張 林

(中國電力建設(shè)工程咨詢中南有限公司，湖北武漢 430071)

0 引言

擬建某工程為2×1 000 MW機組，采用帶冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)，夏季最大耗水量約3 210 m3/h，年平均補給水取水量約2 940 m3/h。水源擬采用長江地表水。

本文的編制是在配合業(yè)主進(jìn)行通航論證審批時，應(yīng)航道管理部門的要求，結(jié)合工程勘測資料，進(jìn)行取水的多方案研究及比較。

1 取水點的確定

根據(jù)可研的成果，擬建工程取水口位于長江湖口河段右岸。取水口斷面97%枯水流量約5 530 m3/s，相應(yīng)97%枯水位為3．6 m，枯水流量大，水深條件較好。

取水口所在的長江湖口河段為Ⅰ級通航河道，主航道位于取水口所在的右岸。根據(jù)多年河道地形圖對比顯示，右岸側(cè)5 m等深線年際間變化不大，取水河段河勢和岸灘較穩(wěn)定，航道單一順直，具備建設(shè)取水口的水域條件。

2 取水方案的確定

2．1 敞開式取水構(gòu)筑物方案(明渠取水)

敞開式取水構(gòu)筑物是采用開挖明渠引水至泵房的方式。對于在長江河道上人工開挖的明渠，淤積情況不好預(yù)測，而且在長江段進(jìn)行如此大的工程，需堤防部門進(jìn)行審批，還要論證對堤防安全、行洪等影響，因此本工程不推薦采用此方案。

2．2 河床式取水構(gòu)筑物方案

河床式取水構(gòu)筑物方案是采用取水頭部加自流引水管的方式引水至泵房。一般是在多泥沙河流上取水時采用，特別是在防洪堤外，修建敞開式取水構(gòu)筑物不經(jīng)濟(jì)或施工難度大時，宜在防洪堤內(nèi)側(cè)修建取水構(gòu)筑物，而用引水管道穿越防洪堤。

2．3 移動式取水構(gòu)筑物方案(泵船取水)

在河道合適的位置設(shè)置駁船，用活動引橋與固定引橋?qū)⑵涔潭ㄓ诎哆?。取水水泵安裝在船體上，送出管道通過鋼桁橋與岸邊管道相連接。目前國內(nèi)在長江上游水位變幅較大的河段，采用泵船取水已經(jīng)積累了成功經(jīng)驗。

本文主要是針對河床式取水構(gòu)筑物方案與泵船取水方案進(jìn)行比較。

3 河床式取水構(gòu)筑物方案

3．1 取水方案概述

根據(jù)長江校核洪水位確定水泵房0．00 m層標(biāo)高為23．50 m，底板標(biāo)高0．00 m。泵房內(nèi)設(shè)置有平板鋼閘門、格柵清污機及旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，以方便檢修及攔截雜草污物。泵房內(nèi)安裝3臺臥式離心泵，同時預(yù)留2臺水泵安裝位置。

3．2 主要施工工藝

取水頭部采用鋼結(jié)構(gòu)蘑菇形，共2個，其凈空尺寸:直徑2．5 m，進(jìn)水窗高度1．0 m，采用樁架支撐，本體為鍍鋅防銹。為了保證取水頭部的安全運行，在取水頭部周圍10 m范圍內(nèi)的岸坡采用1．0 m厚塊石護(hù)坡。

長江水經(jīng)2根DN1 000鋼管自流進(jìn)入水泵房，單根管長約323．5 m。擬定靠近取水頭部的引水管約20 m長采用樁架，水下安裝的施工方法;引水管出大堤局部采用水下開挖埋管;其他靠近泵房及穿大堤部分采用頂管施工，泵房下部結(jié)構(gòu)作為頂管施工井。為了防止水流沖刷，引水管管頂水下開挖埋管段和一定范圍內(nèi)的岸坡采用1．0厚水下拋填塊石保護(hù)。

水泵房下部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，沉井施工。上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，砌體圍護(hù)，屋面系統(tǒng)采用梯形鋼屋架和輕型屋面板。

4 泵船取水方案

4．1 泵船方案概述

取水泵船上布置設(shè)計5臺臥式離心泵作為取水泵，本期安裝3臺，預(yù)留遠(yuǎn)期2臺水泵的安裝位置。另外為保證取水泵能正常吸水，設(shè)2臺真空泵，泵船設(shè)置排水設(shè)施，每臺水泵進(jìn)水管上設(shè)置1臺全自動過濾器。

取水泵為負(fù)壓啟動，啟動前先利用真空泵將泵和吸水管的空氣抽出并充滿水后才能啟動取水泵。

泵船上取水泵及其管道系統(tǒng)的控制均可在取水泵船操作員站上集中控制，也可就地操作。其他消防系統(tǒng)、艙底水系統(tǒng)、生活用水系統(tǒng)、疏排水系統(tǒng)等均采用就地人工控制。

因與岸邊的距離較遠(yuǎn)，共設(shè)置3個管道鋼筋混凝土支架(墩)對支撐管道。

4．2 泵船船體結(jié)構(gòu)

泵船為首尾對稱的方箱形結(jié)構(gòu)。船主體為鋼質(zhì)、全電焊、橫骨架式結(jié)構(gòu)。主船體:42．2 m ×14．6 m ×1．6 m(吃水約 1．00 m);取水泵船房間布置:取水泵間、電氣控制間、廁所，所有房間按一層布置。

為了提高取水泵船的使用年限確保30年以上，且船體外殼板水下部分終身免維護(hù)。全船船底板、船側(cè)板、船甲板厚度按此要求加厚，其防腐余量不小于2 mm，并且選用船用防污防腐材料(防水藻、螺等水生物)。

5 河床式取水構(gòu)筑物方案與泵船取水方案的比較

河床式取水構(gòu)筑物方案和泵船取水方案的技術(shù)比較見表1。

表1 取水方案技術(shù)比較

河床式取水構(gòu)筑物方案和泵船取水方案的經(jīng)濟(jì)比較見表2。

表2 取水方案經(jīng)濟(jì)比較 萬元

6 結(jié)論與建議

對于河床式取水構(gòu)筑物方案:按現(xiàn)階段的方案，取水頭部窗口的下沿距離2000年6月實測河床垂直距離還有6 m。而航道管理部門為了保證通航安全，建議將取水頭部窗口降低至航行水深6．5 m，按此要求調(diào)整后目前確定的取水頭部窗口的下沿距離河床垂直距離僅為0．86 m。這一距離既無法滿足《火力發(fā)電廠水工設(shè)計規(guī)范》中“頂部進(jìn)水的淹沒式取水建筑物的進(jìn)水孔，宜高于河床1．0 m～1．5 m”的要求，也無法保證取水安全性。

對于泵船取水方案:取水口位置的長江的水位最大變幅為18．83 m，且取水點附近河岸較陡，泵船取水能適應(yīng)此地形條件。為保證在低水位時有一定的吸水深度，泵船位置在河床底標(biāo)高－7 m～－8 m處，此處取水泵船及鋼桁架在高水位時僅占用河道約50 m，對河道的通航有一定影響。

根據(jù)以上技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較，泵船取水造價較固定式泵房年費用低73．8萬元，同時考慮到通航管理部門的要求，擬建工程推薦采用泵船取水方案進(jìn)行取水。

［1］GB 50660-2011，大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范［S］．

［2］西北電力設(shè)計院．電力工程水務(wù)設(shè)計手冊［M］．北京:中國電力出版社，2010．