浙江電力2015年第8期ZHEJIANG ELECTRIC POWER49濱海電廠循環(huán)水泵消波研究韓建民(浙江省電力設計院,杭州310012)摘要:針對濱海電廠波浪對循環(huán)水泵安全運行的影響及消波的重要性進行了分析,結(jié)合浙江某發(fā)電廠的工程實例,計算和分析了循環(huán)水泵進水流道幾種有效消波措施,并進行了技術(shù)經(jīng)濟比較。選取進水前池內(nèi)短暗溝消波方案進行了物理模型試驗驗證和優(yōu)化,設計采用了能確保循環(huán)水泵安全運行且簡單易行的18m短暗溝消波方案,以達到循環(huán)水泵穩(wěn)定運行的目的關鍵詞:循環(huán)水泵;消波;短暗溝;物理模型中圖分類號:TK22文獻標志碼:B文章編號:1007-1881(2015)08-004903Research on Wave Damping of Circulating Water Pump in Coastal Power PlantsHAN JianminZhejiang Electric Power Design Institute, Hangzhou 310012, China)Abstract: The paper analyzes impact of waves on safe operation of the circulating water pump in coastalpower plants and the importance of wave damping. Combining with a power plant project in Zhejiang, the paper calculates and analyzes several effective measures of wave damping in inlet channel of circulating waterpump and compares their technical and economic efficiency. The wave damping scheme for short blind ditchin the front pool is verified and optimized by physical model test. The simple and feasible wave dampingscheme for eighteen- meter short blind ditch that can ensure operation safety of circulating water pump isadopted to make sure the pump can operate stablyKey words: circulating water pump; wave damping; short blind ditch; physical model引言阻擋,一部分被破碎消能,其余波能傳遞到循環(huán)水泵房內(nèi),引起循環(huán)水泵房內(nèi)水面劇烈波動,波浙江某發(fā)電廠瀕臨東海,地處臺風頻發(fā)、波動的周期和幅度取決于外來波和傳入到循環(huán)水泵浪影響嚴重區(qū)域,裝機容量2×l000Mw,循環(huán)房吸水井內(nèi)全波能的特性。循環(huán)水泵房吸水井內(nèi)冷卻水采用海水直流循環(huán)供水系統(tǒng),配置6臺大水面劇烈波動對循環(huán)水泵的安全運行主要帶來以型斜流式循環(huán)水泵取水,單泵流量10.78ms,下3種不利影響:揚程17.8m。循環(huán)水泵房附近海域開闊,外海波(1)引起循環(huán)水泵靜揚程驟變。浪可直接影響泵房區(qū)域,最大波向波高達6.7m,循環(huán)水泵房吸水井內(nèi)水面在波能作用下發(fā)生平均波高1.4m,最大波長14m,對大型循環(huán)水短周期性驟變,循環(huán)水泵的靜揚程也隨之驟變泵安全運行構(gòu)成威脅。如果泵組的機械慣性能夠阻尼這種驟變,泵組的1波浪對循環(huán)水泵運行的影響運行受影響較小。當泵組的機械慣性阻尼不了這種驟變時,泵組的運行工況發(fā)生快速變化,引起濱海電廠岸邊循環(huán)水泵房位于海邊,從海域循環(huán)水泵運行特性發(fā)生急變,泵組的機械和傳動近岸取水,水泵運行直接受到潮汐變化和波浪運系統(tǒng)荷載也發(fā)生快速變化,材料易受到疲勞破動的影響,潮汐變化周期較長,變化緩慢,對水壞。另外,電動機的電流和功率也隨之快速變化泵的運行影響不大,而波浪的波動周期較短,實運行不穩(wěn)定,甚至可能造成電機過載。測周期為十幾秒鐘,對水泵的影響較大。波浪傳(2)誘導循環(huán)水泵汽蝕。遞到循環(huán)水泵房前,受循環(huán)水泵房迎水面建筑物如果循環(huán)水泵房吸水井內(nèi)水面驟變幅度較50浙江電力2015年第8期大,在低潮位時,將造成吸水井內(nèi)水位過低,導前沿,與當?shù)匦★L區(qū)風浪疊加后最大波高仍有致葉輪的淹沒深度不夠、汽蝕余量不足,形成吸2.8m,最大波長142.4m,波浪仍將對循環(huán)水泵水漏斗和漩渦,空氣被吸入循環(huán)水泵,造成循環(huán)運行安全構(gòu)成威脅水泵效率降低,同時還會由于空氣泡被吸入而引起循環(huán)水泵葉輪的汽蝕,造成循環(huán)水泵被迫停運。循環(huán)水泵房消波措施(3)導致振動和噪聲。循環(huán)水泵房消波措施主要有長距離自流引水泵組的運行工況點驟變、泵的汽蝕等現(xiàn)象都暗溝消波、循環(huán)水泵房進水閘門口潛孔消波、進是激振源,若泵組和泵房結(jié)構(gòu)的固有頻率與某個水前池底部短暗溝消波等,激振源的激振頻率相耦合,會產(chǎn)生共振,嚴重時本項目波高較高、波長較長,進水閘門口潛將影響泵組和循環(huán)水泵房的安全。孔厚度僅1m,顯然達不到有效消波的要求,因2循環(huán)水泵房波浪控制標準此擬考慮長距離自流引水暗溝消波及進水前池底部短暗溝消波2種方案。因波浪對循環(huán)水泵房和泵組可能產(chǎn)生危害,41長距離自流引水暗溝消波方案必須對傳輸至循環(huán)水泵房吸水井內(nèi)的波能加以有循環(huán)水通過淹沒式取水頭部取水,由引水暗效控制,以保證循環(huán)水泵房和泵組的運行安全。溝自流進入循環(huán)水泵房,每臺機組設1個淹沒式國內(nèi)外對此問題研究得還不夠深入,各國的取水頭部和1條引水暗溝,每條引水暗溝長度為控制標準也不盡相同,大多數(shù)國家要求泵房前沿100m。水流從海底淹沒式取水頭部進入,水深較因波浪引起的水位驟變不超過0.5m,泵房吸水大,波浪在進水口處已大大減弱,引水暗溝長度井內(nèi)水位驟變幅度不大于0.3m較長,波浪難以傳人循環(huán)水泵房。采用NBT25002DIGJ150-l99火力發(fā)電廠循環(huán)水泵房進水-2011《核電廠海工構(gòu)筑物設計規(guī)范》附錄K推薦流道及其布置設計技術(shù)規(guī)定》第2.1.1條規(guī)定:“吸公式,經(jīng)消波計算,循環(huán)水泵房吸水井內(nèi)的波高水池水面波高不宜超過03m”;DL/5339-2006小于0.15m,由于港池內(nèi)每年淤積泥沙約0.5m,《火力發(fā)電廠水工設計規(guī)范》第6.1.3條規(guī)定:“進需每年清淤,淹沒式取水頭部周圍清淤困難,取水前池波浪波動幅度一般不宜超過0.3m”;NBT水頭部及自流暗溝需水下施工,施工難度大,本5002-201《核電廠海工構(gòu)筑物設計規(guī)范》第7.3.2方案造價達6000萬元以上。條及條文說明規(guī)定:“水泵房外的前池水面波動不42進水前池底部短暗溝消波方案宜超過0.5m,水泵房進水池水面一般不宜超過在循環(huán)水泵房進水前池底部短暗溝消波是既0.3簡單又經(jīng)濟的方案,每個進水流道設1條引水短綜合國內(nèi)外各項標準,本項目消波按吸水池暗溝,布置在進水前池底部,如圖1所示。消波水面波動不超過0.3m考慮。計算方法同上,考慮短暗溝流速要求,經(jīng)初步優(yōu)循環(huán)水泵房布置化計算可知,短暗溝斷面尺寸為68m(寬)x23電廠海域前沿為運煤船舶進出和?？康母鄢?設有28km長的擋沙防波堤。為滿足取水水深及循環(huán)水泵消波要求,循環(huán)水泵房取水明渠布進水前池97%低潮位-3置在港池內(nèi),循環(huán)水泵房前池與取水明渠銜接取水明渠其北至東北方向有煤碼頭和擋沙防波堤,防波堤與取水明渠的軸線基本平行,其西至西南側(cè)為陸域。循環(huán)水泵房布置在港池岸邊,面朝港池,盡消浪短暗溝,斷面尺寸為68m(寬)x23m(高)管東北側(cè)防波堤對偏北至東向的外海波浪有較好15000~20000單位:mm的掩護作用,但其東南側(cè)口門較寬、風區(qū)長,水深也較大,外海波浪經(jīng)折射繞射后仍可傳播至泵房圖1進水前池底部短暗溝消波方案2015年第8期韓建民:濱海電廠循環(huán)水泵消波研究51(高),長度約20m,能使循環(huán)水泵房吸水井內(nèi)的6結(jié)論和建議波高降至0.3m以內(nèi)。本方案只需在每臺循環(huán)水泵進水閘門口設置20m長的短暗溝,布置在進循環(huán)水泵是發(fā)電廠主要輔機設備之一,其安水前池內(nèi),造價僅360萬元左右。全運行直接關系到發(fā)電機組的運行。濱海電廠的進水前池底部短暗溝消波方案造價較低,施波浪對循環(huán)水泵的安全運行構(gòu)成威脅,需采取安工方便,運行維護簡單,因此,本項目的循環(huán)水全可靠的消波措施。泵房消波措施推薦采用該方案。通過波浪對循環(huán)水泵的影響分析、消波措施5模型試驗驗證及優(yōu)化的優(yōu)化比較及物理模型試驗驗證,浙江某發(fā)電廠循環(huán)水泵房采用在進水前池設置長18m的短暗為確保循環(huán)水泵房消波效果及對暗溝長度進溝消波方案,能滿足吸水井波高不超過0.30行優(yōu)化,電廠委托河海大學海岸及海洋項目研究的循環(huán)水泵安全運行要求。電廠投運以來,循環(huán)所進行物理模型試驗,對進水前池底部短暗溝消水泵消波效果明顯,達到設計要求,循環(huán)水泵運波方案進行驗證,并對17m,18m,20m3種短行安全穩(wěn)定。暗溝長度進行對比試驗,模型比尺為1:30。在高水位時,進水短暗溝的頂板淹沒水下較深,波浪參考文獻:能量沿水深衰減較快,傳入循環(huán)水泵房內(nèi)的波動1鄒志利水波理論及其應用M北京,料學出版社,200能量也較小,循環(huán)水泵房內(nèi)的波高都比較小。2]劉小波,曾琳,張文江印尼巴齊丹燃煤電站波浪對泵經(jīng)過循環(huán)水泵房波浪試驗,得到如下結(jié)論房流道流態(tài)影響的試驗研究J黑龍江水專學報,2008(1)短暗溝長20m方案,在平均潮位及其以35(4):30-33]NB/T25002-2011核電廠海工構(gòu)筑物設計規(guī)范[S]北京下各種低潮位與50年一遇風浪組合情況下,入中國電力出版社,201射波高(口門波高)經(jīng)暗溝胸墻、攔污柵、旋轉(zhuǎn)濾[41DLr539-20060火力發(fā)電廠水工設計規(guī)范[S北京網(wǎng)、閘室等結(jié)構(gòu)物的阻滯、收縮、擴散作用,波中國電力出版社,2006能有所損耗,波高小于0.30m,沒有發(fā)現(xiàn)渦流及共振現(xiàn)象,能滿足循環(huán)水泵取水安全要求。2)針對不同長度的暗溝方案進行試驗,量收稿日期:2015-05-26滿足循環(huán)水泵房內(nèi)波高不超過030m的電廠循變電站水工藝設計研究工作級工程師,從事火電廠及測結(jié)果表明,短暗溝長度為18m的方案也能夠作者簡介:韓建民(1965),男,環(huán)水泵房使用要求,也沒有出現(xiàn)渦流及共振。若(本文編輯:徐晗)采用17m暗溝長度,試驗結(jié)果表明,循環(huán)水泵房內(nèi)的波動幅度已達到0.38m,不能滿足電廠循環(huán)水泵房實際使用要求。下期要目架空絕緣導線帶電接續(xù)技術(shù)的研究智能變電站計量系統(tǒng)非整周期采樣的誤差分析基于色譜數(shù)據(jù)流體分析的并聯(lián)電抗器多源局部與補償放電的識別與定位研究500kV變電設備帶電水沖洗方法的研究智能變電站二次回路可視化研究與應用汽輪機防超速功能失效的典型案例分析l10kⅤ雙回路直線塔兼作單T接搭的探討合理確定汽輪機調(diào)節(jié)閥開關時間的標準輸電線路架空地線融冰特性的研究DEH掃描周期對汽輪機控制系統(tǒng)的影響