关键词：燃气轮机，机炉概况，厂区布置
1.概述
1.1工程概况
M国自备电站项目（以下简称本项目），距离最近的民用码头约2KM，距离最近的小型货物港约10KM，距离深水航行区约2KM。
1.2机炉主要参数
燃机采用西门子公司的SGT5-2000E型原产进口燃气轮机，蒸汽机采用西门子SST5-4000原产进口蒸汽轮机，露天布置；对应发电机分别选择西门子公司的SGen5-100A-2p及SGen5-100A-2p；余热锅炉采用南京奥能锅炉有限公司，采用自然循环、卧式、无补燃、双压、室外布置锅炉:
1) 燃机主要参数
型号和型式：SGT5-2000E（西门子）
燃机功率： 358.1MW
排气温度： 534℃
进气压力： 6.0mbar
排气压力： 33.0mbar
2) 余热锅炉主要参数
国内可选杭锅、川锅等企业所产余热锅炉。
3) 蒸汽机主要参数
型号： SST5-4000（西门子）
汽机出力：188.6 MW
背压： 50.7mbar
高压蒸汽: 80.0bar/ 513.7℃
低压蒸汽: 5.0bar/ 178.9℃
4)发电机主要参数
a 燃机发电机
型号：SGen5-100A-2p（西门子）
额定功率：358.1MW
b 汽机发电机
型号：SGen5-100A-2p（西门子）
额定功率：188.6Mw
1.3工程建设进度和机组投运年限
国内同型燃机参考工期为28个月，可供参考。
1.4 本项目涉及范围
厂区总体规划；厂区范围内及厂区范围外生产设施区内的场地平整，土方平衡及边坡稳定措施；主厂房、辅助厂房和附属厂房内的生产设施全套工程；升压配电装置工程(以出线绝缘子串为界)；电气送出工程(含对侧变电站改造)；热网工程(含用户厂区内改造部分)； 循环水系统及补给水系统全部工程；厂区内燃料输送、贮存系统的全部工程；厂区范围内生产设施建、构筑物的道路、上下水道、沟道及照明等全部工程；环境保护和治理工程；厂区绿化规划；厂前区（含生产、生活辅助设施）规划；厂内通讯设施及水源地等通讯工程；其他(视各工程的实际情况补列项目)。
2.厂址条件
本工业园区为填海造陆地域，总占地面积为14K㎡。本项目建设地点计划于已完成填海作业的西南角上，地面标高为5m，地质为全砂质，无需重新地面平整。本区域内不存在保护区域或矿产开采区域，故无需考虑地块因素。距离24m深水区不足1KM，距离超深区域不足2.34KM，有可充分利用的船运便利。
2.1气候特征与环境条件
(1)气候特征
本项目位于沿海地区，气候温和（日均最高在32℃，日均最低在22℃），光照充足，雨量充沛。
(2)气象条件
本地区常规雨季出现在3月~5月以及10月~12月期间，具体数据如下：
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多年平均气温 28℃ （2009年～2018年）
历年极端最高气温 33℃ （2009年～2018年）
历年极端最低气温 24℃ （2009年～2018年）
历年最大降雨月 437mm/month （2018年11月）
多年平均月降雨天数 26day/month （2009年～2018年）
历年最大风速 17.8KMph （2009年01月）
多年平均风速 7.9KMph （2009年～2018年）
多年平均气压 1008.9mb （2009年～2018年）
2.2水源
本项目的淡水采用海水淡化制取，目前应用较多的海水淡化工艺有采SWRO、LT-MED、MSF工艺，本项目暂按投资及制水成本，选择相对较低的 SWRO 工艺。
淡化水将用于锅炉补给水处理系统、生活用水、消防用水以及工业用水。
2.3场地工程地质条件
根据拟建场地工程地质条件，本场地属新完成填海陆地，尚存在不稳定因素，需进一步设置桩基，在桩基平台上建造本项目。场地内不存在埋藏的河道、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，拟建场地面标高约5m。
通过网站数据显示，该区域地震多发生在Y国的西侧，对本地影响不大。故本项目不许考虑高强度地震因素。
工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为三级，地基复杂程度等级为三级，确定本项目勘察等级为乙级。
2.4交通运输
虽本项目处于海陆运输要道之上，但在项目初期，各种材料及大型设备要运输到项目之上，必须先在港口中转。项目后期完成港口建设之后，可直接到货至本岛。。
1)水路:距离M国本岛的D港11.36KM，距离X国本岛的P港口11.29KM。
2)公路:从M国D港至项目所在地为63.7KM，从X国P港至项目所在地为81.1KM。
3)铁路:最近的火车站为距离本项目65KM；同时交通较为方便的为JB站，距离本项目70.1KM。二者均需途径国道到达。
3.热负荷及装机方案
3.1热负荷
1)供热情况
本工业园区为新建项目，考虑由本项目进行全部供热。故而无需考虑外部供热。
2)目前存在问题
工业园建设初期，热用户与产热量不匹配。故需要在电站设计时设置蒸汽联合循环发电机组，以提高蒸汽利用率。
3)热负荷预测
为保证区域集中供热项目决策的科学性、合理性，在意向企业或签约企业的不断入驻，预测数据要适时调整。
4)设计热负荷
由于不同的用热流程以及产品销售的市场差异，不同类型用热企业的热负荷分布各有特点，本工业园区规划工业类别为石油汽油储油罐、炼油厂、石化产品化工厂、液化天然气再气化站、工业仓库、船厂/船舶维修、供应基地、材料制造加工及储存场、石油或集散地，经过调研得知主要用热工业为炼油厂、石化产品化工厂、石油汽油储油罐。
5)装机方案
考虑到机组产热后期将主要供给用户，故一期采取2 台燃气轮机配 1 台抽凝式汽轮机，二期采用2 台燃气轮机配 1 台抽凝式汽轮机，即“二拖一”方案。一期、二期的蒸汽管道通过隔离门链接到同一管道系统，在用户需求量大的时候，蒸汽主要满足客户使用；在用户需求量不足的时候，蒸汽往回供给凝汽式汽轮机，用于发电。
4.各专业主要设计原则及初步设计方案
4.1电力系统
1)系统一次
本项目拟建设4×267.5MW（E级）燃气-蒸汽联合循环供热机组，一期建设2×267.5MW（E级），二期建设2×267.5MW（E级）。
M国家电网电压等级为132 kV、275 kV和500 kV，故本项目采用 275kv一级电压 2回出线接入TNB指定接入变压站点的 275kV侧，275kV系统采用单母线分段接线，联合循环的燃机发电机和汽机发电机采用扩大单元接线形式经一台主变压器接入 275kv配电装置，燃机发电机和汽机发电机出口均装设发电机出口专用断路器。机组起动电源由 275kv系统倒送电引接，厂用母线经限流电抗器接入发电机与主变之间。
项目接入电网方式最终以M国家电网批准结果为准。
2)系统继保
本项目电厂接入 275kv 电网，新建 2 回 275kv 线路接入PMU变压站的 275kv侧；本期电气主接线采用单母分段接线。
3)系统通信
本项目通信拟建设 2 条 36 芯管道光缆至PMU变压站，与本项目直线距离50KM。
4)厂区竖向布置
a)本项目厂区内采用三列式布置，从西-西南沿海主要为 GIS 配电装置区及主厂房，生产辅助设施紧密布置在主厂区的东南侧，远期考虑向北方向扩建。
b)主厂房布置在厂区西南部区域；生产办公楼、材料库检修间布置在厂区靠近主入口位置；净化站、化学水处理车间及海水淡化系统成水处理区域布置于主厂房东侧；制氢站布置于厂区西北角。
c)本方案对本期及后续工程做出了统一规划，总平面布置紧凑合理、环保；功能分区明确；工艺流程顺畅；管线短捷；交通便捷。能源站建成后排水设施完善，故不受内涝影响。
燃汽轮机组选用德国西门子公司生产的SGT5-2000E型机型，其主要设备分燃气轮机、余热炉、蒸汽轮机、GIS四个部分，机岛设备（燃机、汽机、发电机）。提供设备为单轴排列形式，依次为燃气轮机、蒸汽轮机、发电机。
4.2水系统
1)锅炉补给水处理系统：本项目的淡水采用海水淡化制取，锅炉补给水处理系统用水由海淡系统供给。
2)废水处理系统：电厂产生的废水主要包括化学废水和生活污水等。本项目拟将各种废水收集，集中处理后重复利用。
3)循环冷却水处理系统：本项目循环冷却水采用海水直流供水方式。循环冷却水加氯系统应设置电解海水制氯装置。
4)供水系统：电厂厂址四周环海，淡水不足，但海水充沛。因此，本项目采用海水直流供水系统获取循环水和辅机冷却水，并通过海水淡化制取淡水作为锅炉补给水、厂用水、生活和消防用水。本项目冷却水采用海水的扩大单元制直流供水方式。目前阶段只考虑2×267.5 MW 机组的供水，二期扩建暂不考虑。
5.结论
本项目设计方案主要考虑工业园区自用电力负荷，辅以热负荷加以考量。故在正常情况下余热锅炉所产生的蒸汽主要供给园区用户，在有所余量情况下送至蒸汽轮机进行循环发电，从而供制国家电网。
6.参考文献
1)中华人民共和国建设部。《岩土工程勘察规范GB-50021-2009》。中国标准出版社。2009年
2)公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所。《建筑设计防火规范GB 50016—2014》。中国标准出版社。2015年。
3)中华人民共和国建设部《发电厂与变电所设计防火规范GB50229-2019》。中国标准出版社。2019年。
4)能源部东北电力设计院。《火力发电厂生活、消防给水和排水设计技术规定DLGJ24-1991》。能源部电力规划设计管理局。1992年。
5)电力规划设计总院。《火力发电厂设计技术规范DL5000-2000》。中国标准出版社。2001年。
作者简介：谭玮琛 （1986-）男，汉，湖南湘潭人，本科，工程师，工作方向：转动机械安装管理。
论文作者:谭玮琛
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
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