某丘陵地區火力發電廠干貯灰場排水系統設計

摘要：某丘陵地區火力發電廠干貯灰場的阻水區和灰場內雨水需要排放，并存在江水倒灌問題。通過介紹該某丘陵地區火力發電廠干貯灰場排水系統設計思路、排水建構筑物及設備、排水系統運行要求和注意事項，為類似工程干貯灰場區域排水提供參考、借鑒。

關鍵詞：干貯灰場；阻水區排水；貯灰場內排水；防止江水倒灌設施

1 前言

某丘陵地區火力發電廠規劃容量為2×600MW+2×1000MW機組。一期工程建設兩臺600MW國產超臨界凝汽發電機組。電廠在某江北岸（左岸），距江約2km。本工程廠區﹑取水口的百年一遇設計洪水位為47.36m（黃海高程，下同），千年一遇設計洪水位為48.12m。

本期工程采用貴州省六盤水地區及貴州省安龍縣生產的煙煤作為燃料，采用鐵路運輸入廠。采用干除灰方式，干灰在廠內加濕后由汽車運至貯灰場。本期工程按設計煤種每年排放的灰渣量為61.70×104t，每年排放的脫硫石膏量為26.07×104t。

本工程貯灰場距廠址約2.0km，為干貯灰場。灰場設計最終堆灰標高50.0m，占地面積為55.2hm2，庫容為380×104m3。在考慮電廠生產的灰、脫硫石膏綜合利用50％的情況下，按本期2×600MW機組設計煤種計算的灰、脫硫石膏量，貯灰場庫容可滿足存放10年的要求。

貯灰場設有1座主壩、2座副壩，主壩和副壩的壩頂標高均為48.50m。貯灰場1號副壩對上游洪水形成阻水，阻水區域總面積為207.4hm2，流量較大，需要設排水設施。貯灰場內區域雨水也需要設排水設施。江水的百年一遇設計洪水位比貯灰場內地面高，應設防止江水倒灌的設施。

2 貯灰場區域排水流量

2.1 阻水區流量

貯灰場1號副壩對上游洪水形成阻水，阻水區域總面積為207.4hm2，頻率為10%的洪水徑流量為22.31m3/s，24小時的洪水總量為24.58×104m3。灰壩所形成的阻水區的洪水流量及24小時的洪量見表2-1。

阻水區雨水排放系統的設計原則是：按防澇標準按頻率為10%的洪水設計，而阻水區基本為水田，根據有關規范的規定允許淹沒時間為3天，即24小時的洪水總量在72小時內排放完畢。

2.1 貯灰場內區域流量

貯灰場面積為55.2hm2，頻率為10%的洪水徑流量為5.94m3/s，24小時的洪水總量為6.542×104m3。貯灰場內區域的洪水流量及24小時的洪量見表2-2。

貯灰場內區域雨水排放系統的設計原則是：按防澇標準按頻率為10%的洪水設計，一日的洪水總量在當天內排放完畢。

3貯灰場排水系統設計

3.1貯灰場排水系統設計思路

阻水區和貯灰場內區域雨水分別排放。阻水區的雨水用集水池收集后，用排水暗溝穿過貯灰場和主壩排放至主壩后的天然排水溝。為防止江水倒灌，排水暗溝在主壩前設1座提升泵房，排水暗溝在泵房內改用DN1400焊接鋼管并設1個DN1400電動蝶閥。當江水水位處于高水位時，關閉此蝶閥，防止江水倒灌，并啟動雨水提升泵抽排阻水區的雨水；當江水水位處于低水位時，打開此蝶閥，使阻水區的排水自流排放。

貯灰場內區域雨水用排水豎井收集后，用排水暗溝穿過主壩排放至主壩后的天然排水溝。為防止江水倒灌，在主壩后排水暗溝上設1座閘門井，閘門井安裝1套手動啟閉機鋼閘門。當灰壩外的水位高于灰場內的水位時，關閉閘門，此時雨水臨時存放在灰場內，待壩外側的水位下降時，再開啟閘門，灰場內的雨水自流排放。

灰場周圍山丘匯水面積小，不設截洪溝。

3.2貯灰場排水系統建構筑物及設備

阻水區排水系統建構筑物及設備。在1號副壩外的最低處設1座沉砂池及進水喇叭口。沉砂池平面尺寸為15m×9m，深1.5m；進水喇叭口為錐形，底部寬同沉砂池寬度，上部寬同排水溝寬度。進水喇叭口設有格柵，格柵孔為150mm×150mm（中心線）。進水喇叭口后設1條排水暗溝，斷面尺寸為1.6m×1.8m，溝底起點標高36.00m，坡度為i=0.002。排水暗溝穿過整個灰場接到主壩后的天然排水溝。排水暗溝在主壩前設1座提升泵房，排水暗溝在泵房內改用DN1400焊接鋼管并設1個DN1400電動蝶閥，此電動蝶閥為抗泥沙磨損型、雙向止水。提升泵房底標高為34.00m，運行層標高為49.10m，運行層以下平面尺寸為12m×6m。泵房內安裝2臺雨水提升大泵和2臺雨水提升小泵，均為潛水排污泵。雨水提升大泵主要性能參數為：WQ1440-15-90型、Q=1440m3/h、H=15m，配套電機：110kW、380V。雨水提升小泵主要性能參數為：WQ720-15-55型、Q=720m3/h、H=15m，配套電機：55kW、380V。水泵根據水位高低啟停。提升泵房內的電動蝶閥層設集水坑，尺寸為1400mm×500mm，深1.5m，集水坑內設2臺移動式潛水排污泵，水泵性能參數為：Q=10m3/h、H=7m，配套電機：0.5kW、380V。

貯灰場內區域排水系統建構筑物及設備。在主壩前設有1座排水豎井用以排放灰場內的雨水。排水豎井斷面為圓形，內徑為φ3000mm，頂標高49.30m，底部設消力池，消力池底標高為33.10m。排水豎井連接1條排水暗溝，斷面尺寸為1.6m×1.8m，溝底起點標高34.60m，坡度為i=0.002。排水暗溝穿過主壩接到主壩后的天然排水溝，在主壩后排水暗溝上設1座閘門井，閘門井安裝1套手動啟閉機鋼閘門。灰場內有3個泉眼，每個泉眼均設封閉式集水口，集水口引1根DN100管道引到排水暗溝，保證泉水的排放，避免灰渣污染地下水及影響干灰場的堆灰。

4貯灰場排水系統運行要求及注意事項

4.1阻水區排水系統運行要求

DN1400電動蝶閥為常開，當提升泵房內水位達到36.00m、并啟動第1臺雨水提升小泵時，同時聯鎖關閉DN1400電動蝶閥，電動蝶閥人工開啟（運行人員現場根據外江水位的情況確定是否開啟）。當灰場外上游側排水溝的水位高出灰壩外下游側沖溝水位時，打開電動蝶閥，雨水自流排放；當灰場外上游側水溝的水位低于灰壩外下游側沖溝水位時，關閉電動蝶閥，開雨水提升泵。

水泵的啟停根據水位變化自動聯鎖，其中當泵房內水位達到36.00m時，啟動1臺雨水提升小泵；當水位上升到37.50m時，啟動第2臺雨水提升小泵；當水位上升到38.00m時，再啟動1臺雨水提升大泵；當水位上升到38.50m時，再啟動第2臺雨水提升大泵；當水位下降到36.50m時，停大泵（1臺或2臺）；當水位降至35.20m時，停小泵（1臺或2臺）；以上水位數值均可調，最終數值按水泵運行調試結果來確定。要求在就地及泵房控制盤均能對水泵進行控制，水泵可按水位自動啟停，也可手動啟停。

集水坑中的移動式潛水排污泵的啟停根據集水坑中水位變化自動聯鎖，當集水坑中的水位達到33.50m時，啟動第1臺水泵；當水位達到33.7m時，啟動第2臺水泵；當水泵將至33.30m時停泵，以上水位數值均可調，最終數值按水泵運行調試結果來確定。水泵可按水位自動啟停，也可手動啟停。

4.2 貯灰場內區域排水系統運行要求

當外江水位上漲，及時啟動啟閉機，下閘使外江水不流入灰場；當外江水位下降，外江水位低于灰場水位時，必須及時啟動啟閉機，提升閘門。

4.3排水系統注意事項

在洪水季節，主要是6～9月份，應加強巡視主壩外的水位，當主壩外的水位高于37.00m時，江水的洪水開始倒灌，此時應關閉雨水提升泵房內排水管上的DN1400電動蝶閥，1號副壩外的阻水區的雨水用提升水泵抽排，用于排放灰場內的雨水的手動啟閉機鋼閘門也要關閉；當主壩外的水位低于37.00m時打開蝶閥和啟閉機鋼閘門。

在枯水季節，應定期檢查或試運行排水提升泵房內的DN1400電動蝶閥、水泵和閘門井內的手動啟閉機鋼閘門，保證設備在洪水期能正常運行，保證排水系統暢通。

參考文獻

［1］DL5000-2000，火力發電廠設計技術規程[S]

［2］給水排水設計手冊第3冊《城鎮給水》、第5冊《城鎮排水》

[3］GB/T 50265-97，《泵站設計規范》[S].