發電廠汽機房布置優化

苗行

摘 要：當前我國運行中的燃煤電廠與國際先進水平有一定差距，往往由于設計周期短，在電廠設計中存在因循守舊、套用傳統或習慣布置模式有余而優化創新不夠，精細設計不夠，造成不必要的浪費。本文通過從技術、經濟等方面對某電站汽機房的布置方案進行探討。

關鍵詞：發電廠；汽機房；布置；優化

近年來，隨著電力體制改革方案的逐步實施，電力企業的思維模式、工作方式、管理體制都面臨新的考驗。隨著電力市場的逐步建立和電力工業體制改革進程的深化，商業化運營已成為我國電力企業改革的方向。我國五大發電集團的成立揭開了電力市場全面競爭的序幕。由于競爭機制的引入，降低廠用電率、降低發電成本、提高上網電價的競爭力已成為各個發電集團努力追求的經濟目標，并且越來越迫切。不斷優化設計，/經濟適用、系統簡單、備用減少、安全可靠、節約用地、節約能源、保護環境、以人為本，已經成為各發電廠設計的需求。

一、慨況

通過查閱相關資料可以了解到，火力發電廠廠房布置的一般原則包括滿足電力生產工藝流程的要求，管線連接整齊，設施布置緊湊、恰當，空間利用合理，巡回檢查通道整潔和檢修運行方便等。這些原則性要求是發電廠主廠房布置優化方法的保障和基礎。從國內電廠的主廠房布局看，比較常用的是四列式布置，

即按順序布置汽機房、除氧間、煤倉間、鍋爐房。火力發電廠主廠房布置是火電廠設計的核心內容，其布置應滿足電力生產工藝流程的要求，并滿足安裝、運行和檢修的需要。因此，主廠房的布置一定要具備整體、整齊、美觀、設備分工明確的特點。但因其占地面積和體積均較大，難以充分利用空間。在優化主廠房布置時，應堅持“以人為本”的設計理念，從而為電廠工作人員的檢修、運行和維護工作創造良好的環境條件。在實際的廠房布置方案設計中，需結合實際的工作條件和設備情況綜合考慮。只有全面結合實際情況，合理優化主廠房建筑的空間設計，才能使火力發電廠的工作更加完善，不斷降低土建結構費用和工程投資。

二、案例分析

1.發電廠汽機房的傳統布置。以某30 MW級別的發電廠為例。國內30 MW級別的發電廠的汽機系統采用的是汽機房+除氧燃料間的典型布置方式，具體如下：（1）汽機房結構形式及尺寸。汽機房采用單排架結構形式，跨度為18.0～21.0 m，柱距為8.0～9.0 m，汽機房共5個柱距，汽機房總長度為43.0 m。汽輪機向下排汽，汽輪機發電機組高位布置，汽輪機發電機組中心線距汽機房A列柱8.0 m，汽機房采用鋼筋混凝土結構或鋼結構。（2）除氧燃料間結構形式及尺寸。除氧燃料間為單框架結構，跨度為8.0 m，除氧燃料間總長度為43.0 m。（3）汽機房各層布置。汽機房±0.0 m層布置電動給水泵、高/低壓加熱器及其他輔助設備；8.0 m為汽輪機運轉層。汽機房行車軌頂標高15.5 m，汽機房屋架下弦標高18.3 m，汽輪機、電動給水泵均采用行車檢修起吊。

2.汽機房布置的優化設計。（1）汽機房優化措施。30 MW發電廠汽機房采用先進的工藝技術，優化布置措施如下：①采用進口高溫超高壓單缸軸向排汽凝汽式汽輪機發電機組，該機組在國外生物質能發電廠有運行業績，而在國內的生物質能發電廠是首次使用。目前，國內的生物質電廠多采用中溫次高壓、高溫高壓機組，高溫超高壓機組比國內常規機組的發電效率高2%～4%。②汽輪機軸向排汽，汽輪發電機組低位0.0 m層布置，降低汽輪機發電機組標高，取消汽輪機運行層，整體降低汽機房標高；同時，縮短汽輪機組距汽機房A列柱的距離，汽輪機發電機組緊湊式布置，減小汽機房長度。③縮短汽機房的跨度，電動給水泵移至除氧燃料間。④優化汽機房結構形式，不設常規的汽機房，取消汽機房單排架結構，汽輪機發電機組布置在可拆卸的輕型汽機罩殼內；汽機罩殼內不設行車，檢修時用汽車式起重機將相應部位的罩殼移走后進行設備的檢修。（2）汽機房優化布置設計。汽機房、除氧燃料間二列式布置，具體優化布置如下：①汽機房結構形式及尺寸。汽機房采用可拆卸的汽機輕型罩殼形式，汽機罩殼跨度為13.0 m，長32.0 m，汽機罩殼頂最高標高8.5 m，頂部呈弧形，汽輪機發電機組中心線距汽機房A列柱6.5 m。②除氧燃料間結構形式及尺寸。除氧燃料間為單框架，跨度為8.0 m，除氧燃料間總長度為8.0×5=40.0（m）。③汽機房各層布置：汽機房±0.0 m層布置汽輪機發電機組、凝結水泵坑、凝結水泵、射汽抽氣器、軸封、膠球清洗裝置等輔助設備。④除氧燃料間各層布置：除氧燃料間±0.0 m層布置電動給水泵組、高/低壓加熱器、蓄電池室，并設有電動給水泵組的檢修起吊設備；8.0 m為運行層，布置機爐集控室、工程師室、UPS室、電子設備間、高/低壓配電裝置；14.0 m為除氧層，布置除氧器、給料機、連續排污擴容器等。

3.汽機房布置優化技術經濟分析。該發電廠選用了高效率的高溫超高壓汽輪機發電機組，雖然初期投資比國內傳統的高溫高壓機組及中溫次高壓機組高，但由于發電效率高，每年的運行費用均比國內傳統的機組低。在發電量相等的情況下，高溫超高壓機組至少可節約標準煤30 g/（kW·h），每年至少可節約600萬元

燃料費（按全年發電7500 h計）；在燃料相等的情況下，高溫超高壓發電機組比國內常規機組全年至少可多發電17.5 GW·h（按全年發電7500 h計）。

由于取消汽機房單排架結構，采用輕型汽機罩殼的結構形式，不僅節約了大量的土建費用，還縮短了汽機房施工工期，可節約初投資約200萬元；同時，減少汽機房占地面積約358 m2，減少汽機房容積約10000 m3。

該30 MW發電廠在安全、經濟且便于運行維護的前提下，選用了高性能的高溫超高壓機組，不僅提高了汽輪機的熱效率，提高了生物質能源利用率，還減少了汽機房占地面積和容積，使汽機房的系統效率達到了同類型機組的國內領先水平，技術、經濟性良好。

參考文獻

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