Технико-экономическое сопоставление схем механизации

Сравнение вариантов схем механизации производится по составу и объему работ для сопоставимых условий. Для каждого варианта учитывается доставка конструкций от складских площадок к месту монтажа, установка конструкций в проектное положение с оснасткой монтируемых элементов монтажными приспособлениями и выполнение монтажных стыков. В каждом варианте при применении башенных кранов в стоимость их эксплуатации включаются затраты на устройство и содержание подкрановых путей, а при гусеничных кранах — стоимость устройства и перекладки временных дорог из сборных железобетонных плит в пределах машинного и котельного отделений.

Все варианты предусматривают, что до начала монтажа надземной части главного корпуса на захватке должны быть закончены работы по монтажу сборных конструкций подземной части, уложены подкрановые пути, произведен монтаж кранов и уложены пути, предназначенные для доставки конструкций к месту монтажа.

Вариант 1 схемы механизации монтажа главного корпуса с каркасом из сборного железобетона или металла двумя башенными кранами БК-1000 является самым распространенным. Эта схема применялась на Конаковской, Прибалтийской, Змиевской и других КЭС.

Подача сборных конструкций надземной части машинного отделения производится на железнодорожных платформах по временной эстакаде или по схеме, примененной по Змиевской ГРЭС, где железнодорожные пути прокладывали по ранее сооруженной полосе подвала.

Кранами № 1 и 2 кроме конструкций каркаса монтируются покрытия машинного и котельного отделений, перекрытия бункерной, конструкции РУСН, стеновые панели и перегородки. Монтаж бункеров сырого угля и пыли производится краном № 2. Распределение основных объемов работ между кранами приведено в табл. 12.9.

Кроме увеличения блочности уменьшается количество монтажных подъемов, а следовательно, сокращается продолжительность монтажа. Применение стального каркаса облегчает монтаж в зимнее время.

Общая масса наземных конструкций главного корпуса ГРЭС-2400 в металле меньше, чем при каркасе из сборного железобетона, на 25—30%, а основных несущих конструкций — более чем в 3 раза, что обеспечивает уменьшение трудоемкости на 18—20% и сокращение продолжительности монтажа (при одних и тех же механизмах) на 20—25%. Снижение массы несущих конструкций имеет особое значение при сооружении КЭС мощностью 4000 МВт и более с блоками 500 и 800 МВт и котлами в однокорпусном исполнении, когда высота котельных достигает 75—80 м и более.

На основании сравнения вариантов схемы механизации монтажа и их технико-экономических показателей можно сделать выводы.

Для снижения стоимости строительства главных корпусов ТЭС при монтаже строительных конструкций следует рекомендовать мобильные и маневренные гусеничные краны.

Для возведения надземных частей главных корпусов ТЭС наиболее эффективными по эксплуатационным затратам, общей стоимости монтажных работ и сокращению сроков строительства являются схемы механизации с гусеничными кранами МКГ-100.

До обеспечения всех строительств кранами МКГ-100 следует рекомендовать схемы механизации работ с одним башенным краном БК-1000 и гусеничными кранами МКГ-1000 и ДЭК-50.

При применении двух монтажных кранов не обеспечиваются ввод в эксплуатацию первого энергоблока через 22 мес после начала земляных работ на главном корпусе и монтаж надземных конструкций главного корпуса с каркасом в сборном железобетоне в нормативные сроки, поэтому в дополнение к двум кранам (БК-1000 и МКГ-100) следует применять краны ДЭК-50 (ДЭК-631) или ДЭК-25.

Следует иметь в виду, что соотношение между тяжелыми и легкими кранами, а также их количество и грузоподъемность должны соответствовать конструктивно-технологической характеристике возводимого сооружения. При изменении соотношения массовых характеристик строительных конструкций, а также их общей массы может измениться и число кранов различных типов.

С достаточной точностью для каждой схемы механизации можно определить продолжительность монтажа, которая прямо пропорциональна количеству подъемов, выполняемых краном за все время его работы на объекте, и обратно пропорциональна произведению усредненного количества подъемов за смену на коэффициент сменности работы крана (принимаемый обычно равным 2).

Среднесменные нормы монтажных подъемов кранами при монтаже надземных конструкций главного корпуса, полученные на основе опытных данных, приведены ниже:

Схема механизации выбирается на основе сравнения нескольких вариантов стоимости механизации и продолжительности монтажа надземных конструкций. В вариантах схем механизации могут меняться: стоимость механизации, стоимость и количество машино-смен в зависимости от количества и типов механизмов; стоимость укрупнительно-сборочных и монтажных работ как результат изменения степени укрупнения элементов и, следовательно, количество монтажных стыков; могут меняться накладные расходы в результате изменения продолжительности монтажа.

Стоимость механизации сравниваемых вариантов определяется по калькуляциям, в которых отражаются:

• оптовая цена механизмов и транспортные расходы (7% оптовой цены механизма);
• стоимость подкрановых путей;
• единовременные затраты (на доставку механизма на строительство, монтаж и демонтаж механизма);
• годовые затраты (амортизационные отчисления, содержание и ремонт подкрановых путей, текущий и средний ремонты);
• сменные затраты (зарплата крановщика, стоимость электроэнергии, смазочные и обтирочные материалы).

Существенное влияние на эффективность схемы механизации оказывают степень укрупнения элементов в монтажные блоки, выбор требуемых оптимальных эксплуатационных параметров грузоподъемных механизмов, определение оптимальных сроков монтажа и количества монтажных кранов.

Укрупнение элементов в монтажные блоки

Укрупнение элементов в монтажные блоки обеспечивает сокращение числа подъемов, более полное использование монтажных кранов, уменьшение объема работ по грузоподъемности на высоте путем переноса большей их части на укрупнительную площадку. Переход к монтажу укрупненных блоков строительной и технологической частей КЭС позволяет уменьшить интенсивность использования транспортных коммуникаций, что важно для энергоблоков мощностью 500—1200 МВт в связи с увеличением массы монтируемых элементов.

Определяющими факторами рационального предела укрупнения являются технико-экономические показатели.

Исходя из стоимости работ целесообразность укрупнения монтажных элементов определяется из условия:

где C₁ — стоимость монтажных работ на объекте при предварительном укрупнении монтажных элементов, руб.; С — то же без предварительного укрупнения монтажных элементов, руб.; С_е1, С_е2, С_е3, С_е — стоимость дополнительных единовременных затрат по кранам, занятым соответственно на укрупнительной сборке, на монтаже укрупненных блоков и неукрупненных элементов, а также на монтаже, когда предварительное укрупнение не производится, руб.; С_мс1, С_мс2, С_мс3, С_мс — стоимость машино-смен кранов, используемых соответственно на укрупнительной сборке, монтаже укрупненных блоков и неукрупненных элементов, а также на строительстве объекта, когда предварительное укрупнение не производится, руб.; m₁, m₂, m₃, m — число монтажников, занятых соответственно на укрупнительной сборке, монтаже укрупненных блоков и неукрупненных элементов и на монтаже, когда предварительное укрупнение не производится; З₁, З₂, З₃, З — соответственно заработная плата одного монтажника, руб.; Т₀₁, Т₀₂, Т₀₃, Т₀ —количество смен работы кранов соответственно на укрупнительной сборке, на монтаже укрупненных блоков и неукрупненных элементов и на монтаже объекта, когда предварительное укрупнение не производится; K₁ и К₂ — коэффициенты накладных расходов на прямые затраты и заработную плату. Число монтажников m и заработная плата З определяются по ЕНиР.

Единовременные затраты С_е и стоимости машино-смен кранов С_мс должны быть определены в зависимости от массы монтируемого элемента и коэффициента использования грузоподъемности крана:

где q — масса укрупняемого или монтируемого элемента; К_r — коэффициент использования крана по грузоподъемности; Q_e — единовременные затраты (за смену), руб.; b_е — единовременные затраты, связанные с массой элемента (за смену), руб.; Q_мс — стоимость машино-смены без учета единовременных затрат; b_мс — стоимость машино-смены, связанная с массой элемента, руб.

Значения постоянных величин Q_e, b_e, Q_мс, b_мс можно определить при построении графиков зависимости стоимости машино-смен крана и единовременных затрат от коэффициента использования крана по грузоподъемности.

Оптимальные эксплуатационные параметры крана

Оптимальные эксплуатационные параметры крана выбираются по максимальной массе укрупненного блока монтируемого элемента. При этом учитываются размеры здания, габариты и расположение конструкций, расположение путей, по которым доставляются монтажные блоки.

Высота подъема крюка может быть найдена как:

где h₀ — отметка опоры, на которую устанавливается конструкция, м; h₁ — высота монтируемого элемента или блока, м; h₂ — возвышение монтируемого элемента над отметкой опоры перед опусканием на место (принимается равным 0,5—1 м), м; h₃ — высота захватных устройств, м.

Конструктивная высота захватных устройств принимается обычно равной от 1 до 4 м в зависимости от условий строповки. Длина грузового полиспаста достигает 1,5—5 м и зависит от грузоподъемности крана.

Вылет стрелы должен быть равен:

где l₁ — расстояние от оси вращения крана до выступающих частей здания, м; b — ширина здания, которая должна быть обслужена краном без мертвых зон, м.

Количество необходимых монтажных кранов при заданной продолжительности сооружения объекта определяется в зависимости от объема работ, эксплуатационной производительности кранов и срока выполнения работ:

где А — количество рабочих смен в сутки; Т_д — срок выполнения работ, дней; П_э — эксплуатационная производительность крана, т/см; Р — объем работ, т.

Определение стоимости монтажных работ несколькими кранами

Определение стоимости монтажных работ, выполняемых несколькими кранами, производится по формуле:

где N_кр — число кранов; С_е — единовременные затраты на монтаж, демонтаж и транспортирование крана, руб.; С_д — единовременные затраты, связанные с организацией монтажных работ и не включенные в стоимость машино-смены, руб.; Т₀ — число смен работы одного крана; С_мс — стоимость машино-смены без единовременных затрат, руб.; m — число монтажников в звене, чел.; З — заработная плата одного монтажника, руб.; Q — накладные расходы, зависящие от продолжительности строительства, исчисляемые за смену, руб.; b — накладные расходы, связанные с привлечением одного рабочего, руб.; d — прочие прямые и накладные расходы, зависящие от объема работ, руб.

После преобразования, заменив АТ_д=Т₀, получим:

Из полученного выражения можно определить оптимальную продолжительность монтажных работ:

Комплекс неоднородных сооружений ТЭС монтируется кранами различных типов. Поэтому сроки выполнения монтажных работ и необходимое количество кранов для всего комплекса определяются исходя из оптимальных сроков монтажа и количества кранов по каждому зданию.

Средняя производительность всего комплекта кранов:

где П_э1, П_э2,..., П_эп — производительность крана на объектах с объемами работ P₁, Р₂,..., Р_п.

Исходя из оптимальной длительности монтажа каждого объекта, оптимальную длительность монтажа всего комплекса определяем из выражения:

где m₁, m₂,...,m_п — количество рабочих на каждом из возводимых объектов.

Экономическая эффективность различных вариантов механизации строительства определяется по приведенным затратам, наименьшая величина которых соответствует оптимальному варианту.

Удельные приведенные затраты П_уд определяются:

где С — себестоимость единицы механизированной продукции; К_уд — удельные капитальные вложения; Е_н — нормативный коэффициент эффективности капвложений.

Себестоимость единицы механизированной продукции выражается формулой:

где С_ед — единовременные затраты, связанные с организацией механизированных работ; С_мс — себестоимость машино-смен каждого монтажного крана; N_кр — число кранов; С_р — расходы на заработную плату рабочих; ?Р — общий объем механизированных работ, выраженный в натуральных показателях или в единицах конечной продукции; П_э — сменная эксплуатационная производительность кранов; К₁, К₂ — коэффициенты накладных расходов соответственно на заработную плату и прочие прямые затраты.

Себестоимость машино-смены может быть определена по формуле:

где С_е — единовремешуяе расходы на перебазировку крана с объекта на объект; Г — годовые амортизационные отчисления; С_п — годовые затраты на содержание и ремонт подкрановых путей; С_т.э — текущие эксплуатационные затраты, исчисленные непосредственно за смену; t — число рабочих смен крана на данной площадке без перестановки; Т_г — число рабочих смен крана в году в соответствии с эксплуатационным режимом.