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小型火力发电厂主厂房结构设计与分析
【摘要】火力发电厂是重要的工业建筑,主厂房作为火电厂中最重要的建筑,其结构设计的优化显得尤为重要。本文以具体工程为例,从主厂房的工艺布置特点出发,论述了主厂房的结构布置原则和结构选型分析,确定了结构形式采用钢筋混凝土框排架结构。框排架结构传统的计算方法是选取有代表性的单榀框排架进行平面计算与分析,本工程采用了两种计算模型:平面框排架结构计算和空间结构整体计算,通过对这两种计算结果的分析比较,得出结论:如果用平面模型代替整体结构进行厂房的地震反应分析将会带来很大的误差。而将空间整体计算分析的结果,通过与选取荷载较大跨,进行平面框排架计算的结果进行分析对比,最终得出合理的配筋结果。本文对火电厂主厂房的结构设计与分析,可供以后同类设计参考。
【关键词】结构选型;结构布置原则;平面框排架;空间结构计算分析
近年来,随着经济的发展和国家电力产业结构的调整,火力发电厂的装机容量不断增大。小型火力发电厂做为某些化工企业的动力岛,主要用于化工过程中加热、气化,同时为本企业供电。主厂房作为发电厂中最重要的建筑,它的结构选型与结构优化设计直接关系到能否满足发电工艺要求以及工程是否经济等。因此,主厂房的结构选型与合理的结构设计显得尤为重要。
1. 工程概况
山西襄矿泓通煤化工有限公司20 万吨/年合成气制乙二醇项目,场地位于襄垣县王桥镇米坪村西,占地面积约1000亩。我院主要负责热电装置区,作为整个厂区的动力源。其中主厂房为主要部分,包括汽机间、除氧间煤仓间、锅炉间。
襄垣县抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为,设计地震分组为第三组。该场地土类型为中硬场地土,场地类别为Ⅱ类。抗震设防类别为丙类。
2. 结构布置与选型
平面与竖向布置。
主厂房应根据工艺流程进行平面布置与竖向布置。
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,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,锅炉间36m。
竖向布置分别为:汽机间层为汽机运转层,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,汽机间屋架下弦标高。
除氧煤仓间管道层标高,机炉控制室、电子设备间标高,除氧间运转层、煤仓间皮带层,屋面标高。
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。
结构布置与选型。
火电厂主厂房的结构布置总体上必须服从设备布置和运行的需要。但是在满足工艺条件的前提下,应尽可能满足结构体系的合理。
结构布置的原则。
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。
主厂房坚向布置应与工艺密切配合,设备尽可能采用低位布置,并减轻工艺荷载和结构自重,降低主厂房高度和重心。汽机间屋架下弦标高除满足工艺要求外,还应尽量与除氧煤仓间相应楼层设置于同一标高处。如果汽机间和除氧煤仓间的联结点设在层间,则会形成短柱,应采取相