（辽宁电力勘测设计院 辽宁沈阳 110179）
摘要：总平面布置的优化设计在工程优化中占据重要位置，本文主要介绍了中电投本溪热电厂“上大压小” 2×350MW新建工程厂区总平面布置优化设计工作成果。
关键词：总体规划；总平面布置；优化设计
1.引言
总平面布置是发电厂整个设计工作中具有重要意义的一个组成部分，厂区总平面布置需根据工程实际情况因地制宜、大胆创新地进行设计。目前，从国家方针政策、投资方以及厂址条件等角度，均对优化厂区总平面布置提出了更高的要求，厂区围墙内用地面积也是投资方主要关注的焦点。
总平面布置的优化设计在工程优化中占据重要位置，在保证平面布置合理的基础上，如何在设计中综合考虑各种因素，从不同角度，以不同方式去优化总平面布置,降低工程投资已是总图专业设计中需要解决的首要问题。
本文主要结合我院设计的辽宁中电投本溪热电厂“上大压小”2×350MW新建工程，对厂区总平面布置所做的优化以及创新进行了分析总结。
2.工程概况
中电投本溪热电厂厂址位于本溪市东北部的明山区，厂址位于城市边缘。厂址三面环山，向城市开口一侧有沈丹高速公路、沈丹乙线铁路和304国道经过，太子河支流南沙河由赫地沟口厂址东侧向南汇入太子河，将厂址与市区隔开呈相对独立的区域。厂址距离本溪市城市中心约7.0km。赫地沟厂址位于本溪市城市规划区边缘，该地区属城乡结合部，土地性质比较复杂。厂址为丘陵及山间谷地地貌，地形起伏较大，南、北、西三面环山，地面高程介于123～180m之间。
3.全厂总体规划
本工程厂址用地现状复杂，包括集体所有制耕地、农民宅基地和少量企业用地。
电厂以220kV接入系统，赫地沟变电所邻近电厂厂址，位于厂址西北约1.5km的赫地村。
本工程用水方案采用带自然通风冷却塔的循环水冷却供水系统，利用的城市污水处理厂的再生水作为生产用水水源。
本期工程来煤采用铁路运输方式，接轨于威宁站。本专用线接轨方案采用将沈丹乙线站外两正线间距调整为5m，改建沈丹右线（长度2km），两正线间增设一组渡线，专用线接轨于沈丹右线并设安全线，之后专用线沿山脚向南行进至电厂设电厂站，电厂站与威宁站横列布置。
本工程事故贮灰渣库拟紧邻电厂建设，灰库长145m，宽100m，渣库长66.0m，宽63.0m。
厂址区域只有厂区西南靠山根侧有一条道路可以跨越南沙河、通过隧道穿过国铁和沈丹高速，电厂另外开辟一条通路需要耗费大量投资。因此，本期工程考虑由厂区西南侧的市政道路上引接进厂道路。
4.厂区总平面布置
4.1工程特点分析
本工程厂址位于本溪城市北入口的交通咽喉区，厂址靠近城市一侧被沈丹乙线、沈丹高速304国道及南沙河阻隔，厂址另外三侧均为丘陵坡地，厂址外形呈“凸”字形，土地规划部门划定的可用地面积为36.43hm²，其中东北侧约17 hm²为高差为90m的山坡，厂址可用地面积紧张、厂址外形和厂区地形复杂。
本工程厂区总平面布置和竖向布置的难点在于：
1）厂区可用地场地外形不规则，可利用场地地形复杂，高差大。
2）由于位于山谷沟口，厂址区域地质结构比较复杂，地下岩层埋深和地表土层结构不均匀。
3）厂址东侧为国铁线路及高速公路，现仅靠一个涵洞与厂外连接，进厂道路也只能从厂区西南靠山根的规划市政道路上引进，厂区出入口方向受限制较大。
4）因厂区外形和地形限制，厂内铁路只有一种平行于现威宁站铁路的可选布置方式，厂区总平面布置受限。
4.2厂区方位及主厂房位置选择
厂区方位的选择根据对全厂总体规划以及厂区地形地质情况进行分析研究后确定，厂区纵轴线呈西南—东北方向布置，这种布置方式是为了平行于厂址东侧的国铁沈丹乙线，以便尽量延长专用线电厂站的线路有效长度，同时与厂址西侧的山丘等高线基本平行，便于设置阶梯、减少土石方工程量。厂区建筑坐标系与测量坐标系（1954北京坐标系）夹角46°10′35.33″。
根据铁路专用线初步设计，专用线平行于国铁沈丹乙线由厂区东侧进厂，厂内专用线布置在厂区最南端靠近国铁一侧的厂区边界，这样可以保证铁路有效长度最长，且厂内专用线用地最少。翻车机室布置在厂内专用线最西侧、厂区的西南角，贮煤、输煤系统主要集中布置在厂区西侧。
针对主厂房朝向，在设计过程对汽机房朝东、朝南、朝北做了多次论证并进行了经济技术比较，基于以下几点，最终确定主厂房位于厂区中部，固定端向南，汽机间朝东的布置。
1）根据场地条件，卸煤设施位于厂区西南角，贮煤、输煤系统主要集中布置在厂区西侧，因此主厂房靠近南侧铁路布置，且汽机间向东，可以有效降低厂区输煤设施的占地与费用；
2）为缩短循环水管道长度和电气出线顺畅创造条件。在主厂房位置、长度方向明确之后，汽机间朝向主要取决于出线方向和循环水管道走向。由于厂址用地外形和地形条件限制，电气GIS配电装置、冷却塔区布置在厂区东端较合理，所以汽机间向东可以保证循环水管道长度最短、电力出线顺畅短捷。
3）尽量保持土石方工程量平衡，少弃土。厂区越靠近南侧铁路的位置越平坦，因此，主厂房区尽量靠近南侧铁路布置，可以有效地降低主厂房区土石方挖方工程量。
4）尽量降低地基处理费用。主厂房区的重要建构筑物尽量布置在挖方区，采用天然地基。
4.3设计技术优化创新方案
在初步设计阶段，各专业均将优化放在了首位，结合厂区总平面布置规划（见图1）主要做了如下优化：
1）优化主厂房布置，采用侧煤仓方案
对主厂房的布置形式及长度进行优化，由前煤仓修改为侧煤仓，输煤栈桥采用穿烟囱的布置方式，直接进入煤仓间，减少厂区内输煤栈桥长度及转运站数量，主厂房总长度由原来的145.2m优化到121.2m，A轴到烟囱中心的距离由原来的184.469m优化到166.355m，灰库可以布置在新的主厂房区域，减少了厂区的综合管架长度及管线长度。
2）采用圆形煤场，减少用地
初设阶段铁路线路设计为了减少新建铁路的工程量，在煤场区域的位置较可研阶段向北移了约18m，压缩了煤场以及厂前附属建筑的用地面积，若不考虑新的贮煤方式，则厂区布置需突破可研阶段厂区用地红线范围。另通过对贮煤方式的优化，减少贮煤及输煤设施用地，优化了厂区环境，对总平面布置优化创造了有利的条件。
3）采用两机一塔的冷却方式
经过水工专业优化设计，厂区采用两机一塔的冷却方式，减少了冷却区用地面积， 并对厂区功能分区提供良好的条件。
4.4优化厂区功能分区
1）本工程对厂区公用设施及辅助生产设施进行整合，进行模块化设计，减少厂区用地。
将化学水处理、生产给水泵房、工业废水处理整合成一个水岛模块位于冷却塔的东侧，形成一个全厂的水务区，该区域位于主厂房A排外，距离主厂房近，循环水管线、循环水排污水等管线短捷顺畅。
2）化整为零，物理分散，因地制宜地布置，达到节地和优化工艺流程的目的。
如跟主厂房区相关的单元控制室、配电间、电子设备间、灰库、启动锅炉房、油区、空压机房、脱硫附属建筑等，采用物理分散，因地制宜布置，除了启动锅炉房与油区外，不单独安排建筑物，均安排在主厂房区内。
4.5厂前建筑区设计
对厂前办公区进一步优化设计布置，在合理的用地面积下，创造更好的环境与景观。厂区周围仅西侧紧邻有一条城市规划主干道，主干道西侧设有4m宽的规划河道，河道以西则为山体。厂区出入口均从此道上引接，厂区综合办公楼布置于厂区西南角，面朝南，且地势偏高，视野广阔。办公楼东侧为生活、消防给水区域，北侧为材料库与检修间，翻车机室位于办公楼西南方向约36m，地势较办公区低3m，翻车机室周围考虑重点绿化，降低其噪声影响，营造宁静、美观、和谐的工作环境。
4.6顺应地形布置，优化竖向，减少土方
本项目厂区位于丘陵地区，厂区三面环山，厂址位于“凸”字形的沟口位置。厂址区域顺赫地沟、东沟1、东沟2现有三条经过修整的排洪沟，由于厂区将其全部截断，因此，本工程准备以这三条现有排洪沟为基础进行局部改线和加宽、修整，以最短的路径绕过厂区与厂区东南的南沙河相连，这三条沟在东、西、北三个方向保证了厂址的低标准防排洪能力，同时，厂区在这三个方向的围墙一律按照1%山洪水位挡洪墙标准设置，这样，可以保证厂区的防洪安全。厂区北侧、东侧截洪沟与挡洪墙位于边坡坡脚，挡洪墙可兼做厂区围墙，厂区西侧由业主委托水利院做小河道专项设计，并在靠近厂区这一侧设防浪墙。
厂区用地边界内实际自然标高123～157（黄海高程系），厂址自然地形平均坡度近10%，厂区北侧最陡处自然坡度达到1:1，厂区内还有多处落差超过10m的断崖，厂址自然条件恶劣。厂区竖向采取阶梯式布置方式以降低土石方工程量。根据场地情况和厂区总平面布置格局经过反复优化，厂区在竖向上顺自然地势共分为两个台阶，分别为130.00m台阶和134.00m台阶。
因为整个总平面布置占地范围内自然地形呈西南低、东北高的趋势。因此，厂区中部的主厂房区、厂区东部的冷却塔区，为134m台阶区，该区域大部分为挖方区，布置了主厂房、冷却塔、循环水泵站、灰库、碎煤机室等主要建、构筑物和循环水管、A列外管架及主变、厂用变、启备变等重要设备。
除以上叙述的134m台阶区之外，厂区其他部分均为130m台阶区。
铁路接轨轨顶标高为127m。
厂区周围开挖区拟采用混凝土喷锚方式护坡，分级放坡的方式考虑边坡工程量，覆土层部分坡率为1:1.5，强风化层部分坡率为1:1；中风化安山岩，岩质较好，根据勘察报告，取坡率为1:0.75。厂内为节约用地，拟采用毛石混凝土挡墙，跨越挡墙的道路设置坡道，道路坡度不大于6%。
初设优化后厂区总平面布置方案见图2。
4.7厂区主要技术经济指标（见表1）
本工程厂址地形条件较差，采取了一系列的节约用地措施，在满足工艺流程顺畅、厂区建筑环境美观的基础上，优化了厂区用地指标。本工程厂区围墙内用地面积仅为14.74hm2。
结语
针对中电投本溪热电厂“上大压小”2×350MW新建工程特点，在初设阶段，厂区总平面布置以工艺方案为基础，不断创新和优化厂区总平面布置形式，并结合工艺专业进行了多方案技术经济比较，降低了工程投资，使厂区各功能分区更集中，更顺畅，节省了厂区用地。
总平面布置方案优化作为工程优化的焦点，需要我们与各个专业密切配合并主动了解工艺专业先进的设计方案，对总平面布置形式进行大胆的优化创新，降低工程投资，让业主得到满意的效益回报。
参考文献：
（1）《火力发电厂厂址选择与总图运输设计》武一琦，中国电力出版社，2006.
（2）《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011
（3）《火力发电厂总图运输设计技术规程》DL/T5032-2005
论文作者:马国强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：厂区论文; 厂址论文; 平面论文; 工程论文; 厂房论文; 专用线论文; 本溪论文; 《电力设备》2017年第6期论文;