（中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 西安 710054）
摘要：本文研究并提出一种新型330MW供热机组高压加热器的布置方法，该布置方法已在陕西某电厂330MW供热电厂扩建机组中成功的应用。该方法通过对高压加热器与热网加热器一体化平层、低位、紧凑型布置，解决现场场地狭小的问题，减少了汽机房尺寸、缩短了重要管线长度，取得了良好的经济效益，是对传统的300MW等级机组布置方式的成功的突破和创新，在场地狭小或受限的项目中具有重要的借鉴意义。
关键词：主厂房布置；平层；低位；高压加热器
1.背景
陕西某电厂一期工程（6#机组），建设机组容量1×330MW纯凝机组，于2007年7月投产运行。汽轮机采用北京北重汽轮机有限公司的三缸两排汽机组（其中高中压缸分缸），配2台立式高压加热器、4台立式低压加热器，3台电动给水泵。
主厂房布置采用单框架，汽机房跨度30m，除氧器低位布置，煤仓框架12.5m。原定两台330MW纯凝汽式机组规划汽机房尺寸30m×17（9m）档，6#机组建设时，已建成10档（90m），将集控室、辅楼一次建成，并将扩建机组双柱基础设计施工。预留机组扩建位置7档（63m）。大体的布置格局见图1：
该电厂二期工程于2008年启动，拟在已建成6#机组的基础上扩建1×330MW供热机组扩建工程（7#机组），汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司的三缸两排汽热电联产机组（其中高中压缸合缸），配3卧式高压加热器、4卧式低压加热器，2台汽动给水泵、带热网首站。
由于主厂房格局已定，但是7#机组主机及辅机配置发生了非常大的变化，使得汽机房的布置复杂在该工程的设计中，研究讨论出了一种新的汽机房布置方案。
7#机组扩建主厂房布置沿用6#机组的单框架型式，汽机房跨度30m，煤仓框架12.5m。7#机组在新建的汽机房和汽机房内将汽轮发电机组及相关辅机、热网首站进行了重新分配布置，利用新建的7档布置机组主机和辅机，利用已建成预留的1档作为热网首站。
2.7#机组主要系统及配置简介
7#机组的汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界参数、中间一次再热、单轴、双缸、双排汽、抽汽凝汽式汽轮发电机组，汽轮机型号：N330/C305-16.7/537/537型。
主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统：主蒸汽及再热蒸气系统采用单元制，设置30％容量高低压串连旁路系统。
抽汽系统：汽轮机具有八级非调整抽汽，分别供4台卧式低压加热器，1台除氧器及3台卧式高压加热器用汽。
给水系统：设置两台50%容量的汽动给水泵及一台30%容量的电动给水泵。三台卧式高压加热器采用电动大旁路。每台机组配置一台高压除氧器，热力系统的补水补入凝汽器。
凝结水系统：凝结水经凝结水泵进入凝结水处理装置，经100%处理后，依次进入轴封加热器、4台低压加热器和除氧器。
冷却水系统：设有开式水系统和工业水系统。
热网系统：热网循环水采用闭式循环系统，设3台调速热网循环水泵；热网补水定压系统，设置2台补水（定压）泵；热网加热器疏水经疏水泵打入机组高压除氧器回收，设2台变频调速疏水泵。
2.布置方案研究
鉴于扩建机组与已建机组之间的差异较大，公用部分也已建成。在7#机组扩建时，对汽机房的布置形式进行了多方案比较研究，主要内容有：
1）汽轮机中心线、运转层标高的选择
在7#机组的汽轮机中心线的选择上充分考虑了与6#机组的协调性，中心线定在了距A排柱15m处，运转层采用标高12..0m，中间层6.0m。保持两台机组中心线、运转层标高的一致性。
2）汽动给水泵、低压加热器位置的选择
7#机组配置2台50%汽动给水泵。考虑到发电机出线通道，电气配电室、励磁小室等的布置空间，给水泵汽轮机放置在汽轮机与A排柱之间位置不够，因此，7#机组的给水泵汽轮机放置在汽轮机与B排柱之间。
7#机组共有4台低压加热器，其中2台低压加热器布置在汽轮机喉部，从抽汽管道、凝结水管的走径布局来考虑，其余2台布置在运转层汽轮机与A排柱之间位置，与除氧器依次布置。
3）除氧器位置的选择
对于单框架的机组，除氧器一般的布置位置有四种：一、布置在单框架内；二、布置在汽机房靠A排柱处，三、布置在汽机房靠B排柱处；四、布置在框架屋面顶部。
7#机组框架仅有12.5m，尺寸太小，无法同时布置下煤斗和除氧器，在B排柱处又放置有汽动给水泵组。因此，在除氧器位置选择时，只能选择低位布置在A排柱处或高位布置在框架屋面。由于除氧器低位布置，可能会使给水泵前置泵产生汽蚀，通过对除氧器进行瞬态计算，除氧器低位布置是满足前置泵的要求。
为了节约投资，且与6#机组保持一致，将除氧器放置在了汽机房靠A排柱机头侧。
4）高压加热器位置的选择
7#机组共有3台卧式高压加热器。单框架的高压加热器的布置常规都放在汽轮机靠B排柱侧或者与煤斗共用框架。
由于7#机组框架尺寸小，高压加热器无法与煤斗共用框架，高压加热器只能布置在汽机房内。汽机房运转层A排柱侧已经分布有除氧器、5#、6#低压加热器，对应的中间层规划的主要是凝结水、加热器疏水、抽汽管道、电气出线等的走径；B排柱侧运转层布置有2台汽动给水泵，对应的中间层为给水泵排汽管道、给水管道走径等。总观汽机房主要辅机设备的布置格局，可放置高压加热器的位置主要集中在汽机房11~13柱之间的运转层或中间层，可分层布置，也可平层布置。为了不影响集控室人员的来往通行，将3台高压加热器平层布置在11~12档之间的6.0m层。
由于首次采用3台高压加热器平层、低位并列布置。对高压加热器相关系统进行了分析，分析如下：
1）给水系统：由于高压给水管道主要集中在中间层，3台高压加热器依次布置，缩短了高压加热器之间的给水管道长度，且系统很流畅；
2）抽汽系统：高压加热器位置距离抽汽很近，抽汽管道的短捷，流阻小。
3）加热器疏水系统：高压加热器逐级疏水短捷，且系统流畅，3#高压加热器由于低位布置于6.0m，远低于除氧器，除了考虑机组正常运行时疏水能有足够的压头外，还对30%负荷时，3#高压加热器疏水的压头进行了校核计算，保证机组在各种运行工况3#高压加热器的疏水能进入除氧器。
4）其他系统：其他系统基本没有什么影响。
通过以上分析，高压加热器低位、平层布置在技术上是可行，且减少了部分管道的投资。
5）热网系统辅机
由于电厂场地非常有限，且供热负荷不太，根据热负荷核对的热网辅机设备外形尺寸，将热网辅机分层布置于10~11柱之间的汽机房，热网除氧器布置在框架运转层。
通过对汽机房主要设备、辅机布置及系统流向等的研究分析，7#机组拟采用如下布置方案：
汽机房跨度30米，框架跨度12.5米，主厂房柱距为：9米。两台机间伸缩缝1.8m，本期扩建7档，总长63.0m。
汽轮发电机组纵向布置，机头朝向固定端，汽机房运转层为大平台结构，汽轮发电机组中心线距A排柱为15米。汽机房分三层，即零米层，中间夹层6.0米，运转层12.00米。
除氧器低位布置于机头靠A列侧运转层，汽动给水泵平层平行布置于汽轮发电机组的B列侧。
卧式低压加热器平层、平行布置于汽轮发电机组的A列侧。
高压加热器、热网加热器平层、低位布置于汽轮机机头6m层。
以上布置详见附图2：
本布置在保留了常规厂房格局、其他常规辅机布置的情况，有以下特点：
1）3台卧式高压加热器，采用了非常规的低位平层布置，布置在6.0m层汽轮机机头靠B列侧，此种布置方式，较常规分层布置高压加热器的方案，高压给水管道、高加疏水管道距离缩短很多，管道连接流畅。
2）本布置方案中有2台卧式热网加热器，与高压加热器一体化布置考虑，布置在6.0m层汽轮机机头靠A列侧。此种布置方式，可以有效利用汽轮机多余的空间，将热网首站紧凑布置在汽机房已建的10—11柱内。节省了在厂区新建热网首站的相关投资及占地。
4.布置方案比较
针对汽机房、煤仓间尺寸一样，汽轮发电机主机及辅机差别较大的情况，就7#机组布置方案与典型机组进行比较，对比如下表：机组的对比表：
根据上表分析，7#机组的布置方案的主要效益有：
1）可以节约抽汽管道、疏水管道、主蒸汽、再热蒸汽管道的长度，较6#机组节约合金钢材总量约：6t；节约投资约61万元。
2）厂房占地小。较6#机组节约面积：270m2，可以减少主厂房体积9072m3，节省投资约227万元。较定额节约面积：1252 m2。
3）抽汽、给水管道短捷后，能减小管道的流阻损失，提高机组的效率。
5.结论
本布置方案在对汽机房进行优化布置，其中高压加热器采用平层、低位、紧凑型布置的方案，不但解决了汽机房狭小、汽轮机及辅机布置紧张的问题，保证了机组布置顺畅、设备分布合理、系统流程顺畅，还可以有效的节约厂房体积和管道长度，使得抽汽管道、给水管道、高加疏水管道等减少流阻，可以作为一种300MW汽机房紧凑型的布置的推荐方案。
目前，此布置方案已经在陕西某电厂实施，并已经建成投产，运行良好。
作者简介：
张宝峰（1969.7-），男（汉族），西安市，陕西省电力设计院有限公司高级工程师；研究方向：火电技术。
洪蕾（1981.9-），女（汉族），西安市，陕西省电力设计院有限公司高级工程师；研究方向：火电技术。
论文作者:张宝峰,洪蕾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：加热器论文; 机组论文; 汽机论文; 高压论文; 疏水论文; 汽轮机论文; 管道论文; 《电力设备》2017年第3期论文;