台阶式布置在火力发电厂中的应用.pdf

内 蒙 古 电 力 技 术 1 N N E R MO N G I 1 1 A E 1 E C ’ F R I C P O WE R 2 0 1 2 3 0 卷 2 蝴 台阶式布置在-n发电厂中的应用 孙建 ’ ， 胡红宝 1 ． 内蒙古电力勘测设计院， 内蒙古 呼和浩特0 1 0 0 2 0 ； 2 ． 内蒙古国网能源大雁集团有限公司， 内蒙古 海拉尔0 2 1 1 2 2 摘要 根据场地 自然地形起伏情况， 结合工程的．7 - - 艺系统 、 生产运行、 交通运输、 防洪、 排 雨水、 管线敷设、 土 石 方工程、 场地面积等要求 ， 对 内蒙古伊 东投资集团有限公司2 x 3 3 0MW 煤泥综合利用供热机组_ T - 程进行 了竖向设计 中的台阶式布置 ， 将电厂厂 区划分为3 级 台地 。 设计中， 充分考虑到场地的交通及排水问题， 并就台阶式布置的优点与难点进行了介绍。厂 区采 用台阶式布置后 ， 达到预期效果 ， 不仅能够满足 电厂竖向设计的要 求， 还为电厂节省土 石 方工程量和投资。 关键词 台阶式布置； 火力发电厂； 竖向设计 ； 标 高； 坡度 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 1 2 0 20 0 6 0 0 4 Ap p l i c a t i o n o f S t e p p e d La y o u t i n Th e r ma l Po we r Pl a n t S u n J i a n ’ ，Hu Ho n g b a o 。 1 ． I n n e r Mo n g o l i a P o w e r E x p l o r a t i o n ＆ De s i g n I n s t i t u t e ．I n n e r Mo n g o l i a Ho h h o t 0 1 0 0 2 0； 2 ． S t a t e Gr i d E n e r g y I n n e r Mo n g o l i a Da Y a n Gr o u p ，h me r Mo n g o l i a Ha i l a r 0 2 1 1 2 2 A b s t r a c t O n b a s i s o f n a t u r a l t e r r a i n ，c o mb i n i n g p r o c e s s s y s t e m s f o r p r o j e c t ，p r o d u c t i o n a n d o p e r a t i o n ， t r a n s p o r t a t i o n ， fl o o d c o n t r o l ， d r a i n a g e o f r a i n wa t e r ， p i p e l i n e l a y i n g ， e a r t h r o c k s i d e p r o j e c t ， a n d s i t e a r e a r e q u i r e me n t s ， 2 X 3 3 0 MW c o a l s l i me mu l t i p u r p o s e h e a t po we r c o g e n e r a t i o n u ni t s o f I n n e r Mo n g o l i a Yi d o n g I n v e s t me n t Gr o up Li mi t e d ， c o n s t r u c t e d wi t h s t e p pe d l a y o u t i n v e rti c a l d e s i g n ，a n d e n t i r e s t a t i o n a r e a o f p o we r p l a n t i s d i v i d e d i n t o t h r e e t e r r a c e s ．I n d e s i g n ，t r a ffic a n d d r a i n a g e i s s u e s h a v e b e e n f u l l y t a k e n i n t o a c c o u n t ，a n d a d v a n t a g e s a n d d i ffic u l t i e s o f s t e p p e d l a y o u t h a v e b e e n f u l l y i n t r o d u c e d ． I t s h o w s t h a t e x p e c t e d r e s u l t s b y a d o p t i o n o f s t e p p e d l a y o u t c a n n o t o n l y s a t i s f y r e q u i r e m e n t s o f v e r t i c a l d e s i g n fo r p o w e r p l a n t ，b u t a l s o ，c a n s a v e e a r t h r o c k s i d e a mo u n t o f WO r k s a n d i nv e s t me n t ． Ke y wo r d s s t e p p e d l a y o u t ；t h e r ma l p o w e r p l a n t ；v e r t i c a l d e s i g n ；e l e v a t i o n ；s l o p e 0 引言 为了响应 国家节能减排 、 可持续发展 的战略构 想 ， 在工程建设中少占或者不占耕地 、 林地， 火力发 电厂一般都在 自然地形起伏不平的场地选址。这 样 的地理条件很难满足总平面设计 中各种建 构 筑物 、 交通运输线路和场地 自然排雨水的标高要 求 。因此 ， 在 电厂的设计过程 中必然要涉及竖向设 计 问题 。所谓 电厂 的竖 向设计就是将厂区原有 的 自然地形、 地貌加以改造和平整 ， 使平整后的设计 地面标高能够满足电厂的使用要求。竖向设计的 主要任 务是根据 自然地形处理好建 构 筑物与建 【 收稿 日期l 2 0 1 1 - 1 2 2 9 ； 【 修 改 日期1 2 0 1 2 0 2 - 0 6 I 作者简介j孙建 1 9 8 0 一 ， 男， I lI J 尔人， 硕t， 注册咨询 程师， 从事总图运输没计 _l 作。 2 0 1 2 年第3 0 卷第 2 期 孙建 ， 等 台阶式布置在火力发电厂中的应用 6 1 设场地在空间上的相互关系。经平整后能够满足 电厂使用要求的地形地面称为设计地面 ， 按设计地 面平整连接方式 的不 同， 竖向设计可分 为平坡式 、 台阶式和混合式。电厂竖向设计方式主要依据工 艺系统 、 生产运行 、 交通运输 、 防洪 、 排雨水 、 管线敷 设 、 土 石 方工程 、 场地面积及景观等要求进行选 择 ， 并结合 自然地形 、 工程地质和水文气象条件进 行综合比较后确定。 本文 以内蒙古伊东投资集 团有限公司 以下简 称伊东公司 2 3 3 0 MW煤泥综合利用供热机组工 程为例 ， 采用竖向设计中的台阶式对其进行布置。 1 工程概况 伊东公 司煤泥综合利用供热机组 工程位于内 蒙古鄂 尔多斯市沙圪堵镇东北侧伊 东科技园热电 联产动力 区内， 采用循环流化床锅炉 、 2 x 3 3 0 MW亚 临界抽凝式 空冷汽轮 发电机组 ， 厂 区用地面积 为 2 2 ． 6 7 h m ， 预 留扩建场地。本期工程 固定端朝 向西 北 ， 扩建端朝向东南 ， 2 2 0 k V出线朝东。 2 台阶式布置设计方案 所谓 台阶式就是 由2 个标高差较大的不 同平整 面通过挡土墙或护坡等构筑物连接而成的形式n 。 2 ． 1 台阶式布置方案的确定 电厂区域的自然地形将直接影响厂区竖向布 置方式 ， 若厂 区自然地形坡度在 3 ％及以上 ， 厂区竖 越 恒 向布置宜采用台阶式布置方式 ； 反之 ， 宜采用平坡 式布置方式。但当场地长度超过5 0 0 m时， 自然地 形坡度虽小于 3 ％， 也可采用台阶式布置 ， 以减少工 程量 、 节省投资 ， 确保人力 、 物力 、 财力等不必要 的 损耗。 本厂 区 自然地形标高为 1 0 8 9 ． 1 0 ～ 1 1 3 7 ． 8 6 m， 自 然坡度 为 2 ． 5 ％～ 2 1 ％， 地形起伏大 ， 陡坎较多 ， 因此 按 照竖 向设计 台阶式布置考虑 。厂 区东西宽度方 向 自然地 面剖面 图见图 1 ， 南北长度方 向 自然地面 剖面图见图2 。 2 ． 2 台阶式布置设计 2 ． 2 ． 1 要 求 台阶式竖 向布置方式 的选择要满足电厂防 、 排 洪标准的要求 。同时也 应考 虑电厂 区域 的工程地 质及水文气象条件， 工程地质条件的优劣将直接影 响工程投资 的大小及投产时问。根据 D L ／ T 5 0 3 2 2 0 0 5 4 火力发电厂总图运输设计技术规程 以下简 称规程 ， 本厂区场地设计标高应满足重 现期为 1 ％ 的高水位要求- z 。由水文气象专业提供的电厂重现 期为l ％ 高水位可知， 电厂厂区不受百年一遇洪水影 响。因此 ， 如何合理利用 自然地形 ， 避免大填大挖 ， 尽量减少土 石 方 、 建 构 筑物基础 、 护坡 、 挡土墙 等处理工程量 ， 并使填方量和挖方量趋于平衡 ， 将 是 台阶式布置的重要 目标之一 ， 同时也直接影响电 厂投资成本。 2 ． 2 ． 2设计 厂区 自然地形 比较 复杂 ， 整体呈东北高 、 西南 低之势 ， 厂区四周道路标高大部分高于场地 内自然 0 4 0 8 0 1 2 0 1 6 0 2 0 0 2 4 0 2 8 0 3 2 0 3 6 0 4 0 0 4 4 0 4 8 0 5 2 0 长度， m 图 1 厂区东西宽度方向自然地面翻面图 11 2 5 { 1 1 1 5 11 0 5 1 0 9 5 0 6 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0 3 6 0 4 2 0 4 8 0 5 4 0 6 0 0 6 6 0 7 2 0 7 8 0 8 2 0 长度／ m 图2 厂区南北长度方向自然地面剖面图 6 2 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 2 年第3 0 卷第2 期 标高 ， 为台阶式布置提供先决条件的同时 ， 也 给场 地标高如何与周 围道路标高衔接提出了更高要 求 。因此 ， 在满足工艺流程 的前提下 ， 结合 电厂生 产运行 、 交通运输 、 防洪 、 排雨水 、 管线敷设 、 土 石 方工程、 场地面积及景观等要求， 初步将电厂厂区 划分为三级台地 ， 即 1 号台地 、 2 号台地 、 3 号台地 ， 3 个台地 的高差分别约为 1 1 ． 0 r n 、 9 ． 6 m。其设计平面 图 见 图 3 图3 电厂厂区设计平面图 2 ． 2 ． 2 ． 1 1 号 台地 厂前 区区域 包含综合办公及服务楼 、 材料库 及检修车间等 。本 区域是整个厂 区里 自然标高最 高的地段 ， 且进厂人 口也布置于此区域 。在减少土 方量 的前 提下 ， 且便于与周 围道路相 连接 ， 本 区域 设置一个相对独立 的台地。为了与东侧道路较好 的衔接 ， 本 区域 设计标 高从 1 1 2 7 ． 5 0 m开始 ， 向北 1 1 2 5 盍1 1 1 5 惶1 l O 5 1 O 9 5 按 0 ． 5 ％的坡度放坡。 2 ． 2 ． 2 ． 2 2 号 台地 以主厂房 区域为主 包含主厂房 、 烟 囱、 屋外 配 电装 置 、 脱硫 区域 等 ， 主厂房是 电厂最 重要 的车 间， 不仅建筑物的体量大 ， 而且与其连接的工艺管 道最多 ， 主厂房的设计标 高的取值将直接影响T程 投资的大小。 本工程以主厂房区域为主， 将主厂房区域 汽机 房 A列至锅炉房 的标高暂定为 1 1 1 7 ． 2 0 m 一平 。 场地内设计坡度数值 的选取主要根据规程 满足场 地平整 的最小坡度不宜小于0 ． 5 ％的同时， 节省工程 土方工程量 。因此 ， 以主厂房为 中心向东按 1 ％的 坡度设计 ， 中间设置一个反坡 ， 便于厂 区排水 ； 向西 按一 1 ％的坡度放坡； 向北局部按一 1 ％的坡度设计 ； 向 西北按向北 1 ％的坡度和向西 l ％的坡度形成合成坡 度放坡。 2 ． 2 ． 2 ． 3 3 号台地 贮煤和卸煤设施 区域 贮煤场 、 煤泥设施 、 汽车 卸煤沟等 由2 号台地 和 3 号台地之 间的护坡坡脚 为起点 1 1 0 7 ． O 0 m ， 向南按一 1 ％的坡度设计。 考虑可用场地范 围和绿化景观 的要求 ， 本T程 在 1 号 、 2 号 台地之间 ， 2 号 、 3 号 台地连接处均考虑 设置护坡， 护坡坡率为 1 1 ． 5 。厂区南北长度方向平 整剖 面 图见 图 4 ， 东 西宽 度方 向平整 剖面 图见 图 5。 2 ． 2 ． 3 需考虑的其他 因素 1 交通运输的组织设计也是台阶式竖 向布置 须考虑 的重要 环节 ， 电厂不论在建设期 ， 还是投产 运行期间 ， 均有大量 的设备和材料进 出 ， 电厂的交 o 6 0 1 2 o 1 8 o 2 4 0 3 0 0 3 6 0 4 2 0 48 0 5 4 0 6 o o 6 6 0 7 2 0 7 8 0 8 2 0 长度， m 图4 厂区南北长度方向平整剖面图 长度， 珈 图5 厂区东西宽度方向平整剖面图 N ① 2 0 1 2 年第3 O 卷第2 期 孙建 等 台阶式布置在火力发电厂中的应用 6 3 通运输组织设计也影响电厂投资和运行 费用 。因 此 ， 厂区的设计标 高必须与周 围道路标 高相协调 ， 满足道路坡度的要求 ， 并避免厂外雨水倒灌人厂区 内。本工程通过展线的方式 ， 满足道路最大坡度的 要求。 2 台阶式布置的高度、 宽度及划分区域直接 影响厂区管线 的初始投资和 日后 的运行费用 。例 如 ， 在本工程中 ， 由于循环水管线管径较大 ， 管线投 资高 ， 所以将辅机循环水泵房及机力通风冷却塔成 区与主厂房布置在同一个台地上 ， 以减少循环水管 线长度和循环水泵的功率。 3 厂区竖 向布置要满足场地排水的要求。根 据规程 ， 场地平整设计 的最小坡度不宜小于 0 ． 5 ％， 困难的情况下不应小于 0 - 3 ％。如有特殊措施不使 场地积水 ， 设计坡度可小于 0 ． 3 ％， 最大设计坡度不 宜大于6 ％口 。在本工程中， 场地的最小坡度为 1 ％， 再加上几个台地之间的陡坎 ， 这样 的竖向布置更有 利于场地排水 ， 所以台阶式布置比较适合多雨的丘 陵地区。 3 台阶式布置的特点 3 ． 1 优点 电厂 区域的 自然地形起伏较大时 ， 平坡式竖向 布置平整的土 石 方工程量大 ， 若采用的设计坡度 较 陡时 ， 会增加建 构 筑物布置的难度 ， 所以 ， 在 自 然地形起伏较大的地方建电厂， 电厂竖向设计多采 用 台阶式布置方式 。表 1 为厂区采用 2 种不 同竖向 布置方式的经济性比较。其中， 平坡式设计的费用 合计 为 2 8 3 1 ． 9 6万元 ， 台阶式为 2 3 2 7 ． 3 4万元 ， 台阶 式设计 比平坡式设计节省 5 0 4 ． 6 2万元 。 通过本工程土 石 方工程量计算 ， 台阶式布置 方式最大的优点就是减少了工程土 石 方工程量， 同时也降低了电厂建 构 筑物 的基础工程量 ， 节省 了工程投资 ， 并 为 电厂 的场地排水提供 很好 的条 件 。 3 ． 2 缺点 台阶式布置的弊端就是需要划分几个高差不同 的台地 ， 给工艺流程和交通运输线路的布置增加了 困难 ， 这也是台阶式 的布置的难点 。 表 1 采用2 种不同布置方式的经济性比较 电厂的施 工条件 直接决定 了施工工期 的长短 及投资成本的大小。火力发电工程零、 部件体积尺 寸大， 质量较大， 超高、 超重、 超宽设备较多， 要有特 殊的运输方案， 并配备专业的运输车辆， 所以， 对电 厂建设期间的大件运输及施工期间大宗材料的运 输 提出了更 多的要求 。本_T程 台阶式布置将 电厂 各个功能分 区在空间上做 了清晰的划分 ， 不仅增大 了1 号、 2 号、 3 号台地之间连接道路的坡度， 而且增 加了运输道路长度 ， 所 以在划分 3 个台地时 ， 也应当 充分考虑电厂施工 的要求 ， 为电厂施工创造 良好的 工作环境。 4 结语 在工程前期设计过程 中， 选择一个合理的竖 向 布置方案 ， 将直接决定工程工期 、 _丁程量 、 基础及地 基处理工程量。在考虑台阶式布置存在诸多优点 的同时 ， 也要注意其在设计 和施工 中的弊端 ， 以使 台阶式布置应用更为合理。 参考文献 [ 1 ]1 吕斌 ， 冯健 ， 刘宇， 等． 城市规划相关知识【 M】 ． 北京 中国计 划出版社， 2 0 0 9 7 0 7 1 ． 【 2 ]电力行业规划设计标委会． D L ／ T 5 0 3 2 --2 0 0 5 火力发电厂 总图运输设计技术规程【 s ] ． 北京 中国电力出版社， 2 0 0 5 4 0． [ 3 】武一崎． 火力发电厂厂址选择与总图运输设计【 M】 ． 北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 6 2 1 7 2 2 0 ． 实 习编 辑 王红