Проект переустройства гидроэлектростанции в туристический комплекс

В ближайшее время планируется архитектурная реставрация гидроэлектростанции «Пороги» и преобразование её в туристический центр. Об этой малой ГЭС была публикация в журнале «АКВА-ТЕРМ» [1]. Также принята во внимание потребность технологического переоснащения ГЭС, поэтому был запроектирован дополнительный машинный зал для электрогенерирующего оборудования. ГЭС расположена в Челябинской области на реке Большая Сатка и впервые заработала в 1909 году, а в 1993 – вошла в число основных претендентов на включение в мировой список памятников индустриального наследия ЮНЕСКО. На кафедре «Водоснабжения и водоотведения» ЮУрГУ разработан проект инженерного оборудования туристического центра «Пороги».

К инженерному оборудованию проектируемого комплекса сооружений гидроэлектростанции относят: водоснабжение (на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды), канализацию, отопление, вентиляцию. Инженерное оборудование обеспечивает надежность в работе и удобство эксплуатации зданий.

Источником водоснабжения является подземный водозабор – каптаж нисходящего родника, расположенного выше по рельефу на 12 м относительно комплекса сооружений ГЭС, чем и обеспечивается необходимый напор воды. Каптажную камеру, выполненную из железобетона, с наружной стороны грунтуют праймером и покрывают битумом. Перед водоприемной поверхностью устраивают обратный песчано-гравийный фильтр, предотвращающий вынос водоносной породы в водоприемную камеру.

Из каптажной камеры родниковая вода попадает в железобетонный резервуар проточной воды объемом 250 м³. Над резервуаром устраивается станция водоочистки, внутри которой устанавливается система обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением УДВ-5/1-10-50, обеспечивающая безопасность воды в отношении болезнетворных микроорганизмов [2]. Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в воде микроорганизмы (бактерии, вирусы, простейшие и т.д.) [3].

Далее вода подается самотеком к комплексу сооружений ГЭС. В комплекс сооружений входят 3 здания: реставрируемый исторический комплекс (музей), возводимый машинный зал и здание гостиницы (бывшее здание администрации). Система водоснабжения тупиковая. Наружный трубопровод водоснабжения диаметром 50 мм обеспечивает общий расход воды q = 2,014 л/с, прокладывается в грунте ниже уровня промерзания [4]. Проектируемые сети водоснабжения монтируются из полиэтиленовых труб. Диаметр труб на вводах в здания равен 25 мм. На вводах в здания не предусматриваются водомерные узлы. Водомерный узел устанавливается в здании УФ-обеззараживания. Внутренний водопровод системы хозяйственно-питьевого водоснабжения выполняется также из полиэтиленовых труб диаметром 20 мм. Устройство внутренних сетей водоснабжения и водоотведения осуществляется в лотках (проходных каналах), которые устраивают вдоль стен под полом. Лотки монолитные, в качестве съемных крышек – плиты фальшпола. Размеры лотка принимаются 300×300 мм.

Горячее водоснабжение реставрируемого исторического комплекса и возводимого машинного зала обеспечивается использованием электрических проточных водонагревателей для каждой точки водоразбора. Механизм работы проточного водонагревателя довольно прост - вода протекает через установленный в водонагревателе ТЕН и нагревается. Проточный водонагреватель обеспечивает минимальные габариты и моментальный нагрев воды, без ограничений по количеству производимой горячей воды. Для здания гостиницы используют электрический накопительный водонагреватель.

Противопожарное водоснабжение предусматривается для реставрируемого исторического комплекса и возводимого машинного зала непосредственно из водоёма (р. Большая Сатка) с помощью погружных насосов Иртыш ПФ2 50/200-18,5/2 (один рабочий, один резервный), рассчитанных на 100%-ый расход воды. Для здания гостиницы противопожарное водоснабжение не предусматривается согласно п. 6.5(а) СНиП 2.04.01-85* [5].

В машинном зале, генераторном и турбинном помещениях при общем объеме помещения более 500 м³, а также в помещениях масляного хозяйства для пожаротушения предусматривается 2 струи с минимальным расходом воды 2,5 л/с. Согласно таблице 3 СНиП 2.04.01-85* производительность пожарной струи из пожарного крана диаметром 50 мм и диаметром спрыска наконечника пожарного ствола 16 мм будет составлять q = 3,3 л/с. Таким образом, к зданиям реставрируемого исторического комплекса и возводимого машинного зала необходимо подвести стальные электросварные трубы диаметром 50 мм, обеспечивающие расход q = 6,6 л/с на пожаротушение каждого здания. Также разработана система автоматизации процесса включения противопожарного насоса.

Внутренняя канализация комплекса ГЭС: на здание возводимого машинного зала приходится 1 унитаз, 1 умывальник; на здание исторического реставрируемого комплекса – 2 унитаза, 2 умывальника, 1 душевая сетка; на здание гостиницы – 2 унитаза, 5 умывальников, 2 душевые сетки, 1 мойка.

Система внутренней канализации зданий выполняется из полиэтиленовых труб диаметром 50-100 мм (50мм для подключения к раковинам и душевым). Внутренняя сеть водоотведения устраивается вместе с внутренней сетью водоснабжения в лотках 300×300 мм, как было написано выше. В помещениях с трапами и где по СНиП 2.04.01-85* нельзя прокладывать канализацию под полом – пол выполнен несъемным (поверх лотка заливается армированный бетон). Выпуски из зданий диаметром 100 мм, соединяются в общий коллектор диаметром 160 мм, проложенный с уклоном 0,035 для обеспечения самотёка сточных вод. В связи с тем, что сточная вода поступает в сеть водоотведения с достаточно высокими положительными температурами, лоток трубы допускается прокладывать на 0,3 м выше глубины замерзания [6].

Суточный расход сточных вод равен суточному водопотреблению. Для очистки сточных вод принята локальная очистная станция Ерш Б-200с, производительностью 200 м³/сут. Сброс сточных вод осуществляется в реку ниже по течению на расстояние 150 м от комплекса. Схема прокладки наружных сетей водоснабжения и водоотведения приведена на рисунке.

Для обеспечения необходимым количеством теплоты комплекса сооружений ГЭС предусматривается два водогрейных электрических котла мощностью по 200 кВт каждый, общей мощностью 400 кВт. Котлы и узел управления располагаются в котельной нового здания. В узле управления установлена запорная и регулирующая арматура, контрольно-измерительные приборы и автоматика, насосы и линия подпитки.

Система отопления двухтрубная, вертикальная, с нижней разводкой обеих магистралей, с тупиковым движением теплоносителя в них. Магистрали систем отопления проложены в машинных залах. По способу циркуляции воды проектируемая система отопления – с механическим побуждением циркуляции воды. В качестве отопительных приборов приняты алюминиевые секционные радиаторы "Термал" (Россия) высотой 500 мм. На подающих и обратных подводках предусмотрены запорные шаровые краны. Трубопроводы системы отопления выполнены из стальных труб: водогазопроводных ГОСТ 3262-75 диаметром до 50 мм, и электросварных ГОСТ 10704-91 диаметром больше 50 мм. Удаление воздуха из системы отопления осуществляется через краны Маевского, установленные в верхних пробках отопительных приборов, и автоматические воздухоотводчики в верхних точках системы; опорожнение - через спускные краны в низших точках системы.

Здания комплекса сооружений ГЭС оборудуются системами приточно-вытяжной вентиляцией с механическим и естественным побуждением, в соответствии со СНиП 41-01-2003 [7].

Расчётные расходы определяются согласно заданию на проектирование в зависимости от назначения помещений. Ориентировочный же воздухообмен, который необходимо обеспечить в машинных залах, должен составлять не менее 1 крата, то есть L = 3600 м³/ч для реконструируемого исторического комплекса, L = 6480 м³/ч – для возводимого машинного зала, L = 3000 м³/ч – для здания гостиницы. Для этих зданий подобраны центральные секционные кондиционеры AN 6 производительностью каждый от 2000 до 10000 м³/ч, которые могут выполнять функции вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления этих помещений [8].

Приточные и вытяжные системы оборудуются сборными канальными установками, состоящими из следующих элементов: воздушного клапана приточного или вытяжного воздуха с электроприводом, фильтром укороченным карманного типа, водяным воздухонагревателем, вентилятором канальным с гибкими вставками, роторным рекуператором.

Воздуховоды систем вентиляции – металлические из оцинкованной стали, соответствующих ГОСТ 14918-80, с толщиной листа согласно приложению Н СНиП 41-01-2003.

Литература

1. В. Заяц. Малая ГЭС с большим стажем // АКВА-ТЕРМ, №6 (52), 2009. – 86-87 с.

2. Каталог «Лит» - http://www.lit.ru/

3. Каталог – справочник по технологиям и технологическому оборудованию для очистки природных вод, доочистки водопроводной и приготовления питьевой воды / сост. Н.П. Фрог, Ю.А. Рахманин. – М.: ПО «Совинтервод», 2000. – 183 с.

4. СНиП 2.04.03-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 128 с.

5. СНиП 2.04-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1997. – 60 с.

6. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 72 с.

7. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1997. – 60 с.

8. Каталог фирмы KORF. Оборудование для вентиляции и кондиционирования. – ООО «ПО КОРФ», 2006. – 188 с.