（交通运输规划与管理专业论文）火力发电厂厂址选择及其优化理论研究.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 u 火力发电厂厂址选择及其优化理论研究 专, 1 1 1 名称：交通运输规划与管理 研究生：王剑 指导教师：雷明教授 摘要 大型火力发电厂建设项目是一个耗资十分巨大的系统工程，关系到国民经济和人民生活的 各个方面，相应的选址工作也包含了诸多的技术和经济要素。本文尝试研究具有实际意义的火 力发电厂厂址选择及其优化理论。 本文首先对厂址选择的任务、特点以及大型火力发电厂有关概念进行了阐述，并对其影响 因素从多角度进行了探讨；接着对厂址选择的一般方法作了简单介绍，分析了这些方法的优缺 点；随后本文运用框图的形式总结了火力发电厂厂址选择的工作程序。在此基础上，对火力发 电厂厂址优化理论进行了较深入的研究。 优选厂址，是工业布局中最基本的工作。定性因素分析是厂址优化中的主要问题。现代数 学方法，为解决此类问题提供了数学模型。这使得厂址选择中定量计算和定性分析能够相结合， 可充分发挥数学计算的精确性和定性分析中专家经验与技术水平的优势，进行厂址优化分析。 本文通过运用价值工程优化厂址选择，把电厂厂址作为一个独立完整的“产品”，优选出 “价值高”的厂址。通过实例分析，计算得出最优结果。证据理论是解决决策问题中的定性因 素的有效方法。本文将其运用到火力发电厂厂址选择中，建立了厂址选择的推理模型，初步提 出了解决厂址选择中如何将定性因素定量化的方法。 关键词：火力发电厂：厂址选择；优化 论文类型：应用研究 西安建筑科技大学硕士学位论文 s t 1 d yo no p t i m i 豳gm e t h o df o rs e l e c t i o no f p l a n ts i t eo f t h el a r g e t h e r m a lp o w e r p h n 伍 m a j o r ：p l a n n i n g a n d n m m g e m e n t o f w a m p o r t a t i o n p o s t g r a d u a t e ：w a n 酉i a n t u t o r ：p r o f l e im i n g a b s t r a c t t h el a r g et h e r m a lp o w e rp l a n tc o n s t r u c t i o ni t e mi st h es y s t e me n g i n e e r i n go ft h ev e r yh u g e c o s t ，r e l a t i n gt ot h ea s p e c 忸o ft h en a t i o n a le c o n o m ya n dp e o p l el i f e t h ep l a n tl o c a t i o ns e l e c t i o n i n c l u d e sm a n yo f t e c h n o l o g ya n de c o n o m i cf a c t o r s t h i st h e s i st r i e st or e s e a r c ho p t i m i z i n gm e t h o df o r s e l e c t i o no f p l a n ts i t eo f t l 】el a r g et h e r m a lp o w e r p l a t e s t h i s t h e s i s i s o f s p e c i a l i z e d k n o w l e d g e s os o m e r e l e v a n t e o n c e p t s ，= s o m e l a s k s , s o m e c h a r a c t e r i z e f o rs e l e c t i o no f p l a n ts i t eo f t h el a r g et h e r m a lp o w e rp l a n t s 黜e x p l o r e df i r s t l yi nt h i sp 獬t h e n , t h e p a p e rs u m su pt h ec h a r a c t e r i s t i co f s e l e c t i o no f p l a n ts i t eo f t h el a r g el h e r m a lp o w e rp l a n t s o nt h eb a s i s t i f f s t h e s i s m a k e s a p r o f o u n d r e s e a c h t h e o p t i m i z a t i o n p l 衄t s i t e i s t h e m o s t b a s i c w o r k i n l h e l a y o u t o f i n d u s t r y 锄d m u s t b e s o l v e d i n t h ed e s i g ns t a g e t h em e t h o do f m o d e mm a l h e m a f i c sp r o v i d ef l a en 1 乏旺1 1 c r n 鲥嚣m o d e lf o rs o l v i i 】gt h e s e k i n d so f p r o b l e m s i tm a k 鹪t h eq u a l i t a t i v ea n a l y s i sa e c t w a t e l ya n di su s e f u lt o0 i 五m i z 咖p l a n ts i t eb y c o m p u t e r s ot h ea r t i c l ee x p o u n d e df i l ev a l u e s 锄垂e r i n gt oo p t h n 血t h es i t eo f p o w e rp l a n t s t h e 勰o f t h ev a l u e e n g i n e e r i n gi st oa n a l y s et h ef u n e l j o no ft h ep r o d u e t i o n a tt h es a m el i m e , t h ee v i d e n t i a l 1 1 e o r y i st h ev a l i dm e t h o dt h a ts o l v e st h ei n d e t e n n i m t i o ni n f o r m a t i o n t h ep a p e rn l i i ( el l s eo f e v i d e n t i f dt h e o r y ，b u i l du pi r 埔e t e n f i a lm o d e l o f p l m rl o c a t i o ns e l e c t i o n ，a n dp u tf o r w m 。dt h ei d e aa b o u t s o l v i n gt h eo p t i m i z a t i o np l a n ts i t e k e y w o r d s t h e t h e r m a l p o w e r p l a n t t y p eo f p a l m r ：p r a c d c a lr e s e a r c h i叶4j_ 声明 9 7 0 5 2 9 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他 人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名 上刽 日期嘶3j 弘日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文储魏王垂j 导师签锨鳓枷印以p 注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 绪论 2 0 世纪的发电行业获得了辉煌的成就，电能已成为世界能源转化和使用的主要方式，成为 一个国家经济发达程度的标志，同时又是人类文明生活不断提高的物质基础。因此电力工业的 布局是否合理，将直接影响国民经济的发展速度。目前我国正在提倡建立节约型社会，搞好电 力工业布局，将对节约能源具有重要的意义。 火力发哇扩在电力工业中占有重要的地位。在“高效、洁净、经济、可靠、安全”的方针 指导下，我们将要探索更好的理论和方法来发展我国的电力事业。厂址选择作为整个火力发电 厂建设中非常重要的环，对其长期生存和发展有着重大的影响。因此本论文就具有了现实意 义和广阔的应用前景。 1 1 研究背景 1 研究背景 电力工业起源于1 0 世纪后期。世界上第一台火力发电机组是1 8 7 5 年建于巴黎北火车站的 直流发电机，用于照明供电。进入2 0 世纪9 0 年代以来，世界电力工业发展非常迅速，根据美 国能源部能源信息管理局( e i a ) 统计，1 9 9 0 年全球装机容量为2 7 1 2 7 6 g w ，到2 0 0 1 年增长 2 7 7 2 ，达到3 4 6 4 8 9 g w ，其中火电装机容量从1 9 9 0 年的1 7 6 4 3 6 g w 增加到2 0 0 1 年的 2 3 2 5 5 7 g w 。我国电力装机容量从1 8 8 2 年的1 1 ，7 6 k w ，到1 9 4 9 年的1 8 5 万k w ，到2 0 0 2 年的 3 5 3 亿k w i 预计到2 0 2 0 年全国装机容量为9 5 亿k w 左右，其中火力发电为6 亿k w 左右， 占6 3 。 数据摆在眼前，巨大的发展空间也 就呼唤着更科学，更精确的理论和方法 来运用到这个庞大的电力工业发展中。 火力发电厂的建设如图1 1 ，无论是对国 民经济的发展，还是人民生活水平的提 商都起着至关重要的作用。 目前我国火电厂发展方向为：一、 火电机组继续向高参数大容量发展；二、 图1 1 火力发电厂 火电厂规模和数量将继续不断增大，以取 代中小规模的火力发电厂；三、建立大型发电厂，注重环境保护，节约能源。为建设优质的火 电厂，厂址选择需满足既利于运输燃料，又便于架线送电；冷却水方便，地形地貌良好，却又 少要占良田，这些在新形势下都有着更高的要求。 因此，探索适合新形势发展下的理论和方法，对于更科学的发展电力工业具有着重要的现 西安建筑科技大学硕士学位论文 实意义。本文就是在这样的背景下，将针对火力发电厂建设中重要一环一厂址选择进行研究， 期望能对我国火力发电厂的厂址选择有所帮助。 2 厂址选择的基本概念 所谓厂址是指在一定空间( 或地蜘工业企业存在和发展的基本形式。其中包含有两方面的 含义：一是厂址的“s i t e ，直译成中文是厂址所在的地点、场所，在地理区位中的含义是指厂址 在地球表面的空问位置( 即绝对区位) 上所具有的直接的自然地理条件和特点，如地形、地质、 土壤、气候、水文等等。二是厂址i ￥j s i t u a t i o n ，中文译义是厂址的地位，处境。其含义是指厂 址与周围其他经济活动或地理现象的相互关系( 即相对区位) 。i j 】 厂址选择唧a 【吐l 0 c a b o n ) 是工业建设项目的首要环节，同时也是总图运输设计的基础。原苏 联1 9 5 0 年出版的万次威格的工业企业厂址选择和美国1 9 5 9 年出版的摩尔工厂布置与设 计中，都将厂址划分为两步，其第步在美国称为行政区域，在前苏联称为“指定它的经济区 域或行政区域；其第二步在美国称为场地选择，在前苏联称为“指定它的具体的地理地点我 国出版的中国有色金属工业企业管理全书和中国大百科全书机械工程卷中，也将厂址 选择的工作划分为地区选择和地点选择。田 本文将就此内容结合火力发电厂自身特点，对厂址选择及其优化理论进行研究。 3 建立节约型社会从能源入手 坚持节约与开发并举，把节约放在首位；推广先进技术，提高自g 源生产效率：这是我国对 待能源发展的方向。 在我国能源建设以电力为中心，以煤炭为基础。因此更好的发展火力发电厂，依靠技术进 步，对发展节约型社会目有重要的意义在火力发电厂厂址选择过程中，我们应该积极发展坑 口电站( 钪口”，即指电站建在矿坑门口) ，变输煤为输电。例如大同的塔山电厂，神头电厂， 东北的伊敏电厂。另外火力发电厂建设要与环境保护紧密结合，发展互相协作关系，变废为宝。 如在内蒙古乌兰察布市集宁区建立的火电厂，努力以循环经济带动全局发展。将火电厂、水泥 厂、污水处理厂，三大工程同时开工煤灰和炉渣全被水泥r 、吃掉，生产成水泥；将城市每 天产生的大量的污水变成中水运用到火电厂中。在作厂址选择过程中，应该充分注意厂址附近 是否具备协作条件，不提倡搞大而全”蔚，j 、而全”。 因此没有绝对的废物，只有放错了地方的资源。笔者认为，从某种意义上来说，作为总图 设计人员，应该提高自己的科学技能，选择、优选大型火力发电厂厂址，尽可能的节约能源、 土地和资金。 1 2 研究的目的与意义 1 2 1 研究对象 1 、研究的厂址 西安建筑科技大学硕士学位论文 i m 火力发电厂根据其装机容量可分为大型电厂、中型电厂、小型电厂。根据用途也可分为区 域发电厂和企业自备电厂等。从与怔开始，新建火电厂一般都要使用单机容量在3 0 万千瓦以 上的高参数、高效率机组。因此本文将针对大型火力发电厂的厂址选择进行研究。 2 、研究的方向 实践在呼唤着理论。建立节约型社会已经成为时代的主题。如何最优的选择大型火力发电 厂厂址，使其更好的节约资金、能源，最高效率的发展，笔者认为决策者和规划设计者在此阶 段显得尤为重要，我们期待着理论能对此做出更好的探索与发展。本文试图用先进的、有效的 方法对火力发电厂厂址选择进行研究，使厂址中的定量计算与定性分析相结合，充分发挥数学 计算的精确性和定型分析中专家的经验与技术水平的优势，把厂址选择优化理论和方法推进一 步，期望能对我国大型火力发电厂的厂址选择有所帮助。 1 2 2 研究意义 在电厂建设史中，也有因缺乏科学决策，付出了沉重代价的实例。 ( 1 ) 造成的经济损失巨大 对于投资几个亿以上的大型火电厂工程，一旦厂址地点选择失误，可能造成数千万元的经 济损失。例如某大型企业，其厂址工程地质条件很差，软土层达2 0 2 5 米厚，表层土的承载 力也只有0 1 0 1 2 m p a ，再加上地下水位高，仅地基加固费一项投资约1 1 亿元。可见，对于 厂址选择工作，由于认识不全面、未抓住主要矛盾进行厂址方案决策所造成的损失是巨大的。 ( 2 ) 短期难以变更 厂址选择不仅直接影响基建的投资和施工进度，而且在工程竣工后会长期地影响电厂企业 的生产效益和职工的生活。厂址选择失误一旦造成，短期内将很难改变。如有的基建项目投产 后严重缺乏原料，有的企业附近无国家干线所造成的运输不便等问题，使得企业因缺乏正常的 运营条件而长期不能达到设计能力，这必然阻碍了企业的正常发展。 此外如某电厂，建于7 0 年代个别部门领导人在缺乏科学论证的情况下，不听专家劝告，将厂 址定在一山沟的煤矿上建成后出现除尘器构架断裂主厂房区地面拱起等事故，损失惨重。武胜 1 1 0 k v 变电站，站址建在滑坡e ，全所滑移，迁所重龟教训深刻。 类似此类事例，此处不再赘述。总之，总图设计人员应该不断总结经验教训，有所发现， 有所创造，认真调查研究、综合分析，通过多方比较论正才能选出最佳经济效益的厂址，使国 家的有限资金发挥更大的作用。 同时，厂址选择在整个国家经济发展中也具有深远的意义。 ( 1 ) 工业布局、区域规划的最终体现 厂址选择在国家工业布局、区域规划的指导下进行的。具体厂址的选定又是工业布局、区 域规划最终的具体体现。这是因为工业企业厂址选择的合理与否直接体现和影响工业布局的具 3 i噌iji- ： j ， 西安建筑科技大学硕士学位论文 体实施和经济效果。如果没有企业的厂址选择，则工业布局是无法实现的。厂址选择的地点合 适、最优，不仅可以充分利用自然资源、人力和物力，加速工业发展，而且还可为国家积累了 大量的资金，同时也有力地促进了地区经济的发展。厂址选择是项政治、经济、技术性很强 的综合性工作。i l j ( 2 ) 总体规划和总图设计的重要前提 个企业的建设分为设计、施工和投产运营三个阶段，设计是先行。设计程序包括厂址选 择、总体规划、初步设计和施工图设计几个阶段。企业的总体规划和初步设计是在已选定的厂 址范围内进行的。因此，厂址选择是企业总体规划和初步设计的基础和前提。设计要在选定的 厂址范围内进行，设计图纸要通过施工落实到空间，这就必须有适宜的场地和足够的面积及良 好的外部建厂条件，这些问题要解决的好，就必须进行厂址选择。良好的厂址，能为企业总图 布置提供有利条件。如果个厂址选择在场地开阔、坡度不大的丘陵地段目有足够的面积，工 程地质和水文地质良好，交通运输便利，其他条q q - t g 能满足企业生产要求，则企业总图布置就 可以按眷合理外形、最佳流程、便捷运输、道路规整、厂容美观、保护环境”的要求进行。因 此，不同的厂址条件，其总图布置的效果是不同的。 我们再从火力发电厂的发展来看，随着我国经济的发展，电网装机容量不断扩大，电厂单 机容量及总容量不断增大，因此对火力发电厂厂址的要求也越来越高。厂址选择对电厂建设起 着事关全局的作用，这使得选题本身极具现实意义。实践证明，火电厂厂址选择的是否经济、 合理，对基建投资、建设速度、运行的经济性和安全性、环境保护以及电厂的扩建前景都有决 定性的影响。要加快电力建设，首先就要切实抓紧可行性研究和前期工作，早选、多选、优选 厂址，做到规划、设计项目膂储备，这是电力建设的基础和出发点。厂址选择是整个工程建 设中非常重要的环，厂址选择的最优，投资就省，建设就快，就能较快地达到安全满发。 因此优选火力发电厂厂址具有极其重要的作用和意义。 1 2 , 3 研究目的 本文将对大型火力发电r _ 厂址选择及其优化理论进行研究，以期望研究的理论能运用到火 力发电广厂址选择的全过程中，使得电厂建成投产后获得最大的经济效益、社会效益和环境效 益。 厂址选择是一项十分复杂的工作，与国家利益、地方利益、企t k n 益、个人利益密切相关。 厂址选择要考虑的因素较多，定量因素和定性因素交织在起，使评价与决策难以定案。而目 前在我国电力系统中，对厂址的评价与决策大多停留在集体讨论，以及凭借简单的技术条件与 经济条件的比较上笔者认为，大型火电厂厂址选择既然是个较大的复杂工程，就应将现在 发展的些新的理论和方法运用到实际工程中，更好的为社会服务。如何更深层次的理解大型 火力发电厂厂址选择的特点，如何将科学的方法与理论更好的运用到工程实际中去，来提高其 4 t，0一t ： j j 西安建筑科技大学硕士学位论文 厂址选择的精确性和科学性。本论文希望在这些方面有所阐述与突破，形成一套针对大型火力 发电厂厂址选择方面比较全面、完善的理论和方法，与我国的电力工业的发展相适应。 目前，国内外研究厂址选择的专家学者很多。论文在前人已有的相关研究成果的基础上， 努力研究火力发电厂厂址选择及其优化理论。对其中部分问题进行深入探 寸，定量或定性地提 出_ 些研究结论。通过该课题的研究，旨在提出适合我国大型火电厂厂址选择优化理论和方法。 1 3 研究的内容及方法 1 研究内容 一 本文主要研究内容如下： ( 1 ) 、阐述火力发电厂厂址选择的基本概念； ( 2 ) 、总结火力发电厂厂址选择工作程序； ( 3 ) 、研究火力发电厂厂址选择优化理论与方法； 2 研究方法 课题采用理论与实践相结合的方法进行研究与探讨。在已掌握基本理论的基础上，结合实 地调研，阐述了大型火力发电厂厂址选择的基本概念，总结了其厂址选择工作程序；针对火力 发电厂厂址选择，对其厂址选择优化提出了些新的理论和方法。 研究中遵循系统性原则、开放性原则、注重方法论、实用性和可操作性原则。力求做到用 理论指导实践，用实践丰富理论。 1 4 小结 本章首先对课题的研究背景作了说明，然后论述了课题研究的目的、意义、明确其研究的 价值所在，最后介绍了论文研究内容和采用的研究方法。 争iqilj_ j _ 西安建筑科技大学硕士学位论文 本章参考文献： f 1 1 雷明厂址选择科学技术文献出版祉1 9 9 2 2 1 董金波工业企业厂址选择与总体规划冶金工业出版社1 9 9 3 【3 】火力发电厂厂址选择手册水利电力出版社1 9 9 0 【4 】杨旭中梁玉兰火电厂综合设计技术中国电力出版社1 9 9 9 5 】雷明工业企业总平面设计陕西科学技术出版社1 9 9 8 6 1 【美】理查德缪瑟、李海尔斯系统化工业设施规划机械工业出版杜1 9 9 1 阴张玉珩火力发电厂厂址选择与总布置电力工业出版1 9 8 1 【8 】李毓强总体工程学概论化学工业出版社2 0 0 4 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 火力发电厂厂址选择概述 2 1 厂址选择的任务、特点和对象 2 1 1 厂址选择的任务 要建设工业企业，就必须把它落实到特定的空间。厂址就是工业企业存在和发展的空间形 式。厂址选择的优劣，对于工业发展有着重大的影响，一是影响工业企业的建设速度、基建投 资和投产后的经济效益；二是影响地区的产业结构、地区协作、地区经济发展和环境保护；三 是影响工业企业的生产要素的保持或发展，因此，选择工业企业建设最有利的区位，寻求工业 企业区域生产成本最低的地点，越来越受到国家、企业的重视。 厂址选择的主要任务是在工业企业总体布局规划和区域工业开发的基础e ，根据厂址选择 的原则和要求，结合地区的自然条件、经济条件和社会条件，运用厂址选择的理论，即运用工 业区位理论，根据企业的区位指向，选择厂址的布局地区；运用区域工业规划与布局理论，选 择厂址的布局地点；运用厂址最优位置确定的理论方法，选择厂址的具体位置。使得工业企业 建成投产后获得最好的经济效益、环境效益和社会效益，做到最大的节约。 2 1 2 厂址选择的对象 尽管工业部门、行业不同，各类企业的生产性质、规模也不一样，但其对厂址的要求有着 共同的规律性。厂址选择就要研究工业企业厂址空间分布和空间组合及其发展变化的一般规律， 也就是厂址选择的共性要求。 各类工业企业厂址选择虽有其共性一面，但也有其不同的一面，这是由工业企业的生产性 质和特点所决定的。为了使厂址选择能满足工业企业的特殊要求，厂址选择还应研究各工业部 门、各行业的工业企业厂址的特殊要求及其布局规律。 工业企业之间，有些存在着生产联系，有些在原料、燃料和辅助材料方面有密切的协作关 系，有些共同建设共用公用工程和生活服务设施，有些企业利用某些企业的废料进行综合利 用，有些企业卫生危害程度类似对于这些企业，厂址选择就必须研究它们相互制约、相互 促进的各种组合条件和组合形式，使得各类企业在组合的工业区或工业综合体中，成组布局， 相互协调，节约投资，有利运营。 厂址选择要求的条件，_ 般概括为自然条件、建设条件和社会条件。这些条件，本身及其 组合程度有很大的地区差异性，不同的企业厂址，选择在客观条件不同的地区，其效果是不一 样的。在同地区适宜发展的企业也是不同的，对某些企业有利，但对另一些企业的发展就不 一定有利，甚至是不可能。这就要求按照企业厂址要求，结合地区的客观条件，对于可能作为 某一企业厂址的位置的几个方案进行全面的论证，以便选择出最优的厂址位置。因此，厂址选 7 西安建筑科技大学硕士学位论文 择，还必须研究确定厂址最优位置的理论和方法。本文主要就是针对这方面的问题进行定量的 分析与研究。 2 1 3 厂址选择的特点 厂址选择是基本建设的重要环节，涉及到政策、经济、技术等诸多方面，内容广泛而复杂、 其主要特点有： ( 1 ) 政策性 t厂址选择涉及到国家和地方的一些方针政策。如贯桁十分珍惜和合理利用每寸土地，切实 ? 保护耕地，的基本国策；执行城市规划法、环境保护法等有关法规。政策对厂址选择的影响很大。 因此厂址选择者应认真学习有y i 3 - c q 政策，全面领会，认真贯彻。 ( 2 ) 全面性 厂址选择，涉及到该地区域范围内自然资源、自然条件、社会条件( 包括人口、技术、运 输、能源、历史等方面) 以及地区内现有工业部门、产业结构和对外联系的情况等。企业厂址 选择合理与否，不仅影响工业企业自身的发展和经济效益，同时对于地区经济的发展、产业结 构、规模、方向和地区环境生态均有影响。特别是大型企业厂址选择的失误，不仅涉及到个别 企业、个别部门和吟- g j n 区，而且是影响到全局，危害整个社会和整个国民经济。这就是厂址 选择的全面性。 ( 3 ) 长远性 厂址选择合理与否，不仅影响建设项目的一次性投产、影响建设期限，而且建成投产以后， 会长期对企业的生产、经营、发展、环保产生积极作用或者消极作用。这种作用会持续几十年 甚至更长时间，如大型火电厂、大型钢铁厂等。 ( 4 ) 不面眵动性 建设项f l 的厂址一旦确定并且建成，就具有不可移动性。特别是国家重点项目的地区分布 一旦确定建成，一般情况下是不能拆迁的。因此厂址具有不可移动性。 。 ( 5 ) 综合性 厂址选择是一项政策性、技术性很强的、复杂的综合性工作。需要考虑的地域范围大，影 i 响因素多，工业门类杂，涉及部门广。要选择好厂址，还需多个专业参加，如工艺、土建、给 排水、工程地质、总图运输、铁道、交通、动力、通讯等。厂址选择既要解决厂址的位置，又 要解决厂址与相邻企业及城市之间的关系。 基于厂址选择的t 述特点，要搞好厂址选择就必须具有政策观点、全局观点、长远观点。 把经济效益、社会效益和环境效益、近期效益和长远效益统起来，统筹兼顾，全面安排，才 能使厂址选择更合理。 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 2 火力发电厂厂址选择特点和基本原则 2 2 1 火力发电厂基本概念 发电厂是把各种动力能源的能量转交成电能的工厂。根据所利用的能源形式可分为火力发 电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂、生物质发电厂等。火力发电厂在我国电力工业中占 有最重要的地位。 1 火力发电厂工艺流程 火力发电厂是将燃私 ( 煤、油、天然气等) 的化学能变成电能的工厂。电厂的容量大小各异， 具体形式也不尽相同，但就其生产过程来说却是相似的。生产过程如下图2 1 ： 蝇 图2 1 燃煤电厂生产过程示意图 火力发电厂特点在于生产运行的连续性，这是由于电能难以大规模储存所决定的。因此， 要求发电厂的各个系统、各台设备都要安全可靠。 2 火力发电厂总平面布置 火力发电厂总平面布置需要进行统筹安排和合理的选择与规划。处理好总体和局部，近期 和远期，物流与人流，运行与施工，内部与外部的关系。因此要用全局的观点，动态的观点， 从工程的经济性、技术的先进性、发展的合理性进行全面的衡量和考虑。如图2 2 为某发电厂 总平面布置图。 9 j，*，#t ： 毒 j 西安建筑科技大学硕士学位论文 n 图2 2 某火力发电厂总平面布置图 3 火力发电厂分类 火电厂类型按照其功能、规模、燃料、设备、用途等可分为以下几类： ( 1 ) 按燃料的类别可分为燃煤火电厂燃油火电厂和燃气火电厂等。 ( 2 ) 按功能又可分为发电厂和热电厂，发电厂只生产并供给用户的电能，而热电厂除生产 并供给用户电能外，还供应热能。 ( 3 ) 按服务规模可分为区域性火电厂( 坑口电厂) 地方性火电厂以及列车电站等，区域性 火电厂装机容量较大，一般建造在燃料基地，如大型煤矿附 垃其电能通过长距离的输电线路供给 用户。目前我国要求大力发展坑口电厂，如塔山电厂，神头电厂等。地方性火电厂多建造在负 荷中心，需经长距离运输燃料，它生产的电能供给比较集中的用户。 ( 4 ) 按蒸汽压力分为低压电厂、中压电厂、高压电厂、超高压电厂、亚临晃压力电厂和超 临界压力电厂 ( 5 ) 按照装机容量分为大型火电厂，中型火电厂，小型火电厂。 2 2 2 火力发电厂厂址选择基本原则 图2 3 为某火电厂厂址总体规划图，可以看出在厂址选择的过程中，对水源，煤炭运输， 灰场，出线方向等都需要经过细致的分析确定。 l o _ j 毒 ，； 西安建筑科技大学硕士学位论文 i i 图2 3 某火电厂厂址总体规划图 火力发电厂厂址选择基本原则 火力发电厂的厂址选择是一项政治性很强的工作，必须全面地贯彻各项方针政策。厂址 选择应根据国民经济建设计划、工业布局要求、燃料基地的分布情况、电力系统规划、运煤或 输电要求，并结合地区建设计划、负荷的发展和自然条件等因素考虑。为了更好的选好厂址， 需要全面安排，统筹兼顾，正确处理各方面的相互关系，深入实际，调查研究，按照合理的工 作程序( 详见第三章) ，优选厂址。为此，要贯彻下列原则： 1 满足生产 要认真落实并解决好火力发电厂的燃料供应、水源、对外交通( 尤其是铁路专用线) 、电力 和热力负荷、除尘，出线、地形、地质、地震、水文、气象、环境保护和综合利用等主要技术 条件，并留有适当的余度，以满足生产，使用方便，为电厂建成投产后的安全、稳发、满发、 经济合理创造有利条件。 2 节约用地 要坚决贯彻农业为基础的方针，十分珍借耕地，注意节约用地。在满足生产工艺流程和施 工条件下，用地应当紧凑，因地制宜地合理利用坡地、荒地、丘陵地建厂，不占或少占良田， 西安建筑科技大学硕士学位论文 并在可能条件下结合施工造田。 3 近水靠煤 要确保水源充足、稳定可靠。厂址应尽量靠近水源，以减少扬程、缩短管道、降低运行费 用。在缺水地区，应采取措施来节约用水，如考虑工业用水、除灰用水的回收与反复利用，以 及冷却塔装设除水器减少水量消耗等措施，以扩大电厂的可装机容量。 火力发电厂的燃料主要立足于煤，现在，我国鼓励发展坑口电厂，变输煤为输电。在煤炭 基地建设电站群，逐步形成大型电力基地。 4 运输方面一 要搞好电厂所需燃料的连续供应，使机组不断的运行，以确保电力的正确输出。因此，在 厂址选择中，交通运输是否方便，是应统一考虑的个很重要的因素。特别是对个大型电厂 尤其重要。厂址的交通条件如铁路、公路、水运码头等设施应全面地详细研究，合理安排。应 当指出，选用不同的运输方式都会影响厂区的方位、位置以及用地大小和形式。所以运输方式 的选择宜注意选择运量大，运费低、运输速度和灵活性较高的运输方式，达到短捷、方便、安 全、经济、合理的目的。 5 地质可靠 要搞清楚所选厂址范围内的地质构造和区域地质情况( 在高烈度地震区选厂时尤其对区域 构造情况做细致的研究) 。在保证安全和正常使用的前提下，建筑物和构筑物应尽量采用天然地 基。厂址不宜选择在以下地区： ( 1 ) 有可开采的有价值的矿藏上； ( 2 ) x , - - 区有直接危害或潜在的不良地质现象发育地段； ( 3 ) 岩溶发育地段； ( 4 ) 活断层和九度以上地震区； ( 5 ) 级湿陷性黄土地区； ( 6 ) 文化遗址、文物、古墓、风景区等。 山区电厂的厂址，宜选在比较平缓的山坡。特别要注意山区工程地质复杂变化的情况，应 尽量不破坏自然地势和避开有危岩、滚石的地段。 6 保护环境 要切实作好环境保护工作，并需编制环境影响的报告书。窝风盆地会造成烟尘弥漫不散， 不宜选作厂址。厂址不应靠近风景旅游区及传染病中心地点。弃置各种废料，应不妨碍相邻企 业的生产、生活和卫生条件。 7 灰场足够 要重视灰场的选择。电力生产的实践证明，燃煤电厂一定要有贮灰场。建设贮灰场既是保 证电厂正常生产的必要手段，也是治理灰渣污染的主要措施。故在厂址选择时，应同时选择足 ，fll飞_i 西安建筑科技大学硕士学位论文 够大的贮灰场，并与工程同时设计、同时施工、同时投产，以确保电厂发电，避免因灰渣无法 处理而使生产困难。 8 出绷顿利 要考虑出线走向顺利，预计扩建时出线可能，作好规划，尽量避免迂回。出线走廊应与电 厂规划容量及各种电压出线回路数相适应。 9 不淹不涝 要注意厂址不被洪水淹没。厂址标高一般应高于百年叫县洪水位。若条件不允许时，应考 虑防洪措施。厂址地形的选择，应有利于排水，不应内涝。山区电厂还应考虑好截洪措施。 1 0 少挖少填 要尽量选择比较平坦的地形。特别是山区建厂，更要因地制宣地合理利用地形，依山顺势 沿等高线布置。即使是山区电厂的主厂房也宣布置在块比较平坦的地方或错层布置。与主厂 房毗连的升压站、煤场等可以按台阶布置，以减少土石方量。 1 1 考虑发展 要全面规划，处理好电厂远景发展和近期建设的关系。根据电力工业先行的特点，应本着 远近结合、以近为主的原则，充分考虑发展，留有扩建余地。 1 2 , 有利于协作 要考虑燃料、交通运输、供水、排水、通讯、修配、生活福利等公用设施方面与邻近企业 协作的可能以及城市规划结合的情况。 2 3 影响火力发电厂厂址选择的因素 在确定厂址地区时，除考虑厂址地区选择的基本原则外，还必须考虑决定企业合理布局的 主要因素，并分析其中哪种因素在什么条件下是应当考虑的首要因素，以及那些是否定一些厂 址的充分条件。本节从多角度分析影响火力发电厂厂址选择的因素。 我国有关选址的法规及政策： 建国以来特别是8 0 年代以来，我国逐步完善法制颁布了一系列法令。其中与选址相关的有： 中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国大气污染防治法、中华人民共和国海 洋环境保护法、中华人民共和国水污染防治法、中华人民共和国文物保护法、国 家建设征用土地条例以及中华人民共和国国家标准工业企业总平面设计规范( g b 5 0 1 8 7 9 3 ) 等。此外，还有各地区及各部委制订的行业法令和法规。电力工业部颁发的火力发电厂设计 技术规程l 5 0 0 0 _ _ 9 4 ) ，对于厂址选择都有十分明确的规定。本文在第四章有详细介绍。 2 3 1 影响火力发电厂厂址选择的因素 符合法规、法令是确定个厂址的基本条件( 或必要条件) ，但要确定最优厂址，还必须对 西安建筑科技大学硕士学位论文 厂址的技术、经济和社会效益进行综合和客观的研究和评价。而首要的任务就是要根据法规、 法令及数理统计确定影响厂址成立的主要及决定因素。影响大型火力发电厂厂址选择的因素是 很多的，这些因素有电网结构、电负荷及热力负荷、燃料供应、运输条件、水源、环保、灰渣 处理、出线走廊、地质、地震、地形、水文气象、占地拆迁、施工条件等。其中的主要因素如 厂址地质的稳定性、地震烈度、可靠的水源、运输条件、场地条件、贮灰场、经济和社会效益、 环保因素等。上述因素在一定的区域和一定类型的火电厂中成为厂址选择的决定因素。 ( 1 ) 经济、可靠的码头是确定厂址的决定因素 随着大型火力发电厂的发展，燃料运量越来越大。对于通过海运的电厂，船泊吨位大一些， 运费将省一些。而船泊吨位大，就要求有大吨位的码头( 5 万t 级，1 0 万t 级) ，这种码头要求选择 在航道稳定、水流平稳、水深合适、水域开阔、地质好，并能为直流循环提供良好的取排水条 件。符合这些条件的码头，经济可靠，厂址将随码头，并尽量靠近码头建设。淡水水源即使较远， 因为是管路运输，比之燃料和循环冷却水，量少， 用地亦少，相对投资较省。因此这类电厂，经济可 靠的码头是确定厂址的决定因素。洋浦电厂、八所 电厂和后石电厂等均因码头确定了厂址的位置。对 国内近2 0 座燃料水运的滨海和内陆电厂统计表明， 码头作为确定厂址的决定因素，在这类厂- 匀t 中占有 率为9 5 。如泉州电厂( 如图2 4 ) ，推荐石湖 图2 4 泉州岍湖厂址景 和祥之两个位置，石湖厂址交通运输条件较好，特别 是海上运输条件优越，电广专用煤码头建设条件良好，大件运输便利。 ( 2 ) 稳定的水源是确定厂址的决定因素 这类电厂以近煤缺水区最为典型，煤源及运输相对较好解决，一旦找到稳定的水源，厂址 就基本确定了。如首阳山电厂( 图2 5 ) ，在河南豫 西地区选厂在话起三门峡，东至巩县区域内，沿陇 海铁路，先后在义马、新安、孟津、偃师、巩县等 地进行了多次厂址选择，共选1 3 个厂址，其中煤矿 所在地义马选了3 个厂址，均因水源问题被否定。 最后优选偃师市首阳山镇作为电厂厂址，该处补给 水取自伊河与洛河、旁河及河间低洼地带的地下水， 属强富水区，煤源虽在义马，可j 蘑过铁路运输。曲 图2 5 首阳山盯衄卜景 靖电厂、清镇电厂等，其厂址都选定在水源地附近。而厂址和淡水水源地的距离，实际上是比较 因素或次要因素。据国内近4 0 座大型火电厂的统计，厂址与水源地距离( o 5 4 0 ) l 锄，其中：o 5 1 a n 以内占2 6 r ( 2 5 ) k m 占4 0 ；( 6 1 0 ) l a n 占1 4 ；( 1 1 4 0 叫锄占2 0 。所以，厂址与淡水 1 4 西安建筑科技大学硕士学位论文 i i 源地的距离不是确定厂址的决定因素，是比较因素，而电厂所在地有稳定的水源才是这种类型 电厂选址的决定因素。 ( 3 ) 铁路运输条件是确定厂址的决定因素 据有关统计资料分析，大型企业工业运输的基建投资约为总投资的1 0 以上，工业运输的 成本约占生产总成本的1 0 左右。若将车间内的搬运费也计算在内，则工业运输的成本约占生 产总成本的2 0 。田对于燃料需经长距离运输、缺煤的内陆区大型火力发电厂，受沿线铁路运 力的限制。而铁路建设耗资大，工期长，还受各种因素的控制。这样铁路运输条件是否方便， 往往是厂址确定的决定因素，并迫使此类厂址尽量靠近有运输能力的铁路线和接轨站，以解决 燃料运输和节约专用线投资问题。可以说绝大多数电厂都临站而设。但仍然必须指出，能否接 轨，是否有运输能力，将是这类电厂确定厂址的决定因素。 ( 4 ) 大力发展坑口电厂是我国电厂建设的发展方向 国家政策对选址有很大的影响。坑口电厂是变输煤为输电，可以解决煤与电之间频频出现 不和谐“音符。尤其针对我国在煤源地建立大型 发电厂，对其选址有着重要的影响。如锦界煤电 一体化项目，位于我国陕北毛乌素沙漠南缘榆林 市神木县锦界工业园区，项目包括一个大型电厂 和一个大型煤矿规划，电厂规划容量6 x 6 0 0 m w ， 配套煤矿规划建设总规模为年产原煤1 0 0 0 万吨。 如图2 6 画面上方为电厂，下方为煤矿，两者间 实际距离不足5 0 0 米。我国煤矿大多在 西部地区，而多数电厂建在中东部地区。如果 图2 6 锦界煤电体化项目”模型 把煤运到东部发电，那么成本将大大提高。变输 煤为输电还能大大缓解运输给环境和道路带来的压力，变长距离输煤为输电，不仅经济划算， 而且清洁、高效，保证了对能源的安全、节约利用，实现电、煤闻的效益平衡，运行畅通。 总投资或单位千瓦造价及经济和社会效益是厂址确定的决定因素 这个因素是各项因素的综合体现。在一定条件下，如单位千瓦造价未超过所要求的指标( 如 6 0 0 0 元脏w ) ，各地各类厂址实际变化幅度是较大的，据国内近4 0 座大型火电厂单位千瓦造价 的统计：2 0 0 m w 机组最高价是最低价的1 5 2 倍；3 0 0 m w 机组最高价是最低价的1 3 3 倍。因 此，在数个厂址均确立的条件下，该项因素实际上也是可比因素。从评价方法上考虑，作为国 家要求的标准，应该在初选阶段就决定取舍，但初选阶段一般提不出较正确的造价指标，因此 可以考虑纳入优选，即用数学方法评价。本文对此点引用了价值工程的方法。详见第四章。 旧地质条件是确定厂址的决定因素 某火电站选址，经长期工作，多次筛选，初定2 个厂址。甲厂址各方面条f 牛优于乙厂址， 西安建筑科技大学硕士学位论文 但甲厂址在7 度地震区，乙厂址在6 度地震区，虽然2 个厂址均能成立，反复研究评价，为了 确保安全，选取了地震烈度较低的乙厂址。这种以地质条件作为选厂址决定因素的例子，在否 定厂址方案中更为多见，般在初选阶段即淘汰那些地质条件不符合法规要求的厂址，深入工 作中，那些由于地质条件较差，且处理工作量较大耗资大的厂址亦将被淘汰。调查表明，在地质 较复杂地区地质条件是确定厂址的决定因素之一。 f 7 ) 贮灰场是评价燃煤火力发电厂厂址的主要因素之一有时也是决定因素 由于煤量比灰量大许多倍，加之综合利用的要求和实施，灰场类型以及一般厂址与灰场均 脱开布置等因素要求，贮灰场要有一定的选择余地，不同的规模火电厂排灰量如表2 1 。此外， 贮灰年限要求较长( 2 0 年) ，灰场容量较大，选灰场难度越来越大，在一些厂址的定址过程中， 亦将贮灰场这一因素作为决定因素进行比较评价。 表2 1 不同规模火电厂排灰量 除灰量灰场占地( 堆高5 米) 电厂类型容量( 千瓦) 每日( 吨) 每年( 万吨)每年( 亩)1 5 年( 亩) 中温中压1 0 万 2 0 0 2 5 07 - 8 52 0 - 3 03 0 0 - 4 5 0 高温高压2 0 万 3 0 0 _ 4 0 01 0 - 1 4 3 5 - 4 54 5 0 - 6 8 0 超高压4 0 万5 0 0 0 02 0 _ 2 56 0 - 7 59 0 0 - 1 2 0 0 资料来源：麴濑编 业地理学工业布局原理，北京大学出版社，1 9 8 1 ( 8 ) 厂址场地条件是主要因素 场地条件( 包括施工场地条件) ，一般主要反映在工程量上，如土石方工程量，占地、拆迁、 地基处理工程量，边坡挡墙工程量等，这些因素较多地影响着投资，较多地作为主要比较因素， 在厂址方案优选和总图布置方案评价中应详细计算。 此外厂区用地应遵循节约用地，提高土地利用率。厂区用地应严格执行国家建设部、国家 土地管理局于1 9 9 7 年的规定，与原有规定相对比如表2 2 。 表2 2 厂区用地基本值 序 电厂规模原规定厂区占地与单位容量占地指标新规定厂区占地与单位容量占地指标 号