高振寶，楊俊波，張樂川，胡訓(xùn)棟，李臨

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟(jì)南 250013)

1 汽輪機(jī)房布置方案

國內(nèi)600 MW級火力發(fā)電機(jī)組主廠房多采用四列式布置，即汽輪機(jī)房、除氧間、煤倉間、鍋爐房順序布置。隨著投資方對縮小主廠房體積、降低工程造價的要求越來越迫切，多個工程采取了取消除氧間、減小汽輪機(jī)房跨度和長度等措施。結(jié)合近期國內(nèi)工程設(shè)計經(jīng)驗，600MW級機(jī)組汽輪機(jī)房的布置主要有如下方案:

(1)A方案。除氧器布置于除氧間，減小汽輪機(jī)房跨度和長度。

(2)B方案。除氧器布置于A排外。

(3)C方案。除氧器布置于側(cè)煤倉間與鍋爐之間搭接的平臺上或煤倉間。

(4)D方案。取消除氧間，除氧器布置于汽輪機(jī)房運轉(zhuǎn)層。

上述方案主廠房容積指標(biāo)較先進(jìn)，在已投產(chǎn)的工程中均有采用，下面對這些布置方案的技術(shù)特點、經(jīng)濟(jì)性和適用性進(jìn)行分析，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗提出推薦意見。

2 各方案技術(shù)特點

2.1 A方案的技術(shù)特點

該方案參考了廣西防城港電廠一期工程，其除氧間分4層:0 m 層、中間層(6.9 m)、運轉(zhuǎn)層(13.7 m)和除氧器層(常規(guī)為26.0 m，可以降至24.0 m)。除氧器及水箱、閉式循環(huán)水膨脹水箱布置在除氧器層上;運轉(zhuǎn)層主要布置#1，#2，#3高壓加熱器;中間層布置#5，#6低壓加熱器、輔助蒸汽聯(lián)箱和汽水管道;除氧間底層布置汽動給水泵前置泵、電動給水泵組及其冷油器和凝結(jié)水輸送泵等。

除氧間跨距需根據(jù)工程實際情況確定。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，推薦10.0 m跨距，如減少至9.0 m，則中間層管道布置較緊張;對于鋼結(jié)構(gòu)，推薦10.5 m跨距。

此方案的汽輪機(jī)房分3層:0 m層、中間層(6.9 m)和運轉(zhuǎn)層(13.7 m)。通常情況下，汽輪機(jī)房跨度為30.6 m，汽輪機(jī)房縱向長度為171.5 m(可以視機(jī)組布置情況優(yōu)化至151.5 m)。

汽輪機(jī)房0 m層。機(jī)頭部分主要布置有主油箱、潤滑油冷卻器、凈化裝置、潤滑油輸送泵、頂軸油泵、EH供油裝置及機(jī)械真空泵組等;發(fā)電機(jī)端布置有凝汽器膠球清洗設(shè)備、凝結(jié)水泵、開式循環(huán)冷卻水泵、開式水電動濾水器、閉式冷卻水泵、閉式冷卻水熱交換器、發(fā)電機(jī)密封油裝置、定子冷卻水裝置及氫氣干燥器等;中部布置有凝汽器，凝汽器抽管方向朝A列柱。

汽輪機(jī)房中間層。主要布置管道，另外布置軸封冷卻器及軸封風(fēng)機(jī)、高壓旁路裝置、低壓旁路裝置、勵磁整流小間、發(fā)電機(jī)封閉母線和PT柜、6 kV配電裝置等設(shè)備。#7，#8低壓加熱器布置在凝汽器喉部，其抽芯方向朝向A列柱。

汽輪機(jī)運轉(zhuǎn)層采用大甲板平臺結(jié)構(gòu)，汽輪發(fā)電機(jī)組縱向順列布置，汽輪發(fā)電機(jī)組中心線距A排柱13.0 m，汽動給水泵布置在運轉(zhuǎn)層上。兩機(jī)之間0 m層設(shè)置一檢修場地。

2.2 B方案的技術(shù)特點

此方案參考了大唐桂冠合山2×600 MW級機(jī)組工程，在A排外設(shè)除氧器平臺，每臺機(jī)組長約46.0 m，跨度為7.5 m。運轉(zhuǎn)層布置除氧器，中間層(6.9 m)布置2臺低壓加熱器，0 m層布置2臺汽動給水前置泵。

除氧器的低位布置雖然在我國已有不少運行業(yè)績，但在工程設(shè)計時必須進(jìn)行除氧器暫態(tài)計算，保證汽輪機(jī)甩負(fù)荷時給水泵不發(fā)生氣蝕。

汽輪機(jī)房跨度為31.0 m，總長151.2 m。汽輪機(jī)房分3層:0 m層、中間夾層(6.9 m)和運轉(zhuǎn)層(13.7 m)。

運轉(zhuǎn)層為大平臺結(jié)構(gòu)，布置有汽輪發(fā)電機(jī)組、給水泵、給水泵汽輪機(jī)及其集裝油箱、3臺高壓加熱器和低壓旁路裝置。汽輪發(fā)電機(jī)中心線偏向B排，距B排15.0 m。給水泵汽輪機(jī)靠A列布置，使主蒸汽、再熱蒸汽等管道材料用量減少，但主給水管道材料量增加。

中間6.9 m層主要是管道層，布置的設(shè)備有汽封加熱器、發(fā)電機(jī)引出的封閉母線、6 kV工作段配電室以及勵磁設(shè)備等，#5，#6低壓加熱器順列布置在A排外。凝汽器喉部的#7，#8低壓加熱器抽芯向B排柱抽出。

底層布置凝汽器，抽管方向朝A排柱。在汽輪機(jī)頭部方向布置有潤滑油凈化裝置、冷油器、集裝油箱、頂軸油裝置、抗燃油裝置和汽輪機(jī)380 V配電室。在發(fā)電機(jī)側(cè)面布置有凝結(jié)水泵、開式循環(huán)泵、閉式水熱交換器、閉式水循環(huán)泵、發(fā)電機(jī)定子冷卻水裝置、凝結(jié)水精處理裝置和開式水濾水器。發(fā)電機(jī)下方布置有發(fā)電機(jī)氫氣控制站、密封油供油裝置。在凝汽器前水室左右兩側(cè)布置2臺真空泵。在2臺機(jī)組之間設(shè)置約180 m2的公用檢修場地。

在A排柱側(cè)從固定端往擴(kuò)建端設(shè)一個通長的檢修、巡檢通道。

2.3 C方案的技術(shù)特點

此方案參考了華能日照電廠二期工程，不設(shè)除氧間，除氧器布置在爐架與煤倉間框架之間的連接平臺上，也可布置于前煤倉間。但由于除氧器暫態(tài)計算不僅與除氧器的布置高度有關(guān)，也與低壓給水管道中的蓄水量有關(guān)，所以，此方案在工程設(shè)計時也必須進(jìn)行除氧器暫態(tài)計算。

此方案在A排外設(shè)毗屋，長度為20.0 m，跨度為5.0 m。毗屋運轉(zhuǎn)層布置低壓旁路，中間層主要為管道層，底層為循環(huán)水管坑。

汽輪機(jī)房跨度為30.0 m，總長為151.2 m。汽輪機(jī)房分3層:0 m層、中間夾層(6.9 m)和運轉(zhuǎn)層(13.7 m)。

運轉(zhuǎn)層為大平臺結(jié)構(gòu)，布置有汽輪發(fā)電機(jī)組、給水泵汽輪機(jī)及其集裝油箱、3臺高壓加熱器和低壓旁路裝置。汽輪發(fā)電機(jī)縱向布置，機(jī)組中心線距A排10.0 m。

中間6.9 m層主要是管道層，布置的設(shè)備有低壓加熱器(2臺)、汽封加熱器及發(fā)電機(jī)定子冷卻水裝置。凝汽器喉部的#7，#8低壓加熱器抽芯向A列柱抽出。

底層布置凝汽器，抽管方向朝A排柱。在發(fā)電機(jī)側(cè)面布置凝結(jié)水泵、380 V廠用配電裝置、勵磁設(shè)備、閉式水熱交換器、發(fā)電機(jī)氫氣控制站、密封油供油裝置、機(jī)械式真空泵;B排柱布置有汽動給水泵前置泵、凝結(jié)水精處理裝置、閉式冷卻水泵;在汽輪機(jī)頭部布置有汽輪機(jī)潤滑油凈化裝置、潤滑油輸送泵、集裝油箱、冷油器、電氣蓄電池和直流屏室。

靠B排柱側(cè)設(shè)一通長的檢修、巡檢通道。

2.4 D方案的技術(shù)特點

此方案參考了寧夏鴛鴦湖電廠一期工程，也不設(shè)除氧間，除氧器布置在汽輪機(jī)房運轉(zhuǎn)層。

由于除氧器和高壓加熱器均布置在汽輪機(jī)房，所以汽輪機(jī)房跨度需增加，一般需34.0 m，縱向長度可為151.5 m，也可結(jié)合煤倉間的布置定為171.5 m。汽輪機(jī)房分3層:0 m層、中間夾層(6.9 m)和運轉(zhuǎn)層(13.7 m)。

運轉(zhuǎn)層為大平臺結(jié)構(gòu)，汽輪發(fā)電機(jī)縱向布置，機(jī)組中心線距A排14.0 m。從A列向B列依次布置低壓加熱器、汽輪發(fā)電機(jī)組、低壓旁路裝置、除氧器、#3高壓加熱器以及閉式膨脹水箱。

中間6.9 m層主要是管道層，布置的設(shè)備有汽封加熱器、高壓加熱器(2臺)、高壓旁路裝置以及發(fā)電機(jī)引出的封閉母線。機(jī)尾發(fā)電機(jī)側(cè)為10 kV工作段配電室、勵磁設(shè)備;機(jī)頭布置汽輪機(jī)電子間、空調(diào)機(jī)房及凝結(jié)水泵變頻器室。

汽輪機(jī)房底層布置凝汽器。在機(jī)頭方向布置化學(xué)凝結(jié)水精處理裝置和開式循環(huán)冷卻水電動濾水器、潤滑油凈化裝置、主油箱潤滑油輸送泵、集裝油箱、冷油器、抗燃油裝置、閉式換熱器、閉式水泵、頂軸油裝置、凝結(jié)水泵和真空泵等設(shè)備。發(fā)電機(jī)下方布置有發(fā)電機(jī)氫氣控制站、氫氣干燥器、氫氣匯流排、CO2匯流排、發(fā)電機(jī)密封油供油裝置及定子冷卻水裝置。

兩機(jī)之間設(shè)公用檢修場地。

3 各方案布置特征數(shù)據(jù)

各方案主廠房布置特征數(shù)據(jù)見表1，各方案汽輪機(jī)房布置主要指標(biāo)見表2。

4 各方案的優(yōu)、缺點

各方案的優(yōu)、缺點對比見表3。

表2 各方案汽輪機(jī)房布置主要指標(biāo)

表3 各方案優(yōu)、缺點比較

5 結(jié)束語

通過采取取消除氧間和減少汽輪機(jī)房跨度等措施，可減少主廠房容積和管道長度，以達(dá)到節(jié)約投資之目的。上述幾個方案各具特色，代表了近期國內(nèi)電廠工程主廠房設(shè)計的思想。

工程設(shè)計汽輪機(jī)房布置方案的選擇應(yīng)結(jié)合總平面的布置、工程所在地區(qū)、節(jié)約投資要求、設(shè)備訂貨等情況確定。A方案在工程中應(yīng)用較多，檢修、運行較方便，缺陷是電動給水泵電動機(jī)起吊高度不夠。汽輪機(jī)房跨度可以優(yōu)化至29.0 m，但需在A列外設(shè)小間布置低壓旁路和循環(huán)水蝶閥檢修軌道。某工程將跨度改為28.0 m，實施過程中發(fā)現(xiàn)A列和給水泵汽輪機(jī)處管道布置緊張。B方案適用于除氧器可以露天布置的地區(qū)，如除氧器需封閉，會影響汽輪機(jī)房的采光。設(shè)計時需注意要規(guī)劃好#7，#8低壓加熱器的拆卸、運輸空間。C方案配合側(cè)煤倉布置，投資節(jié)省較多，但靠B列和A列均布置主廠房容積縮小的同時也帶來了設(shè)備管道布置緊張、通行檢修空間減少等不利影響，而且由于廠房容積縮小，單位容積內(nèi)散熱量加大，噪聲強(qiáng)度也加大，影響了運行、檢修的環(huán)境。所以，減少主廠房容積要把握好“度”，以保證“節(jié)省投資”和“以人為本”思想的統(tǒng)一。

［1］楊旭中，于長友，康慧.電力設(shè)計專業(yè)工程師手冊 火力發(fā)電廠部分(機(jī)務(wù)篇)［M］.北京:中國電力出版社，2011.