大型循環流化床電站主廠房布置優化設計探討

孫 萍，趙 淵

（武漢凱迪電力工程有限公司，湖北 武漢 430223）

大型循環流化床電站主廠房布置優化設計探討

孫 萍，趙 淵

（武漢凱迪電力工程有限公司，湖北 武漢 430223）

摘要：國內大型循環流化床電站的主廠房布置在設計中存在套用傳統布置模式而優化創新不夠的問題，造成了不必要的浪費。本文結合某600MW循環流化床電站采用二爐一機熱力系統，提出了一種優化的主廠房布置方案，并與國內典型布置方案進行了技術經濟比較分析，探討主廠房布置的優化設計的可行性。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；二爐一機；主廠房布置；設計優化。

1　概述

對于煤矸石、劣質煤等低熱值煤發電廠，普遍采用的清潔燃燒技術是高效、低污染的循環流化床鍋爐燃燒技術。當前，國內循環流化床電站穩定運行的最大單爐容量是300 MW等級循環流化床鍋爐，世界上成熟投運地最大單爐容量是波蘭PKE Lagisza460 MW等級循環流化床鍋爐。

按照我國國家標準GB50660-2011《大中型火力發電廠設計規范》，對純凝式汽輪機應采用一爐一機的單元制熱力系統，因此國內大型循環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的大型循環流化床電站在國內低熱值煤發電廠是沒有運行業績，在國外的低熱值煤發電廠投運業績很少，如越南錦普2×340 MW電廠采用二爐一機熱力系統。

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

主廠房是電廠重要建筑物，主廠房布置優化是進行設計優化的重點，本文將結合越南海陽2×600 MW循環流化床電站采用二爐一機熱力系統的主廠房布置優化設計進行探討。

2　主廠房的傳統布置

國內2×600 MW級別的火力發電廠的主廠房布置常規采用的是汽機房 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，具體如下：

（1）汽機房布置：汽機房跨度30.6 m，柱距10 m，汽機房共17個柱距，汽機房總長度為170 m，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，汽輪發電機高位布置。

汽機房分三層布置，底層布置凝結水泵及坑、真空泵、主機油系統、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備，低壓廠用配電裝置，汽機檢修場地；6.9 m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；13.7 m為汽機房運轉層，采用大平臺結構，主要布置汽輪發電機和給水泵汽輪機。汽輪發電機中心線距A排柱15.3 m，汽機房行車軌頂標高26.4 m，屋架下弦標高28.9 m。

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

（3）煤倉間布置：煤倉間跨度為12 m。底層布置有電纜夾層；13.7 m層與除氧間13.7 m共同布置控制室、電子設備間和工程師；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6.3 m，一臺汽輪發電機對應一臺鍋爐布置；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10000 m3，不計占用除氧間和煤倉間的容積。

3　主廠房布置的優化設計

3.1主廠房優化措施

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

（1）根據系統的功能要求合理布置設備，并按照工藝要求和環境條件，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1.6 m。

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

（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，根據二爐一機的布置特殊性，除氧器單獨布置于煤倉間外側及兩座鍋爐房之間爐前通道的正上方；優化四大管道布置。

（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，兩臺汽輪發電機組間的間距比常規大，集控樓可完整布置在汽機房和煤倉間內的兩機之間。四爐二機的電氣、電子設備采用物理分散布置，布置在負荷中心、節省電纜。

3.2二爐一機主廠房布置設計優化

二爐一機主廠房采用汽機房 t/h煤倉間 t/h鍋爐房三列式布置，具體優化布置如下：

（1）汽機房布置：汽機房跨度29 m，柱距10 m，汽機房共22個柱距，汽機房總長度為220 m，其中有6個柱距是布置集控樓和公用檢修場地。汽輪機采用縱向布置，向下排汽，汽輪發電機高位布置。

汽機房分三層布置，底層布置凝結水泵及坑、真空泵、主機油系統、膠球清洗裝置、閉式水泵及其他輔助設備，低壓廠用配電裝置、蓄電池室、DC和UPS室，汽機檢修場地；6.9 m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，分散布置在負荷中心，化水和暖通 MCC間，取樣間和儀表間；13.7 m為汽機房運轉層，采用大平臺結構，主要布置汽輪發電機組和給水泵汽輪機。汽輪發電機中心線距A排柱13.1 m，汽機房行車軌頂標高25.7 m，屋架下弦標高28.5 m。

（2）煤倉間布置：煤倉間跨度為11 m。煤倉間分四層布置，底層布置電動給水泵組及汽泵前置泵，四臺鍋爐的低壓配電裝置；6.9 m為煤倉間中間層，布置5號低加和6號低加，工具間、通風機房及氣體消防間；13.7 m為煤倉間運轉層，布置了1號高加、2號高加和3號高加，主控室、工程師和會議室和四爐二機的電子設備間，分散布置在負荷中心；22 m布置有給煤機和給料機；在煤倉頂部布置有輸煤皮帶。除氧器單獨布置于煤倉間外側及兩座鍋爐房之間爐前通道的正上方，與給煤機層標高相同。

（3）鍋爐房+集控樓布置：爐前通道跨度為7.5 m，一臺汽輪發電機對應二臺鍋爐布置。無單獨的集控樓，集控樓布置在汽機房和煤倉間內的兩機之間。

4　主廠房布置優化技術經濟分析

本項目2×600 MW循環流化床電站采用優化的主廠房布置同常規的主廠房布置主要尺寸比較見表1。

表1　主廠房布置主要尺寸比較

本項目主廠房布局合理、工藝流程順暢、功能明確、檢修合理，由于取消單獨的除氧間和集控樓，縮短了主廠房跨度，減小了汽機房和鍋爐房之間的距離，減少了汽水管線，減小了主廠房體積，降低了土建費用，縮短了施工工期，優化后的主廠房布置可節約主廠房初投資約480萬元，減少四大管道初投資220萬。

5　結語

本項目2×600 MW循環流化床電站主廠房布置的優化，采用了二爐一機的熱力系統，不僅增加了循環流化床電站裝機容量，同時也加大了對煤矸石、劣質煤等低熱值煤的處理能力；在電廠安全經濟且便于運行維護的前提下，減少了主廠房占地面積和容積，縮短了施工工期，主廠房布置的優化從技術和經濟角度均是可行的。

參考文獻：

［1］ 毛建雄.大容量循環流化床技術的發展方向及最新發展［J］.電力建設，2009，30（11）.

［2］ 張旭，等.兩爐一機中間再熱機組的并汽控制方式及運行方式［J］.電站系統工程，2013，29（6）.

［3］ 周新軍.定州電廠一期工程汽機房設計優化［J］.電力勘測設計，2005，（5）.

中圖分類號：TM621

文獻標志碼：B

文章編號：1671-9913（2015）02-0024-03

* 收稿日期：2014-01-07

作者簡介：孫萍（1978- ），女，江西九江人，碩士，高級工程師，主要從事火力發電廠熱機專業設計及管理工作。

Optimization Design of Main Building Layout in Large CFB Power Plant

SUN Ping， ZHAO Yuan
（Wuhan KAIDI Electric Power Engineering CO.，LTD， Wuhan 430223， China）

Abstract：The stereotype layout of main building is designed in domestic large CFB power plant， and it is not enough for the optimization design of layout which induce s unnecessary waste. This paper put forward the optimization design proposal of main building layout based on two boiler one turbine thermal system 600MW CFB power plant which is compared with the typical layout through technical and economic analysis， and discusses the technical and economical feasibility of optimization design.

Key words：CFB； two boiler one turbine； main building； layout； design optimization.