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【摘要】本文从工程实例出发，分析了电厂改扩建中总平面布置的特点及设计原则，特别在场地利用、现有设施利用与改造、远景规划等方面进行深入剖析，试图探讨在目前厂址资源日趋缺乏的情况下，如何能让现有厂址发挥最大作用并能实现厂址的可持续发展。
【关键词】改扩建 循环 利用新建 集中 分散 优化
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
在国家节能减排政策指导下，在目前厂址资源日益紧张的形势下，电厂改扩建工程日益凸显其在经济、土地、环保等方面的优势，工程数量也不断增加。
1主要特点
改扩建工程在总平面布置上有着与新建工程不同的鲜明特点，主要有以下几点：
a) 突破原有规划容量。改扩建机组往往没有按照原有规划容量进行建设，而是根据当前的经济社会发展需要确定扩建机组的容量。
b) 厂址总体规划基本确定，一般的外部条件，如铁路、出线走廊、水源、主要出入口等，经过电厂的多年运行及周边环境的发展，比较难以改变。
c) 厂址确定，电厂有一定的土地资源，但新征用地困难，特别是在城市市区内。
d) 存在着对现有建构筑物、设施的利用、拆除、改造问题。
e) 部分机组仍在运行，要充分考虑停机造成的经济损失。
2一般设计原则
鉴于以上特点，在设计中我们主要考虑了以下原则。
2.1必须充分重视对现状的调查，必须以全厂实测的现状资料作为设计依据。
主要侧重于以下几方面：用地现状、周边土地使用情况。城市规划方面是否有新的要求。现有总体规划有没有不合理的地方。根据扩建机组容量判断厂区标高是否满足设计水位要求。厂区内各功能分区是否有扩建余地。
2.2结合再扩建进行全厂的总体规划。
首先要确定主要的扩建用地，即主厂房用地、附属及辅助设施用地、煤场用地、配电装置区、施工用地等。再分析电厂已有外部条件（出入口、进出线走廊、供排水管线等）能否满足扩建要求，是否需要在现有基础上进行优化调整。同时，还必须对厂址的再扩建条件进行统筹考虑，这是保证厂址可持续发展的重要前提条件。
电厂厂区的发展过程很多情况下都是一个循环的过程，最先开始按照规划的预留发展用地向扩建端方向顺序扩建，最后又从固定端开始新一轮的建设。在这个过程中，主厂房可以一期一期的建设，附属及辅助设施用地则可以每期独立成单元或几期作为一个单元，形成了附属及辅助设施用地－主厂房顺序布置、附属及辅助设施用地－主厂房间隔布置的基本形式。不管何种形式，主厂房和附属及辅助设施用地之间满足工艺流程要求，布局紧凑，各期间不相互干扰，不影响电厂再扩建是基本的原则。
煤场的布置更要考虑各期之间的互为备用的问题，在改扩建工程中更显复杂。
改扩建工程中施工用地往往不能满足常规要求，施工用地往往分散布置。
2.3充分利用现有土地资源，合理增加用地。
应尽量使用厂区现有用地，充分利用厂区内空地以提高厂区土地利用率，因地制宜地分散布置部分附属及辅助设施。这里有相对集中布置和相对分散布置的原则。同期工程生产联系密切的设施相对集中布置，如主厂房与冷却塔、配电装置等设施之间应尽量缩短距离；各期工程之间同类设施可相对集中布置，如各期的灰库、煤场、冷却塔等可集中布置，利于提高厂区及周边环境质量；次要的辅助设施可相对分散布置。另外，还要根据用地情况对各个建构筑物、功能区提出优化要求，合理减少其占地面积。
但根据电厂工艺流程，也可合理增加用地，当然必须以此块用地可以征用为前提。
2.4应最大限度的利用现有建构筑物、设施和设备。
这是改扩建工程中节省投资的重要手段，但要以各专业工艺要求为前提。利用可分为以下两类：一是完全利用，主要是办公楼、检修车间、材料库等辅属建构筑物；而是改造利用，指部分生产设施在原有基础上增加部分设备或建构筑物以满足扩建要求。与利用相对应的则是拆除，因场地不足而拆除了现有机组的附属及辅助设施需进行回建，回建规模一般按新老机组统一考虑，为了不影响老机组运行，一般先进行回建，再拆除腾出场地。
2.5总平面布置要大胆进行创新，积极采用新技术。
厂区总平面需要根据工程实际情况因地制宜的进行布置，也可以说没有固定的形式，只要技术可行，投资节省，都可以成立，在改扩建工程中限制条件更多、更复杂，因此要大胆进行创新，配合工艺专业积极采用新技术。
3各功能分区的布置特点分析
对厂区总平面布置影响较大的是主厂房、输煤系统、供水系统、配电装置。
3.1主厂房
3.1.1主厂房位置
主厂房位置的确定在改扩建工程中是决定性的要素。一般有利用厂区内老机组主厂房用地、厂区内剩余用地、电厂其他用地如老生活区等几种情况。对于容量小，运行时间长，单位煤耗高的机组，一般进行拆除。厂区内剩余用地包括预留扩建用地、原有施工用地等。由于管理模式的改变，以前电厂的生活区、三产等搬离电厂，为电厂改扩建提供了部分用地。
3.1.2主要扩建形式
主厂房扩建一般有扩建端同向连续扩建、扩建端同向脱开扩建、固定端同向扩建、固定端反向扩建四种形式。对于新近建设的电厂，原设计考虑了扩建的要求，一般采用前面两种方式。对于运行已久的电厂，几经扩建改造，机组数量多，且大部分为小机组（135MW）以下，周边环境也随着城乡建设发生了很大变化，一般要拆掉老机组腾出场地进行扩建，同时又保留使用寿命未到期的机组（200MW及以上），主廠房扩建采用后面两种方式。从目前形势来看，新建机组一般为300MW级及以上机组。
3.1.3主厂房尺寸及主要优化方法
目前，主要机组主厂房一般尺寸如下表：
从上表看出，替代机组主厂房占地均比淘汰机组大得多，工程实践中均对主厂房尺寸进行了进一步的优化。主要优化方法如下：
a)主厂房布置打破常规布置模式，合理组织系统和设备的布置位置，充分利用有效空间，不设除氧间，除氧器可布置在煤仓间顶层。
b)对汽轮机的柱距和跨度进行合理优化，采用不等跨柱距，在满足设备布置和检修的前提下，减少汽机房的占地面积和体积。
c )在满足锅炉稳定燃烧、安全运行的前提下，合理选择磨煤机数量和型号，充分利用布置空间，优化煤仓间柱距和跨度。
d)合理布置煤仓间，根据实际情况采用内煤仓或侧煤仓。侧煤仓将煤仓间集中布置在两炉之间，缩短了A列到烟囱距离，但主控楼布置在汽机房。汽机房纵向长度增加。
e )烟气脱硝装置布置与送风机、一次风机及除尘器前烟道支架布置整体考虑，以减少占地面积。
f）引风机和脱硫增压风机合二为一，引风机纵向布置，脱硫塔可与烟囱并列布置，循环泵及氧化风机房布置在进入烟囱的净烟道底下。除尘器最后末排柱至脱硫塔中心线距离比常规方案减少了约30m，使A列至烟囱中心总距离大大缩短。此方案引风机布置紧凑，并将脱硫系统主要设备布置与主厂房布置统筹考虑。
g)热工控制及电气设备采用有效的物理分散，减少集控楼的占地面积。
3.2输煤系统
由于贮煤场占地大，输送系统的输送机又要受坡度限制，输煤系统对厂区总平面布置的影响最大，对于改扩建工程更是如此。现有卸煤设施能否利用、新增何种卸煤设施、煤场如何扩建、输送系统如何改造、利用，如何减少对仍在运行机组的干扰等问题往往决定了总平面布置的优劣。
目前电厂的煤场多为斗轮机条形煤场，可通过延长、并列、头对头等方式扩建，同时也可通过增加挡煤墙等措施增加煤场容量。如有场地，也可另建新的煤场，但煤场应集中布置，以减少对厂区或周边环境的污染。
4工程实例（新疆华电喀什二期发电有限公司2×350MW热电联产扩建工程）
4.1 厂区总体规划及总平面布置现状
本厂址位于喀什市市中心以东5km处，喀什火车站东侧南端，华电喀什电厂（已投运的4×50MW燃煤机组）主厂房扩建端外侧。
现厂区围墙东西长520米（东侧冷却塔突出部分围墙东西长592米），南北宽380米，厂区围墙内占地面积约20.472公顷。一、二期工程厂区采用端入式进厂，大门设在厂区西端，正对主厂房固定端。主厂房固定端朝西，向东扩建。厂区采用两列式布置，自南向北依次为升压站、主厂房。煤场布置在厂区东北角；化水处理区布置在主厂房固定端外，厂前广场南侧；两座冷却塔分别布置在厂区西南角和东南角。运煤、运灰出入口设在厂区东北角。
4. 2扩建用地分析
现厂区围墙北侧为农田，东侧约150～200m外为一条南北走向宽约200～300m的自然冲沟，冲沟以远为耕地，南侧为瓦普水库及一条东西走向宽约100米的自然冲沟，冲沟以远为民族聚居村庄，西北侧为喀什火车站，西侧为喀什市东环路。 厂区西侧约100米处为在建喀（喀什）～和（和田）铁路与厂前主进厂道路立交通过。
厂区围墙内为建设用地，北侧围墙外为农用地，围墙东侧200处为冲沟和瓦普水库，并有部分电厂二期施工挖方弃土堆置。地面起伏较大，最大高差达约10m。
电厂南侧为一二期工程出线，约从电厂南围墙30米处由西东通过，出线南侧为瓦普水库及鱼塘。
厂址可利用地由于铁路专用线、瓦普水库、出线等外部条件限制，基本满足本期工程建设需要，如再扩建则需填筑东侧冲沟并有较大大拆迁，条件较差。
4. 3扩建工程厂区总平面布置
本期工程厂区分为：
配电设施区：含220kV屋内配电装置及网络继电器室。
主生产区：该区为电厂核心区，其余功能区均围绕该区布置。主生产区共由三部分组成，分别是A列外电气设施区，布置有主变、厂高变、起备变等电气设施；主厂房区，含汽机房、煤仓间、锅炉房、电除尘、引风机室、烟囱等；炉后脱硫设施区，含脱硫塔、脱硫配电、风机房、事故浆液池、石膏干燥、石灰粉贮存等。
燃料装卸及贮存区：含斗轮堆取料机、贮煤场等。
水工设施区：间接空冷塔、循环水泵房、公用水泵房、公用水池等。
厂前建筑：含综合办公楼、综合生活楼等。
化学水设施区：中水深度处理区和锅炉补给水设施区。
除灰设施区：含灰库、除灰车库等。
废水设施区：含工业废水处理设施、酸洗废水处理设施、含煤废水处理设施、生活污水处理设施等。
其它辅助生产设施：制氢站、贮氨设施、检修及材料建筑等。
总平布置方案：
主厂房布置在老厂扩建端、固定端向西，向东扩建。
厂区呈三列式布置，由南向北依次为配电装置、主厂房及煤场。
220kV屋内配电装置布置布置在厂区最南侧。
两间接空冷塔布置在厂区北侧，煤场西侧。
厂前建筑布置于老厂固定端外。
化学水处理区布置在布置于老厂厂前区。
废污水处理与中水深度处理设施集中布置于老厂固定端外，与老厂水处理设施布置在同一区域。
其余辅助生产设施等集中布置在炉后固定端侧。
新建一厂前区布置在老厂固定端外。
4. 4布置特点分析
本工程原厂规划容量为4×50MW+2×135MW。由于历史原因，本工程原征范围内均为农田，并为本期预留了6公顷用地。随着地区工业的发展，三期规划容量突破了原规划机组容量，机组占地也大大增加。本期布置充分利用了老厂的已有设施（或在老厂设施处扩建），仅新征用了厂区北侧的部分劣地，并将扩建端冲沟等处做为临时施工用地租用。大大节约了占地面积。
本工程厂区总平面布置图详见下附图。
5总结
以上的的擴建工程的例子，旨在分析和总结在前述之原则指导下整个改扩建工程厂区及其各个功能区的布置方法，也正如前文所讲，总平面布置因工程而异，只有掌握布置原则，才可灵活运用、创造各种方法，做好改扩建工程的总平面布置，使得新老机组和谐共存，厂址得到可持续发展。
【关键词】改扩建 循环 利用新建 集中 分散 优化
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
在国家节能减排政策指导下，在目前厂址资源日益紧张的形势下，电厂改扩建工程日益凸显其在经济、土地、环保等方面的优势，工程数量也不断增加。
1主要特点
改扩建工程在总平面布置上有着与新建工程不同的鲜明特点，主要有以下几点：
a) 突破原有规划容量。改扩建机组往往没有按照原有规划容量进行建设，而是根据当前的经济社会发展需要确定扩建机组的容量。
b) 厂址总体规划基本确定，一般的外部条件，如铁路、出线走廊、水源、主要出入口等，经过电厂的多年运行及周边环境的发展，比较难以改变。
c) 厂址确定，电厂有一定的土地资源，但新征用地困难，特别是在城市市区内。
d) 存在着对现有建构筑物、设施的利用、拆除、改造问题。
e) 部分机组仍在运行，要充分考虑停机造成的经济损失。
2一般设计原则
鉴于以上特点，在设计中我们主要考虑了以下原则。
2.1必须充分重视对现状的调查，必须以全厂实测的现状资料作为设计依据。
主要侧重于以下几方面：用地现状、周边土地使用情况。城市规划方面是否有新的要求。现有总体规划有没有不合理的地方。根据扩建机组容量判断厂区标高是否满足设计水位要求。厂区内各功能分区是否有扩建余地。
2.2结合再扩建进行全厂的总体规划。
首先要确定主要的扩建用地，即主厂房用地、附属及辅助设施用地、煤场用地、配电装置区、施工用地等。再分析电厂已有外部条件（出入口、进出线走廊、供排水管线等）能否满足扩建要求，是否需要在现有基础上进行优化调整。同时，还必须对厂址的再扩建条件进行统筹考虑，这是保证厂址可持续发展的重要前提条件。
电厂厂区的发展过程很多情况下都是一个循环的过程，最先开始按照规划的预留发展用地向扩建端方向顺序扩建，最后又从固定端开始新一轮的建设。在这个过程中，主厂房可以一期一期的建设，附属及辅助设施用地则可以每期独立成单元或几期作为一个单元，形成了附属及辅助设施用地－主厂房顺序布置、附属及辅助设施用地－主厂房间隔布置的基本形式。不管何种形式，主厂房和附属及辅助设施用地之间满足工艺流程要求，布局紧凑，各期间不相互干扰，不影响电厂再扩建是基本的原则。
煤场的布置更要考虑各期之间的互为备用的问题，在改扩建工程中更显复杂。
改扩建工程中施工用地往往不能满足常规要求，施工用地往往分散布置。
2.3充分利用现有土地资源，合理增加用地。
应尽量使用厂区现有用地，充分利用厂区内空地以提高厂区土地利用率，因地制宜地分散布置部分附属及辅助设施。这里有相对集中布置和相对分散布置的原则。同期工程生产联系密切的设施相对集中布置，如主厂房与冷却塔、配电装置等设施之间应尽量缩短距离；各期工程之间同类设施可相对集中布置，如各期的灰库、煤场、冷却塔等可集中布置，利于提高厂区及周边环境质量；次要的辅助设施可相对分散布置。另外，还要根据用地情况对各个建构筑物、功能区提出优化要求，合理减少其占地面积。
但根据电厂工艺流程，也可合理增加用地，当然必须以此块用地可以征用为前提。
2.4应最大限度的利用现有建构筑物、设施和设备。
这是改扩建工程中节省投资的重要手段，但要以各专业工艺要求为前提。利用可分为以下两类：一是完全利用，主要是办公楼、检修车间、材料库等辅属建构筑物；而是改造利用，指部分生产设施在原有基础上增加部分设备或建构筑物以满足扩建要求。与利用相对应的则是拆除，因场地不足而拆除了现有机组的附属及辅助设施需进行回建，回建规模一般按新老机组统一考虑，为了不影响老机组运行，一般先进行回建，再拆除腾出场地。
2.5总平面布置要大胆进行创新，积极采用新技术。
厂区总平面需要根据工程实际情况因地制宜的进行布置，也可以说没有固定的形式，只要技术可行，投资节省，都可以成立，在改扩建工程中限制条件更多、更复杂，因此要大胆进行创新，配合工艺专业积极采用新技术。
3各功能分区的布置特点分析
对厂区总平面布置影响较大的是主厂房、输煤系统、供水系统、配电装置。
3.1主厂房
3.1.1主厂房位置
主厂房位置的确定在改扩建工程中是决定性的要素。一般有利用厂区内老机组主厂房用地、厂区内剩余用地、电厂其他用地如老生活区等几种情况。对于容量小，运行时间长，单位煤耗高的机组，一般进行拆除。厂区内剩余用地包括预留扩建用地、原有施工用地等。由于管理模式的改变，以前电厂的生活区、三产等搬离电厂，为电厂改扩建提供了部分用地。
3.1.2主要扩建形式
主厂房扩建一般有扩建端同向连续扩建、扩建端同向脱开扩建、固定端同向扩建、固定端反向扩建四种形式。对于新近建设的电厂，原设计考虑了扩建的要求，一般采用前面两种方式。对于运行已久的电厂，几经扩建改造，机组数量多，且大部分为小机组（135MW）以下，周边环境也随着城乡建设发生了很大变化，一般要拆掉老机组腾出场地进行扩建，同时又保留使用寿命未到期的机组（200MW及以上），主廠房扩建采用后面两种方式。从目前形势来看，新建机组一般为300MW级及以上机组。
3.1.3主厂房尺寸及主要优化方法
目前，主要机组主厂房一般尺寸如下表：
从上表看出，替代机组主厂房占地均比淘汰机组大得多，工程实践中均对主厂房尺寸进行了进一步的优化。主要优化方法如下：
a)主厂房布置打破常规布置模式，合理组织系统和设备的布置位置，充分利用有效空间，不设除氧间，除氧器可布置在煤仓间顶层。
b)对汽轮机的柱距和跨度进行合理优化，采用不等跨柱距，在满足设备布置和检修的前提下，减少汽机房的占地面积和体积。
c )在满足锅炉稳定燃烧、安全运行的前提下，合理选择磨煤机数量和型号，充分利用布置空间，优化煤仓间柱距和跨度。
d)合理布置煤仓间，根据实际情况采用内煤仓或侧煤仓。侧煤仓将煤仓间集中布置在两炉之间，缩短了A列到烟囱距离，但主控楼布置在汽机房。汽机房纵向长度增加。
e )烟气脱硝装置布置与送风机、一次风机及除尘器前烟道支架布置整体考虑，以减少占地面积。
f）引风机和脱硫增压风机合二为一，引风机纵向布置，脱硫塔可与烟囱并列布置，循环泵及氧化风机房布置在进入烟囱的净烟道底下。除尘器最后末排柱至脱硫塔中心线距离比常规方案减少了约30m，使A列至烟囱中心总距离大大缩短。此方案引风机布置紧凑，并将脱硫系统主要设备布置与主厂房布置统筹考虑。
g)热工控制及电气设备采用有效的物理分散，减少集控楼的占地面积。
3.2输煤系统
由于贮煤场占地大，输送系统的输送机又要受坡度限制，输煤系统对厂区总平面布置的影响最大，对于改扩建工程更是如此。现有卸煤设施能否利用、新增何种卸煤设施、煤场如何扩建、输送系统如何改造、利用，如何减少对仍在运行机组的干扰等问题往往决定了总平面布置的优劣。
目前电厂的煤场多为斗轮机条形煤场，可通过延长、并列、头对头等方式扩建，同时也可通过增加挡煤墙等措施增加煤场容量。如有场地，也可另建新的煤场，但煤场应集中布置，以减少对厂区或周边环境的污染。
4工程实例（新疆华电喀什二期发电有限公司2×350MW热电联产扩建工程）
4.1 厂区总体规划及总平面布置现状
本厂址位于喀什市市中心以东5km处，喀什火车站东侧南端，华电喀什电厂（已投运的4×50MW燃煤机组）主厂房扩建端外侧。
现厂区围墙东西长520米（东侧冷却塔突出部分围墙东西长592米），南北宽380米，厂区围墙内占地面积约20.472公顷。一、二期工程厂区采用端入式进厂，大门设在厂区西端，正对主厂房固定端。主厂房固定端朝西，向东扩建。厂区采用两列式布置，自南向北依次为升压站、主厂房。煤场布置在厂区东北角；化水处理区布置在主厂房固定端外，厂前广场南侧；两座冷却塔分别布置在厂区西南角和东南角。运煤、运灰出入口设在厂区东北角。
4. 2扩建用地分析
现厂区围墙北侧为农田，东侧约150～200m外为一条南北走向宽约200～300m的自然冲沟，冲沟以远为耕地，南侧为瓦普水库及一条东西走向宽约100米的自然冲沟，冲沟以远为民族聚居村庄，西北侧为喀什火车站，西侧为喀什市东环路。 厂区西侧约100米处为在建喀（喀什）～和（和田）铁路与厂前主进厂道路立交通过。
厂区围墙内为建设用地，北侧围墙外为农用地，围墙东侧200处为冲沟和瓦普水库，并有部分电厂二期施工挖方弃土堆置。地面起伏较大，最大高差达约10m。
电厂南侧为一二期工程出线，约从电厂南围墙30米处由西东通过，出线南侧为瓦普水库及鱼塘。
厂址可利用地由于铁路专用线、瓦普水库、出线等外部条件限制，基本满足本期工程建设需要，如再扩建则需填筑东侧冲沟并有较大大拆迁，条件较差。
4. 3扩建工程厂区总平面布置
本期工程厂区分为：
配电设施区：含220kV屋内配电装置及网络继电器室。
主生产区：该区为电厂核心区，其余功能区均围绕该区布置。主生产区共由三部分组成，分别是A列外电气设施区，布置有主变、厂高变、起备变等电气设施；主厂房区，含汽机房、煤仓间、锅炉房、电除尘、引风机室、烟囱等；炉后脱硫设施区，含脱硫塔、脱硫配电、风机房、事故浆液池、石膏干燥、石灰粉贮存等。
燃料装卸及贮存区：含斗轮堆取料机、贮煤场等。
水工设施区：间接空冷塔、循环水泵房、公用水泵房、公用水池等。
厂前建筑：含综合办公楼、综合生活楼等。
化学水设施区：中水深度处理区和锅炉补给水设施区。
除灰设施区：含灰库、除灰车库等。
废水设施区：含工业废水处理设施、酸洗废水处理设施、含煤废水处理设施、生活污水处理设施等。
其它辅助生产设施：制氢站、贮氨设施、检修及材料建筑等。
总平布置方案：
主厂房布置在老厂扩建端、固定端向西，向东扩建。
厂区呈三列式布置，由南向北依次为配电装置、主厂房及煤场。
220kV屋内配电装置布置布置在厂区最南侧。
两间接空冷塔布置在厂区北侧，煤场西侧。
厂前建筑布置于老厂固定端外。
化学水处理区布置在布置于老厂厂前区。
废污水处理与中水深度处理设施集中布置于老厂固定端外，与老厂水处理设施布置在同一区域。
其余辅助生产设施等集中布置在炉后固定端侧。
新建一厂前区布置在老厂固定端外。
4. 4布置特点分析
本工程原厂规划容量为4×50MW+2×135MW。由于历史原因，本工程原征范围内均为农田，并为本期预留了6公顷用地。随着地区工业的发展，三期规划容量突破了原规划机组容量，机组占地也大大增加。本期布置充分利用了老厂的已有设施（或在老厂设施处扩建），仅新征用了厂区北侧的部分劣地，并将扩建端冲沟等处做为临时施工用地租用。大大节约了占地面积。
本工程厂区总平面布置图详见下附图。
5总结
以上的的擴建工程的例子，旨在分析和总结在前述之原则指导下整个改扩建工程厂区及其各个功能区的布置方法，也正如前文所讲，总平面布置因工程而异，只有掌握布置原则，才可灵活运用、创造各种方法，做好改扩建工程的总平面布置，使得新老机组和谐共存，厂址得到可持续发展。