安防之家讯：卞晓东　郭晓克
（东北电力设计院，吉林　长春，130021） 华能营口电厂二期工程（2X600MW超超临界机组）工程设计特点介绍
关键词：2X600MW超超临界机组工程，设计特点
0前言
华能营口电厂二期工程(2X600MW机组)是国家重点建设项目，是我国实行项目核准制以后第一批得到政府核准的大型电力工程项目，是我国第一台国产600MW超超临界燃煤发电机组。该工程设计突破了繁多工程技术难关，为我国超超临界机组建设、设计积累了丰富的经验，为我国在600MW超超临界机组技术填补了空白。同时华能营口电厂二期工程的开发建设，对满足东北地区尤其是辽宁省负荷中心负荷增长的需要有重要意义。同时对辽中地区电网电压调整，保证电压质量也将起到积极的作用。
本工程2003年8月完成了华能营口二期工程可行性研究报告及审查。2004年7月完成了本工程初步设计。2004年12月完成本工程初步设计审查。2004年12月国家发改委正式核准华能营口电厂二期工程项目，使该工程正式进入施工建设阶段。此工程于2005年4月30日开工，历时28个月，建设工期24个月（扣除两个冬季停工4个月）。本文对此工程设计特点进行介绍。
1工程概况
华能营口电厂位于辽宁省营口市鲅鱼圈区（即营口经济技术开发区），距营口市63公里。厂址东接海星村，南靠墩台山，西连鲅鱼圈港，北临渤海湾。整个厂区为劈山填海而成，采用阶梯式布置。储灰场在滩涂上围海建坝，距厂区4.2公里。
电厂一期工程安装2台原苏联进口的320MW超临界燃煤发电机组。1992年8月主体工程开工，1996年1月1号机组投产，1996年12月2号机组投产。
华能营口电厂二期工程安装2×600MW国产超超临界燃煤发电机组，三大主机均为国产设备，采用哈尔滨三大主机制造厂设备并同步建设烟气脱硫设施。
本工程建设场地是利用一期工程预留的扩建区域，厂区总平面布置、施工场地及厂区防波堤根据扩建条件进行规划设计，并充分考虑依山傍海自然周围环境特点，优化总平面布置，达到工艺流程合理、功能分区明确、节约用地、减少土石方工程量的目的，最大程度地降低工程投资。
本期工程设计及校核煤种均为山西晋北烟煤。电厂燃煤采用铁路、水路联运方式。燃煤由山西大同矿务局经铁路运至秦皇岛下海，海运至营口鲅鱼圈港煤码头，厂内采用胶带运输。
锅炉点火采用等离子点火装置，备用方案采用0号轻柴油。
贮灰场在电厂西北角的4.2km处海滩上，在滩涂上围海建坝而成，距厂区4.2公里。
电厂出2回500kV线路接入营口地区拟建的500kV渤海变电所每回线路长度约为50km。
2设计指导思想和原则
2.1按照建设节约型社会及节能减排政策要求降低能源消耗和满足环保要求，以安全可靠、高效环保、经济使用、系统简单、备用减少为原则，使其成为节约环保型示范燃煤发电厂。
2.2按照示范性电厂的思路，进行模块化设计和优化，推动同类机组设计的标准化、模块化、规范化工作。
2.3在系统方案的确定、主（辅）机设备选型中贯彻和体现：
1）提高电站运行可靠性和电站环保性能。
2）通过合理布置及拟定系统方案，降低工程造价。
3）通过提高设备质量及电厂控制水平，优化系统，提高效率，减人增效，降低发电成本。
4）优化本期工程厂区布置方式，进行厂区总平面和竖向设计标高及施工场地布置，做好电厂本身及与周围环境的协调。厂区总平面布置要充分考虑与相关产业的关系，使厂区内布局合理。
5）合理选择并优化工艺系统，最大限度地达到节约用水。
6）采用模块化设计，用先进的设计手段，优化布置，设备布置紧凑、工艺管道短捷，建筑体积合理，施工周期短，工程造价低。
7）系统的配置应力求简单实用，备用设备和备用容量应合理，选用优质高效的主辅机设备，通过经济技术比较优先采用成熟技术。
8）根据地形条件和主要建构筑物地基情况合理选择竖向布置方式，避免高挖深填，做到厂区满足防排洪要求、排水顺畅，厂区、施工区和建构筑物基槽余土土方综合平衡，主要建构筑物地基处理费用合理，厂内外设施标高衔接适当。
3工程特点
3.1厂区总平面布置
厂区采用二列式的布置格局，即从东北到西南依次为开关场、主厂房。电厂贮煤设施布置在厂区的西南侧。本期电厂总平面按功能分为配电装置区、主厂房区、脱硫设施区、贮煤设施区、辅助附属设施区、除灰设施区等。
经过多方案优化后确定总平面布置方案为本期主厂房A排与一期主厂房A排错开18m，变压器布置在现有循环水管沟的南侧。
本期主厂房共建15跨148.2m，主厂房A排至烟囱中心线的距离为190.83m。
新建主厂房与原有主厂房脱开10m，主要是考虑新老厂房的基础不要碰撞，并且满足防火要求。
配电装置区布置在厂区的最北侧，该区布置500kVGIS及网络继电器室。配电装置与汽机房A排相距132m。电厂两回500kV出线。
燃煤设施区布置在厂区西侧区域内，该区布置有贮煤场、栈桥、碎煤机室、转运站等。新建条形煤场一座。贮煤场与港口紧邻布置，因此，输煤系统布置在厂区南侧区域符合工艺流程的要求。
脱硫设施布置在烟囱后，脱硫场地上布置有吸收塔、GGH、增压风机、脱硫电气控制楼、事故浆罐等。
新建的脱硫吸收剂制备设施布置在厂区南侧，有石灰石制备和贮存、石膏制备等建构筑物，该部分布置在厂区边缘对厂区环境有利。
除灰设施区布置在脱硫区南侧，布置有灰库、灰渣泵房。除灰设施区布置在该处，架空管线短捷、顺畅。
经过优化设计，本工程2X600MW超超临界机组厂区围墙内用地面积13.7 hm2，单位容量用地面积0.114 m2/kW。
厂区地形西南高，东北低，呈三级台阶。第一级台阶高程7.20m，第二级台阶高程10.80m，第三级台阶高程13.50m；
厂区南侧为一期电厂岩质人工边坡，最大高差50m。
根据厂区现有竖向布置的特点，厂区竖向继续采用阶梯布置方式。主厂房区的布置本期沿主厂房从北向南设置一道阶梯，高差为6.0m。
3.2主机
本期工程安装2×600MW超超临界燃煤机组。锅炉、汽轮机、发电机采用哈尔滨锅炉厂有限公司、哈尔滨汽轮机有限公司、哈尔滨汽轮发电机有限公司的产品。
3.2.1锅炉
超超临界、变压运行直流炉、带启动循环泵、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、墙式切圆燃烧、紧身封闭结构、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型。


名 称 单位

BMCR

BRL

过热蒸汽流量

t/h

1795

1622

过热器出口蒸汽压力

MPa(g)

26.15

25.96

过热器出口蒸汽温度

℃

605

605

再热蒸汽流量

t/h

1464

1331

再热器进口蒸汽压力

MPa(g)

4.84

4.39

再热器出口蒸汽压力

MPa(g)

4.62

4.19

再热器进口蒸汽温度

℃

350

338

再热器出口蒸汽温度

℃

603

603

省煤器进口给水温度

℃

293

286

保证热效率（按低位发热量）

%

93.22

——

一次风率

%

24.5

25.9

炉膛出口过剩空气系数

--

1.15

1.15

3.2.2汽轮机
超超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、单背压、凝汽式汽轮机。汽轮机具有八级非调整回热抽汽，给水泵汽轮机排汽进入主机凝汽器。汽轮机额定转速为3000转/分。


名 称 单 位

TRL工况

T-MCR工况

VWO工况

THA工况

功率

MW

600.000

624.100

646.900

600.000

热耗率

kJ/kWh

7637

7447

7469

7428

主蒸汽压力

MPa(a)

25.0

25.0

25.0

25.0

再热蒸汽压力

MPa(a)

4.30

4.33

4.54

4.12

主蒸汽温度

℃

600

600

600

600

再热蒸汽温度

℃

600

600

600

600

主蒸汽流量

t/h

1709.232

1709.232

1795.000

1622.487

再热蒸汽流量

t/h

1389.123

1398.132

1464.445

1330.774

高压缸排汽压力

MPa(a)

4.78

4.81

5.04

4.58

低压缸排汽压力

kPa(a)

11.8

4.9

4.9

4.9

低压缸排汽流量

t/h

970.433

972.811

1012.721

932.235

补给水率

%

3

0

0

0

3.2.3发电机
发电机主要参数汇总表：


序 号 名 称

单位

数据或型式

1

额定容量

MVA

667

2

额定功率

MW

600

3

最大连续输出容量

MVA

641

3

额定功率因数

0.9(滞后)

4

额定氢压

MPa

0.4

5

额定电压

KV

20

6

励磁方式

机端自并励静止励磁

7

冷却方式

水-氢-氢

3.3燃烧制粉系统
制粉系统采用中速磨煤机、正压直吹式制粉系统，每台锅炉配6台中速磨煤机，其中1台备用。
烟风系统采用平衡通风方式，空气预热器为三分仓双密封回转再生式空气预热器，由于营口电厂所属地区历年平均温度9.0℃，历年极端最低气温-28.7℃,为避免预热器冷端低温腐蚀，在空气预热器一次冷风、二次冷风的进口处均加装暖风器，以提高空气预热器进口风温。
3.4汽机旁路系统
此工程的旁路系统采用高压一级旁路系统，旁路容量按只满足机组启动功能设计。高旁容量为BMCR工况下30%BMCR蒸汽量，旁路阀采用电动。旁路从主蒸汽管道接出，经旁路阀后接至凝汽器喉部的减温减压器，减温水来自凝结水系统。
主蒸汽管道和再热器管道采用P92、过热器应用SUPER304、HR3C等大量新材料、新钢种，对促进国内钢铁制造业发展起到了推动作用
3.5主厂房布置
从A排起依次布置汽机房（除氧器布置于汽机房）、煤仓间、锅炉房。汽轮发电机组的机头朝向扩建端，纵向顺列布置。汽机房运转层采用大平台。两机之间设置检修场。两台机组合用一个集中控制楼。汽机房跨度为35.000m，运转层标高14.200m，总长度148.200m。
锅炉采用紧身封闭结构布置，锅炉运转层标高17.000m。送风机和一次风机均布置在锅炉房后部，脱硝装置布置在炉后风机室上方，吸风机布置在电气除尘器后。每炉采用两台双室四电场电气除尘器。两台炉合用一个单管烟囱。
汽机房A排柱中心线至烟囱中心线间距190.830m。
汽机运转层为大平台结构，汽轮发电机组、除氧器及二台50%容量的汽泵均布置在上面。5、6号低加布置在运转层靠近A排侧。
本工程的主厂房设计是目前国内同容量机组中布置最为紧凑、容积最小、造价最低的主厂房。
3.6海水淡化系统
本期工程锅炉补给水和部分淡水采用海水淡化，采用海水反渗透（SWRO）海水淡化工艺方案。本期工程2×600MW超超临界机组正常淡水用量为362 m3/h。
在海水预处理采用传统的混凝过滤作为海水预处理。
海水反渗透浓水及过滤器排水排入循环水排水沟，和循环水排水混合后，直接排至附近海域。
3.7全厂水务管理和水量平衡
本期工程的冷却水采用海水直流供水，其它淡水由海水淡化提供。为了节约用水，降低淡水用量，在设计过程中，本着节约用水，一水多用、循环使用和废水回收利用的原则，进行了全厂水务管理和水量平衡。
本期工程耗水量为360m3/h。用水指标冬季和夏季均为0.0833 m3/（s·GW），不包括脱硫用水的冬季和夏季的用水指标均为0.0509 m3/（s·GW）。
3.8水工附属构筑物的合并设计
在安全可靠的前提下实现工艺流程合理，功能分区明确，布置紧凑，节约用地，降低工程造价，本工程设计对水工附属构筑物采用合并设计。海水淡化海水供水泵房、消防水泵房、工业废水处理站、含油废水处理站、生活污水处理站采用构筑物合并布置设计方式，这样既节约占地，做到功能分区，同时对电厂的运行提供了良好的集中管理模式，便于压缩运行管理人员配置。
3.9工程投资
本工程静态投资价格水平年为2003年，调整后本工程限额设计控制指标为499155万元，单位造价4159.6万元。
本工程经过优化设计，静态投资为414633万元，单位造价3455元/kw，低于限额设计84522万元。工程动态投资为447664万元, 单位造价3730.5元/千瓦。
4主要技术经济指标
经过设计优化，本工程主要经济技术指标如下：
本期厂区占地面积（hm2）13.7
每万千瓦占地面积（m2/kW）　0.114
全厂热效率（%）44.785
发电标准煤耗率（g/kwh）274.65
全厂厂用电率（%）　6.623（换算系数法）
耗水量（m3/s.GW）　0.0833

作者简介：
卞晓东，1963年出生，东北电力设计院设计总工程师，电厂热能动力专业，教授级高级工程师。1986年毕业于西安交通大学。从事发电工程技术与项目管理工作。
联系电话：0431-85798700　E-mail: bianxiaodong@nepdi.net
郭晓克，1955年出生，东北电力设计院副总工程师，电厂热能动力专业，教授级高级工程师，中国电力工程顾问集团特级专家。1982年毕业于东北电力学院。从事火力发电厂工程设计技术管理工作。
联系电话：0431-85798076　E-mail: guoxiaoke@nepdi.net

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