范永春MW超超临界机组主厂房布置格局探讨PPT课件

1 1000MW超超临界机组主厂房布置格局探讨 广东省电力设计研究院范永春 霍沛强2009 11 12 2 目录 1 前言2 汽机房布置1 汽轮发电机组本体布置 2 高低压加热器及除氧器布置 3 煤仓间布置1 侧煤仓布置方案 2 炉前煤仓布置方案4 炉后部分布置1 送风机与一次风机布置 2 引风机布置 3 脱硫系统布置 5 主厂房布置格局综述6 结语 3 1 前言 主厂房是电厂的核心建筑 其布置直接关系到电厂的安全运行 检修维护和工程造价 因此 对主厂房布置进行优化 降低工程造价 是十分必要的 大容量 高参数的1000MW超超临界发电机组具有高发电效率 减少污染物排放 改善环境 降低发电运行成本等优点 已经成为各大发电集团近期火电技术发展的重点 4 1 前言 在1000MW超超临界发电机组建设过程中 项目业主 设计院针对主厂房布置开展了大量的研究和优化设计工作 形成了一系列的布置优化方案 本文结合国内已投运和在建的1000MW超超临界发电机组以及同类型项目的设计投标方案 对主厂房布置格局进行了梳理和探讨 以期为国内后续的同类型项目建设提供参考和借鉴 5 2 汽机房布置 汽轮发电机组本体布置 1000MW超超临界机组均采用四缸四排汽型式 相应汽机基座的结构长度47 655m 58 35m 同时 锅炉炉架宽度和除尘器宽度均远大于汽机房跨度 1 采用汽机房横向布置 主厂房横向尺寸增加 纵向尺寸受制于锅炉炉架和除尘器宽度不能减少 对厂区的场地浪费较多 2 采用纵向对称布置方式 两台机组采用头头相对或尾尾对称布置时 主辅机设备接口和布置原因 给设计 施工和日后的运行检修都会带来诸多不便 且与纵向顺列布置方式相比较 汽机房尺寸也不占优势 目前国内1000MW超超临界机组工程均按成熟的汽机房纵向顺列布置方式实施 6 2 汽机房布置 高低压加热器及除氧器布置 考虑到高压加热器原材料采购周期 国内制造厂加工制造水平 实际应用业绩以及设备运行灵活性等因素的影响 在1000MW超超临界机组实际工程应用中 多采用双列半容量高压加热器的配置方式 如采用双列半容量高压加热器的配置方式 意味着每台机组有6个高压加热器和2个低压加热器需结合进行主厂房的总体布置 7 2 汽机房布置 高低压加热器及除氧器布置 高低压加热器及除氧器的布置方案主要有以下四种 a 设置除氧间 高低压加热器布置在除氧间各层 除氧器露天布置于除氧间屋顶 b 取消除氧间 高低压加热器及除氧器布置在汽机房中间层和运转层 c 取消除氧间 高低压加热器布置在汽机房中间层和运转层 除氧器露天布置在炉前煤仓间的屋顶 d 取消除氧间 高低压加热器布置在汽机房和A排外毗屋内 除氧器布置在A排外毗屋屋顶 8 2 汽机房布置 高低压加热器及除氧器布置 9 2 汽机房布置 高低压加热器及除氧器布置 1 从节省四大管道的角度分析 2 从系统流程角度分析 3 从主厂房容积角度分析 结论 在双列高加方案的前提下 综合考虑上述布置方案的优劣 保留除氧间 在除氧间布置汽泵前置泵 低压加热器 高压加热器 除氧器等设备 功能分区明确 工艺流程合理 通道顺畅 检修维护方便 10 3 煤仓间布置 煤仓间的布置方案有炉前煤仓 炉侧煤仓 炉后煤仓 炉内煤仓 炉后煤仓布置方案 缩短机炉之间的距离 但增加了烟道和送粉管道的长度 炉后和煤仓间之间需增加一条布置送粉管道和风道的通道 受到脱硝装置和空预器出口烟道的限制 每台锅炉的炉后煤斗只能分成左右两部分 对煤仓间结构设计和减少占地都不利 炉内煤仓布置方案 减少主厂房占地面积和缩短机炉之间的距离 减少送粉管道的耗量 但原煤斗 磨煤机等制粉系统设备需布置在锅炉本体内的钢结构框架上 布置难度和配合工作量极大 且锅炉体积 钢结构耗量大幅提高 导致锅炉造价和占地面积增加 得不偿失 目前国内外火力发电机组都极少采取炉后和炉内煤仓布置方案 多采用炉前煤仓布置和炉侧煤仓布置方案 11 3 煤仓间布置 侧煤仓布置方案 侧煤仓布置方案是把煤仓间及其内部的设备如磨煤机 给煤机 煤斗等布置在锅炉的一侧 为了充分利用场地 同时考虑布置和结构的合理性 一般按2台机组作为一个单元 2台机组的煤仓间做成一个整体建筑布置在两台锅炉之间 煤仓间柱网布置受以下几个因素影响 磨煤机的设备外形和检修空间要求 煤斗的外形尺寸 给煤机的设备外形和检修空间要求 结构设计上的合理跨度和柱距 侧煤仓结构 1 双框架结构2 三框架结构3 单框架结构 12 3 煤仓间布置 侧煤仓布置方案 双框架结构 三框架结构 13 3 煤仓间布置 侧煤仓布置方案 14 3 煤仓间布置 侧煤仓布置方案 15 3 煤仓间布置 前煤仓布置方案 煤仓间顺列布置在锅炉前方 是燃煤发电厂的典型布置方案 符合传统的运行和维护习惯 两台锅炉之间的位置可以布置控制室和电子设备间 方便运行人员巡检 缺点是汽轮机和锅炉之间距离增加 四大管道的用量有一定增加 16 4炉后部分布置 1 送风机与一次风机布置 与锅炉厂的配合 可将送风机和一次风机布置于锅炉底部 锅炉副跨和空预器下方 利用锅炉钢架做检修起吊设备的生根梁 取消了炉后送风机框架 节省烟风道材料费用 土建费用和占地 使厂房布置更加紧凑 2 引风机布置 引风机可采用纵向布置的方案 引风机安装于烟囱进口水平烟道框架的零米地面 上方布置除尘器出口烟道 引风机出口按矩形烟道设计 两风机出口的合并垂直烟道内设导流隔板 防止烟气流向对冲 烟囱进口水平总烟道布置在除尘器出口烟道上方 两台引风机头对头布置既缩短总烟道长度 又便于脱硫系统进 出口烟道的连接 3 脱硫系统布置 烟囱前布置和烟囱后布置两种方案 17 4 炉后部分布置 引风机布置 18 5 主厂房布置格局综述 根据国内已投运及在建的1000MW超超临界机组的主厂房布置情况 结合国内各电力设计院在近期相关设计投标中推荐的主厂房布置方案 不难发现 炉后部分虽然存在送 一次风机 引风机 脱硫系统的不同布置区别 但并不影响主厂房的总图布置格局 仅仅对A排到烟囱的距离有影响 主厂房布置格局的区别主要体现在汽机房和煤仓间的布置上 总结归纳 目前国内1000MW超超临界机组主厂房布置方式的主流方案主要有两种 19 5 主厂房布置格局综述 20 5 主厂房布置格局综述 前煤仓方案 21 5 主厂房布置格局综述 侧煤仓方案 22 5 主厂房布置格局综述 方案一为常规的四列式 汽机房 除氧间 煤仓间 锅炉 布置方式 成熟可靠 主厂房布置分区功能明确 流程顺畅 施工安装 运行管理和检修方便 方案二突破传统的布置格局 采用侧煤仓布置方案 煤仓间布置在两台锅炉之间 基本不改变汽机房 除氧间内部的布置 相对方案一缩短了机炉间距离约13 14m 具体尺寸与磨煤机大小规格有一定关系 节省了一定的四大管道投资 每台炉 900万 23 5 主厂房布置格局综述 方案对比分析 1 方案一的风 粉管道都是布置在锅炉副框架两侧 靠近柱边布置 对通道影响较小 采用方案二时 在详细设计阶段必须认真考虑巡检通道问题 由于煤仓间布置在两台锅炉之间 送粉管道和冷一次风 热一次风等大量管道在炉侧布置 不少管道要从锅炉靠近煤仓间的一侧连接到另一侧 规划布置如果不够细致 往往会妨碍锅炉侧面通道的畅通 另外风机都是对称于锅炉中心线左右两侧布置 而风管道都汇流到锅炉的一侧 管道设计时候要做一定优化 避免左右两侧风机运行阻力相差过大影响并联运行 24 5 主厂房布置格局综述 方案对比分析 2 方案一的输煤系统采取固定端或扩建端上煤均可 方案二 存在三种方案 输煤皮带穿烟囱 炉后上煤至侧煤仓 炉后上煤 输煤栈桥在固定端或扩建端的电除尘前烟道上方转入侧煤仓 炉前上煤 输煤栈桥在固定端或扩建端的除氧间上方或炉前转入侧煤仓 方案 输煤系统简洁 流程顺畅 转运站少 但是由于采取输煤皮带穿烟囱方式 对烟囱的结构处理以及厂区总平面布置中煤场与主厂房的相对布置位置要求较高 外部制约因素较多 方案缺乏通用性 方案 和 均需在两机之间增加一个转运站 使输煤皮带转入侧煤仓 输煤系统工艺流程复杂 由此导致土建及输煤工艺投资有所增加 虽然可以节省一定数量的四大管道 但综合造价侧煤仓并没有太大优势 25 5 主厂房布置格局综述 侧煤仓 输煤皮带穿烟囱 26 5 主厂房布置格局综述 方案对比分析 3 从施工过程考虑 对于侧煤仓方案 煤仓间位于两台炉中间 在施工安装过程中 吊装煤斗的履带吊位于锅炉与煤仓间之间 由于煤仓间采用钢筋混凝土结构 煤仓间施工周期较长 煤斗的吊装以及 2机组锅炉的吊装等有关问题 均需统筹协调安排 以免影响 1机组的建设安装进度 根据广东院承担设计任务的华能海门电厂现场施工反映 侧煤仓方案与炉前煤仓方案相比 由于上述原因 施工工期需相应增加2 3个月 施工过程中要求火电施工单位与土建施工单位的进度有效协调 避免冲突而影响施工进度 27 5 主厂房布置格局综述 方案对比分析 4 上述两个主厂房布置方案 基本代表了目前国内的大容量 高参数火力发电机组主厂房布置的主要发展方向 并均有依托项目投运 两者相比 各有侧重 可供国内后续的1000MW超超临界机组结合工程实际情况选用 28 6 结语 从国外大容量机组的建设经验