火力发电厂总平面设计要点分析
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作者:邢立福
摘 要：在现代社会发展中，电力是人们生产生活不可缺少的一项能源，近年来，为了满足人们日益增长的用电需求，我国持续加大了电力行业发展力度，极大地推动了我国电力工业的发展。火力发电厂是电力能源的重要生产基地，其平面布置的合理性对电力生产效率有着十分显著的影响。基于此，该文将深入探讨火力发电厂总平面设计的要点。
关键词：火力发电厂 平面设计 优化
中图分类号：TU271 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（b）-0244-02
1 火力发电厂总平面设计概述
现代化火力发电厂的设计工作必须满足其生产、管理以及持续发展的要求，因此其规划设计必须具有先进性和科学性。在具体工作中，应进行系统的厂区总平面布置，实现生产效益的最大化。在火电厂总平面设计中，设计人员要对厂区、水源、供排水、施工、生活、场内外交通运输、环境保护等各方面的工程条件进行科学的选择和规划，同时满足电厂近期和远期发展需求，正确处理好电力系统和生态环境之间的关系，为电厂的高效稳定运行奠定坚实基础。
1.1 火电厂总平面设计的内容
火力发电厂总平面设计的目标是在满足使用功能需求的基础上，结合现场自然条件，合理确定拟建建筑物、构筑物、交通运输线路、工程管线、绿化美化等设施的平面位置，使各方面在空间、时间上形成良好的衔接组合，最大程度地降低电厂运行成本费用，同时保障厂区内环境的舒适安全。火力发电厂的生产过程十分复杂，如果在总平面布置上不能够做到协调舒适，必然会对电厂的合理运行产生一定的负面影响，进而威胁到生产效率、安全。
火力发电厂总平面设计涉及到了大量内容，因此影响因素众多，具有显著的综合性特征，必须和电厂工艺设计、土建设计、机械化贮运设计等专业有机结合起来，才能最大程度保障其设计方案的合理性。总平面规划设计处于火电厂设计的首要环节，它是火电厂布置的初始階段，对于后续规划工作的开展具有深远的影响。优秀的总平面设计可以起到压缩前期投资、减少后期运营成本的效果，能够促进电厂经济效益的大幅度提升。同时，还可以为厂区今后的扩建和改造提供便利条件。针对火电厂总平面设计的研究应该综合以往实践经验，对过程中涉及到的各方面问题进行分析和解决，最终形成一套完善的总平面布置和优化的理论方法，为优化设计提供详实可靠的依据。
火电厂总平面设计的内容主要包括以下几个方面：第一，对厂区内构筑物、建筑物以及各类工程设施的平面位置进行确定。第二，对厂区内的交通运输线路进行科学设计。第三，对厂区内管线进行合理布置。其四，完善厂区及周围各类美化设施。
1.2 火力发电厂总平面设计的特点
首先，涉及专业内容广泛。火电厂的总平面设计是一项综合性极强的工作，设计人员需要同时掌握总平面布置、电厂工艺、工程地质测量、建筑结构、运输设计级管理、工程管线等多方面的专业知识，如此才能对各专业的要求具备清晰的认知，使所有设施都能够在满足其相应建设要求的情况下实现整体上的协调配合，为电厂的自动化生产作业创造条件。基于此，设计人员在工作中必须具备大局观，从全局角度出发力求做到统筹兼顾，从众多方案中遴选出最佳的一个。
其次，联系部门多。火电厂的总平面设计所需的数据资料规模十分庞大，需要从交通、水利、气象、城建、公安、水利、地质、施工等诸多单位部门获取信息。而在厂内设计中，也需要同工艺专业、土建、环保、给排水、运输等专业进行紧密配合，确保各专业的需求都能够在总平面设计方案中得到满足。
再次，协调专业众多。在上述内容中已经对总平面设计需要协调的专业部门进行了列举，在此不做赘述。需要特别注意的一点是，在对运输方式进行选择的过程中，一方面要充分考虑厂内使用需求，贯彻因地制宜的原则，另一方面也需从技术经济角度进行比较分析。
最后，容易遇到矛盾。结合上文可知，火电厂的总平面设计需要协调许多专业部门，各专业、部门之间的关系也是错综复杂，在设计过程中会出现频繁的碰撞和冲突，设计人员只有对其中的矛盾进行合理有效的处理，才能在满足各专业要求的前提下，使厂内设施形成一个有机联系的整体。
2 实例研究
2.1 项目概述
此次研究所选择的工程项目是由2台600MW超临界低热值煤发电高参数、高效率煤粉炉火力发电机组构成，要求留出一定的扩建空间。在经过一定的勘察筛选之后，将厂址选择在距离县城15km的一处煤矿附近。厂址北侧和西南侧分别是两个村庄，西侧为山体、东侧距离100m处为南北方向的国道。厂址位置原为耕地并存在少量树木，同时西侧存在大量的墓穴以及废弃的砖窑。电厂燃煤直接从煤矿通过皮带运输的方式送入厂内。
2.2 厂区总体规划
根据此次工程建设规模和现场情况，做出以下规划：进厂道和灰渣、物料运输的道路均由厂区北侧的煤矿进厂公路引接。进厂主入口设置在厂区东北侧，用作电厂的行人出入口，灰渣和物料的出入口设置在厂区的西北侧。
在进行施工区场地规划的过程中，遵循因地制宜、方便施工、使用现场自然地形的原则。根据工程施工需求，在充分考虑现场实际情况的基础上，将施工场地面积拟设置为14顷，其中施工生产区的面积为10顷，生活区域的面积约为3顷，二者均布置在厂区的扩建端侧。
2.3 火电厂总平面设计优化
结合火电厂的总体规划方案，工程人流来源方向为厂区东侧，物料来源于厂区东北侧，厂址西侧和东侧分别为山体和枯河。基于以上条件，结合各专业优化设计组合模块，以保障电厂生产工艺流程顺畅和控制工程造价为考虑，共提出了3项总平面布置方案。
第一，两机一塔+烟塔合一+GIS+A列朝东。该方案采用是两机一塔构成方式的间接空冷系统作为冷却方式，以GIS方式进行配电布置，主厂房采取A列朝东的布置形式，朝北一端固定不变，朝南一侧用于今后扩建。主厂房区在配电装置西侧，储煤筒仓的位置在厂区的北侧，冷却塔位于厂区的西北侧，厂区东部侧用于布置生产办公区域。
第二，两机一塔+烟塔合一+敞开式配电装置+A列朝南。该方案同样采用的是两机一塔构成方式的间接空冷系统作为冷却方式，和方案一的区别在于其配电装置采用的户外敞开式布置，主厂房的A列朝南。朝东的一侧固定不变，另一侧用于扩建。主厂房区和冷却塔区域依次排列在配电装置的北方，储煤筒仓位于厂区的东北侧，生产办公区域位于厂区的东侧。
第三，一机一塔+三塔合一+敞开式配电装置+A列朝南。该方案的间接空冷系统是由一机一塔的构成方式，配电装置布置方式与方案二相同，其主厂房A列朝南，固定端和扩建端和方案二保持一致。其中主厂房区位于敞开式配电装置的北侧，储煤筒仓位于厂区的东北侧，1、2号冷却塔分别位于主厂房区的北侧以及固定端的中部，生产办公区域位于固定端的南部。
经过施工条件、经济性、后续运营发展等角度进行综合分析之后可知，方案三的施工场地面积较小，条件较差，且不利于远期发展。方案二同样是施工条件较差，预留扩建面积较小，最终选择方案一。
3 结语
火力发电厂总平面设计十分重要，综合性较强，涉及到了诸多专业的相互配合，需要考虑到占地、成本、进度、运行费用、生产方便性等多方面的因素。为了保障设计科学性，应对其要点进行精确把握，得出最优化的平面布置方案。
参考文献
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[2] 梁晓光.火力发电厂总平面设计与竖向布置浅析[J].科技创新导报，2010（33）：103，105.
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