淺議水泥工廠余熱發(fā)電汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)土建設(shè)計(jì)

鄒 沁

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司， 安徽 合肥 230051）

0 引言

利用水泥生產(chǎn)過程中的余熱建設(shè)電站后，電站的產(chǎn)品-電力將回用于水泥生產(chǎn)，間接降低水泥生產(chǎn)的電耗。這套系統(tǒng)在回收水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量余熱的同時(shí)，又減少了水泥廠對環(huán)境的熱污染以及粉塵污染，由于減少了外部電網(wǎng)的供電，間接減少了CO2、N2等有害氣體的排放，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，又取得了明顯的社會效益。

1 汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)簡介

水泥工廠余熱發(fā)電汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)（以下簡稱：汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)）頂板沿汽輪發(fā)電機(jī)中心線兩跨，垂直汽輪發(fā)電機(jī)中心線方向單跨，共 6根框架柱與頂板組成框架結(jié)構(gòu)，主要由上部框架與頂板、框架柱和基礎(chǔ)底板組成，另外還有風(fēng)道、冷凝器設(shè)備支腿等附屬結(jié)構(gòu)。

2 汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)動(dòng)力計(jì)算

圖1 汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算簡圖

根據(jù)《動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50040－96（以下簡稱：動(dòng)力基礎(chǔ)規(guī)范）

動(dòng)力基礎(chǔ)規(guī)范第5.2.9條規(guī)定，對工作轉(zhuǎn)速為3000r/min，功率為12.5MW及以下的汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)基礎(chǔ)為由橫向框架與縱梁構(gòu)成的空間框架，同時(shí)滿足下列條件時(shí)，可不進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算：(1)中間框架、縱梁：Wi≥6Wgi；(2)邊框架：Wi≥10Wgi。轉(zhuǎn)子重量Wgi，Wi為集中到梁中或柱頂?shù)目傊亓Α?/p>

目前技術(shù)較為成熟的水泥熟料規(guī)模均在 5000t/d左右，相應(yīng)的發(fā)電機(jī)功率為9MW，工作轉(zhuǎn)速為3000r/min。

邊框架KJ-1的設(shè)備自重104.42kN、梁板重量327kN、轉(zhuǎn)子重量Wgi=36.85kN，Wi/Wgi=11.7＞10，可不進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，框架KJ-2、KJ-3與此同，在此不再贅述。

因此，該汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)可不進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，只需要進(jìn)行承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算。

3 汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則

3.1 結(jié)構(gòu)總圖布置

汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自重都分布在縱向軸線上?；M的總重心與基礎(chǔ)底面形心宜位于同一豎線上，當(dāng)不在同一豎線上時(shí)，兩者之間的偏心距和平行偏心方向基底邊長的比值不應(yīng)超過3%。汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一般要求基礎(chǔ)原頻率避開設(shè)備正常工作頻率f=50HZ。

汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的頂板和中間平臺均應(yīng)與廠房隔開，頂板應(yīng)有足夠的質(zhì)量和剛度。頂板各橫梁的靜撓度宜接近，頂板的外形和受力應(yīng)簡單，并宜避免偏心荷載；在滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求的前提下宜適當(dāng)減小柱的剛度，但其長細(xì)比不宜大于14。基礎(chǔ)底板應(yīng)有一定的剛度，并應(yīng)結(jié)合地基的剛度綜合分析確定，基礎(chǔ)底板（或樁基礎(chǔ)）也應(yīng)與廠房基礎(chǔ)脫開。地基承載力的動(dòng)力折減系數(shù)取0.8。

3.2 構(gòu)造要求

基礎(chǔ)頂板的挑臺應(yīng)做成實(shí)腹式，其懸出長度不宜大于1.5m，懸臂支座處的截面高度，不應(yīng)小于懸出長度的0.75倍?；A(chǔ)頂板鋼筋和框架柱縱向受力鋼筋均不得采用綁扎搭接接頭或焊接接頭,應(yīng)采用機(jī)械連接接頭, 接頭等級 II級. 縱向受力鋼筋機(jī)械連接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開,鋼筋機(jī)械連接接頭連接區(qū)段的長度為 35d區(qū)段。(d為縱向受力鋼筋的較大直徑)，凡接頭中點(diǎn)位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的機(jī)械連接接頭均屬于同一連接區(qū)段。同一連接區(qū)段內(nèi)的縱向受力鋼筋接頭面積百分率不應(yīng)大于50%。汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)預(yù)留通孔宜采用圓孔，便于施工。

3.3 沉降觀測和水平位移觀測

由于汽輪發(fā)電機(jī)是余熱發(fā)電的核心設(shè)備，且其對汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)位移變形較為敏感，因此在施工、設(shè)備安裝和使用過程中要做好沉降觀測和水平位移觀測。

4 總結(jié)

對于水泥工廠小型汽輪發(fā)電機(jī)，在保證一定配重的情況下，可不進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。汽輪發(fā)電機(jī)的框架要具備一定的剛度，與廠房隔開，鋼筋宜采用機(jī)械連接接頭，在施工、設(shè)備安裝和使用過程中要做好沉降觀測和水平位移觀測。