華能巢湖電廠2_600MW工程創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、第1期江蛟等：華能巢湖電廠2 WOO MW工程創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)#Vol.31，No.1Jan, 2010電力建設(shè)Electric Power Con struct ion中圖分類號：TM 621 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1000-7229 （2010） 01-0072-05華能巢湖電廠2X 600 MW工程創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)江蛟，高嘉梁，王志斌(江蘇省電力設(shè)計(jì)院，南京市，211102)Design Innovation and Optimization of Huaneng Chaohu2X 600 MW Unit ProjectJIANG Jiao,GAO Jia-liang,WANG Zhi-b

2、in(Jiangsu Electric Power Design Institute, Nanjing 211102, China)© 1 爭94-2。出 China AcadvtHie Journal Elvcrronic Publishing House. All rights reserved. htTp:'.net第1期江蛟等：華能巢湖電廠2 WOO MW工程創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)#© 1 爭94-2。出 China AcadvtHie Journal Elvcrronic Publishing House. All rights reserved. htTp:&#

3、39;.net第1期江蛟等：華能巢湖電廠2 WOO MW工程創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)74ABSTRACT : During the survey and design of 2 X500 MW Huaneng Chaohu newly built project, our institute adopted advanced technologies and equipment are used, main building layout, main power block arrangement, thermal system, control system, and water treatment

4、system are optimized and precise design is carried out for cable laying routine and stack structures, which has greatly reduced the engineering cost. The paper introduces engineering innovation and optimized design in details to further promote technical and economical target increase in new 600 MW

5、USC unit constructions.KEYWORDS :600 MW USC unit project; energy-saving; design optimization; engineering cost摘要：在華能巢湖電廠2>600 MW新建工程的勘測設(shè)計(jì)中，采 用了先進(jìn)的工藝技術(shù)和設(shè)備，對廠區(qū)總平面布置、主廠房布置、 熱力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等進(jìn)行了優(yōu)化，并對電纜敷設(shè) 路徑、煙囪結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了精細(xì)化設(shè)計(jì)，大幅降低了工程造價(jià)。對 工程的創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)情況進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以進(jìn)一步促進(jìn) 600 MW超臨界機(jī)組新建工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提升。關(guān)鍵詞：600 MW超臨界機(jī)組工程

6、；節(jié)能；設(shè)計(jì)優(yōu)化；工程造價(jià)doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2010.01.0191 工程概況華能巢湖電廠2>600 MW新建工程（如圖1）位于安徽省巢湖市西北，處安徽省電力負(fù)荷中心，該項(xiàng)目的建設(shè)將充分滿足安徽省經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力的需求， 優(yōu)化地方電源結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性。華能巢湖新建工程于2007年5月23日經(jīng)國家發(fā)改委核準(zhǔn)，2007年3月1日正式開工建設(shè)。2008年8月9 日, 1號機(jī)組投入了商業(yè)運(yùn)行；2008年11月24日，2 號機(jī)組投入了商業(yè)運(yùn)行?；鹳Y助項(xiàng)目：國家工程項(xiàng)目（發(fā)改能源20071128號）。專I!華能豪姑電廠全HFl* Huaneng

7、chaohu power plam vicu2工程設(shè)計(jì)優(yōu)化在本工程的創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)中，將重點(diǎn)放在“經(jīng)濟(jì)性、合理性、先進(jìn)性”上，突出體現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的設(shè) 計(jì)理念，采取了以下10項(xiàng)優(yōu)化措施：（1）合理廠區(qū)布 局，節(jié)約占地；（2）優(yōu)化主廠房布置，降低工程造價(jià)；（3）簡化輔機(jī)選型，減少設(shè)備投資；（4）采取可靠措 施,降低電廠耗水指標(biāo)；（5）合理確定輔機(jī)容量，降低 廠用電率；（6）體現(xiàn)以人為本，提高控制水平；（7）注 重環(huán)境保護(hù)，降低排放指標(biāo)；（8）開展精細(xì)化設(shè)計(jì)，更 新設(shè)計(jì)思路；（9）注重新技術(shù)、新工藝，實(shí)現(xiàn)技術(shù)升 級；（10）體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。2.1 廠區(qū)總平面布置優(yōu)化經(jīng)優(yōu)化后的總平面

8、方案具有順、新、小、省、整和以人為本等特點(diǎn)。（1）順。充分結(jié)合地形，按工藝系統(tǒng)的布置要求， 設(shè)計(jì)合理的階梯分區(qū)，大大節(jié)省挖填方量。（2） 新。工程采用全新的側(cè)煤倉布置方案；主廠 房采用模塊組合設(shè)計(jì)。（3）小。主廠房體積小、廠區(qū)占地面積小、拆遷量 小、土方工程量小。（4）省。運(yùn)煤棧橋、綜合管架省。(5) 整。進(jìn)行了大量的整合，女口：化水區(qū)與凈水 站、綜合泵房的整合，全廠空壓機(jī)室與除灰、脫硫、運(yùn) 煤綜合樓的整合，車庫與檢修間、材料庫的整合等。(6) 以人為本。如采用“四機(jī)一控”方式，將控制 室布置于生產(chǎn)辦公樓與主廠房連接的天橋上， 營造了 “安靜、和諧、便利”的工作環(huán)境。總平面布置的優(yōu)化，減少了土

9、方量，節(jié)約了占地 面積。廠區(qū)占地面積為 23.0 hm2，僅為限額設(shè)計(jì)的 47%，全廠填挖方基本平衡。2.2 主廠房布置優(yōu)化按模塊化設(shè)計(jì)的思路對工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。在模塊合 理劃分的基礎(chǔ)上，對每個(gè)模塊進(jìn)行優(yōu)化， 然后分析每 個(gè)模塊的技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性和適用性，并在此基礎(chǔ)上 進(jìn)行模塊優(yōu)化組合，推出適合本工程特點(diǎn)的 5個(gè)主廠 房方案。通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，確定本工程的最優(yōu)設(shè)計(jì) 方案，主廠房布置優(yōu)化成果如表 1。表1主廠房布置優(yōu)化成果Tab.1 Main power block layout optimization項(xiàng)目實(shí)施方案限額設(shè)計(jì)降低幅度1.主廠房(1)A列至煙囪中心線距離/ m14422034.5%(2

10、)主廠房長度/m151.5171.511.7%(3)主廠房占地面積/ m221 81637 73042.2%2.主廠房體積(1)汽機(jī)房/m3138 895-煤倉間/ m349 791-毗屋/ m34 540-(4)集控樓/m39 461-(5)合計(jì)體積/ m3202 687398 74649.2%3.高壓汽水管道(含支吊架)/t1 0601 72038.4%4.電纜/ km1 5692 300 2 34032.9%(1)動(dòng)力電纜/ km26144048045.6%控制電纜/ km1 3081 86029.7%5.主廠房容積可比千瓦指標(biāo)/0.1690.33249.1%(m 3/kW)主廠房布置主

11、要特點(diǎn)為：(1)采用側(cè)煤倉方案，壓 縮汽機(jī)與鍋爐之間距離，減少四大管道管材用量。(2) 汽輪發(fā)電機(jī)組中心線偏向A排布置，汽機(jī)房空間布局合理。(3)除氧器高位布置于煤倉間與爐側(cè)之間搭 建的平臺上。取消集中控制樓，集控室采用“四機(jī) 一控”方案，布置在生產(chǎn)辦公樓與主廠房連接的天橋 上。(5) 2機(jī)合用1臺電動(dòng)啟動(dòng)泵。A排外設(shè)置毗 屋，占3檔，毗屋跨度為6.0 m。2臺爐的煤倉間集 中布置在2爐中間，煤倉間采用單框架結(jié)構(gòu)，2爐共用磨機(jī)檢修場地。采用爐后上煤方案，保證輸煤棧橋 和上煤皮帶最短。(8)電氣熱控設(shè)備布置高度分散，降 低了電纜用量。2.3 設(shè)備及系統(tǒng)優(yōu)化2.3.1 給水泵優(yōu)化在保證機(jī)組運(yùn)行安全

12、 、可靠的前提下，決定2臺 機(jī)組合用1臺啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，電動(dòng)給水泵不作備 用，以降低廠用電負(fù)荷和優(yōu)化廠用電接線方式，電動(dòng)給水泵功率由8 600 kW降至3 400 kW。與單元制電 動(dòng)備用泵相比，可節(jié)省投資1 772萬元；與每臺機(jī)組 配1臺啟動(dòng)電動(dòng)給水泵相比，可節(jié)省240萬元，同時(shí)可節(jié)省主廠房的占地面積 。2.3.2 點(diǎn)火油系統(tǒng)優(yōu)化本工程對點(diǎn)火油系統(tǒng)配置進(jìn)行了全面優(yōu)化，采用等離子點(diǎn)火技術(shù)，有效降低了燃油系統(tǒng)出力、供油泵 揚(yáng)程以及油罐的容量。點(diǎn)火油系統(tǒng)優(yōu)化后，燃油系統(tǒng) 的出力僅為15%BMCR熱輸入量，油罐容量僅為2X500 m3,供油泵采用2 Xl00%+1 X30%配置方案，與常 規(guī)方案相比

13、，初投資約節(jié)省100萬元。同時(shí)，采用等離 子點(diǎn)火技術(shù)后，還可以降低鍋爐啟動(dòng)耗油量 。2.3.3 全廠壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化將各專業(yè)空氣供應(yīng)系統(tǒng)的獨(dú)自布置整合為統(tǒng)一 的空壓機(jī)站，由壓縮空氣站向除灰 、熱控、熱機(jī)、脫硫 等專業(yè)提供氣源。空壓機(jī)采用節(jié)能型壓縮螺桿式空壓 機(jī)，不僅有利于節(jié)省空氣供應(yīng)系統(tǒng)的土建和設(shè)備投 資、減少各專業(yè)的設(shè)備備用，提高供氣可靠性，而且有 利于集中優(yōu)質(zhì)管理，減少管理成本。經(jīng)過優(yōu)化整合，全 廠僅需要配置5臺50 m3/min、排氣壓力為0.75 MPa 的空壓機(jī)，3臺運(yùn)行，2臺備用。通過空氣供應(yīng)系統(tǒng)優(yōu) 化，節(jié)約建設(shè)費(fèi)用134.4萬元，減小占地216 m2。2.3.4 鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)優(yōu)

14、化通過優(yōu)化系統(tǒng)出力、設(shè)備布置及技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化比 選，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用2套系統(tǒng)出力為50 t/h的超濾+ 一、二級反滲透+電除鹽系統(tǒng)。與常 規(guī)方案相比，水處理室建筑面積和體積分別減少了 55%和70%，水處理站總占地減少 55%。由于系統(tǒng)連 續(xù)自動(dòng)化運(yùn)行，采取無人值班運(yùn)行管理方式，水處理站不設(shè)控制室，減少了電廠定員。2.3.5 冷端優(yōu)化根據(jù)電廠總平面布置方案、廠址區(qū)域氣象條件， 通過選擇不同的汽輪機(jī)冷端設(shè)備(主要包括凝汽器面積、冷卻塔面積、循環(huán)水冷卻倍率以及供排水管徑 等)，共組成250種不同配置方案，采用循環(huán)水系統(tǒng) 優(yōu)化計(jì)算程序進(jìn)行水力 、熱力及經(jīng)濟(jì)計(jì)算，并進(jìn)一步 對其中的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

15、進(jìn)行了敏感性分析，最終提出本工程冷端設(shè)備的配置方案：1臺機(jī)組配置3.8萬m2 的凝汽器及9 000 m2的自然通風(fēng)逆流式冷卻塔；循環(huán)水冷卻倍率為55倍；循環(huán)水供水干管/支管管徑為© 1 爭94-2。出 China AcadvtHie Journal Elvcrronic Publishing House. All rights reserved. htTp:'.net75電力建設(shè)第31卷DN3000/DN2200。循環(huán)水供水系統(tǒng)采用單元制，每臺 機(jī)組配置2臺50%容量的循環(huán)水泵。采用該方案后，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)也能保證汽 輪機(jī)組的最大出力，即在最高的冷卻水溫條件下，保證 汽

16、輪機(jī)的背壓不超過滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的最高允許值。2.3.6 輔助車間控制方式及控制系統(tǒng)優(yōu)化在設(shè)計(jì)中對設(shè)置集中監(jiān)控網(wǎng)和不設(shè)集中監(jiān)控網(wǎng) 2個(gè)輔助車間控制方案模塊進(jìn)行分析比較后，采用了設(shè)置集中監(jiān)控網(wǎng)的輔助車間控制方案，即將全廠除納入DCS系統(tǒng)監(jiān)控以外的所有輔助車間和附屬生產(chǎn)的 控制系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)（包括水、煤、灰、脫硫等系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。其控制點(diǎn)布置在單元機(jī)組 控制室，與主廠房 DCS系統(tǒng)構(gòu)建成全廠范圍的集中 監(jiān)控中心，提高了電廠的生產(chǎn)效率和電廠輔助車間運(yùn) 行和管理水平。2.4 精細(xì)化設(shè)計(jì)2.4.1 電纜敷設(shè)路徑的優(yōu)化本次工程設(shè)計(jì)專題研究電纜敷設(shè)路徑優(yōu)化及減少橋架、電纜的相關(guān)措施，對經(jīng)優(yōu)選的4個(gè)

17、模塊方案，分別從控制電纜，電力電纜兩方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定本工程最優(yōu)電纜敷設(shè)路徑。優(yōu)化后，全廠電纜及電纜 橋架的總費(fèi)用相對限額標(biāo)準(zhǔn)節(jié)省約 3 297.2萬元，節(jié)省 了 44.8%;全廠電纜與橋架的總施工費(fèi)用相對限額能 夠節(jié)省約4922.4萬元，節(jié)省了 41.9%。全廠電力電纜 總長度僅為限額標(biāo)準(zhǔn)的54% ;全廠控制電纜總長度僅 為限額標(biāo)準(zhǔn)的70%。降低工程造價(jià)十分顯著。2.4.2 煙囪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選型煙囪作為火力發(fā)電廠的主要構(gòu)筑物，其結(jié)構(gòu)的 選擇是影響建筑、安裝施工工程量的重要因素，本次 設(shè)計(jì)針對采用濕法脫硫后，煙氣對煙囪內(nèi)襯及混凝 土筒壁腐蝕影響的特性，在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，采用套筒磚、內(nèi)

18、筒鋼筋混凝土煙囪方案 。該方案投資僅 為1 704萬元，較常規(guī)工程節(jié)約近 600萬元，并且從根 本上解決了煙囪裂縫和腐蝕問題 。2.4.3 主要建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化根據(jù)本工程勘測報(bào)告和建（構(gòu)）筑物上部結(jié)構(gòu)荷 載對地基的不同要求，對采用天然地基的方案進(jìn)行分 析和比較，通過承載力和沉降計(jì)算，論證其可行性；對 基礎(chǔ)的持力層和基礎(chǔ)型式進(jìn)行計(jì)算和經(jīng)濟(jì)比較，提出：相對于可研提出的重要建（構(gòu)）筑物采用層 為基礎(chǔ)持力層，經(jīng)比較后確認(rèn)當(dāng)層 有一定的埋深和層 厚時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用為持力層，以減少開挖工作量，節(jié)省 投資；基礎(chǔ)型式根據(jù)實(shí)際情況采用獨(dú)立基礎(chǔ)或筏基。在主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用多種程序進(jìn)行聯(lián)合空間 結(jié)構(gòu)計(jì)算和

19、驗(yàn)算復(fù)核， 使構(gòu)件斷面選擇合理， 結(jié)合目 前成熟的技術(shù)、施工條件，采用不同強(qiáng)度等級的混凝 土匹配HRB400級鋼筋，進(jìn)行精細(xì)計(jì)算比較，尋求最 佳結(jié)構(gòu)性能，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)最低、總體進(jìn)度最快的目 標(biāo)。圖2為主廠房的三維結(jié)構(gòu)示意圖。S1 2 主廠攜的三堆結(jié)構(gòu)錄竄09Mjiji hhxl i-D ftrutrural 剋辰他血疋汽機(jī)基座設(shè)計(jì)方面，在使用常規(guī)TGFP V4.0計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用套裝工程分析軟件ANSYS 7.0建模，通過模態(tài)分析和擾力作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)分析進(jìn) 行對比，論證了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合效益，達(dá)到了節(jié)省投資、加快進(jìn)度的目標(biāo)。對比優(yōu)化前后2種汽機(jī)基礎(chǔ)方 案，優(yōu)化后的基礎(chǔ)柱截面大幅減小。經(jīng)計(jì)算，

20、優(yōu)化后的汽機(jī)基礎(chǔ)鋼筋混凝土總方量為4 180 m3,較優(yōu)化前的4 893 m3降低了 713 m3,降幅為14.6%。1臺汽機(jī)基 礎(chǔ)可直接節(jié)省土建投資約94.2萬元。優(yōu)化方案方便了施工，明顯縮短了土建施工周期， 加快了施工進(jìn)度。 由于優(yōu)化后的汽機(jī)基礎(chǔ)改善了基礎(chǔ)的動(dòng)力特性且減 少了沉降，提高了機(jī)組的安全系數(shù)。2.5 新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用2.5.1 廠用電現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)本期工程每臺機(jī)組設(shè)置1套電氣EFCS監(jiān)控系統(tǒng)，以硬接線加通信的方式對廠用電源系統(tǒng)及單元機(jī) 組智能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，減少了控制電纜的長度和 DCS系統(tǒng)的I/O卡件的數(shù)量，提高了廠用電監(jiān)控系統(tǒng) 的自動(dòng)化水平和管理水平，減少了維護(hù)工作量。2

21、.5.2 四大管道動(dòng)力綜合分析技術(shù)應(yīng)用對于超臨界及以上參數(shù)機(jī)組，四大管道的動(dòng)力計(jì)算 是必不可少的。動(dòng)力計(jì)算的目的是避免共振、汽錘/水 錘、地震等破壞管道造成事故。以往一般只進(jìn)行靜力計(jì) 算，很少進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，或者采用等效靜力法來進(jìn)行一 些簡單的動(dòng)力分析。在本工程設(shè)計(jì)中，采用了電廠管道 系統(tǒng)動(dòng)力綜合分析技術(shù)對四大管道的選型、布置和支吊 進(jìn)行優(yōu)化和分析，聯(lián)合運(yùn)用管道流體分析軟件 PIPENET和管道動(dòng)力靜力分析軟件CAESARII進(jìn)行了 四大管道管系的模態(tài)、諧波分析、汽錘/水錘、排汽、地 震分析，通過在管系中設(shè)置阻尼器等措施，有效抑制了 管道振動(dòng)和汽錘反力，確保了管系的安全性和可靠性。©

22、194-20 0 China Academic Journal Ekcxtonic Publishing H航應(yīng)All rights rvstrved. htTp;.net77電力建設(shè)第31卷者土帽同段計(jì)圖7三維遼計(jì)能成系統(tǒng)Fift.3 3-D design integnited sysiem© 1 94-2010 China Academic Journal Electronic Publishitifi House. All rights reserved, htTG：/?www山nlcLmIT2.5.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新材料的應(yīng)用（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新材料。在全廠結(jié)構(gòu)中鋼筋以 HRB4

23、OO+ HRB335系列的熱軋鋼筋為主導(dǎo)鋼筋，對軸壓比較大的煤倉間柱采用C60高強(qiáng)混凝土，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，有效避免了 “肥梁胖柱”。（2）屋面新材料。汽機(jī)房屋面、翻車機(jī)室屋面采用實(shí)腹鋼屋面梁上鋪蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板（NALC板）的方案。該種新型混凝土板具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐火、隔 熱、隔音、無放射性、產(chǎn)品精度高、施工安裝便捷、能適 應(yīng)大的層間變位、抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)；且施工工期 短，安裝時(shí)無須占用汽機(jī)房場地， 交叉作業(yè)也比較少； 在正常使用條件下，屋面耐久性好，日常維護(hù)較方便。（3）溝道蓋板新材料。對用量較大的溝道蓋板采 用無機(jī)復(fù)合蓋板，該蓋板具有輕質(zhì)、美觀、耐久、防火 性能好等優(yōu)點(diǎn)。（4）

24、綜合管架柱新材料。綜合管架柱采用薄壁離 心鋼管，該鋼管可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的物理力學(xué)特性，克服兩者單獨(dú)使用的弱點(diǎn) 。與軋制H 型鋼相比，薄壁離心鋼管質(zhì)量分布均勻，抗彎模量對稱，整體穩(wěn)定性好；與純鋼管相比，薄壁離心鋼管可充 分利用混凝土的受壓性能， 節(jié)約用鋼量。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì) 比較，薄壁離心鋼管作為管架柱在造價(jià)上僅為普通鋼 管柱的2/3,為軋制H型鋼的1/4。（5）護(hù)坡新材料。本工程廠址區(qū)地形高差較大， 且位于兩山之間，在廠內(nèi)外及不同標(biāo)高場地之間須設(shè) 置護(hù)坡，最高達(dá)5m左右。本工程采用土工網(wǎng)墊作為 護(hù)坡材料。該材料是一種由多層塑料凹凸網(wǎng)與高強(qiáng)度平網(wǎng)復(fù)合而成，呈網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性能穩(wěn)定，

25、對 環(huán)境無污染，可以有效防止水土流失，增加綠化面積， 改善生態(tài)環(huán)境，達(dá)到邊坡生態(tài)治理的目的 。在工程造 價(jià)上比普通護(hù)坡節(jié)約 10%。2.5.4 三維數(shù)字工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用我院已形成以 VANTAGE為核心，集成眾多國 內(nèi)外著名設(shè)計(jì)計(jì)算軟件的三維設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)一一“ JSPDI-CAD系統(tǒng)”（如圖3）。4年來引進(jìn)并集成了 美國的管道應(yīng)力分析計(jì)算軟件CAESARII、有限元分析軟件ANSYS、熱平衡計(jì)算燃機(jī) STEAM/GT PRO、 三維鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件 STAAD-CHINA ,英國的三維鋼 結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件 STRUCAD ,以及國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟 件PKPM、電纜敷設(shè)軟件 CableRace、熱控

26、設(shè)計(jì)軟件 ELDsign等許多國內(nèi)成熟軟件。本工程施工圖設(shè)計(jì)全面采用了三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)，優(yōu)化了系統(tǒng)和設(shè)備布置，改善了檢修和運(yùn)行條件，確保 了工程量的控制。三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全面應(yīng)用對保證本 工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)本工程各項(xiàng)創(chuàng)優(yōu)措施以及保證各 項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度帶來了巨大的幫助。2.5.5 其他新技術(shù)的應(yīng)用（1）大型煙風(fēng)煤粉管道優(yōu)化和選擇設(shè)計(jì)技術(shù)的 應(yīng)用通過該技術(shù)的應(yīng)用，建立大型煙風(fēng)煤粉管道（結(jié) 構(gòu)）設(shè)計(jì)計(jì)算模型，應(yīng)用有限元計(jì)算分析軟件，優(yōu)化大型煙風(fēng)煤粉管道（結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)，從而避免大截面煙 風(fēng)道失穩(wěn)和振動(dòng)問題。同時(shí)，節(jié)省了煙風(fēng)道工程量。（2）煙風(fēng)道設(shè)計(jì)空氣阻力計(jì)算技術(shù)和應(yīng)用該技術(shù)是通過煙風(fēng)道空氣動(dòng)力

27、計(jì)算軟件，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，再與計(jì)算流體力學(xué) CFD和流體力學(xué)軟件 FLUENT的計(jì)算結(jié)果對比，修 正各種管件的阻力系數(shù)， 并提出異型件、導(dǎo)流板設(shè)計(jì)建議，以降低系統(tǒng)阻力，準(zhǔn)確選擇設(shè)備，降低廠用電， 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和輔助設(shè)備配置提供依據(jù)。（3）氣固兩相流輸送阻力計(jì)算研究運(yùn)用氣力輸送粉煤灰、石灰石粉等散狀物料的阻 力計(jì)算軟件，短距離超高濃度輸送的阻力計(jì)算軟件和 雙套管氣力輸送阻力計(jì)算軟件，解決電廠氣固兩相流 輸送計(jì)算問題，從而達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)配置的目的。2.6 節(jié)水優(yōu)化成果本工程設(shè)計(jì)年平均用水量為 2 068m3/h，百萬千 瓦耗水指標(biāo)為0.433 m3/（ sGW）。電廠耗水指標(biāo)遠(yuǎn)低 于

28、國家對新建電廠節(jié)水的有關(guān)規(guī)定，達(dá)到先進(jìn)水平， 采取的主要節(jié)水措施如下 。2.6.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)優(yōu)化本工程設(shè)計(jì)在考慮充分節(jié)約水資源的同時(shí)，又最大限度考慮節(jié)約工程投資、運(yùn)行費(fèi)用，取得了最大的 節(jié)水效益。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定循環(huán)水濃縮倍 率為6.0,并采用循環(huán)水旁流混凝澄清處理、CIO2殺菌處理及單純投加高性能全有機(jī)復(fù)合穩(wěn)定劑的循環(huán) 水處理工藝。2.6.2 脫硫工藝水系統(tǒng)優(yōu)化脫硫系統(tǒng)的工藝用水量為103 m3/h。本工程采用循環(huán)水系統(tǒng)排水作為脫硫工藝用水，從而利用了約 41%的循環(huán)水系統(tǒng)的排水量，既減少了耗水量，又降低了循環(huán)水排污量。2.6.3 除灰渣系統(tǒng)的優(yōu)化采用風(fēng)冷式干排渣系統(tǒng)，與水力除

29、灰渣相比，全年減少耗水約70萬m3。2.6.4 降低工業(yè)廢水產(chǎn)生量的優(yōu)化本工程通過系統(tǒng)工藝優(yōu)選、分類排放、清污分流、 采用節(jié)水鍋爐清洗工藝等優(yōu)化途徑，使經(jīng)常性廢水產(chǎn) 生量由優(yōu)化前的 54.5 t/h降低到優(yōu)化后的 9 t/h ,并大 幅降低了非經(jīng)常性廢水的產(chǎn)生量。工業(yè)集中廢水處理 系統(tǒng)廢液池容積由優(yōu)化前的6 000 m3降到優(yōu)化后的4 000 m3,系統(tǒng)出力也由優(yōu)化前的150 t/h降低到優(yōu)化后的100 t/h ,相應(yīng)節(jié)約投資222萬元，降低運(yùn)行費(fèi)用 約4萬元/年，并減少布置占地約 950 m2o通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，從源頭上減少了全廠經(jīng)常性廢水產(chǎn)生量：優(yōu)化鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，采用電除鹽系統(tǒng)方

30、案，避免鍋爐補(bǔ)給水酸堿廢水排 放；對超濾反洗排水進(jìn)入循環(huán)水反應(yīng)沉淀池處理 后直接回收利用；將反滲透排放濃水直接壓力排 放至敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻塔水池直接回用； 通過清污分流，將凝結(jié)水精處理混床樹脂再生過 程中的樹脂分離、輸送、快速?zèng)_洗、淋洗等環(huán)節(jié)的排水（水質(zhì)較好）送至開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻塔水池直接回用。通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，同時(shí)從源頭上減少全廠非經(jīng)常性 廢水產(chǎn)生量：將僅pH值輕微超標(biāo)的鍋爐冷態(tài)清洗排 水和熱態(tài)汽水膨脹疏排水直接排至敞開式循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)回用；對600 MW超臨界直流爐機(jī)組，設(shè)計(jì)推 薦爐前系統(tǒng)采用 EDTA清洗或鹽酸循環(huán)清洗，爐本 體及過熱再熱器系統(tǒng)采用 EDTA清洗，可大大降低 鍋爐

31、化學(xué)清洗一次最大廢水量 。上述設(shè)計(jì)優(yōu)措施從源頭上盡量減少了工業(yè)廢水 產(chǎn)生量，不僅保證了電廠“廢水零排放”設(shè)計(jì)目標(biāo)的 實(shí)現(xiàn)，而且降低了集中工業(yè)廢水處理系統(tǒng)廢液池設(shè)計(jì) 容積和系統(tǒng)規(guī)模，節(jié)約了一次性投資，同還降低了廢 水處理系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，節(jié)約廢水輸送和藥品處理等運(yùn) 行費(fèi)用。2.7 以人為本的設(shè)計(jì)理念/1）總平面布置將水處理區(qū)作為緩沖帶，拉開1號冷卻塔與廠前辦公區(qū)域的距離，以減輕冷卻塔對辦 公人員的噪聲、水汽影響及空間壓抑感， 體現(xiàn)“以人 為本”的理念。/ 2）優(yōu)化主廠房布置型式， 在汽機(jī)房0 m、6.3 m 層B排側(cè)以及汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層 A、B排側(cè)均留有貫通汽 機(jī)房的寬敞的檢修和維護(hù)通道；在鍋爐爐前、爐

32、后以及煙囪后均留有貫通固擴(kuò)端的道路，便于檢修和運(yùn)行 車輛進(jìn)出；側(cè)煤倉兩側(cè)具有貫通鍋爐房的人行通道； 極大地方便了電廠今后的檢修和運(yùn)行。/ 3）集控室布置布置在生產(chǎn)辦公樓與主廠房連 接的天橋上，既有效利用了空間， 又便于運(yùn)行檢修維 護(hù)，營造了 “安靜、和諧、以人為本”的工作環(huán)境。單元 控制室利用有限的空間獲得寬敞的空間感受。/ 4）采用了全廠輔控系統(tǒng)集中控制方式，輔助車間不設(shè)就地控制室。在單元控制室操作員站上可對各 輔助系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視 、管理和自動(dòng)順序控制， 還可 以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方軟手操，既降低了定員，又改善了輔控人 員的運(yùn)行環(huán)境，且投資增加有限。/ 5）優(yōu)化系統(tǒng)配置和布置。例如大量的輔助車間 的整

33、合、檢修車間的合并。鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用超濾+ 一、二級反滲透+電除鹽系統(tǒng)，系統(tǒng)連續(xù) 自動(dòng)化運(yùn)行，可采取無人值班運(yùn)行管理方式 。這些優(yōu) 化大大降低了運(yùn)行和檢修人員的運(yùn)行和巡視工作量。3設(shè)計(jì)優(yōu)化成果本工程優(yōu)化后的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表2。從表2可以看出，工程經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化后， 多項(xiàng)指標(biāo)較限額設(shè) 計(jì)都有大幅下降。（下轉(zhuǎn)第86頁）© 194-2010 Chirta Academic Journal Electronic Ptiblishin House. All rights reserved. htT86電力建設(shè)第31卷道，P92內(nèi)徑管具有較大的壁厚余量 。借ASME Code Cas

34、e2179-6降低P92管材許用應(yīng)力之機(jī)，超超臨界 機(jī)組主蒸汽管道宜用DL/T 5054 1996火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定來確定設(shè)計(jì)參數(shù)，即確定設(shè) 計(jì)壓力時(shí)不考慮5%的壓力余量。主蒸汽管道在工廠 內(nèi)配管時(shí)，應(yīng)將壁厚正偏差較大的管段布置在汽溫、汽 壓高的鍋爐側(cè)，對焊口兩側(cè)內(nèi)徑管的內(nèi)徑應(yīng)盡力相近， 以使完工后的主蒸汽管道具有盡可能大的安全余度。（2）超超臨界機(jī)組主蒸汽管道因設(shè)計(jì)溫度余量、設(shè)計(jì)壓力余量、訂貨內(nèi)徑管的內(nèi)徑偏差及壁厚偏差的 累加作用而使實(shí)際運(yùn)行時(shí)主蒸汽P92內(nèi)徑管具有較大的壁厚余量。由于P92內(nèi)徑管的進(jìn)口價(jià)格昂貴，應(yīng) 適當(dāng)減少P92內(nèi)徑管的壁厚余量，以降低超超臨界機(jī) 組主蒸汽管道的

35、造價(jià)。為此，建議對我國已投運(yùn)的超 （超）臨界機(jī)組主蒸汽實(shí)際運(yùn)行情況與P92內(nèi)徑管的進(jìn)口情況進(jìn)行調(diào)研，搜集整理超（超）臨界機(jī)組主蒸 汽運(yùn)行參數(shù)及進(jìn)口P92內(nèi)徑管的內(nèi)徑偏差與壁厚偏差，確定這些數(shù)據(jù)的分布范圍，分析主蒸汽管道設(shè)計(jì)丨丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨丨！丨余量范圍，為減少P92內(nèi)徑管的壁厚余量及下一次修 訂超超臨界機(jī)組主蒸汽管設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力的規(guī) 定提供支持?jǐn)?shù)據(jù)。7參考文獻(xiàn)1楊建平，郭軍，喬亞霞.超超臨界機(jī)組用P92鋼焊接技術(shù)的研究J.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2007,27（23）:55-60.2林學(xué)森，樊晨超，朱乃祥.超超臨界機(jī)組新型耐熱

36、鋼T/P92焊接監(jiān)理工作J.電力建設(shè),2007,28(11):89-91.3胡平.超（超）臨界火電機(jī)組鍋爐材料的發(fā)展J.電力建設(shè),2005,26(6):26-29.4DL5000 2000火電發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 版社，2001.S.北京：中國電力出張磊，李廣華.鍋爐設(shè)備與運(yùn)行 （超超臨界火電機(jī)組叢書） 京：中國電力出版社，2007.M.北收稿日期：2009-10-09 修回日期：2009-11-18作者簡介：徐傳海（1958）,男，教授級高級工程師，長期從事火力發(fā) 電廠熱機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)、咨詢研究工作，E-mail : xuchuanhai。（責(zé)任編輯：何鵬）© 194-20 0 Chin

37、a Academic Journal Ekcxtonic Publishing H筑i他 All rights rvstrved. htrp:'.net#電力建設(shè)第31卷© 194-20 0 China Academic Journal Ekcxtonic Publishing H筑i他 All rights rvstrved. htrp:'.net#電力建設(shè)第31卷（上接第76頁）表2華能巢湖電廠工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)© 194-20 0 China Academic Journal Ekcxtonic Publishing H筑i他 All rights rvstrved. htrp:'.net#電力建設(shè)第31卷Tab.2 Technical economical indexes of HuanengChaohu Power Plant project© 194-20 0 China Academic Journal Ekcxtonic Publishing H筑i他 All rights rvstrved. htrp:'.net#電力建設(shè)第31卷項(xiàng)目名稱限額設(shè)計(jì)本丄程指標(biāo)優(yōu)化后卜降幅度項(xiàng)目名稱