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摘要：生物质发电机组系统虽然相对简单，但其在我国的发展历史还比较短暂，要实现生物质发电企业的长期安全经济运行，还需要做出很多技术突破。相对于常规火电厂，生物质电厂普遍存在初期投资成本高，后期技改费用高，机组运行经济性低的问题，而且还多在常规火电机组己成熟运用的技术，用在生物质发电机组上就可能出现安全隐患。因此，应当将生物质能电厂作为一个全新的事物看待，对厂房进行科学的优化布置与设计，不断吸收国外同类机组优化布置与设计的经验，才能进一步降低投资成本，提高生物质发电机组的安全性和经济性。
关键字：生物质能发电厂；汽机房；优化布置；设计
引言：生物质发电是国家大力提倡发展的新能源产业，从2006年开始到2010年，生物质发电总装机规模由1400MW增长到5500MW，投资总额由168亿元增加到586亿元。《可再生能源中长期发展规划》中提出，到2020年，我国生物质发电机组的装机容量将达到30000～。为了促进生物质能发电产业的健康持续发展，做好国内生物质能发电厂汽机房的优化布置与设计工作就显得十分重要。
（一）生物质能发电厂汽机房的传统布置情况
下面，以大唐邓州生物质能热电有限公司（以下简称邓州电厂）为例，简述生物质发电厂汽机房的相关布置、设计状况以及因厂房布置问题引发的安全隐患：
1、汽机房的结构形式与尺寸
邓州电厂装机容量为2×15MW，汽机房主要使用单排架结构设计方式，其跨度在18.0到21.0米之间，柱间距离在8.0～9.0米之间，汽机房内有五个主距，其总长度大约为43.0米。汽轮机一般朝下部排汽，并采用高位布置汽轮机发电机组的方式，其中汽轮发电机组中心线大约于汽机房A列柱有8.0米距离，其主要由钢筋混凝土结构构成。
2、汽机房不同层的布置
汽机房的±0.0米处是高低压加热器（一般2高加+2低加）、电动给水泵（一般3台）、凝结水系统、辅助润滑油系统、射水抽气系统、供热联箱（或辅汽联箱））等的布置层；在7.0米处则是汽轮机运转层；在15.5米处一般设置汽机房的行车轨道，汽机房屋架下弦标准高度为18.3米。一般都会使用行车对汽轮机及电动水泵进行检修起吊。
3、因厂房布置不合理引发的安全隐患
邓州电厂汽轮机组是供热机组，其供热联箱布置在1号机组一侧，目前运行中主要向两台汽轮机轴封供汽。对于1号机组来说，其轴封供汽管道较短，轴封供汽温度为260～280℃（设计150～300℃），机组运行正常。而2号机组轴封供汽管道长度是1号机组的4倍多，其轴封供汽温度只有240℃左右，长期运行下来，在轴封加热器排气风机出力不足的情况下，其前轴封很容易发生水蚀。
真空系统抽空气管道由于厂房设计不合理，基建期未留足空间，其水平高度与凝汽器中心线相同，中间未能形成水封。在机组启停及做真空严密性试验时，阀门的轻微泄露，都会导致射水箱内循环水进入热井，恶化汽水品质。
（二）生物质能发电厂汽机房的优化布置与设计
1、生物质能发电厂汽机房优化手段
首先要引进国外先进的高温超高压单缸轴向排气凝汽式汽轮机发电机组，这是因为此类机组的使用可以有效的提高生物质能发电厂的工作效率，因此可以借鉴国外经验在国内投入运行，当前我国现有的生物质能电厂大多使用中温次高压、高温高压机组为主，而国外的高温超高压机组要比我国现有机组的发电效率多出4个百分点左右，
其次，该机型机组采用轴向排汽，因此要将汽轮机发电机组布置在传统的0.0米之下，使汽轮机发电机组标高减小，并撤除汽轮机运行层让汽机房高度彻底降低。为避免汽轮机进水，轴向排汽对凝汽器水位以及汽机防进水措施要求十分严格，鉴于汽轮机的高可靠率，此种布置方法不会给汽轮机带来风险。另外，要减小汽轮机组与汽机房A列柱之间的有效距离，并需要紧密布置汽轮机发电机组，缩小整个汽机房有限长度。
然后要减小汽机房存在的跨度，并在除氧燃料间设置电动机水泵安置位置。
再次要对汽机房的结构形式进行优化调整，撤销常规汽机房设计与单排架结构，将汽轮机发电机组放置在新的轻型汽机罩壳里面；并撤销汽机罩壳的行车设计方案，在需要检修的时候通过汽车式起重机有针对性的调离相关部件或设备进行检查维修即可，此举也能有效地降低投资费用。
在具体设计汽轮机组相关设备的位置时，应充分考虑到生物质发电机组管径小，管内介质温降大的特点，尽量缩短管道长度；并且不能简单地将常规火电厂的缩小版应用在生物质机组上，对于像真空系统一样的设备，应在相对狭小的空间内，保留足够的设备安装空间。
2、生物质能发电厂汽机房的优化布置设计
首先，针对汽机房结构形式与尺寸进行科学合理的优化布置设计。汽机房内要使用可以随时拆卸的汽机轻型罩壳，汽机罩壳的跨度也要控制在宽S长为13.0米*32.0米的范围之内，汽机的罩壳顶限高高度应在8.5米之内，并采用弧形壳顶设计，其汽轮机发电机组中心线距离与汽机房A列柱之间的距离也要控制在6.5米之内。
然后，在进行汽机房不同层区的布置设计中，依旧可以在汽机房±0.0米层放置凝结水泵、轴封、汽轮机发电机组以及胶球清洗装置等相关的辅助设施。
最后，要针对生物质发电机组容量小的特点，对汽轮机组的系统布置进行相应调整。对于2×15MW的机组的重要系统，如主蒸汽系统、给水系统、轴封供汽系统和疏水系统应当尽量采用单元制，这样既可以减少相互之间的影响，又可以尽量缩短主要管道长度，使得机组实际运行情况更符合设计工况。而对于一些辅助系统，并不能因为生物质发电机组系统简单，在设计时就可以降低标准，例如给水泵轴封冷却水系统、真空系统的抽空气管道、汽轮机组疏水系统管道都要占据很大空间，并不会随着机组容量的缩小而成比例的缩小，因此在设计时要给予充分考虑。
（三）生物质能发电厂汽机房的优化布置与设计的经济性研究
若在装机容量为2×15MW生物质能发电厂中使用高效率的高温超高压汽轮机发电机组，那么在建设初期所花费的投资比重肯定要高于传统的高温高压及中温次压机组。鉴于高温超高压发电机组发电效率大、投入后运行费用低的特点，在同等发电量下，高温超高压生物质能发电机组每年按照发电7500小时计算的话，就可以节约30g/KW·H的標准煤，减少600多万元的燃料使用费用。若按照使用同等燃料数量进行计算，那么推行使用高温超高压生物质能发电机组后，就可以比传统发电机组多发电17.5GW·h（按全年发电7500h计）。通过分析可以发现，随着电厂运行时间的不断增加，高温超高压生物质能发电机组就会节约越来越多的资金费用。
以下是某30MW生物质能发电厂的汽机房优化布置设计后与传统布置的个性数据比较，详见表1。
通过以上的方式对30MW生物质能发电厂的汽机房进行科学的、合理的优化布置设计，将提高布局、工艺流程、功能、检修的科学性与有效性，发挥其根本价值。由于此类设计撤销了传统的汽机房单排架结构样式，使用了轻型汽机罩壳结构，这不仅能够有效的降低土地使用面积，还可以机减少土地使用费用、提前完成汽机厂房施工工作，节约厂房施工建设资金，提高空间的有效利用率。
结束语：我国使用传统30MW生物质能发电厂布置及设计方案，已经无法适应未来社会对生物质电厂安全性能和经济价值创造能力的要求，因此在基于保证发电厂安全、经济、运行便捷的前提下使用高性能高温超高温机组，优化发电厂汽机厂房的布置设计，才能够有效的保证生物发电机组的安全可靠性能，提高汽轮机热效率、生物质能源利用效率、降低厂房建设使用面积、降低资本投入，提高汽轮机组运行的经济及社会效益。
关键字：生物质能发电厂；汽机房；优化布置；设计
引言：生物质发电是国家大力提倡发展的新能源产业，从2006年开始到2010年，生物质发电总装机规模由1400MW增长到5500MW，投资总额由168亿元增加到586亿元。《可再生能源中长期发展规划》中提出，到2020年，我国生物质发电机组的装机容量将达到30000～。为了促进生物质能发电产业的健康持续发展，做好国内生物质能发电厂汽机房的优化布置与设计工作就显得十分重要。
（一）生物质能发电厂汽机房的传统布置情况
下面，以大唐邓州生物质能热电有限公司（以下简称邓州电厂）为例，简述生物质发电厂汽机房的相关布置、设计状况以及因厂房布置问题引发的安全隐患：
1、汽机房的结构形式与尺寸
邓州电厂装机容量为2×15MW，汽机房主要使用单排架结构设计方式，其跨度在18.0到21.0米之间，柱间距离在8.0～9.0米之间，汽机房内有五个主距，其总长度大约为43.0米。汽轮机一般朝下部排汽，并采用高位布置汽轮机发电机组的方式，其中汽轮发电机组中心线大约于汽机房A列柱有8.0米距离，其主要由钢筋混凝土结构构成。
2、汽机房不同层的布置
汽机房的±0.0米处是高低压加热器（一般2高加+2低加）、电动给水泵（一般3台）、凝结水系统、辅助润滑油系统、射水抽气系统、供热联箱（或辅汽联箱））等的布置层；在7.0米处则是汽轮机运转层；在15.5米处一般设置汽机房的行车轨道，汽机房屋架下弦标准高度为18.3米。一般都会使用行车对汽轮机及电动水泵进行检修起吊。
3、因厂房布置不合理引发的安全隐患
邓州电厂汽轮机组是供热机组，其供热联箱布置在1号机组一侧，目前运行中主要向两台汽轮机轴封供汽。对于1号机组来说，其轴封供汽管道较短，轴封供汽温度为260～280℃（设计150～300℃），机组运行正常。而2号机组轴封供汽管道长度是1号机组的4倍多，其轴封供汽温度只有240℃左右，长期运行下来，在轴封加热器排气风机出力不足的情况下，其前轴封很容易发生水蚀。
真空系统抽空气管道由于厂房设计不合理，基建期未留足空间，其水平高度与凝汽器中心线相同，中间未能形成水封。在机组启停及做真空严密性试验时，阀门的轻微泄露，都会导致射水箱内循环水进入热井，恶化汽水品质。
（二）生物质能发电厂汽机房的优化布置与设计
1、生物质能发电厂汽机房优化手段
首先要引进国外先进的高温超高压单缸轴向排气凝汽式汽轮机发电机组，这是因为此类机组的使用可以有效的提高生物质能发电厂的工作效率，因此可以借鉴国外经验在国内投入运行，当前我国现有的生物质能电厂大多使用中温次高压、高温高压机组为主，而国外的高温超高压机组要比我国现有机组的发电效率多出4个百分点左右，
其次，该机型机组采用轴向排汽，因此要将汽轮机发电机组布置在传统的0.0米之下，使汽轮机发电机组标高减小，并撤除汽轮机运行层让汽机房高度彻底降低。为避免汽轮机进水，轴向排汽对凝汽器水位以及汽机防进水措施要求十分严格，鉴于汽轮机的高可靠率，此种布置方法不会给汽轮机带来风险。另外，要减小汽轮机组与汽机房A列柱之间的有效距离，并需要紧密布置汽轮机发电机组，缩小整个汽机房有限长度。
然后要减小汽机房存在的跨度，并在除氧燃料间设置电动机水泵安置位置。
再次要对汽机房的结构形式进行优化调整，撤销常规汽机房设计与单排架结构，将汽轮机发电机组放置在新的轻型汽机罩壳里面；并撤销汽机罩壳的行车设计方案，在需要检修的时候通过汽车式起重机有针对性的调离相关部件或设备进行检查维修即可，此举也能有效地降低投资费用。
在具体设计汽轮机组相关设备的位置时，应充分考虑到生物质发电机组管径小，管内介质温降大的特点，尽量缩短管道长度；并且不能简单地将常规火电厂的缩小版应用在生物质机组上，对于像真空系统一样的设备，应在相对狭小的空间内，保留足够的设备安装空间。
2、生物质能发电厂汽机房的优化布置设计
首先，针对汽机房结构形式与尺寸进行科学合理的优化布置设计。汽机房内要使用可以随时拆卸的汽机轻型罩壳，汽机罩壳的跨度也要控制在宽S长为13.0米*32.0米的范围之内，汽机的罩壳顶限高高度应在8.5米之内，并采用弧形壳顶设计，其汽轮机发电机组中心线距离与汽机房A列柱之间的距离也要控制在6.5米之内。
然后，在进行汽机房不同层区的布置设计中，依旧可以在汽机房±0.0米层放置凝结水泵、轴封、汽轮机发电机组以及胶球清洗装置等相关的辅助设施。
最后，要针对生物质发电机组容量小的特点，对汽轮机组的系统布置进行相应调整。对于2×15MW的机组的重要系统，如主蒸汽系统、给水系统、轴封供汽系统和疏水系统应当尽量采用单元制，这样既可以减少相互之间的影响，又可以尽量缩短主要管道长度，使得机组实际运行情况更符合设计工况。而对于一些辅助系统，并不能因为生物质发电机组系统简单，在设计时就可以降低标准，例如给水泵轴封冷却水系统、真空系统的抽空气管道、汽轮机组疏水系统管道都要占据很大空间，并不会随着机组容量的缩小而成比例的缩小，因此在设计时要给予充分考虑。
（三）生物质能发电厂汽机房的优化布置与设计的经济性研究
若在装机容量为2×15MW生物质能发电厂中使用高效率的高温超高压汽轮机发电机组，那么在建设初期所花费的投资比重肯定要高于传统的高温高压及中温次压机组。鉴于高温超高压发电机组发电效率大、投入后运行费用低的特点，在同等发电量下，高温超高压生物质能发电机组每年按照发电7500小时计算的话，就可以节约30g/KW·H的標准煤，减少600多万元的燃料使用费用。若按照使用同等燃料数量进行计算，那么推行使用高温超高压生物质能发电机组后，就可以比传统发电机组多发电17.5GW·h（按全年发电7500h计）。通过分析可以发现，随着电厂运行时间的不断增加，高温超高压生物质能发电机组就会节约越来越多的资金费用。
以下是某30MW生物质能发电厂的汽机房优化布置设计后与传统布置的个性数据比较，详见表1。
通过以上的方式对30MW生物质能发电厂的汽机房进行科学的、合理的优化布置设计，将提高布局、工艺流程、功能、检修的科学性与有效性，发挥其根本价值。由于此类设计撤销了传统的汽机房单排架结构样式，使用了轻型汽机罩壳结构，这不仅能够有效的降低土地使用面积，还可以机减少土地使用费用、提前完成汽机厂房施工工作，节约厂房施工建设资金，提高空间的有效利用率。
结束语：我国使用传统30MW生物质能发电厂布置及设计方案，已经无法适应未来社会对生物质电厂安全性能和经济价值创造能力的要求，因此在基于保证发电厂安全、经济、运行便捷的前提下使用高性能高温超高温机组，优化发电厂汽机厂房的布置设计，才能够有效的保证生物发电机组的安全可靠性能，提高汽轮机热效率、生物质能源利用效率、降低厂房建设使用面积、降低资本投入，提高汽轮机组运行的经济及社会效益。