某丘陵地區(qū)火力發(fā)電廠干貯灰場(chǎng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：某丘陵地區(qū)火力發(fā)電廠干貯灰場(chǎng)的阻水區(qū)和灰場(chǎng)內(nèi)雨水需要排放，并存在江水倒灌問(wèn)題。通過(guò)介紹該某丘陵地區(qū)火力發(fā)電廠干貯灰場(chǎng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、排水建構(gòu)筑物及設(shè)備、排水系統(tǒng)運(yùn)行要求和注意事項(xiàng)，為類似工程干貯灰場(chǎng)區(qū)域排水提供參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：干貯灰場(chǎng)；阻水區(qū)排水；貯灰場(chǎng)內(nèi)排水；防止江水倒灌設(shè)施

1 前言

某丘陵地區(qū)火力發(fā)電廠規(guī)劃容量為2×600MW+2×1000MW機(jī)組。一期工程建設(shè)兩臺(tái)600MW國(guó)產(chǎn)超臨界凝汽發(fā)電機(jī)組。電廠在某江北岸（左岸），距江約2km。本工程廠區(qū)﹑取水口的百年一遇設(shè)計(jì)洪水位為47.36m（黃海高程，下同），千年一遇設(shè)計(jì)洪水位為48.12m。

本期工程采用貴州省六盤水地區(qū)及貴州省安龍縣生產(chǎn)的煙煤作為燃料，采用鐵路運(yùn)輸入廠。采用干除灰方式，干灰在廠內(nèi)加濕后由汽車運(yùn)至貯灰場(chǎng)。本期工程按設(shè)計(jì)煤種每年排放的灰渣量為61.70×104t，每年排放的脫硫石膏量為26.07×104t。

本工程貯灰場(chǎng)距廠址約2.0km，為干貯灰場(chǎng)?；覉?chǎng)設(shè)計(jì)最終堆灰標(biāo)高50.0m，占地面積為55.2hm2，庫(kù)容為380×104m3。在考慮電廠生產(chǎn)的灰、脫硫石膏綜合利用50％的情況下，按本期2×600MW機(jī)組設(shè)計(jì)煤種計(jì)算的灰、脫硫石膏量，貯灰場(chǎng)庫(kù)容可滿足存放10年的要求。

貯灰場(chǎng)設(shè)有1座主壩、2座副壩，主壩和副壩的壩頂標(biāo)高均為48.50m。貯灰場(chǎng)1號(hào)副壩對(duì)上游洪水形成阻水，阻水區(qū)域總面積為207.4hm2，流量較大，需要設(shè)排水設(shè)施。貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域雨水也需要設(shè)排水設(shè)施。江水的百年一遇設(shè)計(jì)洪水位比貯灰場(chǎng)內(nèi)地面高，應(yīng)設(shè)防止江水倒灌的設(shè)施。

2 貯灰場(chǎng)區(qū)域排水流量

2.1 阻水區(qū)流量

貯灰場(chǎng)1號(hào)副壩對(duì)上游洪水形成阻水，阻水區(qū)域總面積為207.4hm2，頻率為10%的洪水徑流量為22.31m3/s，24小時(shí)的洪水總量為24.58×104m3?；覊嗡纬傻淖杷畢^(qū)的洪水流量及24小時(shí)的洪量見表2-1。

阻水區(qū)雨水排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是：按防澇標(biāo)準(zhǔn)按頻率為10%的洪水設(shè)計(jì)，而阻水區(qū)基本為水田，根據(jù)有關(guān)規(guī)范的規(guī)定允許淹沒時(shí)間為3天，即24小時(shí)的洪水總量在72小時(shí)內(nèi)排放完畢。

2.1 貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域流量

貯灰場(chǎng)面積為55.2hm2，頻率為10%的洪水徑流量為5.94m3/s，24小時(shí)的洪水總量為6.542×104m3。貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域的洪水流量及24小時(shí)的洪量見表2-2。

貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域雨水排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是：按防澇標(biāo)準(zhǔn)按頻率為10%的洪水設(shè)計(jì)，一日的洪水總量在當(dāng)天內(nèi)排放完畢。

3貯灰場(chǎng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1貯灰場(chǎng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

阻水區(qū)和貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域雨水分別排放。阻水區(qū)的雨水用集水池收集后，用排水暗溝穿過(guò)貯灰場(chǎng)和主壩排放至主壩后的天然排水溝。為防止江水倒灌，排水暗溝在主壩前設(shè)1座提升泵房，排水暗溝在泵房?jī)?nèi)改用DN1400焊接鋼管并設(shè)1個(gè)DN1400電動(dòng)蝶閥。當(dāng)江水水位處于高水位時(shí)，關(guān)閉此蝶閥，防止江水倒灌，并啟動(dòng)雨水提升泵抽排阻水區(qū)的雨水；當(dāng)江水水位處于低水位時(shí)，打開此蝶閥，使阻水區(qū)的排水自流排放。

貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域雨水用排水豎井收集后，用排水暗溝穿過(guò)主壩排放至主壩后的天然排水溝。為防止江水倒灌，在主壩后排水暗溝上設(shè)1座閘門井，閘門井安裝1套手動(dòng)啟閉機(jī)鋼閘門。當(dāng)灰壩外的水位高于灰場(chǎng)內(nèi)的水位時(shí)，關(guān)閉閘門，此時(shí)雨水臨時(shí)存放在灰場(chǎng)內(nèi)，待壩外側(cè)的水位下降時(shí)，再開啟閘門，灰場(chǎng)內(nèi)的雨水自流排放。

灰場(chǎng)周圍山丘匯水面積小，不設(shè)截洪溝。

3.2貯灰場(chǎng)排水系統(tǒng)建構(gòu)筑物及設(shè)備

阻水區(qū)排水系統(tǒng)建構(gòu)筑物及設(shè)備。在1號(hào)副壩外的最低處設(shè)1座沉砂池及進(jìn)水喇叭口。沉砂池平面尺寸為15m×9m，深1.5m；進(jìn)水喇叭口為錐形，底部寬同沉砂池寬度，上部寬同排水溝寬度。進(jìn)水喇叭口設(shè)有格柵，格柵孔為150mm×150mm（中心線）。進(jìn)水喇叭口后設(shè)1條排水暗溝，斷面尺寸為1.6m×1.8m，溝底起點(diǎn)標(biāo)高36.00m，坡度為i=0.002。排水暗溝穿過(guò)整個(gè)灰場(chǎng)接到主壩后的天然排水溝。排水暗溝在主壩前設(shè)1座提升泵房，排水暗溝在泵房?jī)?nèi)改用DN1400焊接鋼管并設(shè)1個(gè)DN1400電動(dòng)蝶閥，此電動(dòng)蝶閥為抗泥沙磨損型、雙向止水。提升泵房底標(biāo)高為34.00m，運(yùn)行層標(biāo)高為49.10m，運(yùn)行層以下平面尺寸為12m×6m。泵房?jī)?nèi)安裝2臺(tái)雨水提升大泵和2臺(tái)雨水提升小泵，均為潛水排污泵。雨水提升大泵主要性能參數(shù)為：WQ1440-15-90型、Q=1440m3/h、H=15m，配套電機(jī)：110kW、380V。雨水提升小泵主要性能參數(shù)為：WQ720-15-55型、Q=720m3/h、H=15m，配套電機(jī)：55kW、380V。水泵根據(jù)水位高低啟停。提升泵房?jī)?nèi)的電動(dòng)蝶閥層設(shè)集水坑，尺寸為1400mm×500mm，深1.5m，集水坑內(nèi)設(shè)2臺(tái)移動(dòng)式潛水排污泵，水泵性能參數(shù)為：Q=10m3/h、H=7m，配套電機(jī)：0.5kW、380V。

貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域排水系統(tǒng)建構(gòu)筑物及設(shè)備。在主壩前設(shè)有1座排水豎井用以排放灰場(chǎng)內(nèi)的雨水。排水豎井?dāng)嗝鏋閳A形，內(nèi)徑為φ3000mm，頂標(biāo)高49.30m，底部設(shè)消力池，消力池底標(biāo)高為33.10m。排水豎井連接1條排水暗溝，斷面尺寸為1.6m×1.8m，溝底起點(diǎn)標(biāo)高34.60m，坡度為i=0.002。排水暗溝穿過(guò)主壩接到主壩后的天然排水溝，在主壩后排水暗溝上設(shè)1座閘門井，閘門井安裝1套手動(dòng)啟閉機(jī)鋼閘門?；覉?chǎng)內(nèi)有3個(gè)泉眼，每個(gè)泉眼均設(shè)封閉式集水口，集水口引1根DN100管道引到排水暗溝，保證泉水的排放，避免灰渣污染地下水及影響干灰場(chǎng)的堆灰。

4貯灰場(chǎng)排水系統(tǒng)運(yùn)行要求及注意事項(xiàng)

4.1阻水區(qū)排水系統(tǒng)運(yùn)行要求

DN1400電動(dòng)蝶閥為常開，當(dāng)提升泵房?jī)?nèi)水位達(dá)到36.00m、并啟動(dòng)第1臺(tái)雨水提升小泵時(shí)，同時(shí)聯(lián)鎖關(guān)閉DN1400電動(dòng)蝶閥，電動(dòng)蝶閥人工開啟（運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)外江水位的情況確定是否開啟）。當(dāng)灰場(chǎng)外上游側(cè)排水溝的水位高出灰壩外下游側(cè)沖溝水位時(shí)，打開電動(dòng)蝶閥，雨水自流排放；當(dāng)灰場(chǎng)外上游側(cè)水溝的水位低于灰壩外下游側(cè)沖溝水位時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)蝶閥，開雨水提升泵。

水泵的啟停根據(jù)水位變化自動(dòng)聯(lián)鎖，其中當(dāng)泵房?jī)?nèi)水位達(dá)到36.00m時(shí)，啟動(dòng)1臺(tái)雨水提升小泵；當(dāng)水位上升到37.50m時(shí)，啟動(dòng)第2臺(tái)雨水提升小泵；當(dāng)水位上升到38.00m時(shí)，再啟動(dòng)1臺(tái)雨水提升大泵；當(dāng)水位上升到38.50m時(shí)，再啟動(dòng)第2臺(tái)雨水提升大泵；當(dāng)水位下降到36.50m時(shí)，停大泵（1臺(tái)或2臺(tái)）；當(dāng)水位降至35.20m時(shí)，停小泵（1臺(tái)或2臺(tái)）；以上水位數(shù)值均可調(diào)，最終數(shù)值按水泵運(yùn)行調(diào)試結(jié)果來(lái)確定。要求在就地及泵房控制盤均能對(duì)水泵進(jìn)行控制，水泵可按水位自動(dòng)啟停，也可手動(dòng)啟停。

集水坑中的移動(dòng)式潛水排污泵的啟停根據(jù)集水坑中水位變化自動(dòng)聯(lián)鎖，當(dāng)集水坑中的水位達(dá)到33.50m時(shí)，啟動(dòng)第1臺(tái)水泵；當(dāng)水位達(dá)到33.7m時(shí)，啟動(dòng)第2臺(tái)水泵；當(dāng)水泵將至33.30m時(shí)停泵，以上水位數(shù)值均可調(diào)，最終數(shù)值按水泵運(yùn)行調(diào)試結(jié)果來(lái)確定。水泵可按水位自動(dòng)啟停，也可手動(dòng)啟停。

4.2 貯灰場(chǎng)內(nèi)區(qū)域排水系統(tǒng)運(yùn)行要求

當(dāng)外江水位上漲，及時(shí)啟動(dòng)啟閉機(jī)，下閘使外江水不流入灰場(chǎng)；當(dāng)外江水位下降，外江水位低于灰場(chǎng)水位時(shí)，必須及時(shí)啟動(dòng)啟閉機(jī)，提升閘門。

4.3排水系統(tǒng)注意事項(xiàng)

在洪水季節(jié)，主要是6～9月份，應(yīng)加強(qiáng)巡視主壩外的水位，當(dāng)主壩外的水位高于37.00m時(shí)，江水的洪水開始倒灌，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉雨水提升泵房?jī)?nèi)排水管上的DN1400電動(dòng)蝶閥，1號(hào)副壩外的阻水區(qū)的雨水用提升水泵抽排，用于排放灰場(chǎng)內(nèi)的雨水的手動(dòng)啟閉機(jī)鋼閘門也要關(guān)閉；當(dāng)主壩外的水位低于37.00m時(shí)打開蝶閥和啟閉機(jī)鋼閘門。

在枯水季節(jié)，應(yīng)定期檢查或試運(yùn)行排水提升泵房?jī)?nèi)的DN1400電動(dòng)蝶閥、水泵和閘門井內(nèi)的手動(dòng)啟閉機(jī)鋼閘門，保證設(shè)備在洪水期能正常運(yùn)行，保證排水系統(tǒng)暢通。

參考文獻(xiàn)

［1］DL5000-2000，火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S]

［2］給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第3冊(cè)《城鎮(zhèn)給水》、第5冊(cè)《城鎮(zhèn)排水》

[3］GB/T 50265-97，《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].