華能巢湖電廠2×600MW工程創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)

江 蛟，高嘉梁，王志斌

(江蘇省電力設(shè)計(jì)院，南京市，211102)

1 工程概況

華能巢湖電廠2×600MW新建工程（如圖1）位于安徽省巢湖市西北，處安徽省電力負(fù)荷中心，該項(xiàng)目的建設(shè)將充分滿足安徽省經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的需求，優(yōu)化地方電源結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性。華能巢湖新建工程于2007年5月23日經(jīng)國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，2007年3月1日正式開(kāi)工建設(shè)。2008年8月9日，1號(hào)機(jī)組投入了商業(yè)運(yùn)行；2008年11月24日，2號(hào)機(jī)組投入了商業(yè)運(yùn)行。

2 工程設(shè)計(jì)優(yōu)化

在本工程的創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)中，將重點(diǎn)放在“經(jīng)濟(jì)性、合理性、先進(jìn)性”上，突出體現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，采取了以下10項(xiàng)優(yōu)化措施：（1）合理廠區(qū)布局，節(jié)約占地；（2）優(yōu)化主廠房布置，降低工程造價(jià)；（3）簡(jiǎn)化輔機(jī)選型，減少設(shè)備投資；（4）采取可靠措施，降低電廠耗水指標(biāo)；（5）合理確定輔機(jī)容量，降低廠用電率；（6）體現(xiàn)以人為本，提高控制水平；（7）注重環(huán)境保護(hù)，降低排放指標(biāo)；（8）開(kāi)展精細(xì)化設(shè)計(jì)，更新設(shè)計(jì)思路；（9）注重新技術(shù)、新工藝，實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)；（10）體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 廠區(qū)總平面布置優(yōu)化

經(jīng)優(yōu)化后的總平面方案具有順、新、小、省、整和以人為本等特點(diǎn)。

（1）順。充分結(jié)合地形，按工藝系統(tǒng)的布置要求，設(shè)計(jì)合理的階梯分區(qū)，大大節(jié)省挖填方量。

（2）新。工程采用全新的側(cè)煤倉(cāng)布置方案；主廠房采用模塊組合設(shè)計(jì)。

（3）小。主廠房體積小、廠區(qū)占地面積小、拆遷量小、土方工程量小。

（4）省。運(yùn)煤棧橋、綜合管架省。

（5）整。進(jìn)行了大量的整合，如：化水區(qū)與凈水站、綜合泵房的整合，全廠空壓機(jī)室與除灰、脫硫、運(yùn)煤綜合樓的整合，車庫(kù)與檢修間、材料庫(kù)的整合等。

（6）以人為本。如采用“四機(jī)一控”方式，將控制室布置于生產(chǎn)辦公樓與主廠房連接的天橋上，營(yíng)造了“安靜、和諧、便利”的工作環(huán)境。

總平面布置的優(yōu)化，減少了土方量，節(jié)約了占地面積。廠區(qū)占地面積為23.0 hm2，僅為限額設(shè)計(jì)的47%，全廠填挖方基本平衡。

2.2 主廠房布置優(yōu)化

按模塊化設(shè)計(jì)的思路對(duì)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。在模塊合理劃分的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行優(yōu)化，然后分析每個(gè)模塊的技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性和適用性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模塊優(yōu)化組合，推出適合本工程特點(diǎn)的5個(gè)主廠房方案。通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，確定本工程的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，主廠房布置優(yōu)化成果如表1。

表1 主廠房布置優(yōu)化成果Tab.1 Main power block layout optimization

主廠房布置主要特點(diǎn)為：(1)采用側(cè)煤倉(cāng)方案，壓縮汽機(jī)與鍋爐之間距離，減少四大管道管材用量。(2)汽輪發(fā)電機(jī)組中心線偏向A排布置，汽機(jī)房空間布局合理。(3)除氧器高位布置于煤倉(cāng)間與爐側(cè)之間搭建的平臺(tái)上。(4)取消集中控制樓，集控室采用“四機(jī)一控”方案，布置在生產(chǎn)辦公樓與主廠房連接的天橋上。(5)2機(jī)合用1臺(tái)電動(dòng)啟動(dòng)泵。(6)A排外設(shè)置毗屋，占3檔，毗屋跨度為6.0 m。(7)2臺(tái)爐的煤倉(cāng)間集中布置在2爐中間，煤倉(cāng)間采用單框架結(jié)構(gòu)，2爐共用磨機(jī)檢修場(chǎng)地。采用爐后上煤方案，保證輸煤棧橋和上煤皮帶最短。(8)電氣熱控設(shè)備布置高度分散，降低了電纜用量。

2.3 設(shè)備及系統(tǒng)優(yōu)化

2.3.1 給水泵優(yōu)化

在保證機(jī)組運(yùn)行安全、可靠的前提下，決定2臺(tái)機(jī)組合用1臺(tái)啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，電動(dòng)給水泵不作備用，以降低廠用電負(fù)荷和優(yōu)化廠用電接線方式，電動(dòng)給水泵功率由8600 kW降至3400 kW。與單元制電動(dòng)備用泵相比，可節(jié)省投資1772萬(wàn)元；與每臺(tái)機(jī)組配1臺(tái)啟動(dòng)電動(dòng)給水泵相比，可節(jié)省240萬(wàn)元，同時(shí)可節(jié)省主廠房的占地面積。

2.3.2 點(diǎn)火油系統(tǒng)優(yōu)化

本工程對(duì)點(diǎn)火油系統(tǒng)配置進(jìn)行了全面優(yōu)化，采用等離子點(diǎn)火技術(shù)，有效降低了燃油系統(tǒng)出力、供油泵揚(yáng)程以及油罐的容量。點(diǎn)火油系統(tǒng)優(yōu)化后，燃油系統(tǒng)的出力僅為15%BMCR熱輸入量，油罐容量?jī)H為2×500 m3，供油泵采用 2×100%+1×30%配置方案，與常規(guī)方案相比，初投資約節(jié)省100萬(wàn)元。同時(shí)，采用等離子點(diǎn)火技術(shù)后，還可以降低鍋爐啟動(dòng)耗油量。

2.3.3 全廠壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化

將各專業(yè)空氣供應(yīng)系統(tǒng)的獨(dú)自布置整合為統(tǒng)一的空壓機(jī)站，由壓縮空氣站向除灰、熱控、熱機(jī)、脫硫等專業(yè)提供氣源?？諌簷C(jī)采用節(jié)能型壓縮螺桿式空壓機(jī)，不僅有利于節(jié)省空氣供應(yīng)系統(tǒng)的土建和設(shè)備投資、減少各專業(yè)的設(shè)備備用，提高供氣可靠性，而且有利于集中優(yōu)質(zhì)管理，減少管理成本。經(jīng)過(guò)優(yōu)化整合，全廠僅需要配置5臺(tái)50 m3/min、排氣壓力為0.75 MPa的空壓機(jī)，3臺(tái)運(yùn)行，2臺(tái)備用。通過(guò)空氣供應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)化，節(jié)約建設(shè)費(fèi)用134.4萬(wàn)元，減小占地216 m2。

2.3.4 鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)優(yōu)化

通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)出力、設(shè)備布置及技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化比選，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用2套系統(tǒng)出力為50 t/h的超濾+一、二級(jí)反滲透+電除鹽系統(tǒng)。與常規(guī)方案相比，水處理室建筑面積和體積分別減少了55%和70%，水處理站總占地減少55%。由于系統(tǒng)連續(xù)自動(dòng)化運(yùn)行，采取無(wú)人值班運(yùn)行管理方式，水處理站不設(shè)控制室，減少了電廠定員。

2.3.5 冷端優(yōu)化

根據(jù)電廠總平面布置方案、廠址區(qū)域氣象條件，通過(guò)選擇不同的汽輪機(jī)冷端設(shè)備（主要包括凝汽器面積、冷卻塔面積、循環(huán)水冷卻倍率以及供排水管徑等），共組成250種不同配置方案，采用循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算程序進(jìn)行水力、熱力及經(jīng)濟(jì)計(jì)算，并進(jìn)一步對(duì)其中的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了敏感性分析，最終提出本工程冷端設(shè)備的配置方案：1臺(tái)機(jī)組配置3.8萬(wàn)m2的凝汽器及9000 m2的自然通風(fēng)逆流式冷卻塔；循環(huán)水冷卻倍率為55倍；循環(huán)水供水干管/支管管徑為DN3000/DN2200。循環(huán)水供水系統(tǒng)采用單元制，每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)50%容量的循環(huán)水泵。

采用該方案后，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)也能保證汽輪機(jī)組的最大出力，即在最高的冷卻水溫條件下，保證汽輪機(jī)的背壓不超過(guò)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的最高允許值。

2.3.6 輔助車間控制方式及控制系統(tǒng)優(yōu)化

在設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)置集中監(jiān)控網(wǎng)和不設(shè)集中監(jiān)控網(wǎng)2個(gè)輔助車間控制方案模塊進(jìn)行分析比較后，采用了設(shè)置集中監(jiān)控網(wǎng)的輔助車間控制方案，即將全廠除納入DCS系統(tǒng)監(jiān)控以外的所有輔助車間和附屬生產(chǎn)的控制系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)（包括水、煤、灰、脫硫等系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。其控制點(diǎn)布置在單元機(jī)組控制室，與主廠房DCS系統(tǒng)構(gòu)建成全廠范圍的集中監(jiān)控中心，提高了電廠的生產(chǎn)效率和電廠輔助車間運(yùn)行和管理水平。

2.4 精細(xì)化設(shè)計(jì)

2.4.1 電纜敷設(shè)路徑的優(yōu)化

本次工程設(shè)計(jì)專題研究電纜敷設(shè)路徑優(yōu)化及減少橋架、電纜的相關(guān)措施，對(duì)經(jīng)優(yōu)選的4個(gè)模塊方案，分別從控制電纜，電力電纜兩方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定本工程最優(yōu)電纜敷設(shè)路徑。優(yōu)化后，全廠電纜及電纜橋架的總費(fèi)用相對(duì)限額標(biāo)準(zhǔn)節(jié)省約3297.2萬(wàn)元，節(jié)省了44.8%；全廠電纜與橋架的總施工費(fèi)用相對(duì)限額能夠節(jié)省約4922.4萬(wàn)元，節(jié)省了41.9%。全廠電力電纜總長(zhǎng)度僅為限額標(biāo)準(zhǔn)的54%；全廠控制電纜總長(zhǎng)度僅為限額標(biāo)準(zhǔn)的70%。降低工程造價(jià)十分顯著。

2.4.2 煙囪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選型

煙囪作為火力發(fā)電廠的主要構(gòu)筑物，其結(jié)構(gòu)的選擇是影響建筑、安裝施工工程量的重要因素，本次設(shè)計(jì)針對(duì)采用濕法脫硫后，煙氣對(duì)煙囪內(nèi)襯及混凝土筒壁腐蝕影響的特性，在經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，采用套筒磚、內(nèi)筒鋼筋混凝土煙囪方案。該方案投資僅為1704萬(wàn)元，較常規(guī)工程節(jié)約近600萬(wàn)元，并且從根本上解決了煙囪裂縫和腐蝕問(wèn)題。

2.4.3 主要建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)本工程勘測(cè)報(bào)告和建（構(gòu)）筑物上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的不同要求，對(duì)采用天然地基的方案進(jìn)行分析和比較，通過(guò)承載力和沉降計(jì)算，論證其可行性；對(duì)基礎(chǔ)的持力層和基礎(chǔ)型式進(jìn)行計(jì)算和經(jīng)濟(jì)比較，提出：相對(duì)于可研提出的重要建（構(gòu)）筑物采用層④為基礎(chǔ)持力層，經(jīng)比較后確認(rèn)當(dāng)層③有一定的埋深和層厚時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用為持力層，以減少開(kāi)挖工作量，節(jié)省投資；基礎(chǔ)型式根據(jù)實(shí)際情況采用獨(dú)立基礎(chǔ)或筏基。在主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用多種程序進(jìn)行聯(lián)合空間結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算復(fù)核，使構(gòu)件斷面選擇合理，結(jié)合目前成熟的技術(shù)、施工條件，采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土匹配HRB400級(jí)鋼筋，進(jìn)行精細(xì)計(jì)算比較，尋求最佳結(jié)構(gòu)性能，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)最低、總體進(jìn)度最快的目標(biāo)。圖2為主廠房的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

汽機(jī)基座設(shè)計(jì)方面，在使用常規(guī)TGFP V4.0計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用套裝工程分析軟件ANSYS 7.0建模，通過(guò)模態(tài)分析和擾力作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)分析進(jìn)行對(duì)比，論證了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合效益，達(dá)到了節(jié)省投資、加快進(jìn)度的目標(biāo)。對(duì)比優(yōu)化前后2種汽機(jī)基礎(chǔ)方案，優(yōu)化后的基礎(chǔ)柱截面大幅減小。經(jīng)計(jì)算，優(yōu)化后的汽機(jī)基礎(chǔ)鋼筋混凝土總方量為4180 m3，較優(yōu)化前的4893 m3降低了713 m3，降幅為14.6%。1臺(tái)汽機(jī)基礎(chǔ)可直接節(jié)省土建投資約94.2萬(wàn)元。優(yōu)化方案方便了施工，明顯縮短了土建施工周期，加快了施工進(jìn)度。由于優(yōu)化后的汽機(jī)基礎(chǔ)改善了基礎(chǔ)的動(dòng)力特性且減少了沉降，提高了機(jī)組的安全系數(shù)。

2.5 新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用

2.5.1 廠用電現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控系統(tǒng)

本期工程每臺(tái)機(jī)組設(shè)置1套電氣EFCS監(jiān)控系統(tǒng)，以硬接線加通信的方式對(duì)廠用電源系統(tǒng)及單元機(jī)組智能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，減少了控制電纜的長(zhǎng)度和DCS系統(tǒng)的I/O卡件的數(shù)量，提高了廠用電監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和管理水平，減少了維護(hù)工作量。

2.5.2 四大管道動(dòng)力綜合分析技術(shù)應(yīng)用

對(duì)于超臨界及以上參數(shù)機(jī)組，四大管道的動(dòng)力計(jì)算是必不可少的。動(dòng)力計(jì)算的目的是避免共振、汽錘/水錘、地震等破壞管道造成事故。以往一般只進(jìn)行靜力計(jì)算，很少進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，或者采用等效靜力法來(lái)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的動(dòng)力分析。在本工程設(shè)計(jì)中，采用了電廠管道系統(tǒng)動(dòng)力綜合分析技術(shù)對(duì)四大管道的選型、布置和支吊進(jìn)行優(yōu)化和分析，聯(lián)合運(yùn)用管道流體分析軟件PIPENET和管道動(dòng)力靜力分析軟件CAESARII進(jìn)行了四大管道管系的模態(tài)、諧波分析、汽錘/水錘、排汽、地震分析，通過(guò)在管系中設(shè)置阻尼器等措施，有效抑制了管道振動(dòng)和汽錘反力，確保了管系的安全性和可靠性。

2.5.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新材料的應(yīng)用

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新材料。在全廠結(jié)構(gòu)中鋼筋以HRB400+HRB335系列的熱軋鋼筋為主導(dǎo)鋼筋，對(duì)軸壓比較大的煤倉(cāng)間柱采用C60高強(qiáng)混凝土，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，有效避免了“肥梁胖柱”。

（2）屋面新材料。汽機(jī)房屋面、翻車機(jī)室屋面采用實(shí)腹鋼屋面梁上鋪蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板（NALC板）的方案。該種新型混凝土板具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐火、隔熱、隔音、無(wú)放射性、產(chǎn)品精度高、施工安裝便捷、能適應(yīng)大的層間變位、抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)；且施工工期短，安裝時(shí)無(wú)須占用汽機(jī)房場(chǎng)地，交叉作業(yè)也比較少；在正常使用條件下，屋面耐久性好，日常維護(hù)較方便。

（3）溝道蓋板新材料。對(duì)用量較大的溝道蓋板采用無(wú)機(jī)復(fù)合蓋板，該蓋板具有輕質(zhì)、美觀、耐久、防火性能好等優(yōu)點(diǎn)。

（4）綜合管架柱新材料。綜合管架柱采用薄壁離心鋼管，該鋼管可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的物理力學(xué)特性，克服兩者單獨(dú)使用的弱點(diǎn)。與軋制H型鋼相比，薄壁離心鋼管質(zhì)量分布均勻，抗彎模量對(duì)稱，整體穩(wěn)定性好；與純鋼管相比，薄壁離心鋼管可充分利用混凝土的受壓性能，節(jié)約用鋼量。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，薄壁離心鋼管作為管架柱在造價(jià)上僅為普通鋼管柱的2/3，為軋制H型鋼的1/4。

（5）護(hù)坡新材料。本工程廠址區(qū)地形高差較大，且位于兩山之間，在廠內(nèi)外及不同標(biāo)高場(chǎng)地之間須設(shè)置護(hù)坡，最高達(dá)5 m左右。本工程采用土工網(wǎng)墊作為護(hù)坡材料。該材料是一種由多層塑料凹凸網(wǎng)與高強(qiáng)度平網(wǎng)復(fù)合而成，呈網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可以有效防止水土流失，增加綠化面積，改善生態(tài)環(huán)境，達(dá)到邊坡生態(tài)治理的目的。在工程造價(jià)上比普通護(hù)坡節(jié)約10%。

2.5.4 三維數(shù)字工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用

我院已形成以VANTAGE為核心，集成眾多國(guó)內(nèi)外著名設(shè)計(jì)計(jì)算軟件的三維設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)——“JSPDI-CAD系統(tǒng)”（如圖3）。4年來(lái)引進(jìn)并集成了美國(guó)的管道應(yīng)力分析計(jì)算軟件CAESARII、有限元分析軟件ANSYS、熱平衡計(jì)算燃機(jī)STEAM/GT PRO、三維鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件STAAD-CHINA，英國(guó)的三維鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件STRUCAD，以及國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM、電纜敷設(shè)軟件CableRace、熱控設(shè)計(jì)軟件ELDsign等許多國(guó)內(nèi)成熟軟件。

本工程施工圖設(shè)計(jì)全面采用了三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)，優(yōu)化了系統(tǒng)和設(shè)備布置，改善了檢修和運(yùn)行條件，確保了工程量的控制。三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全面應(yīng)用對(duì)保證本工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)本工程各項(xiàng)創(chuàng)優(yōu)措施以及保證各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度帶來(lái)了巨大的幫助。

2.5.5 其他新技術(shù)的應(yīng)用

（1）大型煙風(fēng)煤粉管道優(yōu)化和選擇設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，建立大型煙風(fēng)煤粉管道（結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)計(jì)算模型，應(yīng)用有限元計(jì)算分析軟件，優(yōu)化大型煙風(fēng)煤粉管道（結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)，從而避免大截面煙風(fēng)道失穩(wěn)和振動(dòng)問(wèn)題。同時(shí)，節(jié)省了煙風(fēng)道工程量。

（2）煙風(fēng)道設(shè)計(jì)空氣阻力計(jì)算技術(shù)和應(yīng)用

該技術(shù)是通過(guò)煙風(fēng)道空氣動(dòng)力計(jì)算軟件，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，再與計(jì)算流體力學(xué)CFD和流體力學(xué)軟件FLUENT的計(jì)算結(jié)果對(duì)比，修正各種管件的阻力系數(shù)，并提出異型件、導(dǎo)流板設(shè)計(jì)建議，以降低系統(tǒng)阻力，準(zhǔn)確選擇設(shè)備，降低廠用電，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和輔助設(shè)備配置提供依據(jù)。

（3）氣固兩相流輸送阻力計(jì)算研究

運(yùn)用氣力輸送粉煤灰、石灰石粉等散狀物料的阻力計(jì)算軟件，短距離超高濃度輸送的阻力計(jì)算軟件和雙套管氣力輸送阻力計(jì)算軟件，解決電廠氣固兩相流輸送計(jì)算問(wèn)題，從而達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)配置的目的。

2.6 節(jié)水優(yōu)化成果

本工程設(shè)計(jì)年平均用水量為2068 m3/h，百萬(wàn)千瓦耗水指標(biāo)為0.433 m3/（s·GW）。電廠耗水指標(biāo)遠(yuǎn)低于國(guó)家對(duì)新建電廠節(jié)水的有關(guān)規(guī)定，達(dá)到先進(jìn)水平，采取的主要節(jié)水措施如下。

2.6.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)優(yōu)化

本工程設(shè)計(jì)在考慮充分節(jié)約水資源的同時(shí)，又最大限度考慮節(jié)約工程投資、運(yùn)行費(fèi)用，取得了最大的節(jié)水效益。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定循環(huán)水濃縮倍率為6.0，并采用循環(huán)水旁流混凝澄清處理、ClO2殺菌處理及單純投加高性能全有機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑的循環(huán)水處理工藝。

2.6.2 脫硫工藝水系統(tǒng)優(yōu)化

脫硫系統(tǒng)的工藝用水量為103 m3/h。本工程采用循環(huán)水系統(tǒng)排水作為脫硫工藝用水，從而利用了約41%的循環(huán)水系統(tǒng)的排水量，既減少了耗水量，又降低了循環(huán)水排污量。

2.6.3 除灰渣系統(tǒng)的優(yōu)化

采用風(fēng)冷式干排渣系統(tǒng)，與水力除灰渣相比，全年減少耗水約70萬(wàn)m3。

2.6.4 降低工業(yè)廢水產(chǎn)生量的優(yōu)化

本工程通過(guò)系統(tǒng)工藝優(yōu)選、分類排放、清污分流、采用節(jié)水鍋爐清洗工藝等優(yōu)化途徑，使經(jīng)常性廢水產(chǎn)生量由優(yōu)化前的54.5 t/h降低到優(yōu)化后的9 t/h，并大幅降低了非經(jīng)常性廢水的產(chǎn)生量。工業(yè)集中廢水處理系統(tǒng)廢液池容積由優(yōu)化前的6000 m3降到優(yōu)化后的4000 m3，系統(tǒng)出力也由優(yōu)化前的150 t/h降低到優(yōu)化后的100 t/h，相應(yīng)節(jié)約投資222萬(wàn)元，降低運(yùn)行費(fèi)用約4萬(wàn)元/年，并減少布置占地約950 m2。

通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，從源頭上減少了全廠經(jīng)常性廢水產(chǎn)生量：優(yōu)化鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，采用電除鹽系統(tǒng)方案，避免鍋爐補(bǔ)給水酸堿廢水排放；對(duì)超濾反洗排水進(jìn)入循環(huán)水反應(yīng)沉淀池處理后直接回收利用；將反滲透排放濃水直接壓力排放至敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻塔水池直接回用；通過(guò)清污分流，將凝結(jié)水精處理混床樹(shù)脂再生過(guò)程中的樹(shù)脂分離、輸送、快速?zèng)_洗、淋洗等環(huán)節(jié)的排水（水質(zhì)較好）送至開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻塔水池直接回用。

通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，同時(shí)從源頭上減少全廠非經(jīng)常性廢水產(chǎn)生量：將僅pH值輕微超標(biāo)的鍋爐冷態(tài)清洗排水和熱態(tài)汽水膨脹疏排水直接排至敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)回用；對(duì)600MW超臨界直流爐機(jī)組，設(shè)計(jì)推薦爐前系統(tǒng)采用EDTA清洗或鹽酸循環(huán)清洗，爐本體及過(guò)熱再熱器系統(tǒng)采用EDTA清洗，可大大降低鍋爐化學(xué)清洗一次最大廢水量。

上述設(shè)計(jì)優(yōu)措施從源頭上盡量減少了工業(yè)廢水產(chǎn)生量，不僅保證了電廠“廢水零排放”設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而且降低了集中工業(yè)廢水處理系統(tǒng)廢液池設(shè)計(jì)容積和系統(tǒng)規(guī)模，節(jié)約了一次性投資，同還降低了廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，節(jié)約廢水輸送和藥品處理等運(yùn)行費(fèi)用。

2.7 以人為本的設(shè)計(jì)理念

（1）總平面布置將水處理區(qū)作為緩沖帶，拉開(kāi)1號(hào)冷卻塔與廠前辦公區(qū)域的距離，以減輕冷卻塔對(duì)辦公人員的噪聲、水汽影響及空間壓抑感，體現(xiàn)“以人為本”的理念。

（2）優(yōu)化主廠房布置型式，在汽機(jī)房0 m、6.3 m層B排側(cè)以及汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層A、B排側(cè)均留有貫通汽機(jī)房的寬敞的檢修和維護(hù)通道；在鍋爐爐前、爐后以及煙囪后均留有貫通固擴(kuò)端的道路，便于檢修和運(yùn)行車輛進(jìn)出；側(cè)煤倉(cāng)兩側(cè)具有貫通鍋爐房的人行通道；極大地方便了電廠今后的檢修和運(yùn)行。

（3）集控室布置布置在生產(chǎn)辦公樓與主廠房連接的天橋上，既有效利用了空間，又便于運(yùn)行檢修維護(hù)，營(yíng)造了“安靜、和諧、以人為本”的工作環(huán)境。單元控制室利用有限的空間獲得寬敞的空間感受。

（4）采用了全廠輔控系統(tǒng)集中控制方式，輔助車間不設(shè)就地控制室。在單元控制室操作員站上可對(duì)各輔助系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視、管理和自動(dòng)順序控制，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方軟手操，既降低了定員，又改善了輔控人員的運(yùn)行環(huán)境，且投資增加有限。

（5）優(yōu)化系統(tǒng)配置和布置。例如大量的輔助車間的整合、檢修車間的合并。鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用超濾+一、二級(jí)反滲透+電除鹽系統(tǒng)，系統(tǒng)連續(xù)自動(dòng)化運(yùn)行，可采取無(wú)人值班運(yùn)行管理方式。這些優(yōu)化大大降低了運(yùn)行和檢修人員的運(yùn)行和巡視工作量。

3 設(shè)計(jì)優(yōu)化成果

本工程優(yōu)化后的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。從表2可以看出，工程經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，多項(xiàng)指標(biāo)較限額設(shè)計(jì)都有大幅下降。

表2 華能巢湖電廠工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Tab.2 Technical economical indexes of Huaneng Chaohu Power Plant project

4 結(jié)論

通過(guò)全面的系統(tǒng)和布置優(yōu)化，巢湖工程實(shí)現(xiàn)了低于3000元/kW的單位造價(jià)，不到4.5%的廠用電率，不到限額指標(biāo)50%的廠區(qū)占地，分別較限額設(shè)計(jì)降低了26.5%、31%、52.9%，其年發(fā)電小時(shí)盈虧平衡點(diǎn)僅為2700 h，耗水指標(biāo)比限額下降了50%。這些技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均處于國(guó)內(nèi)超臨界發(fā)電機(jī)組指標(biāo)的前列。

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