75 группа 2 вариант / САПР / САПР - Лекции - 17.01.17. Все главы для экзамена-

Генеральный план обосновывает взаимное расположение объектов основной площадки строительства с вертикальной привязкой всех зданий и сооружений, а также систему подземных инженерных сетей. На основе его выдаются решения по организации рельефа, по системе планировки и водоотвода.

Основная площадка включает: промплощадку ТЭС, ОРУ всех напряжений, склад топлива, очистные сооружения.

Тепломеханическая часть. В этой части уточняются характеристики основного оборудования и производится выбор всего вспомогательного (машинного зала, котельного отделения, топливоподачи, золо- и шлакоудаления, газоочистки, растопочного хозяйства, топливного хозяйства и топливоподачи, водоподготовки, автоматизированных систем управления и т.д.), включая электродвигатели.

Все это выполняется на основе результатов расчета тепловых схем, схем пылеприготовления и топливоподачи, водоподготовки и т.д.

Расчеты тепловых и материальных балансов для энергоблоков КЭС проводятся заводомизготовителем турбин с учетом условий и режимов, оговариваемых в заданиях проектных организаций на поставку турбин для конкретной ТЭС.

На основе чертежей общих видов основного и вспомогательного оборудования и технологических схем разрабатываются компоновочные чертежи зданий и сооружений ТЭС, определяющие, в свою очередь, их строительные габариты.

Одним из наиболее объемных разделов этой части являются разработки технических решений по трубопроводам главного корпуса. В проекте выполняются:

•разработка технологических схем трубопроводов с определением расчетных параметров и расходов среды (технического водоснабжения в главном корпусе, разводки кислорода, сжатого воздуха и др.);

•разработка развернутой тепловой схемы ТЭС;

•трассировка трубопроводов на компоновочных чертежах.

Электротехническая часть. В состав этой части входит характеристика электрических нагрузок и распределение их по напряжениям, выбор главной схемы электрических соединений, выбор выключателей, числа и мощности трансформаторов; выбор схемы электрических соединений собственных нужд, включая выбор напряжений, распределение электродвигателей по секциям, выбор числа и мощности источников питания, расчеты токов короткого замыкания и выбор типов высоковольтной аппаратуры, кабелей и шин.

Строительная часть. Включает выбор типов сооружений и их конструктивных характеристик в увязке с топографией, геологией, гидрологией площадки и технологическими нагрузками; выполнение необходимых расчетов для определения габаритов и основных сечений конструкций; обоснование архитектурно-строительных компоновок зданий и сооружений; выбор типа оснований и фундаментов; выбор систем и оборудования для отопления и вентиляции, а также кондиционирования помещений и т.д.

Гидротехническая часть. Содержит основные данные по гидрологии источников водоснабжения, метеорологические данные, расчетные данные по расходам воды по временам

21

года; характеристики трасс трубопроводов и каналов технического водоснабжения, водопроводов хозяйственно-питьевых нужд, схемы их работы в аварийных режимах.

Сюда же входят конструктивные решения по плотинам и водосбросам; системам золошлакоудаления; схемам и системам фекальной и промливневой канализации; определение объемов работ.

Организация строительства. В этом разделе даются: календарный план строительства и работ подготовительного периода; объемы строительных и монтажных работ по периодам; потребности в материалах, полуфабрикатах и строительных конструкциях, транспорте, кадрах, электроэнергии, сжатом воздухе, паре и газе и обоснование способов их удовлетворения; технико-экономические показатели.

Охрана окружающей среды. Раздел включает следующие подразделы:

•охрана атмосферного воздуха от загрязнения;

•охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения;

•восстановление (рекультивация) земельного участка, использование плодотворного слоя почвы, охрана недр и живого мира.

Сметная документация. Содержит сводный сметно-финансовый расчет, который составляется на основе сметно-финансовых расчетов стоимости отдельных зданий, сооружений и различных видов работ, а также сметно-финансовых расчетов на отдельные виды затрат.

Эффективность инвестиций. В этом разделе приводятся результаты эффективности инвестиций в сопоставлении с основными технико-экономическими показателями, определенными в обоснованиях инвестиций в строительство данного объекта, и заданием на проектирование.

На основе полученных результатов принимается окончательное решение о реализации проекта.

Общий объем проекта составляет 300-500 страниц печатного текста и 50-80 чертежей (формат А1).

1.9.2. Рабочая документация

Разработка рабочей документации осуществляется проектной организацией после утверждения проекта и получения исходных данных по оборудованию от заводовпоставщиков.

На первом этапе выполнения рабочей документации создаются технологические схемы, выполняются расчеты, по результатам которых выбирается арматура и вспомогательное оборудование. На основе выбора составляются заказные спецификации и опросные листы, которые направляются на машинно-строительные заводы. Заводы отвечают условиям поставки и технической документации в сроки, затребованные в опросных листах.

Наличие характеристик оборудования позволяет перейти ко второму этапу – созданию предварительных компоновочных чертежей, на основе которых выполняется трассировка трубопроводов пара, питательной воды и основного конденсата. На основе трассировки выполняются расчеты трубопроводов на самокомпенсацию (на жесткость), при этом выполня-

22

ется выбор арматуры и опорно-подвесной системы, предварительные расчеты утверждаются заказчиком или консультирующей фирмой.

Третий этап – создание монтажно-сборочных чертежей. Чертежи выполняются по узлам с последующей разбивкой на блоки. При выполнении монтажно-сборочных чертежей выполняются параллельно установочные чертежи вспомогательного оборудования (насосные агрегаты с приводом, компрессоры, дымососы, дутьевые вентиляторы).

Четвертый этап – компоновочные чертежи оборудования и трубопроводов.

Таким образом в состав рабочей документации входят:

1.Рабочие чертежи всех зданий и сооружений ТЭС в их технологической, строительной, гидротехнической и специальной частях (кроме чертежей оборудования), включая сооружения промышленной площадки, гидроузла, золоотвалов, жилых поселков, железных и автомобильных дорог, генплана и др.

2.Технические задания заводам на изготовление и поставку всего основного и вспомогательного оборудования электростанции.

3.Технические задания заводам металлоконструкций на разработку рабочих чертежей основных металлоконструкций зданий и сооружений в объеме расчетно-технического проекта металлоконструкций.

4.Рабочие чертежи станционных трубопроводов, а также трубопроводов всех вспомогательных зданий и сооружений и внешних трубопроводов.

5.Спецификации на заказ всего основного и вспомогательного оборудования, а также заводские изделия (кабель, шины, изоляторы и др.).

6.Ведомость потребных материалов, конструкций и полуфабрикатов.

7.Сметы на отдельные здания и сооружения электростанции, уточненные по рабочим чертежам.

8.Пусковые схемы.

.

23

Раздел 2. Технология проектирования тепломеханической части ТЭС

2.1. Общие сведения

Технология проектирования ТЭС охватывает широкий круг взаимосвязанных задач, выполняемых специализированными отделами ПИ (тепломеханическим, электротехническим, строительным, отделом водоподготовки и др.). Сложность выполнения проектных задач: процесс параллельного проектирования различных частей объекта с коррекцией проектных решений и со множеством обратных связей. При этом корректировки в предварительные проектные решения помимо отделов могут вносить заводы-изготовители, фирма-эксперт и заказчик.

Согласование промежуточных проектных решений ведется на различных уровнях в течение всего срока выполнения проекта.

Тепломеханические отделы проектных институтов являются ведущими отделами. Они определяют и координируют работу других отделов, выдавая им задания и технические данные на выполнение проектных работ.

На этапе разработки обоснования инвестиций находится оптимальный состав основного оборудования ТЭС для заданных исходных условий. На стадии разработки проекта принятые в ОИС технические решения уточняются, чтобы обеспечить следующие основные требования, предъявляемые к ТЭС:

•надежное снабжение потребителей электроэнергией и теплом;

•высокую экономичность превращения потенциальной энергии топлива в электроэнергию

итепло;

• минимальную стоимость строительства и низкие эксплуатационные расходы;

•безопасность работы персонала и удобства обслуживания и ремонта;

•экологическую безопасность.

Наибольшее влияние на характеристики объекта оказывают технические решения, принимаемые в теплотехнической части проекта. Этим определяются роль и объем работ, выполняемых тепломеханическим отделом проектной организации.

Технология разработки тепломеханической части проекта включает следующие этапы проектных работ:

•расчеты тепловых и материальных балансов установок ТЭС на базе данных заводовизготовителей основного оборудования для обеспечения заданной мощности и показателей эффективности, уточнение параметров цикла;

•разработка тепловой схемы, расчеты по выбору вспомогательного оборудования и диаметров трубопроводов, составление перечней оборудования, потребителей электроэнергии, воды, пара, сжатого воздуха и т.п.;

•выдача заданий (опросных листов) на проектирование основного оборудования ТЭС (котлов, турбин, генераторов и др.);

•разработка компоновочных чертежей оборудования и трубопроводов (на базе объемнопланировочных решений ОИС и чертежей оборудования, полученных от заводов);

24

•выдача заданий организациям-субподрядчикам, участвующим в комплексном проектировании объекта (на химзащиту оборудования и трубопроводов, на газоочистные сооружения и установки, на дымовые трубы и др.);

•выдача заданий отделам-соисполнителям проекта на разработку частей проекта (гидротехнической, топливоподачи, электротехнической, архитектурно-строительной, АСУ ТП, отопления и вентиляции, водопровода и канализации, генплана и транспорта, организации строительства, сметной части);

•разработка технических решений по охране окружающей среды, расчет рассеивания выбросов из дымовых труб;

•расчеты технико-экономических показателей объекта;

•составление ведомостей объемов работ;

•подготовка пояснительной записки по тепломеханической части проекта.

На стадии разработки рабочей документации в ТМО выполняются следующие виды работ:

•уточнение характеристик оборудования, разработка детальных технологических схем функциональных узлов, компоновочных и установочных чертежей оборудования;

•разработка заданий отделам-соисполнителям;

•разработка монтажных чертежей оборудования и трубопроводов.

На технологических схемах указываются параметры среды, диаметры и толщины стенок трубопроводов, марка материала труб, типы арматуры, маркировка всех элементов схемы в соответствии с принятой системой кодирования по объекту.

При разработке компоновочных чертежей должно быть обеспечено оптимальное размещение оборудования с точки зрения удобства его обслуживания и ремонта при минимальной протяженности трубопроводных и кабельных связей, занимаемых площадей и объемов зданий.

В разработке компоновочных чертежей участвуют все специализированные отделы, имеющие отношение к проектируемому зданию или сооружению. Согласованные со всеми участниками проектирования компоновочные чертежи служат основой для дальнейшей разработки монтажных и строительных чертежей.

Структура взаимосвязи отдельных этапов разработки проектной документации в ТМО на стадии рабочего проектирования представлена на рис. 2.1.

Задания, формируемые в ТМО для других отделов, имеют вид проектной документации с регламентированным содержанием. Процесс передачи технических решений в виде заданий как внутри отдела, так и из отдела в отдел не исключает ошибки. Свести до минимума число ошибок можно путем постепенного перехода на электронный уровень передачи данных в локальной вычислительной сети отдела, а затем института.

Обычно большинство вновь разрабатываемых проектов, в том числе и входящие в них технологические схемы, имеют существенные заимствования из ранее разработанных.

25

Поэтому автоматизированный поиск аналогов позволяет вместо полной подготовки исходной информации выполнять корректировку уже имеющейся, что повышает уровень стандартизации проектной документации.

Для автоматизирования ведения проектной документации внедрены подсистемы пользовательского уровня для работы в локальных вычислительных сетях (ЛВС) проектных институтов.

Разработка технологических схем и изометрических схем трубопроводов проводится на основе программных надстроек (подсистем) к AutoCAD. К таким системам относится пакеты прикладных программ (ППП) ADA.

Для составления заказных спецификаций, перечней оборудования и арматуры в ТМО используются специализированные СУБД.

Перечень основных расчетных задач проектирования, решаемых в ТМО, включает задачи, постоянно решаемые при проектировании ТЭС и периодически встречающиеся. Часть из этих задач являются типовыми и имеют программное обеспечение. Это прежде всего расчет трубопроводов на прочность, расчет концентрации вредных газовых выбросов и ряд задач, связанных с выбором теплообменников.

	Контракт и
	технические
	приложения к нему
	График работ
		PI-диаграммы и
		описания к ним
	ТМО
	Задания заводам	Задания отделам
	Технологические схемы,
Ведомость объемов	перечни оборудования,
	арматуры. Расчеты по
монтажных работ
	выбору вспомогательного
	оборудования

	Предварительные
Заказные	компоновочные чертежи
	оборудования и
спецификации			Смежные
	трубопроводов на базе
			отделы
	строительной части
	контракта
	Утверждение
	консультирующей
	фирмы
	Монтажные чертежи	Установочные	Задания на
	оборудования и	чертежи
			строительную часть
	трубопроводов	оборудования
	Компоновочные		Утверждение
	чертежи			Согласование с
		консультирующей
	оборудования и			заводами и ТМО
			фирмы
	трубопроводов

Рис. 2.1. Взаимосвязи ТМО с отделами-соисполнителями при разработке проектной документации

26

По изометрическим схемам трубопроводов на основе ППП проводятся гидравлические расчеты.

Разработка установочных чертежей технологического узла включает большой объем трудоемких и однотипных операций при довольно ограниченном объеме исходных данных, что и явилось основой для разработки ППП на основе параметрического задания объекта.

Основной объем работ тепломеханического отдела на стадии рабочих чертежей составляет разработка монтажных и монтажно-сборочных чертежей трубопроводов. Для их автоматизации в процессов проектирования используется целый комплекс Программных продуктов, из которых наиболее известен в нашей стране AutoCAD.

2.2. Трубопроводы ТЭС и технология их проектирования

Проектирование трубопроводов ТЭС является наиболее трудоемкой и ответственной задачей, выполняемой в тепломеханическом отделе (ТМО), от качества разработки документации по трубопроводам зависит надежная, экономичная и безопасная работа ТЭС.

2.2.1. Общие сведенья о трубопроводах

Трубопроводы ТЭС подразделяются на главные и вспомогательные, внутрицеховые и межцеховые. К главным трубопроводам относятся трубопроводы свежего пара от паровых котлов к турбинам, пара промежуточного перегрева (горячие и холодные линии), трубопроводы питательной воды и основного конденсата турбин, выхлопные трубопроводы турбоприводов а также трубопроводы пара и подогретой воды к внешним потребителям.

Квспомогательным трубопроводам относятся сливные, дренажные, растопочные, трубопроводы химически очищенной и сырой воды, разгрузки питательных насосов, пара нерегулируемых отборов, редуцируемого пара, технической воды для охлаждения подшипников, продувок и промывок.

Квнутрицеховым трубопроводам главного здания относятся: главные и вспомогательные трубопроводы, трубопроводы маслохозяйства турбин и генераторов, находящиеся в главном здании, а также трубопроводы мазутного хозяйства, масляного хозяйства мельниц, смывной и эжектирующей воды гидрозолоудаления, сжатого воздуха и ацетилена, золо- и шлакопроводы. Кроме трубопроводов главного здания проектируются внутрицеховые трубопроводы остальных сооружений:

а) топливоподачи (трубопроводы сжатого воздуха); б) компрессорной (трубопроводы сжатого воздуха, охлаждающей воды, продувок, сли-

вов); в) механической мастерской (трубопроводы сжатого воздуха, кислорода, ацетилена,

охлаждения подшипников, сливов).

Межцеховые трубопроводы включают трубопроводы сжатого воздуха (от компрессорной к топливоподаче, химцеху, мастерским, мазутному хозяйству и т. д.), паропроводы и конденсатопроводы (от главного здания к мазутохозяйству и химцеху), водопроводы технической воды (из главного здания к компрессорной и обратно), трубопроводы ацетилена и кислорода

27

(от ацетиленовой и кислородной станции к главному корпусу и механической мастерской), водопроводы сырой и химически очищенной воды (от главного здания к химцеху), маслопроводы и мазутопроводы.

Границами внутрицеховых станционных трубопроводов являются: концевые присоединения трубопроводов комплектного оборудования (турбины, котла, РОУ, БРОУ и т. п.) и выводы трубопроводов за пределы здания к месту присоединения к межцеховым трубопроводам.

Согласно правилам Госгортехнадзора трубопроводы подразделяются на 4 категории и входящие в них группы (Таблица 2.1):

I1 – работа при t > 560 °С;

I и II категории – ответственные трубопроводы, работающие при избыточном давлении и температуре от 115 °С до 560 °С, изготавливаются на заводах;

III и IV – изготавливаются из поставляемых труб на монтажно-сборочной площадке. Выбор трубопроводов производится на основании предварительных расчетов технологи-

ческих схем по объемному пропуску рабочих сред, исходя из нормируемых скоростей их движения.

Таблица 2.1. Категории и группы трубопроводов

				Рабочие параметры среды
Категория		Группа
				Давление избыточное,		Температура, °С
				МПа
		1		Не ограничено		Свыше 560
I		2		То же		Свыше 520 до 560
		3		То же		Свыше 450 до 520
		4		Более 0,8		До 450
		1		До 3,9		От 350 до 450
II		2		От 2,2 до 3,9		До 350
				От 3,9 до 8,0		Выше 115
		1		До 2,2		От 250 до 350
III		2		От 1,6 до 2,2		До 250
				От 1,6 до 3,9		Выше 115
IV				От 0,07 до 1,6		От 115 до 250
				До 1,6		Выше 115
Таблица 2.2. Скорости движения рабочих сред в трубопроводах
		Среда				Скорость, м/с
		Паропроводы
Перегретый пар:
Свежий пар от котлов к турбинам:
		сверхкритические параметры				40-60
		докритические параметры				50-70
Пар промежуточного перегрева:
		холодная нитка				30-50
		горячая нитка				50-70

28

Среда	Скорость, м/с
Пар к РОУ, БРОУ, предохранительным клапанам и выхлопным линиям	80-100
Паропроводы низкого давления	40-70
Насыщенный пар	20-40
Водопроводы
Напорные (под давлением, создаваемым насосом):
питательная вода	4,0-6,0
конденсат турбин	2,5-4,0
Всасывающие (приемные):
вода, подводимая к насосам	0,5-1,5
свободный слив	1,0-2,0
Сжатый воздух и газы	10-20
Вязкие жидкости (масло, мазут и др.)	1,0-3,0

Приближенные значения внутреннего диаметра ГОСТируются следующими диаметрами выпускаемых труб:

-от 10 до 25 мм через 5 мм;

-от 40 до 80 мм через 10 мм;

-от 100 до 375 мм кратно 25;

-от 400 до 1400 мм кратно 100.

Для трубопроводов свежего пара высокого и сверхвысокого давления с толщиной стенки до 40 мм применяют горячекатаные трубопроводы из кованых заготовок, а при большей толщине стенки используют трубопроводы из кованой стали со сверлением. Трубопроводы поставляются длиной от 3 до 9 метров из высоколегированных сталей, и от 3 до 12 метров из слаболегированной и углеродистой стали.

При проектировании трубопроводов необходимо применять уклон в 0,002 для опорожнения, также на концах предусмотрены воздушники. При проектировании трубопроводов предусматриваются сливные штуцеры с запорной арматурой, гибы и колена подразделяются на нормально изогнутые и крутоизогнутые. Нормально изогнутый трубопровод имеет радиус равный 3,5 диаметра условного прохода, крутоизогнутый – не менее диаметра.

29

2.2.2. Содержание проектной документации по трубопроводам

Проектная документация по трубопроводам ТЭС с различной степенью детализации предоставляется заказчику после каждого этапа выполнения проекта. Для наиболее ответственных трубопроводов выполняется расчетно-технический проект, в котором производится гидравлический расчет, расчет на самокомпенсацию и определение смещений, изометрическая схема трубопроводов с нумерацией расчетных участков, чертежи общего вида, плана, разреза с нанесением основных строительных конструкций и габаритов основного оборудования. В документацию рабочего проекта трубопроводов входят:

-общие данные группы трубопроводов с перечнем технической документации;

-схемы трубопроводов, содержащие все данные для их комплектования и сборки, в них указываются номера узлов;

-монтажные чертежи трубопроводов и их деталей, опор, подвесок, арматуры и привода к арматуре с соответствующей спецификацией.

Гидравлический расчет определяет потери с учетом гибов, арматуры, сопротивления. Потери нормируются.

Монтажный чертеж опоры и подвески содержит ее графическое изображение в собранном виде с креплениями к конструкциям здания. На чертеже указывается нагрузка, а для пружинных опор – осадка. Кроме того дается спецификация деталей опоры и количество и объем монтажных материалов и элементов. Монтажные чертежи привода к арматуре включают:

-изображение привода;

-привязку его узлов к площадке;

-спецификацию элементов и монтажных материалов.

Рабочие чертежи блоков трубопроводов являются документом, необходимым для изготовления и монтажа трактов трубопровода. Графическое изображение блоков имеет спецификацию, указание металла и способа обработки.

30