火力发电厂钢结构的应用与前景展望

来源：职称驿站所属分类：电力论文发布时间：2012-08-01 09:18:42浏览：次

　　【摘要】：在国民经济日新月异发展的今天，在火力发电工程快速发展的高峰时期，节约和环保成为了当今社会的两大热点问题。本文主要从节约和环保角度剖析钢结构在火力发电厂应用中的优越性和时效性，对比钢筋混凝土结构和砖混结构在火力发电厂中的缺陷性，展望火力发电厂中钢结构发展的广阔前景。建议大量发展钢结构在火力发电厂中的应用，逐步压缩钢筋混凝土结构和砖混结构在火力发电厂中的应用。为电力事业的可持续发展、为当今世界节约能源和环保事业尽一份自己的力量。
　　【关键词】：火力发电；节约环保；钢结构；钢筋混凝土结构；砖混结构
　　
　　1.引言
　　我国电力电力行业建设今年来随着国民经济的快速发展而迅速的增长，而其中以火力发电厂的增速最为迅速。众所周知道电力建设中主要的承重构件大部分都为钢筋混凝土结构和砖混结构，仅仅近几年才开始逐步使用钢结构承重，而火力发电设计经济计运行寿命为30年，那么30年后随着设备运行的老化和国民经济发展的需求，将会产生大量装机容量小的火力发电厂被新建大型机组电厂取代和大量运行寿命到期的火力发电厂，这些电厂的拆除不仅要耗费国家大量的人力物力、而且还消耗了国家有限的土地资源、增加了大量的建筑垃圾，造成了生态环境的严重破坏。据一电力行业资料显示30年后将会产生4000多万吨拆除的砖混结构和钢筋混凝土结构建筑垃圾。这些建筑垃圾今后堆到那里？怎么处理？都是很麻烦的问题。在国家倡导可持续发展的今天，我们尽可能地在火力发电工程的主厂房和主要建筑结构中采用可再生利用的承重钢结构。下面从本人设计的两个工程中运用钢结构设计和以往工程钢筋混凝土结构设计的工程造价的比较来说明钢结构发展的广阔的前景。主要依据工程为：新疆玛纳斯电厂三期扩建（2X300MW）,河北宣化热电厂（2X330MW）均系火力发电项目，工程建设地点分别位于新疆玛纳斯县和河北宣化，均为新建电厂。
　　2.工程情况
　　2.1.新疆玛纳斯电厂三期扩建工程中的煤场挡风墙253.2米X94.5米，面积23927.4平方米，运煤专业要求挡风墙净高12米。考虑地面高差后设计最高为12.8米，其中挡风墙主受力构件高12.5米（采用钢管支架和彩钢板封闭），钢筋混凝土短柱高出设计地面0.3米。钢管支架详图一。当然本工程还有很多其他结构也采用了钢结构。
　　2.2.河北宣化热电厂工程中的炉后引风机房轴线尺寸19.5米X44.5米，层高11.0米，局部7.0米，在11.0米屋顶上钢烟道支架顶标高14.8米。本工程是北京国电华北电力设计院设计，本人仅参与此项单体工程的设计。该工艺布置在我院以前的工程中未采用过，建议可在以后的工程设计中能够加以应用，因为这样的布置不仅能够节约用地，同时可省一个钢烟道支架。剖面图布置详图二。
　　3.钢结构和钢筋混凝土结构经济性比较
　　3.1.新疆玛纳斯电厂三期扩建工程中的煤场挡风墙，采用钢管支架结构承重和彩钢板封闭，不仅外观漂亮轻巧而且工程综合造价也不比普通的钢筋混凝土结构高多少。基础面积为：2.2*5*1=11立方米,钢梁和钢支撑重0.45吨该单根钢管支架结构的钢材重量见下表：
　　
　　3.2.常规采用的钢筋混凝土挂墙板结构设计中，如新疆库车火电厂（2x135MW）,同样高度的煤场挡风墙(地震设防烈度及地基承载力基本相当，基本风压有所不同，故对承受基本风压大的挡风墙基础进行了一定折减)，采用的钢筋混凝土柱截面尺
　　寸为0.6*1.4*12=10.1立方米,柱下独立基础面积
　　为3x5.8*1=17.4立方米。框架梁2根体积为：
　　0.3*0.6*2*7=2.52立方米。
　　
　　3.3现依据2008年电力工程预算价计算如下：
　　钢管支架：（0.596+0.45）X9000元/T+11*900
　　=19314元
　　钢筋混凝土结构：
　　（10.1+2.5）*1500+17.4*900=34560元
　　每米挂墙造价：
　　彩钢板：250*12=3000元
　　砼挂板：1000元
　　
　　
　　综上所述两种结构的工程每米造价比较如下：
　　钢结构：19314/6+3000=6219元
　　砼结构：34560/7+1000=5038元
　　3.4.河北宣化热电厂的钢结构引风机房，技经专业计算结果表明，钢结构房屋的造价的确高于普通钢筋混凝土结构房屋的造价。
　　3.5.从上述两个单体工程的造价分析结果来看，对于像挡风墙这种耸高悬臂结构来说，因为钢筋混凝土独立柱基础面积的增加，抵消了上部结构的差价，二者工程投资相差不大。但是对于普通建筑来说钢结构的投资的确增加了不少。
　　4.经济效益比较
　　4.1.由于钢筋混凝土材料的特殊性，其施工顺序：绑扎钢筋-支模板-混凝土浇筑-混凝土养护-拆除模板。复杂的施工工序和前期强度低的特点决定了，混凝土结构施工周期要远大于钢结构现场施工的周期。缩短了施工时间，就使电厂提前投产，提前产生经济效益。
　　4.2.砖混结构虽然造价低，施工周期介于钢砼之间，但是其强度较低，在火力发电厂等工业建筑中有一定的使用限制。同时砖混结构的材料的使用，已经受到国家的限制。
　　4.3.上述两种结构，在电厂运行寿命结束后，一般都要拆除，不可能重复利用或改建。那么厂区70%左右的建设用地都很难恢复的，必须清除地上结构及地下结构的混凝土，这样大量的清除工作和环境污染治理问题都相当的艰巨，将严重影响电力行业的可持续发展建设道路。
　　4.4.全球倡导走可持续发展道路的今天，钢结构的可再生利用、拆除方便和几乎很少产生建筑垃圾的优点，必将在一段时间后成为火力发电的主要承重结构。
　　4.5.钢结构造价高，也要区分对待的，从上面3条的分析可知。考虑后期拆除后钢结构材料的重利用的经济效益，二者的工程造价就会很接近。对于特殊的结构采用钢结构和钢筋混凝土结构的工程造价相差不大。
　　5.施工设计环保角度
　　5.1.随着国民经济的发展，美的追求也在不断提高。漂亮奇特的外观造型越来越受建设方的追捧，钢材的特殊性更适合做大空间、大跨度和奇特造型的结构设计。在设计中也会减少设计人员的图纸梁。
　　5.2.现场施工方便快捷，大大缩短施工周期。
　　5.3.钢结构施工现场，整齐干净无污染。钢筋混凝土结构和砖混结构的施工现场，各种原材料和周转材料堆积如山，尘土飞扬，不利于环保和节能。
　　6.总结
　　钢结构在火力发电厂建设中大力推广和应用，压缩钢筋混凝土结构使用，不仅施工周期短投产快，而且综合考虑经济造价二者十分接近，同时产生的建筑垃圾少，利于造福子孙后代、更符合国家环保节能政策。
　　
　　参考文献
　　［1］《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
　　［2］《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
　　［3］《钢结构设计手册》(第三版)
　　[4］技经专业提供的单位工程造价
　　［5］新疆玛纳斯电厂三期扩建工程中蓝图
　　[6]河北宣化热电厂引风机房设计图纸
　　[7]新疆库车电厂挡风墙设计图纸