六十六万机组扩建工程设计优化研究

刘中华　程文峰　孙涛　吕国文

摘 要：文章针对六十六万机组扩建工程中的铁路专用线、总平面、进场道路、施工用水和用电、边坡及烟气排放给出了优化设计方案。希望通过文章的分析，能够为有关工作人员提供参考与借鉴。

关键词：工程设计；发电；火电厂；节能减排；能耗

1 概述

设计是工程建设的龙头。优化电厂设计，对于提高效率、降低投资、减少排放、节水节地等方面将起到很大的作用。将机组建成安全可靠、技术成熟、经济适用，四大控制可控在控，达标投产、创国家优质工程，具有市场竞争力的机组。168小时后能连续运行100天以上，或至365天，甚至更长时间。

2 铁路专用线设计优化

铁路专用线初步设计方案在原铁四院可研方案的基础上，对铁路站场和区间线形布置，请中铁上海铁路设计院南昌院对0+400至1+300区间进行了设计优化（即其区间最大限度地往北移了58m），在减少征地拆迁的前提下（主要考虑用地指标），使鐵路线路尽可能在原征地范围内，并对初步设计方案与可研方案进行了技术经济比较。

初步设计方案除在区间线上挖方量有所增加外，其他征地拆迁、填方、铺轨等主要工程量均有不同程度的减少，特别是减少了远距离运输的借土填方工程量，土石方调配趋于合理。

本次初步设计方案在优化后较可研方案来说优点十分明显。一方面大大减少了征地拆迁工程量，降低投资的同时也减少了征地拆迁工作的实施难度；另一方面满足轨道衡设置的技术条件及远期出岔增加股道和疏解线引入的条件；同时，还大大减少了借土、填方工程量，降低工程投资。故强力推荐经优化的初步设计方案。

方案优化取得的技术经济成果：

（1）技术成果

优化后的设计方案很好的解决了以下问题：

a.重车衡布置不足；b.可研方案采用的曲线半径较小，会增加轮轨间的损耗，不利于行车；c.线路未考虑远期疏解线的预留条件，而且装卸站轨道衡的预留条件不足；d.专业线运营中扰民问题（避开了村庄）；e.信号楼、办公楼、燃运采集间、燃运重量录入系统、铁路检修设施等的布置更具合理性（避免在弯道上建设）；f.有效的减少了沿线的水系改造；g.可研方案的走向穿过丁坑村和上、下罗家村，这三个村庄的村政建设及恢复要投入不少的人力、财力，更为主要的是重新形成新的村政体系，其设计有一定的难度（主要是难以满足地方的期望值）。优化中有效的解决了该项问题。

（2）经济成果（减少投资约5769万元）

a.减少房屋拆迁（高标准、精装修）4000m2，减少投资近400万元；b.减少远距离土方运输20万方，土地回填10万方，减少投资

150万元；c.减少穿越三个村落所要恢复的村政建设，减少投资150万元；d.减少线路长度8m，减少投资24万元；e.电厂站增加三座框架桥和环形通道，投资近1000万元，减少铁路站场高架桥1000m，投资近6000万元，合计减少投资近5000万元；f.减少征地近6.86

亩，减少投资45万元。

3 总平面设计优化

原可研阶段总平面设计为正南北方向偏西7度。在初步设计勘察过程中，发现主厂房区域有较多的溶洞。为了将主厂房移开溶洞区域，尽可能的将主厂房建筑建于挖方区，为此根据地形情况以烟囱为中心进行顺时针旋转，使整个总平面布置为正南北方向。通过这一优化，使主厂房全部位于挖方区，减少了地基处理的桩长度，减少地基处理费用近千万元，另外由于总平面布置的旋转，使得冷水塔区域向西北方向进行了移动，使得冷水塔位置距村庄的距离加大，可取消冷水塔降噪措施。

4 进厂道路设计优化

在可研设计中，进厂道路分主进厂道路和运灰道路，进厂道路2.3公里，运灰道路3.3公里。在公路设计中，根据地形条件对两条进厂道路进行了合并，在主进厂道路上分支，两条道路公用段1300多米，使得运灰道路由3.3公里缩减至440米，大大降低了进厂道路的投资费用。

5 施工用水设计优化

施工用水是从现场附近冷水井水库取水，管线长约1.5公里，水泵房取水源约1.5公里。通过对现场条件进行勘察研究，发现有一农业灌溉渠从厂区通过，最终决定对施工用水方案进行优化，即在厂区征地边线临时租用一场地，建一储水池，将水源自灌溉渠引入储水池的方案，可以大大降低工程费用。

6 施工用电设计优化

我厂2×66万千瓦扩建项目施工用电容量初步设计为8000kW，按负荷同时率0.55计算，预计实际最大负荷在4400kW左右。为确保施工用电能按时送入，电气专业人员从2015年7月开始，跟踪设计、优化方案。可行性研究的设计方案由双林35kV变电站通过两条4.5km单回10kV线路引电源至施工现场，计划投资约400万元。通过专业讨论，领导决策，考虑现场实际，优化设计方案，采用单回10kV线路可满足现场使用用电要求，同时需对双林变电站进行改造，即将原有4000kVA+6000kVA主变更换为2台10MVA主变，同时附属设备予以更换改造。通过技经人员核算，变电站改造费用约207万元，线路经过优化，费用约为89万元，预算价296万元。方案确定后，技术人员又通过横向对比，了解其他电厂施工用电造价、各地供电公司10kV线路单位造价等，通过技术谈判，最终以总承包形式将工程造价控制在170万元以内。

7 边坡设计优化

根据设计规范，挖方区边坡设计坡度为1：1.75和1：1.5，填方区边坡为1：2.5和1：2.25。由于边坡高，使得边坡占地较大。通过与设计院进行沟通，与铁路及公路设计方案进行对比，召开专题会等形式，要求电力设计院进行优化，使得挖方区边坡优化调整为1：1.5和1：1.25，填方区边坡优化为1：1.75和1：1.5，使得边坡优化减少征地近十亩。

8 烟气排放设计优化

除尘：采用双室五电场低低温静电除尘器。低低温静电除尘器的全部电场均采用高频电源方案，电源本身效率和功率因数均可达0.95，高于常规工频电源，而且高频电源体积小，重量轻，控制柜和变压器一体化，并直接安装在电除尘顶部，节省电缆费用。除尘器效率不低于99.95%，除尘器出口排放浓度小于20mg/Nm3。同时采用脱硫除尘一体化技术的湿法脱硫装置，其除尘效率暂按70%考虑，总的除尘效率为99.985%，即经脱硫除尘后烟尘排放浓度小于5mg/Nm3。预留湿式静电除尘器布置空间。

脱硫：采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，吸收塔推荐采用喷淋

塔，传统的脱硫技术不能适应，采用脱硫除尘一体化技术。脱硫效率按不小于98.75%设计，满足烟囱出口SO2的排放浓度为<35mg/Nm3。

脱硝：本工程拟采用炉内低NOx燃烧+SCR脱硝技术。锅炉出口NOx指标按250mg/Nm3，按85%脱硝效率计算，脱硝出口NOx排放浓度<37.5mg/Nm3。实施上述的环保措施后，本工程烟尘排放、SO2、NOx排放浓度优于烟气超净排放的目标和要求，也大幅降低了电厂排放污染物对大气环境造成的污染。

参考文献

[1]叶涛.热力发电厂（第4版）[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]苗世洪，朱永利.发电厂电气部分（第五版）[M].北京：中国电力出版社，2015.