книги из ГПНТБ / Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций учеб. пособие

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

больше, чем крупнозернистого. Удобоукладываемость бетона с мел­ ким песком выше, чем с крупнозернистым.

На рис. 24 приведен стандартный график просеивания песка. Заштрихованная область показывает оптимальный зерновой состав песка.

Перевозят песок навалом, хранят в штабелях. Перед употребле­ нием проводят контрольные испытания на каждые 200 м3 песка.

В качестве крупного заполнителя для бетона используют щебень или гравий. Щебень приготовляют из твердых каменистых пород

крупной фракции, обычно крупный заполнитель делят на фракции

воды. Для приготовления бетонов можно применять (без предварщ тельного опробования) любую питьевую воду. Промышленные и сточные воды для приготовления бетона непригодны. Минерали­ зированные природные воды можно применять лишь после испыта­ ний, если общее содержание солей в них не более 5000 мг/л; общее содержание инов S04 не более 2700 мг/л; водородный показатель pH не менее 4 (лакмусная бумага в такой воде не розовеет).

При применении сульфатостойкого цемента допускается увели­ чение содержания S04 до 10 000 мг/л.

В качестве вяжущего вещества для приготовления бетона исполь­ зуют цементы. Различают следующие основные виды цементов:

48

портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлаковый цемент, глиноземистый портландцемент.

Портландцемент — это высокопрочное вещество, являющееся про­ дуктом тонкого помола клинкера, получаемого обжигом до спека­ ния дозированной смеси, содержащей углекислый кальций СаС03 и глину или сырье соответствующего состава (известковый мергель).

Отметим наиболее важные свойства портландцемента:

1) он обладает способностью схватываться, затвердевать и при­ обретать расчетную прочность в определенные сроки (7, 28, 90 и и 180 дней); начало схватывания не ранее 45 мин, конец — не позд­ нее 12 ч; эти сроки вполне достаточны для выполнения работ по при­ готовлению, доставке и укладке бетонной смеси;

2) в течение 180 дней цемент приобретает расчетную или так назы­ ваемую марочную прочность, т. е. прочность цементного*, камня на сжатие;

3) при хранении цемента в течение трех месяцев прочность его

обыкновенного портландцемента с активными минеральными добав­ ками (чаще всего кремнеземистыми — туфа, пемзы, трепела). Применение его целесообразно, когда требуется повышенная хи­

агрессивных для обычного цемента водах).

Шлаковый цемент получают путем смешения тонкого помола доменного шлака (до 75%) и портландцемента (25%). Этот цемент медленно схватывается и твердеет. Стоек к агрессивным водам (меньше, чем пуццолановый), но не к кислотным, а к солевым.

Глиноземистый портландцемент — высокопрочное вяжущее ве­ щество, получаемое в результате обжига до сплавления смеси глино­ зема и известняка и последующего помола. Стоек к минерализован­ ным водам. Быстро твердеет, но сроки схватывания нормальные.

При подборе состава бетона следует установить водоцементное отношение, соотношение между цементом и инертными заполните­ лями; соотношение между мелким и крупным заполнителем; расход

ное отношение.

Для практических расчетов можно пользоваться следующими формулами:

для бетона на щебне

В1,1ЯЦ

Ц2Яб+ 0,55Яд *

для бетона на гравии

Ц2Яб+0,5Л ц-

Пр и м е р . Яц = 400, Яб = 150.

Следует иметь в виду, что эти формулы очень приближенные и не учитывают особенностей применяемых в настоящее время цементов

бетонной смеси по осадке усеченного конуса

и местных заполнителей. Практически при изготовлении образцов с соблюдением всех условий отклонения в прочности бетона дости­ гают ±30% . Поэтому формулы для определения водоцементного отношения могут служить лишь для назначения предварительного состава бетона. На практике (при больших объемах бетонных работ) экспериментальным путем определяют график зависимости R 6 =

=/ (В/Ц) (рис. 25) при местных инертных заполнителях.

Принимая для каждого замеса необходимую подвижность состава

смеси, определяют необходимое количество воды и затем по соответ­ ствующей прочности бетона и отношению В Щ находят количество

цемента.

При небольших объемах работ и при использовании портланд­ цемента без пластифицирующих добавок применение вышеприведен­ ных формул вполне допустимо.

Подвижность бетонной смеси определяют по осадке усеченного конуса, отформованного из смеси данного состава (рис. 26). По­ движность характеризуется осадкой h конуса (средней из двух опы­

50

тов). Подвижность бетонной смеси меняется (см. табл. 10) в зависи­ мости от конструкций, куда укладывается бетон.

Удобоукладываемость смеси характеризуется ее скоростью расте­ кания при вибрировании (частота 3000 ± 200 колебаний в 1 мин, амплитуда 0,35 мм). Конус ставят в форму для куба 200 X 200 X 200 мм, заполняют его бетоном. Кожух конуса снимают и включают вибра­ тор. Удобоукладываемость характеризуется временем, за которое смесь заполнит все углы формы, а поверхность ее станет горизон­ тальной.

Бетонная смесь должна быть экономичной, но в то же время обла­ дать достаточной плотностью и прочностью. Поэтому нормами уста­ новлены следующие предельные наименьшие расходы цемента на 1 м3 бетона:

для железобетонных конструкций, находящихся на воздухе или в воде, — 250 кг;

то же, находящихся внутри зданий, — 200 кг.

Опытами установлено, что увеличение количества цемента выше 300 кг приносит незначительное увеличение прочности бетона. Таким образом, количество цемента в 1 м* бетона может изменяться от 200 до 300 кг.

Следует иметь в виду, что при повышении марки цемента эко­ номится его количество. Как правило, марка цемента должна пре­ вышать марку бетона в 2—2,5 раза.

Расход цемента для бетонов разных марок принимается обычно по опытным данным или экспериментально.

Если задаются расходом цемента, то по В Щ определяется расход

воды

В= Ц (В/Ц),

аесли задаются расходом воды, то количество ее обычно принимают для расчетов ориентировочно, в зависимости от необходимой подвиж­ ности смеси и вида инертного заполнителя для песка средней круп­ ности (табл. 11).