發電廠設計火力發電廠設計各階段及其主要內容摘要:發電廠設計是一項龐大而繁雜的工程，從最初建設項目的提出到電力勘測選址，從可行性研究到初步設計，從施工圖的設計到施工建設，層層環節都要貫徹國家的基本建設方針，體現國家的經濟政策和技術政策，符合相應的法律法規和標準要求，保證發電廠的安全可靠、經濟適用，符合國情和滿足可持續發展要求，以合理的投資獲得最佳的經濟效益和社會效益。關鍵詞:發電廠；設計；可行性分析；施工圖引言：發電廠設計是電力工程建設項目流程中的重要環節，也是一項龐大而繁雜的工程，本文將對發電廠設計的原則與要求、發電廠的設計流程，各設計階段的工作內容進行闡述，使我們能源與動力工程專業的同學對發電廠設計方面的知識有一個比較全面、系統的了解。１發電廠設計的原則與基本要求1.１設計原則(1)．設計的基本原則是執行DL5000-2000《火力發電廠設計技術規程》的規定，此外還應符合其他一些現行的有關國家標準和行業標準的規定，如設計中要采取切實有效的措施，減輕發電廠排放的廢氣、廢水、灰渣、噪聲和排水等對環境造成的影響；使各項有害物的排放符合環境保護的要求以及勞動安全與工業衛生的有關規定。

(2)．發電廠的規劃和設計應樹立全局觀念，滿足市場需求，依靠技術進步，認真勘測，精心設計。設計中積極慎重地推廣國內外先進技術，因地制宜地采用成熟的新材料、新設備、新工藝、新布置、新結構，努力提高機械化、自動化水平。同時還應考慮未來全國電力系統聯網，全國范圍內的資源優化配置和廠網分開、競價上網的電力市場要求。

(3)．發電廠的設計必須按國家規定的基本建設程序進行，設計文件應按規定的內容和深度完成批準手續。

(4)．在發電廠設計中，應積極采用最新的參考設計、典型設計，以及先進的設計方法和手段，以提高設計質量、縮短工期和控制工程造價，并結合工程特點不斷有所創新。

(5)．發電廠的廠址選擇、容量規劃、建設規模和建設期限、選用的機組容量、聯網方式、燃料來源和品種、投資控制指標等，均應以經過批準的可行性研究報告書作為依據。在設計過程中，當因具體條件發生變化，必須改變原有規定時，應及時報請原審批單位重新審定。1.２基本要求除了滿足上述幾點主要設計原則之外，發電廠在設計過程中還應滿足以下基本要求：

(1)．發電廠的機組容量應根據系統規劃容量、負荷增長速度和電網結構等因素進行選擇，并應選用高效率的大容量機組，但最大機組容量不宜超過系統總容量的10%。

(2)．發電廠機組的設計調峰性能，特別是不投油最低穩燃負荷等指標設計應滿足電力系統安全穩定運行的需要，各有關輔助設備的選擇和系統設計也應滿足相應的要求。

(3)．在擴建和改建發電廠的設計中，應結合原有總平面布置、原有生產系統的設備布置、原有建筑結構和運行管理經驗等方面的特點，全面考慮，統一協調。

(4)．新建或擴建的燃煤發電廠的設計，校核煤種及其分析數值是設計的基本依據，它們將影響設備和系統的選擇、工程造價、發電廠的安全生產和經濟運行。主管部門和項目法人對此應充分重視，在進行必要的調查研究后，合理確定，使其能代表長期實際燃用煤種。設計中應保證鍋爐點火與低負荷助燃用的油或可燃氣有可靠的來源。

(5)．設計中選擇燃燒低熱值煤(低質原煤、洗中煤、褐煤等)的凝汽式發電廠，其設計選址應在燃料產地附近；有條件時，應建坑口發電廠，坑口發電廠所在的煤礦區應有足夠的可采儲量和可靠的開采量，其規模應能連續供應發電廠規劃容量所需燃煤30年及以上。

(6)．設計中對煤種選擇的基本要求是：對運煤距離較遠(超過1000km)的發電廠，宜采用熱值高于21.0MJ/kg的動力煤1。對位于酸雨控制區和二氧化硫污染控制區的發電廠，應滿足環境保護對煤種硫分含量、硫氧化物排放濃度、排放量及總量控制的要求。無煙煤或易結焦煤種，宜集中供某些發電廠燃用，并應采取保證鍋爐安全運行的相應措施。

(7)．在發電廠設計中，應按規劃容量作好統一安排，以滿足各階段，特別是初期投入運轉時運行和檢修的需要。當分期建設時，每期工程的設計原則上只包括該期工程必須建設的部分。對分期施工有困難的或不合理的項目，可根據具體情況按規劃容量一次建成。

(8)．在發電廠設計中，應對所需的主設備、主要輔助設備和系統進行整體協調，提出技術要求，并根據同類設備的技術性能、可靠性、供貨條件、價格以及制造廠的業績和技術服務質量擇優選用。在條件合適時，應優先選用標準系列產品和節能產品。

(9)．發電廠的抗震設計必須貫徹預防為主的方針，對于按規定需要設防的發電廠，其工藝和土建設計必須按照有關抗震設計規范的要求，采取有效的抗震和減少震害的措施。

(10)．防治污染的工程設施必須和主體工程同時設計、同時施工、同時投產。當地方能落實灰渣綜合利用條件時，在發電廠設計中應創造條件予以配合。

行技術經濟分析和多方案的比較論證，推薦出具體廠址及建廠規模，對主機和主要輔機的選型、新設備、新工藝、新技術和建廠方案等提出建議；提出電廠的投資估算和經濟效益評價，為計劃部門編制和審批設計任務書、進行主機招標及開展初設工作提供可靠依據。2.2.2可行性研究的工作流程如下：(1)準備工作。與項目法人簽訂合同即接受任務后，組成設計項目組，研究任務文件要求、初步可行性研究報告和審查文件，提出工作范圍、主設備選型及計劃進度的初步意見；各專業編寫準備工作和現場踏勘工作大綱；根據工作大綱的要求收集資料。

(2)現場踏勘及廠址匯報會。向當地政府有關部門匯報任務；進行現場踏勘，對收集的資料進行深人分析，研究建廠初步方案，落實建廠條件；項目法人取得有關部門原則性同意文件；提出下一步工作意見；在調查收資和綜合研究的基礎上進行技術經濟比較，提出推薦的廠址位置的總體規劃的初步意見及存在問題，提請當地政府主持并召集有關部門參加匯報會議，聽取可行性研究工作組的匯報，協調解決各部門的意見，進一步落實建廠條件，并形成會議紀要。

(3)勘測工作。為最后落實建廠的內外部條件進行的詳細勘測工作包括環境影響評價、接人系統、水土保持、交通運輸、水資源論證、地震安全性評價、地質災害危險性評估等相關部分的可研或專題報告。由項目法人委托，并與項目可研工作同步進行，其中勘測報告(含工程地質、水文、氣象)應在總報告前完成。

(4)編制文件。在現場踏勘和廠址初步方案研究的基礎上，編寫項目設計計劃；各專業進行設計方案研究論證，通過多方案技術經濟比較進行優選，確定主要設計方案；組織驗收、確定推薦方案；各專業編制設計文件，提出工程量及投資估算；進行經濟分析和評價。

(5)編寫可行性研究報告，校審并簽署設計文件，并提出質量評定意見。

(6)報告審查。項目法人委托有資質的單位對可行性研究報告進行審查。2.2.3 可行性研究的工作內容(1)論證建廠的必要性和可行性。在初可研究的基礎上，進一步論證建廠的必要性。進行必要的調查、收資、勘測和試驗工作，落實環境保護、水土保持、土地利用、接人系統、熱負荷、燃料、水源、交通運輸、儲灰場、區域穩定及巖土工程、脫硫吸收劑與脫硝還原劑來源及其副產品處置等建廠內外部條件，論證建廠的可行性

(2)進行踏勘調研、收集資料，有必要時進行少量的勘測和試驗工作，包括工程測量、水文(氣象)勘測、巖土工程勘測、水文地質詳查、地質災害危險性評估、地震安全性評價、水資源論證、水庫、防洪影響評價、環境影響評價、水土保持評價、模型試驗等，對可能造成廠址顛覆性因素進行論證，進一步落實建廠的外部條件。

(3)推薦廠址。新建工程應有兩個及以上的廠址，對初可研究中提出的擬建廠址進行同等深度的全面技術經濟比較，提出推薦意見

(4)對推薦廠址的總體規劃、廠區總平面規劃、接人系統設計、供熱機組廠內熱網、交通運輸及其他各工藝系統提出工程設想，論證并提出主機技術條件。

(5)提出初步投資估算并進行造價分析；進行經濟效益與風險分析。

(6)提出結論及存在的問題，作為下一步設計的依據及采取措施改進。

２.３初步設計的工作內容２.３.１概述初步設計是根據可行性研究報告要求所做的發電廠建設項目的具體實施方案，對工程概況、廠址條件、電力系統要求與接人系統方案、主要設計方案、節能、節水、節約用地及原材料措施、環境保護、勞動安全及工業衛生、運行組織及設計定員及主要技術經濟指標等方面的設計內容及設計深度進行說明，并通過對工程項目所做出的基本技術經濟規定，編制項目總概算。2.3.2初步設計的工作流程如下：(1)準備工作。包括組織人員、研究任務、調查收資、簽訂主機(主設備)技術協議、擬定設計原則、進行勘測工作、編制初步設計項目設計計劃等。(2)分專業設計并確定設計方案。包括提出各專業設計方案、方案比選、設計單位內部討論、初步明確推薦方案、征求有關單位意見及確定方案等。(3)編制各專業設計文件。根據正式推薦方案修正綜合進度，調整專業間互提資料項目和進度，解決專業協調配合問題；各專業編制初步設計文件及編制項目總概算。(4)編寫初步設計報告。各專業設計文件編制完成后，按有關規定進行會簽工作，將各專業初步設計報告進行匯總，形成最終的初步設計報告(初步設計說明書)。(5)初步設計報告審査。按有關規定對初步設計文件進行校審、質量評定和簽署，由項目法人委托對初步設計文件進行審查后出版。2.3.3初步設計的工作內容發電廠的初步設計工作主要是按照現行的大型發電廠設計技術規程規范(DL5000--2000《火力發電廠設計技術規程》)的相關規定，分專業、分系統地對各部分的系統結構組成進行設計，并對各系統設備進行選型(主要包括選擇設備臺數、容量、出力、運行方式等加以確定)；分專業、按系統繪出相應的初步設計圖(主要包括平面布置圖、斷面圖、總體規劃圖、熱力系統圖等)，編寫初步設計報告。按專業及系統來劃分，初步設計的具體內容主要包括以下幾個方面：(1)廠址選擇。發電廠的廠址選擇應按規劃選廠和工程選廠兩個階段進行，并分別作為初步可行性研究和可行性研究的主要內容之一。規劃選廠應以中長期電力規劃為依據；工程選廠應以批準的項目申請報告和審定的初步可行性研究報告為依據。按照發電廠設計技術規程的規定，發電廠的廠址選擇過程中應完成以下幾方面的工作。選址工作內容：對廠址概述、煤源情況、交通運輸、電廠水源、工程地質、水文氣象、電廠接人系統方案、系統對電氣主接線及電氣設備參數的要求等進行勘測和論證。選址的具體要求參見DL5000——2000《火力發電廠設計技術規程》。(2)總體規劃。包括對全廠總體規劃(廠區具體方位及朝向，電廠水源及供排水方式，燃料及石灰石運輸，除灰、渣系統及灰場、電氣出線)，廠區總平面布置(廠區總平面設計基本思路、廠區總平面設計主要原則、廠區總平面布置方案特點比較、節約用地措施及效果分析)，廠區豎向布置，交通運輸，管線及溝道布置，廠區綠化，輔助、附屬及生活福利建筑等方面進行設計。發電廠的總體規劃是根據發電廠的生產、施工和生活需要，結合廠址及其附近地區的自然條件和建設規劃，對廠區、施工區、生活區、水源地、供排水設施、污水處理設施、灰管線、儲灰場、灰渣綜合利用、交通運輸、出線走廊、供熱管網等進行的統籌規劃。總體規劃應貫徹節約用地的原則，通過優化，控制全廠生產用地、生活區用地和施工用地的面積。發電廠用地范圍應根據建設和施工的需要，按規劃容量確定。發電廠用地宜分期、分批征用，總體規劃包括廠區內部規劃和廠區外部規劃。(3)主廠房布置。主廠房布置的設計應滿足火力發電廠設計規程中的二般規定(詳細參見DL/T5427-2009《火力發電廠初步設計內容深度規定》)，對主廠房布置的總體布置形式進行設計，然后分別對主廠房中的鍋爐房布置、煤倉間布置、除氧間布置、汽機房布置、集中控制樓和單元控制室布置、檢修維護及其輔助設施的布置、綜合設施布置等幾個主要部分進行詳細設計。其中各部分的設計深度均在滿足DL/T5427-2009《火力發電廠初步設計內容深度規定》的基礎上，根據待建電廠的具體情況進行經濟比較分析論證，確定出最終方案。(4)電力系統。包括對發電廠預接人的電力系統現狀、電力負荷及電力平衡情況進行分析，明確電廠在電力系統中的作用和地位，以確定待建電廠接人系統的方案，電廠電氣主接線方案確定等設計。(5)熱機部分。包括主機型式、參數及主要技術規范，燃料及消耗量的選擇，鍋爐設備、燃燒系統及輔助設備的選擇，熱力系統及主要輔助設備選擇，系統運行方式選擇，主廠房布置，輔助設施等部分的設計。(6)煙氣脫硫、脫硝部分。包括脫硫工藝系統及主要設備選擇，脫硫島的布置，控制部分，電氣部分，給排水、消防及廢水處理系統，土建、暖通部分，環境保護部分，煙氣脫硝等部分設計。(7)運煤系統。新建發電廠的運煤系統設計應按發電廠規劃容量、燃煤品種、來煤方式及當地的氣象條件等，結合本期規模統籌規劃，分期建設或一次建成；擴建發電廠的運煤系統設計應充分考慮利用原有的設施和設備，并與原有系統相協調。(8)除灰渣部分。除灰渣系統型式設計：除灰渣系統型式通常有兩種，即干式除灰渣系統和水力除灰渣系統，除灰渣系統的選擇，一般根據灰渣量、灰渣特性、除塵器和排渣裝置型式、沖灰水質、水量以及發電廠與儲灰場的距離、高差、地形、地質和氣象等條件，通過技術經濟比較確定。除灰渣系統的設計還要考慮灰渣綜合利用和環保要求，并貫徹節約用水的方針。粉煤灰綜合利用：對于有粉煤灰綜合利用條件的發電廠，應按照干濕分排、粗細分排和灰渣分排的原則，設計粉煤灰的集中系統，并為綜合利用和外運創造條件。灰渣輸送系統：對于有綜合利用要求，但其途徑和條件都暫不落實的情況，設計也應為灰渣的綜合利用預留條件。除按綜合利用要求設置灰渣輸送系統外，還應有能將全部灰渣送往儲灰場的設施。(9)電廠化學部分(水處理設備及系統)。包括原水預處理、鍋爐補給水處理系統，凝結水精處理系統，循環冷卻水處理、化學加藥系統和取樣系統，循環冷卻水處理系統，制氫系統，工業廢水處理系統，油凈化處理，爐水校正處理及熱力系統水汽取樣、藥品倉庫、啟動鍋爐加藥與取樣，試驗室儀器，防腐等部分設計。(8)防腐。對水處理系統中接觸侵蝕性介質及對出水質量有影響的設備、閥門和管道的防腐設計。(10)電氣部分。包括電氣設備(主要為發電機、主變壓器、高壓配電裝置、電測量儀表裝置)及系統(主要有電氣主接線、廠用電系統、直流電系統、二次接線、照明系統)、繼電保護、安全自動裝置、系統調度自動化(電氣控制樓)、電纜選擇與敷設、系統通信方式(廠內通信、系統通信)、其他電氣設施等幾個方面進行設備選型設計。(11)熱工自動化部分。機組主要熱工自動化系統宜采用分散控制系統，其功能宜包括數據采集和處理功能、模擬量控制功能、順序控制功能和鍋爐爐膛安全監控功能。熱工自動化部分設計選型內容主要包括控制方式及控制室，熱工檢測和執行設備，熱工報警，熱工保護，熱工開關量控制和聯鎖，熱工模擬量控制，機組分散控制系統等幾個方面。(12)電廠信息系統。電廠信息系統包括廠級監控信息系統(SIS)、管理信息系統(MIS)、電廠基建信息管理系統(基建MIS)，主要設計內容包括廠級信息系統的功能和規劃方案設計；系統投資及工程實施等部分設計；廠級實時監控系統、單元機組分散控制系統及公用輔助系統的控制系統及系統通信設計，單元機組機爐協調控制系統與電網自動發電控制的接口設計，遠動終端與機爐協調控制系統的聯結方式設計，廠級監控系統與電網調度自動化系統的聯結設計，電廠管理信息系統(M15)的配置設計等。(13)建筑與結構部分。建筑與結構設計選型內容主要包括主要建筑材料選擇；主廠房建筑設計；防火設計、抗震設計、主廠房結構、地基與基礎、采光和自然通風、防排水、室內外裝修、生活設施、煙囪、輸煤構筑物等幾個方面。(14)輔助及附屬設施。輔助及附屬設施設計選型內容主要包括鍋爐、汽輪機、電氣、熱工、燃料運輸、除灰、化學等設備的檢修場地設計；金屬試驗室、化學試驗室、電氣試驗室、熱工試驗室、環境保護監測站和勞動保護監測站的設備、儀器選型設計；儀用壓縮空氣系統設計；發電廠的保溫油漆設計；熱力設備停用時必要的防腐保養措施設計；汽輪機潤滑油及變壓器絕緣油的凈化裝置和貯油箱選型設計；制氫站設計等幾個方面(15)采暖通風及空氣調節部分。采暖通風和空氣調節主要針對主廠房、電氣建筑與電氣設備、輸煤系統除塵、除灰建筑、化學建筑、廠區制冷、加熱站及管網及其他輔助建筑及附屬建筑等部分設計。(16)水工部分。包括供水水源，全廠水務管理和水量平衡，供水系統選擇及布置，取水構筑物和水泵房、管道和溝渠、冷卻池和冷卻塔、補給水系統，冷卻塔，外部除灰和貯灰場，生產、生活給排水，凈化站，生活污水處理及工業廢水處理，水工各系統建(構)筑物等部分設計。(17)節約能源與環境保護。包括節約及合理利用能源的措施，節約用水的措施，節約原材料的措施，節約用地的措施，煙氣污染防治，生活污水處理及工業廢水處理，固體廢棄物治理及綜合利用，噪聲處理，節水措施，綠化，環保管理及監測等部分設計。環境保護部分的設計主要從大氣污染防治、廢水治理、灰渣治理及綜合利用、噪聲防治、環境保護監測幾個方面進行。(18)消防。發電廠的消防設計應貫徹“預防為主、防消結合”的方針，防止或減少火災危害，保障人身和財產安全。發電廠應有完整的消防給水系統，還應按消防對象的具體情況設置火災自動報警裝置和專用滅火裝置，并應合理配置滅火器。消防部分設計包括消防水泵房和消防車的配置，消防設施總平面布置與交通要求，專用滅火裝置、火災探測和自動報警系統設計，建筑物與構筑物，消防給水和電廠各系統的消防措施，消防供電，采暖通風及空調系統的防火等部分設計。(19)勞動安全及工業衛生。新建、改建、擴建工程的勞動安全衛生設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投人生產和使用。勞動安全與工業衛生部分設計包括防火和防爆、防電傷、防機械傷害及防墜落傷害、防塵、防毒及防化學傷害、防噪聲及防振動、防暑、防寒及防潮、防電離輻射及防電磁輻射、防止重大設備事故及其他安全措施，事故應急救援預案等部分設計，勞動安全和工業衛生機構與設施設計等。(20)施工組織大綱設計。包括交通運輸條件及大件設備運輸方案，主要項目的施工方案，施工總平面布置，施工綜合控制進度，施工區廢水處理等部分設計。(21)運行組織及定員設計。包括定員方案，人員指標，機組的啟停、運行方式等部分設計。以上簡述了初步設計的主要內容。初步設計的詳細內容及對初步設計各部分內容的具體設計原則與要求，可參見DL5000—2000《火力發電廠設計技術規程》。２.４施工圖設計的工作內容2.4.1概述施工圖是用以指導組織工程施工的技術性圖紙和文件。當上級批準的初設審