ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК
Современные теплогенерирующие установки должны удовлетворять следующим требованиям: 1) иметь простую и экономичную транспортировку теплоты к потребителю; 2) позволять размещение вблизи источников теплоснабжения складов для топлива и шлака; 3) иметь наиболее рациональную схему топливоподачи и шлако- золоудаления; 4) затраты на сооружение здания для источников теплоснабжения должны быть минимальными; 5) иметь наилучшие условия труда эксплуатационного персонала; 6) быть высокоэкономичными и безопасными при эксплуатации; 7) удовлетворять требованиям охраны труда. Проектирование теплогенерирующих установок состоит из трех стадий: а) составления проектного задания с определением ориентировочной стоимости строительства и стоимости единицы тепловой энергии; 6) выполнения технического проекта со сметами; в) изготовления рабочих чертежей. Проектное задание должно выявить техническую и экономическую целесообразность сооружения или реконструкции источников теплоты в намеченные сроки и дать ясные указания по выбору площадки для постройки здания, источника и системы водоснабжения, рода топлива и системы топливоподачи и золоудаления, а также по определению типа мощности, числа агрегатов и по наиболее целесообразной компоновке основных сооружений и размещению в них оборудования. Кроме того, в проектном задании определяют ориентировочную стоимость сооружения источников теплоснабжения и стоимость единицы вырабатываемой энергии (1 кВт-ч, 1 т пара или 1 кДж).
Технический проект выполняют только на основе утвержденного проектного задания и действующих правил и норм исходя из выделенного основного оборудования и уточненных данных, полученных в результате дополнительных изысканий и обследования. В техническом проекте решают основные вопросы, связанные: с разработкой рабочих чертежей, выдачей заводам заказа на поставку основного и вспомогательного оборудования и материалов; с составлением технической сметы и определением технико-экономических показателей теплогенерирующих установок.
Рабочие чертежи выполняют только согласно утвержденному техническому проекту и техническим данным (чертежам, техническим условиям и характеристикам) на выделенное оборудование в объеме, достаточном для производства строительных и монтажных работ. При проектировании во всех стадиях должны быть максимально использованы типовые проекты как теплогенерирующих установок в целом, так и отдельных их элементов.
Проекты должны быть разработаны комплексно и содержать следующие разделы: 1) общую часть и генплан; 2) тепломеханическую часть, включая топливный склад и топливоподачу; 3) электрическую часть; 4) водоснабжение; 5) химводоочистку; 6) строительную часть; 7) сантехническую часть; 8) организацию строительства; 9) сметы и сметно-финансовые расчеты; 10) организацию эксплуатации. Проектирование на всех стадиях обычно поручают одной проектной организации, которая в случае необходимости может привлекать специализированные организации по отдельным элементам проектирования (например, по изысканиям). Компоновкой котельной называется взаимное расположение основного и вспомогательного оборудования, установленного в здании. Типы компоновки различаются между собой и зависят от назначения котельной, от параметров воды и пара, рода топлива, способа его сжигания, конструкции котлов, их производительности и т, д. В соответствии с принятым типом компоновки котельная может состоять из следующих помещений: помещения
для установки котла, насосной, химводоочистки, экономайзерно-дымососной, склада топлива, служебно-бытовых помещений. В зависимости от тепловой производительности котельного агрегата вспомогательное оборудование, хвостовые поверхности нагрева (экономайзеры или воздухоподогреватели), тягодутьевые установки и оборудование для очистки продуктов сгорания могут быть групповыми или индивидуальными.
Групповое вспомогательное оборудование устанавливают, как правило, вместе с котельными агрегатами производительностью менее 8 ГДж/ч в небольших отопительных котельных, а индивидуальное — во всех остальных случаях. Котлы устанавливают на первом этаже. При наличии золового этажа фронт котлов должен находиться на втором этаже. Фронт всех котельных установок должен находиться на одном уровне. Расстояние от стены до фронта котла или до выступающих частей топок должно быть не менее 3 м. Для котлоагрегатов, оборудованных механическими топками, и котельных установок, работающих на газе или мазуте, это расстояние должно быть не менее 2 м. Расстояние между газогоре- лочными устройствами и выступающими частями стены должно быть не менее 2 м. Перед фронтом котельных установок разрешается устанавливать дутьевые вентиляторы, насосы и тепловые щиты с обеспечением свободных проходов шириной 1,5 м.
Расстояние между котлами производительностью до 4 т/ч принимают равным 1—1,5 м, а производительностью свыше 4 т/ч—2 м. Между крайним котельным агрегатом и стеной разрешается уменьшать расстояние до 1,3 м. Чугунные секционные котлы в целях сокращения длины котельного зала разрешается устанавливать попарно. Ширина прохода между отдельными выступающими частями, расстояние между котлами и задней стеной, а также проходы между оборудованием должны быть 1 м. Высоту котельного зала определяют исходя из обеспечения удобства работы. Она должна быть на 2 м выше самой верхней площадки. Площадки для обслуживания арматуры и контрольно-измерительных приборов должны иметь ширину не менее 600—800 мм, а ширина лестниц должна составлять 600 мм. На первом этаже котельной размещают также экономайзеры, воздухоподогреватели, питательные, подпиточные, рециркуляционные и сетевые насосы, оборудование для химической обработки воды. При наличии свободного места это оборудование располагают в общем зале и не предусматривают для него специального помещения.
Питательные баки устанавливают на уровне, превышающем на 6—8 м уровень установки питательных насосов, с таким расчетом, чтобы последние всегда находились под заливом. Такое расположение питательных баков особенно необходимо при наличии термической деаэрации питательной воды, а также во избежание явления кавитации в питательных насосах (вскипания воды во всасывающем патрубке насоса при возможном разряжении) под необходимым давлением. В ряде случаев деаэраторные питательные баки устанавливают вне помещения котельных (на крыше).
Для снижения высоты установки питательных баков температуру воды после деаэратора снижают до 70 °С подогревом воды в нагревателе. Конденсатные баки при самотечном возврате конденсата устанавливают в приямках котельной ниже уровня пола на 3,5—4 м. Если конденсат возвращается по напорным конденсатопрово- дам, то конденсатные баки можно не устанавливать, а подавать его непосредственно в бак-деаэратор. Водопо- догреватели сетевой воды и конденсатоохладители размещают, как правило, на площадках, расположенных на уровне второго этажа или на первом этаже. Административные и бытовые помещения располагают на втором- третьем этаже.
Компоновка водогрейной котельной с котлами типа ТВГМ-30, работающими иа газе, показана на рис. 13.1. Особенность этой компоновки заключается в том, что все насосы, имеющиеся в котельной, размещены вдоль фронта котельных устройств. Это позволяет обслуживать их одним грузоподъемным устройством — однобалочным краном; кроме того, в котельной вентиляторы и дымосомые вне здания котельной. Дымовые газы от паровых котлов удаляются через общую для них дымовую трубу. Оборудование для химической водоочистки и насосы располагают в здании котельной, а деаэраторную установку располагают открыто. Такая компоновка позволяет производить расширение как водогрейной, так и паровой части котельной.
Компоновку теплоподготовительных устройств в пределах котельной выполняют по-разному. В котельных установках с котлами типа ДКВР, имеющими высоту здания не более 8—10 м, для нагрева сетевой воды применяют горизонтальные пароводяные подогреватели. Последние выполняют в виде блока вместе с охладителем конденсата и в собранном виде поставляют на место монтажа. Блоки подогревателей сетевой воды, располагаемые на высоте 7 м, трубопроводами соединены с сетевыми насосами, которые так же, как и подпиточные насосы, размещают на полу котельной. В котельных с высотой помещения 18—20 м, как правило, устанавливают вертикальные пароводяные подогреватели.
Архитектурная компоновка котельных. Для защиты от воздействия атмосферных осадков и замерзания воды котлы и вспомогательное оборудование располагают в специальных помещениях, в отдельных зданиях или в помещениях, непосредственно примыкающих к отапливаемым зданиям. Расположение оборудования в котельной должно быть удобным и безопасным при эксплуатации, иметь простую схему коммуникаций трубопроводов и минимальную площадь. Котельные, сооружаемые на территории промышленных объектов, в зависимости от климатических условий могут быть закрытыми, полуоткрытыми и открытыми. Котельные, где все основное и вспомогательное оборудование размещено в помещениях, называются закрытыми. Такие котельные сооружают на территориях жилых массивов, а также на промышленных предприятиях при расчетной температуре наружного воздуха —30°С и ниже. Полуоткрытые котельные, в которых оборудование установлено на открытом воздухе, не требуют постоянного надзора (например, дымососы) и применяются в районах с расчетной температурой наружного воздуха, колеблющейся в пределах от ~-20 до —30 °С. В открытых котельных защищены только котлы и имеются закрытые служебно-бытовые помещения. Такие котельные сооружают в районах, где расчетная температура наружного воздуха составляет —20 °С и выше. Однако в этих случаях котлы должны быть защищены от атмосферных осадков и приняты меры против замерзания воды в трубопроводах, арматуре и других элементах.
Здания котельных включают следующие помещения: котельный и машинный (при выделении насосов в специальное помещение) залы, мастерские, служебные, бытовые и при необходимости зольные. Котельная также имеет помещения для трансформаторных подстанций и газораспределительного пункта. Размещение оборудования, а следовательно, и отдельных помещений в котельной должно учитывать возможность ее расширения без прекращения работы. Для этой цели в зданиях котельных одну из торцовых стен оставляют свободной. В котельных не разрешается устраивать подвальных этажей,
Все оборудование (за исключением конденсатного и частично золоудаления) должно устанавливаться на уровне прилегающей территории или несколько выше. При высоком уровне стояния грунтовых вод предусматривают надежные мероприятия против проникания воды в заглубленные помещения. Основания полузаглублен- ных дымовых боровов каналов и подсобных сооружений должны находиться на 300 мм выше уровня стояния грунтовых вод.
Котельные, как правило, размещаются в отдельно стоящих зданиях. Блокирование котельной с другими производственными зданиями разрешается только в тех случаях, когда это допускается технологией основного производства, санитарно-гигиеническими требованиями и целесообразностью планировки участка. Для встроенных котельных разрешается установка паровых котлов с давлением пара до 0,7 105 Па и водогрейных котлов с температурой нагрева воды до 115 °С.
Невозможность блокирования котельных с другими зданиями объясняется следующими основными санитарно-гигиеническими и техническими факторами. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий котельные, работающие на местном топливе при максимальном расходе до 3,5 и 10 т/ч, должны иметь санитарно-защитные зоны шириной соответственно 75, 100 и 125 м. Соблюдение требуемой санитарно-защитной зоны влечет за собой необходимость отделения здания котельных от других сооружений. Отделение котельной от других зданий диктуется также и техническими соображениями: ее расширением, размещением оборудования для улавливания золы из продуктов сгорания, расположением оборудования для топливоподачи, шлако- и золоудаления и обеспечением фронта котлоагрегата естественным освещением.
В соответствии с Правилами Госгортехнадзора искусственное освещение котельных должно быть выполнено в двух вариантах: рабочее — от общей электросети и резервное— с самостоятельным источником питания. В котельных с производственной площадью менее 250 м2 в качестве аварийного освещения разрешается применять переносные электрические фонари. Минимальная освещенность отдельных рабочих мест должна быть: для контрольно-измерительных приборов и пультов управления—50; для фронта котлов, помещения химической водоочистки, приборов автоматики и управления оборудования — 20; для площадок обслуживания котлов— 10лк.
Здания котельных должны иметь отопление и естественную вентиляцию, обеспечивающие удаление загрязненного воздуха и поддержание необходимой температуры в производственных помещениях: зимой не ниже 12 °С, а летом не выше чем на 5°С по сравнению с температурой наружного воздуха. Вентиляция должна обеспечивать трехкратный обмен воздуха в основных помещениях. Механическая вентиляция в котельном зале не допускается во избежание создания разряжения. Объемно-планировочные решения котельных выполняют из унифицированных конструктивных элементов, их основные размеры в плане и по высоте должны быть кратны строительным модулям. В котельных с производственной площадью более 200 м2 или при длине помещения по фронту более 12 м устраивают два выхода. Все двери должны открываться только наружу.
