煤電鋁一體化模式下電廠的總體規(guī)劃要點(diǎn)分析

江永生　林一楊

摘 要：文章結(jié)合內(nèi)蒙古錦聯(lián)電廠的工程實(shí)例，針對煤電鋁一體化模式下影響電廠總布置的關(guān)鍵因素，從物流運(yùn)輸組織、廠區(qū)方位及空冷島布置、配電裝置區(qū)及進(jìn)出線走廊、地形地質(zhì)條件利用以及土地利用等各個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化，使電廠的總布置方案實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：煤電鋁一體化模式；電廠總布置；最優(yōu)

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）27-0170-01

1 工程概況

內(nèi)蒙古錦聯(lián)鋁材有限公司位于內(nèi)蒙古通遼霍林郭勒市霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)。公司擬建設(shè)年產(chǎn)300×104噸鋁板帶箔的煤電鋁一體化項(xiàng)目，配套建設(shè)的2×200 MW+8×660 MW燃煤機(jī)組動(dòng)力車間。項(xiàng)目分為兩期建設(shè)，一期建設(shè)年產(chǎn)200萬t鋁鎂合金項(xiàng)目以及相配套的2×200 MW+4×660 MW燃煤機(jī)組動(dòng)力車間，位于工業(yè)園區(qū)B區(qū)；二期建設(shè)年產(chǎn)100萬t鋁鎂合金項(xiàng)目以及相配套的4×660 MW燃煤機(jī)組動(dòng)力車間，位于工業(yè)園區(qū)C區(qū)。

一期項(xiàng)目配套的2×200 MW燃煤機(jī)組工程已于2012年4月開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2013年10月份投產(chǎn)，配套的4×660 MW燃煤機(jī)組預(yù)計(jì)2015年年底投產(chǎn)運(yùn)行。二期建設(shè)4×660 MW燃煤機(jī)組，預(yù)計(jì)2020年前后投產(chǎn)運(yùn)行。項(xiàng)目建成后，電解鋁生產(chǎn)規(guī)模占到國內(nèi)市場的10%以上，每年的工業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到2 000億元以上，將成為國內(nèi)最大的鋁鋁深加工基地。

2 電廠總布置優(yōu)化

2.1 廠區(qū)方位及空冷島布置優(yōu)化

由于廠址區(qū)域水資源相對短缺，為節(jié)約用水，保護(hù)環(huán)境，電廠選用直接空冷機(jī)組?，F(xiàn)有2×200 MW機(jī)組廠區(qū)方位為：汽機(jī)房朝東，鍋爐房朝西，煤場布置在主廠房西側(cè)，配電裝置布置在主廠房東側(cè)。電廠建筑坐標(biāo)A軸為北偏東10.34 °，基本平行于廠址東側(cè)的錦聯(lián)大道及南側(cè)的霍白公路。優(yōu)點(diǎn)在于煤場正對來煤方向，出線正對鋁廠出線，工藝流程順暢。缺點(diǎn)在于根據(jù)氣象資料，夏季最大風(fēng)頻風(fēng)向正對對爐后，對空冷島運(yùn)行效率的影響較大。

經(jīng)多方案比選論證后，結(jié)合鋁鎂合金項(xiàng)目的總體規(guī)劃、廠區(qū)來煤方向和出線方向的規(guī)劃，最終確定本期4×660 MW機(jī)組廠區(qū)方位：汽機(jī)房朝南布置，鍋爐房朝北，煤場布置在廠區(qū)西側(cè)，配電裝置布置與2×200 MW機(jī)組配電裝置合并布置，均正對鋁廠出線。本期空冷島縱軸線與2×200 MW機(jī)組空冷島垂直布置，電廠建筑坐標(biāo)方位同2×200 MW機(jī)組廠區(qū)保持一致。

優(yōu)化后，廠區(qū)方位調(diào)整后，避免了爐后來風(fēng)，空冷島朝南布置，與爐后最大風(fēng)頻風(fēng)向夾角大于30 °，減少跳機(jī)概率，滿足空冷島對風(fēng)向的要求。同時(shí)兼顧現(xiàn)有2×200 MW機(jī)組廠區(qū)方位，最大限度保持了總體布局的合理性及項(xiàng)目規(guī)劃用地的規(guī)整性。

2.2 地形地質(zhì)條件利用優(yōu)化

經(jīng)過綜合比較后，本期工程豎向采取階梯式布置，將廠區(qū)按功能分為兩個(gè)臺(tái)階，總體降低挖填高度。煤場布置在地勢較低處，位于廠區(qū)西側(cè)；主廠房及其他附屬設(shè)施布置在地勢較高處，位于廠區(qū)東側(cè)；施工生活區(qū)長度布置在廠區(qū)北側(cè)，地勢較低。全廠土方統(tǒng)籌考慮，多余土方全部用于施工區(qū)場地平整，使土方工程量得到了全部利用。而且使電廠主廠房區(qū)域及輔助生產(chǎn)區(qū)域的建構(gòu)筑物，全部采用天然地基，無需地基處理。同時(shí)，廠區(qū)間最大高差控制在10 m以內(nèi)，兼顧了廠區(qū)道路的有效銜接，盡量減小道路縱坡，滿足嚴(yán)寒地區(qū)積雪期，汽車運(yùn)輸對道路縱坡的要求。

優(yōu)化后，廠址土方實(shí)現(xiàn)了最終平衡，電廠主要建構(gòu)筑物均采用天然地基，有效利用了地形地質(zhì)條件。較常規(guī)平坡式布置方式，節(jié)省了土方工程量，降低土建投資費(fèi)用。

2.3 配電裝置區(qū)及進(jìn)出線走廊通道優(yōu)化

由于鋁廠規(guī)模調(diào)整前后變化較大，且不是同步建設(shè)，本期工程的廠區(qū)總布置受到在建的2×200 MW機(jī)組廠區(qū)總布置的影響較大。如何在現(xiàn)有限制條件下，充分優(yōu)化配電裝置區(qū)布置及廠內(nèi)廠外進(jìn)出線走廊通道，成為制約本期電廠總布置的最大的限制因素。

①配電裝置區(qū)優(yōu)化。為盡量利用原有預(yù)留空地，并且盡可能保持廠區(qū)總布置的規(guī)整。本期工程配電裝置采取側(cè)出方式，即配電裝置垂直于汽機(jī)房A列，利用2×200 MW機(jī)組配電裝置北側(cè)空地，將本期配電裝置與2×200 MW機(jī)組配電裝置合并，布置在2×200 MW機(jī)組配電裝置區(qū)。 優(yōu)化后，使本期工程總布置兼顧了前期的總布置，整個(gè)項(xiàng)目動(dòng)力車間的配電裝置集中布置，便于運(yùn)行維護(hù)。且配電裝置正對鋁廠布置，確保廠內(nèi)外出線短捷順暢，工藝流程更加合理。

②進(jìn)出線走廊通道優(yōu)化。由于鋁廠規(guī)模由規(guī)劃的100萬t調(diào)整為現(xiàn)在的300萬t，電廠規(guī)模由最初規(guī)劃2×200 MW+2×350 MW機(jī)組調(diào)整為現(xiàn)在的2×200 MW+4×660 MW機(jī)組，廠區(qū)進(jìn)出線規(guī)模也隨之調(diào)整。廠內(nèi)進(jìn)線原來規(guī)劃5回，出線4回；調(diào)整為現(xiàn)在進(jìn)線6回，出線8回。將兩個(gè)廠區(qū)配電裝置合并布置后，利用現(xiàn)有2×200 MW機(jī)組主廠房北側(cè)空地（即規(guī)模調(diào)整前2×350 MW機(jī)組預(yù)留場地）本期工程主變壓器—配電裝置的廠內(nèi)進(jìn)線走廊通道，廠內(nèi)進(jìn)線走廊較為開闊。

錦聯(lián)大道兩側(cè)作為廠外出線走廊通道，受規(guī)模調(diào)整的影響，原來預(yù)留出線走廊寬度已不能滿足現(xiàn)有出線規(guī)模要求。本期工程位于錦聯(lián)大道西側(cè)，通過盡量壓縮其縱向尺寸，使電廠避讓錦聯(lián)大道30 m，預(yù)留連接外部聯(lián)絡(luò)變的條件；錦聯(lián)大道東側(cè)二期規(guī)劃鋁廠后退約40 m，以滿足220 kV接入電解鋁生產(chǎn)線開關(guān)站的基本進(jìn)線要求。

優(yōu)化后，廠內(nèi)外出線均采用同塔雙回，節(jié)省通道寬度。廠內(nèi)進(jìn)線走廊利用空地，提高了廠內(nèi)土地利用率；廠外出線正對鋁廠，線路路徑順捷，長度較短。

2.4 土地利用優(yōu)化

由于鋁廠規(guī)模將最初100萬t電解鋁調(diào)整為300萬t，相應(yīng)電廠規(guī)模也由最初2×200 MW+2×350 MW機(jī)組調(diào)整為2×200 MW+4×660 MW，以滿足鋁廠用電負(fù)荷要求。由于前期規(guī)劃不到位，規(guī)模調(diào)整前后，

造成原有規(guī)劃土地?zé)o法充分利用，因而，本期工程如何充分利用2×200 MW機(jī)組已有設(shè)施及原有規(guī)劃棄用土地成為本工程土地利用的關(guān)鍵限制因素。

經(jīng)多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，本期不再新設(shè)油啟動(dòng)系統(tǒng)，利用2×200 MW油系統(tǒng)，僅新增1座單獨(dú)的油泵房，即可滿足要求；中水處理系統(tǒng)布置在2×200 MW機(jī)組和8×660 MW機(jī)組中間，同時(shí)滿足兩個(gè)廠區(qū)處理后的中水用水要求；本期化水及鍋爐補(bǔ)給水區(qū)域布置在原規(guī)劃預(yù)留中水處理站區(qū)域，且靠近本期工程廠區(qū)，巧妙地利用兩個(gè)廠區(qū)的高差，全部自流匯入廠區(qū)水處理系統(tǒng)；本期工程GIS配電裝置區(qū)與2×200 MW機(jī)組GIS配電裝置區(qū)合并，正對鋁廠布置，有效利用空地。

優(yōu)化后，廠區(qū)圍墻內(nèi)用地面積為37.50 hm2，與《電力工程項(xiàng)目建設(shè)用地指標(biāo)》相比較，較標(biāo)準(zhǔn)占地39.55 hm2，節(jié)省占地約2.05 hm2，廠區(qū)土地利用率較高，最大限度節(jié)約用地。

3 結(jié) 語

煤電鋁一體化模式，使能源形式，從煤到電再到鋁加工產(chǎn)品，在區(qū)域范圍內(nèi)，使資源得到了最大限度的利用，一體化的經(jīng)營理念，有效降低了能源消耗及運(yùn)輸成本，在市場經(jīng)濟(jì)條件下，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭優(yōu)勢。本工程通過從物流運(yùn)輸組織、廠區(qū)方位及空冷島布置、配電裝置區(qū)及進(jìn)出線走廊、地形地質(zhì)條件利用以及土地利用等各個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化，使電廠的總布置方案實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)，直接節(jié)省投資達(dá)1.2億元，有效節(jié)約了投資成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邊智勇，馮燚超.新建火電廠輔助控制系統(tǒng)新模式——輔控一體化模式探討[J].自動(dòng)化博覽，2010，（4）.

[2] 劉駿宇.分析水電廠運(yùn)維一體化管理模式的運(yùn)用[D].長沙：長沙理工大學(xué)，2015.