浙江電力015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(shè)計(jì)院,杭州310012)摘要:針對濱海電廠波浪對循環(huán)水泵安全運(yùn)行的影響及消波的重要性進(jìn)行了分析,結(jié)合浙江某發(fā)電廠的工程實(shí)例,計(jì)算和分析了循環(huán)水泵進(jìn)水流道幾種有效消波措施,并進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。選取進(jìn)水前池內(nèi)短暗溝消波方案進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證和優(yōu)化,設(shè)計(jì)采用了能確保循環(huán)水泵安全運(yùn)行且簡單易行的18m短暗溝消波方案,以達(dá)到循環(huán)水泵穩(wěn)定運(yùn)行的目的關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;消波;短暗溝;物理模型中圖分類號:TK222文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:1007-1881(2015)08-0049-03Research 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 dampingschemefor eighteen-meter short blind ditch that can ensure operation safety of circulating water pump isKey words: circulating water pump; wave damping; short blind ditch; physical model0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(dòng),波浙江某發(fā)電廠瀕臨東海,地處臺(tái)風(fēng)頻發(fā)、波動(dòng)的周期和幅度取決于外來波和傳人到循環(huán)水泵浪影響嚴(yán)重區(qū)域,裝機(jī)容量2×1000Mw,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(tái)大水面劇烈波動(dòng)對循環(huán)水泵的安全運(yùn)行主要帶來以型斜流式循環(huán)水泵取水,單泵流量10.78m3,下3種不利影響:揚(yáng)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(yáng)程驟變。浪可直接影響泵房區(qū)域,最大波向波高達(dá)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14m,最大波長144m,對大型循環(huán)水短周期性驟變,循環(huán)水泵的靜揚(yáng)程也隨之驟變泵安全運(yùn)行構(gòu)成威脅如果泵組的機(jī)械慣性能夠阻尼這種驟變,泵組的1波浪對循環(huán)水泵運(yùn)行的影響運(yùn)行受影響較小。當(dāng)泵組的機(jī)械慣性阻尼不了這種驟變時(shí),泵組的運(yùn)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(yùn)行特性發(fā)生急變,泵組的機(jī)械和傳動(dòng)近岸取水,水泵運(yùn)行直接受到潮汐變化和波浪運(yùn)系統(tǒng)荷載也發(fā)生快速變化,材料易受到疲勞破動(dòng)的影響,潮汐變化周期較長,變化緩慢,對水壞。另外,電動(dòng)機(jī)的電流和功率也隨之快速變化,泵的運(yùn)行影響不大,而波浪的波動(dòng)周期較短,實(shí)運(yùn)行不穩(wěn)定,甚至可能造成電機(jī)過載。測周期為十幾秒鐘,對水泵的影響較大。波浪傳(2)誘中國煤化工遞到循環(huán)水泵房前,受循環(huán)水泵房迎水面建筑物如果循HCNMHG驟變幅度較50浙江電力2015年第8期大,在低潮位時(shí),將造成吸水井內(nèi)水位過低,導(dǎo)前沿,與當(dāng)?shù)匦★L(fēng)區(qū)風(fēng)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(yùn)行安全構(gòu)成威脅水泵效率降低,同時(shí)還會(huì)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(yùn)。4循環(huán)水泵房消波措施(3)導(dǎo)致振動(dòng)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(yùn)行工況點(diǎn)驟變、泵的汽蝕等現(xiàn)象都暗溝消波、循環(huán)水泵房進(jìn)水閘門口潛孔消波、進(jìn)是激振源,若泵組和泵房結(jié)構(gòu)的固有頻率與某個(gè)水前池底部短暗溝消波等。激振源的激振頻率相耦合,會(huì)產(chǎn)生共振,嚴(yán)重時(shí)本項(xiàng)目波高較高、波長較長,進(jìn)水閘門口潛將影響泵組和循環(huán)水泵房的安全?？缀穸葍H1m,顯然達(dá)不到有效消波的要求,因2循環(huán)水泵房波浪控制標(biāo)準(zhǔn)此擬考慮長距離自流引水暗溝消波及進(jìn)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(yùn)行安全。溝自流進(jìn)入循環(huán)水泵房,每臺(tái)機(jī)組設(shè)1個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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NBT25002DLGJ150-19火力發(fā)電廠循環(huán)水泵房進(jìn)水-2011《核電廠海工構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄K推薦流道及其布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》第2.1.Ⅰ條規(guī)定:“吸公式,經(jīng)消波計(jì)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0.3m”;DL5339-2006小于0.5m,由于港池內(nèi)每年淤積泥沙約0.5m,《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.3條規(guī)定:¨進(jìn)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(dòng)幅度一般不宜超過0.3m”;NB/水頭部及自流暗溝需水下施工,施工難度大,本25002-2011《核電廠海工構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.3.2方案造價(jià)達(dá)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(dòng)不42進(jìn)水前池底部短暗溝消波方案宜超過0.5m,水泵房進(jìn)水池水面一般不宜超過在循環(huán)水泵房進(jìn)水前池底部短暗溝消波是既0.3m簡單又經(jīng)濟(jì)的方案,每個(gè)進(jìn)水流道設(shè)1條引水短綜合國內(nèi)外各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),本項(xiàng)目消波按吸水池暗溝,布置在進(jìn)水前池底部,如圖1所示。消波水面波動(dòng)不超過03m考慮。計(jì)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(jì)算可知,短暗溝斷面尺寸為68m(寬)×23m電廠海域前沿為運(yùn)煤船舶進(jìn)出和?？康母鄢?設(shè)有2.8km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(jìn)水前池97%低潮位-3.95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,防波堤門與取水明渠的軸線基本平行,其西至西南側(cè)為陸0消浪短暗溝,斷面尺寸為域。循環(huán)水泵房布置在港池岸邊,面朝港池,盡68m(寬)×23m(高)管東北側(cè)防波堤對偏北至東向的外海波浪有較好15000~20單位:mn的掩護(hù)作用,但其東南側(cè)口門較寬、風(fēng)區(qū)長,水深中國煤化工也較大,外海波浪經(jīng)折射繞射后仍可傳播至泵房mHCNMHG皮方案015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)的波高降至0.3m以內(nèi)。本方案只需在每臺(tái)循環(huán)水6結(jié)論和建議泵進(jìn)水閘門口設(shè)置20m長的短暗溝,布置在進(jìn)循環(huán)水泵是發(fā)電廠主要輔機(jī)設(shè)備之一,其安水前池內(nèi),造價(jià)僅360萬元左右。全運(yùn)行直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。濱海電廠的進(jìn)水前池底部短暗溝消波方案造價(jià)較低,施波浪對循環(huán)水泵的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅,需采取安工方便,運(yùn)行維護(hù)簡單,因此,本項(xiàng)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(yàn)驗(yàn)證及優(yōu)化的優(yōu)化比較及物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證,浙江某發(fā)電廠循環(huán)水泵房采用在進(jìn)水前池設(shè)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(jìn)溝消波方案,能滿足吸水井波髙不超過0.30m行優(yōu)化,電廠委托河海大學(xué)海岸及海洋項(xiàng)目研究的循環(huán)水泵安全運(yùn)行要求。電廠投運(yùn)以來,循環(huán)所進(jìn)行物理模型試驗(yàn),對進(jìn)水前池底部短暗溝消水泵消波效果明顯,達(dá)到設(shè)計(jì)要求,循環(huán)水泵運(yùn)波方案進(jìn)行驗(yàn)證,并對17m,18m,20m3種短行安全穩(wěn)定。暗溝長度進(jìn)行對比試驗(yàn),模型比尺為1:30。在高水位時(shí),進(jìn)水短暗溝的頂板淹沒水下較深,波浪參考文獻(xiàn):能量沿水深衰減較快,傳入循環(huán)水泵房內(nèi)的波動(dòng)11鄒志利水波理論及其應(yīng)用M北京科學(xué)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(yàn),得到如下結(jié)論房流道流態(tài)影響的試驗(yàn)研究[黑龍江水專學(xué)報(bào),2008,(1)短暗溝長20m方案,在平均潮位及其以35(4):30-33]NBT25002-2011核電廠海工構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范[S]北京下各種低潮位與50年一遇風(fēng)浪組合情況下,入中國電力出版社,2011射波高(口門波高)經(jīng)暗溝胸墻、攔污柵、旋轉(zhuǎn)濾[4]D5339-2060火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范[S]北京網(wǎng)、閘室等結(jié)構(gòu)物的阻滯、收縮、擴(kuò)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(jìn)行試驗(yàn),量收稿日期:2015-05-26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,高級工程師,從事火電廠及滿足循環(huán)水泵房內(nèi)波高不超過0.30m的電廠循電站水工藝設(shè)計(jì)研究工作。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(yàn)結(jié)果表明,循環(huán)水泵房內(nèi)的波動(dòng)幅度已達(dá)到0.38m,不能滿足電廠循環(huán)水泵房實(shí)際使用要求?？靠?y sss y ss se下期要目架空絕緣導(dǎo)線帶電接續(xù)技術(shù)的研究智能變電站計(jì)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(bǔ)償放電的識(shí)別與定位研究500kV變電設(shè)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(yīng)用汽輪機(jī)防超速功能失效的典型案例分析110kV雙回路直線塔兼作單T接搭的探討合理確定中國煤化工的標(biāo)準(zhǔn)輸電線路架空地線融冰特性的研究DEH掃CNMHG的影響