華能海門電廠總平面布置優(yōu)化

肖煥輝

(廣東省電力設(shè)計研究院，廣州市 510670)

0 引言

華能海門電廠一期1、2號機組是南方電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)首批1 000 MW級超超臨界機組，采用海水脫硫，脫硫、脫硝設(shè)備與主機同步建設(shè)、同步投運。機組三大主機及其配套輔機采用東方電氣集團公司的產(chǎn)品，電廠燃煤完全采用海運，冷卻系統(tǒng)采用海水一次循環(huán)冷卻［1-4］。

電廠位于廣東省汕頭市潮陽區(qū)海門鎮(zhèn)，距潮陽區(qū)約8 km，距汕頭市約23 km，廠址總規(guī)劃容量為6×1 000 MW超超臨界燃煤機組。廠址位于海邊，用地一半是陸域一半是填海成地，其中陸域居中臺地標高5～20 m，臨海沙灘長約1 km，寬約50 m，5 m水深線(當?shù)乩碚摵Ｆ矫婊鶞示€以下)平行海邊約250 m，10 m水深線最近處約860 m，廠址百年一遇設(shè)計高潮位3.70 m，200年一遇設(shè)計高潮位4.13 m。廠址全年主導風向為北風和東北風，全年最大浪向為SSW，次最大浪向為SE，常浪向為SE，次常浪向為ESE。

1 廠址總體規(guī)劃

(1)碼頭。碼頭區(qū)位于廠區(qū)東南面海域，順岸布置。電廠最終建設(shè)1個5×104t、2個10×104t級煤碼頭，泊位兼靠15×104t級船舶的運煤專用碼頭; 3 000 t級綜合碼頭布置在煤碼頭的西南端，與煤碼頭泊位相垂直。

(2)防波堤。采用雙環(huán)抱式防波堤，設(shè)在碼頭的東北面和南面。

(3)進廠道路。進廠道路從廠區(qū)西北面海門至河浦的磊海路引出，接到廠區(qū)的北面，全長約3.5 km。

(4)水源。1、2號機組所需淡水補充水由汕頭市自來水總公司供給，沿進廠道路敷設(shè)。冷卻水采用海水，直流循環(huán)。

(5)電氣出線。采用500 kV電氣配電裝置復合組合電器(hybrid gas insulated switchgear，HGIS)，向西北出線2回，接入500 kV潮南變電站。

(6)貯灰場。海邊灰場總占地約35.0 hm2，總?cè)莘e3.61×106m3(填至標高4.8 m計)。

(7)廠區(qū)防、排洪。按電廠規(guī)劃容量考慮，廠區(qū)場地設(shè)計標高需滿足兩百年一遇高潮位的安全要求。兩百年一遇的高潮位為4.13 m，廠區(qū)場地標高定為4.80 m，護岸的標高6.0～9.0 m。同時，在廠區(qū)東、北、西3面均有山洪的影響，利用原有自然排水體系，并結(jié)合循環(huán)水排水明渠綜合考慮。

(8)生活福利區(qū)。電廠生活區(qū)設(shè)在汕頭市區(qū)內(nèi)，距離廠區(qū)約23 km。

2 廠區(qū)總平面布置

廠區(qū)總平面布置如圖1所示。

圖1 海門電廠鳥瞰圖Fig.1Aerial view of Haimen powe plant

(1)主廠房。汽機房朝向西偏北，固定端東北向，向西南方向擴建。汽輪發(fā)電機組縱向靠A列布置，給水泵汽輪機運行層縱向靠B列布置，單列高加，設(shè)除氧間;鍋爐順列布置，并在爐架內(nèi)布置脫硝位置。煤倉間爐側(cè)布置，電除塵器進口煙道框架下布置空壓機、配電室、機組排水槽、高效濃縮機等，組成1、2號聯(lián)合車間;引風機縱向布置。主廠房每2臺機組為1個單元，2臺機組汽機房長度208.4 m，A排至煙囪中心183.06 m。

(2)輸煤系統(tǒng)。貯煤場位于廠區(qū)東南面，采用露天煤場，2臺機組共用一大二小3個煤場。貯煤量可滿足2臺機組20天燃煤量。煤場的位置處于廠區(qū)的東南面，對廠區(qū)環(huán)境比較有利;同時，為了減少煤場揚塵對廠區(qū)環(huán)境的影響，在煤場周圍設(shè)置防風抑塵網(wǎng)。煤場至碎煤機室間采用常規(guī)帶式輸送機，碎煤機室后采用管狀帶式輸送機，從1～2號機組中間穿過煙囪至煤倉間。

(3)循環(huán)冷卻水。取水口位于廠區(qū)東南面煤碼頭港池內(nèi)，通過引水明渠引至主廠房A排外側(cè)循環(huán)水泵房處，依靠壓力水管送入汽機房;溫排水通過暗管進入虹吸井后送往脫硫島，經(jīng)過吸收塔和曝氣池后由排水明渠經(jīng)龍頭山西面山腳向南，排入廠區(qū)東面海域。排水明渠和引水明渠共用段均按6×1 000 MW 1次建成。

(4)配電裝置模塊及出線走廊。配電裝置采用500 kV HGIS，主變?yōu)?臺單相變壓器，位于主廠房A排外至引水明渠之間。按6臺機組規(guī)劃，分期建設(shè)，1～6號機組全部采用架空進線;出線向西北跨越引水明渠后經(jīng)白虎山送出。

(5)集控樓。集控樓布置在2～3號機組主廠房之間，四機一控。

(6)生產(chǎn)管理中心。生產(chǎn)管理中心主要融合生產(chǎn)及行政辦公、試驗等功能，布置在主廠房固定端外，以天橋與主廠房連接。招待所、檢修宿舍、夜班宿舍聯(lián)合組成綜合服務(wù)樓等布置在生產(chǎn)管理中心北面，進廠道路東面，與生產(chǎn)管理中心、食堂等組成獨立單元，為廠區(qū)的對外聯(lián)系創(chuàng)造較好的景觀。

(7)灰?guī)臁；規(guī)煳挥?號機組脫硫島南面，布置粗細灰?guī)旃?個。灰渣由汽車運送至灰場或外銷。

(8)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)管理中心南面布置綜合材料庫及檢修車間，該車間為試驗、檢修維護、材料堆放和值班辦公等功能組成的聯(lián)合車間。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化，布置在主廠房固定端外側(cè)、綜合材料庫及檢修車間南面，主要包括綜合水泵房、鍋爐補給水處理區(qū)、油罐區(qū)、廢污水處理站和制氫站等，集中布置、方便管理與主廠房之間的管線聯(lián)系短捷順暢。

(9)脫硫、脫硝設(shè)施。脫硫設(shè)施布置在煙囪后區(qū)域，采用海水脫硫，曝氣池布置在脫硫島南面、緊靠排水明渠，脫硫后的海水由明渠排出。脫硝用氨站布置在煤場的東面。

3 廠區(qū)總平面布置創(chuàng)新點

3.1 側(cè)煤倉輸煤棧橋穿煙囪布置

廠區(qū)總平面采用3列式布置，煤場—主廠房—電氣配電裝置，主廠房采用側(cè)煤倉，煤場到煤倉間的棧橋直接從煙囪的下部穿過，中間不設(shè)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)運站，從煤場出來后的第1個轉(zhuǎn)運站到煤倉間的距離僅為256 m，大大節(jié)約了工程用地以及上煤系統(tǒng)的投資和運行費用。輸煤系統(tǒng)平面圖如圖2所示。

側(cè)煤倉電廠輸煤棧橋穿煙囪布置具有以下優(yōu)點:

(1)縮短了輸煤棧橋長度和減少轉(zhuǎn)運站數(shù)量，節(jié)約了輸煤系統(tǒng)的投資，比常規(guī)最優(yōu)化的布置方案節(jié)約投資約3 000萬元。

(2)節(jié)約了廠區(qū)用地，比常規(guī)最優(yōu)化的布置方案節(jié)約用地大約0.80 hm2。

(3)減少轉(zhuǎn)運站，優(yōu)化了輸煤系統(tǒng)，提高了運行可靠性。

3.2 循環(huán)水廊道布置

一般，電廠循環(huán)水廊道采用循環(huán)水泵房岸邊布置，循環(huán)水管采用暗管形式，這種布置形式造價高、循環(huán)水泵房施工難度大、運行費用高、后期工程施工對已運行機組影響大等。

圖2 輸煤系統(tǒng)Fig.2Coal handling system

海門電廠冷卻水采用直流循環(huán)，設(shè)置取水明渠和排水明渠，取水明渠直接引到汽機房的A排外，排水明渠直接設(shè)在爆氣池的后方，由南往北分別是煤場—排水明渠—脫硫系統(tǒng)—主廠房—電氣配電裝置—引水明渠，整個廠區(qū)總平面布置做到工藝流程的最合理化，各連接管線最短。循環(huán)水系統(tǒng)平面圖如圖3所示。

海門電廠1、2號機組相繼投產(chǎn)建成，從現(xiàn)場感受到循環(huán)水明渠是電廠新增的一道亮麗風景，而且煙囪后的排水明渠正好把煤場區(qū)和主廠房進行了分隔，更加體現(xiàn)了功能分區(qū)明確的理念。循環(huán)水廊道布置有如下優(yōu)點:

(1)節(jié)約工程初投資和降低運行費用，與采用暗管(或箱涵)的方案對比，節(jié)約工程投資約3 500萬元，節(jié)約運行費用約145萬元/a(2臺機組)。

(2)提高了施工的靈活性，明渠采用爆破的方案施工，受自然條件制約小，爆后堤身穩(wěn)定，工期短，經(jīng)濟效益顯著;暗管施工受自然條件影響大，開挖時需要止水措施，管廊地基一般需要處理，且處理費用高。

(3)改善了循環(huán)水泵房的水工條件，水上的圍堰施工為完全陸上施工，縮短工期，降低施工費用。

圖3 循環(huán)水系統(tǒng)Fig.3Circulating water system

4 結(jié)語

海門電廠采用全方位節(jié)能、節(jié)水、降耗、環(huán)保的1 000 MW超超臨界燃煤機組優(yōu)化設(shè)計方案，廠區(qū)總平面布置更是打破傳統(tǒng)，使整個電廠投資更省、用地更少、運行費用更低、各系統(tǒng)更加安全可靠。

［1］武一琦，楊旭中，張政治.電力設(shè)計專業(yè)工程師手冊:火力發(fā)電廠部分(土水篇)［M］.北京:中國電力出版社，2011:7-8.

［2］羅宇東.管狀帶式輸送機穿煙囪技術(shù)在華能海門電廠的應(yīng)用［J］.電力建設(shè)，2011，32(5):88-90.

［3］李偉科.華能海門電廠1 000 MW機組電除塵器進、出口煙道的優(yōu)化設(shè)計［J］.電力建設(shè)，2009，30(7):55-57.

［4］俞瑋，施文遠.火電廠側(cè)煤倉間布置的應(yīng)用及其施工組織［J］.電力建設(shè)，2009，30(5):74-77.

(編輯:蔣毅恒)