電廠擴(kuò)建工程汽機(jī)房建筑設(shè)計(jì)研究

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摘要：以庫(kù)爾納調(diào)峰電廠擴(kuò)建工程汽機(jī)房為例，從規(guī)劃布局入手，通過(guò)對(duì)汽機(jī)房的單體設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)缺陷等方面全方位多角度分析，闡述了整個(gè)汽機(jī)房建筑設(shè)計(jì)的塑造過(guò)程，希望能為今后同類(lèi)項(xiàng)目的汽機(jī)房建筑設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：電廠擴(kuò)建；汽機(jī)房；孟加拉國(guó)；設(shè)計(jì)塑造

引言

海外電力市場(chǎng)需求日益強(qiáng)勁，具有廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇。隨著國(guó)家“一帶一路”倡議的提出，鼓勵(lì)企業(yè)走出國(guó)門(mén)，國(guó)際業(yè)務(wù)將成為企業(yè)未來(lái)業(yè)績(jī)不斷增長(zhǎng)的重要方向。創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的根本動(dòng)力，要求永福人打破思維慣性的牢籠，在創(chuàng)新中求生存，在創(chuàng)新中謀發(fā)展。共贏是時(shí)展的主題。從孟加拉國(guó)建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題入手，并與國(guó)內(nèi)相關(guān)工程進(jìn)行比較分析，從建筑設(shè)計(jì)的角度為在孟加拉國(guó)當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房提供一些思路[1]。

1工程概況

庫(kù)爾納調(diào)峰電廠位于孟加拉國(guó)庫(kù)爾納，廠區(qū)已建一臺(tái)150MW簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，采用阿爾斯通GT13E2型燃機(jī)，由西班牙Isolux公司承建。項(xiàng)目業(yè)主為孟加拉國(guó)西北發(fā)電有限公司，業(yè)主在原廠區(qū)預(yù)留場(chǎng)地?cái)U(kuò)建蒸汽輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)施，形成燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組。庫(kù)爾納調(diào)峰電廠一期工程已建燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)施，包括燃機(jī)廠房、化水處理車(chē)間、集控樓、行政辦公樓和132kV配電裝置等設(shè)施。庫(kù)爾納調(diào)峰電廠擴(kuò)建工程由上海電氣集團(tuán)總承包。本期工程建設(shè)汽機(jī)房、旁路煙囪、余熱鍋爐房、化水樓、循環(huán)水泵房、汽機(jī)高廠變、汽機(jī)主變壓器、冷卻塔、凈水站和取水泵房等設(shè)施，以滿(mǎn)足擴(kuò)建聯(lián)合循環(huán)的需求。

2規(guī)劃布局

本工程廠區(qū)總平面布置包含三個(gè)部分，分別為主廠區(qū)（包括汽機(jī)房、旁路煙囪、余熱鍋爐房、冷卻塔及變壓器等）、凈水站區(qū)及取水泵房區(qū)。本期工程總用地面積為13265m2，廠區(qū)建構(gòu)筑物用地面積5243m2。如圖1所示。主廠區(qū)北側(cè)與西側(cè)緊鄰已建調(diào)峰電廠，北側(cè)為已建調(diào)峰電廠簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、主控樓等生產(chǎn)區(qū)及油庫(kù)區(qū)，西側(cè)是已建調(diào)峰電廠的化水處理車(chē)間及132kV配電裝置區(qū)，南側(cè)為當(dāng)?shù)鼐用駞^(qū)，東側(cè)為當(dāng)?shù)啬滤沽帜沟?。汽機(jī)房布置在主廠區(qū)中間位置，其西側(cè)從北到南依次布置旁路煙囪、余熱鍋爐房、煙囪、啟動(dòng)鍋爐棚等；其南側(cè)布置化水樓、酸堿棚、除鹽水箱、廢水池、循環(huán)水泵房、汽機(jī)高廠變、汽機(jī)主變壓器等；其東側(cè)從北到南依次布置警衛(wèi)室、5座機(jī)力通風(fēng)冷卻塔。凈水站區(qū)布置在已建調(diào)峰電廠北側(cè)，為待拆除的居民區(qū)(已廢棄)。凈水站區(qū)主要的建構(gòu)筑物有原水加藥樓、機(jī)械加速澄清池、原水池、綜合檢修車(chē)間及材料庫(kù)等。取水泵房區(qū)位于廠區(qū)北側(cè)約500m距離的Bhairab河南岸邊。

3汽機(jī)房單體設(shè)計(jì)

本工程在2014年4月完成初步設(shè)計(jì)審查，同年5月進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)階段，同年年底完成所有建筑施工圖。2016年8月竣工投產(chǎn)。汽機(jī)房是整個(gè)工程面積最大最核心的工業(yè)建筑。孟加拉國(guó)屬于多雨國(guó)家，每年的5～9月為當(dāng)?shù)氐挠昙?。雨季時(shí)間比較長(zhǎng)，因此在土建施工上，為了提高施工效率，工業(yè)建筑優(yōu)先考慮鋼結(jié)構(gòu)。汽機(jī)房為三層鋼結(jié)構(gòu)。汽機(jī)房的總長(zhǎng)度為45.0m,總寬度為22.0m。6.6kV及415VPC配電室、加藥間、廁所、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等房間設(shè)置在一樓，層高4.50m。蓄電池室、祈禱室、氣體消防鋼瓶間和汽機(jī)MCC室設(shè)置在二樓，層高4.50m。汽輪機(jī)、熱控電子設(shè)備間和電氣繼保間位于三樓，汽輪機(jī)周?chē)牡孛鎱^(qū)域作為檢修區(qū)域和布置汽輪機(jī)輔助設(shè)備，層高13.42m。汽機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)兩部鋼梯用于垂直交通，汽機(jī)房?jī)?nèi)任何一點(diǎn)到鋼梯的距離不超過(guò)50m。汽機(jī)房的屋頂標(biāo)高23.42m,屋面均采用有組織排水，為不上人屋面，布置有暖通專(zhuān)業(yè)自然通風(fēng)器和風(fēng)機(jī)。

4汽機(jī)房的設(shè)計(jì)風(fēng)格

電廠內(nèi)的生產(chǎn)建筑,其存在形態(tài)以各工藝專(zhuān)業(yè)的功能為依托。廠區(qū)建筑的平面布置，在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求的前提下，結(jié)合流暢的交通組織、嚴(yán)格的防火分區(qū)及合理的建筑構(gòu)造，設(shè)計(jì)出功能完善的建筑型式。在立面設(shè)計(jì)上，電廠內(nèi)的生產(chǎn)建筑在結(jié)合建筑內(nèi)部生產(chǎn)特征的基礎(chǔ)上，以較為規(guī)則的平面來(lái)組合空間，并通過(guò)幾何體的穿插咬合形成簡(jiǎn)潔明確、錯(cuò)落有致的建筑，以現(xiàn)代工業(yè)建筑的氣勢(shì)和明快來(lái)表現(xiàn)出整體環(huán)境。汽機(jī)房建筑平面布局緊湊，減少占地面積，節(jié)省造價(jià)；功能分區(qū)明確，方便運(yùn)行人員檢修與巡視。立面造型上，采用壓型鋼板外圍護(hù)，色彩以白色為主輔以深褐色的色帶，簡(jiǎn)約式建筑風(fēng)格，建筑沉穩(wěn)而典雅。設(shè)計(jì)中充分考慮建筑風(fēng)格的個(gè)性塑造，利用橫、豎向線條等建筑元素使立面分割整齊有序，增強(qiáng)建筑的視覺(jué)效果，使整個(gè)建筑給人舒展而不失穩(wěn)重之感，體現(xiàn)工業(yè)化建筑的特色。

5汽機(jī)房的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

5.1風(fēng)俗習(xí)慣上的特點(diǎn)

由于工程地點(diǎn)在孟加拉國(guó)，所以必須深入了解當(dāng)?shù)氐慕ㄖ攸c(diǎn)及風(fēng)俗習(xí)慣，理清與國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)的差異，及時(shí)調(diào)整建筑布局。在工程投標(biāo)階段，業(yè)主的招標(biāo)書(shū)上明確一些建筑設(shè)計(jì)要求：①廁所和小便池的朝向應(yīng)設(shè)計(jì)成不與麥加方向(東西向)對(duì)齊，因此朝向上只能南朝北或北朝南。②建筑上需設(shè)計(jì)祈禱室，祈禱室的方向必須朝向麥加的方向。在地面裝修設(shè)計(jì)上，需要在釉面瓷磚地面上覆蓋地毯。③樓梯踏步高度范圍150～165mm，踏步寬度范圍250～300mm。

5.2建筑設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)

（1）汽機(jī)房采用鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上加設(shè)了X型斜支撐增加建筑的穩(wěn)定性和抗震性。為了更好地利用空間，汽機(jī)房的斜支撐主要分布在外墻相鄰的柱與柱之間位置。這就導(dǎo)致了一個(gè)外門(mén)設(shè)置的問(wèn)題：有斜支撐的位置，門(mén)的凈高無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和設(shè)備搬運(yùn)高度要求。在建筑施工圖設(shè)計(jì)上，采用避開(kāi)斜支撐位置設(shè)置門(mén)的辦法。如果是設(shè)備原因，必須在斜支撐位置開(kāi)門(mén)，通過(guò)與結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行溝通和復(fù)核，移動(dòng)斜支撐的位置來(lái)解決問(wèn)題。（2）每個(gè)建筑都要考慮日常屋面檢修和設(shè)備檢修，采用上人樓梯間或者采用上屋面鋼直梯。常規(guī)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)，是考慮從室外直接設(shè)鋼直梯到屋面，但是由于汽機(jī)房建筑高度為23.42m，鋼直梯只適用于屋面高度≤10m的建筑，無(wú)法從室外開(kāi)始起步設(shè)置，所以設(shè)計(jì)上是從熱控電子設(shè)備間墻上設(shè)個(gè)直爬梯上到14.0m頂板，然后在1軸處標(biāo)高14.0m壓型鋼板外墻上開(kāi)個(gè)小門(mén)。通過(guò)室外挑臺(tái)，帶護(hù)籠的直爬梯從標(biāo)高14.0m處設(shè)置到屋頂。如圖2所示。

5.3構(gòu)造設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)

（1）單層高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板圍護(hù)系統(tǒng)用于汽機(jī)房的外墻(標(biāo)高0.200m以下使用C20鋼筋混凝土)。汽機(jī)房?jī)?nèi)部的房間，6.6kV及415VPC配電室、熱控電子設(shè)備間和電氣繼保間等房間需要考慮設(shè)備發(fā)熱量、溫度和相對(duì)濕度要求，加藥間間和蓄電池室等房間需要考慮耐腐蝕措施，因此內(nèi)部采用磚墻分隔是最好的選擇。常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑一般不設(shè)分隔墻或者采用壓型鋼板分隔。（2）壓型鋼板屋面在多雨地區(qū)極易腐蝕，且不易維修更換，因此汽機(jī)房的屋面采用在壓型鋼板底膜上澆筑混凝土板的辦法。這樣結(jié)構(gòu)施工快，屋面構(gòu)造也堅(jiān)固耐用。屋面防水層采用高分子防水卷材，隔熱層采用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板。常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑屋面采用的是壓型鋼板屋面。

6汽機(jī)房設(shè)計(jì)缺陷

6.1設(shè)計(jì)過(guò)程缺陷

（1）問(wèn)題：汽機(jī)房檢修鋼直梯設(shè)計(jì)從14.0m～23.42m，中間未設(shè)計(jì)休息平臺(tái)。初步設(shè)計(jì)審查時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題，但是查閱02（03）J401《鋼梯》[2]國(guó)標(biāo)圖集之后發(fā)現(xiàn)這個(gè)高度在國(guó)內(nèi)規(guī)范中是允許的，且當(dāng)時(shí)從節(jié)省造價(jià)角度考慮，因此取消鋼直梯中間休息平臺(tái)的設(shè)計(jì)。但是從安全上考慮，雖然有護(hù)籠，但是中途沒(méi)有休息，風(fēng)險(xiǎn)還是比較高。對(duì)策：建議以后汽機(jī)房屋面鋼梯的設(shè)計(jì)可以從上行車(chē)的鋼梯平臺(tái)位置開(kāi)門(mén)，做個(gè)室外平臺(tái)通過(guò)鋼直梯上到屋面，鋼梯的高度適中且節(jié)省造價(jià)；或者在造價(jià)允許的條件下，加設(shè)個(gè)中間休息平臺(tái)，如圖3、圖4所示。（2）問(wèn)題：由于鋼柱無(wú)法與磚墻直接拉結(jié)，汽機(jī)房?jī)?nèi)部磚墻只能通過(guò)加設(shè)構(gòu)造柱與鋼柱連接，增加抗震穩(wěn)定性。汽機(jī)房構(gòu)造柱與鋼柱之間采用焊接的方式。這種剛性連接會(huì)破壞整體結(jié)構(gòu)抗震性能。鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)構(gòu)造柱與鋼柱之間的連接，最好采用彈性連接，不要采用剛性連接。對(duì)策：建議在以后工程中可以在構(gòu)造柱與鋼柱之間留縫，中間填充彈性材料，如輕質(zhì)聚氨酯泡沫。外表面通過(guò)鋼板與構(gòu)造柱、鋼柱用射釘連接。如圖5所示。

6.2現(xiàn)場(chǎng)反饋缺陷

（1）問(wèn)題：6.6kV及415VPC配電室無(wú)法設(shè)置吊頂。汽機(jī)房一層4.5m層設(shè)有MCC配電間，因此配電間板底需設(shè)置電纜橋架。電纜橋架標(biāo)高為3.0及3.3m，該兩層橋架位于0.0m層6.6kV及415VPC配電室內(nèi)的吊頂上方，敷設(shè)電纜后將導(dǎo)致此處吊頂蓋板無(wú)法安裝。對(duì)策：與現(xiàn)場(chǎng)工代、業(yè)主溝通后，取消6.6kV及415VPC配電室吊頂。（2）問(wèn)題：一層6.6kV及415VPC配電室外墻上暖通專(zhuān)業(yè)軸流風(fēng)機(jī)開(kāi)孔碰到鋼結(jié)構(gòu)斜支撐，影響設(shè)備使用。對(duì)策：核實(shí)圖紙之后，將軸流風(fēng)機(jī)墻上開(kāi)孔位置移到別的位置。以后工程中汽機(jī)房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)加設(shè)斜支撐的位置，最好在平面圖和剖面圖上體現(xiàn)位置，提醒墻上有設(shè)備開(kāi)孔的專(zhuān)業(yè)避開(kāi)斜支撐。

7結(jié)語(yǔ)

不管是國(guó)內(nèi)或者國(guó)外的工程，汽機(jī)房?jī)?nèi)建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、電氣、熱機(jī)等專(zhuān)業(yè)間的相互配合是至關(guān)重要的。完成施工圖的過(guò)程中，除了做好自己專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容，還要密切留意與其他的專(zhuān)業(yè)之間有配合交叉的內(nèi)容。就建筑專(zhuān)業(yè)而言，暖通、電氣、熱機(jī)等專(zhuān)業(yè)的外墻孔洞與梁柱、水平系梁的碰撞；門(mén)的大小是否滿(mǎn)足電氣、熱機(jī)等專(zhuān)業(yè)設(shè)備檢修需求。這些與其他專(zhuān)業(yè)之間配合的細(xì)節(jié)問(wèn)題更容易遺漏，在建筑施工的時(shí)候才被發(fā)現(xiàn)。因此在汽機(jī)房施工圖設(shè)計(jì)的時(shí)候，要精益求精，最好能在出圖之前再核實(shí)一遍各專(zhuān)業(yè)在施工圖階段的提資，才是對(duì)建筑專(zhuān)業(yè)、對(duì)其他專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)。

參考文獻(xiàn)

[1]火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范：GB50229—2006[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006：5.

[2]02（03）J401鋼梯[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2002：80.

作者：賴(lài)毅鵬 單位：福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司