火力發電廠布置技術與信息化手段的運用

呂玉賢

摘 要：布置技術指的是合理的利用到空間的一種技術，其的優化和系統設計的優化相互連接在一起。火力發電廠的布置設計主要包括了廠區總平面設計布置以及主廠房布置設計這兩個方面。文章以某電廠工程為例子，講解了在主廠房布置中采用到的模塊板設計思路以及經驗同時還簡述了信息化手段的運用對布置設計的推動效果。

關鍵詞：布置技術;信息化;模塊板

1、前言

近年來我國電力企業在快速的發展，設計優化、持續改進都是電力設計企業中一直的主題，從近幾年的大型發電項目的設計招評標上能夠明確看出，各設計投標的投標方案競爭大部分都集中在布置方案的競爭上。

2、布置技術

布置技術就是合理利用空間的技術。將布置技術發揮到極至的是太空飛行器。電廠的設計要求沒有那么苛刻，但是，有限的土地資源和環境資源要求我們解放思想、大膽創新，在保證機組運行安全、可靠、經濟、高效的前提下，對全廠總平面布置、主廠房布置、各生產車間及附屬建筑布置等按模塊化進行布置優化，為實現電力工業的可持續、科學發展貢獻自己的力量。對于火力發電廠項目，合理利用空間，至少應包含以下幾個方面的內容：工藝流程合理、順暢;交通、運輸通道暢通;有必要的檢修起吊操作維護空間;整體造價低，運行費用低，經濟效益好;滿足職業健康和安全的要求，創造良好的工作環境;施工便利，留有必要的擴建條件等。

3、布置設計與系統設計的關系

布置設計與系統設計是密切相關和相互促進的。例如，工作介質在管道上的壓降是與管道的布置密切相關的，這個壓降又影響著介質的參數和泵類設備的工藝選型。因此，在掌握系統設計的基礎上優化布置設計，反過來又會促進系統設計優化。又如，火力發電廠主蒸汽在管道上的壓降直接影響機組的熱效率，管道上的沿程阻力越小，壓降越小，在相同的鍋爐出口參數情況下，進入汽輪機做功的新蒸汽焓值就越高，獲得的有效焓降就越大。現在，有的工程在主蒸汽管道布置時盡可能多地使用彎曲半徑大的彎管代替彎曲半徑小的熱壓彎頭，就是出于降低管道沿程阻力的目的。

4、火力發電廠主廠房布置技術

火力發電廠的布置設計主要包括廠區總平面布置設計和主廠房布置設計。主廠房布置設計是火力發電廠布置設計的重中之重。PDMS三維設計本身的優勢是二維方式設計所難以企及的，PDMS三維設計軟件是一款充分利用網絡功能以提供多專業三維布置協同設計的平臺。它將同一個工程的設計數據放在同一個服務器下，所有參與設計的人員都是對同一個工程的數據進行實時操作的“一體化設計”，使其“所見即最新”，有效避免了二維設計中各專業各自為戰，提供資料時效性差，設計成果溝通不及時的缺點。要合理利用主廠房內的空間，主廠房布置優化必須突破國內目前電廠設計的傳統，力求功能分區明確，設備布置緊湊，工藝管道短捷，建筑容積小，施工周期短，工程造價低。目前，主要的主廠房優化思路有：模塊化設計思路、精細化設計思路、統籌設計思路、基于功能的空間布置設計理論、基于物流技術對工廠和空間進行布置。

4.1、模塊化的設計思路

模塊化的設計思路就是將火力發電廠各個功能區域模塊化閱，模塊本身又分層次，即1個主模塊可以由多個子模塊組合而成。每個模塊或子模塊則相對固定，是一個非常精簡經過優化的布置設計，其工程量在滿足這個模塊功能的前提下最優，并且有明確的統計數據。模塊的組合形成布置方案。模塊之間也不是任意組合的，受項目具體的廠址條件和技術條件制約。因此，將明顯不具備優勢的組合排除在外，留下可行且有競爭力的組合形成廠房的布置方案。設計思路是：根據工程具體條件優選子模塊，由優選出的子模塊形成主模塊參與主廠房布置格局的組合，形成最具競爭力的主廠房布置方案。某工程最終確定的技術條件是設置脫硫旁路煙道，不設置煙氣加熱器，脫硫增壓風機與引風機分別設置，爐后區布置最終固定為模塊4參與模塊組合。

4.2、布置子模塊的優化布置

汽機房模塊經過比選，固定為一種模塊后，與鍋爐房模塊組合成為以下2種主廠房布置方案。（1）內煤倉方案：主廠房采用汽機房、除氧間、煤倉間和鍋爐房4列式布置，2臺鍋爐之間設置集中控制樓，配電室、電子設備間和輔助車間均集中布置在集中控制樓內。（2）側煤倉方案：主廠房采用汽機房除氧間、鍋爐房3列式布置，汽機房、除氧間的布置同內煤倉方案，兩機共用的集中控制室布置在主廠房固定端，配電室、電子設備間和輔助車間就近各功能區分散布置。主廠房主要模塊組合方案，即主廠房布置方案形成后，對連接各模塊間的管道、電纜、地下管廊、綜合管架等進行布線設計，完整的主廠房布置設計方案即完成。

5、信息化手段

信息化技術手段為便捷、高效地實現真正意義上的模塊化設計提供了支持和保障。以PDMS數字化工程設計系統為例，這是一套基于數據庫的工廠設計數據管理系統。將每個子模塊設計出來以后，相應的工程量和設計數據就完整地存儲在數據庫里，隨時可以檢索和提取。在虛擬三維電廠空間里，可以將這個模塊像積木塊一樣整體實現移動、旋轉、鏡像、復制等多種操作，直觀、便捷地看到組合后的情況。通過軟件提供的REVIEW虛擬實境漫游，可以在數字化工廠中漫步。

由于它是基于數據庫系統的設計手段，用戶可以建立各種等級的數據庫。從最基本的元件庫開始，到管件庫、閥門庫、設備庫發展到布置子模塊庫、主模塊庫、標準主廠房布置設計庫、標準工程庫。設計院要做的工作就是不斷地維護和發展這些數據庫。只要掌握了軟件都能建立元件庫，但如何通過加載一定 的規則，從元件庫中遴選出標準元件數據庫、通過精細化設計、固定布置子模塊并形成系列的標準化子模塊庫，隨時提取子模塊庫相應的工程量，這就是一個設計企業的核心競爭力。實現了這一點，就可以在工程總承包或設計投標時，在最短的時間內拿出投標方案和工程量報價。

6、信息化手段對布置技術的推動

信息化設計手段無疑對布置技術的發展有著巨大的推動作用，它不僅僅體現在設計投標階段。目前，某工程使用PDMS三維設計軟件進行的發電廠施工圖布置設計，已明確顯示出數字化三維設計手段所具備的優勢。PDMS 三維設計本身的優勢是二維方式設計所難以企及的，PDMS三維設計軟件是一款充分利用網絡功能以提供多專業三維布置協同設計的平臺。它將同一個工程的設計數據放在同一個服務器下，所有參與設計的人員都是對同一個工程的數據進行實時操作的“一體化設計”，使其“所見即最新”，有效避免了二維設計中各專業各自為戰，提供資料時效性差，設計成果溝通不及時的缺點。（2）直觀性。三維的設計成果與實際完全一-致。這在節約用地的要求下，不斷壓縮的主廠房空間的內部布置提供了高質量的設計保證。軟件提供的碰撞檢查的工具，將碰撞解決在設計的過程中，使設計產品質量更高，增加了客戶滿意度。（3）高效性。三維模型建好以后，自動抽取ISO三維管線圖，自動統計材料;避免了人工制圖、統計材料等繁瑣且易出錯的工作：同時提供各種計算軟件接口，如應力計算，實現數據自動傳輸，大大提高了工作。

7、結束語

由上可知，使用到信息化設計手段能有效的推進到布置技術的發展，為此相關工作人員應當增強到這方面的完善以及創新，才能有效的為我國火力發電廠的發展提供到一定的幫助。

參考文獻

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