浅谈某新建F级燃气电厂主厂房布置方案优化

浅谈某新建F级燃气电厂主厂房布置方案优化

吴海华张良谢亚军黄娟

（深圳钰湖电力有限公司广东深圳518111）

摘要：主厂房的布置范围包括两套燃气轮发电机组、两套蒸汽轮发电机组及附属设备。明确布置范围和布置原则，对主厂房范围主设备及各设备模块的技术特点进行论述，在此基础上将各模块进行优化组合布置，并结合本项目厂址条件和其他专业的工艺需求，形成适合本工程特点的3个主厂房布置方案。通过多项对比，最终选择最适合本工程的主厂房布置方案，即“燃机低位、汽机高位、联合厂房、汽机及附属设备镜像布置、燃机与汽机平行布置”的方案，对同类型项目设备布置有借鉴意义。

关键词：F级；主厂房；布置；燃气电厂

概况

某电厂位于深圳市，用地边界呈不规则形状，总占地面积约为5.11h㎡，新建项目场地地块侧为3.75h㎡，另一地块1.36h㎡位于现9E生产区。在新建项目拟建设2×460MW燃气-蒸汽联合循环机组。

根据厂区平面布置初步方案，可用于主厂房建设地块尺寸为120m×44m，比常规的F级电厂主厂房占地小的多。

1主厂房布置范围和要求

1.1主厂房布置范围

本项目采用两套一拖一多轴机组的推荐装机方案，主厂房的布置范围包括两套燃气轮发电机组、两套蒸汽轮发电机组及附属设备。

1.2布置要求

1）主厂房的布置应满足设备型式和生产工艺流程要求；

2）主厂房的布置要满足机组大修时的大件摆放及检修条件；

3）主厂房要设有合理的主通道，方便运行巡视和开展检修工作；

4）敷设管道及电缆较短，以降低其耗材造价；

5）主厂房内部设施布局紧凑、恰当，设备布局和空间利用合理；

6）每套机组燃机和汽轮机的安装能尽量同时进行，从而缩短安装周期；

7）在两台机组连续施工时，主厂房布置应具有平行连续施工的条件；

8）厂房结构造价及行车设备造价最低。

2主厂房的布置方案设计

因项目建成后续对外供热，为提高机组运行的灵活性，本项目主机采用“一拖一”双轴布置方式，即每套联合循环机组由1台燃机+1台燃机发电机、1台汽轮机+1台汽轮发电机和1台余热锅炉组成。

2.1方案1

燃气轮机组和汽轮发电机组设置联合大厂房，燃气发电机组轴线与汽轮发电机组轴线平行。

（1）两套机组设置联合厂房，从固定端向扩建端依次为燃机-汽轮机-汽轮机-燃机布置，汽机与燃机轴系平行布置。集控楼位于固定端，两机一控。汽轮发电机组采用纵向镜像布置，减小了主厂房占地面积。

（2）在0米设置2m宽的环形通道，可以直接检修汽轮机区域和燃机区域零米辅机和电气设备。零米环形通道与综合楼余热锅炉区域均互通，可以直接到达，检修巡查通道顺畅简洁。

（3）两台汽轮机的电气和热控设备均在两台汽轮机之间，两台燃机的电气和热控设备均在燃机侧AB排之间，两台汽轮机和余热锅炉的电气和热控设备均在汽机房尾部及余热锅炉之间的电气综合楼内，通过上述方案的合理布置，大大降低了整个电厂的电缆用量。

方案1的不足在于：

（1）两台汽轮机采用镜像布置，会给电厂设计、设备制造、辅机采购等增加一些额外的工作量。

（2）凝汽器推进路线需转折，循环水管长度略长。

（3）全厂共需设三台行车：两台燃机各一台，两台汽轮机共用一台。较方案2增加一台行车。

（4）由于燃机采用上进气，燃机发电机需要在零米层设置大门直接用顶起装置抽转子检修，检修工期增加，抽、穿转子成本增加。

2.2方案2

燃气轮机组和汽轮发电机组设置联合大厂房，汽轮发电机组轴线与燃气发电机组轴线垂直。

（1）本方案采用两套机组联合大厂房布置，从固定端向扩建端，依次为汽轮机-燃机-汽轮机-燃机，汽机与燃机轴系垂直布置。集控楼位于固定端。

本联合厂房共设置2台行车，共用行车轨道。除了燃机发电机采用零米临时措施检修，其余所有主辅机设备均共用两套行车，实现任何两套主设备的检修安装作业，增加了安装和运行维护的便利性。并且行车跨度较小，节约设备成本造价。

（2）所有主辅机设备及汽水管道，电缆等均采用顺列布置形式，适合模块化设计和建造，也方便安装维护运行；

（3）凝汽器整体安装较为方便，直接在炉后厂房外推进即可；凝汽器进出水布置短捷合理，检修方便。

方案2的不足在于：

（1）由于汽轮机横向布置，因此主厂房总长度尺寸较大。

（2）由于整个厂房布置形式是高低高低形式，中间层无法连通。运转层通道只能通过柱侧小连廊来实现，而且0米检修通道也需绕行，整体来说，本方案检修通道不够顺畅合理。

（3）由于机组出线侧布置了电气厂房的毗屋，机组的检修吊物孔需要设置在锅炉侧，吊物孔的位置受制于余热锅炉两侧的天然气前置模块和辅助锅炉间，检修通道不够顺畅。

（4）相比于方案1，由于四大管要绕行燃机和汽轮机之间的检修吊物孔，管道长度增加，而且管道在主厂房大件运输门上方，既不美观也不方便。

2.3方案3

燃机房、汽机房分开布置，汽机房布置在余热锅炉烟囱后，汽轮发电机组轴线与燃气发电机组轴线垂直。

（1）燃气发电机组、汽轮发电机组分开布置。从燃机发电机侧向余热锅炉看顺序为：燃机房、余热锅炉、汽机房。

（2）燃机厂房采用不等高布置、主跨+副跨的布置模式，两台燃气发电机组顺列、零米低位布置，燃气轮机组中心线标高5.435m。燃机房主跨为单层布置（即0m/屋面），主要布置两台燃气轮机和附属设备，两台燃机共用1台100/20t行车；屋面标高14m，主要布置发电机、配电间、封母出线、蓄电池、空调室、电子设备间等。

（3）汽机房布置两台汽轮发电机组，汽机与燃机轴线垂直、横向布置，汽机房的尺寸大小可以仅按汽轮机及其辅机设备大小要求确定，不受余热锅炉和燃机的影响，汽机房宽度优化至27m，两机长度103m。汽机房内两台汽轮发电机组顺列布置，两台汽轮发电机组共用1台60/20t行车，行车轨顶标高22m。

（4）燃机房、汽机房独立厂房布置，结构互不影响，为合理优化各自厂房高度、跨度提供条件，从而降低土建和行车设备投资。

（5）集控楼布置在汽机房A排外两机之间，与汽机房相连，方便运行人员汽机房巡视。

方案3的不足在于：

（1）燃机房、余热锅炉、汽机房分开布置，则汽机房与燃机房之间的汽水管道距离相对较远，增加了管道的长度。

（2）集控楼布置在汽机房A排外，离燃机房较远，不利于运行人员的调试检修。

（3）燃机发电机与汽机发电机距离较远，汽机发电机出线路径复杂，相应投资增加。

通过分析比较，由于本项目厂区条件非常有限，方案1占地最小，检修便利，系统流程顺畅。方案2和方案3占地过大，不利于变压器、冷却塔等辅助设备摆放。

3结论

在该新建F级燃气电厂主厂房布置方案中选择方案1，即燃机低位、汽机高位、联合厂房、汽机及附属设备镜像布置、燃机与汽机平行布置的方案。

设计是工程项目的龙头，在进行方案设计时，要实事求是，结合工程实际情况，综合考虑工程建设及施工困难、后续运行方面的影响、运行维修方便等因素，做好方案优化，降低工程造价，对开展类似项目具有同样的参考意义。