火力发电厂冷却塔典型布置方案探讨
火力发电厂冷却塔典型布置方案探讨
王英楠(东北电力设计院,长春
王130021)130022)波(吉林省电力勘测设计院,长春
【提要】:本文着重分析了火力发电厂总平面设计中冷却塔与主厂房相对布置关系的特点,对其几种典型的布置形式进行比较,重点阐述了冷却塔布置应结合当地自然条件,因地制宜地、不单纯追求某一格局的灵活布置观点。
【关键词】:冷却塔固定端炉后A排外比较
【Abstract】Thispaperfocusesontheanalysisofthecharacteristicsofgenerallayoutofthermalpowerplantcoolingtowerandthemainbuildinginopposedrelationship,accordingtothecomparisonofthelayoutoftheseveraltypical,furthermore,itstatesthatthecoolingtowershouldbearrangedaccordingtolocalnatureconditionsandflexibleplanshouldbeadoptedaswellasthearrangementpatternshouldnotcomplywiththesameone.
【keywords】coolingtower,fixedend,nearareaofboiler,frontareaofrowAofmainpowerbuilding,compare.中图分类号:
前言TM621文献标识码:A文章编号:
厂区总平面布置是火力发电厂设计工作中具有重要意义的一个组成部分,是一项综合性的科学技术,涉及专业面很广。总平面布置的优劣,将对项目建设投资、基建材料、建设周期、运行费用、土地利用等产生举足轻重的影响。就电厂总平面布置而言,它没有固定模式可遵循,它只能在给定的社会实践条件下去比选、去优化、去认同,可以认为它迄今仍是一个随同科学技术发展在不断地被努力探索深化的过程。
火力发电厂总平面布置中冷却塔与主厂房、屋外配电装置的相对位置关系是决定总布置格局的关键因素,概括起来,主要有3种形式:(1)固定端塔方案、(2)炉后塔方案、(3)A排外塔方案,以下就这几种典型布置方式分别评述如下:
1固定端塔方案(冷却塔布置在主厂房固定端的方案)
固定端塔方案,换言之就是把冷却塔布置在主厂房的固定端,这种布置属于传统的、较为成熟的三列式或四列式布置模式:即主厂房、屋外配电装置、燃料设施、冷却塔等几个生产区,以厂区横向断面而言,如将上述生产区并列布置成四行的称为四列式,并列布置成三行的,称为三列式。此种布置方式,国内成功应用的实例如:七台河发电厂、双辽发电厂、西柏坡发电厂等,它们共同点是冷却塔区成正方形,集中布置在主厂房固定端,循环水管线并列沿A排外进入汽机房,短捷而顺畅,厂区布置井然有序,功能分区明确,合理而紧凑,有利于施工安装和运行维护。这种布置方式有如下特点:
1.1适用于电厂规划容量明确,总装机规模在2400MW(4-6台)或以下的电厂的总平面布置。
1.2生产工艺流程比较顺捷,合理,但对电厂厂前环境和建筑感观会有一些消积影响。
1.3一般厂区布置比较规整,用地较为紧凑,但对厂区用地边界有一定限制,要求用地面积较为方
正,厂区横向宽度要求较大,不易做到因地制宜。
1.4功能相近的建筑物集中布置,有利于厂区布局完整、统一,方便管理。
1.5如果工程项目分期建设,则要求在新建时就为今后扩建做充分考虑,一期厂房A排外必须为扩建循环水管廊留出足够的平面及空间,而扩建时,要尽量不影响一期机组的正常运行,施工比较困难,笔者认为,如果规划再扩建,应与其他的布置形式相结合,单纯采用固定端塔布置是不适宜的。2炉后塔方案(冷却塔布置在炉后的方案)
炉后布置冷却塔是七十年代后期针对大型机组涌现出来的一种布置风格,它的出现对总布置方案的多样化和灵活性起到了一定的积极作用。通常冷却塔炉后布置时,要特别关注循环水管沟的走向,一般采用如下两种方式:a)循环水管沟绕行主厂房固定端或扩建端进入汽机房A排循环水泵偏屋;b)循环水管沟由炉后B排进入,再从A排穿出后进入汽机房。如果循环水管从厂房两侧进入汽机房,因要满足循环水管沟的管廊宽度,今后扩建影响主厂房布置的连续性,新老厂房需脱开布置,否则汽机房要空出一跨敷设循环水管沟。国内成功应用的实例如:哈尔滨第三发电厂,铁岭发电厂等均属于炉后塔方案。
哈尔滨第三发电厂一期工程厂址地形平坦开阔,在总平面布置中,将汽机房A排朝南,冷却塔呈一字型布置在炉后,整齐美观,不仅改善了厂前区的环境,同时还留有继续扩建的条件,该项目曾获国家优秀设计银质奖。
铁岭发电厂厂址地形起伏较大,在总平面设计中,考虑了阶梯布置,以主厂房为主体,六座冷却塔布置在炉后较低的位置,从厂前主入口望去,达到了厂区建筑群体的良好组合,取得了即富有变化又错落有致的感观效果,该项工程曾荣获全国第八届工程设计金奖。炉后塔方案布置有如下特点:
2.1用地较为紧凑。针对火力发电厂输煤设施一般布置于炉后的特点,利用贮煤场与炉后所形成的空间地带布置冷却塔,用地是节省的。
2.2有利电厂的扩建,施工条件较好。对于贮煤场、冷却塔、主厂房及屋外配电装置均可依次进行连续扩建,新老厂房的生产与施工界面清楚,互不干扰。
2.3炉后塔布置美观、整齐,炉后塔的水雾及噪音对厂区的生产和工作环境影响小。
2.4此种布置方式,循环水管沟较其他布置偏长,费用略有增加。
2.5由于锅后地下设施布置较密集,塔的循环水管要求埋深在-3.5m~-4.5m左右,故使得与其它管线(如上下水管,消防水管等)相互交叉,施工处理较为困难。
3A排外塔方案(冷却塔布置在A排外的方案)
随着我国电力建设的不断发展,国家政策的要求,建设中的大型火力发电厂占有比例越来越大,总图专业人员对出现的各种要求条件进行了广泛的探索、研究。就大型机组的特点,定性的看,循环水管路越短越好,即冷却塔越靠近汽机房布置越为经济,于是一种新型的布置格局--冷却塔A排外布置方式应时而生了,这种布置对降低循环水管沟工程造价及运行指标是较为有利的。
此种布置方式国内成功应用的实例如:渭河发电厂、大坝发电厂。渭河电厂位于陕西省咸阳市,厂址地势平坦开阔,总平面布置时将汽机房朝东北,固定端朝东南,4座冷却塔沿汽机房A排外一字形布置,A排柱中心线到冷却塔中心线距离为135m,1#、2#塔之间净距约60m,2#、3#塔之间净距在70~80m,3#、4#塔之间净距也有约60m,高压出线在两冷却塔之间穿过。冷却塔间距的确定是以出线回路数量、架空导线与水塔所需的安全距离、施工和运行互不干扰为原则。A排外塔方案布置有如下特点:
3.1汽机房最大限度的靠近循环水冷却设施,使循环水管沟布置比较短捷,有利节约基建投资。
3.2由于大型机组的冷却塔大而高,且装设了除水器,在总布置上可适当考虑冬季盛行风向的不利影响,可使冷却塔对周围环境的影响基本消除。
3.3降低运行费用节省电耗,大容量燃煤电厂循环水用水量很大,缩短进水管,可降低一些运行电耗。
3.4A排前布置冷却塔缩短供排水管沟长度,可以缩短流程,减少接头,从而有效地提高运行的安全性。
3.5有利于地下管网的组织,减少厂区管线的交叉碰撞。
3.6增加厂址选择的灵活性,有利于选择综合效率高的厂址。为了使总布置和其它重要设施满足工艺要求,方便运行管理,可因厂而异、因地制宜地将屋外配电装置脱离厂区布置,这样给厂址选择和厂区布置的灵活性带来了极大的方便。
3.7冷却塔A排前布置占据了配电装置的理想位置,至使配电装置距主厂房间距较大,屋外配电装置被推移至冷却塔外以后,使电厂用地面积较其它布置方式指标偏大。
3.8当机组达到4台或4台以上时,循环水管沟长度及布置用地面积将会有较大增加,冷却塔一字型布置的优势将会衰减很快;冷却塔布置在汽机房外侧,改变高压配电装置位置后,应注意一下几个问题:
a)
b)
c)屋外配电装置距主厂房较远时,必要时可加设电气开关。高压进线平行或穿越冷却塔时,宜进一步采取安全措施。高压进线穿越冷却塔应通过计算确定塔间距离。
4三种布置方案技术比较
火力发电厂总平面设计是要最大限度的利用土地资源,节约用地,在满足工艺系统合理布置的前提下,尽可能的节约投资,获取更大经济效益。当然,电厂中的冷却塔位置绝不局限于上述几种布置形式,还有直流供水系统的电厂,还有一些电厂采取某一特殊的布置形式,如烟塔合一方案等,均能在较为困难的建厂条件下取得较好的布置格局,这里就不一一列举了。下面仅对以上三种布置
形式进行技术列表比较。
冷却塔三种布置方式技术比较表
装机容量
电厂名称
冷却塔布置方式
厂区用地(hm2)
循
环
水
管供水管(m)排水沟(m)
优缺点4×350MW七台河发电厂固定端布置49.972×17052×16552×350MW+2×300MW双辽发电厂固定端布置48.702×14112×13804×300MW铁岭发电厂炉后布置48.112×19502×1780循环水管沟较长。4×300MW渭河发电厂A排外“一”字形布置54.962×3422×3104×350MW大坝发电厂A排外“一”字形布置58.132×5602×415循环水管沟长度介于炉后塔和A排外
塔之间,但与厂前布置矛盾较大。循环水管沟长度较短,走向较顺。
5结束语
5.1冷却塔固定端布置方案,是对传统的三列式或四列式布置形式上对大型电厂总平面布置的最基本方式,对现行电厂的管理模式和功能配套适应性较强,但在电厂规划容量不定和装机方案多变的情况下布置灵活性较差。
5.2冷却塔炉后布置方案与固定端方案相比,它利于扩建,对厂区的生产环境影响较小,但循环水管沟与其它方案相比较长。
5.3冷却塔沿汽机房A排前“一”字型布置方案,它的最大优点是,循环水管沟布置短捷,运行费用较低,但用地指标偏大。
综上所述,在火力发电厂总平面设计中,冷却塔位置的确定不应苛求某一种固定的模式,各种布置方式各有其利与弊,讨论一个电厂的总布置应以建厂条件为基础,总布置原则为前提,在满足国家法律法规及政策的前提下,对方案要进行充分的的优化比选,这样才能设计出一个较为理想的、切合地域特性的发电厂。
作者简介:王英楠(1964-)女,高级工程师,国家注册咨询工程师,从事火力发电厂总平面及交通运输设计工作。