Ｃｈｉｎａ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ 工程设计施工与管理 ＿ 沙河电厂厂外补给水系统设计 李金海 （河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄０５００３１） 【摘要ｌ河北沙河电厂备用水从“引朱济邢”管道上引水，通过升压送至电厂。厂外供水工程输水距离长￣１７ｋｍ，水泵设计扬程为１３２０ＫＰａ。 由于厂外输水管道中间为最高点，最高点之前管道为压力流最高点之后为重力流。为防止水锤屁话，该工程采用了在输水管道沿程设置高速进排气阀， 在输水管道最高点设置“管式调压井”，在水泵出口安装多功能水泵控制阀和气压式调压罐等水锤防护措施。该工程现已投入运行，运行良好。 【关键词】电厂厂外补给水管道水锤防护 １工程概况 进出主输水管道，减缓管道内的负压。 根据管道水力计算，第一段管道采用ＤＮ４５０焊接钢管，第二 河北沙河电厂位于河北省邢台市和邯郸市交界处，建设２× ６００ＭＷ超临界燃煤直接空冷发电机组。电厂备用水源采用朱庄水库 段采用的前半部分采用ＤＮ３５０焊接钢管，后半段采用ＤＮ４５０焊接 地表水，从“引朱济邢”管道上引水。引水点距离电厂为１７ｋｍ，电厂备 钢管。用水源厂外供水工程设计水量为６００ｍ。／ｈ。 ３水锤防护措施 河北沙河电厂备用水源厂外供水工程包括升压泵站、输水管道 河北沙河电厂厂外供水工程输水管道距离较长，高程较大，在 两部分。升压泵站内布置有蓄水池、升压泵房、调压罐间、阀门间及 输水系统的运行过程中，若突然断电停泵，水泵启动、切换等情况， 泵站辅助和附属建构筑物等，输水管道采用单管输水，直埋敷设。 必然会引起输水管道内压力的大幅波动，尤其是管线中高差比较大 考虑到升压泵站自用水及输水管道沿程渗漏损失水量，供水工 的地方。如水锤防护措施不当则会在输水管道出现汽化现象，导致 程供水能力按６４０ｍ ／ｈ设计。 水柱分离、水柱弥合，产生破坏性水锤。为保证厂外输水管道系统的 升压泵站位于邢都公路沙河大桥北，沙河北岸。从“引朱济邢” 安全、可靠，采取行之有效的水锤防护措施是必须的。为此，在本工 管道上分别引１根ＤＮ４５０管道至泵站内的蓄水池。升压泵房内设置 程厂外输水系统设计时进行了详细的水锤分析计算，在输水管道沿 有３台卧式多级离心泵，单台Ｑ＝３２０ｍ ／ｈ，Ｈ＝Ｉ３２０ｋＰａ，Ｎ＝２００ｋＷ， 线设置高速进排气阀、在输水管道最高控制点下游侧设置准调压 Ｕ＝３８０Ｖ。 井，在水泵出口设置多功能水泵控制阀和设置气压调压罐等安全可 升压泵站蓄水池水位为１２４．０ｍ，输水管道最高控制点位于老 靠的水锤防护措施。 邢都公路处，控制点管道中心标高为２１５ｍ｝电厂厂内蓄水池水位为 ３．１高速进排气阀 １１４．０ｍ，升压泵站到控制点的管道长度为９．２ｋｉｎ，控制点到电厂厂 根据水锤分析计算，在管线沿途，管道局部最高点和平直段的 内蓄水池的距离为７．８ｋｍ。 必要位置均安装ＤＮ１００高速进排气阀。采用高速进排气阀，由于空 ２输水管道设计 气阀允许通畅地大量进气，而排气，延长了空气阀关闭时间，在 该阀门起到正常空气阀的作用，在空管充中和在管道 根据本工程输水管线的敷设特点，将管道分为两段进行敷设布 正常工况下，起到低压进排气的作用。在管道有压的工况下，可以 置，第一段为升压泵房至最高控制点，为压力流，第二段为最高控制 排空的工况中， 点至电厂蓄水池，为重力流。在最高控制点附近设置有准调压井。它 进行高压微量排气。是在管线上最接近水力坡降线的局部最高点处，设置一段垂直焊接 在输水管上的等径钢管，如图１．１所示。垂直钢管高度根据计算确 ３．２气压调压室（“空气罐”） 在泵出口设有多功能水泵控制阀，对水泵起到一定保护作用， 其对水泵的防护是有限的。为更好 定。这个准调压井既能起调压室的作用，又能起通气阀的作用。在正 但对这样高差相对较大地管路，在泵出口设气压式调压室。 常运行及断电停泵初期，它起调压室的作用，可以向输水系统管道 的保护水泵和泵房，气压式调压室是一种内部充有压缩空气的金属水罐，其顶部为 补水或吸收输水系统的水；在断电停泵后期调压室内的水已排完， 安装于水泵出口附近的压力管道上。当泵站出现事 于是这个准调压室变成了一个巨大的通气阀，空气可从这个调压室 空气，下部为水，故停泵时，输水管道内压力下降，空气罐内的气体膨胀并迅速向输 防护罩 ／ ＼ ＿、 ／ 准 压室 水管道内补水，以防止管路内压力过度下降；当管路内压力上升时， 则通过联络管向罐内充水，水锤波能量被部分吸收，缓解输水管道 内的压力上升，从而利用密闭气室中的压缩空气制约水位高低及其 变幅，起到消除或抑制水锤波作用，完成对输水管路的防护。空气罐 的优点是安全可靠，水锤防护效果好。 ３．３多功能水泵控制阀 本工程水泵的扬程较高，这么高的扬程需要选择相应的离心水 泵，而水泵对反转较为敏感。在实际工作当中，我们发现不利的反转 往往造成较大的破坏。针对这种工况，常规水泵出口阀门的配置方 ／ ／ ／ ／ ／ 主输水管遣 ／／／、 、，／，，，，，，，／， ，／／，／， ｌ ｌ。，，，，／，／７７ ｌ Ｉ■ 式是选缓闭止回阀，或者双速关闭的止回阀，在高扬程、水泵反转的 情况下就不利于水泵的防护，本工程在水泵后安装ｌ套ＤＮ３０ｏ多功 能水泵控制阀，用于解决由于突然关泵而产生的水锤。 多功能水泵控制阀是事故停泵中最主要的控制水力过渡过程 ・…・・图１．１准调压室结构示意图 下转第９３页 作者简介：李金海（１９７９一），男，河北石．家庄人，硕士研究生、工程师，研究方向为火力发电厂冷却系统。 ２０１４年１２月下第２４期总第２０４期 ９１ ％ Ｃ￣ｎａＳｃｉ一＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ０ｖｅ ｗ 工程设计施工与管理 。ｊ … ～ …… ………………………～ … … … … ……～… 措施：对于筒壁预留的孔洞处施工要编写专门的施工方案，提 不高，只有０．２～０．４ＭＰａ，即达到脱模强度即可，因此系统一旦开始 各项工作同时进行，每个工种各负其责，保证滑模的滑升速度 前准备好相关材料，务必在滑模提升时间内完成洞口的模板支设工 运行，作，在提升过程中要安排木工进行值班监督。对于牛腿，与设计单位 与混凝土的浇灌速度相适应，工作就可以不间断的持续进行下去。 进行沟通，看能否取消牛腿，改为预埋件。如确实取消不了，就采取 滑模工艺使人与机械形成一个有机整体，一道工序赶着一道工序， 二次浇筑方案，也要编制专门施工方案，预留插筋，待滑模系统越过 任何一个环节出现问题都会拖延到整体施工，因此每个施工人员都 牛腿区域后，利用滑模平台进行牛腿的二次施工，这要作为重点进 要不停的工作，这对施工人员是个极大的考验，因此一般从人员和 安全方面考虑，建议每天滑升高度不要超过３米为宜。 行检查验收和监督。 ２．５滑模系统施工优点 ３结语 ２．５．１滑模系统易于组装和拆除 综上所述，通过对滑模系统优缺点的分析，使我们能更好的了解 滑模系统组装具有以下特点：（１）系统组装在地面即可进行，可多 从而在实际的使用操作中采取有效的措施减小不利影响，保质保 个方向同时组装，且高空作业少；（２）组件截面尺寸小，重量轻，大部分 它，则要根据工程 采用人力就能移动和就位；（３）组件间采用螺栓连接，比焊接的工作量 量的完成施工任务。对于滑模系统和翻模系统的使用，所在地区国家的施工习惯等来决定，而不能简单的说哪个更好。 大为减少。滑模系统拆除具有以下特点：（１）系统中心鼓圈支撑并固定 需要、 牢固后即可对称同时拆除；（２）由于大部分构件较小，可利用吊笼等垂 参考文献：直运输工具多点同时向地面倒运材料；（３）由于采用螺栓连接，拆除较 ［１］烟囱工程施工及验收规范．ＧＢＪ７８—８５． 为容易，对于不易拆除的螺栓即使采用气割，对于组件的损坏也是最 ［２］烟囱工程手册．中国冶金建设集团包头钢铁设计总院编． 小；（４）由于组件较小，修复的工作和补充的量都比较小。 ［３］滑动模板工程技术规范．ＧＢ５０１ Ｉ３－２００５． ２．５．２施工速度快 这是滑模系统最大的特点，滑模系统对筒壁混凝土的强度要求 ……上接第９１页 事故。 的可控阀设备，在水泵启动时能够先慢后快得自行开启；当事故停 ４运行效果 泵时，阀门可按预定得程序和时间自动关闭。这样不论在正常启闭 河北沙河电厂厂外供水工程于２０１３年初成功投入运行，供水设 水泵过程，还是事故断电过程，既能减弱了正压水锤，又可倒流 备、输水管道、水锤防护系统等在各种工况下运行状态均良好。水泵 流量和倒转转速，从而具备泵出口控制阀门的作用，又具有止回阀 参数达到设计要求。２０１３年５月份，升压泵站突然断电，２台升压水泵 和水锤防护的作用。 事故断电，系统安全停运，该工程厂外输水系统经受住事故停泵的 多功能水泵控制阀采用两阶段关阀，在５ｓ内关闭阀门的９０％， 考验。 ｌＯＯｓ内全部关闭。在水泵出口管道上安装有一个气压调压室（“空气 罐”），罐直径为１．８ｍ，总高６．１６ｍ，净体积为１ｌｍ ，调压罐内上部空 ５结语 气初始体积约为３．５ｍ 。并在有压管段上设有１２个进排气阀。经非恒 该工程输水管道距离较长，高差较大，采用可靠的水锤防护措 定流计算，在调压室内的最高压力调压室内可能出现的最高压力约 施是厂外输水系统安全运行的重要保证。该工程采用准调压井代替 为１．７６ＭＰａ，水泵出口最高压力约为１．７３ＭＰａ，水泵倒转转速在 以往设计采用的高位水池设计方案，并采用其他一系列水锤防护措 １２０％内，有压段管道无气穴发生。 施，有效地解决了水锤危害的问题，避免了水锤事故的发生。 本工程输水管道后半段为自流输水管线，根据水锤分析，发生 参考文献： 水锤事故主要在于厂内管道末端阀的关闭速度。通过水锤计算，如 ［１］曾建柱．内蒙古上都电厂厂外供水工程水锤防护设计［Ｊ］．中国给 ６０ｓ内关闭末端阀，末端阀前的水锤压力可达２．３４ＭＰａ，在管线穿峭 ２００８，２４（１ ２）：５０—５２． 河处可能出现的最大水锤压力约为２．４２ＭＰａ。如末端阀关闭小于 水排水，２］金锥。姜乃昌，汪兴华。罐兴旺．停泵水锤及其防护［Ｈ］．中国建筑工 １５０ｓ，管线上出现负压，且随着关阀速度的加快，负压越来越严重。 ［２００４． 当关阀时间小于ｌＯＯｓ时，管线局部会出现严重汽化，将会引起爆管 业出版社，……上接第９０页 ５．３压浆施工的顺序 桩，并且对每根桩都需要钻芯取样，这样才能够确保整个压浆质量 得到保障。 压浆的时候最佳的方法是使用承台群桩的一次性完整压浆，在 压浆时先对周圈的桩进行施工，再对中间的桩进行施工。而压浆时 则使用两根桩的循环压浆，即先对第一根桩的第一管进行压浆，压 浆量大约是总量的７０％，在完成之后再对另一根桩的第一管进行压 浆，之后依次是各根桩的第二管。此方法可以确保每一根桩的各压 浆管的压浆时间具有３０到６０分钟的间隔，使得水泥浆能够在土体层 中充分扩散。 ７结论与建议 总之，路桥施工中桩基加固处理技术是一种桩基加固的技术， 其处理技术的水平高低，将决定着桩基加固的处理效果和路桥工程 的质量好坏。在路桥施工的建设中，想要进一步的保障路桥工程桩 基的质量，确保工程结构的耐久性和稳定性，一定要对各种质量因 素进行综合的考虑，并选择最为合理与正确的桩基加固的技术。这 样才能有效提高路桥的承载力，并达到提高路桥工程质量的要求。 参考文献： ６质量检验 在后压浆的工作完成之后，施工单位应该提供在施工中所涉及 ［１］崔一正．桥梁加固技术及应用实例的研究［Ｊ］．民营科技，２０１１（１）． 到的水、水泥和各种添加剂的质检报告，提交报告的同时，还应包括 ［２］邢启军．混凝土桥梁维修加固新途径［Ｊ］．中国科技纵横．２０１Ｏ（２）． 压力表质量的鉴定书和各项工程的设计参数及工程操作过程的实 际情况记录等各种材料。之后，由有关部门工作人员来对路桥桩基 加固的工作进行实际效果的检测，而检测的主要内容包含桩底的密 实度和桩底浆液的均匀度等，任何地方检测的对象都必须超过两根 ２Ｏｌ４￣１２Ａ下第２４期总第２０４期 ９３
