Файл: Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций учеб. пособие.pdf

Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ И НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ

Здания компрессорного цеха на КС и главной насосной (насос­ ного цеха) на НС являются основными. В этих зданиях размещается оборудование, осуществляющее главную задачу КС или НС — пере­ качку продукта по магистральному трубопроводу. Другие здания хотя и выполняют большую роль в обеспечении работы КС и НС, тем не менее имеют вспомогательное назначение; в них размещается оборудование, обеспечивающее работу главных цехов.

Особо следует сказать о резервуарных парках на НС. Типы резер­ вуаров, их конструкции и технология строительства рассматри­ ваются в курсе «Сооружение нефтебаз и газохранилищ», поэтому здесь подробно на них останавливаться не будем.

§ 10. КОМПОНОВКА ЗДАНИЙ КОМПРЕССОРНЫХ И НАСОСНЫХ ЦЕХОВ

Компоновка компрессорных и насосных цехов и их объемные решения диктуются прежде всего назначением здания, количеством и видом оборудования, которое будет размещено внутри здания, характером оборудования, противопожарными и санитарно-техни­ ческими требованиями. Причем геометрическая схема здания должна быть простой, допускающей применение унифицированных узлов и деталей. Сами узлы и детали должны воспринимать и в течение всего срока эксплуатации КС и НС нести нагрузки от работающего оборудования. Кроме того, при компоновке зданий следует учиты­ вать требования эксплуатационного характера, в частности, необ­ ходимость периодического ремонта двигателей и перекачивающего оборудования без остановки перекачки.

Особое внимание при проектировании компрессорных и насосных цехов необходимо уделять вопросам обеспечения противопожарной безопасности и надежной вентиляции. В зданиях компрессорпых

38

и насосных цехов устанавливают мощные приточно-вытяжные вен­ тиляционные системы, устраивают специальные противопожарные перегородки и стены.

Внастоящее время в промышленном строительстве, в том числе

ипри сооружении объектов нефтяной и газовой промышленности, получили широкое распространение крупноблочные элементы в ос­ новном из железобетона.

Крупноблочное строительство основано на применении типовых конструкций, деталей и изделий, изготовляемых серийно специали­ зированными предприятиями.

Как указывалось выше, начато соо­ ружение перекачивающих станций в блоч­ но-комплектном исполнении.

В связи с этим основные размеры конструкций должны опреде­ ляться при планировке зданий с учетом унификации (единообразия) объемно-планировочных размеров зданий.

Для многих отраслей промышленности разработаны так называ­ емые габаритные схемы — типовые объемно-планировочные решения промышленных зданий. В этих схемах унифицированы основные, параметры зданий: пролеты, шаги колонн, высоты помещений и др. В одноэтажных зданиях пролеты размером до 18 м кратны модулю

покрытия или перекрытия кратна модулю 600 мм при высоте от 3,6 до 4,8 м, удвоенному модулю (1200 мм) при высоте от 4,8 до 10,8 м и утроенному модулю (1800 мм) при высоте более 10,8 м.

На рис. 17 показана габаритная схема, применяемая при объемно­ планировочных разработках по компрессорным и насосным цехам; значения пролетов и высот приведены в табл. 9.

Рассмотрим подробно компоновку зданий компрессорных и на­

тателей — центробежные нагнетатели или поршневые компрессоры. В соответствии с типом намеченного к установке оборудования производится и планировка здания.

В здании с газотурбинным приводом необходимо предусмотреть два зала: зал нагнетателей ( и л и специально устраиваемой пристройки

39

о

Рис. 18. Компоновка компрессорного цеха с газотурбинным приводом:

о — разрез; б — план; „ т., т 1 — ремонтная мастерская; 2 — мастерская КИП; 3 — лаборатория КИИ

для нагнетателей) и зал газотурбинных установок. Залы разделяют газонепроницаемой монолитной стеной из кирпича или замоноличенных железобетонных панелей. Размеры залов зависят от разме­ ров нагнетателей и ГТУ. Для нагнетателей требуется зал в 2—3 раза меньше, чем для ГТУ. Длина компрессорного цеха зависит от числа устанавливаемых агрегатов.

Так, например, здание компрессорного цеха с газотурбинным приводом, где будет установлено пять машин ГТН-9-750 (рис. 18), должно быть двухпролетным, одноэтажным, каркасного типа. Ши­ рина зала ГТУ — 18 м, зала нагнетателей — 6 м; длина цеха 126 м. Основу каркаса здания составляют колонны с консолями для под­ крановых балок, подкрановые балки, фермы перекрытия и обвязоч­ ные балки. Высота здания 16 м (считая от отметки 0,0); этот размер определен высотой ГТУ, мостового крана, формой перекрытия и свободным пространством, необходимым для переноса оборудования вдоль цеха при монтаже и ремонте Г'ГУ. Ниже отметки 0,0 устра­ ивают для каждой турбины отдельно мощные газоотводы, по которым отработавшие газы выбрасываются через трубу в атмосферу.

В зале ГТУ устанавливают мостовой кран, необходимый для монтажных и ремонтных работ (грузоподъемность 20 т), а в зале нагнетателей — подвесной кран на 5 т. Стены здания компрессор­ ного цеха навесные из специальных панелей.

Таким образом, практически все детали описанного здания могут быть доставлены к месту сооружения КС, что очень важно, по­ скольку КС очень часто строят в отдаленных от баз строительной индустрии местах.

Если в качестве привода используют электродвигатели, здание компонуют также с двумя залами, разделяемыми газонепроницаемой монолитной стеной, полностью изолирующей взрывобезопасное оборудование (электродвигателей) от взрывоопасного (нагнета­ телей).

Рассмотрим компоновку компрессорного цеха с электроприводом (рис. 19). Прежде всего размеры этого цеха по сравнению с разме­ рами компрессорного цеха ГТУ несколько меньше. Это объясняется большей компактностью электропривода. Отсутствуют газоходы и трубы. Длина пролета зала электродвигателей 9 м, общая высота здания 13 м, а общая длина 106 м.

В стене, разделяющей зал электродвигателей и нагнетателей, устраивается механическая диафрагма, прикрепляемая к специаль­ ному фланцу на корпусе агрегата. Для удобства монтажа и центровки редуктора и нагнетателя редуктор устанавливают в зале нагнета­ телей. Благодаря тому, что расстояние между двигателями соста­ вляет 12 м, под ними размещают необходимые коммуникации, обору­ дование системы воздушного охлаждения, маслохозяйство и т. п.

Перекрытие в местах установки систем маслохозяйства и воз­ душного охлаждения выполняется съемным. Это позволяет исполь­ зовать мостовой кран при монтаже и ремонте оборудования, разме­ щаемого ниже перекрытия иа фундаментах.

43

Мостовой кран устанавливают в зале электродвигателей, грузо­ подъемность его должна обеспечивать переноску и установку самой тяжелой детали (обычно статора электродвигателя).

Помещение нагнетателей делят по высоте на две части на уровне перекрытия пола в зале электродвигателей. Нагнетатели и редукторы

Рис. 20. План насосного цеха

1 — операторная; 2 — приточная камера; 3 — щитовая; 4 — трансформатор­

размещают в верхней части, а газопроводы всасывания и нагнета­ ния — в нижней. Для монтажа нагнетателей и редукторов в верхней части устанавливают подвесную кран-балку грузоподъемностью, обеспечивающей подъем и транспортировку оборудования (2—5 т).

Как и в здании компрессорного цеха с ГТУ, каркас состоит из колонн, подкрановых и обвязочных балок и двускатных железобе­ тонных балок покрытия. Применение железобетонных балок покры­

44

Подпорная насосная. Такие насосные сооружают на перекачива­ ющих станциях, имеющих резервуарный парк. Поскольку для нор­ мальной работы основных насосов требуется подпор 3—5 кгс/см2,

Рис. 22. Компоновка насосного цеха с раздельными поме­ щениями для насосов и электродвигателей

1 — зал электродвигателей; г — насосный вал; 3 — распределительное устройство; 4 — подстанция; 5 — помещение конденсаторов; в — щитовая

а резервуары часто располагаются ниже уровня основных насосов, то для перекачки нефти из резервуаров к основным насосам и созда­ ния необходимого подпора требуется подпорная насосная. Особен­ ность такой насосной в том, что подпорные насосы размещаются

40

на такой отметке, при которой возможен забор нефти и нефтепро­ дукта из резервуаров при самом низком уровне находящегося в нем продукта. Разрез подпорной насосной показан на рис. 23, на котором видно, что здание на половину высоты заглублено в грунт. Это предъ­ являет соответствующие требования к прочности стен, восприни­ мающих боковое давление грунта, и к защите здания от заполнения грунтовыми водами.

Следует отметить, что здания как компрессорных цехов, так и насосных отличаются интенсивной насыщенностью подземных ком­ муникаций (трубопроводов, воздуховодов, кабелей и др.). Поэтому планировке подземных частей таких зданий, особенно с точки зре­ ния прочности сооружений и компактного и рационального разме­ щения коммуникаций, следует уделять большое внимание.

§11. ОСНОВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Вкачестве основных материалов на строительстве НС и КС ис­ пользуют бетон и железобетон.

Бетон — это искусственный камень, получаемый при затверде­

нии смеси из вяжущего компонента, воды и заполнителей. До отвер­ дения эта смесь называется бетонной. Различают следующие виды бетонов по объемному весу:

особо тяжелый бетон, содержащий в качестве заполнителей стальные опилки, стружки, барит, тяжелый шпат;

тяжелый бетон, содержащий обычные заполнители (песок, щебень из плотных каменных пород);

облегченный бетон (с кирпичным щебнем, беспесчаный); легкий бетон (заполнители — шлак, пемза, туф); особо легкий бетон (пенобетон, газобетон).

Кроме того, бетоны различают по целевому назначению: обыч­ ный — для железобетонных конструкций; гидротехнический — бе­ тон для гидросооружений; бетон для водопроводно-канализацион­ ных сооружений; бетон для стен зданий (легкий); бетон для дорож­ ных и аэродорожных покрытий; бетоны специального назначения.

В качестве заполнителей, называемых инертными материалами, для приготовления бетона применяют песок, гравий или щебень. Пески должны быть с крупностью зерен до 5 мм и представлять естественные смеси или (иногда) искусственные. Те и другие являются продуктами твердых каменных пород. Содержание примесей в песках не должно превышать значений, определяемых стандартом. Различ­ ные примеси в песке уменьшают прочность бетона и вызывают нерав­ номерную его усадку, что ведет к трещинообразованию. Поэтому перед употреблением пески обязательно промывают на пескомойках.

Для приготовления бетона пригоден в основном крупный песок, однако поры между частицами такого песка должны быть заполнены более мелким песком, иначе потребуется больший расход цемента. Следует заметить, что и применение мелкого песка вызывает повы­ шенный расход цемента, так как пористость такого песка значительно

47