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一、厂区管线设施布置研究的目的
厂区管线设施布置由于涉及专业多、配合接口多等原因，往往完成时间滞后，没有起到指导相关工艺专业设计的要求，没有满足现代电厂建设和现场文明施工需要。
现代电厂建设和现场文明施工需要在主厂房基础出零米，锅炉安装高峰前实现道路硬化，主要干道实现道路一次施工完成，避免二次开挖，这就要求厂区管线设施布置分批出图，第一批在主厂房正式开工后的3～5个月内提交深埋管道图纸以及跨道路沟道图纸；最终的全厂管线设施布置图在施工图设计开始后的10个月内提交。虽然目前可以采用分版出图和采用三维设计手段解决碰撞问题，满足现场施工要求，但是厂区管线设施设计是综合性的工作，需要统筹安排、优化布置全厂地上、地下的各种管线，合理确定路径和标高。而合理的解决此问题的关键技术路线为：①研究厂区管线设施布置的规划；②研究设计流程；③研究关键区域管线设施布置的规律，变以往的汇总设计为规划设计，以达到指导工艺设计、细化施工设计、满足现场施工提前出图的目的。
二、厂区管线设施布置规划
1. 初步设计阶段
初步设计阶段结合厂区路网和竖向布置，以主要干道（A排外道路、固定端道路）为重点，向各纵深辐射，以达到确定走廊宽度、走向位置和标高的目的。
常规布置的电厂主厂房A排柱至升压站围栅间宽度为：300MW机组80m～90m，600MW机组90m～105m；如冷却塔采用“一”字形布置，尚应满足冷却塔与配电装置的防护距离；当机组为四台时，取大值，当机组多于四台时，根据布置条件适当放大。 A排外主要管道、沟道参考表
| 序号 |
管道、沟道名称 |
湿冷机组 |
直接空冷机组 |
| 2×300MW |
2×600MW |
2×300MW |
2×600MW |
| 1 |
循环水管 |
4×DN2400 |
4×DN3000 |
/ |
/ |
| 2 |
辅机冷却水管 |
/ |
/ |
2×DN900 |
2×DN1200 |
| 3 |
雨水排水管 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
| 4 |
生活水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
| 5 |
生活排水管 |
1×DN200 |
1×DN300 |
1×DN200 |
1×DN300 |
|
6 |
消火栓消防水管 |
1×DN250 |
1×DN250 |
1×DN250 |
1×DN250 |
|
7 |
自喷消防水管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
|
8 |
事故排油管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
|
9 |
工业水管 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
| 10 |
工业废水管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
| 11 |
杂用水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
| 12 |
暖气沟 |
800×800 |
1400×800 |
800×800 |
1400×800 |
| 13 |
电缆沟 |
1200×1000 |
1200×1000 |
1200×1000 |
1200×1000 |
| 14 |
氢气管 |
2×DN80 |
2×DN80 |
2×DN80 |
2×DN80 |
| 15 |
润滑油排油管 |
1～2×DN80 |
1～2×DN100 |
1～2×DN80 |
1～2×DN100 |
常规布置的电厂主厂房固定端至生产试验楼间的宽度为：300MW机组35m～40m，600MW机组40m～45m。当固定端管线采用综合管架架空布置时，用下限。 固定端主要管道、沟道参考表
| 序号 |
管道、沟道名称 |
湿冷机组 |
直接空冷机组 |
| 2×300MW |
2×600MW |
2×300MW |
2×600MW |
| 1 |
辅机冷却水管 |
/ |
/ |
2×DN900 |
2×DN1200 |
| 2 |
雨水排水管 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
| 3 |
生活水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
| 4 |
生活排水管 |
1×DN200 |
1×DN300 |
1×DN200 |
1×DN300 |
| 5 |
消火栓消防水管 |
1×DN250 |
1×DN250 |
1×DN250 |
1×DN250 |
| 6 |
自喷消防水管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
| 7 |
事故排油管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
| 8 |
工业水管 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
| 9 |
工业废水管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
| 10 |
杂用水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
| 11 |
暖气沟 |
800×800 |
1400×800 |
800×800 |
1400×800 |
| 12 |
电缆沟 |
1200×1000 |
1200×1000 |
1200×1000 |
1200×100 |
| 13 |
化学水管沟 |
1400×1000 |
1400×1000 |
1400×1000 |
1400×1000 |
| 14 |
燃油管沟 |
1400×1000 |
1400×1000 |
1400×1000 |
1400×1000 |
| 15 |
氢气管 |
2×DN80 |
2×DN100 |
2×DN80 |
2×DN100 |
初步设计阶段总图专业应根据厂区规划容量和主要设施布置情况完成“厂区管线设施规划图”、“A排外管线走廊剖面图”以及“固定端管线走廊剖面图”和必要的“管架剖面图”，合理确定主厂房A排外和固定端管线走廊宽度。 2. 施工图设计阶段 施工图总图阶段应在初设阶段“厂区管线设施规划图”的基础上，继续细化规划布置图，最终达到施工图深度。 为了做到优化设计、合理布置、方便施工、节约投资，需相关专业积极配合，向总图专业提供以下主要接口资料： 1）平面布置资料 （1）土建建筑专业主厂房平面图； （2）电气专业主变、厂高变、起备变、升压站平面图； （3）运煤专业厂区输煤系统平面图； （4）土建结构专业厂区输煤系统布置总图； （5）水工结构专业厂区冷却塔、循环水泵房、净化站、污水站平面图； （6）土建结构专业空冷器支架、化学水处理室平面图； （7）脱硫专业脱硫平面布置图； （8）土建结构专业、建筑专业、水工结构专业厂区附属辅助建筑布置图。 2）管线接口布置资料 （1）供水专业雨水管、上、下水管、消防水管等接口位置及标高图； （2）电气专业电缆沟平面图； （3）化水专业化学水管沟平面图； （4）土建结构专业主厂房A排外、固定端管沟接口平面图； （5）建筑专业主厂房雨水管接口平面图； （6）水工专业循环水管沟平、剖面图； （7）暖通专业暖气沟、检查井、π型节平面图； （8）脱硫专业脱硫区域管沟布置图； （9）热机专业主厂房A排外、固定端、炉后管沟接口平面图； （10）除灰专业灰管线布置图。 三、厂区管线设施设计流程 厂区管线设施平面设计流程见图1。 四、常规300MW、600MW机组关键区域管线设施布置 1. A排外管道、沟道布置 A排外管道、沟道布置的具体要求： 1）汽机房屋面雨水排水管应在厂房内合并布置，A排出口最多4个，接口标高根据主厂房室内外高差和冻土深度确定，一般为-1.3m～-1.5m。 2）润滑油排油管一般采用直埋，标高在冻土深度以下。 3）变压器事故排油管的标高一般为变压器零米下-1.7m（变压器油坑的体积为变压器油量的20%）。 4）凝结水精处理系统自流排水管，一般在A排有两个出口，接入A排外工业下水道，标高在冻土深度以下。 5）A排外变压器围栅内的电缆沟道覆土厚度一般为0.3m～0.5m（地下水位较高或业主要求露出地面除外，扩建厂宜与老厂一致）。 6）主厂房内深基坑排水采用有压排水，接入A排外工业下水道，标高在冻土深度以下。 对于直接空冷机组，布置在空冷器平台下的主变、厂高变、起备变架构应尽可能利用空冷器平台柱，以减少管廊宽度，节约投资。因此要求土建结构专业在空冷器平台柱结构设计时考虑以上要求（如为外方设计，应提出相应要求）。 2. 炉后管道、沟道布置 电除尘器与送风机之间的距离主要满足交通和检修的需要，宽度由热机专业确定，通常较小。因此，炉后的压力管道和电缆主要采用架空布置。炉后综合管架通常布置在炉后检修通道之上，管架支柱应尽可能利用电除尘器和送风机室柱，以减少管廊宽度，节约投资。因此要求土建结构专业、热机专业在送风机室结构设计时和与电除尘器制造厂配合时考虑以上要求。 炉后主要管道参考表
| 序号 |
管道、沟道名称 |
湿冷机组 |
直接空冷机组 |
| 2×300MW |
2×600MW |
2×300MW |
2×600MW |
| 1 |
生活水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN100 |
1×DN100 |
| 2 |
生活排水管 |
1×DN200 |
1×DN300 |
1×DN200 |
1×DN300 |
| 3 |
消火栓消防水管 |
1×DN250 |
1×DN250 |
1×DN250 |
1×DN250 |
| 4 |
自喷消防水管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
| 5 |
工业水管 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
1×DN200～350 |
| 6 |
工业废水管 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
1×DN300 |
| 7 |
杂用水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
| 8 |
输煤冲洗排水管 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
1×DN150 |
| 9 |
雨水排水管 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
1×DN600～800 |
| 10 |
干灰管 |
2×Φ219 |
4×Φ168 |
2×Φ219 |
4×Φ168 |
| 11 |
压缩空气管 |
3×Φ159 |
3×Φ159 |
3×Φ159 |
3×Φ159 |
| 12 |
供油管 |
1×Φ133 |
1×Φ159 |
1×Φ133 |
1×Φ159 |
| 13 |
回油管 |
1×Φ89 |
1×Φ108 |
1×Φ89 |
1×Φ108 |
| 14 |
拌热管 |
1×Φ108 |
1×Φ108 |
1×Φ108 |
1×Φ108 |
| 15 |
蒸汽管（采暖） |
1×Φ219 |
1×DN300 |
1×Φ219 |
1×DN300 |
| 16 |
热水管（采暖） |
1×Φ219 |
2×DN400 |
1×Φ219 |
2×DN400 |
| 17 |
电缆 |
800×800 |
800×H |
800×800 |
800×H |
注：压缩空气管布置视空压机室位置而定，灰管数量与除灰系统设计有关，拌热管是否设置视环境温度而定。
图1 厂区管线设施平面设计流程（点击可看大图） 3. 固定端管道、沟道布置 固定端通常布置有综合管架，条件许可时管线应尽量采用架空布置。对于埋地的管线沟道应平行路网布置。 管线综合布置宜按下列顺序自建筑红线向道路侧布置： 1）电力电缆； 2）热力管道； 3）压缩空气、氢气、氮气及煤气等管道； 4）生产及生活等上水管道； 5）工业废水管道； 6）生活污水管道； 7）消防水管道； 8）雨水排水管道； 9）照明及电信杆柱。 同类或性质相近的、检修频率高的管线尽量沿路网并靠近接口较多的一侧集中布置，以节约用地及方便施工和检修；管道一般埋深在冻土深度以下，沟道一般覆土厚度300mm（升压站内为方便巡视，电缆沟沟顶高出地面150mm；暖气沟道覆土厚度大于400mm）。 地下管线交叉布置时，应符合以下技术要求： 1）给水管道布置在排水管道之上； 2）可燃、易燃气体管道除热力管道外应在其它管道上面交叉通过； 3）电缆应在热力管道下面其它管道上面通过； 4）具有酸性或碱性的腐蚀性介质管道，应布置在其它管沟下面； 5）热力管道应在可燃气体管道及给水管道上面交叉布置。 沟道应在最低点处和一定距离（通常为50m）设集水坑，用Dg150铸铁管自流排入附近下水井；如无法自流排入，应设置独立集水井，设自动液位控制水泵或移动泵排入雨水井，如地下水位较低且土基渗透条件较好时，可设置独立渗水井；独立集水井或独立渗井应远离建构筑物。 4. 脱留区域管线布置 目前脱留区域管线设计由承包商负责，总图专业归口；脱留区域管道较多，平面布置时应留有足够的走廊宽度。脱硫系统压力管道宜采用架空布置。 脱留区域主要管线有：石膏排浆管、石灰石浆液管、石灰石浆液回流管、事故浆液管、事故浆液返回管、脱硫废水排放管、脱硫废水回流管、滤出液返回管、工业水管、电缆、仪用压缩空气管、杂用压缩空气管、吸收塔区排水坑输送管、制浆脱水区排水坑输送管。 5. 管线架空布置 有条件时，压力管线应尽量采用架空布置。通常情况下，在管线集中的主厂房固定端、炉后、主厂房至燃油区域、主厂房至除灰设施区域、脱硫设施区域设置综合管架。 降雨量较大地区电厂、扩建电厂、地下水位较高、湿陷性黄土地区、基岩埋深较浅和场地布置受到限制的电厂还应扩大管架的使用范围。 综合管架应平行道路布置在管线接口较多的一侧，有条件时也可以布置在输煤栈桥下；一般情况下采用高位布置，在厂区边缘地带可采用低支墩布置。 常见综合管架宽度为3m、3.5m、4.5m、6m、7m，根据管线数量情况（应按规划容量考虑）分层布置，一般层高应大于1.4m，管架与道路保持净空5m，困难地段不小于4.5m；单支腿管架顶面最大宽度为1.8m，高度控制同上。管架跨距一般为6.0m～9.0m，钢桁架结构管架跨距可达30m以上。管架基础埋深根据计算确定，并随着场地坡度变化而变化。 厂区综合管架设计需要总图专业、工艺专业和土建结构专业多次配合调整，设计流程见下图： 
厂区综合管架布置应注意： 1）应注意管架对厂容、厂貌的影响，并尽量避免对建筑物的自然采光和通风的影响，尽量做到排列整齐、间隔均匀、造型美观。 2）在满足工艺流程的基础上，尽可能将大管、重管，特别是热力（蒸汽）管道，布置在管架中间及合适地带，以优化管架的受力状态。 3）管架上有特殊要求的管线，如酸、碱管线，应防止渗漏，并应布置在其它管线最下方和管架的边侧，其下部不应再敷设其它管线；高温管线应与电力电缆、燃气管线、冷却用水管线等保持一定的净距；电缆应避开燃油、燃气、高温等管线；氧气、乙炔、氢气管线须考虑其泄漏对其它管线的干扰，适当加大间距。 4）综合管架上的管道交叉时，其它管道应避让干灰管道。 5）电缆桥架应布置在综合管架的上部靠道路一侧，便于电缆敷设。 五、结论 火力发电厂地上地下管线设施繁多，但有一定的布置规律，总图设计人员应该按照管线设施布置规律，发挥主观能动性，提早入手，按照设计流程，作好规划设计，从而达到指导工艺设计、细化施工设计、满足现场施工提前出图的目的。 |
