Выбор стропильных конструкций

3.5 Выбор стропильных конструкций

Главный корпус проектируемой КЭС является зданием каркасного типа. Каркас здания, воспринимающий нагрузки от собственной массы конструкций, технологического и кранового оборудования, атмосферных и температурных воздействий, может выполнчться из железобетона, смешанным или стальным.

Каркас здания выполняем из сборного железобетона.

Все элементы колонн выполнены двутаврового сечения. Колонна ряда А выполняется из двух заводских элементов марки К156 сечением 600´1500. Колонна ряда Б выполняется из пяти заводских элементов марки К206 сечением 600´2000. Колонна ряда В выполняется из семи элементов марки К206 сечением 600´2000. Колонна ряда Г выполняется из шести элементов марки К246 сечением 600´2400.

Ригели принимаем марки Р186 двутаврового сечения 600´1800.Фермы принимаем унифицированные стальные марки ТФ-30 и ТФ-45. Характеристики ферм приведены в таблице 10.

Таблица10 Фермы стропильные

Марка	Пролет, м	Длина, м	Высота на коньке, м	Высота на опоре, м
ТФ-30	30	29,5	3,6	2,1
ТФ-45	45	44,5	4,35	2,1

4 Крановое оборудование главного корпуса

4.1 Выбор кранов котельного, турбинного и бункерно-деаэраторного отделения

В главном корпусе электростанции краны предусматриваются для монтажа и ремонта оборудования и по характеру работы относятся к кранам легкого режима работы.

Количество и грузоподъемность кранов в турбинном отделении выбираются исходя из максимальной массы монтажных узлов турбоагрегата, а также общего количества обслуживаемых агрегатов.

В соответствии с массой наиболее тяжелых монтажных частей, принимаем в турбинном отделении два крана КС-160/32, в котельном отделении два крана КМ-50/10

Таблица11 Мостовые краны

Марка	Грузоподьемность, т: основного/вспо-могательного	Пролет LК, м	Высота НК, м	hКР, м	Вынос моста крана В2, м	Масса, т
						тележки	общая крана
КС–160\32	160\32	33,5	4,5	1,95	0,5	49	181
КМ–50	50/10	37	4,5	0,7	0,4	32	121

4.2 Выбор электродвигателей для привода механизмов мостовых кранов Номинальная мощность электродвиготеля, кВт, выбирается по условию.

Р_НОМ>k_ЗР_РАСЧ,

где k_З – коэффициент запаса, k_З =1,15; Р_РАСЧ – Расчетная нагрузка на валу механизма, кВт.

Для механизмов главного и вспомогательного подъемов крана, кВт.

, (27)

где G – номинальный вес поднимаемого груза, принимаем G=1330000 Н для главного подъема и G=320000 Н для вспомогательного подъема; G₀- вес грузозахватывающих приспособлений, принимаем G₀=5000 Н ; n-скорость подъема, принимаем n=0,07 м/с; h- КПД блоков, принимаем h=0,95.

Главный подъем

кВт.

Вспомогательный подъем

кВт.

кВт.

кВт.

Для механизмов горизонтального перемещения моста и тележки, кВт,

, (28)

где G – номинальный вес перемещаемого груза, принимаем G=1330000 Н; G₁- собственный вес моста или тележки, принимаем G₁=1810000 Н для моста и G₁=490000 Н для тележки; n₁-скорость подъема, принимаем n=0,62 м/с для моста и n=0,42 м/с для тележки; f=0,05 - коэффициент трения качения ; R – радиус колеса моста или тележки, R=25 cм для моста и R=15 cм для тележки; r– радиус шейки вала колеса моста или тележки, r =5 см для моста и r =3 см для тележки; k – коэффициент, учитывающий трение ребер колеса о рельсы, k=1,05; m – коэффициент трения скольжения, m=0,1 ; h- КПД передачи, принимаем h=0,93.

Для механизма перемещения моста

кВт

Для механизма перемещения тележки

кВт.

кВт.

кВт.

Таблица 12 Электродвигатели кранов ТО

Место установки эл.дв.	Серия эл.дв.	Количество эл.дв.	Мощность эл.дв., кВт
Главный подъем	MTH	1	118
Вспомогательный подъем	MTF	1	30
Мост	MTF	2	30
Тележка	MTF	1	30

Электропривода крановых механизмов работают в повторно-кратковременном режиме S3 с относительной продолжительностью включения ПВ=40%. Номинальные значения мощности двигателей, рассчитанных на повторно-кратковременные режимы, указываются для стандартных значений ПВ: 25, 40 и 60%. Перерасчет номинального значения мощности двигателя при повторно-кратковременных режимах работы на номинальную мощность, кВт, при ПВ_СТ =100%,

. (29)

кВт,

кВт,

Выбор двигателей для котельного отделения производим аналогично.

Для механизмов главного и вспомогательного подъемов крана, кВт,

, (30)

где G – номинальный вес поднимаемого груза, принимаем G=500000 Н для главного подъема и G=100000 Н для вспомогательного подъема; G₀- вес грузозахватывающих приспособлений, принимаем G₀=5000 Н ; n-скорость подъема, принимаем n=0,07 м/с; h- КПД блоков, принимаем h=0,9.

Главный подъем

кВт.

Вспомогательный подъем

кВт.

кВт.

кВт.

Для механизмов горизонтального перемещения моста и тележки, кВт,

, (31)

где G – номинальный вес перемещаемого груза, принимаем G=500000 Н; G₁- собственный вес моста или тележки, принимаем G₁=1210000 Н для моста и G₁=320000 Н для тележки; n₁-скорость подъема, принимаем n=0,62 м/с для моста и n=0,42 м/с для тележки; f=0,05 - коэффициент трения качения ; R – радиус колеса моста или тележки, R=25 cм для моста и R=15 cм для тележки; r– радиус шейки вала колеса моста или тележки, r =5 см для моста и r =3 см для тележки; k – коэффициент, учитывающий трение реборд колеса о рельсы, k=1,05; m – коэффициент трения скольжения, m=0,15 ; h- КПД передачи, принимаем h=0,93.

Для механизма перемещения моста

кВт

Для механизма перемещения тележки

кВт.

кВт.

кВт.

Таблица13 Электродвигатели кранов КО

Место установки эл.дв.	Серия эл.дв.	Количество эл.дв.	Мощность эл.дв., кВт
Главный подъем	MTH	1	55
Вспомогательный подъем	MTF	1	11
Мост	MTF	2	15
Тележка	MTF	1	11

При ПВ_СТ =40%,

кВт,

кВт,

кВт.

4.3 Расчет троллейных линий в турбинном и котельном отделениях

Троллейные линии предназначены для питания с помощью скользящих или катящихся токосъемников передвижных подъемно-транспортных устройств. Выполняются троллейные линии из профильной стали, из алюминиевых шин, часто применяется комплектный троллейный шинопровод.

Рисунок 1 – Схема питания троллейной линнии

Произведем расчет троллейных линий для турбинного отделения.

Расчетная максимальная нагрузка двигателей крана, кВт,

Р_М.Р=К_МР_СР.М, (32)

где К_М – коэффициент максимума, К_М =2,3; Р_СР.М – средняя нагрузка крана за наиболее загруженую смену, кВт.

Средняя нагрузка крана определяется, кВт,

Р_СР.М=К_ИР_ОБ.Д, (33)

где К_И – коэффициент иcпользования по активной мощности, для кранов К_И =0,15; Р_ОБ.Д – суммарная мощность группы двигателей двух кранов, приведенная к ПВ_СТ=100%, кВт.

Р_ОБ.Д=2(Р+4Р) (34)

Р_ОБ.Д =2(74,6+4 18,97)=301 кВт

Р_СР.М=0,2 301=45,2 кВт.

Р_М.Р=2,3×45,2=103,9 кВт.

Расчетный максимальный ток для группы электродвигателей крана, А,

I_Р.М=Р_М.Р/1,73U_НОМcos j, (35)

где U_НОМ – номинальное напряжение, U_НОМ =0,38 кВт; cos j– коэффициент мощности, для крановых двигателей cos j=0,7.

I_Р.М=103,9/1,73×0,38×0,7=118,4 А.

Троллеи выполняем из уголка 5 50  50  5

Пиковый ток группы электроприемников троллейной линии, А,

I_ПИК=N×I_П.МАКС+ (I_Р.М – k_ИI_{НОМ.МАКС}) (36)

где N– число кранов ТО, N=2; k_И– коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, k_И=0,15; I_П.МАКС –наибольший из пусковых токов двигателей в группе у одного крана, при кратности перегрузки k_П=2,5-3 пусковой ток асинхронного двигателя с фазным ротором I_П.МАКС =(2,5-3)I_{НОМ.МАКС}; I_{НОМ.МАКС} – номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током, приведенный к длительному режиму работы с ПВ=100%,

I_{НОМ.МАКС}=Р_{ПВст.ном}/1,73U_НОМcos j , (37)

I_{НОМ.МАКС}=74,6/1,73×0,38×0,7=162,1 А;

I_П.МАКС =2,5×162,1=402,25 А;

I_ПИК=2×402,25+ (225,8 – 0,15×162,1)=1006 А.

Потеря напряжения, В, в троллеях должна быть

< 5 %

где Dе – потеря напряжение на 100 А пикового тока и 100 м длины троллея, принимаем по [5 ] Dе=7 В/А×м; L_Р – длина троллеев в один конец от точки подключения питающей линии L_Р=50,4 м;

В.

U= условие не выполняется

устанавливаем подпиточные аллюминевые шины

 ; %, (38)

< 5% условие выполняется

Наивыгоднейшее сечение питающей кабельной линии для троллеев определяется из соотношения

, (39)

где DU_ДОП – допустимое потеря напряжения в сетях 380 В, которая складываются из потери напряжения в питающей линии и троллеях, т.е. DU_ДОП =8-10%; L_ПЛ –длина питающей кабельной линии, для ТО L_ПЛ =30 м; L_ТР = L_Р – расчетная длина троллейной линии, L_ТР=50,4 м.

.

По [ 5 ] выбираем кабель питающей линии сечением 3  95 мм².

Производим аналогичный расчет для котельного отделения.

Средняя нагрузка крана определяется, кВт,

 Р_ОБ.Д =2(34,8+2 9,49+2 6,96)=135,4 кВт

Р_СР.М=0,15 135,4=20,31 кВт.

Расчетная максимальная нагрузка двигателей крана КО, кВт,

Р_М.Р=2,3×20,31=46,7 кВт.

Расчетный максимальный ток для группы электродвигателей крана, А,

I_Р.М=46,7/1,73×0,38×0,7=101,5 А.

Троллеи выполняем из уголка 5 50  50  5

Номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током, приведенный к длительному режиму работы с ПВ=100%,

I_{НОМ.МАКС}=34,8/1,73×0,38×0,7=75,6 А;

Наибольший из пусковых токов двигателей в группе у одного крана, при кратности перегрузки k_П=2,5-3

I_П.МАКС =2,5×75,6=189 А;

Пиковый ток группы электроприемников троллейной линии, А,

I_ПИК=2×189+( 92,6 – 0,15×75,6)=459,3 А.

Потеря напряжения, В, в троллеях

; В.

U= условие выполняется

Наивыгоднейшее сечение питающей кабельной линии для троллеев определяется из соотношения

.

По [ 5 ] выбираем кабель питающей линии сечением 3  35 мм².

5 Выбор оборудования газовоздушного тракта   5.1 Выбор дутьевых вентиляторов и дымососов

Таблица 14 Характеристика антрацитового штыба

Республика,бассейн,месторождение	Марка,класс	Горючая масса,%
		Wр	Aс	Sс	Сг	Нг	Nг	Oг	Кл.о	Qрн
										МДж/кг	Ккал/кг
Донецкий бассейн	АШ	8.5	30	1.8	92	1.8	0.8	2.7	0.95	20.89	4990

;

;

;

;

;

;

 ;

где А – зольность сухой, горючей или рабочей массы топлива в зависимости от индекса, %; S – содержание серы в массе топлива, %; С – содержание углерода в массе топлива, % ; О – содержание кислорода в массе топлива, % ; Н – содержание водорода в массе топлива, %;

;

 ;

 ;

 ;

;

Расчетный расход топлива на работу котла, кг/с,

 , (40)

где Q_н^р – низшая теплота сгорания топлива, Q_н^р=20.89 МДж/кг;

η_пг^бр – КПД брутто парогенератора, по таблице , η_пг^бр=0,9.

Расход воздуха, засасываемого дутьевым вентилятором, при максимально длительной производительности котлоагрегата, м³/ч,

V_в=1,05×В×V_в⁰×α_т ×(t_{х. в}+273)/273, (41)

где V_в⁰ – теоретически необходимый расход воздуха для сжигания 1 кг твердого топлива, который определяется по элементарному составу, м³/кг,

V_в⁰ = 0,0889×(С^р+0,375×S^р)+0,265×Н^р – 0,033×О^р, (42)

V_в⁰=0,0889×(37,7+0,375×1,7)+0,265×0,33–0,033×1,1=2,74 м³/кг.

α _т – коэффициент избытка воздуха на выходе из топки, α _т=1,2 t_{х. в} – температура холодного воздуха, принимаем t_{х. в}=25⁰С.

V_B=1,05×242308×2,74×1,2(25+273)/273=890,322×10³ м³/ч.

Устанавливаем два дутьевых вентилятора на котел каждый производительностью 50%

Выбираем тип дутьевых вентиляторов ВДН–32Н-I

Таблица 15 Дутьевой вентилятор

Типоразмер	Производительность, тыс. м3/ч	Рном, кВТ	nном, об/мин	Максимальное КПД
ВДН–32Н-I	500	925	730	85

Величина расхода уходящих газов при максимально длительной нагрузке парогенератора, м³/ч,

V_д= 1,05×В[V_г +Δα _гт×V_в⁰ ](t_д+273)/273 , (43)

где Δα _гт – суммарный присос по газовому тракту, Δα _гт=0,2; t_д – температура дымовых газов перед дымососом, принята равной 130 ⁰ С

V-теоретическое количество уходящих газов в расчете на 1 кг топлива при его полном сгорании , м³/кг

V=(0,6 (44)

V=(0,6

V_д=1,05×242308×[5,3+0,15×2,74]×(130+273)/273=2145 м³/ч.

Дымосос 2 ДОД43. Характеристика дымососа приведена в таблице 16

Таблица16 Дымососы

Типоразмер	Производительность, м3/ч	Рном, кВт	nном, об/мин	Максим. КПД
ДОД43	1335/1520	1570/2500	370	82,5

 

5.2 Золоулавливание

Электрофильтры рекомендуется устанавливать с котлоагрегатами паропроизводительностью 420 т/ч и выше. Они обеспечивают степень очистки дымовых газов до 96-98%. Для особо тщательной очистки дымовых газов используются комбинированные золоуловители, при этом грубая очистка газов происходит в батарейном циклоне, а окончательная, тонкая- в электрофильтре

Таблица 17 Характеристика электрофильтра

Типоразмер	Число секций	Площадь активного сечения, м2	Площадь осаждения, м2	Габариты, м	Масса, т
ЭГА2-56-12-6-4–330-5	2	181,7	20984	22,74х19,94х19,9	544,4

Расход летучей золы, поступающей в золоуловитель, кг/ч,

М_з^вх =0,01×В×α_унос×(А^р+q4×Qнр/32,7), (45)

где: α_унос – доля золы в недожоге и уносе, по [3 ] α_ун =0,8 ; q₄ - потери тепла с механическим недожогом, для мощных котлоагрегатов принимается равным 2,0 % ;

М_з^вх =0,01×242308×0,8×(26,52+2×9,88/32,7) = 52579 кг/ч.

Количество летучей золы, выбрасываемой в дымовую трубу каждым котлоагрегатом, кг/ч

М_з^вых=М_з^вх(100-η_зу)/100 , (46)

где η_зу – полный КПД золоуловителя , по [2 ] η_зу =97 % ;

М_з^вых= 52579×(100-97)/100=1577,37 кг/ч.

Количество летучей золы улавливаемое золоуловителями, кг/ч,

М_зу = М_з ^вх - М_з ^вых . (47)

М_зу = 52579-1577,37=51001,63 кг/ч.

 

 Суммарное Количество летучей золы улавливаемое золоуловителями, кг/ч,

М_зу =6 51001,63=306009,78 кг/ч

5.3 Золошлакоудаление

На проектируемой станции применяем схему совместного гидрозолошлакоудаления на отвал с помощью багерных насосов.

Суммарное количество шлака и золы, удаляемое с электростанции,кг/ч,

 , (48)

кг/ч .

М_ш.з=6 64146,9=384881,4 кг/ч

Диаметр шлакозолопровода, м,

 , (49)

где Q- расчетный расход пульпы,

 , (50)

где М_ш.з, М_в- расход шлака, золы и воды, кг/ч,

М_в=12М_ш.з ,

 

М_в=12×384881,4 = 4618576,8 кг/ч;

γ_ш.з, γ_в-удельный вес шлака, золы и воды. По [ 4 ] γ_ш.з=0,7 т/м³; γ_в=1 т/м³.

Расчетный расход пульпы всей станции, м³/ч,

м³/ч ;

v - расчетная скорость потока пульпы, приближенно можно принять v=1,8м/с при транспортировке багерными насосами.

Таблица18 Багерный насос

Типоразмер	Производительность, м3/ч	Диаметр рабочего колеса, мм	Мощность электро-двигателя , кВт	Частота вращения ротора , об/мин
20Гр-8Т	3000-5500	1350	1600	485

5.4 Дымовые трубы

Дымовые трубы предназначаются для отвода дымовых газов в атмосферу. Чем больше высота трубы , тем дальше уносятся и на большую площадь рассеиваются не уловленные в газоочистительных устройствах частицы золы, а также окислы серы и азота.

На современных ТЭС высота труб достигает 330-420 м и принимается из условий унификации кратной 30 м. Железобетонный ствол трубы имеет коническую форму с постоянным или переменным уклоном образующей наружной поверхности от 1% в верхней части до 10% внизу.

Суммарный выброс окислов серы, г/с,

М_SO2 = 0,02×В_Σ×10⁶×S^p/3600 , (51)

М_SO2 = 0,02×242,3 10⁶×1,7/3600 = 2288,46 г/с.

Минимально допустимая высота дымовой трубы при учёте выбросов золы и окислов серы, м.

 , (52)

где: С_пдк – Предельно допустимая концентрация золы или сернистых газов – 0,5мг/м³; А – коэффициент , учитывающий условия вертикального и горизонтального рассеивания в воздухе, для Запада России А=160 ; F – безразмерный коэффициент, принимаемый для расчёта концентрации SO₂ равным 1,0 , а для золы равным 2,0 ; m – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости газа на выходе из трубы, для скорости ω_г=40 – 45 м/с m = 0,8, Н=180 м ; z – число дымовых труб, z=2 ; Δt – разность температур газов на выходе из трубы и окружающего воздуха, принята равной 90 ⁰С; М – суммарный выброс золы М_зΣ^вых = 438 г/с и сернистого газа М_SO2=13730 г/с из труб.

Минимально допустимая высота дымовой трубы с учетом выбросов золы определяется по формуле, м.

, (53)

 м.

Минимально допустимая высота дымовой трубы с учетом окислов серы определяется по формуле, м,

 м.

Диаметр устья дымовой трубы, м,

, (54)

где ω_г – скорость дымовых газов на выходе из трубы, ω_г=50 м/с ;

 м.

Количество дымовых труб определяется мощностью электростанции. Принимаем 3 дымовые трубы высотой 350 м каждая..