600 MW级火力发电机组汽轮机房布置方案分析

高振宝，杨俊波，张乐川，胡训栋，李临

(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013)

1 汽轮机房布置方案

国内600 MW级火力发电机组主厂房多采用四列式布置，即汽轮机房、除氧间、煤仓间、锅炉房顺序布置。随着投资方对缩小主厂房体积、降低工程造价的要求越来越迫切，多个工程采取了取消除氧间、减小汽轮机房跨度和长度等措施。结合近期国内工程设计经验，600MW级机组汽轮机房的布置主要有如下方案:

(1)A方案。除氧器布置于除氧间，减小汽轮机房跨度和长度。

(2)B方案。除氧器布置于A排外。

(3)C方案。除氧器布置于侧煤仓间与锅炉之间搭接的平台上或煤仓间。

(4)D方案。取消除氧间，除氧器布置于汽轮机房运转层。

上述方案主厂房容积指标较先进，在已投产的工程中均有采用，下面对这些布置方案的技术特点、经济性和适用性进行分析，根据设计经验提出推荐意见。

2 各方案技术特点

2.1 A方案的技术特点

该方案参考了广西防城港电厂一期工程，其除氧间分4层:0 m 层、中间层(6.9 m)、运转层(13.7 m)和除氧器层(常规为26.0 m，可以降至24.0 m)。除氧器及水箱、闭式循环水膨胀水箱布置在除氧器层上;运转层主要布置#1，#2，#3高压加热器;中间层布置#5，#6低压加热器、辅助蒸汽联箱和汽水管道;除氧间底层布置汽动给水泵前置泵、电动给水泵组及其冷油器和凝结水输送泵等。

除氧间跨距需根据工程实际情况确定。对于钢筋混凝土结构，推荐10.0 m跨距，如减少至9.0 m，则中间层管道布置较紧张;对于钢结构，推荐10.5 m跨距。

此方案的汽轮机房分3层:0 m层、中间层(6.9 m)和运转层(13.7 m)。通常情况下，汽轮机房跨度为30.6 m，汽轮机房纵向长度为171.5 m(可以视机组布置情况优化至151.5 m)。

汽轮机房0 m层。机头部分主要布置有主油箱、润滑油冷却器、净化装置、润滑油输送泵、顶轴油泵、EH供油装置及机械真空泵组等;发电机端布置有凝汽器胶球清洗设备、凝结水泵、开式循环冷却水泵、开式水电动滤水器、闭式冷却水泵、闭式冷却水热交换器、发电机密封油装置、定子冷却水装置及氢气干燥器等;中部布置有凝汽器，凝汽器抽管方向朝A列柱。

汽轮机房中间层。主要布置管道，另外布置轴封冷却器及轴封风机、高压旁路装置、低压旁路装置、励磁整流小间、发电机封闭母线和PT柜、6 kV配电装置等设备。#7，#8低压加热器布置在凝汽器喉部，其抽芯方向朝向A列柱。

汽轮机运转层采用大甲板平台结构，汽轮发电机组纵向顺列布置，汽轮发电机组中心线距A排柱13.0 m，汽动给水泵布置在运转层上。两机之间0 m层设置一检修场地。

2.2 B方案的技术特点

此方案参考了大唐桂冠合山2×600 MW级机组工程，在A排外设除氧器平台，每台机组长约46.0 m，跨度为7.5 m。运转层布置除氧器，中间层(6.9 m)布置2台低压加热器，0 m层布置2台汽动给水前置泵。

除氧器的低位布置虽然在我国已有不少运行业绩，但在工程设计时必须进行除氧器暂态计算，保证汽轮机甩负荷时给水泵不发生气蚀。

汽轮机房跨度为31.0 m，总长151.2 m。汽轮机房分3层:0 m层、中间夹层(6.9 m)和运转层(13.7 m)。

运转层为大平台结构，布置有汽轮发电机组、给水泵、给水泵汽轮机及其集装油箱、3台高压加热器和低压旁路装置。汽轮发电机中心线偏向B排，距B排15.0 m。给水泵汽轮机靠A列布置，使主蒸汽、再热蒸汽等管道材料用量减少，但主给水管道材料量增加。

中间6.9 m层主要是管道层，布置的设备有汽封加热器、发电机引出的封闭母线、6 kV工作段配电室以及励磁设备等，#5，#6低压加热器顺列布置在A排外。凝汽器喉部的#7，#8低压加热器抽芯向B排柱抽出。

底层布置凝汽器，抽管方向朝A排柱。在汽轮机头部方向布置有润滑油净化装置、冷油器、集装油箱、顶轴油装置、抗燃油装置和汽轮机380 V配电室。在发电机侧面布置有凝结水泵、开式循环泵、闭式水热交换器、闭式水循环泵、发电机定子冷却水装置、凝结水精处理装置和开式水滤水器。发电机下方布置有发电机氢气控制站、密封油供油装置。在凝汽器前水室左右两侧布置2台真空泵。在2台机组之间设置约180 m2的公用检修场地。

在A排柱侧从固定端往扩建端设一个通长的检修、巡检通道。

2.3 C方案的技术特点

此方案参考了华能日照电厂二期工程，不设除氧间，除氧器布置在炉架与煤仓间框架之间的连接平台上，也可布置于前煤仓间。但由于除氧器暂态计算不仅与除氧器的布置高度有关，也与低压给水管道中的蓄水量有关，所以，此方案在工程设计时也必须进行除氧器暂态计算。

此方案在A排外设毗屋，长度为20.0 m，跨度为5.0 m。毗屋运转层布置低压旁路，中间层主要为管道层，底层为循环水管坑。

汽轮机房跨度为30.0 m，总长为151.2 m。汽轮机房分3层:0 m层、中间夹层(6.9 m)和运转层(13.7 m)。

运转层为大平台结构，布置有汽轮发电机组、给水泵汽轮机及其集装油箱、3台高压加热器和低压旁路装置。汽轮发电机纵向布置，机组中心线距A排10.0 m。

中间6.9 m层主要是管道层，布置的设备有低压加热器(2台)、汽封加热器及发电机定子冷却水装置。凝汽器喉部的#7，#8低压加热器抽芯向A列柱抽出。

底层布置凝汽器，抽管方向朝A排柱。在发电机侧面布置凝结水泵、380 V厂用配电装置、励磁设备、闭式水热交换器、发电机氢气控制站、密封油供油装置、机械式真空泵;B排柱布置有汽动给水泵前置泵、凝结水精处理装置、闭式冷却水泵;在汽轮机头部布置有汽轮机润滑油净化装置、润滑油输送泵、集装油箱、冷油器、电气蓄电池和直流屏室。

靠B排柱侧设一通长的检修、巡检通道。

2.4 D方案的技术特点

此方案参考了宁夏鸳鸯湖电厂一期工程，也不设除氧间，除氧器布置在汽轮机房运转层。

由于除氧器和高压加热器均布置在汽轮机房，所以汽轮机房跨度需增加，一般需34.0 m，纵向长度可为151.5 m，也可结合煤仓间的布置定为171.5 m。汽轮机房分3层:0 m层、中间夹层(6.9 m)和运转层(13.7 m)。

运转层为大平台结构，汽轮发电机纵向布置，机组中心线距A排14.0 m。从A列向B列依次布置低压加热器、汽轮发电机组、低压旁路装置、除氧器、#3高压加热器以及闭式膨胀水箱。

中间6.9 m层主要是管道层，布置的设备有汽封加热器、高压加热器(2台)、高压旁路装置以及发电机引出的封闭母线。机尾发电机侧为10 kV工作段配电室、励磁设备;机头布置汽轮机电子间、空调机房及凝结水泵变频器室。

汽轮机房底层布置凝汽器。在机头方向布置化学凝结水精处理装置和开式循环冷却水电动滤水器、润滑油净化装置、主油箱润滑油输送泵、集装油箱、冷油器、抗燃油装置、闭式换热器、闭式水泵、顶轴油装置、凝结水泵和真空泵等设备。发电机下方布置有发电机氢气控制站、氢气干燥器、氢气汇流排、CO2汇流排、发电机密封油供油装置及定子冷却水装置。

两机之间设公用检修场地。

3 各方案布置特征数据

各方案主厂房布置特征数据见表1，各方案汽轮机房布置主要指标见表2。

4 各方案的优、缺点

各方案的优、缺点对比见表3。

表2 各方案汽轮机房布置主要指标

表3 各方案优、缺点比较

5 结束语

通过采取取消除氧间和减少汽轮机房跨度等措施，可减少主厂房容积和管道长度，以达到节约投资之目的。上述几个方案各具特色，代表了近期国内电厂工程主厂房设计的思想。

工程设计汽轮机房布置方案的选择应结合总平面的布置、工程所在地区、节约投资要求、设备订货等情况确定。A方案在工程中应用较多，检修、运行较方便，缺陷是电动给水泵电动机起吊高度不够。汽轮机房跨度可以优化至29.0 m，但需在A列外设小间布置低压旁路和循环水蝶阀检修轨道。某工程将跨度改为28.0 m，实施过程中发现A列和给水泵汽轮机处管道布置紧张。B方案适用于除氧器可以露天布置的地区，如除氧器需封闭，会影响汽轮机房的采光。设计时需注意要规划好#7，#8低压加热器的拆卸、运输空间。C方案配合侧煤仓布置，投资节省较多，但靠B列和A列均布置主厂房容积缩小的同时也带来了设备管道布置紧张、通行检修空间减少等不利影响，而且由于厂房容积缩小，单位容积内散热量加大，噪声强度也加大，影响了运行、检修的环境。所以，减少主厂房容积要把握好“度”，以保证“节省投资”和“以人为本”思想的统一。

［1］杨旭中，于长友，康慧.电力设计专业工程师手册 火力发电厂部分(机务篇)［M］.北京:中国电力出版社，2011.