РАЗМЕЩЕНИЕ ГРАДИРЕН НА ОГРАНИЧЕННОМ ЗЕМЕЛЬНОМ УЧАСТКЕ

Сокращения и аббревиатуры

• АБХМ – абсорбционная холодильная машина;

• АВО – аппарат воздушного охлаждения;

• ГПУ – газопоршневая установка;

• КТП – комплектная трансформаторная подстанция;

• НТД – нормативно-техническая документация.

Исходная ситуация

Для рационального использования ресурсов при генерации электроэнергии с помощью ГПУ, решено было применить тригенерацию, т.е. выработку тепла и холода наряду с электроэнергией. Градирня предназначена для охлаждения оборотной воды АБХМ, которая производит холод для системы кондиционирования.

Регион расположения объекта: Краснодарский край. Согласно СП131.13330.2020 «Строительная климатология», абсолютная максимальная температура воздуха составляет 42°С. Именно в пиковые жаркие дни необходимо обеспечить устойчивую работу системы кондиционирования.

Тепловой градиент градирен:

• температура воды на входе +34 градусов;

• температура воды на выходе +28 градусов.

Выделенное под градирни место располагается между двух комплексов:

• Силовой КТП 10/0,4 кВ.
• Группы сухих охладителей.

Площадка для размещения градирен имеет размеры ~21 х 20 метров.

Нормативная база

При размещении градирен (охладителей воды) ориентируемся на нормы п.5.27 СП.18.13330.2019 «Производственные объекты. Планировочная организация земельного участка».

5.27 Расстояния между охладителями воды, зданиями и сооружениями следует принимать с учетом возможности обеспечения эффективной работы водоохладителей. Следует предусматривать мероприятия по защите конструкций соседних зданий и сооружений от вредного воздействия выбросов влаги из водоохладителей, а также по обеспечению безопасности движения пешеходов и транспорта на прилегающей территории.

Расстояния между охладителями воды, зданиями и сооружениями следует принимать не менее указанных в таблице 5.1.

Идентификация объектов

Градирни для охлаждения оборотной воды АБХМ относятся к типу «вентиляторные секционные градирни». Производительность по охлаждающей воде – 350-400 м³/ч. Площадь секции менее 20 м².

Расстояния между градирнями, согласно п.4 примечаний к таблице 5.1, для вентиляторных секционных градирен составляет 3 м. Данное расстояние между градирнями необходимо выдерживать, если у производителя градирен нет иных указаний. В нашем случае две односекционные градирни могут соединяться в одну двухсекционную, поэтому мы рассмотрим оба варианта — две односекционные градирни и одну двухсекционную.

Аппараты воздушного охлаждения – это охладители воды закрытого типа. Согласно п.15 примечаний к таблице 5.1:

15. Расстояния до охладителей воды закрытого типа не нормируются.

С другой стороны, стоит учитывать требования завода изготовителя АВО о минимальном расстоянии между АВО и прочими объектами. По плану, приведённому выше видно, что между соседними АВО выдерживается расстояние в 3 м, на него и стоит ориентироваться.

КТП – это закрытая трансформаторная подстанция. Следовательно, в таблице 5.1 руководствуемся не п.6 «Открытые электрические подстанции и линии электропередачи», а п.5 «Здания со стенами из материалов, имеющих марки по морозостойкости не менее F25».

Вентиляторные секционные градирни на земле

По таблице 5.1 СП.18.13330.2019 расстояние от зданий до вентиляторных секционных градирен должно быть не менее 21 м, но работа градирен исключительно в тёплое время года позволяет, согласно п.10 примечаний к таблице 5.1, сократить расстояние на 25% до 15,75 м.

Вариант №1А. Двухсекционная градирня на земле

Для двухсекционной градирни схема размещения представлена ниже. Формально, градирня выходит за рамки отведенной площадки. С другой стороны, расстояние от АВО до градирни превышает 3 м, т.е. такой вариант размещения вполне можно рассматривать, если договориться о расширении площадки для градирни в сторону АВО.

Вариант №1Б. Две односекционных градирни на земле

В случае применения двух односекционных градирен, выстроенных в ряд, получается остаться в границах отведённого участка. При этом есть запас в расстоянии между градирнями, и это расстояние можно увеличить до 4 м.

Стоит отметить, что при обоих вариантах размещения большая часть участка, прилегающая к КТП, остаётся неиспользованной из-за необходимости выдерживать требуемое расстояние между градирнями и КТП.

Размещение градирен на кровле здания

Существенный выигрыш в минимизации разрывов от градирни до КТП можно получить, если разместить градирню на кровле здания. В этом случае требуемое минимальное расстояние между градирней и КТП сокращается 9 м, а с учётом сезонной работы охладителей это расстояние, согласно п.10 примечаний к таблице 5.1, сокращается до 6,75 м.

Однако, при этом возрастают капиталовложения, так как необходимо возводить здание для размещения градирен на кровле.

Вариант №2А. Двухсекционная градирня на кровле здания

Размещение двухсекционной градирни на кровле здания позволяет разместить градирню в центре участка.

Использование охладителей воды закрытого типа

Ещё один вариант, который прорабатывался, это отказ от вентиляторных секционных градирен в пользу охладителей воды закрытого типа, для которых согласно п. п.15 Примечаний к таблице 5.1:

Расстояния до охладителей воды закрытого типа не нормируются.

На наш запрос все поставщики охладителей воды ответили, что в условиях Краснодарского климата такая замена невозможна. В соответствии с данными климатологии приведённым в главе Исходные данные при температуре окружающего воздуха 42 градуса, требуется охладить теплоноситель до величины в 28 градусов необходимой для штатной работы АБХМ. АВО работают по принципу обдува трубок с теплоносителем окружающим воздухом, т.е. физически не могут охлаждать теплоноситель ниже температуры воздуха, а с учётом реальных и неидеальных процессов теплопередачи температура теплоносителя будет выше температуры воздуха на 3-5 градусов.

Альтернативный взгляд

В таблице 5.1 нормируется расстояние до здания со стенами из материалов, имеющих марки по морозостойкости не менее F25. Требования к стенам, как ограждающим конструкциям, установлены в СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции. В нем приведены требования к разным конструкциям стен, в т. ч. из сэндвич-панелей. При этом, требования по морозостойкости и, соответственно, марки F, приводятся только для каменных стен и стен, содержащих в составе бетон.

КТП, как правило, изготавливают из сэндвич-панелей, а для сэндвич-панелей требования по морозостойкости не устанавливаются ни в СП 70.13330.2012, ни в ГОСТ 32603-2021 Панели трёхслойные с металлическими облицовками и сердечником из минеральной ваты. Соответственно, норма 21 м на указанный случай не распространяется.

С другой стороны, в СП 43.13330.2012 Сооружения промышленных предприятий в отношении размещения вентиляторных секционных градирен установлены следующие требования:

4.19 … градирни и другие высотные сооружения следует, как правило, располагать со стороны наиболее протяженных глухих стен зданий. От стен зданий, имеющих световые проемы, эти сооружения должны размещаться на расстоянии не меньшем, чем их диаметр в плане или протяженность стороны, обращенной к зданию, с соблюдением требований СП 18.13330, СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200, СП 60.13330, СП 2.2.1.1312.

9.1.17 Вокруг градирен необходимо предусматривать отмостку шириной не менее 2,5 м и кюветы для сбора и отвода атмосферных вод, выносимых ветром из воздуховходных окон градирен. Территория, примыкающая к градирням, должна быть спланирована, иметь травяной покров или щебеночное покрытие.

Таким образом в соответствии с СП 70.13330.2012 расстояние, которое необходимо выдерживать между градирней и КТП напрямую зависит от протяжённости стороны градирни, обращённой к КТП, и должно вмещать в себя отмостку шириной 2,5 м.

Технологические установки

В определённых ситуациях существует такой путь, основанный на том, что в таблице 5.1 указаны расстояния до зданий, сооружений и других градирен, но в перечне понятий отсутствует такое понятие, как технологическая или техническая установка. Между тем такое понятие в НТД существует, например, в Техническом регламенте о безопасности сетей газораспределения и газопотребления (постановление правительства от 29 октября 2010 №870).

Таким образом, если есть возможность обосновать классификацию КТП как технологической установки, то становится возможным приближать к КТП градирни без ограничений, указанных в таблице 5.1.

Заключение

Каждый случай размещения технологического оборудования индивидуален и невозможно в рамках одной статьи дать всеобъемлющую справочную информацию по всем вопросам размещения градирен. Данная статья показывает сложность проектирования, в вопросе, который на первый взгляд кажется простым (есть площадка для размещения, нужно установить градирни в пределах выделенной площади), но на самом деле требует глубокого погружения в НТД, инженерной и технологической проработки и соответствующей квалификации проектировщиков.