（1.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 陕西西安 710075）
摘要：火力发电厂循环水系统布置方式关系到循环水系统占地面积、循环水泵扬程、循环水系统能耗以及系统运行安全性等。本文结合具体工程场地条件对循环水系统布置进行优化研究，提出“蟹”形布置方法，供循环水系统布置时借鉴。
关键词：循环水系统；自然通风冷却塔；循环水泵；流道；“蟹”形
0 前言
火力发电厂主机冷却系统采用带自然通风冷却塔的循环供水系统，常规布置方法为两台机采用两座或一座自然通风冷却塔，一座循环水泵房，一个循环水流道，循环水泵房布置在湿式自然通风冷却塔与主厂房之间。该方法要求的冷却塔与主厂房之间距离长，占地面积大，且循环水管长度较长。本次研究对循环水布置进行优化，提出 “蟹”形布置方法，可以解决以上问题。
1常规循环水系统布置的局限性
常见的300MW级机组火力发电厂湿式循环供水系统布置[1，2]为：主机冷却系统采用带自然通风冷却塔的扩大单元制的循环供水系统，两台机采用一座自然通风冷却塔，共四台循环水泵，一座循环水泵房，两条循环水流道。冷却塔正对主厂房A排，两条循环水流道并列布置在冷却塔与循环水泵房之间，流道底面与水平方向夹角为15°（如图2所示），循环水泵房垂直于主厂房A排，循环水管从主厂房至冷却塔段从流道外侧对称布置进入冷却塔。
河南某电厂的厂址东西向轴线平行于征地线，北侧临近黄河路，南侧邻近会盟路，故场地大小受限。
该电厂循环水系统基本概况：2×350MW机组，（#1、#2机）采用扩大单元制循环供水系统，两台机的循环水系统包括一座9500 m2的双曲线自然通风冷却塔；两条自流进水流道，流道宽度为6.3米，深度为2米至8.0米；四台立式循环水泵（湿井式斜流泵），循环水泵流量5.64m3/s，扬程28.0m水柱；两台单背压凝汽器，每台有效冷却面积22000㎡；两根循环水进水母管DN2500，两根循环水出水母管DN2500，每台机组所配两台循环水泵安装在一座循环水泵站内。
在设计循环水系统时，湿式冷却塔及循环水泵房根据地形布置在台阶上，该台阶比主厂房零米高4米，台阶总长度为151米，从台阶边缘至主厂房A排距离为52米，该区域布置一条宽约6米的主道路、主变压器、厂用高压变压器及启动备用变压器、二根循环水管及雨水管、消防水管、工业水管、工业废水管等各类管道，不具备布置循环水泵房的条件。冷却塔底部环基外部直径为127.5米；循环水泵房长度要满足循环水泵吸水条件的要求，最短长度为20米；循环水流道要满足规范中流道平面与水平方向夹角不大于15°的要求，受此限制，循环水流道长度最少为34米，按照常规布置方法，从冷却塔至循环水泵房总长度至少为181.5米，远远大于可利用场地的长度151米，故对循环水系统布置需要进行优化。
2循环水系统优化后的“蟹”形布置
如何能将冷却塔、循环水泵房及循环水流道布置在本工程可利用的151米长度范围内，是本次优化的目的。圆形冷却塔两边侧下方的空地可以利用[3]，仅将2台机组的流道和水泵分开，分别从塔两侧接出，仍保留顺水流方向一字型的布置格局，仍达不到要求，而且扩大单元制的联络管道加长，布置也有难度，因此进一步优化，将水泵进水流道转90度，进一步压缩泵房距离的同时，便于联络管的布置，由此形成一种循环水系统的“蟹”形布置方法。如图1所示，两台机的流道及循环水泵房沿冷却塔轴线对称布置，流道底面与水平方向夹角为15°（如图2所示），流道采用90°转弯与泵房前池连接，泵房顺水流方向的长边平行于主厂房的长度方向，循环水管布置在两座泵房之间，循环水系统总体布置呈现“蟹”形。
该方法冷却塔、循环水流道及循环水泵房总长度为146米，控制在了可利用长度151米范围内。
3循环水系统布置方法优化前后的技术经济比较
基于该工程循环水系统基本条件，对常规布置形式及优化后的“蟹”形布置形式进行技术经济比较。
（1）“蟹”形布置方法中，循环水流道从冷却塔侧面伸出，充分利用了圆形湿冷塔侧面的空间，流道至循环水泵房前池之间呈90°转弯布置，流道内侧、流道隔墙与流道外侧采用3个不同的转弯半径，且不同圆心，使流道与泵房之间连接平滑，满足水流平稳的前提下减少流道转弯处的占地面积。该转弯布置也使湿冷塔至循环水泵房之间的直线距离缩短；根据本工程条件，常规设计循环水泵房外沿距塔池边垂直距离为40米，优化后的“蟹”形布置该距离缩短为14米，缩短了26米。
（2）“蟹”形布置方法中，两台机的两座循环水泵房采用对称布置，使泵房长边平行于主厂房长度方向，短边垂直于主厂房长度方向，缩短湿冷塔和主厂房之间的距离，充分利用了湿冷塔和主厂房之间的空间，使循环水系统整体占地面积少；根据本工程条件，循环水泵房长边垂直于主厂房长度布置时为17.8米，优化后的“蟹”形布置方法中循环水泵房短边垂直于主厂房长度布置时为10.5米，缩短了7.3米。
（3）“蟹”形布置方法中，冷却塔与主厂房之间距离缩短，使循环水管道布置比常规布置缩短；根据该工程条件，常规布置中，循环水管约412米，优化后的“蟹”形布置方法中，循环水管长度约为340
米，循环水管长度缩短了72米（两台机），节约循环水管道投资约82.62万元；降低了循环水泵扬程约0.28米，从而节约循环水泵的电耗19 kw，降低电厂的厂用电；年运行小时数按5500h计算；电价按照成本电价0.25元/度计算，考虑根据季节气温不同调节水泵开启台数，水泵轴功率取0.8的加权系数，四台循环水泵每年节约8.36万元。
5 结论
根据上述分析，经优化后的循环水系统“蟹”形布置方法比常规布置方法布置紧凑，占地面积小，循环水管道短，循环水泵扬程低，节约厂用电等优势，可供实际工程借鉴应用。
参考文献：
[1]（DL/T 5339-2006）《火力发电厂水工设计规范》 2006-05-06发布；
[2]（GB 50660-2011）《大中型火力发电厂设计规范》2011-02-18发布；
[3]《电力工程水务设计手册》中国电力出版社/西北电力设计院编；
[4]（DL/T 5489-2014）《火力发电厂循环水泵房进水流道设计规范》2014-06-29 发布。
论文作者:赵莉,杨迎哲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
标签：水泵论文; 冷却塔论文; 水系论文; 水管论文; 厂房论文; 方法论文; 长度论文; 《电力设备》2017年第2期论文;