略談電廠取水泵房聯(lián)合布置設(shè)計(jì)

劉仲

摘要：長江中下游附近建設(shè)大機(jī)組火電廠，由于該段長江流域水量充沛，水質(zhì)較好，適合火電廠用水取水。在修建電廠時，其中關(guān)鍵一點(diǎn)為取水泵房聯(lián)合布置的設(shè)計(jì)問題。本文結(jié)合補(bǔ)給水系統(tǒng)選擇時的原則入手，簡要探討了電廠取水泵房聯(lián)合布置設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電廠；聯(lián)合布置；取水泵房；

對于火電廠補(bǔ)給水系統(tǒng)來說，其通過取水設(shè)施采集原水，然后再經(jīng)水泵加壓的方式送到電廠凈水站進(jìn)行處理，之后補(bǔ)充至廠內(nèi)各用水點(diǎn)。本文結(jié)合某電廠的實(shí)際工作，提出了通過高效深井泵從碼頭前沿下部取水的方案。

一、取水系統(tǒng)選擇

1、設(shè)計(jì)原則

本系統(tǒng)由取水泵房、取水構(gòu)筑物、補(bǔ)給水壓力供水管等成分組成的。通常來說，對于取水泵房結(jié)構(gòu)、取水構(gòu)筑物水下部分、補(bǔ)給水管等可以按照所規(guī)劃的容量一次性建成，水泵設(shè)備分期建設(shè)安裝，即避免了土建分期施工對周邊環(huán)境的影響和重復(fù)審批過程，又減少工程初期投資。

2、系統(tǒng)配置

長江中下游某火力發(fā)電廠規(guī)劃機(jī)組容量為4x1000MW，一期建設(shè)2x1000MW，二期建設(shè)2x1000MW，電廠補(bǔ)給水取自該大河，每臺機(jī)組補(bǔ)給水量1700m3/h，水文特征：0.1%校核洪水位：22.18m；1%設(shè)計(jì)洪水位：20.77m；97%設(shè)計(jì)最低水位：3.97m；99%校核最低水位：3.62m；煤碼頭設(shè)計(jì)高水位：19.89m；煤碼頭設(shè)計(jì)低水位：3.72m。

取水泵房一次建成，一期布置3臺（2用1備），二期再安裝2臺，最終達(dá)到4用1備。補(bǔ)給水管按4臺機(jī)組容量設(shè)計(jì)2條補(bǔ)給水管，一次建成。

二、取水構(gòu)筑物及水泵

1、構(gòu)筑物布置

此河段航運(yùn)繁忙，船舶運(yùn)輸量大、載貨品種多，近岸水深條件好，水位變幅大。該電廠配套建設(shè)煤碼頭采用直立式高樁梁板結(jié)構(gòu)形式，為滿足停泊和行駛需要，煤碼頭前沿設(shè)計(jì)河床底位于等高線-2.00m處，碼頭興建后所增加的阻水面積較少，對沿岸水流改變較小，不會產(chǎn)生挑流、回流等不良流態(tài)。由于壓力水管不宜貫穿長江大堤，岸邊式和泵船取水需占用河道岸線，對河道行洪的影響不可避免，需要進(jìn)行專題論證后報(bào)河道管理部門審批，綜合考慮適宜采用河床式取水，初步擬定2個取水頭部的平面位置見圖1，即碼頭上游880m處的取水點(diǎn)1、碼頭前沿線后方的取水點(diǎn)2。

我們參考取水口平面圖，取水布置有以下幾個方案：碼頭上游880m處取水，設(shè)置取水頭部，通過自流引水管引水至固定式取水泵房進(jìn)水間。該方案土建施工難度較高，周期長，投資高，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)量大，適應(yīng)水位變化能力較弱，取水頭部周圍河床需定期清淤；泵船取水：碼頭上游880m處取水，取水泵布置在移動式泵船內(nèi)。該方案施工周期短，適應(yīng)水位變化能力較強(qiáng)，船體對于防風(fēng)浪、防碰撞運(yùn)行要求較高，船體水上部分定期進(jìn)行防腐和無損探測維護(hù)；煤碼頭下部取水：碼頭前沿轉(zhuǎn)運(yùn)站下部取水，取水泵布置在碼頭轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)。該方案與碼頭同步施工，適應(yīng)水位變化能力強(qiáng)，利用航道定期清淤的外部條件，運(yùn)行維護(hù)管理方便，結(jié)構(gòu)簡單，減少征地。

2、煤碼頭下部取水安全性分析

我們通過分析表1可得，煤碼頭下部取水方案節(jié)省土建費(fèi)用最大。碼頭要求布置在岸灘穩(wěn)定良好、岸線較為順直、河床抗沖能力較強(qiáng)的河段，與取水頭部布置原則相一致。該河段水源來水量充沛，97%設(shè)計(jì)枯水位略高于煤碼頭設(shè)計(jì)低水位，取水水深達(dá)6m，水深條件良好，河道水質(zhì)相對較好，除江面的漂浮物外，水草很少，因此，適宜采用較為簡便的濾水設(shè)備，從而減輕運(yùn)行維護(hù)工作量。在煤碼頭下方進(jìn)水口迎水面和側(cè)面設(shè)置百葉格柵板，有利于攔截江面的漂浮物。煤碼頭具備常年清淤條件，并且碼頭下方拋石斜坡護(hù)面，有利于減少對取水頭部泥沙淤積。當(dāng)水下取水頭部未設(shè)置安全警示標(biāo)志或標(biāo)志不明顯時，會對過往船舶形成威脅，造成船舶事故性污染。煤碼頭下方取水頭部利用煤碼頭警戒保護(hù)設(shè)施，無需占用河道另建航標(biāo)警戒裝置，不影響通航安全。煤碼頭與取水構(gòu)筑物合二為一，在大堤保護(hù)區(qū)內(nèi)新建建筑物僅一處，土建施工僅為進(jìn)水百葉格柵、水泵基座和補(bǔ)給水管管架，補(bǔ)給水壓力管沿碼頭引橋和廠外輸煤棧橋側(cè)敷設(shè)，不僅減少了征地，簡化河道管理部門審批手續(xù)，而且具有施工難度小、工期短的優(yōu)點(diǎn)。煤碼頭屬于電廠主體工程配套單位，有利于取水頭部安全責(zé)任管理。煤碼頭采用裝卸效率高的環(huán)保型物料輸送設(shè)備，設(shè)置取水頭部現(xiàn)場不間斷監(jiān)控系統(tǒng)，電廠建立健全防水質(zhì)污染管理制度和應(yīng)急預(yù)案，提高取水安全和應(yīng)急水平。取水設(shè)備由港區(qū)統(tǒng)一管理，減少定員，無需重復(fù)新建生活配套設(shè)施，減少污染源。

4、取水泵可靠性

對于大型的電廠取水泵，其需要長期連續(xù)運(yùn)行并且設(shè)備利用率高，通常來說會采取臥式離心泵。高效深井泵在廣東平海電廠海水淡化取水泵、貴州烏江構(gòu)皮灘水電廠一級～三級泵站補(bǔ)水泵等得到應(yīng)用，設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、故障率小、能耗低、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)自動化和遠(yuǎn)程控制。深井泵由泵、電機(jī)、泵座、出水管部件、轉(zhuǎn)動部件、入口濾水器部件等組成。水泵葉輪選用先進(jìn)的水力模型，采用封閉式設(shè)計(jì)，最大限度減少徑向葉輪流道的沖擊損失，提高水泵的水力性能和效率，水泵流量大于700m3/h時效率達(dá)到80%，與臥式雙吸離心泵相當(dāng)；在水泵工作部件的下殼軸承處采用迷宮防砂環(huán)設(shè)計(jì)，有效阻止砂粒進(jìn)入軸承室。傳動軸、葉輪采用高強(qiáng)度不銹鋼，軸的徑向振動小，水泵運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低。葉輪單級揚(yáng)程大，因而減少了泵工作部件的外形尺寸和轉(zhuǎn)動部件的數(shù)量，降低了故障率；泵軸承設(shè)計(jì)為分段，每段長度2.5m，可分段吊裝檢修；電機(jī)采用立式，推力軸承能承受水泵轉(zhuǎn)子重量及工作時的軸向力，電機(jī)冷卻方式為—空冷，無外部冷卻水消耗。該工程配置的取水泵單泵流量Q=1700m3/h，揚(yáng)程H=45m，軸長20.79m，配6kV電機(jī)，因此采用產(chǎn)品性能好、質(zhì)量穩(wěn)定的高效深井泵，同時嚴(yán)控設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、施工等，確保補(bǔ)給水系統(tǒng)安全可靠完全可行。

三、結(jié)論

本文結(jié)合電廠所處河段水深條件好、水量充沛、水質(zhì)較好等特點(diǎn)，提出濕冷火電機(jī)組補(bǔ)給水取水建筑物及取水泵房結(jié)合煤碼頭布置。采用高效深井泵從碼頭下部取水，防沖刷、防淤、防漂浮物條件良好，運(yùn)行維護(hù)管理方便，保護(hù)岸線和航道資源。

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