解析电厂主厂房设计
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火力发电厂厂房结构设计技术分析摘要: 本文结合某燃煤电厂(2×600MW 机组)主厂房结构设计,阐述在海滨环境下火力发电厂主厂房土建结构设计中应注意的细节与设计要点,力求在设计中着重考虑不利环境对主厂房结构构件正常工作的影响关键词: 火力发电厂结构设计现浇钢筋混凝土基础设计防腐1 引言火力发电厂的主厂房是一个专业密集型、技术难度大且最关键的项目,同时主厂房结构设计的合理与否直接影响到其后施工质量的水准,对创造良好的环境以保证机组长期运行有效有着决定性的意义。
本文结合某燃煤电厂(2×600MW 机组)主厂房结构设计,阐述在海滨环境下火力发电厂主厂房土建结构设计中应注意的细节与设计要点,力求在设计中着重考虑不利环境对主厂房结构构件正常工作的影响。
2 主厂房结构型式主厂房结构型式的选用应本着有利于降低工程造价、缩短建设周期、结构美观、符合环保且满足使用环境要求的原则,力求构配件标准化、通用化,便于工厂化生产;扩大干作业的范围,能尽早进入安装阶段;为土建、安装辟开通道,便于分段流水作业和连续施工;在部分机组投产后,能使施工与生产运行通过屏蔽实现隔离。
这些是衡量现代大型火电厂高大厂房结构形式及体系合理、先进与否的重要标准。
本工程主厂房主要采用了现浇钢筋混凝土结构框架及钢-钢筋混凝土组合结构楼面结构。
钢结构具有重量轻、强度高、抗震性能好、施工速度快、建筑物内部净空间大等优点,但作为滨海环境的主厂房结构构件,其主要缺点有:(1)钢结构的防腐。
钢材的腐蚀会使结构过早的破坏,防腐蚀是钢结构的一个重要问题, 尤其是处于滨海环境状态下的火力发电厂,该问题显得更为重要。
(2)钢结构的防火,即在钢结构表面加喷防火涂料或外包防火材料,国内大多数防火涂料尚处于起步阶段,虽然能满足防火设计要求,但造价很高,需定期维护。
另外,外包防火材料又会增加结构自重而失去钢结构的意义。
近年来,随着定型钢模、滑模、钢筋自动对接焊接、混凝土工厂化生产、泵车运输浇灌混凝土等施工工艺的发展,现浇钢筋混凝土结构的使用将越来越广泛。
电厂主厂房建筑结构设计研究摘要:随着我国电力行业的不断发展,电力的发展对于促进人们生活水平方面起到重要的作用,电厂主厂房的规模也在不断扩大,大容量的电力机组在厂房中的应用越来越广泛,对于厂房的设计提出更高的要求。
其中,电厂的主厂房是发电厂的核心部分,主厂房的负载较重,使用钢筋混凝土的建筑结构设计已经不能适应当前电厂发展的要求。
而且主厂房的建筑结构质量对于电力系统的正常运行起到重要的作用,需要将主厂房的设计作为一项重要的工作来完成。
文章将从电厂主厂房建筑结构设计中的技术问题方面进行分析,提出相应的措施。
关键词:电厂主厂房;建筑结构;技术问题;措施我国社会经济快速发展的背景下,电力行业也在不断发展,各行各业对于电力需求越来越多,电力行业也迎来新的契机,电力企业需要对当前的供电系统进行不断完善,能够保证电能的正常输送。
电厂主厂房的质量也是保证电力系统正常运行的核心部分,对于电厂的改革也成为当前电力企业改革的重点,要保证电厂主厂房的质量,需要从施工技术和施工管理两个方面进行分析,要确保工程建设的质量,电厂主厂房建筑结构的设计十分复杂,而且技术含量相对比较高,会融合各种专业中的技术,属于工业设计中的重点。
对于主厂房的设计需要相关的设计人员具备丰富的设计经验,能够把握建筑结构设计中的重要技术。
1电厂主厂房的结构形式我国电厂主厂房的布局逐渐形成固定的框架结构,主厂房中的布置结构建筑体积比较大,空间的利用率相对比较小,而且结构设计需要根据实际情况进行分布,进行科学合理的结构布置。
(1)主厂房的支撑结构,大型发电厂的布置一般都会选择钢框架加上支撑结构,在发生地震时,能够较好地协调钢框架和支撑受力性能,具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度;如果厂房中各种设备布置过于集中也会造成很多的问题,需要将各种设备的布置做好分配,能够起到保护厂房的效果,也能够满足抗震设计的要求。
(2)厂房截面结构,当厂房的结构过于复杂时,也会增加厂房结构的地震反应,在钢结构的支撑下,减少支撑的面积,能够增加厂房钢结构的刚度,有效保护厂房,厂房钢结构面积会受到很多因素的影响,厂房的结构设计需要考虑到厂房的支撑面积,保证厂房整体的稳定。
某火力发电厂主厂房结构设计分析[内容摘要]:本文对某火力发电厂2×600MW机组主厂房结构做了设计分析,在此基础上提出了主厂房设计应注意的问题。
关键词:火力发电厂;主厂房;结构设计一、主厂房布置汽机房跨度为30.00m,共15个柱距,柱间距为10m,两台机组间设一道伸缩缝,双柱插入距为1.5m,纵向长度151.5m。
汽机房共分三层(0.00m、6.90m、13.70m),屋架梁底标高为28.00m,吊车轨顶标高为25.40m。
汽机房设置三层毗屋,横向跨度6.0m、柱间距10m、纵向长度为30m×2。
侧煤仓间横向跨度15m,纵向共8个柱距,磨煤机处柱间距为10.00m,磨煤机检修场地柱间距为8.80m,头部转运站柱间距为10.70m,纵向总长度为79.50m。
煤仓间共分三层,0.00m层布置磨煤机, 13.70m为给煤机层,36.20m为皮带层,屋面顶标高为41.00m(头部转运站屋面49.00m)。
汽机房和锅炉、煤仓间之间设置炉前平台,间距7m,主要布置电控、化学、暖通房间;锅炉煤仓间之间设置炉侧平台,间距9.25m ,其中30.7m露天布置除氧器,其余主要为管道支吊层。
集控楼单独布置于汽机房固定端;锅炉电子设备间布置在锅炉本体的运转层内;等离子点火装置室、凝泵变频室布置在锅炉本体0米。
二、主厂房结构1.主体结构型式汽机房、煤仓间、锅炉均为独立的结构单元:汽机房横向为框、排架,纵向为框架结构;煤仓间纵、横向均为框架结构;炉架采用钢结构,由锅炉厂设计、供货。
2.结构单元之间的连接炉前、炉侧平台均采用滑动铰接。
铰接固定端设在汽机房或煤仓间的柱牛腿上,滑动端设在锅炉炉架柱的牛腿上。
固、扩建端山墙柱顶与汽机房屋面钢梁铰接,柱脚与汽机加热器平台钢筋混凝土柱刚接,屋面相应位置处设通长钢次梁兼刚性系杆以传递水平力。
加热器平台与A、B列柱铰接连接,和汽机房成为同一结构单元。
汽机基座为独立的结构体系,汽动给水泵采用隔振基础支撑在加热器平台大梁上。
火力发电厂主厂房结构设计与分析当前,随着社会经济的不断发展以及我国电力产业结构的调整,火力发电厂的装机容量也在不断的增大。
在火力发电厂中主厂房结构的设计对于发电工艺以及工程的效益等有着直接的影响。
所以,加强主厂房的结构设计有显得非常重要。
标签:火力发电厂主厂房结构设计1工程概况某电厂装机容量为2×300MW燃煤直接空冷机组,场地面积约为550×350m2。
主要设计技术数据:基本风压:0.52kN/m2,地面粗糙度:B类,场地土类别:Ⅰ类(主厂房区域),抗震基本设防烈度:地震动峰值加速度为0.05g,对应的抗震设防烈度为6度,地震分组第三组,特征周期为0.45s。
2结构布置与选型2.1平面与竖向布置主厂房应按照工艺流程进行平面布置和竖向布置。
(1)平面布置:主厂房采用汽机间、除氧煤仓间、锅炉间三列式布置方式。
主厂房为三炉两机,预留一炉一机,总长138.4m,汽轮发电机单机容量25MW,锅炉容量300t/h。
横向跨度分别为:汽机间24m,除氧煤仓间13.5m,锅炉间36m。
(2)竖向布置分别为:汽机间8.00m层为汽机运转层,包括汽机基座、加热器平台、出线小室、检修平台等。
汽机间内有一台50t桥式吊车,用于汽轮机的安装与检修,桥吊轨顶标高17.500m,汽机间屋架下弦标高20.800m。
(3)除氧煤仓间管道层标高4.500m,机炉控制室、电子设备间标高8.000m,除氧间运转层15.000m、煤仓间皮带层27.000m,屋面标高31.500m。
(4)锅炉间为非封闭式建筑,包括锅炉钢架和运转层,运转层平台标高8.000。
2.2结构布置与选型(1)结构布置的原则。
①主厂房的平面布置,力求简单、规则、平直、整齐合理、受力明确、质量和刚度均匀对称。
质量大的跨间不宜布置在结构单元的边缘,质量大的设备宜设置在距刚度中心较近的部位。
如根据煤斗的位置布置框架时,应使煤斗尽量布置在框架正中,少做较长的悬臂结构,并不宜在悬臂结构上布置重设备。
关于火力发电厂主厂房结构选型探讨近几年来,随着我国经济技术的快速发展,电力建设以及建筑技术也在同步发展起来,因此也带动我国的电厂建筑设计水平,有了飞跃的进步和发展,本文先介绍了火力发电厂主厂房的概况及结构布置所要遵循的原则,接下来分三类说了主厂房的结构选型,最后对主厂房的安全结构提出了一些建议。
【關键词】火电厂;主厂房;结构;建议一、火力发电厂主厂房概况及结构布置遵循原则火力发电厂的主厂房结构设计一直是电力设计的一项重要内容,而现在随着国内燃煤机组容量的不断扩大,火电厂对主厂房的土建设计和施工设计技术有了更高、更多、更新的要求。
主厂房作为电力工程的重点,其里面包含了火力发电厂各种重要的设备、管道、电缆及仪器仪表控制设备。
主厂房跟一般建筑物特点不大相同,其特点为体积较为庞大、楼屋面错层比较多、楼面活荷载大、集中荷载不但多而且大、荷载的分布不均匀、起重机吨位较大,并且风荷载也较大,给结构设计带来一定的难度。
因此,如何更好地选择火力发电厂主厂房的结构,以达到最佳的承载能力,借此提高主厂房的设计、施工技术,进而更好的推动火力发电厂的发展,有着十分重要的意义。
主厂房结构一般分为三种结构,钢筋混凝土结构、钢结构及钢—混凝土结构。
钢结构在实际工程中应用较少,主要原因是其预算造价过高;而型钢-混凝土结构目前还处在理论研究阶段,在已建成的混凝土建筑中也没有实际的应用。
钢筋混凝土在日常的土建中,比较经济、实用,不管是从结构布置特点还是从其动力特征及经济方面进行比较,都是应用比较广泛地一种混凝土结构。
本文就着重对这三种混凝土结构,钢筋混凝土、钢结构以及钢—混凝土组合结构分别进行了详细的介绍及说明。
在介绍之前,首先也应该了解一下一般主厂房的布置所应遵循的原则,这样才能更好的进行后续施工,以达到更好的施工效果。
一般主厂房结构布置主要应遵循以下原则:1.严格按照施工工艺的布置要求,保证顺利安全的安装好厂房、让工艺正常运行及设备检修比较便利;2.结构的可靠性要得到相应的保证,同时充分的保证主厂房及设备的合理性和耐久性;3.充分的发挥各种施工材料的性能,并积极的指导新技术、新结构、新材料的引进;4.在结构可靠度得到保证的前提下,对结构进行更优化的设计,同时节省材料,缩短施工工期,已达到降低整个工程的造价。
电厂主厂房建筑方案电厂主厂房建筑方案电厂主厂房建筑方案是指在电厂建设中,为了满足电力生产设备的安装和运行需求,所设计的主要建筑物的方案。
主厂房是电厂的核心部分,承载着发电设备及相关设施的安装,同时也要考虑到工作人员的操作和管理。
一、建筑设计原则1. 安全可靠:主厂房必须具备良好的结构稳定性和抗震能力,以保障设备和人员的安全。
2. 合理布局:主厂房内设备的安装和管理需要方便快捷,因此厂房内部的布局应合理规划,确保各个区域之间的协调性和通行便利性。
3. 功能合理:根据电厂的规模和生产工艺要求,合理设置发电机组、控制室、机房、调度室、办公区等功能区域,以提高工作效率。
4. 节能环保:在建筑材料的选择和结构设计上要尽量考虑能源和环境的保护,降低电厂的能耗和对环境的污染程度。
二、建筑区域划分主厂房建筑区域一般可以划分为以下几个部分:1. 机组区域:用来安放发电机组和辅助设备的区域。
该区域应具备良好的通风、散热和防尘措施,以保证发电机组正常的运行和维护。
2. 控制室区域:作为电厂主要的操控和监测中心,该区域应采用隔音隔振设计,确保操作人员能够清晰地听到声音,并且不受到震动的干扰。
3. 办公区域:为电厂管理人员提供办公场所,包括办公室、会议室、餐厅、休息区等。
该区域应布局合理,保障员工的工作和生活需求。
4. 调度室区域:作为电厂的调度指挥中心,该区域需要与其他区域保持良好的联动,并设置适当的安全措施,防止电力系统的突发事故。
三、建筑材料与结构设计1. 材料选择:主厂房的结构材料应具有较强的强度和耐久性,并且要防火、隔热、隔音、防腐等。
常见的材料有钢结构、混凝土结构、耐火材料等。
2. 结构设计:主要结构设计应符合国家相关建筑规范和电厂的要求。
设计时要考虑到建筑物的自重和外载荷,以及抗风、抗震等能力。
四、安全措施1. 灭火系统:主厂房应配备灭火设备,包括消防栓、灭火器、喷淋系统等,以确保火灾发生时能够及时扑灭。
2. 安全通道:主厂房内应设置安全通道,方便人员疏散和设备维护。
198YAN JIUJIAN SHE试论电厂主厂房建筑结构设计中技术问题Shi lun dian chang zhu chang fang jian zhu jie gou she ji zhong ji shu wen ti施翊在电厂建筑结构中,主厂房结构是否具有安全性、稳定性,将关系到整个电厂能否实现安全运营。
结合电厂主厂房建筑结构特点,本文从结构分区设计、承载力分析和节能环保设计等方面对建筑结构设计技术问题进行了探讨,然后提出了问题改进措施,为关注这一话题的人们提供参考。
伴随着电力事业的快速发展,大量电厂主厂房建筑得到了建设。
但就目前来看,电厂建筑在结构设计方面容易出现技术问题,导致建筑在安全性、稳定性和节能环保性等方面无法达到要求,不利于建筑的可持续利用。
因此,还应加强电厂主厂房建筑结构设计的技术问题研究,以便采取科学的设计方法,使建筑结构设计能够满足电厂运营需求。
一、电厂主厂房建筑结构特点现阶段,电厂主厂房中主要布置锅炉、汽轮机和发电机三大机组设备,需要保证建筑结构设计符合相关工艺需求,并且能够加强功能分区,对于各种设备合理适用和安全,保证结构协调,尽可能降低花费的成本。
电厂主厂房建筑需要根据内部设备分布情况实现结构合理布置,支撑结构多采用钢框架结构,以便在地震发生时对钢框架和支撑受力性能进行协调,促使结构具有较强抗震性能和抗侧刚度。
在内部设备布置集中的情况下,采取该种布置形式能够加强厂房保护。
在截面结构设计上,如果结构过于复杂将导致结构地震反应增加,因此还应减少支撑面积,使结构刚度得到增强。
二、电厂主厂房建筑结构设计技术问题1.结构分区设计问题电厂主厂房建筑结构拥有较多分区,在设计时需要结合设备需求完成多样结构布置。
实际在设计技术应用中,容易出现结构与专业工艺无法较好融合的问题,导致工程建设进度受到影响。
比如在锅炉运转区域的结构设计上,多采用半露天结构形式,上部结构保持敞开,下部利用封闭结构加强管理。
解析电厂主厂房设计
[摘要]电场主厂房是电厂生产的核心区域,因此在设计中应充分考虑各方面因素对厂房功能、质量的影响,确保设计出功能合理的厂房,为投入运行后实现安全生产打基础。
[关键词]问题;原则;取值
前言
随着科学技术突飞猛进的发展,火力发电厂的单机容量不断增大,主厂房的设计方案越来越多。
主厂房作为发电厂中最重要的建筑,它的结构选型、设计方案直接关系到能否满足发电要求及工程是否经济。
1.关于主厂房具体设计之前应思考的问题
在做此项设计之前,首先应思考建筑本身的意义及自己对设计的追求,也就是说如何树立自己的建筑价值取向。
这步至关重要,很多人拿了设计题目后就埋头苦干,集中精力在“做”上面,却没有在“想”上多花功夫。
这样的设计只能说是没有错误的设计,但深度上会有所欠缺,所以先建立自己的建筑价值观,定位一个努力的方向是做设计前应该思考的,有了目标后,自身常常会陷入一种自问自答的状态,伴随着越来越丰富的履历与理论的影响,自己该走的那条路也渐渐明晰起来。
建筑最终体现的是一种对人文的关怀,对用于发电生产的电厂主厂房也不例外,在设计之前也应做好充分的思考,使设计更科学、实用、经济、合理,这才是我们追求的目标。
2.电厂主厂房的设计
目前,国内外火力发电厂的主厂房主要采用了三种结构形式与体系:钢结构主厂房、装配式混凝土结构、现浇混凝土结构。
钢结构主厂房的特点如下,结构布置灵活、多样;大部分构件可工厂化生产;自重轻,降低造价;抗震性能优异;但是防火性能差,且增加了防锈、防腐维护工作。
装配式混凝土主厂房结构从50mw到300mw 机组,装配率从50%提高到85%~95%,构件吊高从30m增至60m 及以上,单件重从20t增加到100t,起吊设备从20t/600tm增至(100~120)t/3000tm,适用于100mw~125mw及以下机组。
现浇混凝土结构的特点,缩短工期;结构整体性好,节约用地,降低综合造价,节约钢材。
3.电厂主厂房的设计原则
主厂房设计主要遵循如下原则:确定结构形式与体系。
目前,国外的火力发电厂主厂房主要采用钢结构形式,国内常采用的钢筋混凝土结构;设计参数。
主要考虑的参数有:基本风速、风压、雪压,抗震设防烈度,基本地震加速度,当地的土壤类别及大气中的成分;荷载分析。
主要荷载有:雪荷载,风荷载,设备、管道活塞荷载,永久荷载,积灰荷载,地震荷载和偶然荷载。
根据规定进行荷载效应组合后计算构造要求进行设计;计算分析方法。
主厂房结构计算分析采用中国建筑科学研究院satwe有限元整体空间分析程序进行联合空间结构计算,充分考虑各构建的相互作用,使计算模型最大限度的反映结构的实际受力状态,计算出较精确的内力值;
一个典型的钢结构主厂房的设计,主厂房采用框排架结构体系。
汽机房采用门式刚架体系,除氧煤仓间采用框架体系。
框排架是厂房骨架的主要承重构件,各个框架之间由屋面结构、屋盖纵横向支撑、现浇混凝土楼盖结构、柱间支撑以及其他纵、横两向抗拉构件连接在一起,组成一个框排架传递竖向荷载、柱间支撑和屋盖支撑传递水平荷载的空间工作结构体系。
4.电厂主厂房设计中的荷载取值
在主厂房的设计中,必须针对框架的梁、柱、支撑、柱脚内力、连接节点等不同的构件,采用不同的荷载组合系数,选取最不利组合形式,设计出最优的截面。
电厂主厂房的设计,主要应考虑以下基本荷载:永久荷载取值时需要考虑结构、煤斗、除氧器等设备的自重和栈桥传来的自重压力等。
可变荷载的取值根据dl5022——93《火力发电厂土建结构设计技术规定》规定的各层楼面荷载,工艺要求的设备及管道运行荷载,煤斗中的煤、除氧器中的水,栈桥传来荷载,炉前吊质量等。
此种荷载用于主框架承载计算。
单机容量大于300mw的发电厂,其屋面、楼(地)面荷载的取值视实际情况而定。
吊车荷载,汽机房、锅炉房、灰桨泵房、修配厂、检修间及引风机室等的吊车应按轻级工作制设计。
燃煤及除灰建筑的桥式抓斗吊车应按重级工作制设计。
吊车竖向荷载值为吊车质量及吊车自质量之和。
吊车纵向刹车荷载值为作用在一侧轨道上最大轮压值之和的10%吊车横向刹车荷载值为横行小车质量和额定起重质量之
和的8%。
对于以风荷载为主的建筑物,如主厂房山墙等,设计风
荷载与其他活荷载组合时,其荷载组合值系数取1.0。
荷载效应组合主要依据《火力发电厂土建结构设计技术规定》中的有关规定进行取值。
在验算柱框架强度时,可变荷载应该考虑进行折减;验算次梁强度时,可变荷载无需进行折减;验算主框架变形时,荷载使用折减后的标准值;验算次梁变形时,荷载使用未折减的标准值。
5.电厂主厂房设计中的抗震问题
火力发电厂的主厂房一般都是采用典型的框排架结构,根据研究已有的地震灾害发现火力发电厂的纵向震害小于横向震害。
简化的地震反应计算方法,定义层间屈服强度系数为:ζ(i)=qy(i)/qe(i)其中q(i)为第i层的屈服剪力,qe(i)为第i层弹性地震剪力。
以各断面ζ(i)为震害判据,根据ζ(i)与震害的统计关系,判断各层震害,再综合判断整体震害。
预测流程主要为:将复杂结构简化成多自由度系统,用底部剪力法来计算水平方向上的地震力;采用结构力学中的方法,将连接框架与排架的细杆上的内力计算出来,并且解偶联框架与排架;分别参照预测排架、框架所受震害的方法,计算出关键断面的ζ(i),然后进行比较,根据结果判断各断面所受的震害大小;最后综合判断主厂房所受的震害情况。
现有的一些试验和钢筋混凝土实测应变分析表明,剪力墙承受结构的大部分抗震作用,剪力墙的屈服强度在很大程度上影响结构的承载能力和变形,其对应的屈服荷载接近于结构的极限荷载。
在剪力墙屈服以后,其刚度降低,承受的剪力减少,框架的水平荷载最多可增加到总荷载的25%,连梁、框架梁柱很快随之屈服,于
是整个结构发生侧移。
由于模型结构的弹塑性性能逐步发展,结构的变形特点发展到以剪力变形为主的剪切性,但是结构的位移明显增加,剪力墙屈服达到最大荷载值时,相应的结构位移增幅高达200%。
在地震波的作用下,结构的屈服顺序为:剪力墙根部→框架各层梁端→框架各柱根部。
6.火力发电厂钢筋混凝土主厂房抗震设计时应注意的问题
火力发电厂钢筋混凝土主厂房抗震设计时应注意剪力墙混凝土的强度等级和框架柱混凝土的强度等级不应差别过大,而且剪力墙的配筋还有必要改进;剪力墙先屈服,框架柱再屈服的破坏模式是一种比较理想的抗震结构型式。
因此,采取一定措施让剪力墙率先屈服后,框架不是随之破坏而是还可承担一定的地震作用,延长结构的破坏过程;框架顶层各构件的截面和配筋不宜过多地减少或削弱,在底层框架中,应特别注意加强柱脚的变形和耗能能力;在进行抗震设计时,要进行在极端地震作用下各参数的分析,以便综合评价结构的抗震性能。
7.结束语
主厂房是火电厂的核心,合理设计主厂房结构方式与体系,对保证工程质量、降低材料消耗和工程造价,加速施工进度和保证电厂安全运行等具有决定性作用。
随着科学技术的进步与发展,主厂房结构型式应当不断改进,使之更科学、更经济、更合理,为我国电力工业的高速发展做贡献。