- функциональное зонирование территории с учетом технологических связей, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, видов транспорта, грузооборота и очередности строительства;
- рациональное устройство производственных, транспортных и инженерных связей на промышленной площадке, а также с населенным пунктом;
- оптимальный выбор подъездных и пешеходных путей, обеспечивающих безопасное и с наименьшими затратами времени передвижение персонала между строительством и жилпоселком;
- возможность расширения и реконструкции электростанции;
- организацию единой системы обслуживания: культурно-бытового, коммунального, медицинского и др.;
- создание единого архитектурного комплекса.
Объединение при проектировании КЭС главного корпуса с другими цехами и службами электростанции (химводоочисткой, пиковой котельной и др.) нерационально в связи с большой площадью и объемом главного корпуса, в котором невозможно расположить вспомогательные цеха с полным использованием объема здания.
Площадка электростанции по ее функциональному назначению должна быть разделена на четыре зоны: предстанционную, расположенную перед проходной и предназначенную для приема работающих и стоянки автомашин; производственную; подсобную и складскую. Если по технологическим, санитарно-гигиеническим условиям и противопожарным правилам представляется возможным, то промышленную, подсобную и складскую зоны следует объединять блокировкой промышленных объектов основного и производственного назначения с подсобно-вспомогательными и складскими.
Компоновка генплана КЭС. Приближение главного корпуса к источнику водоснабжения и снижение нулевой отметки главного корпуса для сокращения длины циркуляционных водоводов и сокращения расхода электроэнергии на техническое водоснабжение являются одними из основных требований при разработке плана застройки КЭС.
Объединенный вспомогательный корпус и другие подсобные производственные здания и сооружения располагаются со стороны постоянного торца главного корпуса, что позволяет сократить длину коммуникаций, которые подводятся к главному корпусу только со стороны постоянного торца. Такое размещение зданий позволяет расположить железнодорожные и автодорожные подъезды как к главному корпусу, так и к другим сооружениям.
Расположение ОРУ с фасадной стороны машинного зала, обеспечивающее минимальную длину электрических связей, противоречит требованию максимального приближения машинного зала к водохранилищу. Приближение главного корпуса к водохранилищу сужает площадку ОРУ и усложняет выводы линий электропередачи. Однако и такое решение не обеспечивает существенных снижения напора циркуляционных насосов и укорочения водоводов. В последних проектах КЭС главный корпус приближен к водохранилищу, а ОРУ перенесены за угольный склад или за постоянный торец главного корпуса. При этом электрические связи удлиняются, но резко сокращается длина циркуляционных водоводов и уменьшается разность отметок между конденсационным помещением и водохранилищем.
На примерах компоновки промплощадки КЭС, предназначенной для работы на угольном топливе, рассмотрим ряд вариантов взаимного расположения главного корпуса, угольного склада, водохранилища и ОРУ.
Вариант 1 (рис. 2.10) — ОРУ расположены между главным корпусом и водохранилищем; для выводов ЛЭП вправо и влево от электростанции предусмотрены коридоры. Между фасадной стеной машинного зала и берегом водохранилища необходима площадка шириной около 300 м. Этот вариант размещения ОРУ может оказаться целесообразным в тех случаях, когда площадка, отведенная для электростанции, имеет незначительные уклоны и удаление главного корпуса от водохранилища не приводит к значительному повышению отметки конденсационного пола и существенному увеличению расхода электроэнергии на циркуляционное водоснабжение, а также при условии сооружения между главным корпусом и ОРУ подводящего канала. Такое расположение канала удовлетворяет требованию сокращения длины водоводов и высоты подъема циркуляционной воды, а также облегчает связь трансформаторов, установленных у стены машинного зала, с ОРУ.
Наблюдения, проведенные на водоотводящих открытых каналах, расположенных между ОРУ и главным корпусом, показали, что парение воды канала не приводит к образованию гололеда на проводах и сооружениях. Обслуживание ОРУ не вызывает неудобств для эксплуатационного персонала, так как через канал перебрасывают легкие переходные мостки.
Этот вариант применяется во всех случаях, когда возможен подвод воды по каналу, проложенному параллельно машинному залу.
Вариант 2 (рис. 2.11) — ОРУ размешены со стороны постоянного торца главного корпуса. Для соединительных перемычек между повысительными трансформаторами, устанавливаемыми возле главного корпуса, и их ячейками на ОРУ между водохранилищем и трансформаторами предусмотрена полоса шириной около 50 м, а между фасадом машинного отделения и водохранилищем — около 60 м.
Такая компоновка сокращает расстояние от пруда охладителя до главного корпуса с 300 до 50 м. Очевидно, второй вариант целесообразен, если рельеф площадки имеет значительный уклон к водохранилищу. Но этот вариант требует площадей нужных размеров для размещения высокоразвитого ОРУ со стороны постоянного торца главного корпуса и дополнительных затрат на выполнение перемычки между трансформаторами и ОРУ, что компенсируется сокращением затрат на циркуляционные трубопроводы и земляные работы, а также снижением эксплуатационных расходов за счет уменьшения напора циркуляционных насосов.
Вариант 3 (рис. 2.12) — ОРУ размещены за угольным складом. Соединения повысительных трансформаторов с их ячейками на ОРУ выполняют с помощью перемычек, проходящих над главным корпусом. Перемычки подвешиваются на специальных опорах, установленных около повысительных трансформаторов и около порталов ОРУ, и на кронштейнах, укрепленных на дымовых трубах. Вместо дымовых труб могут быть использованы опоры, установленные на покрытии главного корпуса. Этот вариант целесообразен, если для электростанции отведена площадка, имеющая сильно выраженный рельеф, при котором оказывается существенным размещение главного корпуса возможно ближе к водохранилищу. Недостатком этого варианта является удаление ОРУ от центрального щита управления, расположенного в главном корпусе (около 360 м), что помимо удлинения и удорожания связей приводит к неудобству и усложнению обслуживания ОРУ из-за пересечения персоналом железнодорожных путей, достаточно интенсивно загруженных составами с углем.
Поэтому вариант не рекомендуется для КЭС, работающих на угольном топливе, применение его возможно для КЭС, работающих на газе или мазуте (например, Конаковская ГРЭС мощностью 2400 МВт), где нет разветвленных железнодорожных путей и угольного склада.
Вариант 4 (рис. 2.13) отличается от предыдущего варианта смещением угольного склада в сторону постоянного торца главного корпуса. При таком расположении угольного склада можно уменьшить расстояние от главного корпуса до ОРУ. Вариант 4 в эксплуатационном отношении имеет то преимущество, что под проводами перехода нет угольного склада, что позволяет снизить высоту опор со стороны ОРУ.
Выбор того или иного варианта размещения основных сооружений тепловой электростанции должен определяться на основе технико-экономических расчетов в соответствии с местными условиями и учетом капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
Примеры использования приведенных вариантов компоновок для конкретных электростанций приведены ниже.
Генеральный и ситуационный планы Экибастузской ГРЭС-1. Топливное хозяйство и схема блокировки вспомогательных зданий, сооружений и служб позволили сократить количество зданий и сооружений, расположенных на генеральном плане (рис. 2.14). Вспомогательные службы объединены в одном корпусе (ОВК), с едиными бытовыми помещениями и с закрытой площадкой для центральных ремонтных мастерских. Отдельно, вне объединенного корпуса, запроектированы только те сооружения, блокировка которых нецелесообразна или недопустима по санитарным и противопожарным условиям эксплуатации электростанции.
Компоновка основной площадки Экибастузской ГРЭС-1 принята по варианту 2 взаиморасположения. Вынос за ограду промплощадки и расположение рядом с угольным складом мазутно-масляного хозяйства улучшает санитарные и противопожарные условия эксплуатации электростанции. К недостатку такого расположения можно отнести необходимость туннельной прокладки мазутомаслопроводов под железнодорожными путями и удлинение их трасс.
В итоге рациональной блокировки и компоновки зданий и сооружений Экибастузской ГРЭС-1 генеральный план имеет коэффициент застройки основной площадки 20% и четкое разделение зон промплощадки, ОРУ и топливного хозяйства. Все сооружения Экибастузской ГРЭС-1 потребовали общей площади отчуждения земель в 5,5 тыс. га. Жилищный и культурно-бытовой комплексы располагаются на территории города, там же располагается база ОРС ГРЭС-1 и база Главснаба. Связь ГРЭС-1 с городом осуществлена железнодорожным и автомобильным транспортом по специально построенным шоссейной и железной дорогам.
Генеральный план Березовской ГРЭС-1 (рис. 2.15) предусматривает разделение всей площади строящейся Березовской ГРЭС-1 на зоны, в которых располагаются сооружения одинакового функционального назначения. В первой зоне располагаются основные сооружения: главный корпус, обращенный машинным залом к водохранилищу, между ними — открытая установка трансформаторов 230 и 500 кВ, открытый отводящий канал и открытый подводящий канал технического водоснабжения с блочными насосными; инженерно-лабораторный корпус; объединенно-производственный корпус — с химводоочисткой, ЦРМ; материальный склад; во второй зоне — пускоотопительная котельная с дымовой трубой, масло-мазутохозяйство и пожарное депо; в третьей зоне — угольный склад с трактом топливоподачи и экипировочный транспортный блок.
Топливо с Березовского карьера открытой разработки до угольного склада электростанции подается конвейерными лентами длиной 14,5 км.
Технико-экономические показатели основной площадки и площади отчуждения земли для строительства электростанции даны в табл. 2.8 и 2.9. Общая площадь отчуждаемых земель 5184 га.
Генеральный план Костромской ГРЭС (блок 1200 МВт) (рис. 2.16). Первая очередь Костромской ГРЭС имеет мощность 2400 МВт (8 блоков по 300 МВт). Расширение осуществлено одним блоком мощностью 1200 МВт, расположенным на территории первой очереди электростанции.
Главный корпус блока 1200 МВт расположен параллельно главному корпусу первой очереди. В разрыве главных корпусов расположено здание административно-бытового комплекса, около дымовых труб блока 1200 МВт и первой очереди расположена химводоочн-стка. Параллельно машинным залам блока 1200 МВт и первой очереди проходит открытый подводящий канал технического водоснабжения с блочной насосной для блока 1200 МВт и двумя насосными первой очереди. За открытым каналом расположены ОРУ 500 и 220 кВ. За железнодорожными путями расположены очистные сооружения, мазутное хозяйство и маслохозяйство с насосными и железнодорожными путями фронта слива мазута и масла, а также площади для шламоотвалов. В общем осуществлен принцип зонирования территории основной площадки по функциональному назначению. Генплан соответствует 1 варианту расположения основных сооружений для КЭС.
Схема объектов электростанции приведена на рис. 2.17. Общая площадь отчуждения земель для блока 1200 МВт составляет 718,4 га, из них количество отчуждаемых земель, пригодных для сельскохозяйственных нужд, составляет: пашни — 267,4 га, выгоны — 14,3 га, луга — 204 га, леса — 83 га.
Как видно из табл. 2.8, до 50 % и более отведенной земли для сооружения конденсационных электростанций, работающих на твердом топливе, занимается под золоотва-лы и водохранилища. На третьем месте находится жилпоселок и на четвертом — основная промплощадка и примерно наравне с ней стройбаза. Дальнейшее сокращение площадей под жилье и стройбазу может быть обеспечено повышением этажности застройки жилпо-селка и переходом на районные производственные комплектовочные базы. Эти мероприятия по расчету должны уменьшить отвод земли для жилпоселка и стройбазы не менее чем на 50 % (пример стройбазы Экибастузских ГРЭС-2, -3, -4 и Березовской ГРЭС).
Сложнее обстоит дело с водохранилищами. Так как естественных источников технического водоснабжения для крупных КЭС становится все меньше и использовать природные условия для создания глубоких (до 20 м) водохранилищ в местах технико-экономически выгодного месторасположения электростанции удается редко.
Генеральный план ТЭЦ
Генеральным планом вся территория строящейся ТЭЦ делится на зоны, в которых располагаются сооружения одинакового функционального назначения. Так, в первой зоне (зоне основных сооружений) размещаются: главный корпус, дымовые трубы, пусковая котельная, градирни с насосной оборотного водоснабжения, химводоочистка, инженерно-бытовой корпус и столовая; во второй зоне (зоне вспомогательных сооружений) — ремонтные мастерские, материальный склад, компрессорная, склад взрывоопасных материалов, ГРП и перекачивающие насосные станции; в третьей зоне предусмотрено сооружение мазутного хозяйства, очистных сооружений. фекальных и замазученных вод и комплекса насосной станции горячего водоснабжения; в четвертой зоне — комплекс зданий и сооружений железнодорожной станции ТЭЦ и пожарное депо.
Строительно-монтажная база, как и для КЭС, располагается со стороны временного торца главного корпуса и включает в себя административно-бытовой корпус, бетонно-растворный завод, складское хозяйство со строительно-монтажными площадками, мастерские строительного управления и субподрядных организаций, а в некоторых случаях и автохозяйство со стоянкой машин и заправочной станцией, складом горючих и смазочных материалов.
Обычно ТЭЦ сооружают на территории промышленного предприятия или города, в непосредственной близости от цехов, потребляющих теплоту, или жилых массивов. Основной задачей при размещении зданий и сооружений ТЭЦ является выбор наиболее экономичных линий электропередачи и тепловых сетей, железных и автомобильных дорог, а также обеспечение возможности выделения в дальнейшем ТЭЦ в самостоятельное предприятие (при первоначальном размещении ТЭЦ на общей площадке с предприятием — потребителем тепловой энергии).
При разработке плана застройки площадки ТЭЦ необходимо предусматривать максимальное кооперирование с близлежащими предприятиями объектов железнодорожного транспорта, автомобильных дорог, жилого поселка, надземных и подземных коммуникаций, золоотвала, очистных сооружений. В связи с тем что на ТЭЦ циркуляционная вода в конденсаторы турбин подается обычно из градирен, вопрос о приближении ТЭЦ к берегу реки или пруда-охладителя не стоит так остро, как при проектировании площадки КЭС.
В качестве примера застройки промплощадки ТЭЦ, работающей на мазуте, рассмотрена компоновка генерального плана Ростовской ТЭЦ-2 (рис. 2.18).
В проекте в достаточной мере использованы блокировка отдельных зданий и широкое кооперирование с другими близлежащими объектами города. Так, на территории ТЭЦ нет распределительного устройства, для этой дели использовано распределительное устройство, расположенное в городе. Принятое расположение зданий и сооружений обеспечивает хорошую технологическую связь между ними и компоновку основной площадки с коэффициентом застройки 25 %. Однако блокировка зданий осталась недостаточной, что характеризуется наличием на основной площадке 23 зданий. Кроме того, из общего отвода земли на основную площадку, равную 59 га, количество отчуждаемых земель, пригодных для сельского хозяйства, составляет 23,97 га пашни и 6,86 га выгонов. Данные, характеризующие генеральный план Ростовской ТЭЦ-2 и генпланы других ТЭС, приведены в табл. 2.9.
Несмотря на неблагоприятные условия местности компоновочные решения генерального плана позволили достигнуть высокого коэффициента использования территории, равного 70%, а раскрытие продольного фасада главного корпуса в сторону города за счет переноса градирен на сторону котельной способствовало архитектурной выразительности крупного промышленного объекта.
Широкая блокировка, являющаяся примером для применения, выполнена при проектировании газомазутной ТЭЦ. На рис. 2.19 приведены варианты общего вида газомазутной ТЭЦ до и после блокировки. После блокировки площадь застройки уменьшена на 15,5—9,6=5,9 га, количество зданий уменьшено с 13 до 5.
При сопоставлении показателей отечественных и зарубежных ТЭС необходимо иметь в виду, что принципы формирования промпло-щадок зарубежных ТЭС отличаются набором зданий и сооружений вспомогательных и ремонтных служб. Так, в состав промплощадок зарубежных ТЭС входят только здания и сооружения основного производства, что резко сокращает территорию промплощадки в ограде, количество зданий и сооружений (отсутствуют ремонтно-механические мастерские, складское хозяйство, азотно-кислородная установка, ацетиленовая станция со складом карбида и т. д.). При включении в состав промплощадок зарубежных ТЭС вспомогательных зданий и сооружений показатели по генеральному плану будут мало отличаться от показателей отечественных ТЭС.
Отличие в показателях может также объясняться климатическими условиями, применением низкокалорийного и многозольного топлива, требующего больших площадей под склад топлива, наличием ремонтных площадок в главном корпусе и т. п.