六十六萬機組擴建工程設計優化研究

劉中華　程文峰　孫濤　呂國文

摘 要：文章針對六十六萬機組擴建工程中的鐵路專用線、總平面、進場道路、施工用水和用電、邊坡及煙氣排放給出了優化設計方案。希望通過文章的分析，能夠為有關工作人員提供參考與借鑒。

關鍵詞：工程設計；發電；火電廠；節能減排；能耗

1 概述

設計是工程建設的龍頭。優化電廠設計，對于提高效率、降低投資、減少排放、節水節地等方面將起到很大的作用。將機組建成安全可靠、技術成熟、經濟適用，四大控制可控在控，達標投產、創國家優質工程，具有市場競爭力的機組。168小時后能連續運行100天以上，或至365天，甚至更長時間。

2 鐵路專用線設計優化

鐵路專用線初步設計方案在原鐵四院可研方案的基礎上，對鐵路站場和區間線形布置，請中鐵上海鐵路設計院南昌院對0+400至1+300區間進行了設計優化（即其區間最大限度地往北移了58m），在減少征地拆遷的前提下（主要考慮用地指標），使鐵路線路盡可能在原征地范圍內，并對初步設計方案與可研方案進行了技術經濟比較。

初步設計方案除在區間線上挖方量有所增加外，其他征地拆遷、填方、鋪軌等主要工程量均有不同程度的減少，特別是減少了遠距離運輸的借土填方工程量，土石方調配趨于合理。

本次初步設計方案在優化后較可研方案來說優點十分明顯。一方面大大減少了征地拆遷工程量，降低投資的同時也減少了征地拆遷工作的實施難度；另一方面滿足軌道衡設置的技術條件及遠期出岔增加股道和疏解線引入的條件；同時，還大大減少了借土、填方工程量，降低工程投資。故強力推薦經優化的初步設計方案。

方案優化取得的技術經濟成果：

（1）技術成果

優化后的設計方案很好的解決了以下問題：

a.重車衡布置不足；b.可研方案采用的曲線半徑較小，會增加輪軌間的損耗，不利于行車；c.線路未考慮遠期疏解線的預留條件，而且裝卸站軌道衡的預留條件不足；d.專業線運營中擾民問題（避開了村莊）；e.信號樓、辦公樓、燃運采集間、燃運重量錄入系統、鐵路檢修設施等的布置更具合理性（避免在彎道上建設）；f.有效的減少了沿線的水系改造；g.可研方案的走向穿過丁坑村和上、下羅家村，這三個村莊的村政建設及恢復要投入不少的人力、財力，更為主要的是重新形成新的村政體系，其設計有一定的難度（主要是難以滿足地方的期望值）。優化中有效的解決了該項問題。

（2）經濟成果（減少投資約5769萬元）

a.減少房屋拆遷（高標準、精裝修）4000m2，減少投資近400萬元；b.減少遠距離土方運輸20萬方，土地回填10萬方，減少投資

150萬元；c.減少穿越三個村落所要恢復的村政建設，減少投資150萬元；d.減少線路長度8m，減少投資24萬元；e.電廠站增加三座框架橋和環形通道，投資近1000萬元，減少鐵路站場高架橋1000m，投資近6000萬元，合計減少投資近5000萬元；f.減少征地近6.86

畝，減少投資45萬元。

3 總平面設計優化

原可研階段總平面設計為正南北方向偏西7度。在初步設計勘察過程中，發現主廠房區域有較多的溶洞。為了將主廠房移開溶洞區域，盡可能的將主廠房建筑建于挖方區，為此根據地形情況以煙囪為中心進行順時針旋轉，使整個總平面布置為正南北方向。通過這一優化，使主廠房全部位于挖方區，減少了地基處理的樁長度，減少地基處理費用近千萬元，另外由于總平面布置的旋轉，使得冷水塔區域向西北方向進行了移動，使得冷水塔位置距村莊的距離加大，可取消冷水塔降噪措施。

4 進廠道路設計優化

在可研設計中，進廠道路分主進廠道路和運灰道路，進廠道路2.3公里，運灰道路3.3公里。在公路設計中，根據地形條件對兩條進廠道路進行了合并，在主進廠道路上分支，兩條道路公用段1300多米，使得運灰道路由3.3公里縮減至440米，大大降低了進廠道路的投資費用。

5 施工用水設計優化

施工用水是從現場附近冷水井水庫取水，管線長約1.5公里，水泵房取水源約1.5公里。通過對現場條件進行勘察研究，發現有一農業灌溉渠從廠區通過，最終決定對施工用水方案進行優化，即在廠區征地邊線臨時租用一場地，建一儲水池，將水源自灌溉渠引入儲水池的方案，可以大大降低工程費用。

6 施工用電設計優化

我廠2×66萬千瓦擴建項目施工用電容量初步設計為8000kW，按負荷同時率0.55計算，預計實際最大負荷在4400kW左右。為確保施工用電能按時送入，電氣專業人員從2015年7月開始，跟蹤設計、優化方案。可行性研究的設計方案由雙林35kV變電站通過兩條4.5km單回10kV線路引電源至施工現場，計劃投資約400萬元。通過專業討論，領導決策，考慮現場實際，優化設計方案，采用單回10kV線路可滿足現場使用用電要求，同時需對雙林變電站進行改造，即將原有4000kVA+6000kVA主變更換為2臺10MVA主變，同時附屬設備予以更換改造。通過技經人員核算，變電站改造費用約207萬元，線路經過優化，費用約為89萬元，預算價296萬元。方案確定后，技術人員又通過橫向對比，了解其他電廠施工用電造價、各地供電公司10kV線路單位造價等，通過技術談判，最終以總承包形式將工程造價控制在170萬元以內。

7 邊坡設計優化

根據設計規范，挖方區邊坡設計坡度為1：1.75和1：1.5，填方區邊坡為1：2.5和1：2.25。由于邊坡高，使得邊坡占地較大。通過與設計院進行溝通，與鐵路及公路設計方案進行對比，召開專題會等形式，要求電力設計院進行優化，使得挖方區邊坡優化調整為1：1.5和1：1.25，填方區邊坡優化為1：1.75和1：1.5，使得邊坡優化減少征地近十畝。

8 煙氣排放設計優化

除塵：采用雙室五電場低低溫靜電除塵器。低低溫靜電除塵器的全部電場均采用高頻電源方案，電源本身效率和功率因數均可達0.95，高于常規工頻電源，而且高頻電源體積小，重量輕，控制柜和變壓器一體化，并直接安裝在電除塵頂部，節省電纜費用。除塵器效率不低于99.95%，除塵器出口排放濃度小于20mg/Nm3。同時采用脫硫除塵一體化技術的濕法脫硫裝置，其除塵效率暫按70%考慮，總的除塵效率為99.985%，即經脫硫除塵后煙塵排放濃度小于5mg/Nm3。預留濕式靜電除塵器布置空間。

脫硫：采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，吸收塔推薦采用噴淋

塔，傳統的脫硫技術不能適應，采用脫硫除塵一體化技術。脫硫效率按不小于98.75%設計，滿足煙囪出口SO2的排放濃度為<35mg/Nm3。

脫硝：本工程擬采用爐內低NOx燃燒+SCR脫硝技術。鍋爐出口NOx指標按250mg/Nm3，按85%脫硝效率計算，脫硝出口NOx排放濃度<37.5mg/Nm3。實施上述的環保措施后，本工程煙塵排放、SO2、NOx排放濃度優于煙氣超凈排放的目標和要求，也大幅降低了電廠排放污染物對大氣環境造成的污染。

參考文獻

[1]葉濤.熱力發電廠（第4版）[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2]苗世洪，朱永利.發電廠電氣部分（第五版）[M].北京：中國電力出版社，2015.