摘要：本文针对热电联产机组的特点，全面分析了热电厂厂址选择要点和影响厂区总平面布置的各种因素，并对某新建2×350MW热电厂厂区总平面布置思路进行深入剖析，希望对今后同类型机组的建设提供一些帮助。
关键词：热电厂 厂址选择 厂区总平面布置
1 前言
近年来，随着我国工业的不断发展和人口的日益增长，各大、中城市工业用汽量和居民生活供热量也迅速增长。集中供热不仅能为城市提供稳定、可靠的热源，而且与传统的分散供热相比，能有效节约能源和减少城市污染，具有明显的经济效益和社会效益。集中供热已成为现代化城市中必不可少的基础设施，也是城市公用事业的重要组成部分，各大、中型城市已陆续建成或正在开展热电厂的规划和建设。
随着热电联产技术的不断发展，大型热电联产机组（单机容量300MW及以上）技术不断成熟，与热电分产相比，大型热电联产机组热标煤耗率低约15-20千克/吉焦，发电标煤耗率低约30-50克/度。基于大型热电联产机组具备热效率高、燃料适应性强、环保性能好等优势，建设大型热电厂作为城市主要热源已成为趋势。笔者通过对某大型热电厂厂区总平面布置思路的探索剖析，期望为广大的设计人员提供一些参考。
2 厂址选择要点
作为城市大型热电厂，建厂的首要目的就是解决大面积城市集中供热、替代低效率、高排放的小热源。大型城市热源点的规划，在城市供热整体规划中占据举足轻重的地位，厂址位置的选择直接影响供热效果和城市供热的规划发展。
2016年，国家发改委、能源局、财政部、住建部、环保部联合下发了《关于印发热电联产管理办法的通知》(发改能源〔2016〕617号)(以下简称《办法》)。根据《办法》规定“以热水为供热介质的热电联产机组，供热半径一般按20公里考虑，供热范围内原则上不再另行规划建设抽凝热电联产机组。以蒸汽为供热介质的热电联产机组，供热半径一般按10公里考虑，供热范围内原则上不再另行规划建设其他热源点。”
以上规定主要是基于热网的压力和温度损失考虑的。对于热水供热系统,如果不考虑中继泵和升压泵时,一般计算压降损失为0.05-0.08 MPa/km，若采用串联泵加压、中继泵加压或两者结合使用，一级网最大供热半径可达30km以上。对于蒸汽供热系统，一般压降损失约0.1 MPa/km，温降约5°-8°/km，考虑电厂运行的经济性，其正常供热半径为5-6km，不宜超过10km。
新建热电厂的选址需密切结合环保、城市规划和供热规划，尽量靠近热负荷中心，在满足供热需求的前提下尽量以10-15km的间距环绕在城市周围（主要以城市主导风向下、侧风向为主），以提高供热效率、降低城市空气污染水平。
3 厂区总平面布置方案影响因素
3.1电厂规划容量和分期建设规模
电厂的规划容量和分期建设规模是直接影响电厂总平面布置合理性的重要因素之一。只有明确规划容量，厂区总平面布置方案才能做到合理，各期工程才能协调一致。
3.2 厂区用地
厂区用地面积和形状是影响厂区总平面布置的关键因素之一，厂区总平面布置应做到因地制宜，合理利用土地。
3.3 燃煤运输方式及来煤方向
电厂燃煤主要的运输方式有公路运输、铁路运输、皮带运输和多种运输联运，燃煤运输方式的选择主要取决于厂址距煤源点的距离、厂址的外部条件及当地基础设施的条件等因素。电厂采用何种燃煤运输方式及来煤方向决定厂区输煤系统的设置，进而影响厂区总平面布置。
3.4 出线方向
电厂出线方向应尽量朝向拟接入变电站，以缩短厂外输电线路长度及铁塔数量，减少输电线路投资。
3.5 工艺流程
电厂总平面布置应以主厂房为中心，以工艺流程合理为原则，新建附属、辅助设施尽可能联合布置或集中布置，合理节约、集约用地。
3.6 交通条件
电厂总平面布置应根据厂址周围交通条件，合理规划电厂出入口位置，做到人货分流，避免相互干扰。
4 工程实例
4.1 厂址概述
某热电厂厂址位于城市的高新区内，城市主导风向的侧风向，热负荷落实，拟新建2×350MW超临界热电联产机组，不堵死扩建条件。电厂铁路厂内站和厂区分开布置，厂内站位于厂区东南侧约260m处。电厂厂区用地受土地预审意见审批的用地红线限制，南北方向长，东西方向窄，用地红线以内土地性质为建设用地，用地红线以外土地为农用地，近期无变更土地性质加以利用的可能性，电厂总平面布置不能突破土地预审的用地红线。
电厂燃煤采用铁路运输为主、公路运输为辅的运输方式，铁路厂内站位于主厂区东南侧，铁路来煤卸至翻车机室后经厂外输煤栈桥输送至厂区。
电厂生产用水水源为污水处理厂的再生水和附近煤矿的矿井疏干水。
电厂以220kV电压等级向北出线4回。
电厂燃油、尿素、石灰石、石膏等均采用公路运输。
电厂在厂内设置两座灰仓、一座渣棚，不再另设灰场。电厂运行过程中产生的灰、渣以汽车外运供综合利用为主，当综合利用受阻时，飞灰输送至灰仓暂存，渣、石子煤、石膏运至渣棚暂存。
厂区主要出入口自厂区东侧道路引接。
4.2 厂区总平面规划布置方案影响因素剖析
全面分析该工程厂址外部条件，厂区总平面布置存在以下限制性因素：
4.2.1 厂区南北方向长，东西方向窄，厂区方位已无法做大的调整，布置格局只能采用南北向三列式。
4.2.2 由于翻车机卸煤区位于厂址东南侧，厂区内汽车卸煤及储煤设施需布置在南部，汽机房主立面朝北。
4.2.3进厂主道路从厂区东侧现有道路引接，货运道路由厂区西南角进入厂区，为避免运煤、灰渣等车辆与人流的影响，厂区需固定端朝东，辅助附属设施布置在厂区东部。
4.3 厂区总平面规划布置方案简述
综合分析厂址外部条件和厂区总平面方案影响因素，确定厂区总平面呈三列式布置格局，由北向南依次布置冷却塔及升压站区-主厂房区-贮、卸煤设施区；由东向西依次布置附属、辅助生产设施区-主厂房区-施工区；厂区固定端朝东，汽机房主立面朝北，向北出线，输煤栈桥穿烟囱进入煤仓间。
图5-1 厂区总平面布置图
主厂房布置在厂区西侧中部，由北向南依次布置汽机房、锅炉房及煤仓间（两炉之间）、送风机支架、电除尘器、引风机支架、烟囱及烟道、脱硫设施等。
高位集水冷却塔（两机一塔）及循环水泵站布置在主厂房北侧。
主变、厂变、备变、动能中心隔离变均布置在主厂房A列外。220kV屋外GIS布置在厂区西北侧，采用电缆进线。
汽车卸煤沟布置在厂区的最南侧，北侧紧邻煤场，汽车衡设一重一空，重车衡、采样装置布置在厂区西南角，空车衡位于煤场北侧，推煤机库布置在煤场的东北角。
燃煤经输煤栈桥由#1、#2机组之间穿烟囱进入煤仓间。
生产综合楼-生活综合楼-检修楼、水务管理中心（由锅炉补给水、工业废水、循环水排污水处理设施、中水、净水、公用水泵房及水池等组成）依次由北向南布置在主厂房的东侧。
油罐区-灰仓及灰库、启动锅炉房、运煤综合楼及气化风机房-碎煤机室-脱硫工艺楼、渣棚依次由东向西布置在主厂房区和煤场之间。动力热能中心布置在汽机房固定端；尿素站布置在锅炉房固定端；两座蒸发塔分别布置在两送风机支架外侧；脱硫废水零排放处理设施、机组排水槽及电除尘配电室联合布置在两电除尘器支架之间；空压机房布置在除尘器支架固定端；事故浆液箱、石灰石仓布置在循环浆泵房固定端。网络继电器通讯楼布置在220kV屋外GIS南侧；储氢站布置在循环水泵站西侧；排水泵房、污水处理站布置在冷却塔西北侧；消防站布置在冷却塔东侧；再生水系统原水池布置在冷却塔下方。含煤废水处理设施布置在煤场东南侧。
电厂设置三处出入口，进厂主出入口位于厂区东侧偏北位置，供职工上下班使用；货运出入口位于本工程厂区西南角，作为运煤、灰渣等货运出入口；与翻车机卸煤区联系出入口位于厂区东南角。
4.4 厂区总平面布置亮点
4.4.1 思路新颖
采用模块化设计，厂区总平面布置在各专业提出的优化模块基础上，特别是根据工艺专业优化的主厂房、配电装置、冷却系统、水务管理中心及贮、卸煤系统五大布置模块进行优化组合规划，最终比选提出经济和技术条件俱佳的总平面布置方案。
4.4.2 分区明确
厂区通过“五横两纵”道路网，将厂区分为厂前建筑区、主厂房区、高位集水冷却塔区、220kV屋外GIS区、水务管理中心区和贮、卸煤设施区，功能分区明确合理。
4.4.3 工艺顺畅
电厂厂内站布置在厂区东南约260m处，铁路专用线较短；输煤栈桥穿烟囱进入煤仓间，减少转运站个数，输煤系统短捷；汽车卸煤沟布置在厂区南部，靠近货运出入口，交通便利；冷却塔及循环水泵房布置在汽机房外，循环水管线短捷，节约投资；出线向北，符合高新区总体规划，出线走廊宽阔，送出条件好。
4.4.4 交通合理
人货交通分流：进厂道路由厂区东侧现有道路引接，向西进入厂区；货运道路由厂区西北侧济宁北环路引接，向南再转向西进入厂区，人货分流，互不干扰。
物流集中成区：将对厂区环境影响较大的设施集中布置在炉后区域，靠近货运出入口，单独成区，有效隔离了物流运输对厂区其他区域的干扰。
4.4.5 用地指标先进
节约、集约用地是我国的一项基本国策，电厂多处采用占地省的新工艺和方案，减少厂区用地。如设置全厂集中配置空压机房，将各专业空气供应系统的各行其道，整合为一个有机的整体；采用大水务区的联合、毗邻设计方式，将锅炉补给水处理设施、酸碱性工业废水处理设施、中水处理设施、净水设施、公用水泵房及水池合并为水务管理中心；利用高位集水冷却塔下方空间布置中水蓄水池及中水提升泵站，并考虑雨水回收利用；输煤综合楼和入厂煤制样、化验、入炉煤化验联合布置；供热首站和集控室联合布置等。
经优化，厂区围墙内用地仅为19.35公顷，全国同类2×300MW级机组用地最省，指标先进。
5 结束语
本文以某新建2×350MW热电厂工程为依托，在充分分析厂址外部条件、厂区总平面影响因素的基础上，结合各工艺专业的优化成果，对厂区总平面布置进行了全方位的深入研究，并提出了经济合理、有利生产、方便生活的总平面布置方案，希望对今后同类型机组的建设提供一些帮助。
参考文献:
［1］雷明主编.工业企业总平面设计.陕西科学技术出版社，1998
［2］武一琦主编.火力发电厂厂址选择与总图运输设计.中国电力出版社，2006
论文作者:李祥运
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/4
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