大型循环流化床电站主厂房布置优化设计探讨

孙 萍，赵 渊

(武汉凯迪电力工程有限公司，湖北 武汉 430223)

1 概述

对于煤矸石、劣质煤等低热值煤发电厂，普遍采用的清洁燃烧技术是高效、低污染的循环流化床锅炉燃烧技术。当前，国内循环流化床电站稳定运行的最大单炉容量是300 MW等级循环流化床锅炉，世界上成熟投运地最大单炉容量是波兰PKE Lagisza460 MW等级循环流化床锅炉。

按照我国国家标准GB50660－2011《大中型火力发电厂设计规范》，对纯凝式汽轮机应采用一炉一机的单元制热力系统，因此国内大型循环流化床电站均采用的是一炉一机的配置，中间再热的二炉一机热力系统的大型循环流化床电站在国内低热值煤发电厂是没有运行业绩，在国外的低热值煤发电厂投运业绩很少，如越南锦普2×340 MW电厂采用二炉一机热力系统。

我公司承接的越南电厂2×600 MW循环流化床电站，采用的是2台1010 t/h循环流化床锅炉配1台600 MW亚临界纯凝式汽轮机发电机，煤质采用低热值的无烟煤，二炉一机热力系统。大型循环流化床电站采用二炉一机热力系统，不仅可以增加循环流化床电站装机容量，同时也加大了对煤矸石、劣质煤等低热值煤的处理能力。

主厂房是电厂重要建筑物，主厂房布置优化是进行设计优化的重点，本文将结合越南海阳2×600 MW循环流化床电站采用二炉一机热力系统的主厂房布置优化设计进行探讨。

2 主厂房的传统布置

国内2×600 MW级别的火力发电厂的主厂房布置常规采用的是汽机房 t/h除氧间 t/h煤仓间 t/h锅炉房四列式布置，一炉一机热力系统，具体如下：

(1)汽机房布置：汽机房跨度30.6 m，柱距10 m，汽机房共17个柱距，汽机房总长度为170 m，其中有1个柱距布置公用检修场地。汽轮机采用纵向布置，向下排汽，汽轮发电机高位布置。

汽机房分三层布置，底层布置凝结水泵及坑、真空泵、主机油系统、胶球清洗装置、闭冷器、开式水泵、闭式水泵、凝补水泵、滤水器及其他辅助设备，低压厂用配电装置，汽机检修场地；6.9 m为汽机房中间层，主要布置管道及旁路装置，高压厂用配电装置；13.7 m为汽机房运转层，采用大平台结构，主要布置汽轮发电机和给水泵汽轮机。汽轮发电机中心线距A排柱15.3 m，汽机房行车轨顶标高26.4 m，屋架下弦标高28.9 m。

(2)除氧间布置：除氧间跨度为9.5 m。除氧间分四层布置，底层布置电动给水泵组及汽泵前置泵；6.9 m为除氧间中间层，布置5号低加和6号低加；13.7 m为除氧间运转层，布置了1号高加、2号高加和3号高加；26 m为除氧层，布置了除氧器、连续排污扩容器和闭式冷却水膨胀水箱，屋顶标高38 m。

(3)煤仓间布置：煤仓间跨度为12 m。底层布置有电缆夹层；13.7 m层与除氧间13.7 m共同布置控制室、电子设备间和工程师；在控制室上层布置有给煤机和给料机；在煤仓顶部布置有输煤皮带。

(4)锅炉房和集控楼布置：炉前通道跨度为6.3 m，一台汽轮发电机对应一台锅炉布置；单独的集控楼布置在两炉间且伸入除氧间和煤仓间，二炉二机一控，集控楼容积10000 m3，不计占用除氧间和煤仓间的容积。

3 主厂房布置的优化设计

3.1 主厂房优化措施

本项目2×600 MW循环流化床电站采用二炉一机的热力系统，其主厂房优化设备及四大管道布置，具体措施如下：

(1)根据系统的功能要求合理布置设备，并按照工艺要求和环境条件，尽可能露天布置，以缩短汽机房的跨度，如闭冷器、凝补水泵和滤水器移至A排外露天布置，可缩短汽机房的跨度1.6 m。

(2)采用新型技术的行车，降低汽机房的高度；采用无头式除氧器，根据给水泵厂合理地确定前置泵必须汽蚀余量，进行给水泵瞬态计算，有效地降低除氧器标高。

(3) 取消单独的除氧间。主厂房采用三列式布置汽机房－煤仓间－锅炉房，根据二炉一机的布置特殊性，除氧器单独布置于煤仓间外侧及两座锅炉房之间炉前通道的正上方；优化四大管道布置。

(4) 取消单独的集控楼。为使两台锅炉流量分配均匀，汽轮机凝汽器中心线位于两台锅炉中心附近，两台汽轮发电机组间的间距比常规大，集控楼可完整布置在汽机房和煤仓间内的两机之间。四炉二机的电气、电子设备采用物理分散布置，布置在负荷中心、节省电缆。

3.2 二炉一机主厂房布置设计优化

二炉一机主厂房采用汽机房 t/h煤仓间 t/h锅炉房三列式布置，具体优化布置如下：

(1)汽机房布置：汽机房跨度29 m，柱距10 m，汽机房共22个柱距，汽机房总长度为220 m，其中有6个柱距是布置集控楼和公用检修场地。汽轮机采用纵向布置，向下排汽，汽轮发电机高位布置。

汽机房分三层布置，底层布置凝结水泵及坑、真空泵、主机油系统、胶球清洗装置、闭式水泵及其他辅助设备，低压厂用配电装置、蓄电池室、DC和UPS室，汽机检修场地；6.9 m为汽机房中间层，主要布置管道及旁路装置，高压厂用配电装置，分散布置在负荷中心，化水和暖通 MCC间，取样间和仪表间；13.7 m为汽机房运转层，采用大平台结构，主要布置汽轮发电机组和给水泵汽轮机。汽轮发电机中心线距A排柱13.1 m，汽机房行车轨顶标高25.7 m，屋架下弦标高28.5 m。

(2)煤仓间布置：煤仓间跨度为11 m。煤仓间分四层布置，底层布置电动给水泵组及汽泵前置泵，四台锅炉的低压配电装置；6.9 m为煤仓间中间层，布置5号低加和6号低加，工具间、通风机房及气体消防间；13.7 m为煤仓间运转层，布置了1号高加、2号高加和3号高加，主控室、工程师和会议室和四炉二机的电子设备间，分散布置在负荷中心；22 m布置有给煤机和给料机；在煤仓顶部布置有输煤皮带。除氧器单独布置于煤仓间外侧及两座锅炉房之间炉前通道的正上方，与给煤机层标高相同。

(3)锅炉房+集控楼布置：炉前通道跨度为7.5 m，一台汽轮发电机对应二台锅炉布置。无单独的集控楼，集控楼布置在汽机房和煤仓间内的两机之间。

4 主厂房布置优化技术经济分析

本项目2×600 MW循环流化床电站采用优化的主厂房布置同常规的主厂房布置主要尺寸比较见表1。

表1 主厂房布置主要尺寸比较

本项目主厂房布局合理、工艺流程顺畅、功能明确、检修合理，由于取消单独的除氧间和集控楼，缩短了主厂房跨度，减小了汽机房和锅炉房之间的距离，减少了汽水管线，减小了主厂房体积，降低了土建费用，缩短了施工工期，优化后的主厂房布置可节约主厂房初投资约480万元，减少四大管道初投资220万。

5 结语

本项目2×600 MW循环流化床电站主厂房布置的优化，采用了二炉一机的热力系统，不仅增加了循环流化床电站装机容量，同时也加大了对煤矸石、劣质煤等低热值煤的处理能力；在电厂安全经济且便于运行维护的前提下，减少了主厂房占地面积和容积，缩短了施工工期，主厂房布置的优化从技术和经济角度均是可行的。

[1]毛建雄．大容量循环流化床技术的发展方向及最新发展[J]．电力建设，2009，30(11)．

[2]张旭，等．两炉一机中间再热机组的并汽控制方式及运行方式[J]．电站系统工程，2013，29(6)．

[3]周新军．定州电厂一期工程汽机房设计优化[J]．电力勘测设计，2005，(5)．