孫 萍，趙 淵

（武漢凱迪電力工程有限公司，湖北 武漢 430223）

大型循環(huán)流化床電站主廠房布置優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

孫 萍，趙 淵

（武漢凱迪電力工程有限公司，湖北 武漢 430223）

摘要：國內(nèi)大型循環(huán)流化床電站的主廠房布置在設(shè)計(jì)中存在套用傳統(tǒng)布置模式而優(yōu)化創(chuàng)新不夠的問題，造成了不必要的浪費(fèi)。本文結(jié)合某600MW循環(huán)流化床電站采用二爐一機(jī)熱力系統(tǒng)，提出了一種優(yōu)化的主廠房布置方案，并與國內(nèi)典型布置方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，探討主廠房布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；二爐一機(jī)；主廠房布置；設(shè)計(jì)優(yōu)化。

1　概述

對于煤矸石、劣質(zhì)煤等低熱值煤發(fā)電廠，普遍采用的清潔燃燒技術(shù)是高效、低污染的循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)。當(dāng)前，國內(nèi)循環(huán)流化床電站穩(wěn)定運(yùn)行的最大單爐容量是300 MW等級循環(huán)流化床鍋爐，世界上成熟投運(yùn)地最大單爐容量是波蘭PKE Lagisza460 MW等級循環(huán)流化床鍋爐。

按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50660-2011《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》，對純凝式汽輪機(jī)應(yīng)采用一爐一機(jī)的單元制熱力系統(tǒng)，因此國內(nèi)大型循環(huán)流化床電站均采用的是一爐一機(jī)的配置，中間再熱的二爐一機(jī)熱力系統(tǒng)的大型循環(huán)流化床電站在國內(nèi)低熱值煤發(fā)電廠是沒有運(yùn)行業(yè)績，在國外的低熱值煤發(fā)電廠投運(yùn)業(yè)績很少，如越南錦普2×340 MW電廠采用二爐一機(jī)熱力系統(tǒng)。

我公司承接的越南電廠2×600 MW循環(huán)流化床電站，采用的是2臺1010 t/h循環(huán)流化床鍋爐配1臺600 MW亞臨界純凝式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)，煤質(zhì)采用低熱值的無煙煤，二爐一機(jī)熱力系統(tǒng)。大型循環(huán)流化床電站采用二爐一機(jī)熱力系統(tǒng)，不僅可以增加循環(huán)流化床電站裝機(jī)容量，同時(shí)也加大了對煤矸石、劣質(zhì)煤等低熱值煤的處理能力。

主廠房是電廠重要建筑物，主廠房布置優(yōu)化是進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)，本文將結(jié)合越南海陽2×600 MW循環(huán)流化床電站采用二爐一機(jī)熱力系統(tǒng)的主廠房布置優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

2　主廠房的傳統(tǒng)布置

國內(nèi)2×600 MW級別的火力發(fā)電廠的主廠房布置常規(guī)采用的是汽機(jī)房 t/h除氧間 t/h煤倉間 t/h鍋爐房四列式布置，一爐一機(jī)熱力系統(tǒng)，具體如下：

（1）汽機(jī)房布置：汽機(jī)房跨度30.6 m，柱距10 m，汽機(jī)房共17個(gè)柱距，汽機(jī)房總長度為170 m，其中有1個(gè)柱距布置公用檢修場地。汽輪機(jī)采用縱向布置，向下排汽，汽輪發(fā)電機(jī)高位布置。

汽機(jī)房分三層布置，底層布置凝結(jié)水泵及坑、真空泵、主機(jī)油系統(tǒng)、膠球清洗裝置、閉冷器、開式水泵、閉式水泵、凝補(bǔ)水泵、濾水器及其他輔助設(shè)備，低壓廠用配電裝置，汽機(jī)檢修場地；6.9 m為汽機(jī)房中間層，主要布置管道及旁路裝置，高壓廠用配電裝置；13.7 m為汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層，采用大平臺結(jié)構(gòu)，主要布置汽輪發(fā)電機(jī)和給水泵汽輪機(jī)。汽輪發(fā)電機(jī)中心線距A排柱15.3 m，汽機(jī)房行車軌頂標(biāo)高26.4 m，屋架下弦標(biāo)高28.9 m。

（2）除氧間布置：除氧間跨度為9.5 m。除氧間分四層布置，底層布置電動(dòng)給水泵組及汽泵前置泵；6.9 m為除氧間中間層，布置5號低加和6號低加；13.7 m為除氧間運(yùn)轉(zhuǎn)層，布置了1號高加、2號高加和3號高加；26 m為除氧層，布置了除氧器、連續(xù)排污擴(kuò)容器和閉式冷卻水膨脹水箱，屋頂標(biāo)高38 m。

（3）煤倉間布置：煤倉間跨度為12 m。底層布置有電纜夾層；13.7 m層與除氧間13.7 m共同布置控制室、電子設(shè)備間和工程師；在控制室上層布置有給煤機(jī)和給料機(jī)；在煤倉頂部布置有輸煤皮帶。

（4）鍋爐房和集控樓布置：爐前通道跨度為6.3 m，一臺汽輪發(fā)電機(jī)對應(yīng)一臺鍋爐布置；單獨(dú)的集控樓布置在兩爐間且伸入除氧間和煤倉間，二爐二機(jī)一控，集控樓容積10000 m3，不計(jì)占用除氧間和煤倉間的容積。

3　主廠房布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1主廠房優(yōu)化措施

本項(xiàng)目2×600 MW循環(huán)流化床電站采用二爐一機(jī)的熱力系統(tǒng)，其主廠房優(yōu)化設(shè)備及四大管道布置，具體措施如下：

（1）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求合理布置設(shè)備，并按照工藝要求和環(huán)境條件，盡可能露天布置，以縮短汽機(jī)房的跨度，如閉冷器、凝補(bǔ)水泵和濾水器移至A排外露天布置，可縮短汽機(jī)房的跨度1.6 m。

（2）采用新型技術(shù)的行車，降低汽機(jī)房的高度；采用無頭式除氧器，根據(jù)給水泵廠合理地確定前置泵必須汽蝕余量，進(jìn)行給水泵瞬態(tài)計(jì)算，有效地降低除氧器標(biāo)高。

（3） 取消單獨(dú)的除氧間。主廠房采用三列式布置汽機(jī)房-煤倉間-鍋爐房，根據(jù)二爐一機(jī)的布置特殊性，除氧器單獨(dú)布置于煤倉間外側(cè)及兩座鍋爐房之間爐前通道的正上方；優(yōu)化四大管道布置。

（4） 取消單獨(dú)的集控樓。為使兩臺鍋爐流量分配均勻，汽輪機(jī)凝汽器中心線位于兩臺鍋爐中心附近，兩臺汽輪發(fā)電機(jī)組間的間距比常規(guī)大，集控樓可完整布置在汽機(jī)房和煤倉間內(nèi)的兩機(jī)之間。四爐二機(jī)的電氣、電子設(shè)備采用物理分散布置，布置在負(fù)荷中心、節(jié)省電纜。

3.2二爐一機(jī)主廠房布置設(shè)計(jì)優(yōu)化

二爐一機(jī)主廠房采用汽機(jī)房 t/h煤倉間 t/h鍋爐房三列式布置，具體優(yōu)化布置如下：

（1）汽機(jī)房布置：汽機(jī)房跨度29 m，柱距10 m，汽機(jī)房共22個(gè)柱距，汽機(jī)房總長度為220 m，其中有6個(gè)柱距是布置集控樓和公用檢修場地。汽輪機(jī)采用縱向布置，向下排汽，汽輪發(fā)電機(jī)高位布置。

汽機(jī)房分三層布置，底層布置凝結(jié)水泵及坑、真空泵、主機(jī)油系統(tǒng)、膠球清洗裝置、閉式水泵及其他輔助設(shè)備，低壓廠用配電裝置、蓄電池室、DC和UPS室，汽機(jī)檢修場地；6.9 m為汽機(jī)房中間層，主要布置管道及旁路裝置，高壓廠用配電裝置，分散布置在負(fù)荷中心，化水和暖通 MCC間，取樣間和儀表間；13.7 m為汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層，采用大平臺結(jié)構(gòu)，主要布置汽輪發(fā)電機(jī)組和給水泵汽輪機(jī)。汽輪發(fā)電機(jī)中心線距A排柱13.1 m，汽機(jī)房行車軌頂標(biāo)高25.7 m，屋架下弦標(biāo)高28.5 m。

（2）煤倉間布置：煤倉間跨度為11 m。煤倉間分四層布置，底層布置電動(dòng)給水泵組及汽泵前置泵，四臺鍋爐的低壓配電裝置；6.9 m為煤倉間中間層，布置5號低加和6號低加，工具間、通風(fēng)機(jī)房及氣體消防間；13.7 m為煤倉間運(yùn)轉(zhuǎn)層，布置了1號高加、2號高加和3號高加，主控室、工程師和會議室和四爐二機(jī)的電子設(shè)備間，分散布置在負(fù)荷中心；22 m布置有給煤機(jī)和給料機(jī)；在煤倉頂部布置有輸煤皮帶。除氧器單獨(dú)布置于煤倉間外側(cè)及兩座鍋爐房之間爐前通道的正上方，與給煤機(jī)層標(biāo)高相同。

（3）鍋爐房+集控樓布置：爐前通道跨度為7.5 m，一臺汽輪發(fā)電機(jī)對應(yīng)二臺鍋爐布置。無單獨(dú)的集控樓，集控樓布置在汽機(jī)房和煤倉間內(nèi)的兩機(jī)之間。

4　主廠房布置優(yōu)化技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本項(xiàng)目2×600 MW循環(huán)流化床電站采用優(yōu)化的主廠房布置同常規(guī)的主廠房布置主要尺寸比較見表1。

表1　主廠房布置主要尺寸比較

本項(xiàng)目主廠房布局合理、工藝流程順暢、功能明確、檢修合理，由于取消單獨(dú)的除氧間和集控樓，縮短了主廠房跨度，減小了汽機(jī)房和鍋爐房之間的距離，減少了汽水管線，減小了主廠房體積，降低了土建費(fèi)用，縮短了施工工期，優(yōu)化后的主廠房布置可節(jié)約主廠房初投資約480萬元，減少四大管道初投資220萬。

5　結(jié)語

本項(xiàng)目2×600 MW循環(huán)流化床電站主廠房布置的優(yōu)化，采用了二爐一機(jī)的熱力系統(tǒng)，不僅增加了循環(huán)流化床電站裝機(jī)容量，同時(shí)也加大了對煤矸石、劣質(zhì)煤等低熱值煤的處理能力；在電廠安全經(jīng)濟(jì)且便于運(yùn)行維護(hù)的前提下，減少了主廠房占地面積和容積，縮短了施工工期，主廠房布置的優(yōu)化從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度均是可行的。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 毛建雄.大容量循環(huán)流化床技術(shù)的發(fā)展方向及最新發(fā)展［J］.電力建設(shè)，2009，30（11）.

［2］ 張旭，等.兩爐一機(jī)中間再熱機(jī)組的并汽控制方式及運(yùn)行方式［J］.電站系統(tǒng)工程，2013，29（6）.

［3］ 周新軍.定州電廠一期工程汽機(jī)房設(shè)計(jì)優(yōu)化［J］.電力勘測設(shè)計(jì)，2005，（5）.

中圖分類號：TM621

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1671-9913（2015）02-0024-03

* 收稿日期：2014-01-07

作者簡介：孫萍（1978- ），女，江西九江人，碩士，高級工程師，主要從事火力發(fā)電廠熱機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)及管理工作。

Optimization Design of Main Building Layout in Large CFB Power Plant

SUN Ping， ZHAO Yuan
（Wuhan KAIDI Electric Power Engineering CO.，LTD， Wuhan 430223， China）

Abstract：The stereotype layout of main building is designed in domestic large CFB power plant， and it is not enough for the optimization design of layout which induce s unnecessary waste. This paper put forward the optimization design proposal of main building layout based on two boiler one turbine thermal system 600MW CFB power plant which is compared with the typical layout through technical and economic analysis， and discusses the technical and economical feasibility of optimization design.

Key words：CFB； two boiler one turbine； main building； layout； design optimization.