發(fā)電站冷卻塔與綜合水泵房豎向一體布置設(shè)計

李萬銀

(山西新唐工程設(shè)計有限公司，山西太原 030006)

綜合水泵房內(nèi)布置四臺循環(huán)水泵，因循環(huán)水泵較大，故在循環(huán)水泵之間布置三臺消防泵，在水泵房毗鄰側(cè)布置循環(huán)水泵和消防水泵吸水池，機(jī)械通風(fēng)冷卻塔布置于泵房和水池頂部。因水泵布置在±0.000 m，為滿足循環(huán)水泵及消防泵吸水要求，將吸水池底標(biāo)高下降，低于綜合水泵房室內(nèi)標(biāo)高3 m，水池深6.5 m。根據(jù)泵房內(nèi)設(shè)備的起吊高度，將泵房頂標(biāo)高做至7.5 m，水池頂部至冷卻塔集水池底部有4 m的空間，在此平臺上設(shè)置旁流過濾器和加藥裝置。

1 消防水系統(tǒng)

1.1 水源

GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范中8.1.2條規(guī)定:“消防用水可由城市給水管網(wǎng)、天然水源或消防水池供給。利用天然水源時，其保證率不小于97%，且應(yīng)設(shè)置可靠的取水設(shè)施?！盙B 50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范中7.6.7條規(guī)定:“當(dāng)冷卻塔數(shù)量多于1座且供水有保證時，冷卻塔水池可兼作消防水源?！币话闱闆r下，消防管網(wǎng)都充滿壓力水，使用自來水或循環(huán)水作消防水源，從產(chǎn)生氧化腐蝕和電化學(xué)腐蝕方面考慮，用循環(huán)水比用自來水腐蝕要輕的多。因此，循環(huán)冷卻水用作消防水源是完全可行的。

1.2 水源的可靠性

循環(huán)冷卻水作為消防水源在技術(shù)上最大的優(yōu)點是安全可靠，滿足消防的一些特殊要求。如消防泵房耐火等級、消防用水量、消防用水量平常不作他用、消防水泵吸水方式、寒冷地區(qū)水池防凍措施等等。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是動力的心臟，其本身的布置，運(yùn)行的安全可靠性等要求都很高。所以循環(huán)冷卻水用作消防水源在技術(shù)上是可靠的。

1.3 消防水泵

消防水泵選用上海凱泉公司生產(chǎn)的臥式單級消防泵三臺，兩開一備，滿足GB 50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范中7.6.5條規(guī)定:“消防水泵應(yīng)設(shè)備用泵。”消防水泵的單臺性能為:流量Q=50 m3/h，揚(yáng)程H=50 m，配套電機(jī)采用380 V低壓電機(jī)，功率為15 kW。

消防水泵布置在±0.000 m的綜合水泵房內(nèi)循環(huán)水泵之間，直接從吸水池吸水，出水管立管上裝有多功能水泵控制閥和閘閥，以防止水錘對水泵的影響。

1.4 消防水管道

消防水泵直接從水泵房毗鄰側(cè)布置的水泵吸水池吸水，吸水管采用單臺泵對應(yīng)單條吸水管的設(shè)計原則。水泵出水管在泵房內(nèi)連接成“U”形布置，以確保消防水泵房有兩條出水管。

因煉鋼廠發(fā)電站街區(qū)的主要建筑有主廠房、化學(xué)水處理和綜合供水系統(tǒng)，故消防水泵房的兩條出水管直接接至主廠房室內(nèi)消防環(huán)狀管網(wǎng)，此街區(qū)的室外消防可采用煉鋼廠原有的室外消防設(shè)施。

2 循環(huán)水系統(tǒng)

2.1 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔

冷卻塔選用鋼混結(jié)構(gòu)的逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，冷卻塔處理能力要滿足黃石地區(qū)夏季高溫高濕氣候條件下的換熱效果，即夏季時發(fā)電負(fù)荷能達(dá)到設(shè)計能力，冷卻塔配置為2×2 500 m3/h，單臺性能為:冷卻能力Q=2 500 m3/h，進(jìn)塔水溫T1=42℃，出塔水溫T2=32℃，配套風(fēng)機(jī)直徑為8 000 mm，電機(jī)功率為132 kW。

冷卻塔布置在泵房頂7.500 m處，并在此處塔的進(jìn)水口側(cè)挑出2 300 mm的混凝土平臺，平臺上布置冷卻塔進(jìn)水總管及旁路進(jìn)水管，在平臺外側(cè)設(shè)置安全防護(hù)欄桿。

2.2 循環(huán)水泵

循環(huán)水泵選用上海凱泉公司生產(chǎn)的單級雙吸離心泵四臺，三開一備，控制采用兩臺工頻，兩臺變頻。循環(huán)水泵單臺性能為:流量Q=1 670 m3/h，揚(yáng)程H=35 m，配套電機(jī)采用380 V低壓電機(jī)，功率為185 kW。

循環(huán)水泵布置在±0.000 m的綜合水泵房內(nèi)，因水泵吸水池底標(biāo)高為-3.000 m，故可將循環(huán)水泵的吸水管布置在泵房內(nèi)地面以上，即吸水管直接沿地面敷設(shè)。出水管考慮到與主廠房汽機(jī)的凝汽器連接，故在泵房內(nèi)循環(huán)水泵出水口處設(shè)置寬1 500 mm，深1 700 mm的管溝，水泵出水管變徑后用90°彎頭接至管溝內(nèi)，與室外管溝內(nèi)的循環(huán)水供水主干管連接?？紤]到循環(huán)水供回水管徑較大，故水泵進(jìn)出水均采用D341型蝸輪傳式蝶閥，在出水管上增設(shè)蝶式止回閥，保證水泵的安全運(yùn)行。

2.3 旁流過濾器

循環(huán)水旁濾系統(tǒng)，按照循環(huán)水總量的5%考慮旁濾系統(tǒng)的設(shè)置，旁流過濾器處理水量為250 m3/h，選用φ1 200的淺層砂過濾器6臺，單臺過濾水量為42 m3/h，組合布置，全自動控制。

旁流過濾器布置在水池頂3.500 m平臺上，并在過濾器四周設(shè)置圍堰，在圍堰最低處設(shè)置兩個DN100的地漏，用以排走過濾器運(yùn)行過程當(dāng)中的泄漏水。過濾器出水管接閥門后，直接在水池頂開孔接至水池內(nèi)。

2.4 加藥裝置

循環(huán)水加藥裝置采用一體式加藥裝置，配有3座1 m3的溶藥箱、3臺攪拌機(jī)和6臺計量泵，分別用以投加緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑。攪拌機(jī)配套0.55 kW的電機(jī)，計量泵單臺性能為:Q=200 L/h，H=0.30 MPa。

加藥裝置同樣布置在水池頂3.500 m平臺上，和旁流過濾器相鄰，在加藥裝置四周也設(shè)置圍堰，在圍堰最低處設(shè)置一個DN100的地漏，用以排走加藥裝置運(yùn)行過程當(dāng)中的泄漏水。

2.5 管道布置

因為循環(huán)水系統(tǒng)和汽機(jī)房相鄰布置，故兩根DN700的循環(huán)水回水管分別從凝汽器出口直接升至6.500 m處，出汽機(jī)房后，跨過5 400 m的通道后，接至冷卻塔7.500 m平臺處，匯合成一根DN1 000的回水總管后，分別供至兩臺塔的各進(jìn)水口。冷卻塔冷卻后的水在塔底集水池處，用兩根DN800的鋼管豎直向下穿過水泵吸水池池頂，伸至吸水池底，并在鋼管底部用鋼筋支架支撐，冷卻塔集水池池底處做好防水的同時，還需加設(shè)加固肋。

每臺循環(huán)水泵的出水管，沿管溝接至泵房外的主管溝內(nèi)DN1 000的循環(huán)水供水主干管上，主干管在進(jìn)汽機(jī)房前分為兩根DN700R支管，分別進(jìn)入汽機(jī)房內(nèi)，接至凝汽器的循環(huán)水入口處。在主管溝內(nèi)，DN1 000的主干管每隔7 m做一工字鋼支架，在溝的末端做一集水池，用于收集管溝內(nèi)的漏水，設(shè)一潛水排污水將收集的漏水排至廠區(qū)排水系統(tǒng)。

3 發(fā)電站綜合布管

3.1 給排水系統(tǒng)

生活給水系統(tǒng)，發(fā)電站生活用水接自鋼廠自來水管網(wǎng)。生活用水主要包括化驗設(shè)施用水，廠區(qū)內(nèi)生活飲用水。按主廠房、循環(huán)水站、化水車間分區(qū)供水。

生產(chǎn)給水系統(tǒng)主要是汽機(jī)間、鍋爐跨內(nèi)的工業(yè)冷卻用水、化水車間制水用水、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及消防水池的補(bǔ)給水，分為主廠房、循環(huán)水、脫鹽水三大區(qū)域分別供水。工業(yè)水均從鋼廠凈化水環(huán)狀管網(wǎng)上接入，分別計量。凈化水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力0.28 MPa。

消防給水為獨立的消防給水系統(tǒng)。消防泵組設(shè)置在循環(huán)水泵房內(nèi)，消防水池與循環(huán)水冷水井共建。主廠房內(nèi)設(shè)單栓消火栓，廠區(qū)室外消防設(shè)地上式消火栓。

排水系統(tǒng)，發(fā)電站排水包括生產(chǎn)廢水、生活污水及雨排水。所有排出的污、廢水均經(jīng)過電站相關(guān)設(shè)施處理達(dá)標(biāo)后排放。采用污廢水和雨水分流的排水系統(tǒng)，經(jīng)處理后的生活污水和工業(yè)污水統(tǒng)一由主排水管排出廠外。

發(fā)電站污水包括全廠的生產(chǎn)生活排污水和化水車間排出的酸堿鹽廢水，分別經(jīng)過化糞池及中和池處理達(dá)標(biāo)后分區(qū)就近排入?yún)^(qū)域排水管。

雨排水系統(tǒng)采用鋼筋混凝土管，也按分區(qū)就近排入?yún)^(qū)域內(nèi)排水管網(wǎng)。

3.2 布置管線的一般原則

1)全面考慮各種管線的性質(zhì)、用途、相互聯(lián)系以及彼此間可能產(chǎn)生的影響;合理選擇管線走向，盡量使管線短捷、均勻、適當(dāng)集中。管線宜直線敷設(shè)，并與道路平行。干管宜布置在靠近主要用戶及支管較多的一側(cè)。

2)力求使管線間及管線與建、構(gòu)筑物之間在平面和豎向上相互協(xié)調(diào)，應(yīng)考慮生產(chǎn)安全、施工和檢修方便以及節(jié)約用地等要求。應(yīng)避免影響露天堆場及建、構(gòu)筑物的發(fā)展，并適當(dāng)考慮預(yù)留管線本身改、擴(kuò)建的余地。

3)管線的平面布置，力求順直。盡量減少管線與交通運(yùn)輸線路的交叉，交叉時應(yīng)盡量垂直交叉，在困難條件下，兩者交角不宜小于45°，并應(yīng)采取加固措施。盡量減少管線相互間的交叉，尤其是熱力地溝與排水管、電纜與熱力地溝的交叉。

4)盡可能將性質(zhì)類似、埋設(shè)深度接近的管線排列在一起，有條件時可同溝敷設(shè)，一次開挖，采用最小水平凈距，為機(jī)械化施工創(chuàng)造條件，并便于維修。

5)管線盡量避開填挖較深和地質(zhì)不良地段。沿山坡或高差較大的邊坡布置管線時，應(yīng)注意邊坡穩(wěn)定和防止沖刷。

6)在改、擴(kuò)建工程中，要注意新建管線不要影響原有管線的使用，并盡量滿足施工和交通運(yùn)輸?shù)囊蟆．?dāng)有可靠根據(jù)或措施、管線間距不能符合規(guī)定時，可適當(dāng)縮小間距。

7)地下管線不應(yīng)布置在有建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)壓力的范圍內(nèi)。在改、擴(kuò)建工程中，困難情況下，布置受到限制時，可將不經(jīng)常檢修的排水管道布置在道路下面行車部分外，雨水管道也可布置在行車部分內(nèi)。

4 配套專業(yè)

此綜合供水系統(tǒng)在發(fā)電站的位置與主廠房相鄰，各水泵與風(fēng)機(jī)的配電可直接從主廠房的高低壓配電室接出，方便且節(jié)省費用。采暖管道也可直接從設(shè)置于主廠房內(nèi)的換熱站接出，泵房內(nèi)的通風(fēng)可采用門窗的自然通風(fēng)與軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制通風(fēng)。整個綜合供水系統(tǒng)的控制，則是由主廠房內(nèi)控制室的DCS來自動控制。

5 結(jié)論及建議

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工業(yè)用地越來越緊張，這就要求設(shè)計人員能夠合理地規(guī)劃廠區(qū)用地，盡量減少占地，提高建筑系數(shù)，降低工程投資。通過以上論述得出冷卻塔、綜合水泵房和吸水池的豎向一體化布置在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是可觀的，運(yùn)行上是可靠的。

水泵吸水池為半地下布置，故在寒冷地區(qū)，水池的地上部分需要做保溫，在實際過程當(dāng)中是可行的，但為防止施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題而產(chǎn)生事故，還是建議此方案用于非采暖地區(qū)，其效益及安全性比較好一點。

［1］ 戚盛豪.給排水設(shè)計手冊(第3冊)城鎮(zhèn)給水［M］.第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］ 姜乃昌.水泵及水泵站［M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998.

［3］ GB 50013-2006，室外給水設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］ GB 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.