滨海电厂循环水泵消波研究

浙江电力2015年第8期ZHEJIANG ELECTRIC POWER49滨海电厂循环水泵消波研究韩建民(浙江省电力设计院,杭州310012)摘要:针对滨海电厂波浪对循环水泵安全运行的影响及消波的重要性进行了分析,结合浙江某发电厂的工程实例,计算和分析了循环水泵进水流道几种有效消波措施,并进行了技术经济比较。选取进水前池内短暗沟消波方案进行了物理模型试验验证和优化,设计采用了能确保循环水泵安全运行且简单易行的18m短暗沟消波方案,以达到循环水泵稳定运行的目的关键词:循环水泵;消波;短暗沟;物理模型中图分类号:TK22文献标志码:B文章编号: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引言阻挡,一部分被破碎消能,其余波能传递到循环水泵房内,引起循环水泵房内水面剧烈波动,波浙江某发电厂濒临东海,地处台风频发、波动的周期和幅度取决于外来波和传入到循环水泵浪影响严重区域,裝机容量2×l000Mw,循环房吸水井内全波能的特性。循环水泵房吸水井内冷却水采用海水直流循环供水系统,配置6台大水面剧烈波动对循环水泵的安全运行主要带来以型斜流式循环水泵取水,单泵流量10.78ms,下3种不利影响:扬程17.8m。循环水泵房附近海域开阔,外海波(1)引起循环水泵静扬程骤变。浪可直接影响泵房区域,最大波向波高达6.7m,循环水泵房吸水井内水面在波能作用下发生平均波高1.4m,最大波长14m,对大型循环水短周期性骤变,循环水泵的静扬程也随之骤变泵安全运行构成威胁。如果泵组的机械惯性能够阻尼这种骤变,泵组的1波浪对循环水泵运行的影响运行受影响较小。当泵组的机械惯性阻尼不了这种骤变时,泵组的运行工况发生快速变化,引起滨海电厂岸边循环水泵房位于海边,从海域循环水泵运行特性发生急变,泵组的机械和传动近岸取水,水泵运行直接受到潮汐变化和波浪运系统荷载也发生快速变化,材料易受到疲劳破动的影响,潮汐变化周期较长,变化缓慢,对水坏。另外,电动机的电流和功率也随之快速变化泵的运行影响不大,而波浪的波动周期较短,实运行不稳定,甚至可能造成电机过载。测周期为十几秒钟,对水泵的影响较大。波浪传(2)诱导循环水泵汽蚀。递到循环水泵房前,受循环水泵房迎水面建筑物如果循环水泵房吸水井内水面骤变幅度较50浙江电力2015年第8期大,在低潮位时,将造成吸水井内水位过低,导前沿,与当地小风区风浪叠加后最大波高仍有致叶轮的淹没深度不够、汽蚀余量不足,形成吸2.8m,最大波长142.4m,波浪仍将对循环水泵水漏斗和漩涡,空气被吸入循环水泵,造成循环运行安全构成威胁水泵效率降低,同时还会由于空气泡被吸入而引起循环水泵叶轮的汽蚀,造成循环水泵被迫停运。循环水泵房消波措施(3)导致振动和噪声。循环水泵房消波措施主要有长距离自流引水泵组的运行工况点骤变、泵的汽蚀等现象都暗沟消波、循环水泵房进水闸门口潜孔消波、进是激振源,若泵组和泵房结构的固有频率与某个水前池底部短暗沟消波等,激振源的激振频率相耦合,会产生共振,严重时本项目波高较高、波长较长,进水闸门口潜将影响泵组和循环水泵房的安全。孔厚度仅1m,显然达不到有效消波的要求,因2循环水泵房波浪控制标准此拟考虑长距离自流引水暗沟消波及进水前池底部短暗沟消波2种方案。因波浪对循环水泵房和泵组可能产生危害,41长距离自流引水暗沟消波方案必须对传输至循环水泵房吸水井内的波能加以有循环水通过淹没式取水头部取水,由引水暗效控制,以保证循环水泵房和泵组的运行安全。沟自流进入循环水泵房,每台机组设1个淹没式国内外对此问题研究得还不够深入,各国的取水头部和1条引水暗沟,每条引水暗沟长度为控制标准也不尽相同,大多数国家要求泵房前沿100m。水流从海底淹没式取水头部进入,水深较因波浪引起的水位骤变不超过0.5m,泵房吸水大,波浪在进水口处已大大减弱,引水暗沟长度井内水位骤变幅度不大于0.3m较长,波浪难以传人循环水泵房。采用NBT25002DIGJ150-l99火力发电厂循环水泵房进水-2011《核电厂海工构筑物设计规范》附录K推荐流道及其布置设计技术规定》第2.1.1条规定:“吸公式,经消波计算,循环水泵房吸水井内的波高水池水面波高不宜超过03m”;DL/5339-2006小于0.15m,由于港池内每年淤积泥沙约0.5m,《火力发电厂水工设计规范》第6.1.3条规定:“进需每年清淤,淹没式取水头部周围清淤困难,取水前池波浪波动幅度一般不宜超过0.3m”;NBT水头部及自流暗沟需水下施工,施工难度大,本5002-201《核电厂海工构筑物设计规范》第7.3.2方案造价达6000万元以上。条及条文说明规定:“水泵房外的前池水面波动不42进水前池底部短暗沟消波方案宜超过0.5m,水泵房进水池水面一般不宜超过在循环水泵房进水前池底部短暗沟消波是既0.3简单又经济的方案,每个进水流道设1条引水短综合国内外各项标准,本项目消波按吸水池暗沟,布置在进水前池底部,如图1所示。消波水面波动不超过0.3m考虑。计算方法同上,考虑短暗沟流速要求,经初步优循环水泵房布置化计算可知,短暗沟断面尺寸为68m(宽)x23电厂海域前沿为运煤船舶进出和停靠的港池,设有28km长的挡沙防波堤。为满足取水水深及循环水泵消波要求,循环水泵房取水明渠布进水前池97%低潮位-3置在港池内,循环水泵房前池与取水明渠衔接取水明渠其北至东北方向有煤码头和挡沙防波堤,防波堤与取水明渠的轴线基本平行,其西至西南侧为陆域。循环水泵房布置在港池岸边,面朝港池,尽消浪短暗沟,断面尺寸为68m(宽)x23m(高)管东北侧防波堤对偏北至东向的外海波浪有较好15000~20000单位:mm的掩护作用,但其东南侧口门较宽、风区长,水深也较大,外海波浪经折射绕射后仍可传播至泵房图1进水前池底部短暗沟消波方案2015年第8期韩建民:滨海电厂循环水泵消波研究51(高),长度约20m,能使循环水泵房吸水井内的6结论和建议波高降至0.3m以内。本方案只需在每台循环水泵进水闸门口设置20m长的短暗沟,布置在进循环水泵是发电厂主要辅机设备之一,其安水前池内,造价仅360万元左右。全运行直接关系到发电机组的运行。滨海电厂的进水前池底部短暗沟消波方案造价较低,施波浪对循环水泵的安全运行构成威胁,需采取安工方便,运行维护简单,因此,本项目的循环水全可靠的消波措施。泵房消波措施推荐采用该方案。通过波浪对循环水泵的影响分析、消波措施5模型试验验证及优化的优化比较及物理模型试验验证,浙江某发电厂循环水泵房采用在进水前池设置长18m的短暗为确保循环水泵房消波效果及对暗沟长度进沟消波方案,能满足吸水井波高不超过0.30行优化,电厂委托河海大学海岸及海洋项目研究的循环水泵安全运行要求。电厂投运以来,循环所进行物理模型试验,对进水前池底部短暗沟消水泵消波效果明显,达到设计要求,循环水泵运波方案进行验证,并对17m,18m,20m3种短行安全稳定。暗沟长度进行对比试验,模型比尺为1:30。在高水位时,进水短暗沟的顶板淹没水下较深,波浪参考文献:能量沿水深衰减较快,传入循环水泵房内的波动1邹志利水波理论及其应用M北京,料学出版社,200能量也较小,循环水泵房内的波高都比较小。2]刘小波,曾琳,张文江印尼巴齐丹燃煤电站波浪对泵经过循环水泵房波浪试验,得到如下结论房流道流态影响的试验研究J黑龙江水专学报,2008(1)短暗沟长20m方案,在平均潮位及其以35(4):30-33]NB/T25002-2011核电厂海工构筑物设计规范[S]北京下各种低潮位与50年一遇风浪组合情况下,入中国电力出版社,201射波高(口门波高)经暗沟胸墙、拦污栅、旋转滤[41DLr539-20060火力发电厂水工设计规范[S北京网、闸室等结构物的阻滞、收缩、扩散作用,波中国电力出版社,2006能有所损耗,波高小于0.30m,没有发现涡流及共振现象,能满足循环水泵取水安全要求。2)针对不同长度的暗沟方案进行试验,量收稿日期:2015-05-26满足循环水泵房内波高不超过030m的电厂循变电站水工艺设计研究工作級工程师,从事火电厂及测结果表明,短暗沟长度为18m的方案也能够作者简介:韩建民(1965),男,环水泵房使用要求,也没有出现涡流及共振。若(本文编辑:徐晗)采用17m暗沟长度,试验结果表明,循环水泵房内的波动幅度已达到0.38m,不能满足电厂循环水泵房实际使用要求。下期要目架空绝缘导线带电接续技术的研究智能变电站计量系统非整周期采样的误差分析基于色谱数据流体分析的并联电抗器多源局部与补偿放电的识别与定位研究500kV变电设备带电水冲洗方法的研究智能变电站二次回路可视化研究与应用汽轮机防超速功能失效的典型案例分析l10kⅤ双回路直线塔兼作单T接搭的探讨合理确定汽轮机调节阀开关时间的标准输电线路架空地线融冰特性的研究DEH扫描周期对汽轮机控制系统的影响