火力发电厂主厂房

火力发电厂主厂房（通用8篇）

火力发电厂主厂房 篇1

1 目前国内机组主厂房结构选型的现状

主厂房是火力发电厂的核心建筑, 各种重要的设备、管道、电缆和控制系统密集的布置在主厂房内。到目前为止, 330MW等级机组发电厂的主厂房, 按结构所采用的材质来区分, 有钢结构与钢筋混凝土结构两类。近年来节约工程投资和降低工程造价的要求是火力发电厂建设的基本方针和趋势, 也是大多数业主的期盼, 我们从国家和行业的有关规范、规程以及相关的工程实践入手, 针对新疆石河子市南郊某2×330MW机组的厂房布置特点, 结合现场的地震和地质条件, 以科学的、实事求是的态度, 对钢结构和钢筋混凝土结构厂房的结构体系方案进行技术和经济分析比较, 提出意见和建议, 以确定最适宜本工程的一种结构型式。

1.1 技术比较

对于电厂的主厂房结构, 现浇钢筋混凝土与钢结构各有优缺点, 但这两种结构均为较好的结构方案。为了使主厂房结构选型做到安全适用、技术先进、经济合理, 结合本工程的实际条件, 对两种结构方案进行技术比较。

1.1.1 结构抗震性能

按照《建筑抗震设计规范》的规定, 抗震设防烈度为8度时, 钢筋混凝土框架结构适用的最大高度为40m;框架结构的钢结构房屋适用的最大高度为90m, 框架-支撑结构的钢结构房屋适用的最大高度为180m, 主厂房框架高度为40.00米。可见, 汽机房和除氧煤仓间采用混凝土结构或钢结构都是可行的。

现浇钢筋混凝土结构与钢结构都具有整体性好, 刚度大, 抗震性能优良等优点。两者比较而言, 钢筋混凝土结构在刚度、整体性方面有优势, 而钢结构在结构的延性、抗震性能方面更佳。为了满足结构抗震验算, 避免结构的水平侧移过大, 钢结构厂房较之钢筋混凝土厂房要布置大量的支撑, 给工艺布置带来很多不便。

1.1.2 设计施工经验方面

钢筋混凝土结构作为最常用的承重结构, 在我国各行各业得到了广泛的应用, 为我国的经济建设作出了很大的贡献。20世纪60年代以来, 钢筋混凝土结构一直是我国火力发电厂的最主要结构型式, 积累了丰富的设计施工经验。而钢结构设计需工厂二次转化设计, 目前国内具有设计资质的加工厂较少。

1.1.3 施工进度方面

就主厂房单体结构本身来讲, 采用钢结构主厂房能减少施工周期。但电厂建设的关键线路是锅炉的安装, 仅仅缩短主厂房的施工工期, 仍不能使电厂提前投产发电。对地处寒冷地区, 冬季不便室外施工的电厂来说, 采用钢结构主厂房可比现浇钢筋混凝土主厂房提前封闭, 可提前具备安装条件, 而现浇钢筋混凝土结构一般施工周期较长。但只要合理规划施工进度, 赶在冬季来临前完成主厂房封闭交安工作, 便可解决混凝土结构主厂房冬季不便室外施工的问题。另外现浇钢筋混凝土结构的施工工艺较简单, 没有繁琐的中间环节, 可减少安装用大型起重运输设备的投入及使用费;同时由于采用泵送混凝土和新机具、新设备, 使得现浇钢筋混凝土施工更加方便快捷, 合理安排施工时间, 施工工期可以得到较好的保证。

1.1.4 防腐、防火性能方面

腐蚀问题是钢结构厂房的一个重要问题, 钢材的腐蚀会给结构带来安全隐患, 同时增加了日常定期维护的工作量和费用。防火问题也是钢结构主厂房的薄弱环节, 因钢结构的耐火极限一般为0.25小时, 按照防火规范电厂主厂房火灾危险性属于“丁”类, 可以不保护。可是在汽轮机头部油箱、油管附近及控制室承重构件耐火极限要求为1小时, B列纵向隔墙 (包括梁柱) 在运转层以下不应低于4小时, 运转层以上不应低于1小时, 为达到这一要求, 钢结构梁柱上需涂防火阻燃漆膜 (涂料) 或外包防火材料, 这都会增加工程造价, 而且需要定期维护。

随着国家为建构筑物的安全而制定的强制性条文的颁布, 以及工业建筑全寿命技术经济分析的观点日益得到重视, 结构的耐久性、消防、防火越来越受到人们的关注, 钢结构在防腐和防火问题需要投入大量的资金。而现浇钢筋混凝土结构有很大的优越性, 本身防腐性能很好, 几乎可以不用维护, 节省了很多后期维护的费用。

1.2 经济比较

为便于比较, 对两种结构型式作了统一规定:

1.2.1 要求汽机房屋面结构一致;

1.2.2 结构体系:

采用钢结构时主厂房横向为刚接框排架体系, 纵向为铰接+支撑体系;采用现浇钢筋混凝土结构时横向为框排架结构, 纵向结构体系为钢筋混凝土框架+剪力墙结构;

1.2.3 截面选用 (见表1) 。

1.2.4 仅比较两种结构差异部分, 相同部分就不再比较;

1.2.5 对主厂房而言, 为了得出合理科学的结果, 其经济性综合考虑了地基处理、基础类型和上部结构体系三者的费用。

通过对比, 钢结构由于自重轻, 可以使本工程基础混凝土用量减少25~30%, 但整个基础的费用, 不到上部结构费用的8%, 因此基础差异相对与上部结构来讲可以忽略。

对上部结构来说, 根据现有的工程经验及主厂房投资估算, 并结合以上的约定, 主厂房采用钢结构的造价会比采用现浇钢筋混凝土结构高出约30%~40%左右。

2 选用两种不同材料的结构的结论及推荐意见

综合上述各项分析, 对于本工程条件下的混凝土结构和钢结构主厂房方案的优缺点可以得出如下结论:主厂房两种结构型式均不违背相关规程规范及规定, 但混凝土结构型式使用更普遍;从投资方面来看, 主厂房采用钢筋混凝土的结构形式, 节约投资效果明显, 应优先考虑混凝土结构;从施工角度考虑:搞好施工组织方案设计, 混凝土结构煤仓间的施工对总工期造成的影响是可以克服的, 钢结构的工期优势不明显;从防腐防火性能看, 混凝土结构主厂房明显优于钢结构房;从工艺布置的技术层面上来考虑, 钢结构的主厂房需布置大量支撑, 影响工艺布置, 而混凝土结构的主厂房则更好地能够满足工艺布置的要求。因此, 本工程主厂房推荐采用钢筋混凝土结构型式。

参考文献

[1]火力发电厂结构设计技术规程, DL5022-2012.[1]火力发电厂结构设计技术规程, DL5022-2012.

[2]建筑抗震设计规范.GB5011-2010.[2]建筑抗震设计规范.GB5011-2010.

火力发电厂主厂房 篇2

关键词电厂主厂房;土建施工;过程;质量控制

中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0072-02

1工程概况

某电厂工程#3、#4主厂房基础形式采用钢筋混凝土独立基础结构;基岩主要为强、中风化安山岩,地下水稀少。主厂房基础纵向有A~D四条轴线,横向有1~17十七条轴线,其中1~9轴为#3主厂房,1/9~17为#4主厂房,柱距大都在9.0m,最大的柱距为10.8m。共有承台基础68个,最大承台结构尺寸为7.0m×6.5m×2.2m(2.2m为承台厚度,分1.2m和1.0m二级台阶);承台间共有92根地梁,地梁截面尺寸有0.25m×0.6m、0.3m×0.8m、0.35m×1.2m等三种规格。

主厂房上部结构采用钢筋混凝土结构,AB间为汽轮发电机厂房区,跨度27m,屋盖由大型钢屋架和轻质彩钢板组成,A列柱为独立结构柱,柱间有六层梁连接,柱子上有行车牛腿和屋面钢结构牛腿与B列柱相对应;BC间为除氧间,跨度9m,楼层有6.27m层和12.57m层,屋面标高为21.0m层;CD间为煤仓间,跨度10m,主要楼层有3.97m、8.97m、12.57m、18.57m、23.97m、27.97m、30.47m、36.97m、44.97m以及51.97m,最高层高达11m。结构柱子截面尺寸分别有700mm×1400mm(A、B和D轴)和700mm×1700m(C轴)两种,主梁最大截面尺寸为700mm×1600mm(宽×高),有部分次梁为H型钢梁,钢梁埋入主梁内200mm。结构上预埋安装设备埋件多,框架柱、梁配施工比较困难。金属结构大规格型钢用量大,制作、安装技术难度大。

2基础

2.1存在问题

1)汽机基座为大体积混凝土,在浇注过程中因为浇筑工艺和措施不到位,造成混凝土表面的温度或收缩裂缝,浇筑完毕后,混凝土侧面出现严重的蜂窝、麻面裂缝等,有些裂缝深度达20~40mm,导致部分地方出现露筋现象对表层钢筋的握裹和混凝土强度、耐久性都有影响。

2)因采用连续泵送混凝土,对侧模的冲击侧压力很大,外侧模一旦发生胀模或跑模,将有大量混凝土流出,现场很难处理。混凝土成型后严重影响外观质量,甚至使用要求。

3)主厂房基础面积较大,若上层钢筋网绑扎固定不牢靠,在混凝土浇筑中,因施工人员的踩踏,泵管混凝土冲击,移管时挠动,就会造成基础表层筋的位移、偏位、塌陷,底部筋下混凝土垫块压碎。

4)基础柱插筋的伸出长度设计,一般在施工图纸中都是一个统一的给定值,由于基础柱钢筋伸出太长,影响施工中大型起重吊车行走和设备运输,不得不将插筋大角度地压弯或在同一标高面将相碰插筋割除。

5)基础之间的连系地梁中部因超长或刚度不够出现收缩垂直裂缝。

2.2预控措施和方案

1)因基础大体积混凝土比较多,如汽机岛底板、汽机基础等,一次浇筑时间都在24h以上,而且必须是连续浇筑,因此对现场预拌混凝土站、泵车、混凝土搅拌运输车,用电、用水、劳动力的组织,现场的协调等问题在做方案时都应认真考虑。必须在浇筑期间确保混凝土的供应,以防止因现场混凝土供应不足,造成混凝土出现施工冷缝,发生重大质量事故。

做好施工人员的技术交底工作,确保混凝土振捣的密实性,混凝土浇筑层厚控制在30~40cm,振捣时做到快插慢拔,每一振点的延续时间以表面呈现浮浆为度,振捣均匀、密实。防止表面混凝土振捣密实后与下面混凝土发生分层、离析,同时消除振动棒抽出时所造成的空洞现象以保证砼达到密实无气泡,达到了良好的效果。对浇筑后的混凝土及时覆盖,实时养护满足设计要求。

2)对基础表面浮浆厚的问题,可采取在表层混凝土初凝30min左右时在表层撒一层碎石骨料,加强表面抹压不少于三遍。为防止侧面出现裂缝,拆除模板后应立即用毛毡覆盖养护或采取回填土养护,减少基础侧面裸露时间。

3)基础侧模板应尽可能采用螺栓对拉的形式,周围支撑系统仅对模板起稳固作用,侧压力主要应由对拉螺栓承受,因此对选用的对拉螺栓直径、间距应通过计算确定。对配有表层钢筋的基础,在征得现场监理工程师的同意后,可采用加工短对拉螺杆,与基础底板筋和表层筋端头搭焊连接,充分利用现结构配筋,减少拉杆筋的用量。对混凝土表面有要求,不能用对拉螺栓的,要用槽钢或架子管进行加固。

4)基础上表层钢筋,除中部应与基础短柱插筋绑扎牢固外,还应另用12号铁丝将表层筋与短柱竖向插筋交叉扎牢;表层筋四周应用8号粗铁丝吊起固定于四周侧模板上,间距应不大于1.0m;对吊于水平钢管上的表层筋,吊点的数量要根据基础面积适当选择,不能过少。面积较大的基础,应适当增加马凳筋。

5)可以根据现场实际情况,用高标号砂漿预制一定数量的垫块,预制的垫块形状规则,比碎石垫块更稳定,不易偏移造成下层钢筋下沉。对于体积较大,钢筋较多的基础底板,可采用短钢筋头代替混凝土垫块,以防止因底板筋荷载大而经常压碎混凝土垫块,造成底板筋局部塌陷、钢筋保护层不足和与混凝土握裹不好的问题。

6)应重视基础与基础连系地梁的施工顺序,在施工图纸会审时向设计方提出建议,在基础连系梁适当位置增设后浇带或从方案上采取跳仓间隔施工,以减少基础地梁中部垂直裂缝产生。

7)基础柱插筋的伸出长度,土建施工单位认真结合己确定的施工方案中大型起重机械布置、行走路线和大型设备车辆运输道路,重点对如汽机筏板基础的柱插筋、汽机大平台柱插筋、汽机房扩建端柱插筋和炉前低封框架柱插筋等的伸出长度进行认真核对、计算。

对具体相碰或被压的此部分基础柱插筋,可采取降低标高和不伸出地面的方法,防止柱插筋受损。由于此部分插筋埋入土中时间较长,可在插筋表面包缠塑料带,以防止钢筋锈蚀。

3上部现浇框架

3.1存在问题

1)局部框架柱根发生烂根、漏振、夹层。

2)主厂房框架柱梁钢筋都比较粗,设计一般都采用梁、柱节点外齐平,按构造要求梁筋必须穿入柱筋内,造成框架梁柱节点处梁端部两侧表面一定范围因梁钢筋保护层超厚,拆模后出现表面横向垂直裂缝。

3)由于设备或施工图不能及时到位及其他问题滞后影响,造成在结构施工时应提前预埋入现浇楼板内的动力配管,照明配管等无法提前埋入,致使后续装修时不得不抬高楼层标高,加大楼层荷载、造成门洞设计尺寸变小,楼地面出现裂缝等。

4)设计的框架柱与梁板结构混凝土强度不一致,带来现施工困难,质量不易控制。

5)钢筋接头质量问题。

3.2预控措施

1)对梁底的局部下沉,除在基坑土回填阶段严格控制回填土质量外,在计算梁底支撑系统的支承杆间距时,应充分考虑土体变形不利因素,适当加密间距,以降低单根杆竖向荷载值,支承垫木应尽可能采用通长加厚垫木,并加设扫地杆,在两端增设斜向支撑,将部分上部荷载传至框架柱承受。可适当提高梁底起拱值10mm左右。施工过程中应加强对梁底支撑系统的检查加固。

2)主厂房框架柱一次浇筑高度大多在6.0mm左右,箍筋间距密,混凝土强度等级高,水泥用量大,混凝土稠度比较高,很容易在箍筋之间挂混凝土,造成振捣棒插入困难。因此首先对柱的混凝土级配设计在满足其他指标的条件下,要确保好的流动性,在浇筑时应先泵入200mm左右高度同级配砂浆,每次下料厚度不应超过振捣棒功率规定值,浇筑过程必须是连续一次到顶,中间不允许停歇,以防止混凝土假凝造成夹层。在柱模板外侧应采用附着式振动器或用人工木榔头敲击,保证不漏振。

3)柱模板下口应抹水泥砂浆托盘,并在混凝土浇筑前提前对缝隙封堵,以保证不漏浆;对高度超过7.0mm的框架柱,模板中间必须考虑开设门子板。

4)对框架梁两端外侧在施工图纸会审时,应向设计方提出梁钢筋保护层超厚的问题,建议在梁两端外侧1/4梁长范围内增设φ6@150间距的双向防裂网片筋。

5)对在结构层上后敷设的配管,应对两管交叉重叠处的楼面混凝土表面局部凿除,上下管道局部喂弯避让,U型管卡在交叉处适当加密,做找平层时在管顶加放防止产生裂缝的钢板网片,以防止楼面产生裂缝。门的加工应认真核准找平后的准确留洞尺寸,按实际高度加工。

6)电厂主厂房框架纵梁高度比一般民用建筑的高,而且配筋比较密,在施工过程中要严格将框架和纵梁两种强度等级混凝土分开施工是非常困难的,若稍有忽视,则很容易出现两种强度等级混凝土混用问题,造成质量事故。对强度等级不一致问题,应在施工图纸会审时向设计方提出,建议设计方将柱梁强度等级改为一致;若设计方不同意改变时,应提前采取在纵梁两端1/4处设垂直施工缝。不允许在浇筑过程中用改变级配的做法来解决,避免造成强度等级混用问题。

7)目前电厂工程中,设计采用强度等级为HRB400级的钢筋部位己很多,为保证钢筋接头的质量,应在图纸会审时对直径φ28以上的钢筋接头尽可能建议设计方采用直螺纹联结接头,少用或不用闪光对接焊或电渣压力焊接头。

8)加工的直螺纹接头应严格按规定检查验收,现场要做好接头隐蔽;在潮湿地区,要对加工好的接头及时涂抹防锈剂,并加带保护套。

4金属结构、预埋铁件的制作安装

4.1存在问题

1)一般施工图设计中都不考虑现场的接料问题,而现场施工经验不足时,很容易发生提出的钢材采购计划不准确、接头位置设置不合理,造成材料备料不足或浪费。

2)大型预埋铁件的锚筋位置按标准图集加工,而没有考虑结构部位钢筋密集状况,经常在施工现场发生预埋铁件放不进结构内的情况。

3)尺寸较大的结构平面预埋铁件下部发生混凝土空鼓,电缆隧道的支架埋件深凹进混凝土内,影响设备安装质量。

4)钢结构支撑系统未按规定按实际放大样,造成安装螺栓孔偏位,不得不在高空进行吹割处理,影响工程质量。

4.2预控措施

1)对现场钢材的接料,在满足设计和现行规范规定的前提下,尽可能对接头数量、位置做出合理准确安排;采购计划提出的定尺长度,应满足套裁的需要,尽可能减少材料浪费。

2)严寒地区,对露天使用的钢结构如输煤栈桥、干煤棚等,在采购钢材时不应忽视冲击韧性值这一指标,应避免钢材出现冷脆而造成结构跨塌。

3)钢屋架、吊车梁以及其他设备的大型预埋铁件,在加工前应提前对这些部位结构钢筋排放情况进行核对,应根据实际,局部调整预埋铁件的锚筋位置,避免到现场后由于埋件放不进去而造成工期延误和返工浪费。

4)尺寸大于300mm以上的平面预埋铁件,应提前在表面开排气孔,防止下部混凝土发生空鼓。电缆隧道的支架埋件,在施工时应尽可能采用拉紧螺栓将其固定紧贴在模板表面,防止其深凹进混凝土内。

5)所有钢结构包括支撑系统在加工制作前都应严格进行放大样,只有通过放样才能发现和纠正设计上存在的问题,避免在高空进行吹割处理。

5止水带使用

5.1存在问题

1)因工艺或工序不到位,使用粘结材料不当,造成接头不牢固,开裂、漏水。

2)止水带位置放置不准,没有用支承筋很好垫平,发生偏位,边带塌陷、外露。

3)止水带外露期间保护措施不到位,受撞击出现局部撕裂。

4)钢板止水片接缝处和穿筋洞处漏焊,造成漏水。

5.2纠正和预控措施

1)橡胶止水带生产厂家一般都是30m长度一卷供货,施工单位可根据每段实际长度,提出详细材料采购计划,由厂家定尺供货,可减少短头浪费和接头数量。

2)不论是橡胶止水带或是橡塑共混止水带,接头应尽可能采用热熔法工艺粘结。若采用冷粘结时,应特别注意冷粘结剂材料的粘结强度和耐候、耐久性指标。

3)循环水管沟、电缆隧道止水带的接头部位应尽可能设置在沟道顶部。

4)为保证止水带不偏位,正确作法应是用模板上下端部垂直紧紧挤压住止水带边带根部,外侧用上下压条将止水带中肋环圈压在模板外侧,防止浇筑混凝土时向外偏移。

5)为保证止水带的带边在浇筑混凝土时不发生受压下沉偏位,应对安放的止水带每隔300mm增设钢筋支撑架,将止水带夹紧,防止坍陷,造成漏水。

6)钢板止水片要确保接头部位和钢板局部穿筋周围不漏焊。

7)拆除模板时,应对止水带周围的模板小心拆除,防止对止水带外露部分撞击撕裂;外露时间较长的止水带,应采取保护措施。

8)对止水带的接头、现场安放和混凝土浇筑过程,在施工现场应做好隐蔽验收工作。

6主厂房内的辅助房间

6.1存在問题

辅助房间如生活间、卫生间等公共建筑因其在厂房内占比例很小,在建筑设计和施工中往往很容易被忽视,致使投产使用后,经常发生地漏、便器的堵塞,楼层渗漏水,管道、水嘴损坏等。

6.2预控措施

1)作为施工单位应针对工业厂房公共建筑人流变化大、不固定、维护困难的特点,在施工图会审时,就应向业主和设计单位提出建议,在此部分房间地面下增设防水层;排水管的管径应比正常设计的大一个级数;在一定位置设垃圾箱或垃圾道;对使用频繁的设施应选用耐用质量好的产品等。

2)施工单位应对防水层做好灌水试验和隐蔽验收。

7总结

火力发电厂主厂房荷载组合的探讨 篇3

火力发电厂主厂房 (不包括汽轮发电机机座) 土建结构设计时, 由于主厂房上的设备和管道荷载以及楼面活荷载工况复杂, 再加上主厂房内有两台吊车以及外部的风荷载和地震作用, 所以应考虑多种不同工况下的荷载组合。针对以上情况, 根据火力发电厂的运行特点, 并结合《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2006) 及《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》 (DL/T 5095-2007) 对火力发电厂主厂房荷载组合进行探讨, 为火力发电厂主厂房结构设计提供参考。

二、主厂房基本荷载工况

(一) 永久荷载 (恒荷载)

主厂房恒荷载为结构自重 (包含煤斗等构筑物自重) (表示为DL) 。

(二) 可变荷载 (活荷载)

1. 主要设备荷载及其运行工况

主厂房主要设备荷载指除氧器及除氧水箱荷载 (表示为CY) ;高、低压加热器荷载 (表示为HL) ;煤斗的煤粉荷载 (表示为MW) 以及粗细粉分离器荷载 (表示为CS) 。

根据其运行特点, 除氧器及除氧水箱荷载和高、低压加热器荷载分为:

(1) 检修及安装时的荷载 (指自重) (表示为CY_R和HL_R) ;

(2) 运行时的荷载 (包括自重) (表示为CY_O和HL_O) ;

(3) 水压试验时的荷载 (包括自重) (表示为CY_W和HL_W) 三种工况。

煤斗的煤粉荷载和粗细粉分离器荷载分为:

(1) 运行时的荷载 (表示为MW_O和CS_O) ;

(2) 事故时的荷载 (表示为MW_W和CS_W) 两种工况。

2. 管道及设备荷载及其运行工况

主厂房管道及设备荷载 (指除第2.2.1条以外的所有设备) (表示为PIPE) 。

根据《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》 (DL/T 5095-2007) 规定主厂房管道及设备荷载分为:

(1) 正常运行工况 (表示为PIPE_O) 。指正常运行时设备、管道的自重及容器中的充填物重, 正常运行时运煤皮带机的水平拉力、导线拉力等。

(2) 非正常运行工况 (表示为PIPE_W) 。指因事故造成的管道内积粉 (灰) , 堵煤重;蒸汽管道水压试验及管道清洗时的介质自重;蒸汽排放时产生的反作用力。

3. 屋面、楼面活荷载及其工况

主厂房屋面活荷载特指汽机房屋面活荷载 (表示为WL) 。

主厂房楼面活荷载 (表示为LL) 按如下工况考虑:

运行时的楼面活荷载 (表示为LL_O) 。

检修、施工安装时的楼面活荷载 (表示为LL_R) 。

(三) 吊车荷载

主厂房一般都会布置两台吊车, 吊车自重表示为CW。根据《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》 (DL/T 5095-2007) 规定主厂房框架计算吊车应考虑如下工况:

1. 一空载一满载时, 作用在汽机房A轴柱上的最大竖向荷载 (表示为CL-Max-A) , 对应于B轴柱上则为最小荷载 (表示为CL-Min-B) ;

2. 一空载一满载时, 作用在汽机房B轴柱上的最大竖向荷载 (表示为CL-Max-B) , 对应于A轴柱上则为最小荷载 (表示为CL-Min-A) ;

3. 一空载一满载时, 同时纵向刹车力X+作用在A、B轴柱 (表示为CL+X) ;

4. 一空载一满载时, 同时纵向刹车力X-作用在A、B轴柱 (表示为CL-X) ;

5. 一空载一满载时, Y+向吊车横向水平刹车力作用在A、B轴各柱上 (表示为CL+Y) ;

6. 一空载一满载时, Y-向吊车横向水平刹车力作用在A、B轴各柱上 (表示为CL-Y) 。

(四) 风荷载

主厂房结构体形大部分是矩形截面, 因此一般可按下列四种方向来计算风荷载:

1. X+向风荷载 (表示为W+X) ;

2. X-向风荷载 (表示为W-X) ;

3. Y+向风荷载 (表示为W+Y) ;

4. Y-向风荷载 (表示为W-Y) 。

(五) 地震作用

主厂房结构地震计算一般应采用震型分解反应谱法, 可考虑X、Y和Z方向三种基本地震荷载工况 (分别表示为EX、EY和EZ) 。

三、荷载的预组合

按照现行国家《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2006) 和《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2006) 的规定, 基本组合 (内力组合) 应按下列公式计算:

S=ΥGSGK+ΥQ1SQ1K+∑ΥQiΨCiSQi K

公式中:

S———荷载效应组合的设计值;

ΥG———永久荷载分项系数;

ΥQ1———第i个可变荷载分项系数, 其中ΥQ1为可变荷载Q1的分项系数;

SGK———按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值;

SQi K———按可变荷载标准值Qi K计算的荷载效应值, 其中Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者;

ΨCi———第i个可变荷载的组合值系数。

根据主厂房各个荷载的特点和相容、互斥的原则得到以下控制变量:

1.恒荷载为DL。

2.活荷载, 其为LL、WL、PIPE、MW、CY、HL、CS的相容预组合。其中PIPE、MW、CY、HL及CS的可变荷载的组合值系数ΨC为1, LL及WL的可变荷载的组合值系数ΨC按《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》 (DL/T 5095-2007) 的表7.0.4取。

3.吊车荷载。根据吊车荷载的特点和相斥组合规则, 先将吊车荷载可能出现的各种工况进行预组合 (见表1) :

最后按相容取大值的原则求得吊车荷载预组合效应为CL, 吊车荷载的可变荷载的组合值系数ΨC为0.7。

4.风荷载, 预组合为W, 可变荷载的组合值系数ΨC为0.6。风荷载效应组合时四个方向的风荷载W+X、W-X、W+Y和W-Y为相斥。

5.地震作用。

四、主厂房荷载组合

根据上述预组合的工况及有关系数的选用规定便可按火力发电厂的运行特点分别按正常运行状态、检修状态和非正常运行状态下的荷载组合公式。

(一) 非抗震设计时的基本组合 (内力组合) 见表2。

(二) 抗震设计时的基本组合 (内力组合)

考虑地震作用时内力的设计值应按下列公式计算:

公式中:

S———荷载效应组合的设计值;

ΥG、ΥEh、ΥEV、ΥW———分别为重力、水平地震作用、竖向地震作用和风荷载分项系数;

SGE———重力代表值作用下的内力标准值;

Eh K、EVK、WK———分别为水平地震作用、竖向地震作用和风荷载作用下的内力标准值;

ΨCi———风荷载荷载的组合值系数。

根据主厂房各个荷载的特点和相容、互斥的原则得到以下控制变量 (见表3) :

(三) 控制变位的组合

按照《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2006) 和《建筑抗震设计规范》 (GB 50011-2001) 的规定, 将荷载效应组合公式中的所有分项系数取1.0。因此, 控制变位的组合按下列公式计算:

短期效应组合:

长期效应组合:

公式中:

S———荷载效应组合的设计值;

SGK———按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值;

SQi K———按可变荷载标准值Qi K计算的荷载效应值, 其中Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者;

ΨCi———第i个可变荷载的组合值系数;

Ψqi———第i个可变荷载的准永久值系数。

主厂房结构变位的具体组合公式按本文4.1及4.2的表中公式将荷载效应组合公式中的所有分项系数取1.0即能得到, 本文不详细列出。

五、结语

由于目前《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》 (DL/T 5095-2007) 对火力发电厂主厂房荷载效应组合并无详细说明。以往的设计都是取各个可变荷载标准值效应的最不利情况相互组合, 这种组合方法虽然安全, 但其缺点也是明显的。本文根据火力发电厂的运行特点对作用在主厂房上的各个可变荷载标准值效应分别按正常运行状态、检修状态和非正常运行状态下进行荷载效应组合的方法。这是解决火力发电厂主厂房土建结构设计的安全可靠和经济性的方法。

参考文献

[1]GB50011-2001建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]GB50009-2001建筑结构荷载规范[S]北京:中国建筑工业出版社, 2002.

火力发电厂主厂房 篇4

1 电缆桥架设计

1.1 设计中的几个重要因素

电路敷设路径, 桥架型式, 桥架规格, 可能的碰撞等。

1.2 电缆的路径选择

是架空还是电缆沟, 规范里有详细的说明, 火电厂主厂房内, 主要通道宜采用隧道或架空;当地下水位较高或厂区低于附近的河流湖泊水位时, 应采用架空。由于电缆隧道位于地面以下, 电缆桥架制作相对简单, 而且与其他各工艺专业管道等不易碰撞, 因此本文主要讨论架空电缆桥架。在主厂房内部, 主通道架空, 高低压配电间之间设置电缆夹层, 集控楼设置电缆夹层, 0米配电间设有电缆沟, 汽机房及锅炉房及炉后均采用架空桥架。

1.3 型式选择

需屏蔽电气干扰的电缆回路, 或有防护外部影响如油、腐蚀性液体、易燃粉尘等环境的要求时, 应选用有盖无孔型托盘。

当需要因地制宜组装的场所, 宜选用组装式托盘。

除以上情况外可用有孔型托盘或梯架。目前用的较多时梯级式电缆桥架, 因为它具有重量轻、成本低、造型别具、安装方便、散热、透气好等优点。适用于一般直径较大电缆的敷设, 适合于高、低压动力电缆的敷设。

1.4 容量问题

电缆填充率不应超过有关标准规范的规定值。动力电缆可取40%~50%、控制电缆可取50%~70%。且宜预留10%~25%的工程发展裕量。电缆桥架宽度规格通常有宽800、600、400、200几种, 高度一般取150。主通道通常设置双排, 3层W=600桥架, 以满足敷设电缆的要求。在汽机房分支回路, 由于电缆的减少, 可选择单排桥架, 3层或者2层。层数的设置应根据电缆的情况, 通常自上而下, 从高压到低压, 最上层6k V电缆, 中间低压电缆, 下面仪控控制电缆。若低压电缆较大时, 低压设置2层, 共计4层布置。

电缆桥架层数的设置是根据多少根电缆决定的, 但是电缆桥架施工比较靠前, 电缆敷设在后, 还不清楚到底有多少电缆, 怎么办的, 根据电负荷多少, 大致可以多电缆量有个统计, 比如占用电缆桥架空间较大的高压电缆, 统计一共有多少个高压电机, 每个电机的位置在哪里, 需要从哪里经过, 这样定下了高压需要几层。低压电缆量大, 但是外径小于高压电缆, 办法同上, 不必统计全部负荷, 仅统计较大电机的电缆, 了解电机的位置, 控制电缆量最大, 不过, 不好统计, 不用担心, 他们外径更小。全部做完之后可以找已经运行电厂做个参考, 比较一下。电缆桥架不够用当然不行, 但是, 空置率过高也不是一个成功的设计。

1.5 固定方式

电缆桥架安装时是通过立柱和托臂来完成的。立柱是支撑电缆桥架的主要部件;而桥架的荷重是通过托臂传递给立柱的。因此立柱和托臂是电缆桥架安装的两个主要部件。桥架的固定关机看立柱。

目前材料大多采用钢或铝合金, 立柱需要与在楼板下或者与墙上的土建埋铁焊接, 当墙上无埋铁时, 可打碰撞螺栓固定;在电缆夹层中, 立柱顶天立地, 两端分别于楼板上埋铁焊接;锅炉房部分, 可利用锅炉本体钢立柱作为生根条件, 在相邻立柱间搭接工字钢梁, 这样桥架立柱就可以焊接与钢梁上;在集控楼与锅炉房本体架空桥架生根, 条件比较复杂一些, 需要和土建专业相互配合, 集控楼侧可有土建预留牛腿作为生根条件。

1.6 专业间碰撞

碰撞大致有以下几种情况, 与土建结构专业的混凝土梁, 汽机专业水管及灰道, 上下水专业管道, 化水专业管道等, 为了尽可能避免在施工过程出现以上问题, 在设计阶段就需要和各个专业密切配合, 把电路桥架平面布置图打印一份, 给每个专业主设人一份, 向他们仔细核对有无冲突, 当然土建梁, 需要电气设计人员自己核对, 把他们的图接过来, 把各个梁的尺寸标注出来。但是, 不碰撞并不代表合格, 还有符合规范要求。

2 电缆防火设计和防火设施装置地点及其措施

1) 在下列场所设置层间隔板

电缆遂道, 电缆沟以及电缆密集的多层电缆支架及桥架上, 采用防火砖和耐火隔板, 将高压电力电缆和低压电力电缆及控制电缆隔开。

2) 在电缆沟内的防火措施, 是设置阻火墙, 主要在以下场所设置:

(1) 长电缆沟每隔100m应设一处阻火墙;

(2) 在公用电缆沟道的分支处;

(3) 多段配电装置分段处;

(4) 电缆沟进入控制室或电缆沟进入配电装置室附近;

(5) 电缆沟进入厂区围墙处, 应增设电缆穿墙孔板;

(6) 电缆沟与电缆遂道交叉口处。

3) 当电缆采用架空敷设时, 应在下列部位设置阻火设施:

(1) 穿越汽机房、锅炉房和集中控制楼之间的隔墙处;

(2) 穿越汽机房、锅炉房和集中控制楼外墙处;

(3) 架空电缆每隔100m设一处耐火槽盒;

(4) 两台机连接处;

(5) 电缆桥架分支处。

4) 在下列场所的电缆孔洞均应进行防火封堵, 其防火封堵组件的耐火极限不应低于被贯穿物的耐火极限, 且不应低于1小时。

(1) 直流盘, 控制屏, 继电器屏的电缆孔洞。

(2) 厂用6k V配电间的电缆竖井, 厂用380/220V配电间电缆竖井, 发电机小间内电缆竖井, 电缆夹层竖井等。

(3) 主厂房内和各辅助车间内设置的专用盘。动力控制箱, 电缆穿墙孔板, 电缆穿楼孔板, 都应采用有机防火堵料进行封堵。

(4) 当电缆明敷时, 在电缆中间接头两侧2m~3m长的区段以及沿该电缆平行敷设的其他电缆同一长度范围内, 应采用防火措施。

3 结论

火力发电厂主厂房电缆桥架及防火设计是一项系统工作, 需要在实践中不断的积累, 不断的优化。

摘要：本文主要阐述电气一次工程师在火力发电厂主厂房电气桥架及防火设计时的绘图思路及一些相关注意事项, 比如电缆路径的选择, 桥架层数的设置等。

关键词：发电厂,电气,主厂房,电缆桥架设计

参考文献

火力发电厂主厂房 篇5

根据《中国地震动参数区划图》 (GB18306-2001) , 该地区设计基本地震动峰值加速度为0.05g, 地震动反应谱特征周期为0.35s, 抗震设防烈度为6度, 设计地震分组为第一组。根据国家标准《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) 的规定, 从场地土的性质判定, 属于中软~中硬场地土, 场地类别为Ⅱ类, 属于抗震有利地段。

拟建场地地层组成简单, 上覆为第四纪上更新统冲积、洪积主要为黄色、浅黄色、灰黄色黄土状粉质粘土, 粉土含水量较高, 局部地段见有粉砂透镜体。其厚度大约为70~80米。下伏为不整合的白垩系地层, 其岩性主要为泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩。

根据野外钻探资料现将拟建场地的地层岩性按由上至下的顺序, 分别叙述地层岩性分布和特点。

粉质粘土层 (1) :黄~黄褐色, 含少量氧化铁, 可塑状态为主, 局部呈软塑, 稍湿, 稍有光滑, 干强度、韧性中等。层厚一般2.0米左右。fak=160k Pa

粉质粘土层 (2) :混碎石, 可塑~硬塑, 局部呈软塑, 稍湿, 稍有光滑, 干强度中、韧性稍高。层厚5.50米左右。该层在拟建场地分布不均匀。fak=140k Pa

粉质粘土层 (2) -1:混碎石, 可塑~硬塑, 局部呈软塑, 稍湿, 稍有光滑, 干强度中、韧性稍高。层厚3.0米左右。该层在拟建场地分布不均匀。fak=125k Pa

粉质粘土层 (2) -2:混碎石, 可塑~硬塑, 局部呈软塑, 稍湿, 稍有光滑, 干强度中、韧性稍高。层厚2.0米左右。该层在拟建场地分布不均匀。fak=165k Pa

第 (3) 层强风化玄武岩:灰色, 主要矿物成份为斜长石、辉石等, 隐晶质结构, 气孔状构造, 风化裂隙发育, 岩芯破碎呈小块状。层厚8.0~11.0米。该层在拟建场地分布不均匀。fak=300k Pa

本工程不考虑地下水作用。

2地基选型

根据工程地质条件及工程特点, 采用天然地基时, 持力层选择 (2) 层粉质粘土, 基础埋深3.0m;采用普通灌注桩或DX挤扩灌注桩时, 桩端持力层选择 (3) 层花岗岩 (砂岩、砾岩) , 桩承台埋深3.0m。

基础计算:

天然地基基础承载力

式中Li———桩穿越第i层土折减盘高后的厚度;qsi———桩身第i层土的桩侧阻力特征值, 按勘察报告中灌注桩侧阻力特征值取值, 无当地经验时, 可按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008取值;R———单桩竖向承载力特征值;u———主桩桩身周长 (见表1) 。η———盘处土层端阻力特征值的修正系数 (见表2) 。Ap———底盘投影面积;Apj———扣除桩身截面积的盘的投影面积;qp———底盘所在土层的端阻力特征值;qpj———桩身第j个盘处土的端阻力特征值。

注:当盘底下部持力层土厚度<4d时, 以上取值适当进行折减。Â

注:总造价的桩基方案含承台混凝土量。É

DX桩特点:

成桩质量可靠

DX三岔挤扩装置独特的双缸双向液压结构设计理念, 使挤扩臂铰点呈水平运动轨迹挤压上下土体形成侧面形腔, 保证盘 (岔) 形腔均匀完整, 沉渣少, 施工差异性小, 成桩一致性好。

单桩承载力高, 节约成本, 缩短工期, 施工过程可控制, 低噪声, 低振动, 泥浆排放量小, 符合环保要求, 机械化程度高, 挤扩效率高。

普通灌注桩特点

成桩质量可靠、单桩承载力高、成本低、工期短、设计灵活、适应性强、低噪声, 低振动, 泥浆排放量小, 符合环保要求。

3经济比较

(1) 根据国家概算定额标准, 本研究报告将以如下定额作为经济比较的依据:DX挤扩灌注桩:1300元/m3;普通灌注桩:1186元/m3;主厂房钢筋混凝土独立基础945元/m3。 (2) 主厂房框架柱的荷载较大, 而且具有代表性, 故选择主厂房框架柱 (A、B、C、D排) 做基础设计经济比较。 (见表3)

4分析与建议

根据经济比较的结论看, 柱下独立基础能够满足设计要求, 且造价比DX挤扩灌注桩和普通灌注桩低, 故建议本电厂地基暂采用天然地基。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范.GB50010-2010.[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[2]中华人民共和国行业标准.建筑桩基技术规范.JGJ94-2008[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008

[3]中华人民共和国行业标准.建筑地基基础设计规范.GB50007-2011[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011

火力发电厂主厂房 篇6

火力发电厂主厂房采用汽机房、锅炉房、侧煤仓间布置方式。汽机房采用大跨度36.00m, 原除氧间取消, 5、6号低压加热器及3号高压加热器、除氧器布置在汽机房运转层, 布置形式较为独特、紧凑, 可相应缩短施工周期。

(一) 汽机房布置

汽轮发电机组的机头朝向扩建端, 纵向顺列布置, 两机中间设置检修场。中间6.90m层主要是管道层, 布置有加热器及小汽机、凝汽器等设备, 主要管道有主蒸汽管道、再热蒸汽管道、小汽机排汽管道, 检修孔两侧为6kV工作段配电室。汽机运转层为大平台结构, 布置有低压加热器、汽轮发电机组、汽动给水泵、除氧器, 运转层的大平台为汽机的主要检修场地。

(二) 炉前通道布置

炉前通道共分3层:0m、6.90m、13.70m。底层0m为磨煤机检修通道;6.90m层布置有辅助蒸汽联箱、大量的管道及电缆桥架;13.70m层布置有加热器、四大管道及其他管道。

(三) 锅炉及煤仓间布置

锅炉采用风扇磨直吹式制粉系统, 磨煤机围绕锅炉四边布置, 锅炉皮带层56.50m以上为紧身封闭, 皮带层56.50m以下为大厂房布置, 在锅炉范围内, 在13.70m运转层设混凝土大平台, 28.00m给煤机层设岛式混凝土平台。采用一个集中控制室, 布置在两炉中间。

二、汽机房结构特点及结构选型

(一) 结构特点

1.汽机房采用大跨度36.00m, 原除氧间取消, 汽机房结构横向抗侧移刚度较小。抗侧力构件较弱, 对结构计算不利。

2.机组的设备、管道及检修区等荷载较大, 且汽机房内设备、管道及检修区紧凑, 高低压加热器、除氧器等大型设备布置在汽机房平台上。

(二) 结构选型

汽机房结构采用如下形式:13.70m以下由汽机房排架柱、平台梁及柱联合组成现浇钢筋混凝土框架结构体系, 13.70m以上横向为现浇钢筋混凝土排架结构体系, 纵向设现浇纵梁形成框架结构。汽机房纵向柱距一般为10.0m, 伸缩缝处设双柱, 2柱中心距1.20m, 纵向总长度为172.20m。

汽机房跨度36.00m, 采用梯形钢屋架, 屋架下弦底标高29.20m, 上铺金属复合保温屋面板。汽机房设2台80/20t轻级工作制桥式吊车, 采用钢制吊车梁。6.90m、13.70m楼面采用大平台, 与汽机基础脱开, 局部采用格栅板通风, 楼面采用钢梁浇制板, 压型钢板做底模。

汽机房固定端山墙及扩建端山墙运转层以下采用现浇钢筋混凝土框架梁柱, 运转层以上采用钢抗风柱, 屋架下弦及13.70m运转层处作为抗风柱的支点, 均不设置抗风桁架。

主厂房围护结构:1.20m以下为陶粒混凝土砌体, 1.20m以上为复合金属保温板封闭。炉前通道跨度8.00m, 每层平台及屋面主梁在汽机房侧连接采用滑动支座, 在锅炉房侧连接采用固定支座。

三、施工及计算模型的建立

(一) 施工问题

该工程为现浇钢筋混凝土框排架结构, 楼面采用钢梁浇制板, 压型钢板做底模。施工时, 钢筋混凝土梁柱一同浇注, 在框架梁上部板底的位置 (板厚分别为114mm和124mm) 留施工缝, 待楼面钢梁与框架梁焊接安装完成后, 上面铺设压型钢板并浇注混凝土。实践证明此方法安全、速度快、周期短, 且与钢结构相比造价低。

(二) 计算模型及结构计算分析

横向框架、纵向框架分析采用PK软件进行结构计算。梁支座弯距调幅系数0.9 (梁端出现塑性铰是框架较合理的极限状态, 故允许对梁端最大负弯矩进行调幅, 现浇框架调幅系数0.8～0.9) ;梁惯性矩增大系数:中框架取2, 边框架取1.5;计算周期折减系数1;阻尼比0.05;抗震等级二级 (地震力计算方式采用振型分解反应谱法) ;计算振型个数5个;地震作用效应增大系数1。

典型结构计算模型是 (5) 轴和 (8) 轴, 计算结果见表1。表中F n为轴力, MX为X向弯矩, MY为Y向弯矩, VX为X向剪力, VY为Y向剪力。

四、结论

第一, 在设计中采用汽机房框排架柱、平台梁及柱联台组成现浇钢筋混凝土框架结构体系, 同时又考虑了另外一种结构模型, 即汽机房平台采用钢筋混凝土柱、钢结构梁。若采用此种形式, 则梁上不用埋埋件, 管道安装改动也方便, 故进行了分析比较。此种结构模型中, 所有梁与柱之间铰接, 结构刚度比设计所采用方案低。由于汽机房的设备及管道与后部的锅炉连接较多, 而汽机房与后部结构为各自独立的结构体系, 部分水平荷载不能按内力考虑。计算表明水平荷载作用下侧移较大, 还需加横向、纵向支撑, 但确定位置很困难。计算和分析对比表明工程采用的结构形式整体性和抗震性好, 能提高薄弱部位的抗震能力, 避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。

第二, 机组的设备、管道及检修区等荷载较大, 且本工程汽机房内布置紧凑, 除氧器等大型设备布置在汽机房平台上, 以及除氧间取消, 导致汽机房的抗侧力构件较弱。在这些不利情况下, 虽然进行了优化设计, 但与传统汽机房钢结构平台相比, 由于混凝土梁截面高度大 (除氧器下框架梁高1.50m) , 造成13.70m及6.90m层布置热机管道空间减小。

摘要：火力发电厂是重要的生命线工程, 钢筋混凝土框排架结构是我国火力发电厂主厂房中汽机房、除氧煤仓间的主要结构形式。文章以单机容量600MW某大型火力发电厂房为例, 研究该类结构的设计及计算。

选煤厂主厂房结构设计 篇7

工程所处场地土层为: (2) 、 (4) 、 (5) 、 (7) 层为饱和粉土, 具有振动水析现象。 (3) 层为粉质粘土, 土质均匀。 (6) 层淤泥为高压缩性软土, 易振动突变, 当采用天然地基时易使建筑物产生不均匀沉降。 (8) 层粘土夹砂浆, 为文化期以前沉积的一般粘性土, 力学性能较好, 可作为桩基础的持力层。基本风压为Wo=0.35k N/m2 (50年重现期) ;基本雪压为So=0.35k N/m2 (50年重现期) 。本场区抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.1g, 设计地震分组为第二组。设计以此为依据对地面建筑物进行抗震设防。建筑物安全等级均为二级。

2 结构设计

2.1 主厂房结构选型

地面生产系统主要由准备车间、主厂房、产品仓、中煤仓、矸石仓、浮选药剂库、转载点、卸载点及与各建筑物相连的带式输送机栈桥等建 (构) 筑物组成。其中主厂房结构设计是重中之重。

本工程选煤厂主厂房为钢筋混凝土框架结构, 平面尺寸61.0m×21.0m, 檐口高度24.0m。柱子及楼面梁板采用钢筋混凝土结构, 屋面采用网架结构, 上铺60厚玻璃丝棉彩钢板。墙体材料为轻质砌块, 基础为桩基础。

框架结构具有整体刚度大的优点, 并且在受力时能够较好的进行力的传递, 在水平荷载和竖向荷载的作用下表现出良好的承受能力。同时框架结构的施工技术已趋于完善, 用于框架结构设计的计算程度也较为成熟, 因此采用框架结构能够在很大程度上保证结构的使用性能和安全。由于选煤厂主厂房中通常会存在吊车的运行, 需要大空间布置形式, 因此采用网架结构的屋盖形式较为适合。

2.2 主厂房结构布置

选煤厂的主厂房内通常布置较多的设备, 承受的荷载较大, 并且大型振动设备在工作时会产生很大的振动荷载, 因此在结构布置时应综合考虑工艺要求和设备的传力途径等因素, 保证结构能均匀的承担各种荷载。结构布置时应遵循的原则有以下几点:

1) 振动荷载是主厂房设计中重点考虑的因素。为了保证振动设备的基础和承重构件之间能够紧密、可靠的进行连接, 应设置专门的受力构件。例如:在设备预埋螺栓位置, 应布置相应的承重梁, 承重梁不仅要满足结构受力, 还要满足结构与设备不发生共振, 通常梁要做的比较大。在施工中, 设备基座、楼板和承重梁的混凝土应采用整体浇筑的方式, 这样不仅可以提高该部位的整体性, 而且在受力方面能够保证荷载均匀准确的传递到主要的受力构件上, 避免出现局部受力过大所造成的破坏。

2) 主厂房的结构设计, 不仅要满足结构的使用要求 (即满足工艺设备的运行要求) , 同时还应结合设备布置, 确定最合理科学的安装孔定位。根据规范的规定, 在有安装孔的位置附近, 均布活荷载标准值按10k N/m2考虑。

3 减弱和消除振动影响的结构措施

主厂房内设备工作时, 很容易使楼板产生振动的叠加或者共振的现象, 这不仅会影响到结构的安全, 而且会严重影响到工作人员的身心健康。因此在主厂房的结构设计中应采取有效的措施进行振动的减弱和消除。

3.1 增大梁、楼板刚度

增大梁的刚度:根据设备荷载和振动频率, 计算满足不产生共振时梁的截面, 通常比按承载力计算的截面大很多。增大楼板刚度: (1) 楼板的厚度应大于150mm, 同时对于楼梯的梯板, 其厚度应根据楼梯的跨度适当的进行加大。尽量减小楼板的跨度, 增加楼板次梁的数量。 (2) 在布置楼板的钢筋时, 对于设备振动较大的楼板处, 其钢筋的布置应考虑正负钢筋拉通设置, 这种布置方式可以从整体上提高楼板的刚度, 还可以减小楼板出现裂缝的可能。 (3) 主厂房在进行设备螺栓的布置时往往会出现不规则的现象, 对于无法布置次梁的螺栓, 应将该处楼板厚度增加至其锚固所需厚度。

3.2 设置隔振缝

主厂房中通常会布置有配电室、控制室以及化验室等, 这些附属办公房间放置着精密的仪器, 这些仪器在较大的振动下很容易出现问题, 甚至造成破坏, 因此这些房间对振动提出更高的要求。为消除振动对设备所带来的不安全因素应设置隔振缝。通过布置隔振缝, 将这些附属办公房间与振动设备楼层脱开。这样就阻断了振动的传播路径, 切断了振动对精密设备的影响。设置方法为:在附属办公室的楼板与振动设备的楼板之间设置双梁, 同时在双梁中间留有一定的缝隙, 根据实际情况的不同, 缝隙的宽度可适当进行调整, 通常情况下裂缝的宽度不应小于50mm, 如图1所示。

4 结语

本文结合厂房设计实例, 从厂房的结构布置及设计等方面来探讨, 并采取有效措施减弱和消除了振动对结构的影响。可为同类工程提供参考借鉴。

摘要：在选煤厂设计中, 厂房结构设计是一个非常重要的组成部分, 一个合理科学的厂房结构设计能保证工艺顺利而高效的运行。本文结合义安煤矿选煤厂工程实例, 对主厂房的结构选型进行论述, 并提出减弱和消除振动影响的结构措施。

关键词：选煤厂,结构选型,结构布置,隔振缝

参考文献

[1]高容平.如何预防钢结构厂房的设计缺陷[J].科技创新导报.2011 (07) :30-31.

[2]钱永旺.浅谈轻型钢结构厂房设计的几个问题[J].山西建筑.2009 (04) :28-34.

火电厂主厂房结构设计优化措施 篇8

关键词：造价控制,施工图设计,过程控制系统,优化

设计阶段造价控制充分体现了事前控制的思想。为了避免施工阶段不必要的修改,减少设计变更造成的工程造价的增加和工期的延长,在没有开工之前,把好设计关尤为重要,一旦设计阶段造价失控,就必将给施工阶段的造价控制带来很大的负面影响。设计阶段的造价控制对提高设计质量、促进施工质量以及降低工程成本是大有裨益的。不注重设计阶段的造价控制,无法保证以合理的投资获得最佳的经济效益和社会效益。

1 设计优化目的

主厂房结构设计在满足工艺布置要求的基础上,对主厂房结构进行多方案比较、论证,并充分考虑设计、施工、投资等各环节的具体情况,以达到节省工程量、缩短施工周期、控制工程造价的目的,力求在同行业中指标最好、成本最低,保证投资方以合理的投资获得最佳的经济效益和社会效益。

2 结构抗震设防标准

按《建筑工程抗震设防分类标准》(GB500223-2008)、《电力设施抗震设计规范》(GB50260-2013)和《火力发电厂土建结构设计技术规定》(DL5022-2012)中的有关规定,单机容量为300MW及以上或规划容量为800MW及以上的火力发电厂主厂房确定为重要电力设施。电厂中的主厂房等主要生产建筑物的抗震设计按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的乙类建筑的要求执行,乙类建构筑物应提高一度采取抗震措施。

3 钢筋混凝土主厂房的计算优化

3.1 结构形式的选择

分析主厂房结构在各工艺布置方案中的受力性能,保证结构在各种不利工况下满足强度、刚度、变形、延性和耗能性能等各项要求的同时,综合考虑设计计算分析结果、技术要求、工程造价等因素,最终选择主厂房结构型式的较优方案。

常规布置的主厂房结构选型可按以下原则确定。

(1)主厂房采用钢筋混凝土结构时,6度及7度I~Ⅱ类场地时,宜采用钢筋混凝土框架结构;7度Ⅲ~Ⅳ类场地时,钢筋混凝土结构宜选择框架一抗震墙或框架一支撑体系,也可采用钢结构。

(2)8度Ⅱ~Ⅳ类场地时,主厂房宜采用钢结构,结构体系宜选择框架一支撑体系。

(3)单机容量1 000 MW及1 000 MW以上时,主厂房宜采用钢结构。当采用钢筋混凝土结构时应进行专门论证。

3.2 结构布置的调整

厂房结构应与工艺专业统一规划,平面和竖向布置应控制局部凹凸变化,按需要增设防震缝,使结构布置规则、均匀,宜合理布置结构抗侧力体系和结构构件,提高结构体系的抗震性能。

对工艺布置中可能出现的对抗震不利的因素,如短柱、错层、薄弱层、异型节点等,进行分析、计算和论证。通过优化层高、梁柱断面等手段,尽可能避免或减少产生短柱、错层提高结构的抗震性能。对不可避免的短柱,通过采用合理的构造措施来提高其延性和抗剪能力。

通过合理的工艺布置方案来避免异型框架节点,做到结构竖向布置连续,力求各层间刚度的差异较小,以防形成薄弱层。

通过结构支撑布置及构件截面的调整,使两个主轴方向动力特性尽可能相近,刚度中心与质量中心尽可能接近,减小结构出现扭转的程度和幅度,使整个结构体系更利于抗震。

3.3 计算软件的输入条件控制

目前在主厂房结构计算中通常采用的是国家建筑科学研究院研究开发的PKPM设计计算软件。在设计过程中的一些特殊情况下,如有必要,可以采用多种软件进行空间结构计算和地震分析,相互验算复核。

3.3.1 控制荷载输入

和工艺专业配合,了解各种荷载工况的适用条件,细化荷载取值。

工艺专业提供了全部设备荷载后,正常运行工况下,楼面活荷载可分别取4.0 k N/m2(设备管道密集区域)和2 k N/m2(空闲场地),组合系数取0.7。

3.3.2 优化荷载组合

地震工况下,楼面活荷载取正常运行工况下的活荷载,优化参震质量。

计算主厂房框排架结构荷载效应组合时,不考虑施工安装时大件设备的运输、起吊等临时荷载,这类荷载一般采取临时加固措施解决,必要时可对个别构件进行验算,其安全等级可降低一级采用。

主厂房内设备和管道非正常运行工况时的活荷载,不参与框排架整体分析时的荷载效应组合,但在结构构件及其连接设计时,此类活荷载应参与荷载效应组合,且结构构件的安全等级不应降低。

3.4 高强材料的使用

配合高强钢筋与高强混凝土的使用,如采用高强度混凝土(C50)、高强度钢筋(HRB400),可以减小梁柱截面尺寸,减少混凝土用量,从而减轻结构自重,增大有效利用空间,减少基础工程量,方便工艺专业布置。

随着生产工艺的进步,高强钢筋和高强混凝土的使用成为可能,目前国家新《混凝土结构设计规范》将列出的最高混凝土强度等级已经提高到至C80,钢筋级别中列出了HRB400级钢筋,使钢筋混凝土结构有更为广阔的使用空间。首先,材料性能优越,可以解决较为复杂特殊的结构问题。而且,采用高强混凝土和高强钢筋,可以减少混凝土及钢材用量,可以减小梁柱截面,增加使用空间,可以节约能源,减少资源消耗,社会效益明显。第三,可以缓解混凝土轴压比超限问题,改善异型节点的受力状况。第四,高强混凝土的密实度要优于低强度等级混凝土,耐久性更好,减小混凝土的碳化,对阻碍钢筋的锈蚀有良好的作用。

4 主厂房的楼板设计优化

该工程详细分析了主厂房各部分工艺专业布置的具体情况,最大程度地考虑工程的施工便利性和经济性,提出了以下优化措施。

(1)主要楼板均采用钢梁-现浇钢筋混凝土板组合结构,混凝土板下方的钢梁可以方便工艺专业管道的支吊,减少预埋铁件的工程量,便于现场土建专业施工和工艺专业安装。

(2)钢梁-现浇钢筋混凝土板组合结构通常在楼板下设置压型钢板底模,可以有效地方便施工,加快施工进度。如果施工条件允许,该层压型钢板底模也可以省略不设。根据以往的工程经验,不设底模不但可以节约压型钢板的造价,而且可以减少楼板总厚度,有效地减少楼板自重,同时也可以使主厂房框架梁柱尺寸更小,配筋更经济。所以,在施工条件和施工工期允许的条件下,推荐不设压型钢板底模的方案,从减少工程造价方面效果还是很明显的。

(3)楼板下的钢梁按照钢梁-钢筋混凝土板组合结构进行整体计算,该方法把钢梁和混凝土板作为一个整体进行计算,考虑混凝土板和钢梁的共同作用,充分利用了混凝土受压性能和钢梁的受压性能,与梁板单独计算相比,可以明显减少板底钢梁的高度,主厂房的钢材用量可以减少15%左右。

5 汽机房屋面结构优化

(1)屋面板选型优化。

屋面板通常选用的有:单层压型钢板做底模的现浇轻质混凝土屋面板加保温防水(较重)、双层压型钢板自防水带保温屋面板、单层压型钢板做底模的硬泡聚氨脂保温防水一体化屋面板。

屋面板在造价允许的情况下,建议尽量选择自重较轻的屋面形式,屋面荷载减轻后可以有效的减少屋面承重结构的用钢量,其综合造价的经济性较好,并具有外形美观等优点。

(2)屋面承重结构选型优化。

汽机房屋面承重结构通常有钢屋架、实腹钢梁、网架等传统的结构形式,目前也有工程采用管桁架的结构,各方案从技术上说各有利弊。各方案的特点见表2。

网架和管桁架适用于荷载较小的轻型屋面,对于钢筋混凝土现浇屋面就不适用。钢屋架和实腹钢梁应用广泛,对制作加工和现场施工无特殊要求,抗变形等能力较强,适应性较好,具有施工简便,可靠度高的特点,经济性最优。

通过对汽机房屋面承重结构的比较可知,汽机房屋面承重结构的选用应根据工程实际需要,选用性价比最优的方案。

6 结语

综上所述,该工程主厂房结构设计在满足工艺布置要求的基础上,为做到指标先进、成本最低、经济适用的原则,可以从结构选型、结构布置、计算输入控制等方案着手,同时对楼板设计和汽机房屋面进行设计优化,可以有效的节约工程量,达到节省投资、缩短施工周期、控制工程造价的目的,保证业主以合理的投资获得最佳的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]史祝.大型火电厂主厂房钢框排架结构抗震性能试验及其优化设计[D].西安建筑科技大学,2012.