он состоит

из колонн, ригелей и ферм, образующих в поперечном направлении раму с жест-

кими или шарнирными узлами, воспринимающую поперечную ветровую нагрузку

(рис.

12.2).

Рис. 12.2.

Металлический

каркас главного корпуса

пылеугольной

ГРЭС,

выполненный

по

типовому

проекту

292

12.3.

Строительная часть главного корпуса ТЭС

На рис. 12.2 показан выполненный из металла каркас главного корпуса ГРЭС

с блоками мощностью по 300 МВт, работающими на твердом топливе. Основными

элементами каркаса являются колонны, опирающиеся на фундамент и располагаю-

щиеся в поперечном направлении здания рядами. В продольном направлении глав-

ного здания шаг рядов колонн составляет 12 м. Ряды колонн нумеруются, начиная

от постоянного торца главного здания. Продольные ряда колонн имеют буквенное

обозначение: колонны ряда А располагаются вдоль внешней стены машинного

зала, колонны Б и В обрамляют бункерно-деаэраторную этажерку, колонны ряда 7"

образуют внешнюю стену котельного цеха.

Колонны рядов Б и В с помощью поперечных связей образуют рамную конструк-

цию,

обеспечивающую поперечную устойчивость здания. Рама бункерно-деаэратор-

ной этажерки на осях Б и В выполнена с жесткими узлами, а стойки турбинного и ко-

тельного отделений по осям А и Г соединяются с ней шарнирно через фермы.

Продольная жесткость главного здания обеспечивается шарнирными распор-

ками, жестко соединенными с колоннами.

Каркас главного здания в продольном направлении делится на температурные

секции, длина которых зависит от шага энергоблоков (60—180 м). Температурные

швы компенсируют сезонные температурные удлинения и укорочения каркаса.

Широкое применение сборных железобетонных элементов заводского изго-

товления для строительства ТЭС предусматривает унификацию строительных кон-

струкций при минимуме типоразмеров. Приняты единые модульные размеры сбор-

ных железобетонных элементов: по длине — 6 и 12 м, по ширине — 3 м и

по высоте — 0,6 м.

Подземное хозяйство главного корпуса ТЭС включает в себя фундаменты здания

и оборудования и конструкции для прокладки коммуникаций (каналы и туннели).

Колонны главного здания расчленяются на транспортабельные элементы из

железобетона длиной 8—13 м, а из металла длиной 22—25 м и массой не более

25—30 т. Элементы колонн взаимно стыкуются.

Другими элементами каркаса главного здания являются ригели и продольные

распорки, которые выполняются заводами железобетонных изделий на полную

длину и стыкуются с колоннами жестко или шарнирно.

Междуэтажные перекрытия на ТЭС должны воспринимать значительные весо-

вые нагрузки с напряжением до 10—15 кПа. Их выполняют из сборных ребристых

крупнопанельных плит, укладываемых по верху ригелей.

Для хранения запаса твердого топлива на ТЭС предусматриваются металличе-

ские или железобетонные бункеры. Угол наклона стенок бункеров для угля, сланца

и пыли принимается не менее 60°, а для торфа — 65°. Наиболее эффективная кон-

струкция бункеров следующая: верхняя часть — призматическая, а нижняя —

пирамидальная.

Подкрановые балки выполняются стальными с длиной пролетов по 12 м для

кранов грузоподъемностью более 100 т. Предусматривается также тормозная пло-

щадка в виде горизонтальной фермы.

Несущие конструкции кровельных покрытий выполняются обычно в виде балок

или ферм, устанавливаемых в зависимости от шага колонн через 6 или 12 м. Для

пространственной жесткости фермы соединяют решетками из уголковой стали.

Сверху балок и ферм укладываются крупнопанельные кровельные ребристые

293

Глава 12. КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА И

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ

ПЛАН ТЭС

плиты, воспринимающие нагрузку от собственного веса с утеплителем и снега.

Зазоры между плитами заливают цементным раствором.

Для стенового заполнения используют армобетонные и керамзитобетонные

панели, устанавливаемые на столиках, приваренных к закладным деталям колонн.

Для окон применяются световые панели в виде блоков, состоящих из рам, перепле-

тов и остекления. Стеновые панели монтируют одновременно со световыми.

Конструкции передвижных временных торцевых стен главного здания позволяют

с минимальной разборкой передвигать их на новое место. Каркас их выполняется

из металлоконструкций, а стеновое заполнение — из легких щитов и утеплителей.

Дымовые трубы могут иметь высоту до 400 м. Как правило, их изготовляют

из монолитного железобетона. Фундамент под дымовую трубу выполняется в виде

круглой плиты с консолями и стаканом для ствола. Железобетонный ствол трубы

имеет коническую форму. Для защиты оболочки ствола от температурных воздей-

ствий и вредного влияния дымовых газов внутри трубы предусматривается футе-

ровка из обычного или кислотоупорного кирпича. Между футеровкой и оболочкой

имеется теплоизоляция из минераловатных плит или матов. При многоствольных

трубах внутри образуется вентилируемое пространство между стволами, где монти-

руются лифт и площадки.

Конструкции и размеры фундаментов здания и оборудования определяются

действующими нагрузками и качеством грунта. Применение фундаментов из сбор-

ных железобетонных конструкций повысило индустриальность строительства. При

шаге колонн 12 м нагрузка на фундамент возрастает. В этом случае используется

фундаментная лента таврового сечения, собираемая из плит, имеющих паз. В паз

укладывается ребровая балка прямоугольного сечения, на которую устанавливают

колонны. Фундаменты котлов и вспомогательного оборудования углубляют до от-

метки фундамента здания. Фундаменты котлов состоят из башмаков и подколенни-

ков,

на которые ставят металлические колонны каркаса котла. Фундаменты турбин

выполняются сборными из железобетона. Внизу устанавливается массивная моно-

литная железобетонная плита, а сверху ригелей и балок — вторая монолитная

железобетонная плита, на которой размещаются рамы турбины и генератора.

12.4.

Варианты

размещения

оборудования

при компоновке

главного

корпуса

ТЭС

Компоновка котельного цеха и ТЭС в целом в значительной степени зависит

от вида топлива, способа его подготовки к сжиганию и конструкции котла.

При использовании газа и мазута отпадает необходимость в бункерном помеще-

нии и оборудовании для пылеприготовления.

Для углей марки АШ применяются системы пылеприготовления с промежуточ-

ным бункером пыли и с шаровыми барабанными тихоходными мельницами, разме-

щаемыми на нулевой отметке бункерного помещения. Каменные угли (в том числе

и марки Т) размалываются в среднеходных и молотковых мельницах, бурые угли —

в молотковых мельницах или мельницах-вентиляторах. Мельницы трех последних

типов устанавливаются около топочной камеры при индивидуальной системе

пылеприготовления и непосредственной подачи пыли в топку.

294

12.4.

Варианты

размещения

оборудования

при

компоновке

главного

корпуса

ТЭС

Ранее применялись преимущественно котлы с П-образной компоновкой поверх-

ностей нагрева. Для крупных энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт, рабо-

тающих на экибастузских и канско-ачинских углях, применяют котлы с Т-образной

компоновкой поверхностей нагрева и с двумя конвективными шахтами.

При эксплуатации газомазутных котлов для подогрева воздуха широко исполь-

зуются компактные регенеративные воздухоподогреватели типа РВП, а при экс-

плуатации пылеугольных котлов — крупногабаритные трубчатые воздухоподогре-

ватели, устанавливаемые в обоих случаях на открытом воздухе.

При работе на твердом топливе приходится выбирать место для бункерной эта-

жерки. Возможны два основных решения:

а) размещение ее со стороны машинного зала (внутреннее бункерное помещение);

б) размещение ее у наружной стены котельного цеха.

В первом случае возникает темный фронт котлов и отсутствуют дневное осве-

щение и аэрация рабочего места обслуживания котлов. Во втором случае сущест-

вует проблема с отводом дымовых газов от котлов к дымовым трубам через весь

котельный цех. В настоящее время отдается предпочтение первому решению, по-

скольку управление работой котлов осуществляется с блочного щита.

В машинном зале применяется продольное или поперечное расположение тур-

бин. В первом случае уменьшаются ширина пролетов и стоимость мостового крана

и ферм перекрытия, однако увеличивается продольная длина машинного зала

по сравнению с котельным цехом. Происходит продольное смещение турбин отно-

сительно котлов, возрастающее по мере дальнейшего расширения ТЭС. Соответст-

венно возрастает длина паропроводов между котлами и турбинами. При попытке

смещения котлов ближе к турбинам в котельном цехе в этом случае возникает

неиспользуемое пространство между котлами и создается проблема его заполнения.

На блочных газомазутных ГРЭС с турбинами К-800-240 при продольном их

расположении в машинном зале с использованием промежуточного перегрева

пара, когда котлы должны быть максимально приближены к турбинам, это приве-

ло к появлению дорогой (капиталоемкой) так называемой зубчатой компоновки

главного корпуса ТЭС с расчленением котельного цеха на отдельные отсеки и

установкой в каждом из них своего котла с мостовым краном для монтажа и

ремонта. Частично удешевить такую компоновку удалось, применив встречное

попарное продольное размещение турбин в машинном зале за счет поворота их

своими паровыми сторонами навстречу друг другу в отличие от последовательно-

го их размещения, когда они своими паровыми сторонами повернуты в одну сто-

рону — обычно в сторону постоянного торца главного здания. Это позволило раз-

местить в каждом отсеке котельного цеха не по одному, а по два котла с общим

мостовым краном (рис. 12.3).

Промежутки между секциями котельного цеха при «зубчатой» компоновке

заполняются устанавливаемыми на открытом воздухе главными повысительными

трансформаторами, циркуляционными насосами и другими объектами. Главным

недостатком «зубчатой» компоновки является появление двух дополнительных

торцовых капитальных ограничительных стен у отсеков котельного цеха.

На Березовской ГРЭС-1 с блоками мощностью по 800 МВт, работающей на камен-

ном угле, при продольном размещении турбоагрегатов в машинном зале такая

проблема не возникла. Здесь удалось отказаться от дорогой и неудобной «зубча-

той» компоновки главного корпуса (рис. 12.4). Этому способствовало применение

295

296

•XiX

IXIX

PXl>

1У

pVl

жжж"т~жжжж~$~>

XDfiXlxiX'XIXI

IX I

1ДЛЛАААААА

.»

24000

^Помещение сборок

задвижек

Помещение

маслоохладителей

трансформаторов

Рис. 12.3. Компоновка главного корпуса газомазутной электростанции с энергоблоками мощностью по 800 МВт при продольном располо-

жении турбины в машинном зале («зубчатая» компоновка), а — поперечный разрез главного корпуса ГРЭС (условные обозначения —

см.

рис. 12.3, вид в)

Вентиляционная

отопительная

установка

Граница блока

297 Рис. 12.3. Компоновка главного корпуса газомазутной электростанции с энергоблоками мощностью по 800 МВт при продольном располо-

жении турбины в машинном зале («зубчатая» компоновка), б— план энергоблока (условные обозначения — см. рис. 12.3, вид в)

298

Ось железно-

дорожного заезда

Рис. 12.3. Компоновка главного корпуса газомазутной электростанции с энергоблоками мощностью по 800 МВт при продольном расположении

турбины в машинном зале («зубчатая» компоновка), в — план главного корпуса ГРЭС:

I — турбина; 2 — генератор; 3 — возбудитель генератора; 4 — насосы водяных эжекторов конденсаторов; 5 — конденсатные насосы; б—9 — ПНД; 10,

II — подогреватели уплотнений; 12 — охладитель циркуляционной воды генератора; 13 — насос замкнутой системы газоохладителей генератора; 14—

16 — ПВД; 17 — бустерный насос; 18 — питательный турбонасос (ПТН); 19 — приводная турбина питательного насоса; 20 — конденсатор приводной

турбины; 21 — целлюлозный фильтр блочной обессоливающей установки; 22 — фильтр смешанного действия БОУ; 23 — охладитель огнестойкой жид-

кости; 24 — насос системы регулирования; 25, 26 — насосы системы смазки; 27 — циркуляционный насос; 28, 29 — подогреватели сетевой воды; 30 —

деаэраторный бак; 31 — деаэрационная колонка; 32 — паровой котел; 33 — центробежная воздуходувка котла под наддувом; 34 — турбопривод возду-

ходувки; 35 — воздухоподогреватель; 36, 37 — мостовые краны; 38—41 — кран-балки; 42 — монорельс; 43 — кран полукозловой переносный; 44 —

кран; 45 — насосы для охлаждения огнестойкой жидкости; 46 — сливные насосы ПНД; 47 — фильтры выносной регенерации БОУ

014,5

«—Ч .360.00

Рис. 12.4. Компоновка главного корпуса пылеугольной Березовской ГРЭС-1 с энергоблоками мощно-

стью по 800 МВт:

а — поперечный разрез: / — турбина К-800-240; 2 — паровой котел марки П-67; 3 — мельницы-вентиля-

торы; 4 — трубчатый воздухоподогреватель; 5 — электрофильтр; 6 — дымосос; б — план главного корпуса:

/ — вспомогательные помещения; 2 — помещения химводоочистки и насосного отделения; 3 и 3' — первый

и второй вводы топливоподачи в главный корпус здания; 4 — бытовые помещения; 5 — БЩУ; 6 — трубо-

проводный этаж

299

Глава 12. КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА И

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ

ПЛАН ТЭС

Т-образной компоновки поверхностей нагрева котлов с двумя конвективными шах-

тами, что привело к увеличению ширины котельных ячеек. Она приблизилась

к продольному размеру ячеек турбин.

Рассмотрим второй вариант размещения турбин в машинном зале — поперечное.

В этом случае увеличиваются ширина пролета для мостового крана в машинном зале

и стоимость крана. Турбины при этом должны быть повернуты паровыми сторонами

к котельному цеху, чтобы сократить длину паропроводов и других коммуникаций, за

счет чего улучшается компоновка оборудования на ТЭС. Поэтому поперечное разме-

щение турбин в машинном зале является желательным.

Поперечная компоновка турбин в машинном зале применяется на большинстве

ТЭЦ и ГРЭС с единичной мощностью турбин до 300 МВт. Такое расположение

турбин в машинном зале было использовано и для блоков мощностью 500 МВт

на Экибастузской ГРЭС-1 (рис. 12.5). Но, по-видимому, единичная мощность тур-

бин 500 МВт является максимальной для их поперечного размещения в машинном

зале.

Исключением явилось лишь поперечное расположение турбин в машинном

зале для блоков мощностью по 1200 МВт на Костромской ГРЭС. Однако для этого

пришлось применить дорогую двухпролетную компоновку машинного зала с про-

межуточным рядом колонн и с двумя мостовыми кранами (рис. 12.6). Во втором

(внешнем) пролете машинного зала разместились электрический генератор и его

возбудитель.

В большинстве случаев компоновочные решения для главного корпуса ТЭЦ

и КЭС при блоках с единичной мощностью до 300 МВт аналогичны.

Крупные горизонтальные сетевые подогреватели отопительных ТЭЦ размеща-

ются в конденсационном помещении машинного зала под турбоагрегатами анало-

гично конденсаторам турбин. Менее габаритные вертикальные сетевые подогрева-

тели устанавливаются отдельно от регенеративных подогревателей на отдельном

каркасе в открытой сверху части конденсационного помещения, обслуживаемой

главным мостовым краном.

Сетевые насосы располагаются на нулевой отметке конденсационного помеще-

ния в том же свободном проеме, обслуживаемом мостовым краном машинного

зала. Часть сетевых насосов иногда устанавливается на нулевой отметке котель-

ного цеха между котлами на свободном месте с использованием для их монтажа

и ремонта мостового крана котельного цеха.

Дополнительной проблемой компоновки отопительной ТЭЦ является размеще-

ние пиковых водогрейных котлов (ПВК). Обычно для ПВК на территории ТЭЦ

сооружается отдельное здание за дымовой трубой. Для выброса продуктов сгора-

ния ПВК используются главные дымовые трубы ТЭЦ. Модернизированные ПВК

типа КВГМ для этого имеют собственные дымососы.

Для ряда теплофикационных турбин (типов ПТ-135, Т-175, Р-100, Р-50, ПТ-80,

ПТ-60 и Т-110) на параметры пара 13 МПа, 560 °С был разработан проект унифи-

цированной ТЭЦ-ЗИТТ. В качестве парового котла использовался котел Барнауль-

ского котельного завода производительностью 420 т/ч.

На рис. 12.7 приведен один из вариантов компоновки главного корпуса про-

мышленно-отопительной ТЭЦ-ЗИТТ. Продольный размер ячейки унифицирован-

ного парового котла составляет 30 м. Продольный размер секции турбоагрегата

зависит от типа турбины. Для турбин типов ПТ-135 и Т-175 он равен 60 м, что

300