论文导读：机组冷却水采用扩大单元制直流供水系统。取水构筑物型式选择。而将取水头部伸入港池前沿。引水沟道设计。循环水泵房及前池布置。引水沟道，广西防城港电厂海水取水工程设计及运行。
关键词：直流供水系统，取水构筑物，取水头部，引水沟道，循环水泵房
广西防城港电厂是由中电亚洲有限公司与广西水利电力建设集团有限公司联合出资建设、山东电力工程咨询院院有限公司设计完成的，规划装机容量为4×600MW燃煤机组，一期工程为2×600MW燃煤机组，已在2007年投产发电。为满足主机发电所需的冷却用水，需从该电厂附近的防城港海湾中取水。机组冷却水采用扩大单元制直流供水系统，一期工程2台机组需冷却水量38.52m3/s。由于电厂所在海域水文条件复杂，设置取水构筑物有一定难度。
1取水构筑物型式选择
江河固定式取水构筑物型式主要有岸边式及河床式两种。岸边式取水构筑物适用于岸边较陡，主流近岸，岸边有足够的水深，水质和地质条件较好的情况。而当河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，河中又有足够水深或较好水质时，宜采用河床式取水构筑物[1]。
防城港电厂取水海域有较长的漫滩，河床稳定，河岸平坦，含沙量不高。防城港湾近海潮汐属正规全日潮，其涨、落的规律是：每月一天一次高潮、一次低潮的天数在20天以上。防城港湾海域潮流以往复流为主，半月内一般有10天以上出现一日一次涨、落潮流，只在小潮期才出现一日两次涨、落潮流。防城港水道和暗埠口江深水槽的潮流流速较大，而近岸浅水区较小。大潮期间，落潮时段的平均流速大于涨潮时段的，且涨潮时段潮流平均历时长于落潮时段的；而小潮期间，涨、落潮流速和历时相差不大。受地形影响，港湾内涨落潮流速大小不一,港内流速大于港外流速，涨潮流速0.22～0.51m/s，落潮流速为0.35～0.82m/s。
防城港湾泥沙来源有二个途径：一是随径流以悬移质方式进入，二是随涨潮流从外海进入。径流来沙方面，只有西湾的防城河流入，由于流域内植被较好，雨量丰富，实测水文泥沙测验结果，防城港悬移质平均含沙量在0.016～0.08kg/m3之间，加之该海域落潮流速大于涨潮流速，落潮历时小于涨潮历时等因素，防城河来沙进入港湾后能迅速扩散开并被落潮流挟带出海，港区岸段和深槽水域处于冲淤动态平衡。海相来沙方面，由于防城港湾口处有拦门沙阻挡，风浪掀沙能力减弱，且随涨潮入港的泥沙不多，落潮流急，不易在港区落淤。论文大全，引水沟道。所以，在风、浪、潮等动力因素共同作用下，港内不易出现大量泥沙淤积，淤积进程缓慢，也无明显冲刷现象，海床基本稳定。由于近岸水深较浅，无法直接建取水构筑物。
另外，电厂冷却水要求取得温度尽可能低的海水，这对降低工程投资及供电成本有很大的影响。一般说来，夏季海底层水温低于表层水温，内海水温低于岸边水温。所以，为取得低温水，宜从底层及河心取水。
综上考虑，为安全、优质取水，本设计采用岸边式取水构筑物，充分利用电厂配套煤码头的港池深度，在码头两侧设置取水头，将泵房及集水间建于岸边的厂区内，而将取水头部伸入港池前沿，距岸边约450m，从而避开漫长的浅滩，取深层海水，由引水沟连接取水头部及水泵房，可见图1。
图1 取水头位置示意图
2取水头部设计
2.1 取水头部型式
合理的取水头部应尽量减少吸入的泥沙及漂浮物，同时需考虑结构的稳定，取水头部型式的选择原则是：取水水质好、运行安全、维护方便、节省投资和施工简便。论文大全，引水沟道。
常见的固定式取水头部型式有管式、蘑菇形、鱼形罩及箱式等。前三种适用于中小型取水构筑物，其中管式及鱼形罩一般用于直吸式取水泵房，蘑菇形施工安装较困难。箱式取水头部适用于大型取水构筑物、含沙量不大的情况。由于在港池取水中只能正面进水，码头后侧由于水流平缓，易淤积，故本设计采用箱式取水头部。
2.2 主要尺寸
为确保取水头部在最低水位下也能取到所需水量，也避免取到表层的温排水，取水头部进水孔上缘在设计最低水位（-2.32m，P=97%）下的淹没深度为2.68m，同时考虑到风浪、漩涡及航运的影响，确定取水头部顶标高为-4.00m，进水孔上缘标高为-5.00m。由于取水头部冲淤变化不大，将进水孔底坎标高定为-13.00m（港池底标高为-17.20m）。设计中特意将取水头部内底标高降至-13.50m，使之与进水沟底留有0.5m高的空间，以允许正常运行期间少量泥沙的沉积[2]。
取水头部进水孔面积设计为112m2，由下式[3]计算所得：
式中： 为进水孔面积，m2； 为每台机设计流量，取19.26m3/s； 为栅条引起的面积减小系数，经计算，为0.875； 为格栅阻塞系数，采用0.75； 为进水孔过栅流速，采用0.262m/s（航运部门要求，进口流速宜小于0.3m/s）。
取水头部采用单（正）面进水，进水孔设在靠码头一侧。进水孔处设置粗格栅，以拦截较大的漂浮物，过孔流速控制在0.30m/s以内。每台机设1个取水头，每个取水头设6个进水窗，每孔高3.5m，有4个进水窗长5.5m, 有2个进水窗长5.0m。论文大全，引水沟道。加上结构尺寸，取水头部总长18.8m，总宽11m，总高10.5m。取水头部为钢筋混凝土结构，采用陆上预制、水下吊装施工。论文大全，引水沟道。取水头部的平面及立面图如图2所示。
 
图2 取水头部平面及立面图
3引水沟道设计
引水管型式有自流管和虹吸管两种。由于自流管淹没在水中，海水靠重力自流，故自流管引水工作可靠。论文大全，引水沟道。本设计因势利导，顺着取水口处漫滩及河岸的坡度，采用自流沟道。
进水沟内设计流速的确定，应综合考虑不淤流速和经济流速，即设计流速应不超过经济流速而又不低于不淤流速。若流速过小，泥沙进入管后容易产生淤积；而若流速过大，则会带进过多的泥沙和杂草，并且水头损失太大，使运行费用加大。不同颗粒的不淤流速可参考其起动流速：
式中： 为泥沙颗粒的起动流速，m/s； 为水深，m；为泥沙粒径，mm； 为泥沙的密度，kg/m3； 为水的密度，kg/m3。
由此可见：当 =1.0mm时，≥0.8m/s；当=5.0mm时，≥1.3m/s，而水深对其影响不大。参考其他工程的经验，确定管内流速为2.14m/s左右。
4循环水泵房及前池布置
考虑到电厂供水安全性要求较高，同时也为了节省投资，集水间与水泵房采用合建式。一、二期工程四台机组共用一座取水泵房，结合土建施工措施，循环水泵房地下结构本期一次建成。每台机组拟配两台各占夏季流量50％的循环水泵，为利于检修，每台循环水泵自成一个单元，顺水流布置为：钢闸板门—栏污栅—旋转滤网—循环水泵。其中，拦污栅共用一台移动式清污机。循环水泵房地上部分为封闭式布置。封闭式布置泵房间为屋内式，进水间为敞开式，泵房间和进水间设置桥式起重机。露天布置泵房和进水间不设地上建筑，泵房间和进水间设置龙门起重机。封闭式布置循环水泵和辅助设备均有建筑防护，受盐雾、海风、雨水、日照影响小，平时设备运行条件较好，维护和检修条件较好，管理方便，设备、管道的防腐工作量相对较小，电机防护按户内型设置，设备费用下降；同时循环泵房露天布置影响美观。封闭式布置虽然增加上部结构工程量，但对循环水泵房工程量增加不是很大。
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