电厂总体规划及总平面布置优化.docx
- 文档编号:4040865
- 上传时间:2023-05-06
- 格式:DOCX
- 页数:37
- 大小:1.24MB
电厂总体规划及总平面布置优化.docx
《电厂总体规划及总平面布置优化.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电厂总体规划及总平面布置优化.docx(37页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
电厂总体规划及总平面布置优化
电厂总体规划及总平面布置优化
目录
1概述4
2厂址概况4
2.1厂址条件4
2.2厂区工程地质条件5
2.3气象条件5
2.4厂区排洪7
2.5交通运输8
3全厂总体规划9
3.1厂址与邻近城镇、工业企业关系9
3.2厂区规划9
3.3燃煤10
3.4石灰石来源10
3.5电气出线10
3.6供水水源10
3.7灰场10
3.8电厂防排洪规划10
4厂区总平面布置优化11
4.1总平面设计总体思路11
4.2厂区总平面设计原则11
4.3厂区布置格局的确定11
4.4一、二期主厂房脱开间距的确定11
4.5厂区总平面布置模块化设计12
4.6厂区总平面布置14
5厂区竖向布置优化24
5.1一、二期厂区竖向布置24
5.2本期厂区竖向布置原则24
5.3厂区主要建构筑物设计标高的合理选择25
6节约用地措施26
6.1厂区用地分析26
6.2总平面布置的节地措施26
7结语27
内容提要:
本专题根据工程建设场地特点,提出多个厂区总平面布置方案,并对每个方案进行分析、技术比较,最终提出推荐总平面布置方案。
1概述
XXXXXX电厂位于石家庄市以西井陉县境内,规划总容量为2500MW。
一期、二期工程装机容量2×350MW+2×300MW机组,均已投产。
三期工程拟建设2×600MW国产超临界空冷机组,由华能国际电力股份有限公司投资建设。
2厂址概况
2.1厂址条件
2.1.1区域概况
井陉位于河北省西南部,东邻河北省省会石家庄30公里,北距首都北京300公里。
西靠山西煤炭基地,县政府驻地微水镇,全县总面积1381平方公里,辖17个乡镇,318个行政村,总人口32万,被石家庄市列为卫星城。
井陉县属于太行山区,地理位置在北纬37°42′~38°13′、东经113°48′~114°18′之间;地势由西南向东北倾斜。
井陉盆地内主要有二条河流,绵河自西向东流入盆地,甘陶河自南向北流入盆地,二河于横口汇合,其下称冶河,向北注入黄壁庄水库。
冶河距XXXXXX厂址约4.5公里,高差在50米以上。
井陉矿产资源丰富是少有的非金属矿产资源大县,已探明的非金属矿产31种,金属矿18种,其中石灰石、白云石、硅石、花岗石、陶瓷粘土、天然矿泉水以质优量大,享誉全国。
另外井陉县西依能源基地山西,工业和生活用煤来源广,价格低。
境内还设有省级煤炭市场。
2.1.2厂址位置
XXXXXX电厂位于井陉县境内,地处井陉盆地东部边缘,西距井陉县城区约8公里,距山西阳泉市约70公里,东距石家庄市区约30公里,北侧紧邻石太铁路上的XXXXXX车站,隔XXXXXX车站为与石太铁路平行的307国道和XXXXXX镇,西南面为向阳村。
厂址位于向阳村与石太铁路之间开阔的山前坡地上。
本期建设场地位于二期厂区的扩建端,原为二期建设时的施工场地,正对二期主厂房扩建方向的部分场地已经平整,平整面积约12hm2(300m×400m),标高基本在253.0m~255.0m之间。
平整场地南侧地势起伏较大,自然地面标高在278m~263m之间,自然坡度约为6%~8%。
与平整场地高差较大。
电厂已征地范围:
东西向宽约350m,南北向长约810m,。
2.1.3一、二期厂区现状
XXXXXX电厂一、二期工程的厂区布置采用了典型的三列式,由南向北依次为升压站、主厂房、煤场及铁路专用线,分别座落在四个台阶上,标高依次为261.50、254.50、248.00、243.70m,固定端朝西,扩建端向东。
四座循环水冷却塔布置在升压站的西侧,每座水塔淋水面积:
一期为6500m2、二期为6000m2。
全厂占地约71.5hm2。
厂区共设五个出入口,西侧两出入口分别为主入口和运煤专用出入口,均与石太公路相连;东侧为次入口,分别与石太公路及井陉县城相连;另两个出入口设在厂内铁路站场东西两侧,作为铁路专用出入口,交通方便。
一期出线220kV六回出线,两回接入杜北变电所,两回接入铜冶变电站,两回接入罗庄变电站,二期出线500kV一回接入廉州变电站。
电厂采用卸煤沟卸煤,一、二期共设三股道,并预留三股道位置。
电厂除灰采用水力除灰。
一、二期所用向阳沟灰场位于厂区以西1.5km的山沟里,库容按20年设计。
水源地为威州泉群水,距厂区约8km。
2.2厂区工程地质条件
2.2.1地层岩性特征及物理力学指标
本期建设场地已经过人工改造,中部由南东至北西向的冲沟已被人工回填,深度为6~10m左右,局部回填深度达14m。
厂址沉积地层主要为第四系冲洪积物(Q3+2),以黄土状粉土、黄土状粉质粘土为主,沉积厚度一般为20~40m,下伏地层为中奥陶系中统(O2)灰岩。
2.2.2黄土类土湿陷性评价
厂区内第①-2、②层黄土状粉土广泛分布,在相对高处厚度较大。
具有湿陷性的土层厚度一般为4.00~7.00m。
本场地黄土状粉土总湿陷量主要受自然地形标高、场地整平标高及建筑物基础埋置深度影响,因此湿陷量相对较小,计算总湿陷量△s=2.00~10.50cm,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土场地。
2.2.3地下水及水、土腐蚀性
根据本次勘探,本厂址个别钻孔在深度20m左右见地下水,水量不大,形不成统一连续的地下水位。
根据本地区建筑经验:
场地土对混凝土结构无腐蚀性;对混凝土结构中的钢筋无腐蚀性;对钢结构无腐蚀性。
2.3气象条件
本区位于北温带,属于大陆性半干旱季风性气候。
春季干旱少雨,夏季炎热多雨,年内温差明显。
一般降雨量多集中在7、8月份,约占全年降雨量的55%,6-9月份降雨量约占全年降雨量的80%~90%。
井陉气象站位于井陉县微水镇官官岭“山坡”,北纬38°02′,东经114°08′,拔海高度为255.5m,该站始建于1956年,具有较长的资料系列。
XXXXXX电厂位于井陉县以东,距离井陉气象站较近,厂址气象条件采用井陉气象站的观测资料进行统计计算。
2.3.1常规气象
常规气象项目统计计算成果见下表。
表一井陉气象站常规气象项目统计
序号
统计项目
统计值
统计年份
备注
1
多年月平均最大降雨
169.9
1956—1999
mm
2
多年月平均最小降雨
3.0
1956—1999
mm
3
多年最大降雨量
1235.7
1956—1999
mm
4
多年最小降雨量
215.7
1956—1999
mm
5
多年一日最大降雨量
413.3
1956—1999
mm
6
多年最大一小时降雨量
85.8
1956—1999
mm
7
多年最大10分钟降雨量
30.3
1983—1999
mm
8
多年最大一次降雨量
744.0
1956—1999
mm
9
多年最大连续降雨量日数
16
1956—1999
d
10
多年平均气温
12.9
1956—1999
℃
11
多年极端最高气温
42.8
1956—1999
℃
12
多年极端最低气温
-17.9
1956—1999
℃
13
多年极端最高气温的平均值
38.9
1956—1999
℃
14
多年极端最低气温的平均值
-13.5
1956—1999
℃
15
最热月平均最高气温
32.0
1956—1999
℃
16
多年极端最高气压的平均值
1011.6
1965—1999
hPa
17
多年极端最低气压的平均值
964.6
1965—1999
hPa
18
多年平均气压
986.8
1965—1999
hPa
19
多年平均相对湿度
59.0
1956—1999
%
20
多年月最大相对湿度平均值
79
1956—1999
%
21
多年最大蒸发量
2690.2
1956—1999
mm
22
多年最小蒸发量
1630.2
1956—1999
mm
23
多年最大积雪深度
21
1956—1999
cm
24
多年最大冻土深度
58
1959—1998
cm
25
多年平均风速
2.0
1956—1998
m/s
26
多年最大风速
18.7
1983—1998
m/s
27
多年平均雷暴日数
34
1956—1998
d
28
导线覆冰厚度
5.85
mm
29
夏季主导风向
NE、E
30
冬季主导风向
SW
31
全年主导风向
SW
说明:
1.本站没有最大一次降雨历时统计资料。
2.本站没有导线覆冰观测资料,导线覆冰厚度采用石家庄气象站资料。
石家庄气象台最大导线覆冰重量为163g/m,换算成标准冰厚为5.85mm。
2.3.2风速
五十年一遇10m高十分钟平均最大风速为22.4m/s,百年一遇10m高十分钟平均最大风速为23.1m/s,相应风压分别为0.3kN/m2和0.32kN/m2。
2.3.3暴雨强度公式
本次直接采用石家庄的暴雨强度公式作为厂址处的暴雨强度公式,石家庄市的暴雨强度公式如下:
式中:
q—设计暴雨强度(升/秒.公顷);
P—设计重现期(年);
t—设计暴雨历时(分钟)。
2.4厂区排洪
XXXXXX电厂厂区东围墙和南围墙外各有一个天然排洪沟,其东沟位于厂区东侧,自南向北流入石太铁路南侧排水沟,部分洪水沿公路在电厂东门进入厂区;南沟位于厂区南侧,上游分为两支,东支自东南流向西北,南支流向从南向北,两支在厂区以南汇合后向北流经厂区进入石太铁路南侧排水沟。
据调查,1996年洪水时,东侧冲沟因公路阻挡,部分洪水顺公路流进厂区,南侧冲沟也因洪水排泄不及,将南围墙冲倒,洪水进入厂区。
为了电厂安全,本工程考虑不同的排洪方案,为此分别对三个位置的设计洪水进行计算:
1)、电厂东围墙南端设计洪水;2)东围墙北端(包括南围墙以上流域)设计洪水;3)流经厂区东门的设计洪水。
设计洪水采用地区经验公式法、水科院法和林平一推理公式法进行计算,并对计算结果进行合理性分析,经分析设计成果采用林平一法计算结果。
计算参数和设计洪水成果见表七~表九。
表七暴雨参数成果表
历时
均值(mm)
Cv
Cs/Cv
Kp
H1%
n1%
10分钟
16.0
0.55
3.5
2.96
47.4
--
1小时
36.0
0.56
3.5
3.01
108.4
0.538
6小时
65.0
0.65
3.5
3.44
223.6
0.596
24小时
92.0
0.78
3.5
4.08
375.3
0.626
表八流域参数成果表
流域
F(km2)
L(m)
J
N
μ
东围墙南端
0.255
700
0.12
0.06
0.12
东围墙北端
0.660
1460
0.059
0.06
0.12
东门
0.213
1000
0.0994
0.06
0.12
表九设计洪水成果表
流域
Q1%(m3/s)
W1%(万m3)
洪水过程线
东围墙南端
13.46
1.58
Q1%(m3/s)
0
2.15
13.46
1.52
0
T(min)
0
9.8
19.5
39.0
78.0
东围墙北端
26.19
5.10
Q1%(m3/s)
0
4.19
26.19
2.96
0
T(min)
0
16.2
32.4
64.8
129.6
东门
10.05
1.45
Q1%(m3/s)
0
1.61
10.05
1.14
0
T(min)
0
12
24
48
96
2.5交通运输
本期年需燃煤约300万吨,燃煤采用山西晋中西山煤或阳泉煤。
燃煤均采用铁路运输方式。
2.5.1铁路运输
国家铁路干线石太铁路从厂址北侧通过,该线路东起石家庄西至太原全长231km,复线电气化、国家I级干线铁路,运输能力近期可达6000万吨/年,牵引定数上行4000吨/列。
XXXXXX电厂三期扩建后,每年到达运量为600万吨,煤源主要来源于阳泉与西山矿区,所经通道主要为石太铁路的阳泉~石家庄间,该段既有设备运送能力为7100万吨/年。
运输通路:
阳泉或西山煤矿—阳泉站—岩峰站—电厂工业站。
车流组织原则:
电煤采用固定底开门车循环运转,组织装车点至卸车点的直达运输,XXXXXX站为列车终点站,当重车到达岩峰站后,按行车方式由本务机经专用线原列牵引至电厂工业站,然后由电厂调车机牵引至电厂卸车站,列车卸空后由调车机经东联线、南牵出线送往XXXXXX站、技检后挂本务机车发往石太下行方向。
根据车流组织原则电厂共有三个铁路接轨站,分别是:
岩峰站、电厂工业站和XXXXXX站。
岩峰站:
电厂铁路专用线从石太线上的岩峰车站接轨,电厂前两期在该站增设了两股到发线,一般情况下到达的重车可直接通过岩峰站,作业较为简单,因此本期不需对该站进行改造。
电厂工业站:
工业编组站设在电厂西侧,根据车流组织原则,该站办理岩峰方向重车的到达、本务机车的转头、重车到达后的列检、整列重车由调车机向卸车站的牵出等作业,根据作业需要,本期需增设到发线2条。
XXXXXX站:
XXXXXX站为电厂空列的始发站,经计算电厂已建2条到发线可满足本期运输需要。
厂内线布置:
电厂一二期工程共设三股道,其中一条重车线,两条空车线,东端设有联络线与XXXXXX站相连,厂内站形成贯通式。
作业方式为半列进厂,空车即可返回工业站再到XXXXXX站,也可经东联线到达XXXXXX站,最终空车在XXXXXX站集结发往装车地。
本期工程厂内站布置在原卸煤线南侧预留位置,铁路设计院可研报告,共提出三个方案:
方案一:
(卸煤沟卸车,整列取送)增设3股道,线间距9米,有效长1350米。
其中两股卸煤线,一股空车线,双线卸煤沟210米,一次卸车14节。
方案二:
(翻车机卸车,整列取送),增设4股道,线间距5.5米,其中两重两空一机走,有效长850米。
方案三(卸煤沟卸车,半列取送):
增设3股道线间距9米,其中2股卸车线,1股空车线。
北京铁路局下发的可研审查意见,最终确定方案一。
根据投标答疑澄清文件,本阶段厂内卸煤按方案一进行。
铁路整列进厂需拆迁小XXXXXX村部分民房。
2.5.2公路运输
石太公路在XXXXXX电厂北侧与石太铁路平行通过,目前从石家庄至XXXXXX段已改造完毕,改造后山前段为一级干线,山里段为二级干线。
路面为混凝土路面,路面宽度15m,最小曲线半径300m。
电厂主要进厂道路在厂区西侧,由307国道引接,向南下穿石太铁路和电厂铁路联络线后至电厂主入口和运煤车辆入口。
其间共建有两座铁路立交桥。
该路设计荷载为汽-20,挂-100。
由于本期增加铁路专用线,跨电厂铁路线的立交桥需加宽改造。
在厂区东侧还有两条道路:
一条由电厂的施工出入口引出,向东北上跨石太铁路后,接至307国道,公路桥设计荷载能满足通行252吨重的设备;该路可作为本期施工道路。
另一条南北走向,该路由电厂东门口向南部分:
沿厂区东围墙至石太高速和井陉县城;由电厂东门口向北部分:
为乡间道路,沿厂区围墙向北至XXXXXX镇,此段路与XXXXXX站铁路线采用平交道口形式,因本期铁路车辆的增多,存在安全隐患,根据铁路审查意见本期将其改为立交形式。
3全厂总体规划
3.1厂址与邻近城镇、工业企业关系
电厂西距井陉县城区约8公里,北侧紧邻XXXXXX车站,隔XXXXXX车站为307国道,XXXXXX镇位于厂址东北约200米处,厂址东北侧、铁路站咽喉南面是小XXXXXX村,铁路站场需拆迁该村部分民房。
西南面为向阳村。
电厂工业站布置在厂址西北侧,距厂区约400m。
厂址附近无大型工矿企业。
3.2厂区规划
本工程建设场地位于厂区扩建端,原为电厂施工场地,土地已被电厂征购,场地东西向可利用宽度约350m,南北向长约810m。
本期扩建2×600MW空冷机组,厂区布置考虑充分结合老厂现状,做到全厂总体格局协调一致,远近结合,优先考虑近期发展,并为电厂再扩建留有较好条件。
3.3燃煤
本期年需燃煤约300万吨,燃煤采用山西晋中西山煤或阳泉煤。
西山煤田位于山西省太原市西郊,东部边界距太原市中心15公里。
西山矿务局和阳泉煤炭集团公司所属各个煤矿均有铁路专用线和装车仓,装车条件较好。
本工程燃煤均采用铁路运输方式。
3.4石灰石来源
井陉县石灰石矿藏非常丰富,全县有大小石灰石厂43家,年产石灰石约150万吨左右。
电厂所需石灰石由当地供应。
石灰石矿与电厂毗邻,公路运输条件优越。
3.5电气出线
一期出线220kV六回出线,两回接入杜北变电所,两回接入铜冶变电站,两回接入罗庄变电站,二期出线500kV一回接入廉州变电站。
XXXXXX电厂三期建设增加一回至廉州500kV变电所。
届时XXXXXX电厂500kV出线规模将达到2回,均至廉州500kV变电所。
3.6供水水源
电厂一、二期工程补给水源采用地下水,补给水取自距电厂约8km威州泉群和第四系砂卵石孔隙含水层组成的水源地。
通过电厂一、二期工程采取节水措施后,由节余的水量供给本期用水后尚有余量,因此本期水源地仍延用老厂水源地。
本期不需新建厂外补给水管道。
3.7灰场
本期除灰渣系统采用干除灰方式,电厂所排出的灰、渣及石膏运至北方岭堆放。
北方岭灰场位于XXXXXX电厂西南约3.5km处。
灰场内无村庄,灰场上游西南方向2000米为北方岭村,灰场下游东北方向200~300m为石太铁路。
北方岭灰场最终坝顶设计标高为300m,与主厂房高差46m,占地面积69.59hm2,设计容量可满足本期34.3年使用。
本期工程中,需要新建一条运灰专用路,路径有两个方案,方案一:
沿厂区东围墙南行后再向东至北方岭灰场,全长约3.5km,混凝土路面,路面宽度7m。
方案二:
沿石太铁路线南侧东行至灰场,全长4.4km,其中新建3km。
根据招标答疑文件,运灰道路设计不在本次投标设计范围。
3.8电厂防排洪规划
电厂主要受厂区南沟洪水影响,本阶段考虑利用现有的电厂南围墙进水口,将洪水沿天然排洪沟引进厂内,先用排水明渠排至升压站后改为暗渠,将洪水引至二、三期主厂房之间。
利用二、三期主厂房的脱开距离,将排洪暗渠布置在厂区道路下,将洪水引至厂区北侧,利用现有的穿越电厂运煤铁路的排水暗渠,将洪水宣泄至电厂北围墙外的已有排洪渠。
排洪方案详细论述见《厂区防洪方案优化研究专题报告》。
4厂区总平面布置优化
4.1总平面设计总体思路
本工程受已确定的建设场地范围、电气出线方向、铁路位置等多种因素约束,要想做好总平面布置设计,得到技术经济俱佳的方案,必须结合本工程实际,因地制宜地采取行之有效的措施。
4.2厂区总平面设计原则
1)根据标书规定,本期工程扩建场地为老厂扩建端,正对二期主厂房扩建方向的部分场地已经平整,平整面积约12hm2(300×400m),标高基本在253.0m~255.0m之间。
本期主要建构筑物尽量布置在已平整场地内,减少土方工程量。
2)厂区总平面布置做到布置最紧凑,土地利用率最高。
充分利用老厂已有设施。
附属系统根据功能要求合理设置,有条件尽可能集中、合并布置。
优化输煤系统布置,尽量减少建筑占地面积。
3)总平面布置充分考虑再扩建的可能,尽可能为扩建创造条件。
4)根据地形条件和主要建构筑物地基情况合理选择竖向布置方式,避免高挖深填,做到厂区满足防排洪要求、排水顺畅,厂区、施工区和建构筑物基槽余土土方综合平衡,主要建构筑物地基处理费用合理,厂内外设施标高衔接适当。
5)充分体现本期征地最少特点,尽可能少的占用村庄,除铁路无法避免占用部分村庄外,厂区其它设施布置均控制在电厂已有征地范围内不再征地。
6)充分依托老厂,发挥老厂已有设施的功能节省厂区占地和投资。
化学水车间,工业废水处理站、生活污水处理、制氢站、食堂、办公楼等建构筑物本期不再新建。
燃油系统,只在老厂燃油库区新建一座油罐,其它公用系统充分利用已有设施。
4.3厂区布置格局的确定
铁路站场布置:
电厂厂内铁路站场结合二期铁路预留场地布置在厂区北侧。
升压站布置:
本期电气升压站需与二期500kV配电装置母线连接,将其布置在二期配电装置扩建方向。
主厂房布置:
二期主厂房扩建端已预留出本期主厂房扩建场地,且场地已经平整,本期主厂房沿二期扩建方向连续布置。
结合以上厂区铁路、电气和主厂房布置,厂区总平面布置格局确定为四列式布置,由南向北依次为升压站、空冷岛、主厂房、煤场和铁路站场。
此种布置与老厂总体格局协调一致。
4.4一、二期主厂房脱开间距的确定
根据既定的厂区布置格局,对于主厂房脱开的距离我们主要考虑如下两点:
首先要满足空冷岛通风要求。
根据物模试验结论,空冷散热器冷却效果不受二、三期主厂房脱开距离影响,因此主厂房脱开距离可不考虑空冷通风因素。
其次是根据本期不同主厂房布置方案,结合管廊通道宽度合理确定。
依据以上两点,经多方案优化比选,本专题共设计了五个总布置方案,主厂房脱开距离分别是:
26m、30m、33m和15m。
4.5厂区总平面布置模块化设计
参考国内外先进的设计理念,打破旧的设计思想,以示范电厂设计思路指导本工程设计,对一些不合理的设计方法、设计思路和设计方案进行设计优化和创新。
本工程采用PDMS模块化设计,在合理模块划分的基础上,对每一个模块进行优化,并按相同系统模块进行比较,分析每个模块的技术特点、经济性和适用性,在此基础上优化出适合于本工程特点的模块,并推荐模块优化组合,最终提出本工程的最优设计方案。
总平面布置就是在各专业提出的优化模块基础上,进行各种模块优化组合,最终组合出经济和技术条件最佳总平面布置方案。
针对本工程场地条件,总平面布置主要考虑如下重要设计模块的组合:
(1)锅炉岛模块(分锅炉岛、除尘岛、引风机)。
(2)汽机房模块。
(3)煤仓间模块(炉前式、炉侧式、炉后式)
(4)脱硫岛模块(脱硫区、石膏脱水车间等)。
(5)升压站模块(敞开式、平环、三列式、HGIS、室内GIS)。
(6)除尘模块(除尘模块、除灰系统灰库模块)。
(7)控制室(楼)模块。
(8)冷却塔模块。
(10)空冷岛模块。
(11)煤场模块。
(12)输煤栈桥模块。
本阶段厂区总平面布置方案模块划分及模块组合矩阵如下表:
表4.5-1总平面布置模块划分及模块组合矩阵
主模块
锅炉岛模块
汽机房模块
空
冷
岛
模
块
升
压
站
模
块
输煤系统模块
控制室模块
备注
分模块
锅炉模块
煤仓间模块
送风机模块
引风机模块
除尘器模块
172
171
171
151
固定端卸煤
扩建端卸煤
两炉之间
二三期间
2×14节双卸
1×14
2×14
2×8
子模块
模块组合
方案
竖向顺列布置模块
横向对称布置模块
炉前煤仓间布置模块
炉侧煤仓间布置模块
炉后煤仓间布置模块
送风机竖向布置模块
送风机横向布置模块
引风机竖向布置模块
引风机横向布置模块
除尘器竖向布置模块
除尘器横向布置模块
除氧器高位布置模块一
除氧器高位布置模块二
除氧器低位布置模块
发电机头对头布置模块
8×7布
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电厂 总体规划 平面布置 优化