專業(yè)配合在火力發(fā)電廠土建結構設計中的重要性探析

袁永明

河南省電力勘測設計院 河南 鄭州 450007

任何專業(yè)的設計思想若要得到體現(xiàn)，都必須以土建結構專業(yè)為基礎。因而土建結構在整個設計過程中起著非常關鍵的作用，有時甚至還起著主導作用?；鹆Πl(fā)電廠設計是一項很復雜的工作，一般來說包含總圖、機務、運煤、除灰、脫硫、建筑、結構、給排水、電氣、熱控、暖通、化水、通訊、保護、遠動等專業(yè)。一座火力發(fā)電廠建設成功了，大家往往只能知道根據發(fā)電廠出資方命名的投資集團的名字。如華能銅川電廠、大唐韓城第二發(fā)電廠、華電包頭河西發(fā)電廠等等。其實，設計在其中起著關鍵的地位，占地指標、煤耗指標、用水指標、廠用電指標等都是十幾個專業(yè)幾十名設計人員一起配合、協(xié)調、工作的結果。本文著重討論土建結構與設計院其他專業(yè)之間的配合。

1 與機類專業(yè)的配合

一般大體來說電廠設計里面機類專業(yè)主要包括：機務、運煤、除灰、脫硫、暖通等，在初步設計階段，機類專業(yè)的工程師會根據他們專業(yè)的工藝布置和設備型號以及各自專業(yè)的規(guī)程規(guī)范在各自的生產車間提出一個初步的要求。在此以一個工程實例進行說明。比如：某 600MW級火力發(fā)電廠運煤專業(yè)的碎煤機室，會提出平面功能、剖面各層標高以及設備外形和外部建筑物、構筑物的聯(lián)系。這時土建結構既要選擇合理的結構形式，又要滿足工藝專業(yè)的運行要求和相關的規(guī)程要求。這二者之間當然會存在矛盾和沖突，但是里面也有著內在的聯(lián)系。此時，便需要結構工程師與運煤專業(yè)設備工程師進行大量的溝通，交換資料，根據投資規(guī)模、地質情況、施工能力等商量出最合理的結構選型。運煤的一些功能要求和建筑師對建筑造型的處理，會導致建筑平面不很規(guī)則，甚至會有很多不符合結構常規(guī)的做法（如超長的懸臂結構、動輒15米以上的跨度等）。此時，要提前與運煤專業(yè)工程師商量，協(xié)調好下一階段的設計，以免方案變成不能實現(xiàn)的“水中月、鏡中花”。為最終配合完成的碎煤機室初步設計剖面。

進入施工圖設計階段，土建結構工程師于運煤專業(yè)工程和建筑師的配合更加密切。運煤專業(yè)工程師一般要先提供一套圖給結構等專業(yè)的設計人員，其他幾個專業(yè)（暖通、電氣、供水）同步進行設計，邊設計邊配合。土建結構及時根據工藝專業(yè)提供的載荷進行計算調整梁、柱截面，并根據留孔、埋件等條件布置次梁，返還資料給工藝專業(yè)，無法滿足要求，需要調整的就需要修改。

除運煤專業(yè)外，其他機類專業(yè)除設備有要求外，還有一個難點就是管道。機類專業(yè)的管道有很多都是不能隨意增加彎頭和改變標高的。如：除灰專業(yè)，他們的林林總總的管道里面有很多是灰管道，這種管道里面?zhèn)魉偷氖歉邷毓腆w，這種特殊管道是很能改變走向的，設計中應絕對注意。還有就是機務和暖通的熱力管道，這種熱力管道一般支座都是水平推力較大，而且改變走向之后對最終設計出來熱力效果有較大影響，如果有什么碰撞而在設計當中必須慎重處理。與機類專業(yè)配合還有一個要點就是埋件不僅數量多，而且品種多。土建結構在設計過程中一定要仔細、嚴謹，做好結構布置之后提供資料給相關專業(yè)，按照要求逐一布置埋件，并根據埋件載荷大小再次進行驗算，如發(fā)現(xiàn)不滿足要求的，要及時進行結構調整，并返還資料給各個專業(yè)。機類專業(yè)有一個對土建專業(yè)來說更為頭痛的東西那就是動力設備基礎，限于篇幅，這個問題另行研究[1]。

2 與電類專業(yè)的配合

電類專業(yè)包括：電氣和熱控兩個專業(yè)，電氣又有三個專業(yè)方向分別是，一次、二次、廠用。與電類專業(yè)配合有著和機類專業(yè)明顯的區(qū)別。其中：電氣一次是電氣之王，它的電壓等級較高，帶電安全距離也都要求比較大，因而對土建結構來說設計難度也比較高。以某工程主變架構為例，它的高度達到81米，拉線張力150KN，導致架構根部彎矩也隨之增大，幾經配合之后，最終采用以主變之間防火墻為基礎，這樣減小了鋼柱長度，達到了設計要求。

電氣二次、廠用和熱控專業(yè)比較類似，也相對簡單，以弱電、控制為主，對土建來說也就是以電類專業(yè)所需溝道、盤柜基礎為主。正因為如此，其他相關專業(yè)為了自己方便都“侵略”他們的空間，這時土建結構專業(yè)就需要對相關碰撞溝道進行協(xié)調，如對建筑專業(yè)開門的位置，暖通所需的采暖入口井的位置進行調整、配合，最終達到各個專業(yè)都能滿足要求的結果。以某300MW工程專門電氣間繼電器室為例，為了保證各個專業(yè)都能達到設計要求，最終，建筑調整門的位置，暖通也將采暖入口井改為不入戶的方式，電氣優(yōu)化電纜走向，結構調整結構標高，建筑、暖通、電氣、結構四個專業(yè)統(tǒng)一再配合達到大家滿意的效果[2]。

3 與水類專業(yè)的配合

水類專業(yè)在火力發(fā)電廠設計中有兩個專業(yè)：給排水和化水。給排水在電力設計中不同于普通民用建筑，電廠中給排水的主要管徑尤其是循環(huán)水管約在 800～2500mm 之間，這些管子都是在地下深埋的，而且都是要求在凍土線以下，這樣就會對相鄰建筑（構筑）物的基礎大小、埋深有影響。因而，施工圖最先開始給排水和機務專業(yè)就應該將此類管道定位、標高定死，這樣才能方便其他專業(yè)進行設計。給排水專業(yè)除電廠一些特殊的管道之外，對于常見的生活用火、消防用水、沖洗用水、雨水排水、生活污水等等和所有的設計類型都是大同小異。

水類還有一個專業(yè)那就化水，化水專業(yè)的主要任務就是給鍋爐制水，也就是說把普通的水，經過一系列的化學反應變成純凈水。他們專業(yè)使用的制劑都是強酸、強堿，因為對于土建結構來說，除電廠設計的常規(guī)的管道、附屬設備基礎、溝道配合之外，最為主要的就是要根據化水專業(yè)提供的pH以及建筑（構筑）物耐腐蝕的程度，采取各種防腐措施，并且滿足GB50046-2008《工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范》的要求[3]。

4 與土類專業(yè)的配合

土建專業(yè)大體就是建筑與結構，有的工業(yè)設計院在這個專業(yè)之間甚至沒有分開，這兩個專業(yè)在普通的工業(yè)與民用建筑設計院已經都有了一整套的工作流程，在此本文僅描述一下在火力發(fā)電廠設計中需要著重注意的幾點。在初步設計階段的軸網一般就會有一個大體的布置，但是施工圖設計開始后，經過各個專業(yè)配合后，若發(fā)現(xiàn)原有軸網不合理，應及時提出修改意見，特別是預估跨度不夠時，在不影響使用功能的前提下，盡量按照結構工程師的要求調整，以提高建筑的整體安全性。設計時要設伸縮縫、沉降縫、抗震縫等變形縫，可能會影響到建筑的布局，這時，建筑應該跟土建多協(xié)調，合理安排。建筑施工圖中的很多尺寸都與梁、板、柱結構截面有著密切關系。土建在完成計算后應及時提交資料給建筑，以便在建筑的平、立、剖等圖紙當中確定相關尺寸。

隨著社會分工越來越細，一項火力發(fā)電廠工程，其過程包括了規(guī)劃、勘察、設計、施工、安裝、調試、監(jiān)理等諸多工程技術人員的努力，設計僅僅是其中的一個環(huán)節(jié)。在火力發(fā)電廠土建設計工作中，除了上述談到的幾個專業(yè)之外，設計人員還要跟勘察測量、工程造價等專業(yè)的工程師協(xié)調工作，只有所有專業(yè)的工程師一起協(xié)調工作，共同努力，才能設計出安全適應、技術先進、經濟合理的火力發(fā)電廠。

[1]DL5022-93.火力發(fā)電廠土建結構設計技術規(guī)定[S].北京:中國標準出版社,1993.

[2]吳向南.變電站土建結構設計存在問題分析及處理方案[J].機電信息,2014,(21):105.

[3]貢偉,田娜.淺談火電廠土建結構抗震設計[J].中國新技術新產品,2015,(06):143.