六十六萬機(jī)組擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

劉中華　程文峰　孫濤　呂國文

摘 要：文章針對六十六萬機(jī)組擴(kuò)建工程中的鐵路專用線、總平面、進(jìn)場道路、施工用水和用電、邊坡及煙氣排放給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。希望通過文章的分析，能夠?yàn)橛嘘P(guān)工作人員提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：工程設(shè)計(jì)；發(fā)電；火電廠；節(jié)能減排；能耗

1 概述

設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的龍頭。優(yōu)化電廠設(shè)計(jì)，對于提高效率、降低投資、減少排放、節(jié)水節(jié)地等方面將起到很大的作用。將機(jī)組建成安全可靠、技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)適用，四大控制可控在控，達(dá)標(biāo)投產(chǎn)、創(chuàng)國家優(yōu)質(zhì)工程，具有市場競爭力的機(jī)組。168小時后能連續(xù)運(yùn)行100天以上，或至365天，甚至更長時間。

2 鐵路專用線設(shè)計(jì)優(yōu)化

鐵路專用線初步設(shè)計(jì)方案在原鐵四院可研方案的基礎(chǔ)上，對鐵路站場和區(qū)間線形布置，請中鐵上海鐵路設(shè)計(jì)院南昌院對0+400至1+300區(qū)間進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化（即其區(qū)間最大限度地往北移了58m），在減少征地拆遷的前提下（主要考慮用地指標(biāo)），使鐵路線路盡可能在原征地范圍內(nèi)，并對初步設(shè)計(jì)方案與可研方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

初步設(shè)計(jì)方案除在區(qū)間線上挖方量有所增加外，其他征地拆遷、填方、鋪軌等主要工程量均有不同程度的減少，特別是減少了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)慕柰撂罘焦こ塘?，土石方調(diào)配趨于合理。

本次初步設(shè)計(jì)方案在優(yōu)化后較可研方案來說優(yōu)點(diǎn)十分明顯。一方面大大減少了征地拆遷工程量，降低投資的同時也減少了征地拆遷工作的實(shí)施難度；另一方面滿足軌道衡設(shè)置的技術(shù)條件及遠(yuǎn)期出岔增加股道和疏解線引入的條件；同時，還大大減少了借土、填方工程量，降低工程投資。故強(qiáng)力推薦經(jīng)優(yōu)化的初步設(shè)計(jì)方案。

方案優(yōu)化取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)成果：

（1）技術(shù)成果

優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案很好的解決了以下問題：

a.重車衡布置不足；b.可研方案采用的曲線半徑較小，會增加輪軌間的損耗，不利于行車；c.線路未考慮遠(yuǎn)期疏解線的預(yù)留條件，而且裝卸站軌道衡的預(yù)留條件不足；d.專業(yè)線運(yùn)營中擾民問題（避開了村莊）；e.信號樓、辦公樓、燃運(yùn)采集間、燃運(yùn)重量錄入系統(tǒng)、鐵路檢修設(shè)施等的布置更具合理性（避免在彎道上建設(shè)）；f.有效的減少了沿線的水系改造；g.可研方案的走向穿過丁坑村和上、下羅家村，這三個村莊的村政建設(shè)及恢復(fù)要投入不少的人力、財(cái)力，更為主要的是重新形成新的村政體系，其設(shè)計(jì)有一定的難度（主要是難以滿足地方的期望值）。優(yōu)化中有效的解決了該項(xiàng)問題。

（2）經(jīng)濟(jì)成果（減少投資約5769萬元）

a.減少房屋拆遷（高標(biāo)準(zhǔn)、精裝修）4000m2，減少投資近400萬元；b.減少遠(yuǎn)距離土方運(yùn)輸20萬方，土地回填10萬方，減少投資

150萬元；c.減少穿越三個村落所要恢復(fù)的村政建設(shè)，減少投資150萬元；d.減少線路長度8m，減少投資24萬元；e.電廠站增加三座框架橋和環(huán)形通道，投資近1000萬元，減少鐵路站場高架橋1000m，投資近6000萬元，合計(jì)減少投資近5000萬元；f.減少征地近6.86

畝，減少投資45萬元。

3 總平面設(shè)計(jì)優(yōu)化

原可研階段總平面設(shè)計(jì)為正南北方向偏西7度。在初步設(shè)計(jì)勘察過程中，發(fā)現(xiàn)主廠房區(qū)域有較多的溶洞。為了將主廠房移開溶洞區(qū)域，盡可能的將主廠房建筑建于挖方區(qū)，為此根據(jù)地形情況以煙囪為中心進(jìn)行順時針旋轉(zhuǎn)，使整個總平面布置為正南北方向。通過這一優(yōu)化，使主廠房全部位于挖方區(qū)，減少了地基處理的樁長度，減少地基處理費(fèi)用近千萬元，另外由于總平面布置的旋轉(zhuǎn)，使得冷水塔區(qū)域向西北方向進(jìn)行了移動，使得冷水塔位置距村莊的距離加大，可取消冷水塔降噪措施。

4 進(jìn)廠道路設(shè)計(jì)優(yōu)化

在可研設(shè)計(jì)中，進(jìn)廠道路分主進(jìn)廠道路和運(yùn)灰道路，進(jìn)廠道路2.3公里，運(yùn)灰道路3.3公里。在公路設(shè)計(jì)中，根據(jù)地形條件對兩條進(jìn)廠道路進(jìn)行了合并，在主進(jìn)廠道路上分支，兩條道路公用段1300多米，使得運(yùn)灰道路由3.3公里縮減至440米，大大降低了進(jìn)廠道路的投資費(fèi)用。

5 施工用水設(shè)計(jì)優(yōu)化

施工用水是從現(xiàn)場附近冷水井水庫取水，管線長約1.5公里，水泵房取水源約1.5公里。通過對現(xiàn)場條件進(jìn)行勘察研究，發(fā)現(xiàn)有一農(nóng)業(yè)灌溉渠從廠區(qū)通過，最終決定對施工用水方案進(jìn)行優(yōu)化，即在廠區(qū)征地邊線臨時租用一場地，建一儲水池，將水源自灌溉渠引入儲水池的方案，可以大大降低工程費(fèi)用。

6 施工用電設(shè)計(jì)優(yōu)化

我廠2×66萬千瓦擴(kuò)建項(xiàng)目施工用電容量初步設(shè)計(jì)為8000kW，按負(fù)荷同時率0.55計(jì)算，預(yù)計(jì)實(shí)際最大負(fù)荷在4400kW左右。為確保施工用電能按時送入，電氣專業(yè)人員從2015年7月開始，跟蹤設(shè)計(jì)、優(yōu)化方案?？尚行匝芯康脑O(shè)計(jì)方案由雙林35kV變電站通過兩條4.5km單回10kV線路引電源至施工現(xiàn)場，計(jì)劃投資約400萬元。通過專業(yè)討論，領(lǐng)導(dǎo)決策，考慮現(xiàn)場實(shí)際，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用單回10kV線路可滿足現(xiàn)場使用用電要求，同時需對雙林變電站進(jìn)行改造，即將原有4000kVA+6000kVA主變更換為2臺10MVA主變，同時附屬設(shè)備予以更換改造。通過技經(jīng)人員核算，變電站改造費(fèi)用約207萬元，線路經(jīng)過優(yōu)化，費(fèi)用約為89萬元，預(yù)算價296萬元。方案確定后，技術(shù)人員又通過橫向?qū)Ρ龋私馄渌姀S施工用電造價、各地供電公司10kV線路單位造價等，通過技術(shù)談判，最終以總承包形式將工程造價控制在170萬元以內(nèi)。

7 邊坡設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，挖方區(qū)邊坡設(shè)計(jì)坡度為1：1.75和1：1.5，填方區(qū)邊坡為1：2.5和1：2.25。由于邊坡高，使得邊坡占地較大。通過與設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通，與鐵路及公路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比，召開專題會等形式，要求電力設(shè)計(jì)院進(jìn)行優(yōu)化，使得挖方區(qū)邊坡優(yōu)化調(diào)整為1：1.5和1：1.25，填方區(qū)邊坡優(yōu)化為1：1.75和1：1.5，使得邊坡優(yōu)化減少征地近十畝。

8 煙氣排放設(shè)計(jì)優(yōu)化

除塵：采用雙室五電場低低溫靜電除塵器。低低溫靜電除塵器的全部電場均采用高頻電源方案，電源本身效率和功率因數(shù)均可達(dá)0.95，高于常規(guī)工頻電源，而且高頻電源體積小，重量輕，控制柜和變壓器一體化，并直接安裝在電除塵頂部，節(jié)省電纜費(fèi)用。除塵器效率不低于99.95%，除塵器出口排放濃度小于20mg/Nm3。同時采用脫硫除塵一體化技術(shù)的濕法脫硫裝置，其除塵效率暫按70%考慮，總的除塵效率為99.985%，即經(jīng)脫硫除塵后煙塵排放濃度小于5mg/Nm3。預(yù)留濕式靜電除塵器布置空間。

脫硫：采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，吸收塔推薦采用噴淋

塔，傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)不能適應(yīng)，采用脫硫除塵一體化技術(shù)。脫硫效率按不小于98.75%設(shè)計(jì)，滿足煙囪出口SO2的排放濃度為<35mg/Nm3。

脫硝：本工程擬采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù)。鍋爐出口NOx指標(biāo)按250mg/Nm3，按85%脫硝效率計(jì)算，脫硝出口NOx排放濃度<37.5mg/Nm3。實(shí)施上述的環(huán)保措施后，本工程煙塵排放、SO2、NOx排放濃度優(yōu)于煙氣超凈排放的目標(biāo)和要求，也大幅降低了電廠排放污染物對大氣環(huán)境造成的污染。

參考文獻(xiàn)

[1]葉濤.熱力發(fā)電廠（第4版）[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2]苗世洪，朱永利.發(fā)電廠電氣部分（第五版）[M].北京：中國電力出版社，2015.