高降雨港口电厂煤场和灰场排水系统优化设计.pdf

第 3 7卷 第 4期 2 0 1 5年 4月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c hn o l o g y V0 1 ． 3 7 No ． 4 Ap r ． 2 01 5 高降雨港 口电厂煤场和灰 场排水 系统优化设计 蒋方帅， 李楠 ( 中国华电工程( 集团) 有限公司， 北京1 0 0 1 6 0 ) 摘要： 根据柬埔寨西哈努克港电厂当地的降雨条件和港 口位置特点， 针对煤场和灰场原有排水系统存在的问题 ， 提出 了溢流式排水新方案。分析表明， 溢流式排水方案不仅满足了排水的要求 ， 还可节约成本 3 3 4万元左右。 关键词 ： 煤场 ； 灰场 ； 灰坝 ； 排水 ； 溢流式排水 中图分类号： T M 6 2 1 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 4—1 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 4— 0 0 1 6— 0 3 0 引言 由中国华 电工程 ( 集 团) 有 限公 司作为设计采 购施工( E P C) 总承包方承建 的柬 埔寨西哈努克港 2 6 0M W 火力发电厂项 目， 位 于柬 埔寨 王 国西 哈 努克 港 北部 。柬 埔寨 西 哈努 克 港 年平 均 气 温 约 2 9℃ ， 全 年平均降雨 量约 3 2 0 0 m m， 5 —1 0月为雨 季 ， 降雨量 占全年的 8 0 ％ 。本文结合项 目具体情况 和当地的具体条件， 对煤场和灰场系统的排水方式 和灰坝结构进行优化 。 1 煤场和灰场排水系统基本情况 系统主要涉及贮煤场 、 煤水沉淀池 、 贮灰场及灰 水排水泵 房 ， 其 中煤 场 占地 1 3 2 3 4 m ， 灰 场 占地 2 8 5 0 0 m ， 煤水沉淀池 占地 3 4 1 6 m ， 总降雨汇水面 积为4 5 1 5 0 m ； 从东北向西南依次为贮灰场 、 煤水沉 淀池 、 贮煤场 ， 所在 区域南高北低 ， 贮煤场和贮灰场 底部均覆盖有土工膜。 2 原设计方案及存在的 问题 原设 计排 水 方案 为水 泵抽 水式 排水 ， 如 图 1 所示 。 ( 1 ) 在煤水沉淀池北侧建一座灰水排水泵房 。 煤场所积雨水通过管道流人煤水沉淀池 ， 经煤水沉 淀池澄清后 ， 流入灰水排水泵房 ， 由泵房里的灰水排 水泵排至大海 ； 灰坝为渗水坝 ， 灰场所积雨水通过灰 坝渗入灰坝外的排水沟( 排水沟的流向如 图 1中箭 头所示 ) ， 经排水沟汇集至灰水排水泵房水池后 ， 由 收稿 日期 ： 2 0 1 4—0 8— 2 5 ； 修 回日期 ： 2 0 1 4—1 2— 2 5 ⑤ 北 C 图 1 原设计方案 泵房里 的灰水排水泵排人大海。 ( 2 ) 在 厂 区外 建 造 一 圈 防 波 堤 (图 1中 的 第 4期 蒋方帅， 等： 高降雨港 I： 7 电厂煤场和灰场排水系统优化设计 1 7 A B C D) ， 防止海水浸入灰坝， 进而破坏排水系统 。 原设计方案存在的问题 。 ( 1 ) 灰水排 水泵房 夹在 防波 堤和灰 场堤 坝之 间， 且地势较低 ( 如 图 2所示 ) ， 一旦 灰水排水泵房 停 电， 排水泵停止运行 ， 雨水无法排 出， 灰水排水泵 房就有被淹没 的风险。 排水管 灰水排 水泵房 图 2灰坝 断面 ( 2 ) 柬 埔寨西 哈努克港 地 区半年旱 季半年雨 季 ， 旱季降雨无需排放 ， 雨季降雨时灰水排水泵需连 续运行进行排放。排水泵房半年停运半 年运行 ， 给 泵房 的运行人员安排带来不便。 ( 3 ) 原设计方案 中灰水排水泵房和防波堤 的建 设成本 以及排水泵的年运营成本较高。 3 新设计方案 ： 溢流槽式排水 针对原设计方案中存在的问题 ， 新设计方案采 取如下措施 。 ( 1 ) 取消原 设计方 案 中的防 波堤 和灰水 排水 泵房。 ( 2 ) 煤水沉淀池和灰坝朝海侧顶部各开通一个 溢流槽 ( 如图 3所示 ) 。煤场 的雨水 由管道流入煤 水沉淀池 ， 与煤水沉淀池的积水汇合 ， 经煤水沉淀池 的溢流槽排人大海 。灰场所积雨水经灰坝上 的溢流 口排人大海。 ( 3 ) 将灰坝 由渗水 坝改为不渗水坝 ， 并增 大土 工膜的覆盖范 围， 将原设计方案 中“ 土工膜 只覆盖 灰场底部 ” 更改为“ 土工 膜覆盖灰场底部及 灰坝底 部” ， 以防止取消防波堤后海水渗入。 4 新方案的技术优点 新方案取 消了防波堤和灰水排水泵房 ， 既节省 了防波堤和灰水排水泵房 的建设成本及灰水排水泵 房的运营成本 ， 缩短了建设工期 ， 又排除了灰水排水 泵房因停电无法排水而被淹没的风 险； 由于采用顶 部溢流 ， 雨水中的固体物 已沉降 ， 且 由于柬埔寨雨季 降雨量较大且连续 ， 能够保证顶部雨水不停流动， 所 以顶部雨水较干净 ， 可以直接排人大海 ， 因此溢流槽 式排水可满足煤场和灰场雨水排放的要求且经济实 用 ； 灰坝改为不渗水坝并扩大土工膜的覆盖面积， 弥 补 了因取消防波堤而带来 的海水渗入问题 。 5 新方案成本节约分析 由上述两种方案可知 ： 新设计方案 比原设计方 案少建设 1 个灰水排水泵房和 1个防波堤 ； 新设计 方案需将灰场堤坝 由渗水坝改为不渗水坝 ， 且需扩 大土工膜 的覆盖面积。将灰场堤坝由渗水坝改为不 渗水坝以及扩大的土工膜面积产生的费用较低， 与 建设 1 个灰水排水泵 和 1个 防波堤的费用 比较 ， 可 以忽略不计。因此 ， 新设计 方案 比原设计方案节约 的成本为 ： 灰水排水泵房和防波堤的建设成本 ， 以及 灰水排水泵房的运行成本。 图 3 新 设计 方案 1 8 华 电技 术 第 3 7卷 5 ． 1 灰水排水泵房和防波堤的建设成本 ( 1 ) 灰水排水泵房建设 成本 。灰水排水泵房 由 泵房建筑和泵房内机械电气设备构成。 泵房建 筑成 本 ： 原设计 方案 泵 房建 筑体 积为 6 5 5 ． 8 m ， 根 据 企 业 定 额 ， 排 水 泵 房 造 价 为 9 1 5 m 。 ，故 排水 泵房建 筑 成本 为 ： 6 5 5 ． 82 5 3 5= 6 0 0 0 5 7元 。 泵房内机械 电气设备 由排水 泵、 3 8 0 V低压配 电柜及 电缆 3部分构成 。排水泵成本 ： 数量 5台， 价 格为 5 9 3 0 0 台， 共计 2 9 6 5 0 0元 ； 3 8 0V低压配 电 柜成 本 ： 数 量 2台， 价 格 为 2 4 0 0 0 0 台， 共 计 4 8 0 0 0 0元 ； 电缆 成本 ： 数 量 1 6 4 5 m， 型号 为 z C— Y J V 2 2—1 k V， 31 5 0 m m ， 阻 燃 型 电 缆， 单 价 为 2 3 7 ． 5 3 m， 共计 3 9 0 7 3 6 ． 8 5元。因此泵房内机械 电气设备成本为 ： 2 9 6 5 0 0+ 4 8 0 0 0 0+3 9 0 7 3 6 ． 8 5= 1 1 6 7 2 3 6 ． 8 5( 元 ) 。 综上所述， 灰水排水泵房建设成本 为： 6 0 0 0 5 7+ 1 1 6 7 2 3 6 ． 8 5=1 7 6 7 2 9 3 ． 8 5( 元) ， 约 l 7 7万元。 ( 2 ) 防波堤建设成本 。由原设计方案防波堤 图 纸可知 ： 防波堤的横截面为等腰梯形 ， 横截面面积为 2 1 ． 8 4m 。 再根据厂 区坐标估算得 出防波堤长度为 1 8 0m， 则防波堤体积为 3 9 3 1 ． 2n a 。根据概算 ， 防波 堤造 价 为 3 2 0 T V _ ／ m 。 ， 则 此 防波 堤建 设 成 本 为 ： 3 9 3 1 ， 2 3 2 0=1 2 5 7 9 8 4( 元) ， 约 1 2 5 ． 8万元。 综上所述 ， 灰水排水泵房和防波堤 的建设成本 为 ： 1 7 7+1 2 5 ． 8：3 0 2 ． 8( 万元 ) 。 5 ． 2 灰水排水泵房运行成本 运行成本主要由人工成本和耗电量构成。 ( 1 ) 人工成本 。根据电厂运行模式 ， 需要安排 3 名运行人员实行 2 4 h在 岗， 按 照每人每年 1 0万元计 算 ， 即每年 3 0万元。 ( 2 ) 耗电量。 总汇水面积 S =S +．s h+S =1 3 2 3 4+ 2 8 5 0 0+ 3 4 1 6=4 5 1 5 0 m ( 其中： ．s 为煤场面积 ； 5 b 为灰场面 积； 5 为煤水沉淀池面积) 。根据气象资料可知 ， 西 港全年降雨量为3 2 0 0 m m， 由此得出每年煤灰系统 总排水体积 = 4 5 1 5 0 3 ． 2= 1 4 4 4 8 0( m ) 。 根据现场实际情况 ， 5台灰水排水泵 ， 3台运行 ， 2台备用 ， 再根据灰水排水泵 的技术参数 ， 计算 出 3 台排水泵要排出这些水 ， 需要运行的小时数 ： ：— 1 4 4 48 0 ：8 0 ． 2 7 ( h )，6 0 0 3 qI ， n ’ ’ 式中： t 为每年灰水 排水泵需要运行的时间 ， h ； V为 雨水总体积， m ； g 为灰水排水泵流量， m ／ h ； n为 灰水排水泵台数。 又根据灰水排水泵 的功率 和效率 ， 计算得 出 3 台灰水排水泵每年所耗电量 ： ： ：2 5 8 0 0( k WK． h )， w =— — =— — — — _ = — — 一= 。 n ， 1 l U| 式 中： 叼为灰水 排水泵效率 ； P为灰水 排水泵功率 ， k W； ￡ 为灰水排水泵全年运行时间 ， h ； W为灰水排水 泵每年运行所耗总电量 ， k W h 。 即， 每年 3台灰水 排水 泵 运行 所耗 总 电量 为 2 5 8 0 0k W h ， 按照电费 0 ． 0 7美 ( k W h ) 计算 ， 每年电费支出约 0 ． 1 8万美元 ， 约 1 ． 1万元。 因此 ， 灰水排水泵房的运行成本为 ： 人工成本 + 电量成本 = 3 0+1 ． i= 3 1 ． I( 万元 ) 。 5 ． 3 节约的总成本 综上所述 ， 灰水排水泵房和防波堤 的建设成本 及灰水排 水 泵房 的运行 成本 为： 3 0 2 ． 8+3 1 ． 1= 3 3 3 ． 9 ( 万元 ) ， 即新 设 计 方案 比原 设计 方案 节 约 3 3 3 ． 9万元 。 6 结论 根据柬埔寨西哈努克港电厂降雨量和港 口的特 殊性 ， 改进原有煤场和灰场排水系统 ， 新方案采用溢 流式排水 ， 完全能够满足该 电厂灰场和煤场排水 的 要求 ， 通过取消排水泵房和防波堤 降低 了排水 系统 成本约 3 3 3 ． 9万元 ， 同时避免 了原方案水泵抽水式 排水中泵房被淹的风险。因此， 溢流式排水适用于 高降雨量港 口电厂煤场和灰场 的排水系统 ， 既能满 足排水要求避免泵房被淹风险 ， 又可降低成本。 ( 本文责编： 刘芳) 作者简介 ： 蒋方帅( 1 9 7 4 一) ， 男 ， 山东莱芜人， 高级工程师 ， 从事火 电厂建设方面的工作( E — m a i l j i a n g f s @e h e c ． e o m ． e n ) 。 李楠( 1 9 8 7 一) ， 男， 黑龙江哈尔滨人 ， 工程师， 从事火 电 厂建设方面的工作( E — ma i l ： l i n a n m a r k @g ma i l ． C o rn) 。 ● ●0● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●◇●o● ● ● ● ● ● ●0● ●0● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ( 上接第 1 5页) 参考文献 ： [ 1 ] D L ／ T 5 1 5 3 --2 0 0 2火力发电厂厂用电设计技术规定[ S ] ( 本文责编 ： 白银雷) 作者简介 ： 李庆昌( 1 9 8 l 一) ， 男 ， 山东淄博人， 工程师 ， 工学硕士 从事 电 厂 电 气 专 业 技 术 管 理 方 面 的 工 作 ( E — m a i l 1 5 1 5 3 5 7 7 7 3 3 @1 6 3 ． c o m) 。