山區(qū)電廠設計特點分析

李 罡

（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

山區(qū)電廠設計特點分析

李 罡

（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

本文以湖北某山區(qū)電廠工程為例，通過分析廠址外部限制條件，充分結(jié)合廠址自然條件，對總平面布置推薦方案的形成過程進行分析總結(jié)，其中廠區(qū)總平面用地分析是本方案形成的最為重要的一個環(huán)節(jié)。通過本次設計總結(jié)可以對以后類似山區(qū)工程起到借鑒的作用。

山區(qū)；電廠；平面；設計

1.廠址自然條件

廠址處為山地地形，自然標高約290m～420m（85國家高程，下同），山上植被茂密，山下田地沖溝，廠址東側(cè)為寺耳平溝，中部為老杖溝，西部為張溝。

廠址區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L性氣候。因有群山阻隔，受氣流影響較小。全年主導風向為東、西向，廠址處于城市西向風的上風向，但是風頻較小，小于30%。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001，廠址的場地50年超越概率10%的地震動峰值加速度為0.05g，相應的地震基本烈度為Ⅵ度，反應譜特征周期值為0.35s。

廠址處最近斷面巖洞溝100年一遇洪水位在300m以下，廠址處地勢較高，不受附近較大河流洪水影響，但是需考慮山體匯水影響。

廠址區(qū)主要地層上部為第四系坡殘積層粘性土（Qsl+el），下部為中元古界武當山群（Pt2wd）中高壓變質(zhì)巖系，主要巖性為片巖，全稱為白云石石英片巖，偶見輝綠巖、輝長巖脈體與石英脈體，其厚度一般為0.2m～0.7m；溝谷地段分布厚度不大的第四系全新統(tǒng)沖洪積含礫石粘性土（Q4al+pl）。

2.廠區(qū)總平面形成過程總結(jié)

在廠區(qū)總平面布置的設計中，首先要做的就是分析工程特點和設計中的難點和限制條件。

2.1工程特點

（1）廠址區(qū)域地形復雜，自然地形高差大，自然標高約290m～420m，廠區(qū)土石方工程量大。

（2）廠址區(qū)域內(nèi)有三條較大天然排水沖溝。

（3）電廠鐵路專用線及電廠站布置確定，位于廠址西南側(cè)。電廠站設計軌頂標高為302.90m，地坪標高為302.00m。

（4）本工程進廠道路從廠區(qū)北側(cè)規(guī)劃道路引接，廠區(qū)段標高在336.00m～341.00m。

廠址區(qū)域三維模型如圖1所示。

2.2廠區(qū)總平面布置限制條件

（1）受地形和接軌站高程限制，電廠鐵路專用線、電廠站定位及軌頂高程已確定，卸煤鐵路位于廠址西南側(cè)，設計軌頂標高為302.90m。

（2）進廠道路需從廠區(qū)北側(cè)規(guī)劃道路引接，廠區(qū)段標高在336.00m～341.00m。

（3）廠址區(qū)域內(nèi)有3條較大天然排水沖溝，東側(cè)為寺耳平溝，中部為老杖溝，西部為張溝。

2.3廠區(qū)總平面布置原則

（1）本期工程建設2×350MW超臨界、供熱、燃煤機組，同步建設脫硫和脫硝裝置，規(guī)劃容量4×350MW燃煤機組。

（2）主要建構(gòu)筑物應布置在挖方區(qū)，回填區(qū)布置荷載較小的附屬建構(gòu)筑物以及作為施工場地。

（3）電廠鐵路專用線及電廠站與主廠區(qū)分區(qū)布置，以輸煤棧橋連接。

（4）廠區(qū)總平面及豎向布置應考慮同廠外道路、電廠周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

（5）輔助廠房和附屬建筑盡量采用聯(lián)合布置、多層建筑和成組布置，做到分區(qū)明確，合理緊湊，生產(chǎn)方便，造型協(xié)調(diào)，整體性好。

（6）廠區(qū)余土用于回填施工場地，廠區(qū)土石方挖填平衡。

2.4廠區(qū)總平面用地分析

根據(jù)以上限制條件，風神大道電廠段標高為336.0m～341.0m，電廠站軌頂標高為302.9m，限制了廠區(qū)標高的選擇，廠址區(qū)域標高可在340.0m～360.0m之間選擇。

如圖2所示根據(jù)地形圖等高線，我們分別丈量不同標高情況下，以上4個區(qū)域的挖方可使用場地最大垂直等高線距離和最大平行與等高線距離，結(jié)果如下：

（1）340m等高線最大垂直等高線距離×最大平行與等高線距離（最小垂直等高線距離）。

A地塊277m×264m（178m）適合布置主廠房、冷卻塔。

B地塊318m×535m（125m）適合布置主廠房、冷卻塔。

C地塊254m×495m（145m）適合布置冷卻塔。

D地塊225m×226m（133m）零星附屬設施。

（2）350m等高線最大垂直等高線距離×最大平行與等高線距離（最小垂直等高線距離）

A地塊247m×264m（148m）適合布置主廠房、冷卻塔

B地塊288m×535m（95m）適合布置主廠房、冷卻塔

C地塊224m×495m（115m）適合布置冷卻塔

D地塊195m×226m（103m）零星附屬設施

（3）360m等高線最大垂直等高線距離×最大平行與等高線距離（最小垂直等高線距離）

A地塊217m×264m（118m）適合布置主廠房、冷卻塔

B地塊258m×535m（65m）適合布置主廠房、冷卻塔

C地塊194m×495m（85m）適合布置冷卻塔

D地塊165m×226m（73m）零星附屬設施

從上述數(shù)據(jù)可以看出，限制挖方區(qū)使用的主要因素為最大垂直等高線距離。根據(jù)工藝專業(yè)資料，主廠房區(qū)模塊約240m×390m，冷卻塔區(qū)約160m圓形區(qū)域（考慮進風距離坡腳20m及冷卻塔基礎(chǔ)距邊坡安全距離25m）。適合布置主廠房區(qū)的地塊為A、B；冷卻塔區(qū)A、B、C3個地塊均適合布置；D地塊適合布置零星附屬設施。

由于地形自然坡度大，360m等高線的地塊A、B布置主廠房區(qū)安全距離不夠；而340m等高線的地塊A、B富余較多，土方量大。因此以350m等高線做為本次總平面布置選擇標高基面是最為合適的。

在以350m等高線為基面時各地塊之間的間距如下：

AB地塊緊密相鄰。

AC地塊最大間距及最小間距為175m、55m。

AD地塊最大間距及最小間距為190m、95m。

BC地塊最大間距及最小間距為200m、150m。

BD地塊最大間距及最小間距為400m、250m。

最終確定總平面格局：

通過以上的用地分析，使得整個總平面設計的思路十分明確。主廠房和冷卻塔的合理布置區(qū)域確定以后，廠區(qū)總平面基本格局可以說是已經(jīng)確定，接下來我們要做的就是根據(jù)工藝專業(yè)的提資，合理布置剩余的附屬設施，對廠區(qū)總平面進一步的優(yōu)化并且對各方進行案詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較，最終得出最佳方案。以此本次廠區(qū)總平面用地分析是本次方案形成工程中最重要的一環(huán)。

表1　

結(jié)論

通過以上論述可以看出，廠區(qū)總平面形成過程最為重要的是通過分析廠區(qū)總平面布置限制條件、自然地形來確定設計原則的。因此總平面限制條件及自然地形的對總平面布置具有很大的影響，特別是在山區(qū)顯得尤為明顯。

本工程設計思路清晰，在以后的山區(qū)電廠設計時可以借鑒本工程設計思路。其中最為有特點的就是分別丈量不同標高主要挖方區(qū)域的可使用場地的面積，結(jié)合工藝專業(yè)主要建構(gòu)筑物占地面積，對各場地進行初步的篩選，選出最佳布置區(qū)域，使得廠區(qū)總平面布置大格局十分清晰，方案比較順理成章。

［1］武一琦.火力發(fā)電廠廠址選擇與總圖運輸設計［M］.北京：中國電力出版社，2006：217-220.

［2］東北電力設計院.火力發(fā)電廠廠址選擇手冊［M］.北京：中國電力出版社，2009：70-86.

［3］武一琦，楊旭中，張政治.電力設計專業(yè)工程師手冊——火力發(fā)電廠部分（土水篇）［M］.北京：中國電力出版社，2011：14-16.

［4］白淑娟，王熙瑜.山區(qū)火力發(fā)電廠的總平面布置分析［J］.廣東科技，2013（14）：98-102.

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