發電站冷卻塔與綜合水泵房豎向一體布置設計

李萬銀

(山西新唐工程設計有限公司，山西太原 030006)

綜合水泵房內布置四臺循環水泵，因循環水泵較大，故在循環水泵之間布置三臺消防泵，在水泵房毗鄰側布置循環水泵和消防水泵吸水池，機械通風冷卻塔布置于泵房和水池頂部。因水泵布置在±0.000 m，為滿足循環水泵及消防泵吸水要求，將吸水池底標高下降，低于綜合水泵房室內標高3 m，水池深6.5 m。根據泵房內設備的起吊高度，將泵房頂標高做至7.5 m，水池頂部至冷卻塔集水池底部有4 m的空間，在此平臺上設置旁流過濾器和加藥裝置。

1 消防水系統

1.1 水源

GB 50016-2006建筑設計防火規范中8.1.2條規定:“消防用水可由城市給水管網、天然水源或消防水池供給。利用天然水源時，其保證率不小于97%，且應設置可靠的取水設施。”GB 50229-2006火力發電廠與變電站設計防火規范中7.6.7條規定:“當冷卻塔數量多于1座且供水有保證時，冷卻塔水池可兼作消防水源。”一般情況下，消防管網都充滿壓力水，使用自來水或循環水作消防水源，從產生氧化腐蝕和電化學腐蝕方面考慮，用循環水比用自來水腐蝕要輕的多。因此，循環冷卻水用作消防水源是完全可行的。

1.2 水源的可靠性

循環冷卻水作為消防水源在技術上最大的優點是安全可靠，滿足消防的一些特殊要求。如消防泵房耐火等級、消防用水量、消防用水量平常不作他用、消防水泵吸水方式、寒冷地區水池防凍措施等等。循環冷卻水系統是動力的心臟，其本身的布置，運行的安全可靠性等要求都很高。所以循環冷卻水用作消防水源在技術上是可靠的。

1.3 消防水泵

消防水泵選用上海凱泉公司生產的臥式單級消防泵三臺，兩開一備，滿足GB 50229-2006火力發電廠與變電站設計防火規范中7.6.5條規定:“消防水泵應設備用泵。”消防水泵的單臺性能為:流量Q=50 m3/h，揚程H=50 m，配套電機采用380 V低壓電機，功率為15 kW。

消防水泵布置在±0.000 m的綜合水泵房內循環水泵之間，直接從吸水池吸水，出水管立管上裝有多功能水泵控制閥和閘閥，以防止水錘對水泵的影響。

1.4 消防水管道

消防水泵直接從水泵房毗鄰側布置的水泵吸水池吸水，吸水管采用單臺泵對應單條吸水管的設計原則。水泵出水管在泵房內連接成“U”形布置，以確保消防水泵房有兩條出水管。

因煉鋼廠發電站街區的主要建筑有主廠房、化學水處理和綜合供水系統，故消防水泵房的兩條出水管直接接至主廠房室內消防環狀管網，此街區的室外消防可采用煉鋼廠原有的室外消防設施。

2 循環水系統

2.1 機械通風冷卻塔

冷卻塔選用鋼混結構的逆流式機械通風冷卻塔，冷卻塔處理能力要滿足黃石地區夏季高溫高濕氣候條件下的換熱效果，即夏季時發電負荷能達到設計能力，冷卻塔配置為2×2 500 m3/h，單臺性能為:冷卻能力Q=2 500 m3/h，進塔水溫T1=42℃，出塔水溫T2=32℃，配套風機直徑為8 000 mm，電機功率為132 kW。

冷卻塔布置在泵房頂7.500 m處，并在此處塔的進水口側挑出2 300 mm的混凝土平臺，平臺上布置冷卻塔進水總管及旁路進水管，在平臺外側設置安全防護欄桿。

2.2 循環水泵

循環水泵選用上海凱泉公司生產的單級雙吸離心泵四臺，三開一備，控制采用兩臺工頻，兩臺變頻。循環水泵單臺性能為:流量Q=1 670 m3/h，揚程H=35 m，配套電機采用380 V低壓電機，功率為185 kW。

循環水泵布置在±0.000 m的綜合水泵房內，因水泵吸水池底標高為-3.000 m，故可將循環水泵的吸水管布置在泵房內地面以上，即吸水管直接沿地面敷設。出水管考慮到與主廠房汽機的凝汽器連接，故在泵房內循環水泵出水口處設置寬1 500 mm，深1 700 mm的管溝，水泵出水管變徑后用90°彎頭接至管溝內，與室外管溝內的循環水供水主干管連接。考慮到循環水供回水管徑較大，故水泵進出水均采用D341型蝸輪傳式蝶閥，在出水管上增設蝶式止回閥，保證水泵的安全運行。

2.3 旁流過濾器

循環水旁濾系統，按照循環水總量的5%考慮旁濾系統的設置，旁流過濾器處理水量為250 m3/h，選用φ1 200的淺層砂過濾器6臺，單臺過濾水量為42 m3/h，組合布置，全自動控制。

旁流過濾器布置在水池頂3.500 m平臺上，并在過濾器四周設置圍堰，在圍堰最低處設置兩個DN100的地漏，用以排走過濾器運行過程當中的泄漏水。過濾器出水管接閥門后，直接在水池頂開孔接至水池內。

2.4 加藥裝置

循環水加藥裝置采用一體式加藥裝置，配有3座1 m3的溶藥箱、3臺攪拌機和6臺計量泵，分別用以投加緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑。攪拌機配套0.55 kW的電機，計量泵單臺性能為:Q=200 L/h，H=0.30 MPa。

加藥裝置同樣布置在水池頂3.500 m平臺上，和旁流過濾器相鄰，在加藥裝置四周也設置圍堰，在圍堰最低處設置一個DN100的地漏，用以排走加藥裝置運行過程當中的泄漏水。

2.5 管道布置

因為循環水系統和汽機房相鄰布置，故兩根DN700的循環水回水管分別從凝汽器出口直接升至6.500 m處，出汽機房后，跨過5 400 m的通道后，接至冷卻塔7.500 m平臺處，匯合成一根DN1 000的回水總管后，分別供至兩臺塔的各進水口。冷卻塔冷卻后的水在塔底集水池處，用兩根DN800的鋼管豎直向下穿過水泵吸水池池頂，伸至吸水池底，并在鋼管底部用鋼筋支架支撐，冷卻塔集水池池底處做好防水的同時，還需加設加固肋。

每臺循環水泵的出水管，沿管溝接至泵房外的主管溝內DN1 000的循環水供水主干管上，主干管在進汽機房前分為兩根DN700R支管，分別進入汽機房內，接至凝汽器的循環水入口處。在主管溝內，DN1 000的主干管每隔7 m做一工字鋼支架，在溝的末端做一集水池，用于收集管溝內的漏水，設一潛水排污水將收集的漏水排至廠區排水系統。

3 發電站綜合布管

3.1 給排水系統

生活給水系統，發電站生活用水接自鋼廠自來水管網。生活用水主要包括化驗設施用水，廠區內生活飲用水。按主廠房、循環水站、化水車間分區供水。

生產給水系統主要是汽機間、鍋爐跨內的工業冷卻用水、化水車間制水用水、循環冷卻水系統及消防水池的補給水，分為主廠房、循環水、脫鹽水三大區域分別供水。工業水均從鋼廠凈化水環狀管網上接入，分別計量。凈化水系統管網壓力0.28 MPa。

消防給水為獨立的消防給水系統。消防泵組設置在循環水泵房內，消防水池與循環水冷水井共建。主廠房內設單栓消火栓，廠區室外消防設地上式消火栓。

排水系統，發電站排水包括生產廢水、生活污水及雨排水。所有排出的污、廢水均經過電站相關設施處理達標后排放。采用污廢水和雨水分流的排水系統，經處理后的生活污水和工業污水統一由主排水管排出廠外。

發電站污水包括全廠的生產生活排污水和化水車間排出的酸堿鹽廢水，分別經過化糞池及中和池處理達標后分區就近排入區域排水管。

雨排水系統采用鋼筋混凝土管，也按分區就近排入區域內排水管網。

3.2 布置管線的一般原則

1)全面考慮各種管線的性質、用途、相互聯系以及彼此間可能產生的影響;合理選擇管線走向，盡量使管線短捷、均勻、適當集中。管線宜直線敷設，并與道路平行。干管宜布置在靠近主要用戶及支管較多的一側。

2)力求使管線間及管線與建、構筑物之間在平面和豎向上相互協調，應考慮生產安全、施工和檢修方便以及節約用地等要求。應避免影響露天堆場及建、構筑物的發展，并適當考慮預留管線本身改、擴建的余地。

3)管線的平面布置，力求順直。盡量減少管線與交通運輸線路的交叉，交叉時應盡量垂直交叉，在困難條件下，兩者交角不宜小于45°，并應采取加固措施。盡量減少管線相互間的交叉，尤其是熱力地溝與排水管、電纜與熱力地溝的交叉。

4)盡可能將性質類似、埋設深度接近的管線排列在一起，有條件時可同溝敷設，一次開挖，采用最小水平凈距，為機械化施工創造條件，并便于維修。

5)管線盡量避開填挖較深和地質不良地段。沿山坡或高差較大的邊坡布置管線時，應注意邊坡穩定和防止沖刷。

6)在改、擴建工程中，要注意新建管線不要影響原有管線的使用，并盡量滿足施工和交通運輸的要求。當有可靠根據或措施、管線間距不能符合規定時，可適當縮小間距。

7)地下管線不應布置在有建、構筑物基礎壓力的范圍內。在改、擴建工程中，困難情況下，布置受到限制時，可將不經常檢修的排水管道布置在道路下面行車部分外，雨水管道也可布置在行車部分內。

4 配套專業

此綜合供水系統在發電站的位置與主廠房相鄰，各水泵與風機的配電可直接從主廠房的高低壓配電室接出，方便且節省費用。采暖管道也可直接從設置于主廠房內的換熱站接出，泵房內的通風可采用門窗的自然通風與軸流風機的強制通風。整個綜合供水系統的控制，則是由主廠房內控制室的DCS來自動控制。

5 結論及建議

隨著經濟的飛速發展，工業用地越來越緊張，這就要求設計人員能夠合理地規劃廠區用地，盡量減少占地，提高建筑系數，降低工程投資。通過以上論述得出冷卻塔、綜合水泵房和吸水池的豎向一體化布置在技術上是可行的，經濟上是可觀的，運行上是可靠的。

水泵吸水池為半地下布置，故在寒冷地區，水池的地上部分需要做保溫，在實際過程當中是可行的，但為防止施工過程中出現質量問題而產生事故，還是建議此方案用于非采暖地區，其效益及安全性比較好一點。

［1］ 戚盛豪.給排水設計手冊(第3冊)城鎮給水［M］.第2版.北京:中國建筑工業出版社，2003.

［2］ 姜乃昌.水泵及水泵站［M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，1998.

［3］ GB 50013-2006，室外給水設計規范［S］.

［4］ GB 50016-2006，建筑設計防火規范［S］.