某电厂燃煤机组施工组织设计196p
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电厂三期工程规划建设2×1000MW 超超临界燃煤机组,本工程的主要设备:
锅炉主机设备、汽机主机设备和发电机主机设备分别由上海锅炉厂、上海汽轮机厂和上海电机厂供应,是我国第一台自行设计的百万等级的塔式锅炉燃煤机组。
投资方:**股份有限公司、**集团公司、上海市**股份有限公司
建设单位:上海***电厂三期工程筹建处
设计单位:**电力设计院
设计监理单位:**电力建设工程咨询公司
施工监理单位:上海—****联合监理部
施工单位:**电力建设有限责任公司以及所属*电安装一公司、*电安装二公司、*电建筑公司
本工程锅炉基础计划于2005 年7 月14 日挖土,汽机房基础计划于2005 年12 月1日挖土,#7 机组2008 年10 月28 日完成168 小时试运行,8#机组2009 年3 月28 日完成168 小时试运行。
2 厂址自然条件
2.1 气象条件
本地区属北亚热带季风气候,四季分明,日照充分,雨量充沛。气候温和湿润,春秋较短,冬夏较长,年平均气温16℃左右。 全年无霜期约230 天,年平均降雨量在1200毫米左右,但一年中60%的雨量集中在5 至9 月的汛期,汛期有春雨、梅雨、秋雨三个雨期。其中每年7 月~10 月为台汛期,台风侵袭时会带来大量降雨,并伴有狂风,形成灾害性天气。
据宝山气象站1959 年~2002 年统计资料,***电厂气象特征值如下:
累年平均气温 16.0℃
平均最高气温 19.6℃
平均最低气温 13.0℃
年极端最高气温 39.5℃
年极端最低气温 -9.4℃
最热月平均气温 27.8 ℃
年平均气压 1016.1HPa
年平均水汽压 16.5HPa
最大水汽压 42.9HPa(1967 年8 月23 日)
最小水汽压 0.8HPa(1959 年1 月17 日)
年平均相对湿度 79%
最小相对湿度 9%(1986 年3 月6 日)
最热月平均相对湿度 83%
最冷月平均相对湿度 75%
年平均降水量 1098.9mm
最大年降水量 1727.4mm(1977 年)
最小年降水量 665.6mm(1978 年)
1 小时最大降水量 98.1mm(1977 年8 月22 日)
24 小时最大降水量 393.0mm(1977 年8 月21 日)
最大连续降水量 405.7mm(1977 年8 月21 日-23 日)
最多年降水日数 151d(1977 年)
最长连续降水日数及雨量 103.1 mm (19d,1969 年7 月16 日止)
平均雷暴日数 28.1d
最多雷暴日数 48d(1987 年)
平均有雾日数 24.1d
最多有雾日数 40d(1979 年)
平均结冰日数 33.1d
平均风速 3.8m/s
最大风速 17.7m/s ENE(1997 年8 月19 日)
极大风速 34.7m/s E(1967 年3 月26 日)
2.2 水文条件
***电厂地处长江口边缘,长江口为中等强度的潮汐河口,其潮汐为非正规半日
浅海潮,潮位每日两涨两落,日潮不等现象比较明显。每年春分至秋分为夜大潮,秋分
至次年春分为日大潮,最高潮位出现在8~9 月份。厂址河段紧邻长江口口门,感潮程
度强,平均涨潮历时为5 小时15 分,落潮历时为7 小时15 分。
现以高桥水位站1960 年-2003 年潮位资料统计分析,潮位特征值如下:
历年最高潮位 5.98 m (2000 年8 月31 日)
多年平均最高潮位 4.94 m
高潮平均潮位 3.38 m
历年最低潮位 -0.43 m (1969 年4 月5 日)
多年平均最低潮位 0.12 m
低潮平均潮位 0.92 m
涨潮最大潮差 5.42 m
涨潮平均潮差 2.42 m
2.3 工程地质条件
根据勘探孔资料,厂区地层分布基本稳定,从上到下描述如下:
􀁣1 人工填土:杂-灰黄色、素填土混碎石、砖瓦碎块等。素填土以粘性土为主,除受暗浜影响,填土厚度一般在0.5m-3.1m 深度范围内。
􀁤1 褐黄色粉质粘土:可塑,稍湿,含有铁锰质结核。该层底板埋深2.0m-3.5m,一般厚度1.6m,锥尖阻力qc 一般0.6MPa,侧壁阻力fs 一般21kPa。此土层下部存在约50cm 厚的软弱过渡层(呈灰黄色,埋深一般2.3m 左右,qc 值为0.4MPa),属滨海-河口相沉积。
􀁤2 灰色淤泥质粉质粘土:软塑-流塑,很湿-饱和,上部夹少量薄层粉砂,含有铁锰质斑点、云母,该层在场地局部分布,在#1010 至#1011 孔一线以南分布,其它区域相同深度范围分布为􀁤3 层灰色砂质粉土。底板埋深为10.0m-15.0m,一般厚度10.7m,锥尖阻力qc 一般0.5MPa,侧壁阻力fs 一般10kPa,属滨海-河口相沉积。
􀁤3 灰色砂质粉土:根据静力触探试验成果可细分为3 个亚层􀁤3-1、􀁤3-2、􀁤3-3,其中􀁤3-2 局部揭露为粉砂。稍密-中密,含贝壳,􀁤3-1 亚层标贯击数为5 击,􀁤3-2 亚层10 击,􀁤3-3 亚层又减小到6 击。底板埋深约12.5m,一般厚度约10m,三亚层厚度依次为:3.5m、4.5m、2.0m 左右。锥尖阻力qc 一般1.1MPa-2.6MPa-1.0MPa,侧壁阻力fs 一般15kPa-30kPa-18kPa,属滨海-河口相沉积。
􀁥1 灰色淤泥质粉质粘土:软塑-流塑,很湿-饱和,此层顶部夹少量粉砂,普遍分布,含有腐殖质,局部有沼气现象,是上海地区典型的软土层。底板埋深为17.0m-20.8m,一般厚度6.1m,锥尖阻力qc 一般0.74MPa,侧壁阻力fs 一般13kPa,属滨海-浅海相沉积。
④灰色淤泥质粘土:软塑-流塑,很湿-饱和,普遍分布,含云母、有机质,夹薄层粉砂,局部夹贝壳碎屑。底板埋深为27.8m-29.2m,一般厚度9.4m,锥尖阻力qc 一般0.9MPa,侧壁阻力fs 一般14kPa,属滨海-浅海相沉积。
􀁧2 灰色粘质粉土:稍密,饱和,局部夹砂,底板埋深一般为32.0m-36.5m,一般厚度约5.1m,锥尖阻力qc 一般3.2MPa,侧壁阻力fs 一般53kPa,属滨海-沼泽相沉积。
⑥1 暗绿色粉质粘土:可塑-硬塑,稍湿,局部揭露,底板埋深一般为33.5m-40m,一般厚度约4.2m,锥尖阻力qc 一般1.8MPa,侧壁阻力fs 一般42kPa,属河口-湖沼相沉积。
􀁩1 灰色粘质粉土:中密,饱和,夹少量粉砂。底板埋深为36.6m-44.0m,一般厚度5.6m,锥尖阻力qc 一般3.9MPa,侧壁阻力fs 一般71kPa,属河口-滨海相沉积。
􀁪1 深灰色粉质粘土:可塑,湿,底部夹少量粉砂,粘质粉土,含腐殖质,底板埋深60m-62m,一般厚度20m,锥尖阻力qc 一般1.8MPa,侧壁阻力fs 一般27kPa,属滨海-浅海相沉积。
􀁪2 灰色粉质粘土与粉砂互层:可塑(中密),饱和,含云母。根据静力触探曲线可细分为三个亚层􀁪2-1、􀁪2-2、􀁪2-3,该土层由上而下是一个渐变的过程,越深含砂量越高,该层底板埋深76m-79.1m,一般厚度15m-17m,锥尖阻力qc 一般约4.5MPa-10MPa-13MPa,侧壁阻力fs 一般约144kPa-183kPa-218kPa,属滨海-浅海相沉积。
􀁫2 灰色中砂:中密-密实,饱和,含砾,层顶部和中部夹有粘性土,锥尖阻力qc一般约20.5MPa,侧壁阻力fs 一般约258kPa。层底板埋深为80m-89.8m,一般厚度11.5m,属滨海-河口相沉积。
⑩深灰色粉质粘土:硬塑,稍湿。层底板埋深为93.7m-94.3m,一般厚度4.3m,属滨海-湖沼相沉积。
⑾灰绿色细砂:密实,饱和,含砾,层顶部夹有粉土,一般厚度12m,属河口-滨海相沉积。
根据地质报告综合评价,厂址区域内无第四纪断裂直接通过,场地稳定,适宜建筑。
根据“场地地震安全性评价报告”(30-F105101K-G04),工程场地在50 年超越概率为10%情况下场地地表地震动峰值加速度为1.08m/s2 即0.11g,对应地震基本烈度为7度。

工程特点
1 设备及设计特点
1.1 土建
本工程厂区总平面布置采用汽机房A 排柱与一、二期拉齐的三列式(即由南至北分别为500KV 配电装置、主厂房区、储煤场)布置方案,主厂房与二期主厂房的距离为106m,主厂房从A 排柱中心至烟囱中心为241.285m。
主厂房为双框架结构。磨煤机炉前布置,控制室布置在两炉中间。按汽机房、除氧间、煤仓间、锅炉、电气除尘器、烟囱顺序排列,除锅炉与电气除尘器为全露天布置,煤仓间局部封闭外,其它厂房均为屋内布置。
汽机房跨距为34m,共21 档,纵向长度为212.4m。伸缩缝在两台机中间,即#12A、#12B 柱间,汽机房共设三层,底层(即±0.0 层),夹层(标高8.60m)和运转层(标高17.00m)。运转层采用大平台结构,两台机之间运转层开有大面积吊物孔。汽轮发电机组采用顺列布置,机头朝向固定端。除氧间跨距为10m。
煤仓间跨距13.5m,两台锅炉中心线分别对应主厂房的6 号和17 号轴线,两台炉中心相距112.4m。
主厂房采用单层彩色压型钢板外墙体系,外墙5.7m 以下采用砖墙围护,外贴面砖,中间部分为铝合金进风百页窗,汽机房5.7m 以上及除氧煤仓间采用单层彩色金属墙板,17 米运转层以上横向采用90 系列静电喷塑铝合金推拉窗,彩色铝合金窗表面颜色与彩色金属墙板的颜色相协调。
汽机房A 排、运转平台柱、除氧间,集控楼采用钢筋混凝土独立基础和连梁基础的形式。
煤仓间基础采用局部片筏基础(有磨煤机部分)和独立基础加连梁。
锅炉基础设计采用大底板钢筋混凝土基础,底板高度5m,砼方量12750m3,要求其倾斜不超过1/500,差异沉降不超过15mm。
汽轮发电机机座基础采用钢筋混凝土片筏基础。
磨煤机基础采用大块钢筋混凝土。
主厂房全部采用钢结构,集控楼为独立的钢结构单元。
两个锅炉合用一座双管内集束钢内筒烟囱,内筒为二个高度240 米的钢筒,出口内直径7.2 米。外筒为钢筋混凝土结构,高度230m。
本标段工程桩基根据不同的荷载要求采用了钢管桩、PHC 桩、水泥搅拌桩等桩型,在主体区域沉桩密度为1 根/2.5m2,其中锅炉基础桩长77m,软土地基中密集型长桩是本工程地基处理特点。
1.2 锅炉
1.2.1 锅炉为塔式超超临界锅炉,采用一次中间再热,平衡通风,单炉膛四角切向燃烧,最大连续蒸发量为2953t/h。
1.2.2 制粉系统采用中速磨煤机正压冷一次风机直吹式系统,一台锅炉配置6 台中速磨煤机和相应的皮带称重式给煤机。
1.2.3 烟风系统的配置为每台锅炉采用2×50%容量的三分仓立轴受热面回转式空气预热器、2×50%动叶可调一次风机、2×50%动叶可调轴流式引风机、2×50%动叶可调(或静叶可调)轴流式送风机、两组三室四电场电气除尘器。
1.2.4 #7,#8 机组的脱硫岛采用石灰石-湿法脱硫技术,一炉一塔,有GGH。
1.3 汽机
1.3.1 汽轮机为1000MW 超超临界单轴、四缸、四排汽凝汽式机组。高、中压缸整体总装到现场,低压内外缸均为水平中分,上下缸中分面法兰连接。发电机采用水-氢-氢冷却方式。
1.3.2 汽轮发电机组有八个轴承,其中一个为推力-径向联合轴承。
1.3.3 汽机调速系统采用数字式电液控制系统,控制油系统使用抗燃油。
1.3.4 给水泵配置为1×100%汽动锅炉给水泵和1×50%电动给水泵。汽动、电动给水前置泵均与主泵同轴,布置在汽机房运转层。给水泵汽机的排汽排至小凝汽器。
1.3.5 加热器的配置为“三级高加、四级低加、一级除氧”,高压加热器为每列两台双列布置。2×100%加热器疏水泵布置在除氧间底层,一台除氧器及水箱布置在除氧间45m。
1.3.6 主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道为采用ASTM A335 P92 或相当等级的材料。
1.3.7 热力系统大多采用单元制的系统。启动用辅助蒸汽管道接自电厂二期工程。
1.4 电气
1.4.1 本期2×1000MW 机组均采用发电机变压器组单元接线,发电机出口装设断路器,机组启动和正常停机的厂用电源通过主变压器倒送供给。
1.4.2 发电机电气系统以发电机-变压器组的单元制接线型式接入布置在厂内的500kVGIS 站,500kV GIS 配电装置为二厂500kV GIS 配电装置扩建通过6 回500kV 线路与上海500kV 环网相连接。
1.4.3 本工程设置停机/备用变压器1 台(暂定),高压侧为通过干式电缆从电厂一期工程的220kV 母线引接,低压侧电压分别为10kV 和3kV(暂定)。
1.4.4 发电机主回路封闭母线、厂用分支封闭母线和中压封闭母线均采用离相封闭母线,采用自冷式、微正压系统。
1.4.5 主变压器为三相式双绕组、强油循环风冷式、Yn,d11 接线、525±2×2.5%/27kV、Ud%=19.77,容量为3×380 MVA。
1.4.6 高压工作厂变为三相三绕组变压器, 容量为63/46/17MVA , 27 ± 8 ×
1.25%/10.5kV/3.15 kV、Uk1-2=11.5%(基于中压绕组容量)、Uk1-3=13.5%(基于低压绕组容量)、D,Yn1,Yn1,ONAF,有载调压、顶面油温升55K,分裂变。
1.5 热控
本期工程采用炉、机、电集中控制方式,两台机组合用一个集中控制室,位于两台锅炉之间。每台机组各设置一套分散控制系统(DCS);两台机组设置一套公用DCS,控制室以LCD 操作员站作为机组的主要监控手段,设置少量必要的紧急事故停机按钮;共设置两组大屏幕显示器。本期工程辅助车间(系统)采用车间集中控制方式,预留远期考虑联网实现单一控制室集中控制;烟气脱硫系统设置单独的DCS,两台机组的烟气脱硫合用一套。本期工程设置一套厂级实时监控信息系统(SIS)和一套厂级管理信息系统(MIS)。
2 施工特点
2.1 设备国产化
本工程主机设备由国内设计、国内制造,由于是首次,制造厂没有成熟经验,因此在加工制造、装配过程中可能会出现一些问题,包括交付进度等,给安装带来难度。
2.2 施工工期短
本工程计划2005 年7 月1 日开工(锅炉基础挖土),#1 机2008 年5 月28 日并网发电,同年10 月28 日完成168 小时试运行,建设总工期40 个月,比二期工程缩短近8个月。锅炉区域2005 年7 月锅炉区域挖土,12 月移交安装,2005 年12 月28 日开始锅炉主钢架吊装;主厂房区域2005 年11 月打桩,12 月开始基础施工,2007 年1 月25 日汽机房断水移交安装,2007 年2 月1 日汽机台板就位。建设周期非常短。
2.3 施工场地狭小
5#标段施工生产、生活总用地面积约为11.33hm2,6#标段施工生产、生活总用地面积约为6.95hm2,设备仓库用地1.35 hm2。根据《施工组织设计导则》,2×900MW 机组工程需施工临时用地面积约为35hm2;根据我公司在上海***电厂二期(2×900MW 机组)工程中的施工实践,百万千瓦等级电厂的施工建设,其5#标段施工总用地面积也约需33hm2,而与本工程#5 标段工作范围相当的施工场地,其所需合适的场地面积应为23hm2左右。因此,本期工程11.33hm2 的场地面积明显不足,将对施工带来较大的难度。除此之外,三期工程工期压缩必将要求施工面进一步扩大,需大量设备进场堆放,这也和施工场地本身的狭小是一对矛盾。
2.4 主线多、作业面广
锅炉安装是本工程施工的关键路线,为了使锅炉施工工期的矛盾得到缓解,锅炉基础先行汽机房基础8 个月施工;由于厂用电受电采用500KV GIS 站倒送电,因此,锅炉、汽机、电气都要全面进行施工,形成主线多、作业面广的局面,就必须进行合理的统筹安排:
★锅炉1 万多吨钢结构的吊装、近1 万吨受热面的吊装、7 万多只焊口的焊接以及检验等;
★发电机出线侧设置断路器、厂用电考虑500KV GIS 站倒送电,使汽机房基础施工、钢结构吊装、A 排外循环水管施工、凝汽器拼装、三变基础的施工、A 排外侧的安装等亦是重中之重;
★循泵房07 年3 月底交付安装,07 年12 月初要求循泵投运,厂区综合支架全部贯通,时间非常紧张;
★脱硫系统与主体工程同步建设,要求于冲管前同步投用等。由于主线多,必造成土建、安装作业面多,相互干扰多,涉及场地使用、道路交通、工序接口、资源共享、现场管理等多方面问题,安全及成品保护难度大,对施工会造成一定影响,需全面考虑综合管理的力度以及针对性措施。
2.5 技术难度高
考虑到三期工程的设备技术特点,我们在施工前期、施工过程中重点攻克以下技术难点(具体的施工方案、措施详见第六章“主要施工方案”章节):
锅炉基础大体积混凝土的施工;
煤仓间箱形柱的制作;
主钢架吊完后就吊受热面,副钢架与受热面同时吊装,对主钢架主吊机能级的选择以及副钢架与受热面同时吊装时的吊机选择;
P92、超级304 等新钢种在现场的大量使用;
1 万多只镜面焊口的焊接;
地面组合率低,高空焊接和拍片作业量大与进度的矛盾;
汽机低压缸现场拼装防变形;
主钢架和受热面吊装过程安全控制;
锅炉本体膨胀和汽机本体膨胀;
锅炉炉膛几何尺寸的控制;
汽机轴系振动的控制;
前置泵不设临时滤网,确保系统清洁度的要求;
只设一台100%汽动给水泵,对系统试运可靠性带来的难题。