韩敬钦，王爱玲

（山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013）

0 引言

山东沾化电厂地处山东沾化县境内，老厂2×135 MW+2×150 MW 4台机组循环水采用直流供水系统，从电厂附近的徒骇河取海水，排水通过1 km的暗沟和2 km的明渠排至潮河入海，老厂距徒骇河入海口约60 km。徒骇河现状低潮位取水流量约为20 m3/s，老厂4台机组满负荷运行徒骇河引水基本满足要求。

沾化县淡水资源缺乏，只能利用徒骇河海水，徒骇河属于海河流域，源于河南省南乐县，在沾化县烟袋沟于秦口河汇流套儿河入渤海。老厂址断面上游约2 km建有花家坝上闸，坝上闸为徒骇河最末的一级拦河坝。

新建工程是在老厂下游约22km扩建2×1000 MW机组，利用比邻徒骇河的优势，循环水为徒骇河海水。循环水取排水工程布置原则应尽量减小取水口离海区河口的距离，距离越小则取水保证率越高，风险越小，同时取排水工程量也相应减小。从总体工程量和外围条件考虑，工程2×1 000 MW机组循环冷却水系统拟考虑两个方案进行比选，方案一为带海水冷却塔的循环供水系统，方案二为海水直流供水系统。

1 带海水冷却塔的循环供水系统

工程安装2×1 000 MW凝汽式汽轮发电机组，夏季和春秋季循环总水量为56.16 m3/s，冬季循环总水量为46.20 m3/s。

冷却塔布置在主厂房A列外，设1座循环水泵房，每台机配3台循环水泵，循环水泵房至汽机房凝汽器的循环水进水管和自凝汽器回冷却塔的循环水回水管采用钢管。母管管径为DN3600，支管管径为DN2600。

根据循环水系统的初步优化计算结果［1］，推荐每台1 000 MW汽轮发电机组配1座12 000 m2逆流式双曲线自然通风冷却塔。

冷却塔塔内进水为单条3.6 m×3.6 m钢筋混凝土压力沟道，配水系统的布置为单竖井向全塔供水。内、外围水槽分区供水，主水槽呈十字型分布，内围面积占全塔面积的40%。主水槽在一个直径方向为单条主水槽供外围区配水，在正交的另一个直径方向，主水槽成双层布置，上层供内围区配水，下层供另一部分外围区配水，外围水槽在进口处装有启闭机和闸板控制。

循环水系统流程为：循环水泵→液控蝶阀→循环水压力进水管→凝汽器及辅机→循环水压力回水管→冷却塔→回水沟→循环水泵房前池→转刷网蓖清污机→循环水泵。

循环水泵拟采用立式斜流泵 （转子可抽出式），推荐采用循环水泵的技术规范如下：流量Q＝9.36 m3/s；扬程H＝30 m；电机功率N=3 600 kW；电机电压V=6 000 V。

2 直流供水系统

2.1 取、排水条件

工程安装2×1 000 MW凝汽式汽轮发电机组，夏季和春秋季循环总水量为56.16 m3/s，冬季循环总水量为46.20 m3/s。

沾化电厂2×660 MW机组扩建工程厂址在沾化老厂，循环水拟采用直流供水系统，循环水取自坝上闸下的徒骇河，排水至潮河。可行性研究阶段所做的专题报告［2-6］中论证的取水流量基于老厂原（2×135 MW+2×150 MW ）+扩建2×660 MW机组总共66.62 m3/s，与现有老厂2×150 MW机组+本期工程2×1 000 MW机组总取水量68.04 m3/s基本相当（老厂2×135 MW机组已停），且均是从徒骇河取水，排至潮河，虽然上述各试验研究基于的取水口位于现滨海厂址取水口上游22 km的老厂位置，但区间无较大支流入汇，距入海口也较远，流量基本没有增加。因此，若不考虑老厂扩建2×660 MW机组，可以判断，上述山东沾化电厂2×660 MW机组扩建工程的各项试验报告的论证结果均可不同程度的利用到本期2×1 000 MW机组工程，特别是对于厂址下游河段的过水能力的分析（偏有利）和温排水数值模拟研究报告（偏不利），更可全部应用于本工程中。

（1）取水条件。

根据扩建工程数值模拟研究成果［7］，在东风港97%低潮位过程控制下，取水口最低水位为-1.57 m，过流面积20 m2左右，根据电厂的运行现状及相关的资料，徒骇河现状低潮位老厂处取水流量约为20 m3/s。经初步分析，考虑本期工程取水引起的上游过水能力的减少，工程厂址至老厂河段的过水能力也基本能满足老厂现有2×150 MW机组的最大取水量为11.5 m3/s的要求。

工程2×1 000 MW最大取水流量56.54 m3/s，厂址取水口位于原电厂取水口下游。根据论证结果［8］：电厂在取水流量66.62 m3/s时，坝上闸下游25 km以内河道需开挖为底宽30 m、底高程-4～-5 m、两岸边坡1：6的断面，总开挖量约220～250万m3，在东风港97%低潮位情况下的取水口前最低水位-1.68 m，可以满足电厂取水水量要求。

结合上述论证结论，满足2×1 000 MW工程取水量的要求，只对厂址下游最大约4 km的河段开挖疏浚即可，工程厂址至老厂河段的过水能力可满足上游电厂2×150 MW机组取水的要求。电厂取水运行5年后，开挖河道会淤积116万m3，最大淤积厚度1.75 m，年平均淤积厚度0.35 m。当泥沙淤积引起河宽小于开挖宽度时，就需采取相应的清淤措施，防止水位降至设计水位以下。同时在下一阶段将对取水口局部泥沙冲淤进行试验研究，以便提出具体的清淤措施。

（2）排水条件。

工程排水口处河段规整，堤坝完整，河宽270～300m，深5～6m，河道可利用过流面积均不足300 m2。数值模拟研究［7］的计算结果如下：

目前潮河电厂排水河段行洪能力较低，在河口1%高水位下，即使不考虑电厂排水，河道行洪能力也达不到二十年一遇 （P=5%，Q=354 m3/s）标准，河道必须进行开挖。

二十年一遇洪水与电厂最大排水量（Q=66.62 m3/s）叠加，河口水位为1%高潮位情况下，从电厂排水口下游到潮河季美闸下游30 km河段需开挖为底宽18 m渐变为40 m，底高程-2.0 m，距季美闸30～50 km河段开挖为底宽40 m渐变为45 m，底高程-2.0 m总开挖量约390万m3。

百年一遇洪水（Q=502 m3/s）与电厂最大排水量（Q=66.62 m3/s）叠加，河口水位为1%高潮位情况下，从电厂排水口下游到潮河季美闸下游50 km河段需开挖为底宽40 m渐变为50 m，底高程-2.0 m过渡到-2.5 m，总开挖量约660万m3。

在潮河设计防洪流量（Q=380.6 m3/s）与电厂最大排水量（Q=66.62 m3/s）叠加，河口水位为1%高潮位情况下，从电厂排水口下游到潮河季美闸下游30km河段需开挖为底宽18 m渐变到45 m，底高程-2.0 m，距季美闸30～50 km河段开挖为底宽45 m，底高程-2.0 m，总开挖量约438万m3。

潮河排水采用堤防加高与河道开挖疏浚相结合方案的土方量较省，同时，电厂排水口水位7.05 m，与潮河设计防洪流量、电厂不排水时的水位相近，电厂排水不会引起上游水位的附加雍高。

虽然工程排水口距离上述实验研究的排水口下游约为22 km位置，但要满足潮河百年一遇防洪流量（502 m3/s）与电厂最大排水量（Q=66.62 m3/s）叠加后的泄洪能力要求，仍需对潮河河道进行适当的开挖疏浚或对堤防进行加高。但潮河开挖疏浚后，河道行洪时，电厂排水口附近断面平均流速大于河床泥沙流速，河道会产生较严重的冲刷，需考虑适当的防护措施，以保证电厂的排水口安全。

2.2 取、排水方案

取水方案。循环水泵房布置在徒骇河堤坝外，徒骇河河道较浅，主槽深度在97%低潮位下约1.0 m左右，利用泵房上下游约100 m滩地挖作为泵房前池，开挖深度-4.00 m左右，用坝下涵洞作为引水头部，涵洞前沿与坝角齐平，涵洞出坝后用暗沟引水至泵房。P=97%的低水位为-1.71 m，P=99%的低水位为-1.78 m，涵洞顶标高-1.90 m，底标高-3.90 m。宋家庄厂址处徒骇河P=1%水位5.00 m，滨海厂址处徒骇河P=1%水位4.60 m。循环水通过压力循环水管送至厂区。

排水方案。循环水排水系统拟采用暗沟的形式排至潮河；从虹吸井至潮河的排水沟拟为3.5 m×3.5 m钢筋混凝土暗沟，每机一条。暗沟与潮河连接处用明渠降低水深、消能、导流引入潮河，暗沟长度9 km。沾化电厂老厂厂址处向下游移动15 km处潮河P=1%水位3.20 m（根据模型试验所得）。根据数值模型及物理试验研究［9］，厂址下移后，潮河河段的高温升区范围有所减少，海域的热影响范围相应增大。涨潮时受海水的稀释影响较大，全潮平均的高温区范围有所减小。原排水口下游15 km河段全潮平均温升大潮为1.0～2.0℃，小潮为3.0℃。

循环水泵及泵房。循环水泵房拟布置在河堤外，两台机组共用一座循环水泵房，泵房内安装6台循环水泵。每台水泵流道顺水流布置为：钢闸板门—拦污栅—旋转滤网—循环水泵—液控蝶阀。其中6个拦污栅共用一台移动式清污机。根据循环水量及初步的水力计算结果，循环水泵拟采用立式斜流泵（转子可抽出式），推荐采用循环水泵的技术规范如下：流量Q＝9.42 m3/s；扬程H＝24 m；电机功率N=3 400 kW；电机电压V=6 000 V。从循环水泵房到主厂房的循环水压力管道，直径拟为DN3800，材质为Q235A，同时拟采用牺牲阳极及涂料联合保护，每机配一根。

3 供水系统方案比较

带海水冷却塔的循环供水系统，相对运行水温较高，运行背压也较高，煤耗比直流供水系统也增加；直流供水系统由于循环水利用自然水温冷却，相对水温较低，运行背压也较低，煤耗相应也降低。采用方案一，由于海水补水量较少（约7340 m3/h），徒骇河现状流量可满足电厂需要；采用方案二，由于海水取、排水量较多，徒骇河和潮河均不能满足要求，徒骇河需开挖，潮河需开挖并加高。电厂周围有盐场、农田等，结合城市规划要求，电厂排水需采用暗沟方式，不宜采用明渠。

采用带海水冷却塔的循环供水系统的布置方案，现状河道满足取、排水要求。对于采用直流供水系统方案，通过折算，在满足电厂取水要求的前提下，徒骇河开挖量约40万方，潮河在满足百年一遇防洪流量与电厂排水流量叠加后的泄洪能力的条件下，开挖量约370万m3。

根据工程两个方案的取排水条件，对采用带海水冷却塔的循环供水系统（方案一）与海水直流供水系统（方案二）的投资进行了初步比较，详见表1。

表1 循环水系统方案投资初步比较表 万元

上述方案比较，未计列两方案投资基本相同的循环水管道、循环水泵房及循环水系统设备的投资费用，徒骇河年清淤费用即根据相关工程估列。

综上所述，循环水系统初投资方案一比方案二少19 918万元，考虑年费用方案一比方案二少1 563万元。由于潮河地处滨州、东营两地市的交界处，潮河施工也有很大难度；另外，结合研究成果［9］，考虑到电厂温排水会对近海域海洋生态环境、海洋生物养殖等产生一定的影响，经综合考虑，推荐循环水系统采用方案一：带海水冷却塔的循环供水系统。

4 结语

采用带海水冷却塔的循环供水方案不仅最大限度的利用了当地的自然资源——海水，更减少了对环境的影响，保护了当地的原生态，做到社会与企业双赢。采用此方案，也为沿海电厂循环水供水系统提供了另一种选择。