GVPI厂房设计简介

摘要：本文详述了GVPI厂房设计过程中的工艺、土建、公用工程，为类似厂房的设计提供参考。

关键词：GVPI厂房；发电机定子；工艺；土建；电气；暖通；动力；给排水

一、项目背景

近年来，我国国民经济持续、快速、稳定的发展。为了满足国民经济快速发展的需要，电力工业建设的步伐加快，对大型发电设备的需求量猛增，电力工业进入一个高速发展的历史时期。电力工业的发展不但在产品数量上，而且在产品单机容量、产品品种规格、产品性能、产品质量等诸方面都提出了更高的要求。

随着我国经济持续增长，节能和环保型的产品需求不断提高，大容量、高参数的电站设备和热电联产、全空冷发电机组连续多年旺销。

上海电气电站设备有限公司（以下简称上海汽发）近年来抓住机遇，与西门子公司达成技术转让协议，产品中包括了氢冷、空冷和水氢冷3个系列，是在整合了原有西门子公司技术和西屋公司技术基础上优化产生，突出特点是产品标准化程度高，结构通用性强，工艺合理，制造成本低。上海汽发每年大约有30台发电机采用汽轮发电机定子整体真空压力浸渍（GVPI）生产工艺。其LEVEL-40绝缘技术、整浸GVPI制造工艺技术都是国内首家采用的。

二、工艺

上海GVPI厂房主要承担生产任务为：年产41台400MW以下的全空冷系列汽轮发电机的定子线圈主绝缘包扎、整型、定子电工装配、定子浸漆、绝缘烘干以及各相关试验等任务。编织胶化后的定子线圈由线圈车间提供，定子铁芯由大型发电机车间提供，在GVPI厂房内完成定子电工装配和GVPI之后运入大型发电机车间进行总装试验。

GVPI生产厂房生产性质为单件生产。最大最重件为400MW空冷发电机定子，外形尺寸为Φ3200×8534mm，重量为227t。

GVPI生产厂房内主要工艺流程：定子线圈包主绝缘 试验（直流耐压试验） 整型 预压装 下线 接线 抽湿及试验（直流电阻试验和直流耐压试验） 预烘 真空压力浸漆 绝缘固化 清理 送装配。

GVPI生产厂房总长72m，总宽79.54m，跨度由北到南分别为19.14m、36m（东端6m为三层办公楼）、24.4m。面积约6000m2。三跨厂房均为钢结构厂房，柱距均为12m。建筑物耐火等级为二级，火灾危险性等级为戊类。其中设备区（位于24.4m跨）火灾危险性等级为丙类。

南24.4m跨厂房建筑形式与西面露天跨盖顶厂房保持一致，屋架下弦最低处18.37m，屋架下弦最高处20.9m。厂房按照Gn=5t、S=22.5m单梁桥式吊车设计，轨高14m。吊车主要功能为设备检修。此区域与其他区域采用隔墙到顶，形成一个封闭的VPI设备区，以方便通风除尘。

中间36m跨厂房建筑形式与西面试车站接长厂房保持一致，厂房按照Gn=250t、S=34m双梁桥式吊车设计，轨高16m，屋架下弦22m。满足单件定子起吊要求。东边6m为三层办公楼，一层布置有树脂测量室、更衣室等。层高分别为6m、4.2m、4.2m。该跨为空调厂房。

三、土建

本项目抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.10g，设计抗震分组为第一组。建筑场地类别为III类。工程设计使用年限50年。建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级。本工程上部结构环境类别为一类，基础环境类别为二a类。

GVPI生产厂房工程上部结构采用全钢结构，厂房柱为双阶钢柱，下段柱为格构式钢柱，中段柱为实腹组合钢柱，上段柱为实腹H型钢柱。吊车梁采用“工”字形实腹钢吊车梁及钢制动桁架。屋面梁拟采用实腹H型钢变截面梁，屋面梁通过设置12m托架（钢桁架）按6m间距设置。本厂房屋面采用镀铝锌彩色钢板加保温棉屋面，屋面檩条采用镀锌冷弯薄壁型钢“C”形檩条。本厂房外墙面1.2m以下为混凝土空心砌体墙，1.2m以上采用双层彩色钢板夹保温棉墙，1.2m以上墙梁及檩条H型钢及镀锌冷弯薄壁型钢“C”形檩条。本厂房山墙36m跨设置四根抗风柱，并在标高22.0m及16.0m处分别设置一道钢抗风桁架，抗风柱采用H型钢柱。厂房山墙19.14m跨设置2根H型钢抗风柱。

19.14m跨利用原728厂房的混凝土柱牛腿架设钢屋面梁，5t悬挂吊设置在屋面钢梁下。

36m与24.4m跨交接处原设计为双柱，新建厂房取消22.4m支撑柱，利用36m跨钢柱支撑24.4m结构。屋面钢梁最低处标高18.37m。

四、公用工程

GVPI厂房最高日生产、生活用水量为15.0m3/d；最大时为3.0m3/h。室外消防用水量按20L/s计；室内消火栓消防用水量按10L/s计。发生火灾时，火灾延续时间按2h计，则扑灭一次火灾的消防总用水量为216m3。GVPI生产厂房设室内消火栓给水系统，由厂区给水管道直接供水。室外排水系统采用雨、污分流制。生活污水经化粪池处理后经厂区污水排水管排入市政排水系统；车间其它生产废水及清洁废水等可直接排入厂区污水排水系统；地面及屋面雨水经雨水口和室内雨水管汇集后排入厂区雨水排水系统。

定子线圈包带、试验区及定子线圈嵌线、接线、试验区空调面积约2750m2，定子线圈包带、试验区厂房高度约为10m，定子线圈嵌线、接线、试验区厂房高度约为20m，夏季空调冷负荷约为690kW，冬季空调热负荷480kW，保持室内正压值所需新风量按换气次数1.5次/h计算（按空调送风区域7m高），为28875m3/h。设计有三台额定风量为39500m3/h的屋顶式恒温恒湿型空调机组，每台制冷量为236kW，机组置于车间办公楼屋面，空调系统送风口设于6～7m位置高侧送，侧下部回风。

GVPI控制室、办公楼等部分设舒适性空调，空调面积约390m2，夏季空调冷负荷为60kW，采用数码涡旋多联机，室外机置于相应的屋面上，室内机采用四面出风嵌入式，并在走道上设吊顶新风机。

设备区设屋顶通风器全室通风，排风量按换气次数10次/h计算。浸漆罐及烘炉均自带尾气处理装置，达标后高空排放。厂房整体火灾危险类别为戊类，GVPI设备区火灾危险类别为丙类，采用可开启外窗自然排烟，生活间的内走道及各房间均采用自然排烟。

GVPI生产厂房生产所需压缩空气及氮气由该厂原有压缩空气站供给，氮气由气体公司供给。

本工程用电设备安装容量约1800kW（预留1300kW），计算负荷约850kVA，所有用电负荷均为三级。供电电源为10kV，采用电缆从2#变配电站经电缆沟或直埋引来。另设一台300kW柴油发电机组做辅助设备的备用电源。

在厂房南面设一变配电室，面积约75m2，内装1台1000kVA干式变压器，8台低压配电屏，供本工程用电。同时考虑预留1台变压器及一定数量低压配电屏位置。继电保护由2#变配电站统一考虑；电能计量采用高供高计；无功补偿采用低压集中动态自动补偿方式。

低压配电采用TN-S系统，配电电压为380/220V，采用放射式与树干式相结合的方式为各用电设备供电。照明光源采用金卤灯配高效节能型灯具。该厂房按三类防雷要求设防。接地系统采用TN-S系统。

五、总论

上海汽发GVPI厂房于2012年年底竣工验收，2013年正式投产使用，经过近年的实际运行，效果较好，达到了设计生产能力。项目的建成，提高了上海汽发的生产能力和技术水平，取得了较好的经济效益和社会效益。

作者简介：杨占春 女 本科 1983年毕业于西安交通大学电气绝缘技术，从事电机厂咨询、工程设计32年。