山區電廠設計特點分析

李 罡

（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

山區電廠設計特點分析

李 罡

（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

本文以湖北某山區電廠工程為例，通過分析廠址外部限制條件，充分結合廠址自然條件，對總平面布置推薦方案的形成過程進行分析總結，其中廠區總平面用地分析是本方案形成的最為重要的一個環節。通過本次設計總結可以對以后類似山區工程起到借鑒的作用。

山區；電廠；平面；設計

1.廠址自然條件

廠址處為山地地形，自然標高約290m～420m（85國家高程，下同），山上植被茂密，山下田地沖溝，廠址東側為寺耳平溝，中部為老杖溝，西部為張溝。

廠址區域屬北亞熱帶季風性氣候。因有群山阻隔，受氣流影響較小。全年主導風向為東、西向，廠址處于城市西向風的上風向，但是風頻較小，小于30%。

根據《中國地震動參數區劃圖》GB18306-2001，廠址的場地50年超越概率10%的地震動峰值加速度為0.05g，相應的地震基本烈度為Ⅵ度，反應譜特征周期值為0.35s。

廠址處最近斷面巖洞溝100年一遇洪水位在300m以下，廠址處地勢較高，不受附近較大河流洪水影響，但是需考慮山體匯水影響。

廠址區主要地層上部為第四系坡殘積層粘性土（Qsl+el），下部為中元古界武當山群（Pt2wd）中高壓變質巖系，主要巖性為片巖，全稱為白云石石英片巖，偶見輝綠巖、輝長巖脈體與石英脈體，其厚度一般為0.2m～0.7m；溝谷地段分布厚度不大的第四系全新統沖洪積含礫石粘性土（Q4al+pl）。

2.廠區總平面形成過程總結

在廠區總平面布置的設計中，首先要做的就是分析工程特點和設計中的難點和限制條件。

2.1工程特點

（1）廠址區域地形復雜，自然地形高差大，自然標高約290m～420m，廠區土石方工程量大。

（2）廠址區域內有三條較大天然排水沖溝。

（3）電廠鐵路專用線及電廠站布置確定，位于廠址西南側。電廠站設計軌頂標高為302.90m，地坪標高為302.00m。

（4）本工程進廠道路從廠區北側規劃道路引接，廠區段標高在336.00m～341.00m。

廠址區域三維模型如圖1所示。

2.2廠區總平面布置限制條件

（1）受地形和接軌站高程限制，電廠鐵路專用線、電廠站定位及軌頂高程已確定，卸煤鐵路位于廠址西南側，設計軌頂標高為302.90m。

（2）進廠道路需從廠區北側規劃道路引接，廠區段標高在336.00m～341.00m。

（3）廠址區域內有3條較大天然排水沖溝，東側為寺耳平溝，中部為老杖溝，西部為張溝。

2.3廠區總平面布置原則

（1）本期工程建設2×350MW超臨界、供熱、燃煤機組，同步建設脫硫和脫硝裝置，規劃容量4×350MW燃煤機組。

（2）主要建構筑物應布置在挖方區，回填區布置荷載較小的附屬建構筑物以及作為施工場地。

（3）電廠鐵路專用線及電廠站與主廠區分區布置，以輸煤棧橋連接。

（4）廠區總平面及豎向布置應考慮同廠外道路、電廠周邊環境相協調。

（5）輔助廠房和附屬建筑盡量采用聯合布置、多層建筑和成組布置，做到分區明確，合理緊湊，生產方便，造型協調，整體性好。

（6）廠區余土用于回填施工場地，廠區土石方挖填平衡。

2.4廠區總平面用地分析

根據以上限制條件，風神大道電廠段標高為336.0m～341.0m，電廠站軌頂標高為302.9m，限制了廠區標高的選擇，廠址區域標高可在340.0m～360.0m之間選擇。

如圖2所示根據地形圖等高線，我們分別丈量不同標高情況下，以上4個區域的挖方可使用場地最大垂直等高線距離和最大平行與等高線距離，結果如下：

（1）340m等高線最大垂直等高線距離×最大平行與等高線距離（最小垂直等高線距離）。

A地塊277m×264m（178m）適合布置主廠房、冷卻塔。

B地塊318m×535m（125m）適合布置主廠房、冷卻塔。

C地塊254m×495m（145m）適合布置冷卻塔。

D地塊225m×226m（133m）零星附屬設施。

（2）350m等高線最大垂直等高線距離×最大平行與等高線距離（最小垂直等高線距離）

A地塊247m×264m（148m）適合布置主廠房、冷卻塔

B地塊288m×535m（95m）適合布置主廠房、冷卻塔

C地塊224m×495m（115m）適合布置冷卻塔

D地塊195m×226m（103m）零星附屬設施

（3）360m等高線最大垂直等高線距離×最大平行與等高線距離（最小垂直等高線距離）

A地塊217m×264m（118m）適合布置主廠房、冷卻塔

B地塊258m×535m（65m）適合布置主廠房、冷卻塔

C地塊194m×495m（85m）適合布置冷卻塔

D地塊165m×226m（73m）零星附屬設施

從上述數據可以看出，限制挖方區使用的主要因素為最大垂直等高線距離。根據工藝專業資料，主廠房區模塊約240m×390m，冷卻塔區約160m圓形區域（考慮進風距離坡腳20m及冷卻塔基礎距邊坡安全距離25m）。適合布置主廠房區的地塊為A、B；冷卻塔區A、B、C3個地塊均適合布置；D地塊適合布置零星附屬設施。

由于地形自然坡度大，360m等高線的地塊A、B布置主廠房區安全距離不夠；而340m等高線的地塊A、B富余較多，土方量大。因此以350m等高線做為本次總平面布置選擇標高基面是最為合適的。

在以350m等高線為基面時各地塊之間的間距如下：

AB地塊緊密相鄰。

AC地塊最大間距及最小間距為175m、55m。

AD地塊最大間距及最小間距為190m、95m。

BC地塊最大間距及最小間距為200m、150m。

BD地塊最大間距及最小間距為400m、250m。

最終確定總平面格局：

通過以上的用地分析，使得整個總平面設計的思路十分明確。主廠房和冷卻塔的合理布置區域確定以后，廠區總平面基本格局可以說是已經確定，接下來我們要做的就是根據工藝專業的提資，合理布置剩余的附屬設施，對廠區總平面進一步的優化并且對各方進行案詳細的技術經濟比較，最終得出最佳方案。以此本次廠區總平面用地分析是本次方案形成工程中最重要的一環。

表1　

結論

通過以上論述可以看出，廠區總平面形成過程最為重要的是通過分析廠區總平面布置限制條件、自然地形來確定設計原則的。因此總平面限制條件及自然地形的對總平面布置具有很大的影響，特別是在山區顯得尤為明顯。

本工程設計思路清晰，在以后的山區電廠設計時可以借鑒本工程設計思路。其中最為有特點的就是分別丈量不同標高主要挖方區域的可使用場地的面積，結合工藝專業主要建構筑物占地面積，對各場地進行初步的篩選，選出最佳布置區域，使得廠區總平面布置大格局十分清晰，方案比較順理成章。

［1］武一琦.火力發電廠廠址選擇與總圖運輸設計［M］.北京：中國電力出版社，2006：217-220.

［2］東北電力設計院.火力發電廠廠址選擇手冊［M］.北京：中國電力出版社，2009：70-86.

［3］武一琦，楊旭中，張政治.電力設計專業工程師手冊——火力發電廠部分（土水篇）［M］.北京：中國電力出版社，2011：14-16.

［4］白淑娟，王熙瑜.山區火力發電廠的總平面布置分析［J］.廣東科技，2013（14）：98-102.

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