浅议水泥工厂余热发电汽轮发电机基础土建设计

2018-08-29邹沁

四川水泥 2018年9期

邹沁

（合肥水泥研究设计院有限公司，安徽合肥 230051）

0 引言

利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电站的产品-电力将回用于水泥生产，间接降低水泥生产的电耗。这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量余热的同时，又减少了水泥厂对环境的热污染以及粉尘污染，由于减少了外部电网的供电，间接减少了CO2、N2等有害气体的排放，给企业带来巨大的经济效益的同时，又取得了明显的社会效益。

1 汽轮发电机基础简介

水泥工厂余热发电汽轮发电机基础（以下简称：汽轮发电机基础）顶板沿汽轮发电机中心线两跨，垂直汽轮发电机中心线方向单跨，共 6根框架柱与顶板组成框架结构，主要由上部框架与顶板、框架柱和基础底板组成，另外还有风道、冷凝器设备支腿等附属结构。

2 汽轮发电机基础动力计算

图1 汽轮发电机基础计算简图

根据《动力机器基础设计规范》GB50040－96（以下简称：动力基础规范）

动力基础规范第5.2.9条规定，对工作转速为3000r/min，功率为12.5MW及以下的汽轮发电机，当基础为由横向框架与纵梁构成的空间框架，同时满足下列条件时，可不进行动力计算：(1)中间框架、纵梁：Wi≥6Wgi；(2)边框架：Wi≥10Wgi。转子重量Wgi，Wi为集中到梁中或柱顶的总重力。

目前技术较为成熟的水泥熟料规模均在 5000t/d左右，相应的发电机功率为9MW，工作转速为3000r/min。

边框架KJ-1的设备自重104.42kN、梁板重量327kN、转子重量Wgi=36.85kN，Wi/Wgi=11.7＞10，可不进行动力计算，框架KJ-2、KJ-3与此同，在此不再赘述。

因此，该汽轮发电机基础可不进行动力计算，只需要进行承载力极限状态和正常使用极限状态计算。

3 汽轮发电机基础设计原则

3.1 结构总图布置

汽轮机、发电机转子自重都分布在纵向轴线上。基组的总重心与基础底面形心宜位于同一竖线上，当不在同一竖线上时，两者之间的偏心距和平行偏心方向基底边长的比值不应超过3%。汽轮发电机基础设计一般要求基础原频率避开设备正常工作频率f=50HZ。

汽轮发电机基础的顶板和中间平台均应与厂房隔开，顶板应有足够的质量和刚度。顶板各横梁的静挠度宜接近，顶板的外形和受力应简单，并宜避免偏心荷载；在满足强度和稳定性要求的前提下宜适当减小柱的刚度，但其长细比不宜大于14。基础底板应有一定的刚度，并应结合地基的刚度综合分析确定，基础底板（或桩基础）也应与厂房基础脱开。地基承载力的动力折减系数取0.8。

3.2 构造要求

基础顶板的挑台应做成实腹式，其悬出长度不宜大于1.5m，悬臂支座处的截面高度，不应小于悬出长度的0.75倍。基础顶板钢筋和框架柱纵向受力钢筋均不得采用绑扎搭接接头或焊接接头,应采用机械连接接头, 接头等级 II级. 纵向受力钢筋机械连接接头应相互错开,钢筋机械连接接头连接区段的长度为 35d区段。(d为纵向受力钢筋的较大直径)，凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50%。汽轮机和发电机预留通孔宜采用圆孔，便于施工。