某火电厂2600MW项目总图运输初步设计毕业设计说明书.docx
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某火电厂2600MW项目总图运输初步设计毕业设计说明书
设计总说明
本文主要介绍某电厂2×600MW项目中厂区总图运输初步设计阶段的设计思路及设计过程中方案的确定与比选及后面的施工图设计。
然后主要对厂区的总平面布置和竖向设计进项详细阐述。
文中火力发电厂总图运输初步设计主要完成工作,包括厂区总平面方案设计,厂区竖向设计,厂内道路及绿化广场设计,厂外道路等。
本文主要在实际地质地形等工程条件下,对火力发电厂进行初步的总平面布置。
并根据总图设计知识参考现行国家规定行业规范和要求,对火力发电厂进行初步设计并选择出最优的火力发电厂总图运输初步设计方案。
关键词:
总平面设计、工艺和运输、技术经济比较、竖向设计
DesignDescription
ThispaperdescribesapowerplantinHunanidentified2×600MWplantgenerallayoutandtransportationprojectsinthepreliminarydesignphaseofthedesignideasandsolutionswiththedesignprocessbehindthecomparisonandconstructiondesign.Thenthemainplaneoftheplant'soveralllayoutandverticaldesignproceedsindetail.Maninthermalpowerplantgenerallayoutandtransportationpreliminarydesignwascompleted,includingplantgenerallayoutdesign,plantverticaldesign,plantdesignroadsandGreenSquare,outsidethefactoryroads.Inthispaper,theactualgeologicalconditionsoftheterrainandotherprojects,forapreliminarythermalpowerplantgenerallayout.AndbasedonthetotalfiguredesignknowledgewithreferencetoprevailingindustrystandardsandrequirementsprescribedbytheState,forthepowerplantpreliminarydesignandchoosetheoptimalpowerplantgenerallayoutandtransportationpreliminarydesign.
Keywords:
totalgraphicdesign,technologyandtransportation,technicalandeconomiccomparison,verticaldesign
目录
1.工程概况5
1.1工程名称5
1.2设计场地5
1.3建设规模5
2.设计依据5
3.设计原始资料6
3.1电厂地理位置6
3.2厂址地形地貌6
3.3厂址工程地质条件6
3.4水文气象条件7
3.5厂址洪水8
4.全厂总体规划9
4.1厂址与其左邻右舍的关系9
4.2厂区规划9
4.3燃煤9
4.4电气出线9
4.5供水水源9
4.6灰场10
5.总平面布置11
5.1总平面布置的原则11
5.2生产工艺流程11
5.2.1汽水系统12
5.2.2燃烧系统12
5.2.3电气系统13
5.3功能分区14
5.4出入口布置15
5.5方案比选15
5.5.1方案介绍15
5.5.2方案选择16
5.5.3推选方案说明16
6.竖向设计17
6.1分析自然地形17
6.2竖向设计形式的选择17
6.3平土方式选择17
6.4平土方法17
6.5边坡及挡土墙设计18
6.6判断土方平衡18
7.运输设施规划19
7.1公路运输19
7.2胶带运输19
8.厂内道路20
8.1厂内道路布置形式20
8.2主要技术经济指标20
9.厂区绿化美化21
10.经济技术指标表22
11.总结23
参考文献24
附图1已选方案25
附图2备选方案26
附图3平土图27
致谢28
1、工程概况
1.工程名称:
省某火电厂总图运输初步设计。
2.设计场地:
省益阳市。
3.建设规模:
电厂规划容量为2×600MW燃煤发电机组,分两期建设。
2、设计依据
1.《益阳某发电厂2×600MW工程可行性研究报告》及预审查意见;
2.《益阳某发电厂2×600MW工程环境影响报告书》;
3.国家环境保护总局对本工程环境影响报告书的批复文件(暂缺);
4.《关于益阳某发电厂2×600MW工程水土保持方案的复函》;
5.省水文水资源局编制的《益阳某发电厂2×600MW工程水资源论证报告书》;
6.《益阳某发电厂2×600MW工程场地地震安全性评价报告》;
7.《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-2000)
8.《火力发电厂总图运输设计技术规程》(DL/T5032-94)
9.《建筑设计防火规范》(GBJ16-872001年修订版)
10.《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93)
11.《厂矿道路设计规范》(GBJ22-87)
12.《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229-96)
13.《石油库设计规范》(GB50074-2002)
14.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
15.《总图制图标准》(GBJ103-2001)
16.《电力工程制图标准》(DL5028-93)
3、设计原始资料
3.1.电厂地理位置
益阳市位于省中部偏北的资江中下游,资水由南而北流经益阳市,经洞庭湖内通湘、沅、就、澧三水,外达长江各口岸;319国道、长(沙)常(德)高速公路横贯东西,石(门)长(沙)铁路和正在建设的洛(阳)湛(江)铁路纵横全境。
益阳市经长常高速东南到长沙市69km,西北距常德85km,是环洞庭湖经济区的中心城市之一,仅邻省负荷中心的长沙、湘潭、株洲,是建设大型火电能源基地的理想地区。
本工程项目地处益阳市西北部,厂址位于新正镇东约4.5km处的塘寨村。
在厂址北面有一条新正镇至王家坝的泥结石乡村公路通过,益阳市将对该路进行改造;319国道从厂址西南侧约2.5km处经过,公路交通较为方便。
厂址东南距益阳市直线距离34.5km,公路距离约55km。
3.2.厂址地形地貌
厂址地貌为峰丛洼地地貌。
场地四周环山,场地内由数个底座相连的溶蚀残丘和其间洼地组成,地面高程在1200m~1256m之间,四周山体则超过该高程。
各地貌单元分布零乱,地形较为破碎、起伏较大,总体在场地中部及东南部地势较高,而西北侧和零散的冲沟则较为低洼。
厂址内无民房,无地下矿藏、文物、名胜古迹和军事设施等。
3.3厂址工程地质条件
厂区沉积地层主要为三叠系下统茅草铺组(T1m)和中统松子坎组(T2s),大部分地段基岩裸露,岩层产状总体较为稳定,为120-145∠13~22O,局部见有扭曲或小断层存在;在地势低洼处上覆第四系人工填土及红粘土,厚度一般不超过3m。
茅草铺组(T1m):
灰白略带肉红、浅黄色中厚层泥晶白云岩,灰、浅灰色溶塌角砾岩,局部夹白云质石灰岩。
风化较弱,少见全风化,强风化层一般厚1-5米,裂隙发育,造成岩体完整性较差,在局部裂隙发育强烈处则强风化带较深,岩体为碎块结构,岩块较酥脆,基本质量等级为Ⅲ级;以下为中风化,中一微风化风化带在10-15米,岩体较完整,岩块致密坚硬,基本质量等级Ⅱ级;从钻孔岩心看,该岩层岩溶不甚发育,只见有少量溶蚀晶孔,但多见夹泥裂隙发育;该岩层在整个厂区都有分布,是厂区的主要持力层。
松子坎组(T2s):
浅灰、灰色厚层块状泥晶白云岩,土黄色薄-中厚层泥晶白云岩与杂色粘土(页)岩互层,表层全风化呈碎片状,厚度小于0.5米,基本质量等级为Ⅴ级;强风化厚度约5-10米,基本质量等级为Ⅲ-Ⅵ级,以下中-微风化,基本质量等级为Ⅱ级。
该层在厂区西南出露,仅少数建(构)筑物的基础将置于其上。
第四系红粘土:
棕黄色、红褐色,可塑状态。
零星地分布于低洼的溶蚀洼地
和溶沟、溶槽内,厚度一般在1-3m左右,但在冲沟洼地厚约20米。
根据厂址试验结果,地基岩土主要物理力学指标推荐如下表。
厂区地基岩土主要物理力学指标表
岩土名称
容重(kN/m3)
承载力特征值(kPa)
粘土
17
150-180
基岩强风化层
23-25
500-800
基岩中风化层
25-26
800-1200
注:
强、中风化基岩指标与裂隙发育程度有关,在裂隙较为发育时取低值。
场地地下水主要为岩溶裂隙水,降雨补给,赋存于岩溶裂隙等岩溶管道中,分布受岩溶发育程度、地形地貌、构造等因素控制,具有不均匀性。
场地中部等大部份地段地势相对较高,降雨后大部分雨水形成地表水很快向四周低洼的冲沟、洼地排走,部份渗入岩体中形成地下水。
场地基岩裂隙发育,浅层地下水大多向下逐渐渗漏到深层裂隙中,少量以上层滞水的形式赋存于浅表岩体裂隙中,形成季节性泉眼在地表出露,水量有限。
据可研水质分析报告,场地地下水为中性水,各腐蚀类介质含量很低,按《岩土工程勘测规范》腐蚀性评价标准,对钢筋混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀,对钢结构具弱腐蚀。
厂址区域内无全新断裂分布,区域构造稳定;地震活动微弱,地震动峰值加速度小于0.05g,相应地震基本烈度小于Ⅵ度,为Ⅰ类建筑场地,地震动特征周期为0.25s;场地内无大的难于处理的不良地质作用,场地稳定,适宜建厂。
3.4.水文气象条件
(1)气压(hPa)
多年平均气压874.4
(2)气温(℃)
多年平均气温14.2
多年极端最高气温34.5(1961年7月2日)
多年极端最低气温-8.6(1977年2月10日)
多年平均最高气温18.6
多年平均最低气温10.8
(3)相对湿度(%)
多年平均相对湿度81
多年最小相对湿度10(1969年4月8日)
(4)水汽压(hPa)
多年平均水汽压13.9
(5)降水量(mm)
多年年平均降水量1172.6
多年年最大降水量1600.7(1977年)
多年年最小降水量699.1(1981年)
多年1d最大降水量221.2(1963年7月11日)
(6)蒸发量(mm)
多年平均蒸发量1302.6
(7)风速(m/s)
多年平均风速2.6
多年定时最大风速19(1970年2月24日)
相应的风向SW
(8)其它
多年最大积雪厚度(cm)17(1977年2月2次)
多年年平均雷暴日数(d)54.7
多年年平均雾日数(d)18.7
多年平均大风日数(d)4.1
多年年平均日照时数(h)1265.1
3.5.厂址洪水
厂址附近无河流,主要靠天然降雨形成水量。
经过现场踏勘调查,场地内有三个汇水点。
天然状态下地表水径流渗透后余下的雨水分别流入不同的凹地内,经岩溶形成的落水洞潜流地下。
场地的主要汇水区位于厂址北面洼地,内有东西向串起的三个溶洞消水,均在厂址用地以外。
经调查雨季时,溶洞消水不畅,产生雍水现象,最大时水深达7、8米,2~3天后消退。
调查分析计算,该区的百年一遇内涝洪水位约为1187.6米,厂址主厂区场地设计标高在1218米以上,因此厂址不受百年一遇内涝洪水位的影响。
4、全厂总体规划
4.1.厂址与其左邻右舍的关系
厂址地处农村,四周空旷。
距离厂址最近的新正镇,位于厂址西偏北约4.5km处,其人口约两万。
厂址附近较大的居民区,一是位于厂址南侧直线距离约为0.35km左右的塘寨村,厂址与其以高山(山顶标高1286.5m)相隔;二是位于厂址东侧1.5km左右的韩家坝村。
季腰坡村少数民居距离厂址西偏北0.8km左右。
该地区的主要工矿企业大都位于东南部,厂址周围目前没有大中型工矿企业。
距厂址相对较近的是位于厂址东侧8km处的工业小区和水泥厂。
厂址与工矿企业基本互不影响。
4.2.厂区规划
本工程厂址地处丘陵地带,地形起伏不规则,部分区域岩溶发育较强。
厂区规划考虑在减小厂区土石方工程量的同时,尽量使对地基承载力要求较高的主厂房布置在地质条件好的地段。
通过场地现状分析,厂址中部有一座小山丘,地质构造较好,正好可满足主厂房布置需要,因此将本期主厂房和二期主厂房坐落在小山丘上。
使厂区规划做到了远近结合,优先考虑近期发展,并为电厂再扩建留有较好条件。
4.3.燃煤
本次建设2×600MW机组,年耗煤量约292.38×104t/a,配套规划5个主要矿井,其中2个井田的来煤考虑采用管状带式输送机输送进厂,管状带式输送机建成前,采用汽车运输进厂。
5个矿井的来煤均可通过道路汇聚到G319国道上,从G319国道向厂址引接运煤进厂公路,长度约2.8km。
4.4.电气出线
本期工程2×600MW机组采用220kV和500kV电压接入系统,各出线1回,接入益阳西变电站。
益阳西变位于厂址的南侧,因此出线方向向南。
4.5.供水水源
电厂取水口位置在电厂厂址以北直线距离约3.5km处。
取水水位822.0m,采用河床式取水方式,建岸边式水泵房及取水头部。
净水站布置在取水口南侧1056.0m台地,从取水升压泵房至厂外净水站采用两条DN800mm补给水管道,管线长度约490m,提水净扬程234m。
原水经净水站处理后再通过二级升压水泵提升至厂区。
二级升压水泵后采用两条DN600mm补给水管道,管线长度约3300m,提水净扬程171m。
管线均采用埋地敷设方式。
4.6.灰场
厂址配套贮灰场地处塘寨村南,位于塘寨厂址正南约0.85km,属低山丘陵地貌景观,自然形成的沟谷灰场,海拔高度1214~1275m,可满足2×600MW储灰5年要求。
运灰路径从厂区西端引出直至灰场,运灰公路从运煤进厂公路上引接至清水塘灰场,长度约1.2km。
5.总平面布置
5.1总平面布置的原则
5.1.1厂区总平面布置应按核准的规划容量和本期建设规模,统一划分、分期建设。
改建、扩建发电厂的设计,应充分利用、改造现有设施,并减少改建,扩建工程施工对生产的影响及原有建筑设施的拆迁。
5.1.2建、构筑物的平面和空间组合,应做到分区明确、合理紧凑、有利生产、造型协调、整体性好。
有条件时,辅助厂房和附属建筑宜采用联合布置、多层建筑和组成布置,并应与现有和规划建筑群体相适应。
5.1.3总平面布置以主厂房为中心,以工艺流程合理为原则,应注意到厂区地形、设备特点和施工条件的影响、合理安排、因地制宜的进行布置。
主要建、构筑物的长轴宜沿自然等高线布置。
在地形复杂地段,可结合地形特征,适当改变建、构筑物的外形,将建构筑物合并或分散布置。
5.1.4主厂房、冷却塔、烟囱等荷重较大的主要建、构筑物,宜布置在土层均匀、地基承载力较高的地段。
地下设施较深的建、构筑物,宜布置在地下水位较低或需要填土的低洼地区。
需要抗震设防的发电厂、建筑物宜选择有利的地段,避开不利地段。
5.1.5主要建筑物和有特殊要求的主要车间的朝向,应为自然通风和自然采光提供良好条件。
汽机房、办公楼等建筑,宜避免西晒。
有风沙、积雪的地区,宜采取措施减少有害影响。
5.1.6建、构筑物和露天堆栈、作业场场地,宜按生产类别成组布置,建筑红线宜规整。
5.1.7生产过程中有易燃或者易爆炸危险的建、构筑物和贮存易燃、可燃材料的仓库,宜布置在厂区边缘地带。
5.1.8厂区各公用配电间位置的确定,应根据电源盒负荷要求,使电力电缆短捷,并布置在相关的生产分区内,有条件时宜与其他车间合并建设。
5.1.9生产区主要通道宽度,应按规划容量并根据通道两侧建、构筑物防火和卫生要求,工艺布置,人流和车流,各类管线敷设宽度,绿化美化设施布置,竖向布置以及预留发展用地等经计算确定。
5.1.10厂区总平面布置应考虑防爆、防振、防噪声。
在满足工艺要求的前提下,宜使防振、防噪声要求高的建筑远离振动源和噪声源。
5.2生产工艺流程
火力发电厂生产工艺流程从能量转换的观点分析,是把燃料(煤)中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程可分为三个阶段:
①燃料的化学能在锅炉中转变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽,称为燃烧系统;②锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转变为机械能,称为汽水系统;③由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电,把机械能变为电能,称为电气系统。
5.2.1汽水系统
火力发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等组成,它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系汽水系统流程如图1-1。
水在锅炉中被加热成蒸汽,经过热器进一步加热后变成过热蒸汽,再通过主蒸汽管道进入汽轮机。
由于蒸汽不断膨胀,高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。
为了进一步提高其热效率,一般都从汽轮机的某些中间级后抽出做过功的部分蒸汽,用以加热给水。
在现代大型机组中都采用这种给水回热循环。
此外在超高压机组中还采用再热循环,即把做过一段功的蒸汽从汽轮机的某一中间级全部抽出,送到锅炉的再热器中加热后再引入汽轮机的以后几级中继续膨胀做功。
在膨胀过程中蒸汽压力和温度不断降低,最后排入凝汽器并被冷却水冷却,凝结成水。
凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器,经加温和脱氧后由给水泵将其打入高压加热器加热,最后打入锅炉。
汽水系统中的蒸汽和凝结水,由于经过许多管道、阀门和设备,难免产生泄漏等各种汽水损失,因此必须不断向系统补充经过化学处理的补给水,这些补给水一般都补入除氧器或凝汽器中。
5.2.2燃烧系统
燃烧系统由锅炉的输煤部分、燃烧部分和除灰部分组成。
锅炉的燃烧系统如图1-2所示。
锅炉的燃料——煤,由皮带机输送到煤仓间的原煤仓内,经过给煤机进入磨煤机磨成煤粉,然后和经过空气预热器预热过的空气一起喷入炉内燃烧。
烟气经除尘器除尘后由引风机抽出,最后经烟囱排入大气。
锅炉排出的炉渣经碎渣机破碎后连同除尘器下部的细灰一起由灰渣(浆)泵经灰管打至贮灰场。
5.2.3电气系统
发电厂的电气系统,包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电所等。
发电机的机端电压和电流随着容量的不同而各不相同,一般额定电压在10~20kV之间,而额定电流可达2OkA。
发电机发出的电能,其中一小部分(约占发电机容量的4%~8%),由厂用变压器降低电压(一般为63kV和400V两个电压等级)后,经厂用配电装置由电缆供给水泵、送风机、磨煤机等各种辅机和电厂照明等设备用电,称为厂用电(或自用电)。
其余大部分电能,由主变压器升压后,经高压配电装置、输电线路送入电网。
电气系统如图1-3所示。
发电厂的整个生产过程除上述基本过程以外,还有供水系统、化学水处理系统、输煤系统和热工自动化等各种辅助系统和设施。
火电厂整个生产过程和主要设备概况如图1-4。
1-4
5.3功能分区
根据发电厂的生产流程和管理体制,以及各建、构筑物的功能要求,一般划
分下列几个区:
1)主厂房(包括除尘器、引风机、烟道和烟囱及靠近汽机房的
各类变压器);2)配电装置;3)燃料及其运输、储存设施;4)供水系统;5)化学水处理、循环水处理、净化站等;6)检修维护、材料库;7)厂前区行政管理和生活服务设施建、构筑物。
各区包含建、构筑物,根据每个工程具体情况可以有所不同。
例如,从生产管理方便着想,化学水处里室可与氢氧站成组布置;但当化学水处里室有酸碱等材料需用铁路运输时,化学水处里室则宜布置在锅炉房外侧靠近燃料设施,以便引进铁路,而氢氧站扔布置在高压配电装置的一侧。
各建、构筑物和露天场地一般呈曲带式成列布置,各分区内部及区与区之间,建筑线要力求整齐。
建筑物的宽度、长度要避免参差不齐,相差悬殊。
建筑物及厂区、街区的平面形状,在满足使用要求的前提下,力求规正,尽量减少三角地带。
5.4出入口布置
该厂的燃料主要由汽车运输完成,在该电厂的西南侧约2.5km的距离有一条319国道,在厂区正北方向有一条乡村公路。
主要的运输靠这个国道,所以把进厂道路设置在了西北方向,这样方便汽车进场,同时在厂区西边还有一个运输灰渣的公路,这样缓解了汽车在进厂与出厂的拥挤情况。
5.5方案比选
5.5.1方案介绍
本次设计一共做两个方案,一个选用一个备选。
方案一把二期建设放在厂区右边冷却塔在二期主厂房的底下,这样有利于三期的发展,为长远发展做了考虑。
锅炉水的处理设施在锅炉房附近,一些关于生活用水的设施在厂区的上面,因为厂区的水源主要来自北边,这样布置减少了管线的铺设。
一些污染大的厂房(化粪池、厕所)放在了盛行风的下侧,这样有利于人们工作、生活。
在一些易燃易爆的厂房(燃油泵房、油罐场地)周围布置了消防车和泡沫消防间,防止意外发生,可以及时赶去处理。
厂前区布置在了厂区的右下边,盛行风不会把一些污染大的空气带到这里来,有助于人们更好的办公。
总体来说方案一的总平面布置外观是多边形,里面用地紧凑,合理利用空间,能让该火电厂更好的运作。
方案二作为备选方案,缺点最明显的地方在于其二期的冷却塔摆放的位置严重影响了三期的发展,这样的布置有局限性,只能是用于两期的电厂。
厂前区的位置离油罐场地过于接近,有一定的危险性,所以在厂前区工作的人们要特别注意明火问题,做好防火,防爆措施。
一些生活用水的厂房离水源的距离偏远,这样增加了管线的布置,不经济。
总的来看,这样的布置外观整齐一些,可是厂内用地过大,浪费空间。
5.5.2方案选择
选用方案一作为本次火电厂的总图运输初步设计方案。
5.5.3推选方案说明
方案一作为本次火电厂的总图运输初步设计方案,主要是因为该方案布局紧凑,各个厂房之间的联系处处体现,又考虑到该厂区以后的长久发展,结合该厂区的地形地貌,工程以及水文地质来说,采用方案一比较适合这次总平面的初步设计。
6.竖向设计
山区电厂竖向设计主要考虑因素:
山区电厂竖向设计受很多因素影响,各要素的影响程度根据不同地形条件也有较大差异。
其中主要影响因素有如下几点:
①满足生产工艺流程、和交通运输要求。
②满足电厂防排洪要求,使厂区不被洪水、潮水及内涝水淹没。
③合理利用自然地形,避免深挖高填。
尽量减少土(石)方、建筑物和构筑物基础、护坡和挡土墙等处理工程量;应使土(石)方工程填、挖方平衡,运距短。
当厂区自然地形坡度较大,为减少工程土石方量,宜采用阶梯式布置,台阶数量不宜过多,以利于纵横向生产运输联系和管线敷设。
④场地平整工程,应合理利用地形,边坡开挖应防止产生滑坡、塌方,另外还需注意保护山坡植被,避免水土流失。
⑤充分利用和保护现有排水系统。
当必须改变现有排水系统时,应保证新的排水系统水流顺畅。
⑥分期建设的工程,在场地标高、运输线路坡度、排水系统等方面,应使近期与远期工程相协调。
⑦场地自然地形坡度较大时,建构筑物应尽量平行等高线布置,以减少土石方量和基础埋深,并改善交通运输条件。
⑧当燃煤采用铁路运输时,应充分考虑铁路厂内企业站轨顶标高与厂外铁路专用线的衔接。
6.1分析自然地形
厂址地貌为峰丛洼地地貌。
场地四周环山
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