建设资源节约型火力发电厂.pdf

第 3 o卷第 2期 2 0 0 7年 o 4 月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n E l e c t ric P o w e r Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 0， No． 2 Ap r ． ． 2 0 0 7 建设资源节约型火力发 电厂 陈卫 国 西南电力设计院， 四川 成都6 1 0 0 2 1 摘要 分析 了广安电厂三期工程贯彻 可持 续发展 思路 的设计优化措 施及本 工程节地、 节水、 节能、 综合利 用及 环境 保护等方面的优化效果。 关键词 电厂； 设计 ； 可持续发展 A b s t r a c t O p t i m i z a t i o n d e s i g n m e s s u i s f o r G u a n g ’ a n P o w e r P l a n t p h a s e l l I b a s e d o n t h e i d e a o f s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t a r e a n a l y z e d ， a n d t h e p r a c t i c a l a c h i e v e m e n t s o f th i s 0 , o j e e t o n l a n d s a v i n g ， w a t e r sa v i n g ， e n e r g y s a v i n g ， r e s o u r c e e o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n a n d e n v k o n me n t p r o t e c t i o n a r e p r e s e n t e d． Ke y wor d sp o we r p l an t ；d e s i gn ；s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t 中图分类号 T M 6 1 1 文献标 识码 B文章编 号 1 0 0 3 6 9 5 4 2 0 o 7 0 2 0 0 8 9 0 3 在一、 二期 4 x 3 0 0 M W 基础上 ， 广安 电厂三期建 设 2 6 0 0 MW 亚临界燃煤发 电机组 ， 该工程于 2 0 0 3 年 7月完成可行性研究 ， 2 0 0 4年 7月完成初步设计 ， 2 0 0 4年 l 2月 1 5日开工建设 ， 同步建设烟气脱硫装 置 ， 项 目计划静态总投资为 4 1 5 7 5 6万元。作为四川 I 省首座 6 0 0 MW机组电厂， 其第一台机组将于 2 0 0 6年 底投入运行。该项 目在设计上精心组织 ， 注重走可持 续发展道路 ， 充分贯彻 2 0 0 0年示范电厂设计思路 ， 在 节约资源、 节约能源与环境保护等方面的设计上很下 功夫 ， 努力将该电厂设计为资源节约型的环保电厂。 1 设计中的可持续发展思路 本工程设计充分贯彻可持续发展思路 ， 以下主要 从优化用地、 水务管理设计 、 节能、 综合利用及环境保 护等方面进行论述。 1 ． 1 优化工艺及总平面布置。 节约占地 土地是宝贵的资源 ， 设计上一方面要求工艺专业 进行布置优化 ， 压缩本专业 占地 ， 尽量采用联合建筑 ， 另一方面要求总图专业在考虑工艺流程顺畅及与老 厂的合理衔接基础上， 结合地形 ， 优化总平面布置， 以 尽量减小占地。设计从以下方面进行了用地优化 1 ． 1 ． 1 优化主厂房布置， 减小主厂房 占地 本工程锅炉采用中速磨冷一次风机正压直吹式 制粉系统， 主厂房采用常规四列式布置。为减小主厂 房长度 ， 本工程主厂房采用 1 0 m ／ 9 m的不等跨柱距 ， 与参考设计 A方案 比较 ， 压缩了主厂房长度 2 m， 使 主厂房长度减为 1 6 9 ． 5 m。同时 ， 优化锅炉炉后的布 置， 在考虑预留脱硝装置空间的情况下 ， 锅炉末排柱 至烟囱中心距为 9 0 ． 3 m， 较参考设计 A方案 的 1 0 4 ． 1 9 m压缩了 l 3 ． 8 9 m， A列至烟囱中心线的距离 为2 0 2 ． 3 2 m， 较参考设计 A方案 的 2 0 9 ． 5 m压缩 了 7． 1 8 m。 1 ． 1 ． 2 对工 艺 系统进行 优化 ， 减 小 占地 本工程将锅炉补给水处理系统与工业 废水处理 系统集中统一布置， 减少废液池一个及酸碱储存系统 一 套 ， 减小 占地 9 8 0 m 2 。 1 ． 1 ． 3 采 用联合 建筑 本工程尽量采用联合建筑 。将仪用及杂用 空压 机、 柴油发电机布置于集 中控制楼 内 0 m； 将渣水泵 房与电除尘控制楼合并布置。联合建筑的采用 ， 提高 了设施 占地的利用效率 ， 同时还节约了单体建筑所需 的道路、 广场及建构筑物 间间距要求所 占用 的面积 ， 故采用联合建筑 ， 节约用地效果显著。 1 ． 1 ． 4 充 分利 用老厂 已建 的辅 助 生产及 附属设施 本期电气、 热工 、 化学、 金属实验室及机炉检修间 均不新建 ， 只是在老厂基础上适 当增设部分设施。输 煤系统也仅设控制楼 ， 检修及其他附属功能利用老厂 设施 。 1 ． 1 ． 5 采 用综合 管架 ， 节约 用地 本工程的特点之一就是在管道较集 中的地段大 量采用综合管架， 除无压管道和消防水管道外 ， 其余 管道原则考虑上综合管架 ， 包括除灰渣、 除盐水 、 燃 油、 辅助蒸汽、 压缩空气等管道及电缆桥架 ， 综合管架 由主厂房 A列外经 固定端至煤场、 锅炉补给水及工 业废水处理 区、 除灰渣区等， 管道与桥架分层布置， 由 8 9 维普资讯 第 3 0卷第 2期 2 0 0 7年 o 4月 四 1 i I电 力 技 术 S i e h u a n El e e t r l e P o we r T e c h n o l o g y Vo 1 ． 3 0。 N o． 2 Ap r ． ． 2 0 0 7 于采用综合管架 ， 大大减小了占地。 1 ． 1 ． 6节约 用地 效 果 由于是 扩建 工 程 ， 本 期 有部 分 设施 与 老厂 公用 ， 因此 ， 本期用地和一、 二期用地难 以分开统计 ， 故对全 厂 43 0 0 M W 2 6 0 0 MW 厂 区总的用地进 行统一 比较较符合实际， 也更科学。将 电力工程项 目建设 用地指标 结合本工程具体情况进行调整后 ， 43 0 0 M W2 6 0 0 M W 机组的用地指标为 9 0 ． 1 4 h m 2 ， 电厂 一 、二期厂区围墙 内用地面积 5 5 ． 8 3 h m 2 ， 三期厂区围 墙内用地面积 3 3 ． 8 0 h m 2 含为将来扩建预 留的 3 ． 3 0 h m 2 ， 总共用地 8 9 ． 6 3 h m 2 ， 在不考虑电厂为今后扩建 预留场地的情况下， 三期实际用地为 3 0 ． 5 0 h m 2 。 全厂 厂区实际用地 8 6 ． 3 3 h m 2 ， 较用地指标省 3 ． 8 1 h m 2 ， 节 约用地效果十分显著。 1 ． 2 加 强全厂 用水 规划设 计 。 节约 用水 节约用水的目的就是要在保护和合理利用水资 源的基础上 ， 提高水的利用效率， 同时节约用水也可 降低电厂运行成本。本工程根据上述原则进行水务 管理及水量平衡设计 ， 对全厂用水进行统一规划。 1 ． 2 ． 1 系统设计及设备选型， 注重节水 循环水处理采用“ 加稳定剂系统” ， 将循环水浓缩 倍率提高到 3 ． 5 ， 以减少循环水排 污。本期 26 0 0 MW循环水排污量控制在 5 3 0 m 3 ／ h以内。 除灰系统采用灰库下集中制浆 ， 灰水 比可达 1 7 ， 较传统水力除灰在除尘器下制浆 l 9的灰水比可 节 约用水 约 2 0 ％。 根据工艺系统对用水水质要求的不同， 供水系统 分别提供工业水、 循环冷却水 、 复用水等 ， 以达到节约 用水 的 目的 。 在 自然通风冷却塔中安装除水器， 可使冷却塔的 风吹损失降为 0 ． 1 ％。 1 ． 2． 2水 的回收利 用 生活污水、 工业废水 、 含煤废水等通过处理达到 回用标准后进行 回用 ， 供脱硫系统浆液循环及输煤系 统喷洒除尘等用水。 至灰场的灰水经澄清处理后 由灰水 回收系统输 送至厂区供除灰渣系统再利用 ， 回收率可达 7 0 ％。 工业水经各工艺系统使用后全部回收， 作为循环 水 系统 的补充 水 。 1 ． 2 ． 3 管理 手段 本工程考虑了对 各类不同水质的供排水系统进 行水量监测和控制 ， 系统中配备必要的流量计和水位 90 控制阀等计量控制设施， 以便在运行中加强监督和管 理 ， 避免 浪费 。 1 ． 2 ． 4节水 效果 本工程的设计使水资源得到充分利用， 正常工况 时， 电厂无 外排 水。本 期 每百 万 千瓦 耗 水指 标 为 0 ． 7 3 9 m 3 ／ s 含脱硫用水 0 ． 0 8 5 m 3 ／ s ／ G W ， 低于 火力 发电厂设计 技术规程 规定的 0 ． 8 m 3 ／ s ， 节水效果明 显 。 1 ． 3 优化设备选型 。 节约能源 主机招标时注重选择高效产品， 均选用国产优化 改进型 ， 以降低机组热耗 ， 提高全厂热效率。本工程 汽机保证热耗为 7 8 1 8 k J ／ k W． h T H A工况 ， 锅炉保 证效率为 9 2 ． 5 ％ 额定负荷 ， 均为国 内同类 型机组 的先进 水平 。 辅机选型注重高效节能 ， 在满足规范要求的条件 下， 合理选取设备裕量。电动给水泵和灰渣泵均采用 调速泵 ， 可使泵始终运行在高效区； 送风机 和一次风 机采用液压式动叶可调轴流风机 ， 其调节灵活性好 ， 效率高 ， 运行经济性好。除氧器采用滑压运行 ， 可减 少节流损失 ， 提高系统的经济性。 设备的优化选型 ， 提高了电厂运行的经济性 ， 本 工程初步设计 阶段设计厂用 电率为 4 ． 8 7 ％ 不含脱 硫 ， 为国内同类型电厂较先进水平， 而通过施工图阶 段的优化， 厂用电率还将进一步降低。 1 ． 4 设计优化创新。 降低工程造价 设计优化贯穿于电厂设计的各阶段 ， 只有通过优 化创新 ， 才能有效降低工程的造价， 提高电厂 的竞争 力。各专业在本工程设计中充分贯彻 2 0 0 0年示范 电 厂设计思路 ， 在满足运行及检修维护要求 的前提下， 均对专业系统及布置进行了优化 ， 前述优化用地也是 优化工作的一个重要部分。 1 ． 4 ． 1 主厂 房体积 的优化 汽轮机房采用新型行车， 使汽轮机房屋架下弦标 高较参考设计 A方案降低了 1 ． 6 m， 汽轮机房容积减 小 了1 0 1 4 0 m 3 。 适 当提高低压给水管道流速， 并通过除氧器瞬态 计算， 将除氧水箱层标高确定为 2 4 ． 0 0 m， 较参考设 计 A方案降低了 2 m， 除氧间体积减小 6 1 4 0 m 3 。 根据煤斗储煤量、 给煤机本体高度 、 落煤管长度 ， 在满足 2 0 0 0年版 火力发电厂设计技术规程 要求的 前提下， 将皮带层标高优化降低为 4 1 ． 0 m， 较参 考设 计 A方案降低了 3 ． 6 m。煤仓间体积减小 6 7 9 5 m 3 。 维普资讯 第 3 0卷第 2期 2 0 0 7年 o 4月 四 川 电 力 技 术 S i e h u a n El e c t r i c Po w e r T e c h n o l o g y Vo 1 ． 3 0． N o． 2 Ap t ． ． 2 0 0 7 本工程在优化压缩主厂房占地的同时， 也通过优 化主厂房各层标高， 合理减少了主厂房体积。通过优 化 ， 使本工程主厂房体积减小了约 2 3 0 0 0 m 3 ， 达到了 节 省投 资的 目的 。 1 ． 4． 2 系统及 布置 的优化 对循环供水系统的优化， 获得冷却塔面积、 循环 水管管径、 循环水泵功耗及凝汽器面积的最佳组合方 案。本工程最终确定的冷却塔淋水面积 1 0 0 0 0 m 2 、 循环 水 管 D N 3 2 0 0 、 冷 却 倍 率 6 5 ／ 3 9 ， 凝 汽 器 面 积 3 8 8 0 0 m2 。 除灰系统采用灰库下集 中制浆 ， 增大灰水比， 不 但节约用水 ， 还减小 了灰渣 泵功耗及灰 管管径 由 3 7 7 X 1 0优化为 3 2 5 X 1 0 ， 灰管长度约 7 k m 。 锅炉补给水和工业废水处理 系统 的优化合并布 置， 不但节省了占地， 还取消了一个废液池和一套酸 碱储存设施。 对系统及布置 ， 各专业均进行 了大量的优化工 作， 取得了较明显的效果 ， 节省了投资 ， 由于优化项 目 较多 ， 此处无法一一罗列。 1 ． 5 综合 利用 ， 实现 循环经 济 灰渣和石膏的综合利用是电厂实现循环经济的 重要部分， 它可有效提高 资源利用效率 ， 减少固体废 弃物的排放 ， 增加灰场的贮灰年限， 降低电厂灰渣和 石膏的输送费用 ， 节省电厂的运行成本。本工程在除 灰渣和石膏系统的设计上充分考虑了综合利用 的条 件 。 除渣系统采用刮板捞渣机上渣仓方案。当综合 利用时， 渣经捞渣机、 斗式提升机上渣仓后 ， 经汽车运 输至用户 ； 不综合利用 时， 捞渣机下渣经冲渣沟后 由 灰渣泵水力输送至灰场堆放。除灰系统采用正压浓 相气力输送至灰库方案。当综合利用时， 灰经汽车散 装机装车运输至用户； 不综合利用 时， 灰经双轴搅拌 机制浆后 由灰渣泵水力输送至灰场堆放。 由于本期尚未落实石膏综合利用用户， 故本期工 程石膏系统未建脱水设施 ， 但预留了将来建设石膏脱 水设施的场地。本期石膏考虑全抛弃， 经水力输送至 灰场贮存。灰场内， 灰渣和石膏实行分 区隔离堆放， 以石膏隔离堤隔开 ， 以供将来综合利用。 1 ． 6 环 境保 护 环境保护是实现可持续发展的重要保证， 本工程 在环境保护上进行了大量投入， 严格执行 国家最新的 环保标准， 以保证 电厂建成后 ， 在拉动当地经济发展 的同时 ， 不会对环境造成污染 ， 很好地解决了经济发 展和环境保护的矛盾。 本期烟气污染物执行 火电厂大气污染物排放标 准 G B 1 3 2 2 3 2 0 0 3 第 3时段标准 ， 工程同步建设烟 气脱硫装置 ， 工艺采用石灰石 一石膏湿法脱硫 ， 脱硫 率不低于 9 5 ％， 石膏采用全抛弃 ， 水力输送至灰场， 与灰渣分区隔离堆放。对烟尘的排放也严格要求 ， 除 尘效率不低于 9 9 ． 7 5 ％。同时要求锅 炉采 用低氮氧 化物燃烧技术， 设计预留了烟气脱除氮氧化物装置的 空问， 锅炉招标时要求锅炉钢架考虑了将来安装脱硝 装置的荷载。 噪声控制执行 工业企业厂界噪声标准 ， 总平面 布置进行 了综合考虑， 尽量让噪声源远离围墙 ， 并将 厂界周围 1 5 0 m范围划为噪声控制敏感区， 该范围内 的民房全部搬迁 ， 做到不噪声扰 民。同时还对冷却塔 实施噪声治理 ， 以实现厂界噪声达标。 本工程所产生的废水全部处理 回用， 不向外界排 放， 不会对 电厂周围水环境造成影响。 2 小结 坚持科学发展观 ， 走可持续发展道路 ， 是国家“ 十 一 五” 规划纲要提出的明确要求。广安电厂三期工程 的设计在严格执行国家相关法规的同时， 按可持续发 展的要求， 在用地、 用水、 综合利用及环境保护等方面 精心优化， 并取得了明显效果， 使燃煤电厂从“ 大量生 产、 大量消费、 大量废弃” 的传统模式 向低消耗、 低排 放、 高效率的生产方式转换 ， 电厂建成后 ， 将在产生经 济效益的同时 ， 也具备 良好 的环保效益和社会效益 ， 可从根本上解决经济发展和环境保护的矛盾 ， 实现社 会 的可持续 发展 。 作者简介 陈卫 国 1 9 6 8 一 。 男， 硕士研究 生。 高级 工程师 ， 西南 电力 设计院项 目工程部 副主任 。 设计 总工程 师。主管的 广安 电厂 二期 2 X 3 0 0 M W 扩 建工程获四川省优 秀工程设计一等 奖； 主 管的广安 电厂三期 2 X 6 0 0 M W 扩建 工程 获四 川省优 秀工程 咨询成果一等奖； 主管的江油电厂二期 2 X 3 0 0 M W 扩建工程 获 四川省优秀工程 咨询成果二等 奖。 收稿 日期 2 0 0 7 0 1 1 0 维普资讯