火力发电厂厂区规划的节能探讨

　　摘要：电厂的节能通常都是通过对新工艺、新技术的采用来实现，往往会增加电厂的投资，而合理的厂区规划会在不增加电厂的投资情况下实现电厂的节能。本文通过电厂的选址、厂区总平面布置、道路布局以及绿化布置等几方面来探讨电厂的自然节能，为社会创造效益。
　　关键词：选址、总平面布置、道路布局、绿化、节能
　　1概述
　　随着能源危机的日益严重，建筑耗能和环境问题日益突出，可持续发展的思想已经成为人类的共识，节能的问题也越来越受到重视。根据国家十一五发展规划，未来五年内单位国内生产总值能源消耗降低20%左右；党的十六届五中全会更是明确指出要加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展和人口资源、环境相协调。
　　中国是一个能源消耗大国，近年来，中国的电力工业实现了跨越式发展，发电装机容量和发电量不断增加，截至2009年7月，发电装机容量已经超过8亿千瓦，但中国的电力结构仍以火电为主，火电占总装机容量的80％左右。
　　火力发电厂的主要燃料是煤炭，是将一次能源转化为二次能源，在生产和建设的过程中将消耗大量的能源，因此电厂节能问题显得日益重要。火力发电厂除了采用先进的生产工艺来减少煤耗、电耗外，尚存在着一种合理的节能手段，那就是科学合理的厂区规划。结合电厂的生产工艺流程对电厂厂区进行合理的规划，在不增加投资的情况下，能极大的提高电厂节能。
　　2火力发电厂的工艺流程
　　电厂的生产过程概括的说是把燃料（煤）中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程可分为三个阶段：（1）燃料的化学能在锅炉中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；（2）锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统，（3）由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电，把机械能变为电能，称为电气系统。电厂的整个生产工艺系统主要由以上三个系统组成。
　　3火力发电厂的能耗
　　火力发电厂属于产业部门，同时存在着两种能耗，即产业能耗和建筑耗能，产业耗能是指电厂在产生电的工程中发生的能源消耗，主要是原材料的消耗，包括煤耗、电耗和燃油的消耗。产业能耗的节省主要由工艺专业通过一些新技术、新方法、新流程来解决，合理的厂区规划也能降低电厂运行中的产业能耗。
　　建筑耗能有两种定义方法：广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工，一直到建筑使用的全过程能耗。而狭义建筑能耗则是指为此建筑功能和建筑物在运行过程中所消耗的能量，包括照明、采暖、空调、电梯、热水供应、烹调、家用电器以及办公设备等的能耗。建筑耗能主要通过合理的厂区规划、合理的建筑设计以及采用节能产品、良好的围护结构来解决。
　　4 厂区规划与节能
　　电厂厂区规划主要包括厂址选择、厂区总平面布置、厂区道路布局以及厂区绿化布置。电厂的选址、厂区布置、路网结构以及环境绿化、建筑物形体都会影响电厂的日照、通风以及小气候环境,从而影响电厂建筑的能耗，因此电厂规划也应注重对节能问题的研究。
　　4.1厂址选择与节能
　　电厂厂址选择主要从国家电力发展规划、电力产业政策、区域资源优化配置及地区电力发展规划和市场需求出发，研究电网结构、资源情况（包括一次能源和水资源）和运输系统的现状和规划、环境状况，从而从某一区域提出几个厂址。电厂燃料运输要消耗能耗，水输送过程中同样要消耗能耗，因此电厂厂址应尽量靠近资源丰富的地区，尽量靠近交通方便，便于燃料运输的区域，从而降低电厂资源的消耗。现如今国家提倡优先发展煤矸石电厂、坑口电厂以及西电东送工程就是从节能的角度出发，减少燃料输送过程中能耗，降低能源消耗。
　　 4.2厂区总平面布置与建筑节能
　　燃煤电厂的总平面布置包括主厂房区、配电装置区、贮煤场区、点火油罐区、冷却设施区、污水及废水处理区、化学水处理区、各辅助及附属建筑等，通过对上述几个区域的合理布置，从而实现电厂的节能，主要体现在以下方面：
　　布置紧凑适当。
　　煤、水、电、灰以及化学水处理室等主要生产建、构筑物围绕主厂房集中布置，在满足生产运行和安全卫生等要求的原则下，要尽量压缩厂房及管道之间的间距，必要时，可以采取立体交叉布置，例如可将引风机布置在烟道的下面，循环水管道布置在主变压器基础下等，这样可以缩短管线长度，降低运行费用，减少能耗。
　　利用自然地形，顺势布置。
　　总平面布置不仅要适应地形，还要利用自然地形，尤其是在主厂房和输煤设施的布置上，将主厂房布置在低处，输煤设施布置在高处，可以缩短输煤栈桥长度，减少运行费用，降低能耗。
　　根据地方气候特点，因地制宜，合理布置建筑物走向。
　　对于电厂内设置有采暖或集中空调系统的建筑规划布局，应根据地方气候特点，因地制宜，使建筑物的布局和平面布置有利于日照、采光和自然通风，增加植被绿化，减少硬化地面，形成小区微气候。
　　建筑物的单体设计控制其体型系数，将体型系数控制在一个较低的水平上；在满足使用净空高度的前提下，减小层高，以减少其外围护结构的传热损失，降低建筑能耗。建筑的立面设计，采用了有利于自然通风方案。
　　全厂建筑在总平面布置时，根据夏季主导风向，进行了建筑规划。办公及人员较多的、停留时间较长的房屋朝向宜采用南北向、或接近南北向，尽量避免单朝向，实现南北通透，吸引换气降温的“穿堂风”。厂房采用平开窗，组织气流，自然流通，这种自循环降温可以在很大程度上减少机械加热制冷所消耗的能量。建筑之间应保持合理间距，以利厂区自然通风。炎热地区宜使汽机房面向夏季盛行方向。
　　 4.3厂区道路布局与节能
　　厂区的道路应尽可能与厂区的建（构）筑物结合，为建筑争取好的朝向创造条件，厂区的道路同时也是厂区的风道，道路布局及路网结构应有利于组织厂区的通风，并与周围环境相结合，把厂区周围的新鲜空气引入厂区，以改善厂区的小气候环境，。厂区道路的风向一般宜平行于夏季主导风向，有利于组织通风，同时也要与冬季主导风向保持一定角度，抵御冬季寒风的侵袭。
　　道路的路面采用黑色沥青路面，尽量减少铺设量，而以透水性好的地面为主，如“连环扣”地砖等等。
　　 4.4厂区绿化布置与节能
　　据调查资料显示,茂盛的树木能遮挡50%～90%的太阳辐射热.夏季,浓密的树冠能够把20%～25%的太阳辐射反射到天空,把35%的幅射热吸收掉.与此同时,树木的蒸腾作用还能够吸收掉相当多的热量.由于植物的根部保持一定的水分,也可以大量吸收地面上的热量.小区绿化和水体可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量,从而抑制热岛效应的产生,改善住宅建筑外维护结构的热工性能。
　　4.4.1绿地布局一般来讲,厂区绿化规划会形成一个以厂前建筑区为核心,道路绿化为网络,各功能分区区域绿化相结合的绿地系统。厂区的绿地布局规划中应注意与电厂周围环境衔接,融入到周围环境中。绿地布局应注意与厂区道路、建筑布局相结合,以有利于通风气流风的引导,改善通风条件。绿化可以有效改善局部为气候环境,实验结果表明,草地和沥青地面的表面温度差,可达到14℃以上,在两种不同的地表面微气候区(30～120cm)高度内的温度差也可达到5℃左右。在规划中应尽可能提高绿地率。
　　4.4.2建筑绿化植物的配置厂区内的植物配置应将草坪、灌木丛,乔木合理搭配,形成多层次的竖向立体绿化布置形式.植物配置主要考虑遮阳效果,尽量削弱夏季太阳辐射对建筑的热作用,又不影响冬季太阳辐射和全年自然采光,同时还要兼顾通风、采光效果。建、构筑物南侧宜以高大的落叶乔木为主,夏季枝叶茂盛、干高冠大,能够有效遮荫,冬季落叶,可以争取较多的阳光;北侧宜以耐荫常绿乔木为主,乔灌木结合,形成绿化屏障,以减弱冬季的寒风的侵袭。部分建筑物的东西山墙选用爬墙植物进行垂直绿化,可以有效地改善墙体的热工性能.
　　4.4.3水景规划结合绿地规划,在厂区内设置喷泉、水池、水面等,有利于在夏季降低室外环境温度,调节空气湿度,形成良好的局部小气候环境.改善室外环境的舒适度、健康度和空气质量,能够有效提高住宅建筑的室内小环境质量,达到节能目的.
　　5结束语
　　与建筑节能技术相比,电厂厂区规划可以在几乎不增加建设投资的条件下,通过科学合理的规划设计,就可以有效地改善厂区小气候环境和热舒适性,改善建筑热工环境,从而达到节能目的。建筑耗能是影响社会可持续发展的一个重大问题,进一步深入地开展电厂厂区规划与建筑节能的理论和实践研究,不断进行节能单项技术和成套技术的开发利用,减少对不可再生能源的利用,应该成为厂区规划设计研究的一项重要工作.
　　参考文献：[1]武一琦主编火力发电厂厂址选择与总图运输设计中国电力出版社
　　[2]邱颖小区规划与住宅建筑节能徐州建筑职业技术学院院报2006年9月第6卷、第31期
　　[3]龙惟定编著建筑节能与建筑能效管理中国建筑工业出版社
　　[4]高等学校教材现电厂概论中国电力出版社