煤电铝一体化模式下电厂的总体规划要点分析

江永生　林一杨

摘 要：文章结合内蒙古锦联电厂的工程实例，针对煤电铝一体化模式下影响电厂总布置的关键因素，从物流运输组织、厂区方位及空冷岛布置、配电装置区及进出线走廊、地形地质条件利用以及土地利用等各个方面进行了优化，使电厂的总布置方案实现了最优。

关键词：煤电铝一体化模式；电厂总布置；最优

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0170-01

1 工程概况

内蒙古锦联铝材有限公司位于内蒙古通辽霍林郭勒市霍林河循环经济工业园区。公司拟建设年产300×104吨铝板带箔的煤电铝一体化项目，配套建设的2×200 MW+8×660 MW燃煤机组动力车间。项目分为两期建设，一期建设年产200万t铝镁合金项目以及相配套的2×200 MW+4×660 MW燃煤机组动力车间，位于工业园区B区；二期建设年产100万t铝镁合金项目以及相配套的4×660 MW燃煤机组动力车间，位于工业园区C区。

一期项目配套的2×200 MW燃煤机组工程已于2012年4月开工建设，预计2013年10月份投产，配套的4×660 MW燃煤机组预计2015年年底投产运行。二期建设4×660 MW燃煤机组，预计2020年前后投产运行。项目建成后，电解铝生产规模占到国内市场的10%以上，每年的工业总产值将达到2 000亿元以上，将成为国内最大的铝铝深加工基地。

2 电厂总布置优化

2.1 厂区方位及空冷岛布置优化

由于厂址区域水资源相对短缺，为节约用水，保护环境，电厂选用直接空冷机组。现有2×200 MW机组厂区方位为：汽机房朝东，锅炉房朝西，煤场布置在主厂房西侧，配电装置布置在主厂房东侧。电厂建筑坐标A轴为北偏东10.34 °，基本平行于厂址东侧的锦联大道及南侧的霍白公路。优点在于煤场正对来煤方向，出线正对铝厂出线，工艺流程顺畅。缺点在于根据气象资料，夏季最大风频风向正对对炉后，对空冷岛运行效率的影响较大。

经多方案比选论证后，结合铝镁合金项目的总体规划、厂区来煤方向和出线方向的规划，最终确定本期4×660 MW机组厂区方位：汽机房朝南布置，锅炉房朝北，煤场布置在厂区西侧，配电装置布置与2×200 MW机组配电装置合并布置，均正对铝厂出线。本期空冷岛纵轴线与2×200 MW机组空冷岛垂直布置，电厂建筑坐标方位同2×200 MW机组厂区保持一致。

优化后，厂区方位调整后，避免了炉后来风，空冷岛朝南布置，与炉后最大风频风向夹角大于30 °，减少跳机概率，满足空冷岛对风向的要求。同时兼顾现有2×200 MW机组厂区方位，最大限度保持了总体布局的合理性及项目规划用地的规整性。

2.2 地形地质条件利用优化

经过综合比较后，本期工程竖向采取阶梯式布置，将厂区按功能分为两个台阶，总体降低挖填高度。煤场布置在地势较低处，位于厂区西侧；主厂房及其他附属设施布置在地势较高处，位于厂区东侧；施工生活区长度布置在厂区北侧，地势较低。全厂土方统筹考虑，多余土方全部用于施工区场地平整，使土方工程量得到了全部利用。而且使电厂主厂房区域及辅助生产区域的建构筑物，全部采用天然地基，无需地基处理。同时，厂区间最大高差控制在10 m以内，兼顾了厂区道路的有效衔接，尽量减小道路纵坡，满足严寒地区积雪期，汽车运输对道路纵坡的要求。

优化后，厂址土方实现了最终平衡，电厂主要建构筑物均采用天然地基，有效利用了地形地质条件。较常规平坡式布置方式，节省了土方工程量，降低土建投资费用。

2.3 配电装置区及进出线走廊通道优化

由于铝厂规模调整前后变化较大，且不是同步建设，本期工程的厂区总布置受到在建的2×200 MW机组厂区总布置的影响较大。如何在现有限制条件下，充分优化配电装置区布置及厂内厂外进出线走廊通道，成为制约本期电厂总布置的最大的限制因素。

①配电装置区优化。为尽量利用原有预留空地，并且尽可能保持厂区总布置的规整。本期工程配电装置采取侧出方式，即配电装置垂直于汽机房A列，利用2×200 MW机组配电装置北侧空地，将本期配电装置与2×200 MW机组配电装置合并，布置在2×200 MW机组配电装置区。 优化后，使本期工程总布置兼顾了前期的总布置，整个项目动力车间的配电装置集中布置，便于运行维护。且配电装置正对铝厂布置，确保厂内外出线短捷顺畅，工艺流程更加合理。

②进出线走廊通道优化。由于铝厂规模由规划的100万t调整为现在的300万t，电厂规模由最初规划2×200 MW+2×350 MW机组调整为现在的2×200 MW+4×660 MW机组，厂区进出线规模也随之调整。厂内进线原来规划5回，出线4回；调整为现在进线6回，出线8回。将两个厂区配电装置合并布置后，利用现有2×200 MW机组主厂房北侧空地（即规模调整前2×350 MW机组预留场地）本期工程主变压器—配电装置的厂内进线走廊通道，厂内进线走廊较为开阔。

锦联大道两侧作为厂外出线走廊通道，受规模调整的影响，原来预留出线走廊宽度已不能满足现有出线规模要求。本期工程位于锦联大道西侧，通过尽量压缩其纵向尺寸，使电厂避让锦联大道30 m，预留连接外部联络变的条件；锦联大道东侧二期规划铝厂后退约40 m，以满足220 kV接入电解铝生产线开关站的基本进线要求。

优化后，厂内外出线均采用同塔双回，节省通道宽度。厂内进线走廊利用空地，提高了厂内土地利用率；厂外出线正对铝厂，线路路径顺捷，长度较短。

2.4 土地利用优化

由于铝厂规模将最初100万t电解铝调整为300万t，相应电厂规模也由最初2×200 MW+2×350 MW机组调整为2×200 MW+4×660 MW，以满足铝厂用电负荷要求。由于前期规划不到位，规模调整前后，

造成原有规划土地无法充分利用，因而，本期工程如何充分利用2×200 MW机组已有设施及原有规划弃用土地成为本工程土地利用的关键限制因素。

经多方案技术经济比较后，本期不再新设油启动系统，利用2×200 MW油系统，仅新增1座单独的油泵房，即可满足要求；中水处理系统布置在2×200 MW机组和8×660 MW机组中间，同时满足两个厂区处理后的中水用水要求；本期化水及锅炉补给水区域布置在原规划预留中水处理站区域，且靠近本期工程厂区，巧妙地利用两个厂区的高差，全部自流汇入厂区水处理系统；本期工程GIS配电装置区与2×200 MW机组GIS配电装置区合并，正对铝厂布置，有效利用空地。

优化后，厂区围墙内用地面积为37.50 hm2，与《电力工程项目建设用地指标》相比较，较标准占地39.55 hm2，节省占地约2.05 hm2，厂区土地利用率较高，最大限度节约用地。

3 结 语

煤电铝一体化模式，使能源形式，从煤到电再到铝加工产品，在区域范围内，使资源得到了最大限度的利用，一体化的经营理念，有效降低了能源消耗及运输成本，在市场经济条件下，增强了企业的竞争优势。本工程通过从物流运输组织、厂区方位及空冷岛布置、配电装置区及进出线走廊、地形地质条件利用以及土地利用等各个方面进行了优化，使电厂的总布置方案实现了最优，直接节省投资达1.2亿元，有效节约了投资成本。

参考文献：

[1] 边智勇，冯燚超.新建火电厂辅助控制系统新模式——辅控一体化模式探讨[J].自动化博览，2010，（4）.

[2] 刘骏宇.分析水电厂运维一体化管理模式的运用[D].长沙：长沙理工大学，2015.