Проект котельной 22 МВт

Архитектурные и объемно-планировочные решения

Запроектированное здание котельной – одноэтажное, прямоугольное в плане, без подвала, с размерами в крайних осях 20,0х17,5 м. Максимальная высота здания от планировочной отметки земли до отметки верха парапета – 8,53 м. За относительную отметку 0,000 принят уровень чистого пола котельной, соответствующий абсолютной отметке 3.70. Наружные стены – из трехслойных сэндвич-панелей. Покрытие – односкатное, из профилированного настила с утеплением. Кровля – рулонная, водосток — наружный организованный. Покрытие пола – керамическая плитка. Перегородки дизель-генераторной – из сэндвич-панелей. Оконные блоки – металлопластиковые с одинарным остеклением. Предусмотрены легкосбрасываемые конструкции – профилированный настил покрытия и одинарное остекление. Запроектированы две вытяжные башни, по два газоотводящих ствола каждая, высотой 30 м от уровня чистого пола котельной.

Конструктивные и объемно-планировочные решения

Здание котельной запроектировано по каркасной конструктивной схеме с обшивкой сэндвич-панелями. Колонны основного каркаса – металлические из прокатного двутавра 20К1 и из гнутосварных труб 200х7. Шаг колонн 5х8.5м. Сталь С245. Балки покрытия и технологической площадки — стальные из двутавров 35Б1 по СТО АСЧМ 20-93. Наружные стены — навесные сэндвич-панели толщиной 100 мм. Покрытие — из профлиста Н114-600-0,8 по балкам покрытия. Пространственная жёсткость и устойчивость здания обеспечивается совместной работой защемленных в фундаментах колонн, жестким диском покрытия, вертикальными и горизонтальными связями. Фундаменты приняты ленточные из монолитного железобетона, объединенные силовой плитой пола толщиной 300 мм, бетон B15,W6, F150. Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100 мм, по песчаной подушке толщиной 2100 мм. 2 дымовые трубы (2 газоотводящих ствола) наружным диаметром 500 мм высотой по 30 м закреплены на вытяжной башне, установленной на отдельные столбчатые фундаменты. Металлоконструкции вытяжной башни выполнены из стоек (труба диаметром 193х4,5, 159х4,5 и 114х4), объединенных решеткой из трубы 89х4. Фундаменты под трубу — столбчатые из монолитного железобетона. Бетон В15, W6, F150. Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100 мм, по подушке из песчано-гравийной смеси толщиной 1000 мм, по уплотненному грунту основания, сложенному рыхлыми песками. Относительная отметка 0,000 соответствует абсолютной отметке +3.70. В соответствии с отчётом об инженерно-геологических изысканиях основанием фундаментов котельной служит супесь песчанистая и пылеватая текучая с Е=60 кг/см2, φ=19, с=13 кПа, основанием фундаментов дымовых труб служит песок средней крупности рыхлый с Е=150 кг/см2, φ=30, е=0,75. Расчетное сопротивление грунта основания не менее R=2,64 кг/см2. Давление на грунт не более 1,65 кг/см2 (среднее давление 1,12 кг/см2). Максимальный уровень грунтовых вод — на глубине 1,0÷1,5 м. Грунтовые воды слабоагрессивны к бетону нормальной проницаемости по содержанию агрессивной углекислоты. В целях защиты бетона подземных конструкций марка бетона по водонепроницаемости принята W6, поверхность бетона обмазываются горячим битумом за два раза. Ожидаемая средняя осадка здания не более 0,7 см. Устойчивость труб обеспечена. Расчет строительных конструкций выполнен по программе SCAD версия 11.3, ручной расчет — по формулам СНиП. Технические обследования зданий окружающей застройки (6 зданий), находящихся на расстоянии от 3 до 20 м, выполнены. По результатам обследования категория технического состояния зданий окружающей застройки — 1 категория для 2 зданий (20 м), 2 категория для 1 здания (3 м) и 3 категория для 3 зданий (5, 10 и 11метров). Ожидаемая максимальная дополнительная осадка зданий и сооружений расположенных в пределах 30-метровой зоны – не более предельно допустимых значений. Проектной документацией предусмотрена организация наблюдений за существующими зданиями окружающей застройки.

 Инженерное оборудование, сети инженерно-технического обеспечения, инженерно-технические мероприятия

 Для теплоснабжения зданий запроектирована автоматизированная газовая отдельно стоящая котельная. По взрывопожарной опасности и степени огнестойкости помещение котельной относится к категории «Г» и «II». Установленная мощность котельной – 22 МВт. В качестве легкосбрасываемых конструкций из расчета 0,03 м2 на 1 м3 объема котельного зала предусмотрены фасадное остекление и настил покрытия. Потребители тепла относятся ко второй категории по надежности теплоснабжения. В котельной устанавливаются четыре водогрейных котла марки COCHRAN THERMAX 5500 теплопроизводительностью 5500 кВт с комбинированными горелками Cochran Equinox 6300. Расчетная теплопроизводительность котельной с учетом потерь в сетях и собственных нужд котельной составит 21,794 МВт, в том числе: на отопление и вентиляцию – 20,133 МВт; на потери в тепловых сетях и собственные нужды котельной — 1,661МВт. Основной вид топлива — природный газ QpН=33520кДж/м3 (8000 ккал/м3). Режим работы котельной — только в отопительный период. Схема присоединения тепловых сетей, предназначенных для транспортировки теплоносителя к системам теплоснабжения — независимая через теплообменники. Предусматривается регулирование температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Регулирование работы котлов и поддержание необходимых параметров теплоносителя обеспечивается автоматикой котельной. Работа котельной – в автоматическом режиме, без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Температура воды на выходе из котлов 150°С. Теплоноситель на выходе из котельной — вода с температурой 130°С. Для компенсации температурных расширений воды в котловом контуре предусмотрена установка поддержания давления Pneumatex. Для тактирования частоты включения повысительных насосов на линии подпитки устанавливается расширительный бак V=200 л. В котельной устанавливается вспомогательное оборудование: индивидуальные насосы котлового контура — WILO IL 100/150-15/2 R, Q=157 м3/ч, Н=23,7 м вод. ст., N=15000 Вт, n=2900 об/мин – 4 шт.; насосы сетевого контура — IL 250/380-75/4, Q=320 м3/ч, Н=42,0 м вод. ст., N=75000 Вт, n=1450 об/мин; повысительный насос — MVI 1607-6/ PN16 3~, Q=15,6 м3/ч, Н=65,4 м вод.ст.;  теплообменники пластинчатые системы отопления М15-МFG, 11170 кВт, Ру1,6 МПа – 2 шт.; установка умягчения воды SLS-1252 TW — 2 шт.; установка обезжелезивания воды SLI-1465 TW — 2 шт. Для учета расхода тепловой энергии предусмотрена установка узла учета расхода тепла на прямом и обратном трубопроводе контура отопления на основе электромагнитных расходомеров Взлет. Для отведения дымовых продуктов сгорания запроектированы металлические индивидуальные газоходы и дымовые трубы высотой 30 м. Температура уходящих дымовых газов +190°С. В проектной документации предусмотрена теплоизоляция теплопроводов, газоходов и оборудования. Резервное топливоснабжение не предусмотрено согласно письму Комитета по энергетике и инженерному обеспечению от 30.11.2011 № 15-18783/11-0-1. Запроектированный бак для дизельного топлива объемом 1000 л, топливопроводы и запорно-регулирующая арматура предусматривают возможность работы котельной на жидком топливе в течение 30 минут. Газоснабжение котельной предусматривается в соответствии с ТУ. Точка подключения – стальной газопровод среднего давления диаметром 219 мм, проложенный по набережной реки Мойки. Для газоснабжения котельной предусмотрена прокладка полиэтиленового газопровода среднего давления диаметром 225 мм от точки подключения подземно, открытым способом, до фасада здания котельной. Далее по фасаду котельной прокладывается стальной газопровод среднего давления диаметром 219 мм до ввода в здание. Давление газа в точке врезки — 0,108 МПа. Для прокладки выбраны стальные электросварные прямошовные трубы по ГОСТ 10704-91, В-10 (ГОСТ 10705-80*). Для коммерческого учета количества газа устанавливается газовый счетчик СГ16МТ-1600-40-С Ду 200. Минимальный расход газа – 156,2 м3/ч, максимальный расход газа – 2570,7 м3/ч. На вводе газопровода в котельную устанавливаются последовательно: клапан термозапорный КТЗ-001-200, Ду200 Py1,6 МПа – 1 шт.; кран шаровой газовый КШ.Ц.Ф.200.016, Ду200, Ру16 — 1 шт.; фильтр газовый ФН 8-1, Ду200, Рmax=0,3 МПа – 1 шт.; клапан электромагнитный EVP/NC 13 308, Ду200, Рmax=0,3 МПа – 1 шт.. От здания котельной для теплоснабжения потребителей запро-ектированы тепловые сети. Тепловые нагрузки потребителей: отопление – 16,665 Гкал/ч, вентиляция – 0,647 Гкал/ч. Параметры давления в точке подключения Р1=6,0 кг/см2, Р2=2,5 кг/см2. Точка присоединения – коллектора котельной. Прокладка теплосети принята двухтрубная подземная бесканальная, в футлярах и непроходных каналах, а также надземная по техническим подпольям зданий. Для прокладки тепловой сети приняты трубы по ГОСТ 10704-91 из качественной углеродистой стали марки 17ГС или 09Г2С термообработанными при 100% контроле качества стальных швов в ППУ-изоляциии, а также трубы «Изопрофлекс-А» с теплоизоляцией из пенополиуретана в гидроизолирующей оболочке из полиэтилена. Компенсация тепловых удлинений решена за счет углов поворота трассы и с помощью сильфонных компенсаторов. Для повышения надежности электроснабжения котельной установки предусмотрена установка в отдельном помещении дизель-генератора «SDMO J275К Nexys Silent». В соответствии с договором на технологическое присоединение электроустановок котельной к электрическим сетям единственным источником питания котельной является 1-я секция 6кВ ПС35/6кВ № 101. Точка присоединения — в РУ-0,4кВ ТП6/0,4кВ № 5197 с трансформатором 320 кВА. Электроснабжение котельной предусмотрено от одной секции РУ-0,4кВ ТП 5197 по одной КЛ-0,4кВ АПвБбШп-1-4х240 длиной 56 м. Для резервирования электроснабжения котельной при нарушении питания от ПС101 предусмотрена установка дизель-электрической станции (далее – ДЭС) SDMO J275К мощностью 250 кВА с автоматической системой запуска, а также источников бесперебойного питания (далее – ИБП) в цепях системы управления. Расчетное время восстановления теплоснабжения потребителей котельной после нарушения электроснабжения от ПС101 не более 5 минут. Основными потребителями электрической энергии котельной являются: сетевые насосы, рециркуляционные насосы котлового контура, горелочные вентиляторы и топливные насосы котлоагрегатов, повысительные насосы ХВС, система управления. В отношении надежности электроснабжения комплекс электроприемников котельной относится ко второй категории; пожарная, охранная сигнализация, газоанализатор, система управления и диспетчеризации котельной – к первой категории. Восстановление питания при нарушении электроснабжения котельной от ПС101: для электроприемников 2-й категории — автоматическое, после запуска и выхода на рабочий режим ДЭС котельной; для электроприемников 1-й категории – автоматическое от встроенных ИБП. Расчетная электрическая нагрузка котельной – 207,6 кВА. Принятая в проектной документации схема электроснабжения не удовлетворяет требованиям надежности питания потребителей проектируемого объекта в соответствии с п.п.1.2.19, 1.2.20 правил устройства электроустановок (ПУЭ не включены в перечень национальных стандартов и сводов правил, утвержденный распоряжением Правительства РФ от 21.06.2011, и не является обязательным к применению), однако одобрена Комитетом по энергетике и инженерному обеспечению. Для устройства распределительных сетей выбран кабель типа ВВГнг. Все кабели и электропроводки (начиная от ВРУ) в трехфазных сетях пятижильные, в однофазных сетях — трехжильные. Оборудование распределительных устройств и электрических сетей проверено по длительно допустимой нагрузке, по времени отключения поврежденного участка цепи аппаратами защиты, по потерям напряжения, по нагреву, по режиму короткого замыкания.