厂房布置（通用5篇）
厂房布置 篇1
在如今更加现代化的生活中, 我们用水用电都十分的方便, 只要打开水龙头水就汩汩而出, 为我们生活带来了便捷。但是我们没有想过水电站是如何建成与布置的。在布置水电站的时候我们考虑的因素有很多比如地质水文, 机械机型, 电气方案设置, 水工布置, 在实施过程中管道的铺设问题等等一系列的问题, 其中最重要的还是厂房的长宽高以及合理的布置机电设备, 下文做出了解释。
1 水电站的地理位置
厂房的选址不仅仅是看地形以及地质就可以决定下来的。还要考虑是临近水源以及是否处于上游, 还有在其中如何合理的摆放枢纽等等的因素也是要考虑的问题。有很多种方式可供选择, 比如半地下式, 坝内式, 地面式和地下式等可供选择。
如选择了地面式, 那么就要考虑地质条件、厂房形式、如何防洪, 还要考虑通风、采光以及交通等因素。在全部决定之后就开始要设计图纸了, 这不仅仅需要组装电机人员。还需要水利机械, 电工, 水工, 水文等工种一起参与设计。在厂房的设置问题中主要是对厂房的长宽高以及合理布置厂房内部机电设备和各个控制过程等等。
2 主机房与尺寸问题
2.1 主机房长度。
房间的长度是由很多机组的长度所构成的, 再加上机室以及装备长度的总和加在一起而形成的。在这其中机组的长度, 机组最大面积尺寸以及布置和构成尺寸是组成房间长度最重要的几个因素。在水电站主机房中主要长度是由蜗壳平面尺寸而控制的。组装这些机组段的场地一般有机组段的2~3倍那么长。
2.2 主机房宽度。
对于主厂房而言宽度是应该由组装好的机组上下部来决定的。上部的宽度取决于吊车的跨度, 最大的部件调运问题以及人行通道的宽度加在一起所决定的。下部的宽度是取决于蜗壳以及水管的尺寸大小。在上下部测量好了的情况下取最大的宽度来进行建设。
2.3 主机房高度。
总高度是由主机房高度加上各个层面要求高度得来的。在其中起到主导作用的是装机高程。在装机高程确定之后高度以他为基准, 按照各个设置要求来检修与运行。
3 副机房中的尺寸
我们要根据主机房的地理位置来选择副机房的地理位置。在其中副机房最好是位于主机房的上游位置。不同的机房建设形势副机房的地理位置也不尽相同。对于坝后式的机房而言副机房要设在厂坝间;引水式的机房副机房需要设在主机房的上游位置;而河床式机房常常把副机房设立在尾后的平台上。
我们需要根据主厂房有多大来决定副厂房需要建设多大。宽度一般是于主厂房的长度相同或者略微短点。其宽度是一般控制在6m~8m左右。再小心电站中副厂房往往包括了开关室、控制室、断电保护室以及直流电系统室。在其中重要控制室的位置至关重要。
中央控制室
中央控制室主要布置:通常情况低压控制盘7面、低压继保盘7面、直流盘1面、同期盘1面, 最后确定中央控制室的宽度为5m~6m, 长度为9m~10之间。中控室的面积一般不宜太小, 控制盘离墙壁的距离不得小于1m, 两排盘之间的距离不得小于1.8m, 以满足检修的要求。主环控制盘前离墙壁应不小于4.5m, 以满足放控制桌和运行监视的要求。
主变压器位置宜靠近主厂房, 并宜与安装间高程相同。主变压器场地的防火防爆及通风散热等应符合有关规范规定。直流电系统用房 (蓄电池室系统用房) 直流电系统用房包括蓄电池室、套间 (前室) 、储酸室、充电机室等。这些房间应尽可能地布置在同一层。蓄电池室在可能范围内尽量靠近中控室, 以节省蓄电池至直流盘的直流电缆。
开关站宜靠近主变压器和中央控制室。应选择地基及边坡稳定地段或利用其他合适的场地进行布置, 其进出线应避免跨越泄流建筑物的水跃区、射流区。开关站位置宜避开冲沟口, 不能避开时, 应对山洪、泥石流和崩塌体等采取预防措施。开关站大多选择在厂房下游侧近处而又宽旷的地方, 还要考虑输电的方向。
4 保证厂内交通畅通的布置
4.1 在水电厂房中需要有合理和良好的交通路线, 以保证工作人员的日常办公和以后设备人员对设备的检修。
日常工作人员需要去操作的设备的必经之路的道路畅通每次想要保证水的正常输送都需要工作人员去启动一些机器设备来运输水, 作为最主要的, 所以首先要保证发电机层和水轮机层通往水泵房、尾水管层、蝶阀层的通道, 在实际的工作过程中, 为了更好的保证工作人员的安全, 需要在发电机层通往水轮机层通向水轮机层的两端各设置一个楼梯为宜, 楼梯的宽度大约为1m-1.2m为最好。
4.2 保证主要工作场所的畅通。
发电机层和水轮机层作为工作人员的主要工作场所, 通过所需要的通道也需要相应的宽一些, 像这些作为主通道的道路, 一般设计的宽度应该大约为2m左右, 一般宽道设置为1.2m即可。合理设计, 是为了更好的保证工作人员的生命安全, 在布置厂房尺寸的时候需要建立起畅通的疏离通道, 例如, 厂房的门要多建造几个, 一旦遇到重大的事故, 可以让工作人员从不同的厂区们进行撤离。
5 安装间的布置
安装间在厂房的设计中主要起到对相应的设备进行安装、检修的主要场所, 对安装间进行合理的空间设计, 为工作人员提供舒适的工作环境, 对工作人员的维修和安装可以起到很大的促进作用, 在安装件的布置中需要注意的是, 要保证底层和水轮机层的相通, 上层与发电机同高度, 安装件分布在厂房的一侧。
6 厂内电气设备的布置
厂内电气设备是属于主要的动力设备, 在工作过程中有可能会发热、产生静电, 如果两个仪器相对距离太过近的话可能会导致仪器的损坏, 更糟糕的可能会引起重大的事故, 所以在进行厂内设备的布置时需要严格遵守规定, 控制好各个仪器之间的净距, 随时保证好通道和防火的要求。在电气设备的布置中, 在水轮机的发电层机墩上布置有发电机引出线、电流互感器、中性点电流互感器等仪器的引出线都需要下靠机组外缘处。
结束语
综上所述, 我们已经知道了如何来布置一个小型水电站。在布置过程中我们需要考虑的因素很多, 比如地理位置, 上下游位置, 主厂房与副厂房之间的地理位置都是我们在建设布置小型水电站的时候需要考虑到的种种因素中的一部分。我们在建设水电站的时候最先考虑的是员工们的安全之后, 才是各个仪器的修养保护工程。经过研究得知主厂房的大小不仅仅决定了副厂房的大小, 还影响着对检查机组是否方便的这一因素。
参考文献
[1]张海凌.联合循环M701F单轴机组主厂房布置优化方向[J].广东电力, 2006 (11) .
[2]阎培林, 李文凯, 董丹丹.土卡河水电站厂房布置及结构设计[J].云南水力发电, 2006 (6) .
[3]卓烨.西岸水电站水力机械设计[J].科技资讯, 2008 (7) .
厂房布置 篇2
关键词：空分压缩机厂房,洗涤塔,管道,布置
本文主要针对空分压缩机厂房及其管道的设计进行探讨, 结合典型的化工厂房设计, 提出优化建议。
一、空分压缩机厂房设计
1. 厂房整体设计。
(1) 平面设计。空分压缩机厂房平面设计在满足日常生产的基础上, 符合总厂区的设计规划, 促进生产工艺流程的顺利开展。压缩机厂房的位置选定限制因素较为复杂多样, 需综合考虑公用设施设置、管网分布、运输道路以及厂房之间的合理布局, 确定厂房的建设位置。其中, 解决厂内生产工艺装置与压缩机厂房的联系和分割是设计的首要问题。 (2) 样式设计。空分压缩机厂房有多种形式, 如敞开式、半敞开式或者全封闭式, 设计时既要充分考虑当地的气候因素、介质的化学特征 (毒性分级、火灾危险类别等) , 又要考虑压缩设备的安装组建工作和生产运行中的检修口预留。例如, 西北地区春秋季常见风沙天气, 冬天气温较低, 加之机器设备本身的噪音和消防隐患等因素的影响, 适宜选择全封闭式且通风性较好的厂房。结合厂区面积和整体规划, 制定厂房设计方案, 选择合适的生产设备, 最终达到环境、操作、运行和生产相统一的结果。 (3) 生产和生活辅助间设计。化工企业生产有较大的危险性, 为了减小爆炸、火灾、噪音污染等潜在危险因素对工人身体造成危害, 在设计厂房时, 应尽量将生产和生活辅助间远离有毒、易爆的压缩机厂房。当车间内部需要设置操作室、休息室和化验室时, 隔挡墙应采用防火防毒性的材料, 另外设立单独的安全出口, 以保证工作人员的处于危险范围之外。
2. 空分压缩机厂房结构及功能。
(1) 常用的厂房结构主要有钢排架结构和钢筋混凝土排架结构, 后者具有较强的防火和防腐性, 但是构件截面大、施工周期长, 对于高大的厂房可采用钢排结构。另外, 厂房建筑构造时应着重考虑房屋的跨度问题。单层厂房一般呈矩形建造, 通风和采光条件便利, 由于厂房的适应性较强, 其面积和跨度的大小可以根据产线的和设备的布置图进行规划。多层厂房依据单层厂房为基础, 通常纵向方向发展, 房屋的占地面积较小, 层高为4~6米, 跨度为21~27米, 以自然采光为主。 (2) 设计和修建空分压缩机厂房围栏和屋顶时应充分考虑防火、防爆、防积水和安全疏散等功能。根据消防要求, 厂房的屋架、支撑、梁、柱等需涂刷防火漆, 另外, 根据耐火等级设定梁和柱的高度;有爆炸性危险的厂房应设置成敞开式或半敞开式, 如果生产要求厂房封闭时, 则要考虑增设泄爆设施, 如泄压墙体采用无二次伤害的硅酸钙石棉夹芯板和金属夹芯板;厂房排水沟的设置与否主要由可能泄漏的气体种类决定, 比如泄漏气体密度大于空气, 排水沟易成为可燃性气体的大量堆积地从而引发安全事故, 这种情况下, 通常在排水的地方设置地漏, 达到排水的目的;厂房各层的安全出口应分散布置, 且每层不少于2个, 安全出口之间的距离大于5m, 禁止在消防通道处堆放物品, 保持进出口畅通。
二、压缩机厂房的管道配置
压缩机厂房的管道尽量设置在操作平台下方。 (1) 入口管设计。入口管嘴到入口分液管间的管道短, 压力损失小, 且管道内无凝液。当管道内需有液体流通时, 应在低点排净。入口分液罐与压缩机厂房分别在管桥的两侧, 设置在厂房外。压缩机入口管道通过管桥, 并采用蒸汽伴热, 连接分液罐与压缩机厂房, 构成管道流通路线。 (2) 出口管设计。当液体流通时, 出口产生振动, 伴随压缩介质升温, 导致管道内产生热力膨胀从而引发超范围热应力。为了减小脉冲振动, 在管嘴处设置缓冲罐, 并且在沿地处敷设管墩、弯头和阀门等载荷点设置管卡、止推或限位支架, 将管道置于管墩之上并进行固定, 减少管道传递管嘴的力矩和受力。 (3) 阀门设计。压缩机的出入口阀门均分布在压缩机附近的操作平台处或附近的地面上, 由于阀门承受的载荷受自重的影响, 易发生振动。为了防止这种情况的发生, 在阀门最低处的地面设置支架。该装置管道走向较为简单, 阀门易操作, 并且有利于减少管道的振动。但管道阀门多沿地敷设, 占用地上面积, 为了增加厂区的活动空间, 通常在管道上方设置过桥平台。 (4) 支架设计。要保持管道的稳定性, 在不接触建筑物、平台或者楼板的情况下, 独立设置支架。在刚性较大的管墩上设置抗震支架, 支架可错开安装, 但要避免相邻支架搭接;在三通、弯头等载荷比较集中的位置, 采用支架将管道固定于管墩上面;对于并排布置的管道要集中设置支架, 尽量减少管墩的使用数量。
结束语
综上所述, 空分压缩机厂房设计主要从总平面设计、样式设计和生活辅助间设计等三个方面考虑, 在满足厂区规划需求的基础上, 保证工厂设备正常运作和生产活动的顺利进行。因地制宜地设计厂房样式, 有利于符合当地的环境的条件下开展工作, 保证厂房和设备安全。化工厂区的危险性较大, 由于生活辅助间是工人的集中活动场所, 在设计和建造时要充分考虑到消防、防爆、防毒等因素, 保证产区内广大劳动的安全。打牢厂房的主体结构, 增加安全防护功能, 合理设计管道的入口、出口、阀门以及支架, 保证生产过程中的气流畅通, 受力均匀, 减少管体在传输气体过程中的振动, 保证生产安全。
参考文献
[1]屈燚.空分装置压缩厂房的设备及管道布置设计[J].山东化工, 2013, (11) :171-172.
[2]徐涛, 刘哲.浅析石化工艺管道的合理安装的重要性[J].中国化工贸易, 2013, (11) :63-65.
厂房布置 篇3
ATS水利枢纽工程是叶尔羌河流域内最大的控制性山区水库工程,在保证向塔里木河干流生态供水的前提下,以防洪、灌溉为主,兼顾发电等综合利用。本枢纽为大(一)型Ⅰ等工程。
枢纽工程由拦河坝、表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、深孔放空排沙洞、发电引水系统、主电站厂房、生态基流引水洞及其厂房等主要建筑物组成。主电站装机容量700 MW,主电站厂房为2级建筑物。厂房设计洪水标准为200年一遇,校核洪水标准为500年一遇。厂房抗震设计烈度为Ⅷ度,基岩峰值加速度为221.0gal。
2 厂区地形、地质条件
厂址区位于坝址下游河谷右岸,坡高300~550m,自然坡度33°~70°,大多基岩裸露,坡脚分布崩坡积物和洪积物,岩层走向与边坡近平行,倾岸内或下游,厂址位于坡脚洪积台地上,呈缓坡地形,在河边形成5~8m高的陡坎。
厂址区主要出露白垩系和第四系。白垩系岩性主要为块状细砂岩、块状粗砾岩、泥质砂岩、砂质泥岩,局部夹少量脉状及团块状石膏、中部夹白云质灰岩或白云岩。第四系主要有中更新统漂卵砾石层(Q2al),具弱~微胶结;中更新统含土碎块石层(Q2pl+dl),厚度20~30m,局部泥质弱胶结至胶结,含直径1m的孤石;全新统漂卵砾石层(Q4al),结构密实。
厂址区无大规模断裂分布,主要发育顺层次及断层。
厂址区基岩裂隙水贫乏,水位略高于河水位。厂房底板位于地下水位以下20m。厂房位于顺河条带状分布的坡脚洪积台地上,台地宽100~150m,地面高程1 620~1 665m,覆盖层厚度42~45m,主要为崩坡积、洪坡积和冲积物组成。
厂房后边坡岩层倾向坡内,利于岸坡稳定,在1 655~1 700m高程,岸坡较陡,局部倒坡,分布不稳定岩体,总方量约3 400m3;1 760~1 995m高程,形成总方量约3.38万m3的不稳定岩体;1 690~1 880m高程局部堆积崩坡积含土碎块石,表层结构松散,下部局部见泥质弱胶结,总方量5.03万m3,需清除或防护处理。
厂房挖深40~50 m,基础主要为白垩系砂质泥岩和泥质砂岩层,局部分布弱胶结至半胶结的中更新统洪坡积含土碎块石层。河床砂卵砾石层地基承载力450kPa,下覆基岩地基承载力为800kPa。
3 厂区枢纽布置
3.1 厂址方案拟订原则
进行电站厂房布置时,厂址位置宜和枢纽其他建筑物布置相互协调统一,以保证电站正常运行,并考虑以下原则。
(1)根据上、下游水位衔接条件,引水洞线及厂址位置应尽量选择地形、地质条件、水文地质条件相对较优的地段。
(2)结合实际地形、地质条件(岩层、裂隙走向及倾向),建筑物应尽量避开高陡边坡、滑塌体,满足减少开挖量并保证厂房后边坡稳定。建筑物应避开山洪沟水流的冲击。
(3)布置地下厂房方案时,洞室布置在地质构造简单、岩体完整坚硬、上覆岩厚度不小于2~3倍洞室跨度、地下水微弱及山体稳定地段,并避开大断层、节理、裂隙发育区、破碎带及高应力区。
3.2 厂址比选方案
工程区洪沟南侧0.5km及1.8km处河道右岸坡脚地形相对平坦,有布置地面厂址的地形条件。结合地形、地质条件,与下一级水电站工程正常蓄水位衔接的要求及发电引水洞布置,初选两个地面厂址方案(厂址一、厂址二)。结合发电洞沿线工程地质条件、同时考虑发电洞不设调压井为控制条件,在距发电洞进口1.0km左右的山体中拟定地下厂址方案(厂址三)。
对3个方案从地形、地质,工程布置,机电布置,施工,移民占地,运行管理、工程投资等方面进行综合比较如下。
(1)地形、地质方面分析。在地形条件方面,厂址一发电洞穿越洪沟时,受地形条件限制需采用明管方案过沟,而厂址二无上述问题。两地面厂址区地形条件相似,厂房和调压井所处的山体自然边坡稳定,厂址基础均为第四系堆积物,岩性为坡积块碎石土和冲积砂卵砾石。地下厂址(厂址三)区山体雄厚,基岩裸露,厂址处岩石属中硬~坚硬岩,可利用坝址下游冲沟布置交通、出线及通风洞出口。
(2)工程布置方面分析。厂址一发电洞穿越洪沟时,受地形条件限制需采用明管方案过沟,尾水为衔接天然河道需采用长尾水渠方案,因厂基覆盖层较厚,其基础处理工程量较大,就地面厂址工程布置而言厂址二相对较优。厂址三洞室埋深较大,其附属洞室布置接地面较困难,且厂址三位于发电洞首部,靠近库区,厂址上游侧需增设帷幕灌浆廊道,以减少厂房排水廊道的工作压力,因此厂址三工程量较大。
(3)机电布置方面分析。地面厂址和地下厂址主机及升压设备在均采用户内式的布置形式,但地下厂房受埋深条件限制,地面出线场距地下升压站较远,其高压电缆相对较长。
(4)施工方面分析。两地面厂址地形较开阔,便于施工布置,施工干扰相对较少。地下厂址洞室开挖量较大,洞室开挖、支护、混凝土浇筑相互制约,但地下厂址的施工可不受当地气候条件的影响,可全年度施工。
(5)移民占地方面分析。地下厂址仅在交通洞、出线洞、通风洞出口存在工程永久占地,移民占地较小,地面厂址占地相对较大,尤其地面厂址一位于村内,移民占地投资大。
(6)运行管理方面分析。地面厂址采光通风条件良好,但高边坡在运行期间存在威胁安全运行的问题,需对边坡采取必要的保护措施。地下厂址虽避开了高边坡的影响,但其采光、通风、防潮条件相对较差,运行管理费用高于地面厂址。
(7)工程投资分析。经工程投资分析,厂址二工程直接费最小。虽然厂址二和厂址三电量相同,但厂址二工程直接费比厂址三少3 933.72万元。
综合考虑以上因素,推荐厂址为地面厂址二。
3.3 厂区布置比较
根据主变场的布置,拟定主变布置在副厂房上游侧平台上(方案一),主变布置在副厂房内(方案二)进行比选(见表1)。
方案一厂区由主厂房、副厂房、开关站等组成。主厂房包括主机间和安装间两部分,安装间布置于主机间左侧;副厂房布置于主厂房上游侧与主厂房等长,副厂房包括二次副厂房、一次副厂房及户内升压站;4台220kV主变布置于副厂房上游侧开挖平台上,与发电机层同高,厂区在副厂房上游侧及尾水平台可形成环形通道,安装间下游侧布置回车平台衔接永久进厂路,尾水经尾水反坡及尾水渠投入下游河道。厂房永久边坡高度70m左右。
方案二是将主变布置于副厂房内,减少副厂房上游侧平台开挖宽度,边坡可顺基岩强分化下限开挖,进而减少边坡石方开挖量,其余布置与方案一基本相同。
对两厂区布置方案进行优缺点、投资比较后,认为方案二能减少边坡的石方开挖工程量,且主变布置在副厂房内,对设备后期安全运行有利,投资较主变布置户外减少430.35万元,因而推荐方案二,即主变布置于副厂房内的方案。
4 厂房布置概述
厂区由主厂房、副厂房、开关站等组成。主厂房包括主机间和安装间两部分,安装间布置于主机间左侧;副厂房布置于主厂房上游侧与主厂房等长,副厂房包括二次副厂房、一次副厂房及户内升压站;220kV主变布置于副厂房内,与发电机层同高,厂区在副厂房上游侧及尾水平台可形成环形通道,安装间下游侧布置回车平台衔接永久进厂路。尾水建筑物由尾水闸墩、尾水反坡及尾水整治段组成。尾水闸墩后接1∶4反坡段,反坡末端经尾水整治段接天然河道。厂区布置见图1。
4.1 主厂房布置
主机间内设4台175 MW水轮发电机组,考虑发电机组风罩尺寸、机组间设备布置及检修通道的要求,确定机组间距为20.5m,主机间长度为87.625m;由主机间上游侧布置蝶阀、油压装置、调速器等对空间的要求,确定主机间上游侧宽度为16.2m,主机间下游侧布置有中性点,考虑运行期通道及辅助设备的布置,确定主机间下游侧11.9m。
安装间面积为一台机组扩大性检修的需要面积,考虑安装间与主机间同宽,确定安装间长度为33.3 m。主厂房尺寸为120.975m×28.1m×56.2m。
根据一台机发电时相应电站尾水位为1 610.63m,水轮机吸出高度Hs=-10.3 m,确定机组安装高程为1 600.35 m。考虑蜗壳顶板厚及上部设备布置的需要,水轮机层高程为1 603.90m。根据水轮发电机组各控制高程,确定发电机层高程为1 614.50m,为便于机组安装及检修,确定厂内检修层高程为1 617.00m,安装间地坪高程同检修层高程。发电机层以上空间尺寸受吊车起吊高度控制,考虑起吊、检修需要确定轨顶高程为1 631.30m。考虑桥机正常运行对净空的需要,确定屋面梁底高程为1 638.10m。
4.2 副厂房及户内GIS开关站布置
副厂房按功能要求分为一次副厂房和二次副厂房。一次副厂房布置在主厂房上游侧;二次副厂房布置在主厂房安装间及一次副厂房右侧;一次副厂房与二次副厂房布置整体呈“L”型。厂房各建筑物布置见图2和图3。
一次副厂房共分为五层,地下二层,地上三层。为便于厂内设备运行管理副厂房主变场与主机间检修层同高程(1 617.00m)布置,开关站采用户内GIS设备,布置于主变场顶部。一次副厂房地下一层底板顶高程为1 607.85m,布置有断路器、厂变、配电设备等;地下二层高程为1 613.50m,布置有电缆等;地上分别为主变层、电缆通道层、GIS层、屋顶出线层。主变层高程为1 617.00 m,电缆通道层高程为1 624.65m,GIS层高程为1 627.65m,屋顶出线层高程为1 638.65m。一次副厂房主变层高程为1617.00m,布置有4台220kV主变压器、设备检修通道、10kV高压开关柜等;电缆通道层布置有电缆;GIS层布置有GIS开关设备;屋顶出线层主要布置有阻波器、电压互感器和避雷器、出线架等;一次副厂房尺寸为120.975m×16m×32.3m。
二次副厂房共分为三层,地下一层,地上二层。地下一层为电缆夹层,高程为1 613.50m;地上分别为中控层、办公层和屋顶层,中控层高程为1 617.00m,办公层高程为1 621.50m,屋顶层高程为1 624.65m;二次副厂房尺寸为44.3m×16m×12.05m。一次副厂房分为五层,地下二层;地上三层。地下一层布置断路器、厂变等,地上分别为GIS夹层、GIS层、屋顶出线层。GIS夹层高程为1 627.30 m,GIS层高程为1 630.90m,屋顶高程为1 641.90m。4台220kV主变布置在一次副厂房内,高程为1 617.30m,副厂房尺寸123.0m×16.0m×35.0m。
5 结语
通过上述厂址及厂区布置比选论证分析,得出以下结论。
(1)虽然电站厂房占工程总体投资比例小,但厂址选择及厂房布置对工程正常运行至关重要。本电站经多种方案比选后确定地面厂房方案,节省工程投资,方便运行管理,技术经济可靠。
(2)本电站采用户内GIS开关站布置,适用当地恶劣气候环境。
(3)本电站主变布置在副厂房内部,缩短了母线长度,降低电能损耗。上游侧平台仅满足交通通道要求,大大减少厂房上游侧边坡高度。
(4)本电站采用副厂房屋顶作为架空高压线出线场,建筑物布置紧凑,可有效减少厂房结构开挖工程量。
参考文献
[1]SL 266-2014,水电站厂房设计规范[S].
[2]新疆水利水电勘测设计研究院.新疆叶尔羌河阿尔塔什水利枢纽工程可行性研究报告[R].乌鲁木齐:新疆水利水电勘测设计研究院.
厂房布置 篇4
与传统燃煤发电机组相比, 燃气-蒸汽联合循环机组具有高效率、低投资、环保、建设周期短等显著优势[1]。近年来, 节约工程投资和降低工程造价发电厂建设的基本方针和趋势, 也是大多数业主的期盼。为了使建成后的联合循环机组主厂房占地最少、单位投资最省、建设速度最快, 主厂房方案至关重要[2]。燃气-蒸汽联合循环电厂的主厂房方案与主机型号、机组配置方式等关系密切。联合循环机组的主机设备有燃机及其发电机、余热锅炉、汽机及其发电机等, 由于燃机、汽机分别布置, 而且燃气轮机进气方式、燃气轮机与蒸汽轮机的相对位置不同, 所以主厂房存在较多的布置组合方式。
1 F级联合循环机组的应用概况
大型联合循环机组在我国应用广泛[3,4]。国内常见的大型燃气轮机为F级, 由于我国天然气价格较高, 为了使建成后的机组单位造价最低、热效率最高, 在外部条件允许的情况下, 通常选择应用更加先进的F级燃机。常见的F级参考技术性能见表1[5]。
燃机型号与供货商概况如表2所示。
2 联合循环机组主机岛布置
联合循环机组的主厂房布置需要考虑机组配置方式、燃机进气方式、发电机位置、汽轮机的排汽方向等因素。表3中所示为联合循环机组布置特点。
3 主厂房布置方案实例分析
注:GE和MHI的燃机均可以上进气, 但是由于下排汽的蒸汽轮机对整个单轴机组的轴系高度有要求, 会增加主厂房高度, 因此不推荐采用.
根据上述分析, 本文结合某2×400MW级F级联合循环机组的投标方案, 对联合循环机组的主厂房布置方案展开进一步讨论。
3.1 装机方案
某工程装机容量为2×400MW, 采用F级联合循环机组, 1+1多轴配置方案, 即每套联合循环机组由燃气轮发电机组、余热锅炉、蒸汽轮发电机组组成。该机组为供热联合循环机组, 承担采暖期向市区供应采暖热负荷的任务, 采暖热负荷缺口较大, 因此, 机组的选型原则之一为供热最大化。根据目前国内三家F级联合循环机组的供热情况 (如表4所示) , 所以燃机暂按照三菱M701F4展开讨论, 汽轮机配置SSS离合器, 在冬季时低压缸脱开实现供热最大化。
3.2 主厂房布置原则
联合循环机组的主厂房布置原则, 主要考虑以下方面[6]: (1) 功能区明确、设备布置紧凑、管道短捷, 建筑体积小, 施工周期短, 工程造价低; (2) 模块化设计、便于方案组合, 节约工程量、节约用地; (3) 电气、电子设备采用物理分散, 布置在负荷中心、节省电缆; (4) 合理压缩主厂房体积, 节省土建投资和管道、电缆费用, 节约用地; (5) 合理布置设备、流程顺畅, 便于运行维护; (6) 功能区明确、布置紧凑、检修合理。
综合上述布置原则, 本文结合多个联合循环电厂的设计和运行经验, 以不同的设计出发点, 分别着眼于紧凑布置和运行维护的便利性, 提出了两种主厂房的布置方案。
3.2.1 主厂房布置方案一
M701F4燃机房设置在汽机房两侧, 汽机房布置在中间, 均采用混凝土结构。燃气轮机上进气方式, 低位横向布置, 燃气轮机中心线标高4.8m, 蒸汽轮机横向布置。2套“一拖一”联合循环机组主厂房总长度128.4m。每个燃机房长度35m, 跨度33.5m, 由于燃气轮机为上进气, 考虑到进气装置的安装空间, 根据同类型机组设计经验, 燃机房天车轨顶标高定为18.6m, 考虑轨顶距离天车最高点2.4m, 天车距离屋架下弦预留0.5m, 所以燃机房屋架下弦标高约为21.5m。燃气轮机中心线标高4.8m, 检修场地设置在靠近B列侧。汽机房内, 2台蒸汽轮机在厂房内横向对称布置, 厂方内蒸汽轮机采用岛式布置。汽机房汽机房长度56m, 跨度38.5m, 汽机房起吊设施轨顶标高屋架下弦标高为23.5m。汽机房的柱距设置为4个12m、1个8m。汽机房分为三层, 即零米层、中间层和运转层。辅机楼布置于汽机房B列外, 长度32m, 跨度40m。辅机楼共三层, 分别为0m层、5m、10m。每个燃机房设置1台105/20t桥式起重机, 检修空间设置在靠近B列侧, 不考虑采用天车检修燃机发电机转子。在A列侧设发电机抽转子检修平台, 并在A列墙开设检修门。抽转子时, 先利用燃机发电机专用检修工具将发电机转子移置发电机检修平台, 再利用临时吊车通过A列墙的检修孔, 将转子移出厂房外临时平台进行检修。
蒸汽轮机房设置1台50/20t的桥式起重机, 用于检修蒸汽轮机及其发电机、润滑油泵、凝结水泵、旁路装置和高中低压主汽阀。检修场地位于蒸汽轮机房两台机之间, 两台蒸汽轮机共用一个检修场地。
3.2.2 主厂房布置方案二
M701F4燃机房设置在汽机房两侧, 燃气轮机下进气, 高位横向布置, 蒸汽轮机横向布置, 燃气轮机中心线标高13.76m。2套“一拖一”联合循环机组主厂房主厂房跨度为40m, , 总长度137.4m。主厂房为联合厂房, 中间层和运转层标高分别为6.3m、12.6m, 燃机房和汽机房形成联合厂房, 运转层为大平台。
燃气轮发电机组采用轴向下部进气、轴向排气、高位布置, 燃气轮机中心线标高13.76m, 蒸汽轮发电机组采用下排汽。燃机房长79m, 汽机房长56m, 其中检修跨为8m, 燃机房和汽机房伸缩缝1.2m, 屋架下弦标高27.6m。
检修维护方面, 由于燃机房和汽机房的跨度和轨顶标高实现了统一。因此, 在联合厂房内可以只设置一台公用105/20t的行车。
3.3 主厂房方案特点分析
根据上述分析, 针对M701F4燃机1+1配置的联合循环机组形成了两种布置方案:方案一的优点为布置紧凑, 为降低工程投资和缩短施工周期奠定基础, 缺点是各厂房之间的连通性较差, 为检修维护带来一定的不便;方案二的优点则体现在检修维护方便, 运转层大平台, 视野宽阔, 而且利于机组扩建, 缺点是联合厂房的尺寸需兼顾燃机和汽机, 在一定程度上增大了主厂房体积, 可能会增加一部分投资。
现分别将两种方案的指标列出, 如表5所示。
注:主厂房体积包括燃机房、汽机房、辅机楼部分.
4 结论及建议
(1) 本文汇总了主要E级和F级燃气轮机的参考性能指标, 由于天然气价格较高, 在外部条件落实的情况下, 应尽量选择大容量、高效率的F级燃气轮机; (2) 燃气轮机主厂房的布置方式与燃气轮机的型号、进气方式、机组配置形式等方面有关, 需要针对不同工程的实际情况进行分析; (3) 本文结合某工程F级联合循环机组工程的投标方案, 针对M701F4燃气轮机进气方式灵活的特点, 从不同的设计角度出发, 提出了两种不同侧重点的主厂房布置方案, 并分析了两种方案的主要特点; (4) 本文列出了两种方案的主要数据, 由于两种方案的侧重点不同, 因此表中所列数据直接对比并无实际意义, 仅供了解方案特点和同类型机组在选择方案时作为参考。
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厂房布置 篇5
本文论述的生物质发电厂主要采用速生林木为发电燃料, 其30 MW的发电容量也是国内在建生物质发电项目中的最大级别。发电厂的主厂房是整个电厂核心工艺流程的所在地, 有别于传统的燃煤发电厂, 生物质发电厂的主厂房布置有其自身的特点, 同时, 针对这些特点的布置优化也大有潜力可挖。 本文从该生物质发电厂的主机选型出发, 阐述了其主厂房布置的特点, 并提出了若干布置优化方案。
1工程概述
本工程位于拥有丰富农业与林业资源的贵州某县。电厂规划容量为1 ×30 MW。电厂以速生能源林、秸秆等为燃料, 发电厂年运行小时数为7 500 h, 年消耗林木、秸秆等各种燃料约15万t。发电厂出线电压为110 kV, 直接并入当地电网。汽轮机为抽凝式机组, 可向附近企业提供最大可达70 t/h的蒸汽。同时, 电厂灰渣提供给附近钾肥厂进行综合利用, 从而形成生物质- 电- 热- 化工循环经济产业链, 属国家发改委令第40号《产业结构调整指导目录 ( 2005年本) 》中鼓励项目, 并符合《国务院关于加快发展循环经济的若干意见 ( 国发[2005]22号) 》的要求。
2主机参数
2. 1锅炉
锅炉采用国产循环流化床锅炉, 针对工程所在地区的生物质燃料特性进行了燃烧优化设计。其结构型式为: 单炉膛、单汽包、平衡通风、钢架双排柱悬吊式结构［3］。该锅炉采用前墙给料, 共布置4个给料口。采用床下启动点火方式, 床下布置两只油枪。 锅炉在B - MCR工况下的参数如表1。
2. 2汽轮机
汽轮机采用技术成熟的西门子SST -400型汽机, 该汽机为超高压参数, 为国内现阶段生物质电厂的最高级别参数。汽机热力系统共5级抽汽回热, 包括2级低加用抽汽、1级除氧器用抽汽和2级高加用抽汽。汽轮机结构型式单缸、单轴、轴向排汽。 汽轮机主要技术参数如表2。
2. 3发电机
发电机采用配套的西门子SGEN5型发电机, 其结构型式为: 空气内冷, 星型连接, 4极三相同步。 由于汽机转速为5 500 r/min, 故发电机与汽轮机采用齿轮变速箱连接。
3主厂房布置特点
主厂房布置遵循如下主要原则: 布局合理、工艺流程顺畅、采用的建筑标准适中, 检修设施和场地完备, 为电厂的安全运行、操作、维护提供良好的工作环境。
该工程中主厂房采用平行布置方案, 布置顺序依次为汽机房—除氧间—锅炉间。扩建端为向右扩建 ( 从汽机房向锅炉房看) 。主厂房采用不等柱距, 除扩建端一档为6 m柱距外, 其余4档均采用8 m柱距。
3. 1汽机房的布置特点
汽轮发电机组 ( 包括减速器) 采用低位零米层布置, 整个汽机房设轻质汽机房罩壳。汽机房长度占4档共30 m, 宽度占1跨共13 m, 机组中心距B列柱6. 5 m。凝汽器布置在固定端, 发电机布置在扩建端。凝汽器为卧式布置, 凝汽器抽管方向朝A列柱。各抽汽管道从汽机顶部或底部引出, 垂直于汽机轴线方向布置至除氧间。凝结水泵、射汽抽气器布置在凝汽器左侧, 其中凝泵坑与凝汽器坑连通为一体, 在坑内设有集水井和排污泵。
3. 2除氧间的布置特点
除氧间采用钢筋混凝土结构, 跨距为8 m, 分设0 m层、3. 5 m层、8 m层和15 m层。除氧间0 m层布置有2 ×50%容量的电动给水泵以及两台立式高压加热器。3. 5 m层为占两档的钢平台结构, 其上布置有#2卧式低压加热器。8 m层为运转层, 布置有机炉电集中控制室、电子设备间, 同时在集控室的一侧布置有辅助蒸汽母管和#1低压加热器。8 m层还设有连接除氧间和锅炉间的廊桥。15 m层布置一体化除氧器和连续排污扩容器。除氧间屋面标高为23. 5 m。
在除氧间的固定端, 还设有辅助车间, 包括电气配电间、化学取样间、空压机房、燃油泵房等。
3. 3锅炉间的布置特点
锅炉钢架尺寸深度方向 ( K0 ~ K5) 为32. 30 m, 宽度方向 ( B0 ~ B13. 2) 为13. 20 m, 锅炉炉顶大板梁标高41. 10 m。锅炉房零米层布置有两台冷渣器、两台高压流化风机、定期排污扩容器等设备。锅炉K1排柱前布置K0排, 该跨作为炉前给料系统的布置区域, 输料皮带从炉前进入锅炉给料系统。
锅炉炉后依次布置一/二次风机、布袋除尘器、 引风机、烟囱。烟囱布置在锅炉中心线的右侧 ( 从炉前看) , 烟囱为80 m高、出口内径为2. 5 m的砖内筒烟囱。
3. 4检修起吊设施
汽轮机基座四周设有通道, 本体上需要巡查的设备或部件 ( 如润滑油站、轴封阀门站等) 特设有钢平台和扶梯。
汽机房不设固定起吊设施, 设备安装和检修均采用移动式起吊设备。在罩壳上事先预留有检修孔, 在机组检修时先拆除相应部位的罩壳, 利用移动式起吊设备将部件吊出, 移至端部检修场地。
除氧间靠近B排侧留有贯通的运行维护通道。 8 m运转层留有检修起吊孔, 在除氧间15 m层楼板底设置单轨吊, 以便立式高加的检修起吊。在除氧间8 m层楼板底、电动给水泵组上方设有单轨吊以便泵组的检修。
主厂房内另配置一台电动液压升降移动平台, 以便对布置在高位而又未设固定式平台的阀门、管件等进行维护。
一次风机、二次风机、高压流化风机和引风机上方设置电动检修起吊装置, 另外, 锅炉房内设置一台从0 m提升至炉顶平台的、起吊重量为1 t的电动单轨吊。
3. 5总体布置尺寸
主厂房总体布置尺寸一览如表4。
4主厂房布置优化
4. 1单位发电容量占地面积优化
目前, 我国在建的生物质发电厂一般采用已基本成熟的直燃发电技术, 单位投资也较合理。根据 《电力工程项目建设用地指标 ( 2009版) 》, 1 × 25 MW生物质发电厂主厂房区建设用地单项用地面积不大于1 hm2, 主厂房纵向尺寸为43 m［4］。
但本项目通过合理组织工艺流程, 优化设备布置。作为30 MW级发电容量, 主厂房区建设面积仅0. 98 hm2, 单位发电量主厂房占地指标为0. 033 m2/ kW。
为了充分利用空间, 减少除氧间厂房容积与跨度, 取消常规方式的加热器纵列布置而采用集中布置, 使得主厂房纵向跨度仅为38. 5 m。
4. 2加热器布置优化
加热器分层集中布置在除氧间4 ~6档内, 高低压加热器布置靠近除氧间C列柱并靠近扩建端, 主要巡检通道布置在B列。这种布置方式, 可使凝结水管道、加热器疏水管道以及抽汽管道布置有序, 连接简洁紧凑, 有效节省管材。
另外, 高压加热器采用小型发电机组常用的立式管壳加热器, 能有效节约占地面积。为方便疏水, #1号低加加热器直接置于3. 5 m钢平台层。该钢平台恰好和两台立式高加的检修平台整合, 使得3. 5 m平台下方可腾出充足的检修面积。
4. 3汽机低位布置优化
机组采用轴向排汽为机组低位布置的有利条件, 此时凝汽器无需布置在汽缸下方而是布置在汽缸侧方。为避免汽轮机进水, 轴向排汽对凝汽器水位以及汽机防进水措施要求十分严格, 鉴于西门子汽轮机的高可靠率, 此种布置方法不会给汽轮机带来风险。同时取消常规设计的汽机房框架结构设计, 汽轮发电机组布置在可拆卸的防护罩内, 此举可节约大量的土建成本。防护罩内不设行车, 汽轮机的检修考虑采用汽车吊, 此举也能有效地降低投资费用。
4. 4料仓间的优化
本工程取消了常规的料仓间, 而采用炉前之间上料的方式。如布置常规的料仓间, 则料仓间D排柱与锅炉首排间距一般为7 m, 用作炉前通道［5］。 这样将大大增加螺旋给料机距离, 造成运行功耗增大。
4. 5检修通道的布置优化
汽机房、除氧间和锅炉间3个模块之间互设通道, 满足结构设计要求并且方便巡检。
除氧间0 m层除靠近B列有贯穿整个厂房的巡检通道外, 还在靠近C列有另外一条检修通道, 方便加热器及给水泵组的就地检修。除氧间8 m运转层设有通往锅炉间给料机的廊桥, 方便运行人员直接从集控室行走至给料机处查看运行情况。
5总述
本工程主厂房采用汽机房、除氧间和锅炉间三顺列布置模式［6］, 与常规燃煤机组的四列式布置模式相比, 汽机房采用低位布置, 同时取消常规的料仓间, 是一种较为理想的布置方式。
生物质能发电适应我国的迫切需要, 是解决能源出路的最好途径之一。生物质发电厂的设计和建设在国内处于起步阶段, 本文从工程设计角度出发, 对30 MW级的生物质电厂主厂房布置特点及优化方案做了归纳, 希望今后能对该类项目的优化设计提供有益的参考。
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