汽轮机属于一种旋转式蒸汽动力装置，在高温高压蒸汽的作用下，能够带动汽轮机内部转子的高速旋转，进而为其它设备提供强大的驱动力，而锅炉设备则是将热水与蒸汽产生的热能转化成为机械能及电能的一种大型的水处理装置。作为热电厂的关键设备，技术人员应对汽轮机与锅炉进行科学合理布置，以最大限度的发挥两种设备的功能优势，进而为终端用户提供更加优质的电力能源，使人们的日常生活以及正常的生产作业活动得到可靠保障。
1.汽轮机设备与锅炉机电设备结构及工作原理
1.1 汽轮机设备结构与工作原理
汽轮机也称之为蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，按照热力过程划分主要包括凝汽式汽轮机、一次调整抽汽式汽轮机、二次调整抽汽式汽轮机以及背压式汽轮机，按照工作原理划分主要包括冲动式汽轮机、反动式汽轮机、冲动反动联合式汽轮机。汽轮机本体主要由转动部分、固定部分、控制部分组成，其中，转动部分包括主轴、叶轮、轴封、联轴器等结构，固定部分包括喷嘴室汽缸、隔板、静叶片、汽封等结构，而控制部分主要包括调节系统、保护装置以及油系统等结构，在发电厂当中，汽轮机、发电机与锅炉并称为三大主机，是电力能源产出的关键设备。
汽轮机工作原理如下：具有一定压力与温度的蒸汽进入到汽轮机的机体当中，当蒸汽流经喷嘴时，在膨胀力的驱动下，这些蒸汽将呈现出高速流动状态，进而来驱动机体内部的转子，这时，转子在驱动力的作用下，将匀速旋转，进而将旋转动能转化成为机械能。对于发电厂的汽轮机来说，转子通常情况下与发电机转子直接相连，当汽轮机转子转动以后，可以带动发电机转子快速转动，在这种情况下，借助于电磁感应，使发电机静子线圈中产生一定的电流，最后，这些电流通过变电配电设备可以直接向终端用户供给电力能源。
1.2 锅炉机电设备结构与工作原理
锅炉设备主要由锅炉本体、辅助系统以及其它设备部件组成，其中，锅炉本体主要包括省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、炉膛、空气预热器、烟道及风道等结构，辅助系统主要包括燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、除尘系统、吹灰系统、水处理系统、脱硫系统等。其它设备部件主要包括安全门、水位计、热工仪表等。
锅炉机电设备工作原理如下：首先，原煤经传输带输送到料仓，然后进入磨煤系统，原煤被磨制成煤粉以后，经加热、干燥等处理工序被直接送入膛。在煤粉燃烧过程中，将产生大量的热量，使得炉膛内的温度迅速升高，最高温度通常会达到1500℃以上。这一过程所产生的烟气直接进入水平烟道，并在尾部烟道与省煤器、再热器、空气预热器等装置进行热量交换，这时，烟气温度将迅速下降，当温度降到160℃以下时，烟尘通过除尘系统的净化处理，将一些细微灰尘颗粒排放到大气当中。在整个加热环节，锅炉内的水获取了足够多的热量，这些热量被统一送入汽包内，通过汽水分离装置分离出来的水继续循环，而被分离出来的蒸汽则直接被送入过热器，并通过主蒸汽管道直接传输给汽轮机，以驱动汽轮机正常运转[1]。
2.热电厂主厂房汽轮机的布置原则
2.1 空间布置的基本原则
当主厂房的位置确定以后，热电厂应当及时与汽轮机的供应商取得联系，并就厂房各层的高度以及凝汽器水室的高度进行协商，以最大限度的降低汽轮机厂房的建设成本。在布置厂房内的连接管线时，应当遵循“短捷、整齐、紧凑”的原则，这样有利于后期设备的检查与维修。如果布线混乱，那么，在维修设备时，将消耗大量的检修时间，这不仅影响了检修效果，同时，也将给热电厂增加投入成本。为了提高主厂房容积利用率，在布置汽机房中间层、运转层时，尽量采用大平台结构，这样能够有效避免空间浪费的情况。在摆放汽轮机主机设备时，应当充分利用主厂房容积大的优势，在保证美观度的情况下，能够有效利用每一处空间。另外，为了保证汽轮机的高压驱动装置能够高效运行，在布置高压缸驱动端时，尽量缩减与锅炉房之间的距离，这样也可以节省大量的管道与电缆等材料。
2.2 汽机房布置原则
汽机房主要是用来放置汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器、加热器、给水泵等设备的房间。 以300MW机组的汽机房为例，由于发电机组功率较大，在布置汽机房时，可以划分为三个层次，底层用来布置辅机设备，中间层用来布置配电设备，运转层则可以作为检修场地。由于汽轮机及附属设备体积庞大，一旦出现运行故障，将投入大量的人力资源来排除故障隐患，因此，在主厂房内，应当预留出足够的检修作业空间，以及各种维修工具的放置场地与运输通道。主厂房底层的纵向通道应当贯穿直通，两端需要分别设置一道大门，其中一道大门与厂区道路直通，一旦设备出现故障，可以利用这一通道来运输主变压器。另外，在主厂房内还需要设置检修时使用的横向通道，这种横纵交错的布置方法更利于检修工作的高效展开。
3.热电厂主厂房锅炉机电设备的布置原则
3.1 锅炉房空间布置原则
热电厂在选择锅炉房位置时，应当选择原煤燃料易于储运以及灰渣易于清运的区域，以避免污染周边的自然生态环境，由于热电厂的锅炉还承担着用户的供热责任，因此，在设立锅炉房时，应当结合当地的区域性供热规划。在布置容量为35-65t/h的蒸汽锅炉以及功率在29-58MW之间的热水锅炉时，炉前距离应当在5m以上，炉间距离应在1.8m以上，而锅炉前端至仪表控制室的净距离应当保持在3m左右。对于蒸发量较大锅炉来说，主厂房应当采取双层布置方法。为了确保作业人员以及锅炉检修人员正常进出，或者在遇到突发状况时，能够迅速撤离现场，锅炉房的每一层出入口的数量至少为两个，并且每一个楼层的出入口应当设置通向地面的安全梯。锅炉房与室外通道相连的大门应当始终保持开启状态，锅炉房内部的各个工作间的大门应当始终向内开启。另外，在修建锅炉房时，锅炉房室内标高至少应当高出室外地面150mm，烟囱中心距离锅炉房后墙中心线的距离应在10m以上[2]。
3.2 锅炉整体布置原则
锅炉本体结构主要由炉膛燃烧空间与对流烟道两个部分构成，目前，在热电厂当中，最为常见的锅炉布置方式是U型布置法，即锅炉布置的剖面图很像一个“倒U”型，锅炉的整体布置实际上是炉膛、对流烟道以及各级受热面之间的相对的空间位置，布置过程中，所遵循的基本原则是：尽量使炉膛和烟道空间的四壁与空间通道内壁能够具有足够大的受热面，这样能够大幅提高换热效率，进而有效避免热量的大量散失。其中，布置有后屏受热面的大容量锅炉炉膛出口主要是指后屏进口。而没有后屏的中小容量锅炉，炉膛出口主要指的是凝渣管的进口。
结束语：
汽轮机与锅炉设备作为热电厂的两大关键设备，在空间布置与整机布置过程中，应当始终遵循“安全、便捷、高效”的原则，尤其应当注意各种附属设备之间的安全距离，以及故障检修的便捷性，同时，也需要考虑空间与整机布置的经济性特点，在最大限度降低设备投入成本的前提下，使汽轮机与锅炉设备能够始终保持高效运转状态，以满足社会各领域对电力能源的需求。
参考文献：
[1]孙煜,李传伟,秦大伟,李跃俭,赵兴军.热电厂锅炉汽轮机的优化调度策略[J].内燃机与配件,2018(08):109-110.
[2]李琦波.锅炉房设计中常见的几个问题[J].工程建设与设计,2020(23):56-58.