略谈电厂取水泵房联合布置设计

摘要：长江中下游附近建设大机组火电厂，由于该段长江流域水量充沛，水质较好，适合火电厂用水取水。在修建电厂时，其中关键一点为取水泵房联合布置的设计问题。本文结合补给水系统选择时的原则入手，简要探讨了电厂取水泵房联合布置设计。

关键词：电厂；联合布置；取水泵房；

对于火电厂补给水系统来说，其通过取水设施采集原水，然后再经水泵加压的方式送到电厂净水站进行处理，之后补充至厂内各用水点。本文结合某电厂的实际工作，提出了通过高效深井泵从码头前沿下部取水的方案。

一、取水系统选择

1、设计原则

本系统由取水泵房、取水构筑物、补给水压力供水管等成分组成的。通常来说，对于取水泵房结构、取水构筑物水下部分、补给水管等可以按照所规划的容量一次性建成，水泵设备分期建设安装，即避免了土建分期施工对周边环境的影响和重复审批过程，又减少工程初期投资。

2、系统配置

长江中下游某火力发电厂规划机组容量为4x1000MW，一期建设2x1000MW，二期建设2x1000MW，电厂补给水取自该大河，每台机组补给水量1700m3/h，水文特征：0.1%校核洪水位：22.18m；1%设计洪水位：20.77m；97%设计最低水位：3.97m；99%校核最低水位：3.62m；煤码头设计高水位：19.89m；煤码头设计低水位：3.72m。

取水泵房一次建成，一期布置3台（2用1备），二期再安装2台，最终达到4用1备。补给水管按4台机组容量设计2条补给水管，一次建成。

二、取水构筑物及水泵

1、构筑物布置

此河段航运繁忙，船舶运输量大、载货品种多，近岸水深条件好，水位变幅大。该电厂配套建设煤码头采用直立式高桩梁板结构形式，为满足停泊和行驶需要，煤码头前沿设计河床底位于等高线-2.00m处，码头兴建后所增加的阻水面积较少，对沿岸水流改变较小，不会产生挑流、回流等不良流态。由于压力水管不宜贯穿长江大堤，岸边式和泵船取水需占用河道岸线，对河道行洪的影响不可避免，需要进行专题论证后报河道管理部门审批，综合考虑适宜采用河床式取水，初步拟定2个取水头部的平面位置见图1，即码头上游880m处的取水点1、码头前沿线后方的取水点2。

我们参考取水口平面图，取水布置有以下几个方案：码头上游880m处取水，设置取水头部，通过自流引水管引水至固定式取水泵房进水间。该方案土建施工难度较高，周期长，投资高，系统复杂，设备维护量大，适应水位变化能力较弱，取水头部周围河床需定期清淤；泵船取水：码头上游880m处取水，取水泵布置在移动式泵船内。该方案施工周期短，适应水位变化能力较强，船体对于防风浪、防碰撞运行要求较高，船体水上部分定期进行防腐和无损探测维护；煤码头下部取水：码头前沿转运站下部取水，取水泵布置在码头转运站内。该方案与码头同步施工，适应水位变化能力强，利用航道定期清淤的外部条件，运行维护管理方便，结构简单，减少征地。

2、煤码头下部取水安全性分析

我们通过分析表1可得，煤码头下部取水方案节省土建费用最大。码头要求布置在岸滩稳定良好、岸线较为顺直、河床抗冲能力较强的河段，与取水头部布置原则相一致。该河段水源来水量充沛，97%设计枯水位略高于煤码头设计低水位，取水水深达6m，水深条件良好，河道水质相对较好，除江面的漂浮物外，水草很少，因此，适宜采用较为简便的滤水设备，从而减轻运行维护工作量。在煤码头下方进水口迎水面和侧面设置百叶格栅板，有利于拦截江面的漂浮物。煤码头具备常年清淤条件，并且码头下方抛石斜坡护面，有利于减少对取水头部泥沙淤积。当水下取水头部未设置安全警示标志或标志不明显时，会对过往船舶形成威胁，造成船舶事故性污染。煤码头下方取水头部利用煤码头警戒保护设施，无需占用河道另建航标警戒装置，不影响通航安全。煤码头与取水构筑物合二为一，在大堤保护区内新建建筑物仅一处，土建施工仅为进水百叶格栅、水泵基座和补给水管管架，补给水压力管沿码头引桥和厂外输煤栈桥侧敷设，不仅减少了征地，简化河道管理部门审批手续，而且具有施工难度小、工期短的优点。煤码头属于电厂主体工程配套单位，有利于取水头部安全责任管理。煤码头采用装卸效率高的环保型物料输送设备，设置取水头部现场不间断监控系统，电厂建立健全防水质污染管理制度和应急预案，提高取水安全和应急水平。取水设备由港区统一管理，减少定员，无需重复新建生活配套设施，减少污染源。

4、取水泵可靠性

对于大型的电厂取水泵，其需要长期连续运行并且设备利用率高，通常来说会采取卧式离心泵。高效深井泵在广东平海电厂海水淡化取水泵、贵州乌江构皮滩水电厂一级～三级泵站补水泵等得到应用，设备连续运转平稳可靠、故障率小、能耗低、操作简单、易于实现自动化和远程控制。深井泵由泵、电机、泵座、出水管部件、转动部件、入口滤水器部件等组成。水泵叶轮选用先进的水力模型，采用封闭式设计，最大限度减少径向叶轮流道的冲击损失，提高水泵的水力性能和效率，水泵流量大于700m3/h时效率达到80%，与卧式双吸离心泵相当；在水泵工作部件的下壳轴承处采用迷宫防砂环设计，有效阻止砂粒进入轴承室。传动轴、叶轮采用高强度不锈钢，轴的径向振动小，水泵运行平稳，噪音低。叶轮单级扬程大，因而减少了泵工作部件的外形尺寸和转动部件的数量，降低了故障率；泵轴承设计为分段，每段长度2.5m，可分段吊装检修；电机采用立式，推力轴承能承受水泵转子重量及工作时的轴向力，电机冷却方式为―空冷，无外部冷却水消耗。该工程配置的取水泵单泵流量Q=1700m3/h，扬程H=45m，轴长20.79m，配6kV电机，因此采用产品性能好、质量稳定的高效深井泵，同时严控设备设计、制造、施工等，确保补给水系统安全可靠完全可行。

三、结论

本文结合电厂所处河段水深条件好、水量充沛、水质较好等特点，提出湿冷火电机组补给水取水建筑物及取水泵房结合煤码头布置。采用高效深井泵从码头下部取水，防冲刷、防淤、防漂浮物条件良好，运行维护管理方便，保护岸线和航道资源。

参考文献：

[1] 刘鹏.静电除尘器在神华天津煤码头作业现场的应用[J].价值工程.2010（31）

[2] 国家电网公司5×10～7t煤码头项目葫芦岛签约[J].陕西电力.2012（09）