江西首臺1000MW機組煤倉布置方式綜述

倪培林

（江西大唐國際撫州發(fā)電有限責任公司，江西 撫州 344000）

0 引言

對燃煤發(fā)電機組的主廠房進行優(yōu)化是合理的降低工程造價的重要手段。煤倉間是主廠房的重要組成部分，它的布置會影響到主廠房的總體布局，進而影響到工程建設造價。按照“安全可靠、經(jīng)濟適用”的電力建設方針，對煤倉間進行創(chuàng)新和優(yōu)化。創(chuàng)新和優(yōu)化應遵循以下指導思想：（1）因地制宜，適合廠區(qū)用地條件；（2）節(jié)約工程量、節(jié)約用地；（3）優(yōu)化布置，設備布置緊湊、工藝管道短捷，建筑體積小，工程造價低。

1 煤倉間典型布置方案

1.1 各類煤倉間布置特點

煤倉間模塊的布置方案有爐前順煤倉間、爐側(cè)煤倉間、爐后煤倉間等布置方案。三種布置方案各有優(yōu)缺點。

爐前順煤倉間布置指煤倉間與汽機房聯(lián)合布置于爐前，其優(yōu)點是主廠房到鍋爐的距離較長，有利于四大管道的布置及減小管道對設備接口的推力，場地也有利于安裝施工組織，因此我國投產(chǎn)或者在建的600 MW等級以上超臨界機組主廠房布置大都采用傳統(tǒng)的爐前煤倉間布置。但此布置廠房容積較大，A排到煙囪之間的距離長，因此并不是最經(jīng)濟的方案。

側(cè)煤倉間布置是指煤倉間布置在鍋爐的一側(cè)，為了減少轉(zhuǎn)運站和輸煤皮帶長度，一般把兩臺機組的煤倉間集中布置于兩爐之間。這樣可縮小A排到煙囪之間的距離，減少占地面積，煤倉間的容積小，節(jié)省土建費用，機爐之間的距離短，減少四大管道的耗量，有較好的經(jīng)濟性。但主廠房緊湊布置后，與常規(guī)布置相比給土建施工和安裝帶來了一定的困難，部分區(qū)域土建和安裝需交叉施工。

后煤倉間布置是指煤倉間布置于爐后。此布置方案雖然可以縮短機爐之間的距離及輸煤棧橋及皮帶的長度，但又增加了煙道和送粉管道的長度，且為避開空預器出口煙道，磨煤機必須分別布置于空預器出口煙道兩側(cè)，增加了粉管布置及磨煤機布置、檢修的難度，同時A排到鍋爐之間的距離比爐前煤倉還大。因此，新建的主廠房基本都不采用后煤倉間布置方案。

總體而言，順煤倉布置是比較成熟的、常規(guī)的設計方案，1 000 MW超超臨界機組大部分也是按此進行優(yōu)化布置的。側(cè)煤倉布置是近年來獨樹一幟的、具有創(chuàng)新和優(yōu)化意義的布置方案。

1.2 國內(nèi)1 000 MW機組煤倉間布置概況

從國內(nèi)電廠的主廠房布置格局來看，比較常用的是四列式布置，即汽機房、除氧間、煤倉間、鍋爐房順序布置。目前國內(nèi)自行設計的1 000MW機組電廠，主廠房大都為此布置方式，如玉環(huán)電廠、外高橋三期、潮州電廠、平海電廠等。海門電廠1、2號機組采用了側(cè)煤倉布置方案，不僅節(jié)省了工程造價，而且優(yōu)化了總平面布置。兩類煤倉間布置基本尺寸比較如表1所示。

表1 目前2×1 000 MW機組的煤倉間布置基本尺寸（配中速磨煤機系統(tǒng)）

由表1比較可以看出，側(cè)煤倉方案利用2臺機組共用磨煤機檢修通道的布置特點，大大減小煤倉間容積，使其布局比順煤倉更為緊湊。

1.3 影響煤倉間尺寸的主要因素

煤倉間尺寸的確定（包括柱距、跨度、層高等）主要考慮下列因素：

1）磨煤機的形式、規(guī)格及數(shù)量；

2）煤粉管道的布置及尺寸；

選取我院消毒供應室醫(yī)療器械600件，依據(jù)電腦隨機分配的原則均分兩組，即研究組和參照組，醫(yī)療器械各300件。器械主要為：血管鉗、組織剪、和鑷子，同時還包括彎盤、卵圓鉗、拉鉤、老虎鉗、打肋器和持針鉗等。該科室工作人員共20名。

3）磨煤機過軌起重機的布置及尺寸；

4）給煤機的尺寸；

5）煤倉的形式及容量；

6）上煤系統(tǒng)的方式；

7）土建框架的合理柱距及跨度。

綜合上述因素，江西撫州電廠選用側(cè)煤倉布置方式并結(jié)合工程實際進行了布置優(yōu)化。

2 側(cè)煤倉的布置優(yōu)化

2臺機組合并后的側(cè)煤倉整體結(jié)構型式可以按單跨式、雙跨式或三跨式考慮。本工程側(cè)煤倉采用大跨度單框架結(jié)構。單跨式煤倉間跨距較大，計算出來的梁、柱的截面較大，側(cè)向抗震和抗風載能力不及三跨式結(jié)構。但本工程的地震基本烈度為6度，經(jīng)過設計院土建結(jié)構專業(yè)核算，完全能優(yōu)化為大跨度單框架結(jié)構，煤倉間跨度僅為17.5 m。

雙跨式結(jié)構若僅僅相當于把2臺機組的煤倉間并列布置在一起，每列都設有檢修通道，煤倉間跨距并無優(yōu)化的空間，總?cè)莘e也沒有減小，土建造價并沒有減少。

1）柱網(wǎng)優(yōu)化。

煤倉間柱網(wǎng)布置受以下幾個因素影響：磨煤機的尺寸（外形和檢修空間）、煤斗的外形尺寸、給煤機的尺寸（外形和檢修空間）、土建框架的合理跨度。

經(jīng)優(yōu)化布置后，單框架結(jié)構的側(cè)煤倉方案煤倉間柱距10 m、跨距17.5 m，煤倉間總共6跨，煤倉間外一跨布置轉(zhuǎn)運站。每臺鍋爐安裝6臺磨煤機，磨煤機的分離器、磨輥、齒輪箱（除主驅(qū)動電動機外）均可利用過軌起重機吊至煤倉間外側(cè)的檢修場地進行檢修。優(yōu)化后的單跨式側(cè)煤倉布置更加緊湊，大大減小了煤倉間的總?cè)莘e，進一步節(jié)省了土建造價。

2）檢修通道優(yōu)化。

磨煤機需要檢修的主要部件有磨輥、齒輪箱、主驅(qū)動電機、分離器等。單垮式煤倉間外側(cè)兩列各布置6臺磨煤機，中間為公用檢修空間，2臺爐的磨煤機共用一條檢修通道，中間的凈空約為6.5 m，磨輥、齒輪箱、動態(tài)分離器等大件可以從公用檢修空間拖出，滿足磨煤機的檢修維護要求。

2臺鍋爐12臺磨煤機共用2臺磨煤機過軌吊電動大車，過軌吊電動大車在檢修通道上方移動，每臺磨煤機配2臺過軌吊手動大車，電動小車在手動大車和電動大車之間移動，把磨輥吊出磨煤機并移至檢修通道拖走。

3）給煤層標高優(yōu)化。

給煤機層的高度需要綜合考慮磨煤機過軌吊固定軌軌底標高和掛軌梁的高度、送粉管的布置，給煤機層土建粱的高度等因素。經(jīng)優(yōu)化送粉管道和過軌吊的布置，確定給煤層標高為17.00 m。

給煤機上方是煤斗，煤斗頂部是輸煤皮帶層，在滿足煤斗的容積前提下，確定皮帶層標高為42.0 m。

4）原煤倉的優(yōu)化。

本工程側(cè)煤倉布置方案中，為了有效地降低皮帶層標高，減少廠房在結(jié)構方面的投資，采用兩臺機組相對位置的煤倉合并的方案，上部為矩形混凝土大煤倉，下部為褲衩型方圓節(jié)+錐體金屬小煤斗。2個矩形煤斗頂部貫通，輸煤皮帶只設3路，就可滿足一用一備的規(guī)程要求，比常規(guī)的三列式側(cè)煤倉方案，輸煤皮帶可省一路。

5）優(yōu)化結(jié)果。

經(jīng)綜合比較（見表2），采用撫州電廠側(cè)煤倉單跨式結(jié)構比海門電廠側(cè)煤倉三跨式結(jié)構的容積小16 530 m3，按現(xiàn)階段采用混凝土結(jié)構的主廠房造價約300元/m3計算，單跨式結(jié)構節(jié)省了約523萬元。因此，本工程側(cè)煤倉采用了較為經(jīng)濟的單跨式結(jié)構。

表2 單跨式與三跨式比較表

3 結(jié)論和建議

1）經(jīng)過優(yōu)化后，單跨式側(cè)煤倉布置都可以大大減小煤倉間的容積，降低工程建設造價。

2）相對于三跨式側(cè)煤倉布置，單跨式側(cè)煤倉可以節(jié)省較大的土建費用，總造價節(jié)省了近523萬元，具有顯著的經(jīng)濟效益。

3）根據(jù)本工程廠區(qū)用地實際出發(fā)，撫州工程主廠房布置采用了較為緊湊、經(jīng)濟的單跨式側(cè)煤倉布置方案。

[1]宋揚，張略秋，郭莉.側(cè)煤倉單跨結(jié)構抗震性能分析[J].武漢大學學報（工學版），2012（1）.

[2]李偉科，潘灝，陳廣川.華能海門電廠1 000 MW超超臨界燃煤機組側(cè)煤倉布置經(jīng)濟性分析[J].科技信息，2009（11）.

[3]GB 50660-2011大中型火力發(fā)電廠設計規(guī)范[S].

[4]王緒成，曹福輝，李思標.新型煤倉施工技術淺談[J].煤炭工程，2007（4）.

[5]吳鳳鳴.原煤倉掛煤問題的影響[J].電力安全技術，2004（10）.

[6]楊洋.電廠鍋爐原煤倉堵塞原因分析及治堵措施[J].電力安全技術，2012（4）.

[7]唐鵬，王楠.百萬機組前煤倉和側(cè)煤倉方案優(yōu)選[J].中國科技博覽，2012（5）.

[8]談臻，陳飛，蔡洪良.百萬千瓦機組側(cè)煤倉結(jié)構設計[J].武漢大學學報，2010（1）.

[9]于軍，席愛斌.百萬機側(cè)煤倉主廠房結(jié)構選型探討[C].山東電機工程學院第十一屆有序?qū)W術論文集，2008.