大型循環(huán)流化床電站主廠房布置優(yōu)化設(shè)計探討

   摘要國內(nèi)大型循環(huán)流化床電站的主廠房布置在設(shè)計中存在套用傳統(tǒng)布置模式而優(yōu)化創(chuàng)新不夠的問題，造成了不必要的浪費。本文結(jié)合某600MW循環(huán)流化床電站采用二爐一機熱力系統(tǒng)，提出了一種優(yōu)化的主廠房布置方案，并與國內(nèi)典型布置方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，探討主廠房布置的優(yōu)化設(shè)計的可行性。

1 概述

對于煤矸石、劣質(zhì)煤等低熱值煤發(fā)電廠，普遍采用的清潔燃燒技術(shù)是高效、低污染的循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)。當(dāng)前，國內(nèi)循環(huán)流化床電站穩(wěn)定運行的最大單爐容量是300MW等級循環(huán)流化床鍋爐，世界上成熟投運地最大單爐容量是波蘭PKE Lagisza 460MW等級循環(huán)流化床鍋爐。

按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50660-2011《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》，對純凝式汽輪機應(yīng)采用一爐一機的單元制熱力系統(tǒng)，因此國內(nèi)大型循環(huán)流化床電站均采用的是一爐一機的配置，中間再熱的二爐一機熱力系統(tǒng)的大型循環(huán)流化床電站在國內(nèi)低熱值煤發(fā)電廠是沒有運行業(yè)績，在國外的低熱值煤發(fā)電廠投運業(yè)績很少，如越南錦普2×340MW電廠采用二爐一機熱力系統(tǒng)。

越南電廠2×600MW循環(huán)流化床電站，采用的是2臺1010t/h循環(huán)流化床鍋爐配1臺600MW亞臨界純凝式汽輪機發(fā)電機，煤質(zhì)采用低熱值的無煙煤，二爐一機熱力系統(tǒng)。大型循環(huán)流化床電站采用二爐一機熱力系統(tǒng)，不僅可以增加循環(huán)流化床電站裝機容量，同時也加大了對煤矸石、劣質(zhì)煤等低熱值煤的處理能力。

主廠房是電廠重要建筑物，主廠房布置優(yōu)化是進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化的重點，本文將結(jié)合越南海陽2×600MW循環(huán)流化床電站采用二爐一機熱力系統(tǒng)的主廠房布置優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行探討。

2 主廠房的傳統(tǒng)布置

國內(nèi)2×600MW級別的火力發(fā)電廠的主廠房布置常規(guī)采用的是汽機房t/h除氧間t/h煤倉間t/h鍋爐房四列式布置，一爐一機熱力系統(tǒng)，具體如下：

(1)汽機房布置：汽機房跨度30.6m，柱距10m，汽機房共17個柱距，汽機房總長度為170m，其中有1個柱距布置公用檢修場地。汽輪機采用縱向布置，向下排汽，汽輪發(fā)電機高位布置。汽機房分三層布置，底層布置凝結(jié)水泵及坑、真空泵、主機油系統(tǒng)、膠球清洗裝置、閉冷器、開式水泵、閉式水泵、凝補水泵、濾水器及其他輔助設(shè)備，低壓廠用配電裝置，汽機檢修場地;6.9m為汽機房中間層，主要布置管道及旁路裝置，高壓廠用配電裝置;13.7m為汽機房運轉(zhuǎn)層，采用大平臺結(jié)構(gòu)，主要布置汽輪發(fā)電機和給水泵汽輪機。汽輪發(fā)電機中心線距A排柱15.3m，汽機房行車軌頂標(biāo)高26.4m，屋架下弦標(biāo)高28.9m。

(2)除氧間布置：除氧間跨度為9.5m。除氧間分四層布置，底層布置電動給水泵組及汽泵前置泵;6.9m為除氧間中間層，布置5號低加和6號低加;13.7m為除氧間運轉(zhuǎn)層，布置了1號高加、2號高加和3號高加;26m為除氧層，布置了除氧器、連續(xù)排污擴容器和閉式冷卻水膨脹水箱，屋頂標(biāo)高38m。

(3)煤倉間布置：煤倉間跨度為12m。底層布置有電纜夾層;13.7m層與除氧間13.7m共同布置控制室、電子設(shè)備間和工程師;在控制室上層布置有給煤機和給料機;在煤倉頂部布置有輸煤皮帶。

(4)鍋爐房和集控樓布置：爐前通道跨度為6.3m，一臺汽輪發(fā)電機對應(yīng)一臺鍋爐布置;單獨的集控樓布置在兩爐間且伸入除氧間和煤倉間，二爐二機一控，集控樓容積10000m3，不計占用除氧間和煤倉間的容積。

3 主廠房布置的優(yōu)化設(shè)計

3.1 主廠房優(yōu)化措施

本項目2×600MW循環(huán)流化床電站采用二爐一機的熱力系統(tǒng)，其主廠房優(yōu)化設(shè)備及四大管道布置，具體措施如下：

(1)根據(jù)系統(tǒng)的功能要求合理布置設(shè)備，并按照工藝要求和環(huán)境條件，盡可能露天布置，以縮短汽機房的跨度，如閉冷器、凝補水泵和濾水器移至A排外露天布置，可縮短汽機房的跨度1.6m。

(2)采用新型技術(shù)的行車，降低汽機房的高度;采用無頭式除氧器，根據(jù)給水泵廠合理地確定前置泵必須汽蝕余量，進(jìn)行給水泵瞬態(tài)計算，有效地降低除氧器標(biāo)高。

(3)取消單獨的除氧間。主廠房采用三列式布置汽機房-煤倉間-鍋爐房，根據(jù)二爐一機的布置特殊性，除氧器單獨布置于煤倉間外側(cè)及兩座鍋爐房之間爐前通道的正上方;優(yōu)化四大管道布置。

(4)取消單獨的集控樓。為使兩臺鍋爐流量分配均勻，汽輪機凝汽器中心線位于兩臺鍋爐中心附近，兩臺汽輪發(fā)電機組間的間距比常規(guī)大，集控樓可完整布置在汽機房和煤倉間內(nèi)的兩機之間。四爐二機的電氣、電子設(shè)備采用物理分散布置，布置在負(fù)荷中心、節(jié)省電纜。