专业配合在火力发电厂土建结构设计中的重要性探析

袁永明

河南省电力勘测设计院 河南 郑州 450007

任何专业的设计思想若要得到体现，都必须以土建结构专业为基础。因而土建结构在整个设计过程中起着非常关键的作用，有时甚至还起着主导作用。火力发电厂设计是一项很复杂的工作，一般来说包含总图、机务、运煤、除灰、脱硫、建筑、结构、给排水、电气、热控、暖通、化水、通讯、保护、远动等专业。一座火力发电厂建设成功了，大家往往只能知道根据发电厂出资方命名的投资集团的名字。如华能铜川电厂、大唐韩城第二发电厂、华电包头河西发电厂等等。其实，设计在其中起着关键的地位，占地指标、煤耗指标、用水指标、厂用电指标等都是十几个专业几十名设计人员一起配合、协调、工作的结果。本文着重讨论土建结构与设计院其他专业之间的配合。

1 与机类专业的配合

一般大体来说电厂设计里面机类专业主要包括：机务、运煤、除灰、脱硫、暖通等，在初步设计阶段，机类专业的工程师会根据他们专业的工艺布置和设备型号以及各自专业的规程规范在各自的生产车间提出一个初步的要求。在此以一个工程实例进行说明。比如：某 600MW级火力发电厂运煤专业的碎煤机室，会提出平面功能、剖面各层标高以及设备外形和外部建筑物、构筑物的联系。这时土建结构既要选择合理的结构形式，又要满足工艺专业的运行要求和相关的规程要求。这二者之间当然会存在矛盾和冲突，但是里面也有着内在的联系。此时，便需要结构工程师与运煤专业设备工程师进行大量的沟通，交换资料，根据投资规模、地质情况、施工能力等商量出最合理的结构选型。运煤的一些功能要求和建筑师对建筑造型的处理，会导致建筑平面不很规则，甚至会有很多不符合结构常规的做法（如超长的悬臂结构、动辄15米以上的跨度等）。此时，要提前与运煤专业工程师商量，协调好下一阶段的设计，以免方案变成不能实现的“水中月、镜中花”。为最终配合完成的碎煤机室初步设计剖面。

进入施工图设计阶段，土建结构工程师于运煤专业工程和建筑师的配合更加密切。运煤专业工程师一般要先提供一套图给结构等专业的设计人员，其他几个专业（暖通、电气、供水）同步进行设计，边设计边配合。土建结构及时根据工艺专业提供的载荷进行计算调整梁、柱截面，并根据留孔、埋件等条件布置次梁，返还资料给工艺专业，无法满足要求，需要调整的就需要修改。

除运煤专业外，其他机类专业除设备有要求外，还有一个难点就是管道。机类专业的管道有很多都是不能随意增加弯头和改变标高的。如：除灰专业，他们的林林总总的管道里面有很多是灰管道，这种管道里面传送的是高温固体，这种特殊管道是很能改变走向的，设计中应绝对注意。还有就是机务和暖通的热力管道，这种热力管道一般支座都是水平推力较大，而且改变走向之后对最终设计出来热力效果有较大影响，如果有什么碰撞而在设计当中必须慎重处理。与机类专业配合还有一个要点就是埋件不仅数量多，而且品种多。土建结构在设计过程中一定要仔细、严谨，做好结构布置之后提供资料给相关专业，按照要求逐一布置埋件，并根据埋件载荷大小再次进行验算，如发现不满足要求的，要及时进行结构调整，并返还资料给各个专业。机类专业有一个对土建专业来说更为头痛的东西那就是动力设备基础，限于篇幅，这个问题另行研究[1]。

2 与电类专业的配合

电类专业包括：电气和热控两个专业，电气又有三个专业方向分别是，一次、二次、厂用。与电类专业配合有着和机类专业明显的区别。其中：电气一次是电气之王，它的电压等级较高，带电安全距离也都要求比较大，因而对土建结构来说设计难度也比较高。以某工程主变架构为例，它的高度达到81米，拉线张力150KN，导致架构根部弯矩也随之增大，几经配合之后，最终采用以主变之间防火墙为基础，这样减小了钢柱长度，达到了设计要求。

电气二次、厂用和热控专业比较类似，也相对简单，以弱电、控制为主，对土建来说也就是以电类专业所需沟道、盘柜基础为主。正因为如此，其他相关专业为了自己方便都“侵略”他们的空间，这时土建结构专业就需要对相关碰撞沟道进行协调，如对建筑专业开门的位置，暖通所需的采暖入口井的位置进行调整、配合，最终达到各个专业都能满足要求的结果。以某300MW工程专门电气间继电器室为例，为了保证各个专业都能达到设计要求，最终，建筑调整门的位置，暖通也将采暖入口井改为不入户的方式，电气优化电缆走向，结构调整结构标高，建筑、暖通、电气、结构四个专业统一再配合达到大家满意的效果[2]。

3 与水类专业的配合

水类专业在火力发电厂设计中有两个专业：给排水和化水。给排水在电力设计中不同于普通民用建筑，电厂中给排水的主要管径尤其是循环水管约在 800～2500mm 之间，这些管子都是在地下深埋的，而且都是要求在冻土线以下，这样就会对相邻建筑（构筑）物的基础大小、埋深有影响。因而，施工图最先开始给排水和机务专业就应该将此类管道定位、标高定死，这样才能方便其他专业进行设计。给排水专业除电厂一些特殊的管道之外，对于常见的生活用火、消防用水、冲洗用水、雨水排水、生活污水等等和所有的设计类型都是大同小异。

水类还有一个专业那就化水，化水专业的主要任务就是给锅炉制水，也就是说把普通的水，经过一系列的化学反应变成纯净水。他们专业使用的制剂都是强酸、强碱，因为对于土建结构来说，除电厂设计的常规的管道、附属设备基础、沟道配合之外，最为主要的就是要根据化水专业提供的pH以及建筑（构筑）物耐腐蚀的程度，采取各种防腐措施，并且满足GB50046-2008《工业建筑防腐蚀设计规范》的要求[3]。

4 与土类专业的配合

土建专业大体就是建筑与结构，有的工业设计院在这个专业之间甚至没有分开，这两个专业在普通的工业与民用建筑设计院已经都有了一整套的工作流程，在此本文仅描述一下在火力发电厂设计中需要着重注意的几点。在初步设计阶段的轴网一般就会有一个大体的布置，但是施工图设计开始后，经过各个专业配合后，若发现原有轴网不合理，应及时提出修改意见，特别是预估跨度不够时，在不影响使用功能的前提下，尽量按照结构工程师的要求调整，以提高建筑的整体安全性。设计时要设伸缩缝、沉降缝、抗震缝等变形缝，可能会影响到建筑的布局，这时，建筑应该跟土建多协调，合理安排。建筑施工图中的很多尺寸都与梁、板、柱结构截面有着密切关系。土建在完成计算后应及时提交资料给建筑，以便在建筑的平、立、剖等图纸当中确定相关尺寸。

随着社会分工越来越细，一项火力发电厂工程，其过程包括了规划、勘察、设计、施工、安装、调试、监理等诸多工程技术人员的努力，设计仅仅是其中的一个环节。在火力发电厂土建设计工作中，除了上述谈到的几个专业之外，设计人员还要跟勘察测量、工程造价等专业的工程师协调工作，只有所有专业的工程师一起协调工作，共同努力，才能设计出安全适应、技术先进、经济合理的火力发电厂。

[1]DL5022-93.火力发电厂土建结构设计技术规定[S].北京:中国标准出版社,1993.

[2]吴向南.变电站土建结构设计存在问题分析及处理方案[J].机电信息,2014,(21):105.

[3]贡伟,田娜.浅谈火电厂土建结构抗震设计[J].中国新技术新产品,2015,(06):143.