华能巢湖发电厂调研报告090621

华能巢湖发电厂调研报告

大开二热项目调研组

2009年6月20日

调研提纲

调研时间:2009年6月15日——6月17日

调研地点:安徽华能巢湖电厂

调研人员:

国电电力:李 斌

大开二热:周国强 任功德 靳德全 毛羽丰 韩 彬

张文臣 陈军国 金庆光 陈 光 郑鸿志

武秀峰 卢永利

东 北 院:曹 勇 王淑艳 程永霞 付祝东 金景华

万里宁

调研目的:华能巢湖电厂一期2×600MW工程,2006年1月开始初步设计,2007年1月开工,1#机组2008年8月投产, 2#机组于同年11月投产,工程造价控制在3000元/瓩以内。本次调研就是以降低造价为主线分专业进行现场考察和专业咨询,针对华能巢湖电厂设计优化情况以及机组运营后的结果展开调研,为大开二热的设计优化打基础。

总图及交通运输部分

1 工程概况

1.1 地理位置

巢湖市因濒临全国五大淡水湖之一的巢湖而得名,地处安徽省中部偏南,包括四个县(庐江、无为、和县及含山),辖区人口约450万,耕地434万亩,西依巢湖,南靠长江,水网密布,素有鱼米之乡之称。主要矿藏有石灰石、明矾、建筑石料、铁、硫铁矿等。工业偏重于水泥等建筑材料、塑料、纺织及农副产品加工业,新兴工业有医药及化学业、新材料和电线电缆业。

巢湖市地处合肥、南京、芜湖等城市之间,东距南京110km,西离合肥80km,东南至芜湖60km,地理位置十分优越,是铁路、公路和水运的交通枢纽。

巢湖市位于巢湖水系中心。巢湖湖水面积783km2,其中属于巢湖市的有550km2,巢湖市水资源丰富,拟选的厂址取水方便。

华能巢湖电厂厂址位于巢湖市区西北约6km的大姚村附近,西南距合裕公路约1.5km。厂址东南面距铁路巢湖西站约4.0km,间有平顶山相隔,西面距柘皋河约1.5km,东面距平顶山约1.0km。

2.1 建设规模

本期建设2×600MW超临界燃煤机组,规划容量4×600MW,并留有再扩建余地。

2 电厂总体布局分析

2.1 电厂建设条件概述

a) 水源

补给水水源取自巢湖流域的柘皋河。柘皋河取水口位于青苔山西侧、柘皋河合裕公路桥上游约1.0km处,距巢湖水体约5.0km。

b) 接轨站

本工程燃煤采用铁路运输进厂,接轨站为厂址东南的巢湖西站,厂址据接轨站直线距离约为4.0km。

c) 灰场

贮灰场(平顶山灰场)位于巢湖市西北方向约5km夏阁镇的山间谷地,距厂址东北约1.0 km,现有低等级公路由合裕公路通到灰场,交通便利。

本期工程灰渣考虑综合利用,设计灰场满足电厂本期工程3年堆灰库容。 d) 受电变电所

本期以220kV、500kV两级电压接入系统,一台机组通过一回220kV线路接入巢湖变,一台机组采用发-变-线路单元方式通过一回500kV线路接入巢湖变。巢湖变位于厂址以东12km。

e) 入厂道路的引接

现有一乡村公路连接合裕公路与厂址,可将其拓宽改造作为进厂公路。厂区主入口朝西南,货运出入口朝东北,进厂公路拟从合裕公路引接,总长2444m,其中1934m为利用现有土路作为路基的改建道路,510m为完全新建。由于电厂建设切断了原有的乡村公路,拟结合施工进场道路还建,还建道路长1460m,再新建300m道路连接厂区货运出入口与还建道路。上述道路按平原微丘区三级公路考虑,路基宽9m,7.0m宽混凝土路面。

灰渣运输通道自电厂货运出入口开始经还建道路(施工进场道路)、进厂公路、合裕公路,再改建1000m的7.0m宽乡村道路至灰场。

2.2 电厂布置方位合理性分析

为顺应青苔山、平顶山、以及庙丁、庙靳、塘头等村落偏西南东北的走向,

减少厂址建设的拆迁和土方工程量,经反复优化,厂区南北轴线由正南正北向东旋转39.5°。主厂房纵轴南北向布置,厂区固定端朝西南,向东北扩建,汽机房面东南,顺应向东出线的外部条件。

铁路电厂站南北向规划在厂区西侧,为保留山谷天然排洪通道,电厂站东界尽量靠近庙丁、庙靳等村庄。

厂区与各村庄之间规划控制距离为100m。

电厂布置方位合理,布局科学。

3 电厂总平面布置分析

3.1 布局结构与发展方向分析

厂区布置采用了紧凑型四列式格局,由西北向东南依次为铁路专用线及煤场区、主厂房区、冷却塔区、屋外配电装置区。主厂房固定端朝西南,扩建端朝东北。电厂向东出线。辅助生产区主要集中在厂区固定端侧。

3.2 功能分区的分析

厂区分七个功能区,分别为:(1) 主厂房区(2)运煤系统区(3)电气设施区(4)冷却塔及循泵区(5)水处理设施区(6)辅助生产设施区(7)厂前建筑及出入口

功能区之间的关系为:

运煤系统区→主厂房区→电气设施区(变压器)→冷却塔及循泵区→电气设施区(屋外配点装置)

根据电厂生产物流关系,上述各功能区之间的流程满足生产要求。

3.3 厂区总平面布置特点分析

a) 功能分区明确,布局结构合理,满足生产要求;

b) 依据地区气象条件的优势,采取A 排前塔布置,有效缩短循环水管线长度,降低工程造价;

c) 采用侧煤仓输煤系统,缩小了主厂房的横向距离;

d) 厂区轮廓线规整;

e) 1#塔与厂前办公区之间布置化学水设施,1#塔距离A排距离加大,循环水管线增长,该项投资增加。但是,1#塔与厂前办公区之间距离增大,冷却塔的噪音对厂前办公区影响小。

f) 建构筑物采取合并、成组布置

3.4 减少工程量、降低工程造价分析

a) 除灰控制、脱硫控制、输煤控制、空压机室采取合并建设,减少了用地面积,降低工程造价;

b) 污废水处理设施区、化学水处理设施区采取成组布置,减少了用地面积,降低工程造价。

4 电厂用地分析

4.1 用地构成

根据《火力发电厂总图运输设计技术规程》DL/T5032—2005的规定,厂区用地由下述项目构成:

a) 厂区内建构筑物用地面积;

b) 厂区内道路、广场和地坪用地面积;

c) 厂内铁路用地面积;

d) 厂区地下沟管线用地面积;

e) 厂区架空管线用地面积;

f) 室外作业场地用地面积;

g) 其它用地。

4.2本工程未列入厂区用地面积项目的用地面积

根据华能巢湖电厂相关图纸,本工程有以下几项未列入厂区用地:

a) 检修及办公和检修宿舍利用施工临建,在厂区围墙外,用地不包括在厂区内 ;

b) 生活服务设施在厂区外独立建设,用地不包括在厂区内 ;

c) 厂内铁路用地面积为7.51hm2。

4.3 厂区实际用地面积分析

华能巢湖电厂厂区用地面积为21.5hm2,其中不包括厂内铁路用地面积、检修及办公和倒班宿舍和生活服务设施。按电厂全口径用地面积计算,电厂用地面积大于30hm2。

4.4 降低厂区用地面积的措施

依据火力发电厂生产性质和生产工艺关系,检修及办公和检修宿舍和生活服

务设施与主要生产设施联系不是特别紧密,可以在主厂区外独立布置,用地可不列入厂区用地,可降低厂区用地面积,厂内铁路站场为电厂燃料运输设施,与主要生产设施联系非常密切,该用地应列入厂区用地,

5 电厂竖向布置分析

5.1 用地现状用地分析

厂址处于平顶山与青苔山之间,属低山山冲地貌,地形有起伏,地面由东北向西南逐渐降低,零星分布大小不等的水塘12个。厂址区地形呈阶梯形式,地面标高在16.5~33.5m之间。场地中自然村落及民房分布较多,有一条乡村公路从场地内穿过。

5.2 阶梯布置分析

场地自然地面东南向西北逐渐降低,厂区内最大高差为17.00m,自然坡度为

2.1%,由于厂区用地内自然地面呈阶梯形式,又零星分布大小不等的水塘,考虑水塘清淤、原有自然阶梯的利用、地基条件等,选择采用阶梯布置应该是合适的。

热 机 部分

1 主要设计特点

1.1 华能巢湖电厂2×600MW工程系新建工程,本期规模为2×600MW超临界燃煤机组,规划容量4×600MW,总布置留有再扩建可能。电厂年利用小时数为5500小时。

1.2 主厂房为右扩建方向,汽轮发电机组的机头朝向固定端,纵向顺列布置,汽机房运转层采用大平台,两机之间设置检修场。取消除氧间,两台机组煤仓间合并,布置在两炉中间。取消集中控制楼,电气、电子设备采用物理分散布置。主厂房采用混凝土结构,锅炉构架为钢结构。除氧器布置在煤仓间两侧。

汽机房跨度30m,从烟囱到A排的尺寸为144m。汽机房靠A侧设有毗屋。

1.3 锅炉采用露天布置,送风机和一次风机均布置在除尘器进口烟道下面,引风机布置在电气除尘器后。每炉采用两台双室四电场电气除尘器。两台炉合用一个单管套筒烟囱。

2 燃料来源及特性

设计煤种为淮南矿业集团烟煤、校核煤种1为河南平顶山煤矿烟煤,校核煤种2为淮北矿业集团公司烟煤。

3 主辅机型式及特点

3.1 主机

主机为哈尔滨三大动力厂生产的600MW超临界燃煤机组,锅炉为超临界参数变压运行直流炉,单炉膛、一次再热、采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。汽轮机为超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、8级回热汽机。发电机为水-氢-氢冷却、静态励磁。

3.2 磨煤机

每台锅炉选用6台HP1003型中速磨煤机,最大出力65t/h。5运1备。

3.3 给煤机

每台锅炉配置6台皮带式电子称重给煤机,出力为10~100t/h,采用电子无级变速电机,设有断煤监控装置。

3.4 风机(每台锅炉配置)

2台动叶可调轴流一次风机,一次风机在考虑了一定的温度裕量及空气预热

器的漏风后,风量裕量取40%,压头裕量取30%。

2台动叶可调轴流送风机,送风机在考虑了一定的温度裕量后,风量裕量取15%,压头裕量取20%。

2台静叶可调轴流吸风机,吸风机在考虑了一定的温度裕量后,风量裕量取15%,压头裕量取20%。

风机选型裕度满足《火力发电厂设计技术规定》要求。

设置1台脱硫用增压风机。

3.5 旁路

每台机组旁路系统按高、低压二级串联旁路系统设计,旁路容量30%BMCR。

3.6 凝结水泵

每台机组采用100%容量立式定速凝结水泵加变频调节方式。两台凝泵配一台变频器。

3.7 给水泵

每台机组配置二台50%容量的汽动给水泵,各给水泵均设有前置泵。电动给水泵仅作为启动泵用,采用定速泵,且两台机组合用一台30%容量的电动启动泵。

3.8 冷却水泵

每台机组采用2台100%容量的闭式循环冷却水泵及两台65%最大冷却面积的板式换热器。1台100%容量的开式冷却水泵,2台100%容量开式循环冷却水电动滤水器。除闭式水热交换器、汽机冷油器和机械真空泵采用开式水冷却外,其它须冷却水的设备皆采用闭式除盐水冷却。

3.9 真空泵

每台机组采用三台50%容量的机械真空泵,机组启动时,三台真空泵同时投入运行,以加快抽真空过程。正常运行时,两台运行,一台备用。

4 机组设计和性能试验指标

4.1 设计指标

汽轮机在热耗率验收(THA)工况的热耗率值:7530kJ/kWh

锅炉在额定蒸发量时的保证热效率:93.3 % (设计煤种)

管道效率:98.5% (估计值)

机组绝对效率:47.81 %

发电厂热效率:43.94%

发电标准煤耗率:279.9 g/kWh

4.2 性能试验指标

1号机组:厂用电率4.98%,综合供电煤耗316.5g/kwh;

2号机组:厂用电率4.86%,综合供电煤耗312.7g/kwh。

5 主厂房布置特点

5.1 采用侧煤仓方案压缩汽机与锅炉之间距离,减少四大管道管材用量。

5.2 汽轮发电机组中心线偏向A排布置,汽机房空间布局紧凑。

5.3 除氧器高位布置于煤仓间与炉侧之间搭建的平台上。

5.4 取消集中控制楼,集控室布置在主厂房与办公楼的连接栈桥上。

5.5 两机合用一台电动启动泵,布置在一号机侧。

5.6 A排外设置毗屋,占2个柱距,毗屋跨度6m。

5.7 两台炉的煤仓间集中布置在两炉中间,煤仓间采用单框架结构。

5.8 两台炉的煤仓间集中布置在两炉中间,炉后上煤方案,保证输煤栈桥和上煤皮带最短。

5.9 送风机和一次风机布置在锅炉炉后,引风机布置在烟囱入口水平烟道下。

6 运行中存在的问题

6.1 汽动给水泵的机械密封存在汽化问题,现已更换;

6.2 开式水泵设置1台+旁路,冷却效果不理想,现场通过增加冷油器和真空泵的冷却器面积来改善冷却效果;

6.3 由于A排到烟囱距离较短,四大管道用材料量减少,但在运行和冷态安装时管线偏离严重,造成支吊架拉杆倾斜比较严重;

6.4 3号高加经常疏水不畅,原因是除氧器距离汽机房距离太远,且布置位置高,现场通过将3号高加经常疏水调节阀加旁路的方式缓解;

6.5 运转层检修空间小,不能满足大修时的要求;

6.6 #6低加疏水通过疏水泵打入凝结水系统,此疏水泵经常有汽蚀现场,运行状况不好。

7 总结

华能巢湖电厂的主厂房布置方式采用汽机房和除氧间合并及侧煤仓的布置

方式,有效减少了四大管道的材料量,同时控制设备采用物理分散,减少了动力电缆和控制电缆的用量,降低了工程造价。这种布置方式在大连开发区第二热电厂的设计中值得借鉴。但是,由于除氧器布置位置过高,造成3号高加疏水不畅的问题,在大连开发区第二热电厂的设计中应考虑避免;同时煤仓间能否采用单框架结构值得商榷。

气 部分 电

1. 电气系统特点

1.1电气主接线

出线电压等级为500kV和220kV,本期各出线一回,#1机组接于220kV配电装置,#2机组接于500kV配电装置,500kV采用变压器线路组接线形式,220kV采用单母线接线形式,起动备用变压器由220kV配电装置引接,采用明备用方式。

发电机至主变压器采用全联式离相封闭母线连接,发电机出口不设置断路器。 发电机中性点采用高阻接地方式。

1.2高压厂用电接线

每台机组设置一台分裂绕组高压厂用变压器,两段高压单元厂用母线,两台机组设置两段高压公用厂用母线,其电源分别取自高压单元厂用母线。单元机组的高压厂用负荷由相应的高压单元厂用母线引接,脱硫、输煤、除灰、化学等负荷由高压公用厂用母线引接,不设置脱硫、输煤高压段。

高压厂用变压器及高压起动备用变压器与高压厂用母线之间采用共箱铝母线连接,母线不设置伴热装置。

高压厂用电供电设备采用真空断路器和F-C回路混合供电方式,1250kW及以下的电动机和1000kVA及以下的变压器由F-C回路供电。

高压厂用设备采用50kA的额定开断水平。

高压厂用电系统采用电阻接地方式,设计接地电流200A。

每台机组的凝结水泵设置一台一拖二的高压变频器,采用西门子产品。

1.3 低压厂用电接线

低压厂用电系统采用PC-MCC供电方式,中性点直接接地。

每台机组设置一台柴油发电机组,并设置两段事故保安段。

低压开关柜采用抽屉柜,广泛应用控保装置,采用电磁式接触器。

2 设备布置

2.1 高压配电装置及进线

500kV及220kV配电装置采用敞开式布置,布置形式为普通中型布置,均为常规方式。500kV及220kV配电装置均布置与冷却水塔前区域。

配电装置进线采用架空线,#1机组的进线和起动备用变压器进线采用同塔

双回架空构架由两台冷却水塔中间穿过引接至220kV配电装置,#2机组进线采用架空构架引接至500kV配电装置。

2.2 A排前

每台机组的主变压器、高压厂用变压器及起动备用变压器均布置在A排前,主变压器、起动备用变压器中心线对齐,主变压器与起动备用变压器之间设置防火墙;高压厂用变压器布置在A排于主变压器之间,主变压器与高压厂用变压器之间设置防火墙。

全联式离相封闭母线由A排穿出至主变压器,在高压厂用变压器位置分支。 共箱母线沿A排布置,在高压配电间位置穿进A排于高压进线柜连接。

2.3 主厂房

主厂房采用侧煤仓布置方式,非常紧凑。

励磁系统控制设备布置于13.8m运转层靠近A排的简易房间内,并设置空调,发电机出线PT柜布置在励磁控制设备房间旁,励磁变压器布置在6.9m。

每台机组的高压厂用配电装置布置在对应机组汽机房6.9m靠近A排的高压配电间内,汽机房PC布置于汽机房0m靠近A排的低压配电间内,两个配电间均设置空调风道。汽机房MCC布置就地布置在汽机房0m靠近低压配电间的简易房间内。机组直流和UPS布置在汽机房靠近B排的房间内。

锅炉PC、低压保安段及公用PC、MCC布置在汽机房靠近B排的配电间内,锅炉MCC就地布置在锅炉0m的简易房间内,凝结水泵变频器布置在邻近的简易房间内,主要发热设备由风道连接引出。

由于采用分散控制方式,二次控制设备均分散布置在主厂房各个配电间内。

2.4 其他辅助车间

其他辅助车间内的配电装置相应布置在其对应的配电间内,高压公用配电装置布置在脱硫综合楼内。

2.5 电缆及其电缆设施

全厂均采用阻燃电缆,截面大于等于16mm2的电缆采用铝芯电缆,小于等于10mm2的电缆采用铜芯电缆。全厂动力电缆约为240km,控制电缆约为350km,此数量不包含设备成套电缆。

主厂房内全部采用架空电缆桥架作为承载电缆设施,控制室下电缆采用露天

布置方式,无电缆夹层,厂区电缆设施采用综合管架上电缆桥架,A排前变压器区到高压配电装置采用电缆沟及电缆埋管敷设方式,其他辅助车间采用架空电缆桥架及电缆沟道相结合的敷设方式。

电缆桥架采用镀锌钢板。

3 电气系统与常规设计的比较

3.1 由于电厂出线具有500kV和220kV两个电压等级,其起动备用电源可以方便的由220kV配电装置引接,但据了解需收取基本电费和电度电费,与常规新建电厂只有一个电压等级不同。

3.2 每台机组设置一台高压厂用变压器,公用负荷由厂用变压器引接,可节省公用变压器,但高压厂用设备的开断水平提高到50kA,我院在扩建的伊敏三期电厂设计中也曾采用此方案,两个方案比较经济性相差不大。

3.3 全厂电缆,截面大于等于16mm2的电缆采用铝芯电缆,小于等于10mm2的电缆采用铜芯电缆,使电缆的投资大大降低,但据电厂专工反映由于部分大电流或大热稳定截面回路与设备连接困难需增加电缆转接箱。A排前变压器区至高压配电装置之间部分(约100m)采用电缆埋管,由于此区域电缆联系量较大造成施工、安装困难。

3.4 由于采用全长紧凑布置、主厂房侧煤仓布置方式以及分散控制方式,使电缆路径缩短,全厂电缆长度缩短,与同类型机组比较动力电缆缩短了约30km,控制电缆缩短了约200km。

3.5 励磁控制设备布置在汽机房13.8m运转层靠近A排处,改善了控制设备房间内空调的使用效率,但此方案将励磁变压器布置在6.9m,不利于其搬运和维护,另外,其13.8m运转层的美观性有待商榷。

3.6 由于主厂房紧凑布置的影响,电气配电设备布置紧凑,布置空间基本处在极限位置,就地布置的MCC均采用靠墙布置,并设置简易房间;凝结水泵变频装置布置位置与其供电设备距离较远。

4 总结

作为国内首座优化设计的2×600MW超临界燃煤湿冷机组,其电气方面基本属于常规设计,据与电厂专工了解,优化项目不多。电气系统在造价降低方面的主要贡献是电缆数量以及投资的节省,这得力于紧凑布置以及大量使用铝芯电缆

的缘故。

经过此次调研,我们对华能国际巢湖发电厂项目的特点有了比较全面的了解,有很多是值得借鉴的地方,在即将开展的大连开发区第二热电厂设计优化中,我院将扬长避短,根据工程实际进行电气系统、设施的优化设计。

工程投资分析

华能巢湖电厂2×600MW超临界机组新建工程,在工程设计中,通过技术创新,方案优化,控制建设标准等措施全面地降低了工程造价,为设计阶段和项目建设全过程控制工程造价奠定了坚实的基础,为降低项目全寿命周期费用以及为项目业主的投资取得良好的经济效益创造了有利条件,为今后在同类型机组设计中创建节约型建设模式提供了有益的借鉴。本工程根据工程量和设备合同价编制的初步设计批准概算静态投资水平为363382万元,单位造价3028元/kW。根据建筑和安装招标合同价和设备合同价编制的执行概算静态投资水平为359000万元,单位造价2992元/kW。

1 静态投资比较

《火电、送电、变电工程限额设计参考造价指标(2006年水平)》2×600MW新建工程造价指标为3608元/kW,我们采用类比的方法,将本工程投资与限额设计参考造价指标中的同规模、同类型的方案组合造价进行比较,在定额水平、材料价格和费用标准都一致的情况下,单位投资水平差额如下表:

从上表可以看出,本工程批准概算比限额设计参考指标单位造价低580元/kW,静态投资降低69578万元,下降幅度为16.07%,可以说投资有了较大幅度的下降。

2 主设备价格比较

华能巢湖电厂三大主机由华能集团在2004年采用打捆招标的方式统一采购,三大主机合同价如下,锅炉:58204.6万元/2台;汽轮机:30280万元/2台;发电机:14980万元/2台。与限额设计参考造价指标三大主机价较大幅度的下降。

3 全厂建筑安装工程量比较

针对本工程的具体技术条件,通过与限额设计相比较,我们看到采取优化设

计后本次设计方案对工程量的优化,比较结果如下:

注:建筑三材中不包括铁路、脱硫装置部分。

从以上表中可以看出,本工程主要安装工程量和建筑工程量与限额设计参考指标(2006年水平)相比均有显著下降。主要原因如下:

3.1 热力系统

华能巢湖电厂造价172913万元,比限额设计参考指标 185649万元低12736万元。主要原因:

3.1.1 华能巢湖电厂主厂房为钢筋混凝土结构,取消除氧间,侧煤仓布置形式,建筑体积较小及安装工程量较低。

3.1.2 华能巢湖电厂三大主机设备价格及主要辅机设备价格均低于限额设计参考指标。

3.2 燃料供应系统

输煤栈桥、皮带长度相比限额设计减少,燃料供应系统投资相应减少1129万元。

3.3 除灰系统

气力除灰系统输送距离短,厂区灰管道量相比限额设计减少,没有设置运灰、

渣车辆等原因。除灰系统投资减少3778万元。

3.4 水处理系统

采用全膜法工艺,系统出力仅2×60t/h,并且采用单排布置,减小了车间高度和宽度,水处理系统投资减少2899万元。

3.5 供水系统

华能巢湖电厂造价14342万元,比参考案例A 23850万元低9508万元。主要原因:

3.5.1 华能巢湖电厂压力水管及补给水管的管径及长度均比参考案例A小和短很多。

3.5.2 华能巢湖电厂循环水泵为露天布置,无上部结构,故建筑体积远低于限额设计参考指标。

3.6 电气、热控系统

华能巢湖电厂造价39166万元,比参考案例A 52816万元低13650万元。主要原因:

3.6.1 220kV与500kV均各出1回线,只有1台发电机接至500kV系统,又采用了较简单的主接线和配电装置。本工程500kV仅设1个断路器,比限额设计减少6个断路器,投资相应减少。

3.6.2 三相式500kV主变压器比单相式变压器总投资减少。

3.6.3 本工程50/31.5—31.5MVA起动/备用变压器电源由厂内220kV母线引接,比限额设计由厂外或 500kV母线引接投资低。

3.6.4 厂用电设备布置与同类工程相同基本采用物理分散的设计原则,只是本工程高压公用段和部分低压MCC更加靠近负荷,由于主厂房尺寸的压缩,使电力电缆、控制电缆及电缆桥架数量比限额设计减少很多。

3.7 与厂址有关的单项工程

华能巢湖电厂除局部填土区域采用毛石回填外,其他均采用天然地基,因此全厂地基处理仅96万元。案例A造价10505万元,投资比限额设计参考指标低10409万元。

华能巢湖电厂交通运输工程为铁路专用线,投资为18480万元,比限额设计参考指标高5130万元。华能巢湖电厂铁路专用线长16.45公里(其中正线长7

公里、中垾站改造3股道、电厂站6股道共9股道,每股道1.05公里)。

华能巢湖电厂灰场为山谷灰场,但占地面积仅28公顷,比限额设计参考指标低3330万元。

3.8 华能巢湖电厂其他费用、基本预备费及材料价差等原因的减少,投资相应降低17469万元。

综上所述,华能巢湖电厂一期工程(2×600MW)机组,建造了一个高质量、低造价、各项经济指标在国内同类机组水平上处于先进的水平。

大开二热项目借鉴巢湖电厂优化成果的建议

1 锅炉专业

1.1 侧煤仓布置

巢湖电厂侧煤仓布置即将两台炉磨煤机及煤仓自下而上集中布置在两台锅炉之间,煤仓下部为方形,外加空气炮;喷燃器采用前后墙对冲形式;除氧器布置在煤仓顶部两侧,煤粉管道分别引致锅炉前侧和锅炉后侧。其优点是:可以公用一个检修场地;较以往炉前布置缩短给粉管道长度;取消锅炉与汽机之间的煤仓间,减少占地,并缩短四大管道长度;从炉后侧上煤,减少输煤栈桥和输煤皮带长度;最终达到降低工程造价的目的。不足是:煤仓下部为方形,运行中易蓬煤,影响安全生产,同时增加附属设备(空气炮等);我厂应改进为圆形煤仓形式。对于磨煤机出口煤粉管道煤粉易出现偏差问题,在调试中加强调整,总结出经验,做好记录,移交给生产运行人员,便于生产人员运行中正确调整。

1.2 大型烟风道煤粉管道优化

巢湖电厂初期大型烟风道煤粉管道有失稳和振动问题,经过加固处理,消除失稳和振动;我厂在谈技术协议时必须要求清楚,施工监督中要严把质量关,按照协议要求做,把问题消灭在基建过程中。

1.3 除渣系统

巢湖电厂采用干除渣,目前没有发现重大设备隐患和影响锅炉效率现象,但是必须保证锅炉漏风率小于1%;主要一是选择质量过关的产品设备,二是运行人员加强监督和调整。

1.4 附属设备

一次风机、送风机、引风机全部是双列布置,引风机和增压风机没有合并。一次风机和送风机出入口管道采用平行并列布置,主要是为了减少占地面积,达到紧凑布置,应该借鉴。

1.5 电除尘

巢湖电厂电除尘灰斗下部未封闭,可以减少初投资,且不影响正常生产,我厂可以借鉴,因为大连地区也有电除尘灰斗下部未封闭的电厂,并且从未因此影响到生产。

1.6 翻车机

巢湖电厂翻车机采用单翻两台,两个拨车平台、两台拨车机,两台推车机,其目的是保证卸煤的可靠性,但是增加卸煤设备和占地面积;我厂由于场地面积

小,可以采用双翻翻车机,据了解目前双翻翻车机质量已经过关,但是控制部分必须选择质量好的(进口的)。

2 汽机专业

2.1 给水系统优化

华能巢湖电厂给水系统为每台机组配置2台半容量的汽动给水泵,两台机组合用1台30%容量的电动给水泵,且电动给水泵只作启动用,不作备用。

根据启动给水泵每年的使用频率非常低,两台机组也不考虑同时启动的情况,华能巢湖电厂将启动给水系统按扩大单元制进行设计,即两台机组合用1台启动电动给水泵。这样,不仅节约了投资,而且有效提高了设备的利用率。

带来的不利因素是,如果频繁启动电动给水泵,会使关断阀门泄露量增大。因此,在运行过程中,尽量减少电动泵的启动次数,可利用汽动泵直接启机。

2.2 主厂房布置

a)汽机房

华能巢湖电厂汽机房为单框架结构,跨度30m,长度方向共有15档,每档柱距10m,总长151.5m。汽机房分三层,即零米层,中间夹层6.9米,运转层13.70米。

从总的效果来看,汽机房零米层布置拥挤,维护和检修不便;13.7米运转层大平台场地偏小,机组大修期的空间不足。

b)侧煤仓布置

巢湖电厂未设除氧间,采用侧煤仓方案。除氧器露天布置在炉架与煤仓间框架之间的连接平台上,平台标高30.7m,除氧器中心标高33.7m。采用侧煤仓方案,汽机与锅炉间距小,节省四大管道和电缆等材料。

2.3 冷端优化

华能巢湖电厂2×600MW机组采用带逆流式自然通风冷却塔的循环供水系统,补水水源为取自巢湖流域的柘皋河河水。1台机组配置1座冷却塔、2台循环水泵、1根进排水钢管,供水系统为单元制。每台机组对应的2台循环水泵布置在一处,2台机组的循环水泵分别对应冷却塔进行布置,循环水泵站露天布置,不设循环水泵房,循环水泵站采用无人值班、遥控遥测的控制管理方式,并能就地控制。循环水泵与冷却塔水池之间采用2条钢筋混凝土引水流道相连,循环水泵房与主厂房以及主厂房与冷却塔之间则采用焊接钢管。根据总平面布置方案,

厂址区域气象条件,通过选择不同的汽轮机的凝汽器面积,冷水塔面积、循环水冷却倍率、以及供排水管径等冷端设备参数,共组成250种不同配置方案,采用优化程序,依据年费用最小法进行水力、热力及经济计算,并进一步对微增出力电费价格折减系数、发电成本以及内部收益率等主要经济指标进行敏感性分析,确定最终冷端设备配置。冷端优化计算的最优方案为55倍冷却倍率、38000㎡凝汽器面积、9000㎡冷却塔面积、循环水管道为DN3000/DN2200。为了进一步节省投资,循环水泵站采用露天布置,取消泵房。为此,采取了如下措施:a)循泵电机的防护等级采用IP55,按户外布置考虑电机的防腐。b)循泵电机冷却受室外环境(如风向等)影响较大,采用水冷却方式,根据电机冷却水水量、水压的要求,冷却水接自循泵出水管。c)循泵电机上机架润滑油采用汽轮机油,当环境温度较低时,为确保电机使用前润滑油的油温不低于15℃,循泵电机配置供润滑油保温用的电加热器以及相应的控制系统,以保证冬季备用泵组能随时投入运行。d)泵站上不设起吊设备,循泵的安装及检修临时采用汽车吊起吊,泵站两侧设置供汽车吊运行的通道。汽车吊可以采用租用方式,以节省投资。e)循环水泵的控制纳入分散控制系统(DCS)中,可在主厂房单控室内实现对循环水供水系统的控制。f)循泵轴承采用陶瓷轴承,不需水润滑,可节约轴承润滑水系统,提高了运行安全可靠性,使循泵更换轴承的次数大为减少,便于运行、检修维护,但造价较高。

3 热控专业

3.1 集中控制室集中布置、电子设备间及热控设备分散布置

采用炉机电集中控制方式四台机组合用一集中控制室。集中控制室布置在主厂房运转层(13.7米层)固定端天桥汽机房侧,热控锅炉、汽机电子设备间采用物理分散布置,#1、#2锅炉电子设备间分别布置在⑥~⑦、⑩~⑪柱、K 2~K4 柱二台炉内侧锅炉运转层(13.7米层)炉架平台上,#1、#2汽机电子设备间分别布置在②~⑤、⑩~⑬柱、B排6.90米层炉前平台上。二台机组共用系统的DCS电源柜、机柜布置在#1汽机电子设备间。巢湖电厂锅炉、汽机电子设备间均采用物理分散布置,使各系统的热控设备就地相对集中布置于被控对象附近,提高了控制系统抗干扰能力,控制区域的划分合理,网络布局简洁,节省了电缆及桥架。二台锅炉热控电子设备间分别布置在二台炉内侧锅炉运转层平台上,锅炉热控电子设备间内布置有监控锅炉部分的DCS机柜、吹灰程控柜、吹

灰器动力柜、火焰监测柜、炉管泄漏报警装置机柜、飞灰含碳检测机柜、风机轴振监测柜及电源柜等;二台汽机热控电子设备间分别布置在6.90米层。汽机热控电子设备间内布置有监控汽机部分及公用系统的DCS机柜、DEH、MEH、TSI、ETS、TDM等大小汽机专用机柜及电源柜等。汽机、锅炉电子间分散布置方式适用于侧煤仓布置情况下电子间的设计,我厂如采用侧煤仓布置也可以考虑电子间分散布置这种方式,但是在设计时需要考虑现场环境对电子间内设备的影响,如粉尘、震动、温度、湿度等是否达到相关标准要求。采用取消除氧间的侧煤仓布置方案对热控和电气总体布置有较大影响,我厂在设计时需通盘考虑。通过调研也了解到,电子间分散布置情况下由于没有了电缆夹层,电缆桥架悬空造成电子间下部电缆的检修作业无法进行,这个问题需要在设计时考虑解决。另外在检修时由于电子间距离集中控制室较远,检修人员间联系不便,给检修、维护带来不利影响。巢湖电厂循环水泵房及燃油泵房等较远的地方采用DCS远程I/O站,通过通讯电缆接入机组及公用系统DCS,在单元控制室监控;另外,一些信号相对集中的场合(如汽机、发电机、锅炉本体检测部分等)采用远程智能前端或远程I/O站,以达到节约控制电缆的目的。这些做法也可以在我厂的设计过程中参考借鉴。

3.2 热控主、辅控制系统一体化设置

华能巢湖电厂采用机组控制一体化的设计思路,炉机电采用四机一控方式,二台单元机组的公用系统纳入二台机组DCS公用网络,实现在二台机组DCS系统统一监控,公用网络段不设单独的操作员站,通过单元机组操作员站对公用系统监控,并确保任何时候仅有一台机组能发出有效操作指令。辅助车间控制采用集中为主、就地为辅的控制方式。设置全厂辅助车间集中监控网络,将全厂除纳入DCS系统和就地监控的辅助系统外(如启动锅炉房),其它辅助车间和附属生产的控制系统通过计算机网络联网,实现集中监控,控制点设置在单元机组控制室,与主厂房DCS系统共同构建成全厂范围的集中监控中心,在集中控制室内的辅助车间集中监控网操作员站上完成辅助车间的主要监控功能;集中辅控系统操作员站和就地临时操作终端的监控相互闭锁,为方便调试、初期运行过渡在各辅助车间控制系统均设有后备操作员站,随着各辅助车间正常运行后,逐步由就地车间监控转移为集中控制室集中监控,就地将实现无人值班。全厂辅助车间集中监控网络提高了全厂综合自动化水平,提高电厂的安全可靠性和经济效益。至于辅助

车间是否实现在主控制室内运行管理人员全能值班,取决于工艺系统设备可靠性及运行管理水平,经调研了解巢湖电厂尚未实现在主控制室内运行管理人员全能值班。

另外, 巢湖电厂各辅助车间控制系统PLC选用多种系列和技术规格的硬件,由于不同硬件存在差异,导致在配置全厂辅助车间集中监控网络画面过程中一度出现组态设计衔接脱节问题,影响了项目进度,另外由于硬件的不一致也增加了生产运行期的检修、维护难度。所以建议全厂辅助车间集中控制网络和各辅助车间的程控系统的控制装置尽量由一家程控厂商提供,若条件不许可,则确定其中一家程控厂商作为系统总协调,负责各辅助控制系统的系统集成、网络地址分配、CRT/LCD画面统一等协调规划工作。各辅助系统(车间)PLC、工控机及组态软件必须统一系列、统一技术规格,也可考虑采用与主机DCS统一硬件。

3.3 热控现场总线应用

华能巢湖电厂锅炉补给水控制系统采用了Profibus现场总线技术,设计包含了人机界面、控制器(西门子PLC)、现场总线仪表、现场总线控制设备和驱动设备的控制系统,具体范围只包括仪表和调节型驱动设备,开关型驱动设备未包括,具有象征性意义。通过调研了解到,采用现场总线技术后虽然提高了控制系统应用技术等级,但工程造价不会降低。而且由于设备管理维护的方式发生了质的变化,对检修运行维护人员的技术水平提出了较高的要求,从设备投运开始到熟练掌握需要一段时间的适应过程。现场总线技术具备的管理功能并没有充分利用。建议我厂若采用热控现场总线技术,局部应用时实际效果不大,全部应用时需进一步调研应用存在的问题。

4 电气专业

4.1 巢湖电厂精细化设计

华能巢湖电厂通过设计优化,全厂电缆及电缆桥架总费用相对限额标准节省约3297.2万元,节省了44.8%;全厂电缆与桥架的总施工费用相对限额能够节省约4922.2万元,节省了41.9%。全厂电缆总长1671Km,相比规定限额降低幅度28.6%。其中动力电缆245 Km, 相比规定限额降低幅度49.0%;控制电缆1426 Km, 相比规定限额降低幅度23.3%。电缆桥架1098t,相比规定限额降低幅度19.3%。根据设计院统计,电厂建设工程的电缆长度通常会较限额标准降15%~20%。故巢湖电厂电缆总长修正后较其它基建工程约降低8.6%,电缆桥架也较其它基建工

程有一定幅度降低。巢湖电厂在电缆及桥架设计优化方面之所以取得上述成果,主要得益于主厂房和设备紧凑布置等措施、综合管架大量取代电缆沟、电气热控设备布置高度分散、造价低廉的铝芯动力电缆应用等几方面优化工作,大大减少了电缆长度和降低了电缆造价和施工费用。具体做法如下:

a)全厂电缆桥架和电缆总长大幅减少

厂房总平面及结构的紧凑化设计,主厂房总体占地面积的减小,厂用配电母线室与就地电气设备之间距离缩短,低压系统中MCC就近设备设置,电缆长度相对减小(动力电缆更加明显),使全厂电缆敷设总长、电缆桥架长度及电缆施工费用较限额标准都大幅度降低。侧煤仓布置方式使机炉间距缩短,输煤栈桥由一般的机炉之间改为锅炉电除尘后侧, 输煤栈桥及综合管架长度大大缩短,电缆桥架和电缆总长度都要相对减少。发电机组主要继电保护设备间的位置突破了以往布置在集中控制楼的传统方式,将其布置在机厂房的6KV配电室内,继电保护所需要的大量测量、控制电缆长度大为减小。发电机AGC测控柜同样布置在机厂房的6KV配电室内,与分散布置在机炉厂房内的DCS控制柜距离缩短,机组协调控制信号,保护、限制及告警信号电缆长度缩短,该测控柜与网调通讯的远动屏之间采用光纤通讯,以单根光纤长度的增加换取了大量控制电缆长度的缩短。发电机静态励磁设备间布置在发电机所在的13.7米平台,与发电机相邻布置,距离励磁变压器、机端TA、TV及发电机转子滑环较近,相应的动力及控制电缆长度都要缩短。电气现场总线采用“硬接线+通讯”的方式接入DCS 系统。2台机组、公用系统分设3套EFCS系统,保证按DCS工艺流程组网的“硬接线”电缆最短; “通讯”采用100M工业双以太网结构接于交换机,经通讯主站或以太网通讯接口与DCS系统连接,及时传递集控操作员站所需的电气设备实时运行参数,节省了大量测量控缆。

b)广泛采用造价低廉的铝芯动力电缆

全厂所有6KV和0.38KV电压等级、截面大于16mm2的动力电缆均采用铝电缆,使动力电缆费用大幅度降低。

c)综合管架大量取代电缆沟

全厂只有500KV和220KV高压开关场内部分采用电缆沟,厂房内及控制室等其它部分均未采用电缆沟,综合管架基本取代了电缆沟。一是减少电缆沟土建工程及降低造价;二是按设计规程要求不必选择带铠电缆,减少电缆及桥架的体积

和重量,降低了造价;三是减少电缆及桥架长度和用量,避免与地下管道的交叉撞车和电缆沟密封不严渗水。

d)电气热控设备布置高度分散

由于结构紧凑化设计的缘故,现场设备不可能集中布置,电气和热控就地设备高度分散,加之合理采用低压系统中PC-MCC-DB三级供电方式,大大减少MCC盘柜数量,节省了电缆。

e)我厂设计优化中应注意的问题

不建议将发电机组主要继电保护设备间布置在6KV配电室内,因为6KV配电室内断路器等大容量设备开断故障电流时,较大的电弧对主机设备保护的干扰作用很大,而现场采取的抗干扰防护措施相对偏弱,极易造成微机装置的误动,对微机装置抗干扰提出了更高要求。若采用这种布置时,必须提高微机装置抗干扰级别,采取更严格的抗干扰(高于《发电厂及变电所电气二次设计规程》关于网控室部分的要求)措施,并经充分论证。尽管铝芯动力电缆造价低,但其导电和接触性能不如铜芯电缆稳定可靠,极易出现接触不好和铜铝接触面过热等故障,不建议采用。而且,巢湖电厂专业人员也认为采用铝芯动力电缆不妥。

4.2 发电厂电气监控管理系统EFCS的应用

华能巢湖电厂采用当前已有成熟运行经验,技术较为先进的发电厂电气监控管理系统,系统采用分层分布式结构,按三层设备二层网络架构组网,每台机组设置一套电气EFCS监控系统,EFCS作为DCS的一个数据采集子系统,采集间隔层的实时数据,通过通信管理单元上送部分信息至DCS。按DCS工艺流程组网、电气保护测控装置以分布I/O的方式参与DCS控制。控制仍采用传统硬接线方式,除机组及厂用电源控制外,对于参加工艺系统控制的、有严格逻辑联锁和高适时性要求的高、低压电动机,从机组安全运行及停机考虑,保留了与热控运行所需要的硬接线启停控制硬接线。对重要自动装置信号量及关键电气回路信号量,包括参与控制逻辑的一些重要开关量、模拟量,也采用硬接线方式。电气其余的大量信息通过通讯方式进入现场总线技术控制系统,通过EFCS后台强大的功能提高电气运行管理水平,实现对电气部分的监控和管理。同时通过专用通信网关把EFCS以太网和DCS以太网连成一体,实现全厂电气、热控信息共享。还可通过网关将大量生产及管理信息送给除DCS系统以外的厂级监控信息系统(SIS)和辅助车间系统。从华能巢湖电厂EFCS系统运行情况看,其EFCS系统投入运行以来

稳定性好、可靠性较高,没有出现过安全隐患。这与其几乎所有的控制和重要遥信(参与控制或逻辑的开关量信号)均采用传统硬接线,通讯大部分为电气模拟量采集和不重要开关量信号的方式有关。存在问题是进入DCS系统的I/O点数将会大量增加,控制电缆数量较多,工程造价会有增加。通讯点约3000点,全部进入DCS系统。以上也是我们优化设计时需要考虑的,此外,还应注意DCS系统I/O点的隔离问题,建议最好为隔离继电器,而且DO的隔离继电器动作电压和功率不能过低,应满足抗干扰要求。

4.3 F-C回路的应用

华能巢湖电厂6kV 开关柜选用金属铠装全隔离手车中置式真空开关柜和熔断器+真空接触器(F-C)回路柜组合的方式。真空断路器用于1250kVA 及以上的低压变压器和容量大于1000kW 的电动机;而F-C 回路用于容量1250 kVA 以下的低压变压器和容量不大于1000kW的电动机。F-C 回路柜体积小,造价低,通过对其应用范围的合理选择可在一定程度上减少电气设备投资和维护工作量。华能巢湖电厂运行经验表明F-C回路的应用情况良好,其简化了保护回路提高了可靠性,不会发生保护拒动、误动情况,从未发生过任何问题。还介绍其它电厂增加了F-C 回路应用的容量,改为1600kVA 以下的低压变压器和1250kW 及以下的电动机,增加了F-C 回路应用范围和数量,进一步降低了工程造价。在我厂的设计优化中也要推广F-C回路的应用,建议由设计院和熔断器(F)产品厂家认真核对熔断器的反时限保护特性,提供各种故障情况的熔断特性,确保其对低压变压器和电动机的保护性能满足要求。

4.4 国产微机保护及自动装置产品的应用

华能巢湖电厂主设备及各级厂用电系统微机保护和微机自动装置广泛采用国产优秀产品,运行情况良好且相比进口产品造价大幅降低。如660MW主机设备的微机保护选用国电南瑞继保公司RCS-985系列产品;励磁系统采用国电南瑞电控公司静态励磁装置,一改有些电厂600MW及以上主机设备的微机保护及自动装置采用GE或ABB等进口产品的做法; 6KV厂用电系统微机保护和微机自动装置采用国电南瑞继保公司和四方公司产品,0.38KV厂用电系统微机保护和微机自动装置采用广州智光电气公司产品,快切装置采用东大金智产品,运行和维护方面都没有发生任何问题,确保了设备的可靠运行。华能巢湖电厂主设备及厂用电系统微机保护和微机自动装置,广泛采用国产优秀产品的经验值得我厂借鉴。尤

其是目前300MW主设备微机保护和微机自动装置配置已基本国产化,尽管国产优秀产品的硬件质量较进口名牌还略有逊色,质量已经过关,但保护构成原理及软件却更为出色。这些都为我厂下一步主设备及厂用电系统微机保护和微机自动装置采用国产优秀产品提供了有利条件。

5 化学专业

5.1 水源

华能巢湖电厂水源从自巢湖流域的柘皋河地表水,取水口在柘皋河合裕公路桥上游约1.0km处,距巢湖水体约5.0km。供水管线设2根DN600管道,平行布置,预留1根DN800管道。供水管采用钢焊接管,单管长约2930m。工艺流程:柘皋河水→混凝澄清处理(反应池和化学水池)→2×80t/h超滤(UF)→2×100m3清水箱→一级升压泵→2×61t/h一级RO→二级升压泵→2×55t/h二级RO→50m3淡水箱→EDI给水泵→2×50t/h EDI→3×2000m3除盐水箱(其中UF装置产水也供全厂生活用水)。

5.2 化学设备布置

化学设备厂房布置紧凑,占地较少,相关的设备大都集中在化学厂房区域内,如预处理设备、水处理装置、循环水加药、供氢站等,好处在于集中管理,减少定员;废水、加药集中,减少污染排放;节省工程占地。建议我厂化学设备厂房,在考虑必要的设备拆卸预留和检修空间后,进行优化紧凑布置方式,减少用地。化学炉水集中取样监测装置和凝结水精处理装置等炉内化学设备全部采用设备自动运行、自动采样、仪表自动监测、信号远程传输操作等技术,实现炉内无人值守、定时巡检模式,达到减人增效的目的。

5.3 化学后续处理工艺以及设计

化学反渗透后续处理应用电除盐(EDI)工艺,实现结构紧凑模块化设计、自动化程度高、安装运行操作维护方便简单、运行劳动强度低、无酸碱排放、系统布置占地面积和厂房高度也较常规小,其与整个电厂紧凑的模块化布局、先进的技术设备及自动化控制水平应用相适应,具有较好的应用技术性。化学压缩空气系统不单独设立压缩机设备,仅设置两只6m3的压缩空气贮罐,由主厂房内仪用压缩机系统供给。化学除盐水箱配置较大,原设计2×2000m3,实际是3×2000m3,从而保证锅炉酸洗用水、锅炉吹管用水、点炉用水,也掩盖了化学设计制水量比实际用水量偏差较大、化学设备实际出力比设计值偏小等严重影响

生产制水、供水问题。建议我厂化学除盐水箱在设计规范要求的基础上,以增加水箱或单箱增容的方式,增加储存水量,保证现场异常情况、化学设备异常等紧急情况下的安全供水。

5.4 凝结水精处理

凝结水除盐精处理系统设置单独的前置过滤器,保证超临界机组正常运行给水品质符合标准、降低了机组运行压差、延长机组使用寿命,并对缩短机组启动时间、满足快速启动要求、大幅降低启动补水量、保护树脂和除盐系统运行、提高电厂运行效率均具有重要意义。高速混床应用阳树脂氢型运行,其“高塔”分离法、H/OH型运行方式混床出水水质要好于分床应用,同时该系统具有运行阻力小、管理设备数量少、布置占地省、运行操作简单等优点;同时比常规混床系统分离法投资低、年运行费用低,具有较好的投资运行经济性。建议我厂进一步调研凝结水精处理高速混床“高塔”分离法、H/OH型运行方式的优缺点,供设备设计选购时参考。

5.5 氢气的供应

化学氢气系统采用供氢站方式,占地面积480m2。供氢站每只钢瓶组由20只钢瓶组成,共15只钢瓶组,并以5组钢瓶组组成3个钢瓶组单元。系统工艺流程为氢气钢瓶组→高压氢气汇流排→补氢汇流排→氢气去主厂房。

5.6 我厂新建工程的建议

超临界机组炉内加氧处理方式,在实际应用上应慎重考虑,巢湖电厂和庄河电厂均未运行实施。巢湖电厂给水加药仅加氨处理,未加联胺,待进一步落实我厂给水加药处理工艺。建议对我厂来水源-中水,其工艺处理流程技术方案最终版聘请专家召开审查会,确定其工艺流程安全可靠性,特别是否对要求采用石灰预处理技术做出结论,以保证我厂水源水质可靠性和减轻厂内处理负担。

6 土建专业

6.1 厂区总平面布置

巢湖电厂项目在工程设计过程中,总图专业以模块化设计的先进理念为指导,以顺应电厂建设自然条件和总体规划总纲为前提,紧抓制约总平面布置合理性的关键环节,进行了厂区总平面的设计布置。厂区布置采用了紧凑型四列式格局,由西北向东南依次为铁路专用线及煤场区、主厂房区、冷却塔区、屋外配电装置区。主厂房固定端朝西南,扩建端朝东北。电厂向东出线。辅助生产区主要

集中在厂区固定端侧。

a) 主厂房区

主厂房采用了侧煤仓布置,煤仓间设六台磨煤机安排在两台锅炉之间,除氧器布置于侧煤仓间两侧,取消了除氧煤仓框架,从而较大地压缩了A排到烟囱的距离,减小了主厂房体积,降低了工程造价。但此方案的缺点是设备检修空间较小。

b)配电装置设施区

本期工程220kV及500kV两级电压向东输出电力, 220kV采用单列式布置,500 kV采用发-变-线路组。配电装置区规划在厂区东南端,顺应向东出线的要求,高压进线走廊利用冷却塔间距。但此方案不适宜应用于北方,因北方冬季天气寒冷,容易造成线路结冰挂,损坏线路。

c)冷却塔及循环泵区

冷却塔采用高效瘦高型的冷却塔(淋水面积7009m2),减小占地面积。为减轻冷却塔噪声和水汽对厂前设施的影响,摒弃了常规的就近平行布置方案,利用水处理设施区作为缓冲带,力争营造出宁静舒适的办公生活环境。

d)附属生产建筑物的整合

将化学水处理设施、净水站、综合水泵房、循环水加药、供氢站等设施进行了整合、归并,全厂空压机室与除灰、脱硫、运煤综合楼的整合;检修间与材料库的整合等,减小了占地面积,并降低了工程造价。

e)以人为本。将水处理区作为缓冲带,拉开了#1冷却塔与厂前设施的距离,以求减轻冷却塔对厂前设施的噪声、水汽影响及空间压抑感。

f)因厂区自然地形坡度较大,为减少工程开拓土方量和边坡不稳定因素,设计采用阶梯式布置。综合考虑方便生产上的联系、与交通运输及排水设施相协调、满足排水和防洪要求、土石方工程量较小等因素,设计将厂区台地的长边顺等高线布置,厂区按煤场区、主厂房区、冷却塔区、配电装置区共4个台地的竖向格局布置,其中适当降低了冷却塔区内水处理区场地设计标高,经土方计算程序反复试算与优化,最终全厂土方基本填挖平衡,极大地降低了工程造价。

6.2 汽机房屋面建筑配合结构做法

在工程设计过程中,对汽机房屋面建筑材料结合屋盖结构体系采用三种方案

比较,A:NALC板加卷材防水屋面配实腹钢梁结构形式,B:现场复合压型钢板轻型檩条屋面配实腹钢梁结构形式,C:压型钢板底模现浇混凝土板加卷材防水屋面配实腹钢梁结构形式。通过比较屋面实腹钢梁上铺NALC板的屋面系统方案,具有结构平面内抗震性能较好,地震作用力质点位置较低,纵横向刚度差别不大,较均匀,加工量小,工期短,安装时无需占用汽机房场地,交叉作业影响不大等优势;同时,工程造价相对较低。在正常使用条件下,耐久性好,日常维护较方便,屋盖结构矢高仅为1.4米,可有效减小汽机房体积。

6.3 烟囱

巢湖电厂项目在工程设计过程中,对各型套筒烟囱技术经济型做了比较,从有利于烟囱排烟、减少环境污染、便于维修、减少内筒烟气压力从而减少烟气侵蚀出发,同时本着经济适用的原则,确定采用套筒砖内筒钢筋混凝土烟囱方案。套筒砖内筒采用耐酸胶泥砌筑耐酸砖,排烟筒做成等直径直段,这样可以增大烟气流速,减小烟气对排烟筒的压力,改善烟气的运行状况。为防止砌体间的砌筑缝在低温度和高湿度的烟气环境下引起渗漏,对钢筋混凝土承重外筒产生腐蚀,在砖排烟筒外侧加设耐酸水泥砂浆封闭层进行防护,并在耐酸水泥砂浆封闭层外侧做保温保护层,用以减少排烟筒内烟气温度下降和降低检修维护空间的温度,使钢筋混凝土承重外筒温度应力显著减少。同时,由于烟囱的基础较浅,大大的降低了工程造价。

6.4 高强度混凝土的应用

主厂房采用了侧煤仓布置,支撑侧煤仓的梁和柱子全部采用C60高强度混凝土,减小了梁和柱子的截面尺寸和体积,降低了工程造价。

6.5 基础处理

通过对主厂房区独立基础和筏板基础的优缺点进行比较,对柱脚荷载较大且柱网密集的部分锅炉基础采用筏板基础,其余均采用独立基础,采取此措施可有效降低工程造价,减少差异沉降,加快施工进度。各设备基础(如磨煤机,电动给水泵)均采用大块式混凝土基础。其他建筑物如推煤机库、翻车机控制室等一般采用现浇钢筋混凝土框架结构,独立基础。

6.6 汽机基础

对于汽机基础优化设计中动力计算分析结果的可靠性,采用ANSYS对汽机基

础原型进行建模,进行模态分析和扰力作用下的强迫振动分析。经计算,优化后的汽机基础钢筋混凝土总方量为4180m3,较优化前的4893m3降低了713m3,降幅为14.6%。一台汽机基础可直接节省土建投资约94.2万元,两台基础合计直接经济效益达188.4万元。优化后的基础,不仅节省了电厂投资,而且极大方便了施工,明显缩短了土建施工周期,加快了施工进度,为电厂早日投产奠定了基础。由于优化后的汽机基础改善了基础的动力特性且减少了沉降,从而提高了机组的安全系数,为机组的长期安全运行提供了保障,在客观上为延长机组使用时间,减少停机维修次数创造了条件。优化后的基础柱截面大幅减小,从而内部增加了检修、安装空间,使工艺布置更加灵活合理有效。

通过分析巢湖电厂土建各项指标,采用紧凑型布置,减少厂区占地面积,降低厂房体积。因为地质条件比较好,大部分基础埋深比较浅,较少基础开挖量,设计院对结构计算采用先进计算程序,提高混凝土设计标号,减少混凝土及钢筋用量,从而降低工程造价。


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