红水河流域大型取水泵房的型式选择

第３０卷第５期２０１１年１０月

红水河

ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒ

Ｖ０１．３０，Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１１

红水河流域大型取水泵房的型式选择

汤海频，裴文珑

（广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁５３００２３）

摘要：红水河干流河槽狭窄、切割较深，河床及岸坡多为基岩出露，滩多水急，设计洪水位与设计枯水位差值悬殊。采用直流供水系统的火力发电厂需要从河流取大量循环冷却水，按发电机组容量和不同时期设计了潜没式圆形、竖井式圆形、露天式矩形三种型式的大型取水泵房。文章对这些取水泵房的设计进行总结和分析，为地表水取水泵房的设计提供帮助和启示。

关键词：红水河；潜没式圆形泵房；竖井式圆形泵房；竖井式矩形泵房；直联立式蜗壳泵；双基础立式混流泵中图分类号：ＴＸ４１４．２＋１

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０１１）０５－－００７１－－０４

１前言

采用直流供水系统的火力发电厂需要大量的循环冷却水，单台机组的冷却水量从几立方米每秒到几十立方米每秒，发电厂的正常运行离不开充分可靠的水源。地表水水源，尤其是水量充沛、水温低、取水条件较稳定的河流，成为直流供水系统的首选水源，所以非沿海地区的火力发电厂沿大河（江）均选择直流供水系统。

红水河位于珠江流域西江水系中上游河段，上游主流称南盘江，流至蔗香村与北盘江汇合后始称红水河，到广西象州县三江口与柳江汇合后改称黔江，红水河流域面积为１３０８７０ｋｍ２，占整个西江流域面积的３８．３％。河流蜿蜒曲折，中下游由云贵高山峡谷逐渐进人丘陵平原，两岸山丘重迭、峰谷交错，岩溶发育，天窗、落水洞、溶潭、溶斗、泉眼、地下暗河等众多，干流河槽狭窄、切割较深，河床及岸坡多为基岩出露，滩多水急，水上航运受到很大阻碍。

红水河沿岸基岩出露、河床稳定，河槽窄深、水流速度大，枯水期河水在河槽内流动、水深３０ｍ左右、河宽仅数十米；丰水期河水漫过河槽、淹没河滩，河宽达数百米。其最显著的水文特征是水位陡涨陡落，洪、枯水位差值悬殊，对取水泵房设计起着至关重要的作用。

该泵房于１９７７年开始建设，为合建潜没式河床

取水构筑物，位于红水河左岸，取水河段在天然情况下，保证率Ｐ＝９７％的枯水位为６８．７０ｍ（１９５６年黄海高程，下同），相应流量为１９２ｍ３，ｓ，频率Ｐ＝１％的洪水位为１０５．１０ｍ，相应流量为２６０００ｍ３，ｓ，频率Ｐ＝１％设计洪水位与保证率Ｐ＝９７％枯水位的差值

为３６．４０ｍ。

吸水间平面尺寸为１５．０

７６．０４５

ｍｘ５．０

ｍ，顶部高程

ｍ，底部高程５７．６３５ｍ，通过２根ＤＮ２２００、长

约４０．０ｍ的虹吸引水钢管将主河槽的水引人吸水问。

泵房内径４１７．０ｍ，水泵层高程６１．７３ｍ，安装４台ＹＪ４８—２０型立式蜗壳离心水泵（Ｑ＝３．４７ｍ３／ｓ，日＝５２．００ｍ），２台ＫＣＢ一２８３型油泵，２台Ｓｚ一３型真空泵，２台排污水泵（ｐ＝３０．０ｍ弧，Ⅳ＝６２．００ｍ）；电机层高程６８．２４５ｍ，安装４台ＪＳＬ２５００一１２型电动机（＾ｋ２５００ｋＷ，ｔ／，－＝４９５ｒ／ｒａｉｎ），上有起重量１５／３ｔ、跨度１６ｍ的环形桥式起重机；起重机上部为半球形的

泵房屋顶，屋顶高程８５．５４５ｍ，中心设有４１．２０ｍ通

气活动天窗（洪水期可关闭）。水泵出水管穿过泵房后，沿廊道左、右两侧均敷设有２根。

泵房交通采用长约８７．１５ｍ、断面尺寸ｂｘｈ＝

ｍ的廊道，廊道上部１．８５ｍ为通风道，设

有电动机热风管道和水泵层、电机层吸风管道；下部

３．６０×５．８０３．９５

ｍ为交通运输道，两侧是人行踏步，中间为平

２泵房类型及特点

２．１潜没式圆形泵房

板车轨道。廊道出口高程１０２．２０ｍ，下层是绞车机室和电气控制室，设有牵引平板车的卷扬机；上层是风机室，安装３台抽风机（Ｑ＝３６０００

ｍ３／ｈ，日＝１２０

收稿日期：２０１１－－０７—２８：修回日期：２０１１埘－２９

作者简介：汤海频（１９６３一）。男．广西桂林人，工程师，主Ｊｔ－』Ａ事给水排水工程设计．Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｈｐ＠ｇｘｅｄ．ｅ＿．ｏｍ。

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万方数据

红水河２０１１年第５期

ｒａｍ）。吸水间、泵房和廊道均为钢筋混凝土结构，详

见图１。

图１潜没式圆形泵房简图

２．２竖井式圆形泵房

２５００ｋＷ，，ｌ＝３７２

ｒ／ｒａｉｎ）。水泵与电动机直联安装，即

该泵房于２００５年开始建设，为合建式河床取水水泵本体上设有圆盘支座，电动机直接安装在其上，

构筑物，位于红水河右岸边，保证率尸＝９７％的枯水

受泵壳材料强度限制，直联安装方式一般用于中、小位为５１．３４ｍ，相应流量为１９２ｍｆｆｓ；频率Ｐ＝１％的

水泵。本工程是采用直联式大型蜗壳泵的成功案例，洪水位为８８．００ｎｌ，相应流量为２６

０００

ｍＶｓ，频率尸＝

既节省了常规的电动机层土建费用约１２万元，又减ｌ％设计洪水位与保证率Ｐ＿９７％枯水位的差值为

少水泵与电动机安装对中、检修起吊的工作量。运行３６．６６ｍ。

层至水泵层设载重ｌ０００ｋｇ的人货两用电梯和人行进水问平面尺寸为２８．７５

ｍｘｌ４．２

ｍ，为节省进

楼梯，运行层上有起重量３２／５ｔ、跨度２２．２０Ｉｎ的桥水间土建投资，运行层高程按舟５％的洪水位确定式起重机。

为７９．０ｍ，进水问底高程４３．５０ｍ，由于进水间深度

４台水泵出水管接人两根直径为哇吃．４０ｍ、长约

达３５．５０ｍ，难以设置耙斗式清污机、旋转滤网等电

１５００

ｍ的输水管道送往电厂，为防止因正常或事故

动拦污设备。进水间内流道依次设置４．０ｒｅｘ４．０

ｍ拦

停泵而引起循环水压力管道系统发生水锤，经水锤污栅，４．０

ｍｘ６．５０

ｍ平板滤网等拦污设施。还设有检

分析计算，确定水泵出水管上装设液控缓闭止回蝶修用、与拦污栅共槽共启闭设备的平板钢闸门，平板阀，分成快、慢两个阶段开启或关闭。同时在两根循钢闸门的尺寸与拦污栅相同。进水间上部有起重量

环水干管的两侧布置圆筒形现浇钢筋混凝土结构调２０／５

ｔ、跨度１０．７０ｍ的桥式起重机。

压井，圆筒内空直径为西２．５０ｍ，井底标高为８０．６０根据河岸岩层岩石较完整的情况，河床至迸水

ｍ，井顶标高为１０９．０ｍ，用以防止循环水管道中出间采用２条多２．６０ｍ、长约２０．０ｍ的引水隧洞，隧洞现水柱分离，降低水锤压力的影响。

前端设一个平面尺寸为６．０ｍｘ６．０ｒａ的喇叭口，使得从循环水泵出水管上接出的红水河水，经自动取水口处横向流速小于０．３０ｍ／ｓ，以满足航运部门刷式过滤器过滤后（滤后水中的颗粒小于８００恤ｍ，的要求。引水隧洞为人工掘进、前端剩约３．０ｍ为爆提供给循环水泵填料密封水及冷却水、电动机水一破成形。

空冷却器和推力轴承油冷却器冷却水使用，排水接泵房内径ｆｉｒ２２．０Ｉｎ，运行层高程８９．０ｍ，水泵层人循环水泵进水管上。

高程４７１６０ｍ，泵房深４１．４０ｍ。泵房安装４台进水间和泵房运行层以下均为钢筋混凝土结ＹＪＧ５６—２１型立式蜗壳离心水泵（Ｑ＝５．８０ｍＶｓ，日＝构，运行层以上为砖混结构，屋面为球形网架结构，３１．００ｍ），配套ＹＫＳＬ２５００—１６，２１５０—１型电动机（Ⅳ一

详见图２。

万方数据

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汤海频，裴文珑：红水河流域大型取水泵房的型式选择

５９．２０（

６８．

图２竖井式圆形泵房简图

２．３竖井式矩形泵房

层高程１００．２０ｍ，水泵层高程９４．６０ｍ，在常年平均该泵房于２００９年开始建设，为合建式岸边取水位以上，便于水泵检修。泵房安装４台９２ＬＫＳＡ一

水构筑物，位于红水河左岸边，由于上、下游水力发３０．７型立式混流泵（ｑ＝ｌＯ．７５

ｍ３／ｓ，／／＝３０．７０

ｍ），配套

电站的建成蓄水，使河流的水文特征值较天然情况

ＹＫＳＬ４２００—１６／２１５０—１型电动机（Ｎ＝４２００ｋＷ，ｎ＝３７２有了明显改善。保证率舟９７％的枯水位为８２．００

ｍ，

ｄｒａｉｎ）。为减少水泵筒体和轴系长度、保证设备运行相应流量为４００

ｍ３／ｓ；频率辟１％的洪水位为１０５．１０

的安全和稳定性，循环水泵采用双基础安装型式，ｍ，相应流量为２６０００

ｍ３／ｓ，频率Ｐ＿１％设计洪水位

即使这样水泵基础至吸人喇叭口的深度仍达到

与保证率舟９７％枯７Ｒ位的差值缩小为２３．１０ｍ。

１８．９０

ｉｎ，为国内该类水泵之冠。为防止因正常或事

进水问平面尺寸为２８．０

ｍｘｌ８．８０

ｍ，运行层高

故停泵而引起循环水压力管道系统发生水锤，水泵程１０５．７３ｍ，吸水室高程７４．５０ｍ，进水间深３１．２３

出水管上装设液控缓闭止回蝶阀，分成快、慢两个ｍ。在进水间与主河槽间的河滩，采用长约１２０ｍ、宽

阶段开启或关闭。

约３０ｍ、、深约７．０ｍ的引水明渠将红水河主河槽深

层水温较低的河水引至进水间，进水间处明渠底高采用红水河水经自动刷式过滤器过滤后（滤后程７５．５０ｍ，明渠每边以５０的扩散角向河中扩散、底水中的颗粒小于２００Ｃｍ），提供给循环水泵导轴承部以１％的坡度坡向主河槽。进水间共设４个流道，润滑水及电动机水—空冷却器和推力轴承油冷却流道依次设置５．０

ｒｅｘ８．０

ｍ拦污栅（上部有垂直式耙

器冷却水使用，排水接至泵房下游。泵房上设有起

斗清污机）、５．０ｒｅｘ３１．２３ｍ全框架正面进水旋转滤重量５０／１０ｔ、跨度２８ｍ的门式起重机。

网，旋转滤网冲洗采用立式长轴泵从流道取水。

电机层的雨水通过管道排至下面的水泵层集泵房为露天式布置，平面尺寸为２８．０ｍｘｌ３．５０水井，再用潜水排污泵抽升排出泵房。进水间和泵ｍ，吸水室高程７４．５０ｍ，运行层高程１０５．７３ｒｔｌ，电机房均为钢筋混凝土结构，详见图３。

万方数据

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红水河２０１１年第５期

图３竖井式矩形泵房筒图

竖井式圆形泵房是目前应用最多的结构形式，尤其在大水深大埋深时，结构受力条件好。有设计红水河流域大型取水泵房结构形式伴随着火力经验数据认为，水位变化超过１６ｍ、井筒高于２０ｍ时，竖井式圆形泵房为首选。但水泵台数多于４台时，拦污设备、水泵、进出水管道尤其是联络阀门井

布置困难。对于深度超过３０ｍ的泵房，水泵出水管

当河流水位变幅大、水深大且主流远离河岸，进上凸严重，更要重视循环水泵和排水泵停泵时可能出现的水锤现象。

竖井式矩形泵房的水泵、拦污设备和出水管道布置整齐，流道平顺、水利条件好，安全系数高，泵房运行维护通道顺畅。但结构复杂、钢筋混凝土用量大。循环水泵房露天布置、无人值守已成为发展趋势，但南方地区雨水较多，电动机处在露天运行、检修和大深度拦污设备的自动运行，其运行有待验证。

ＴｙｐｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＬａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄ

ＷａｔｅｒＩｎｔａｋｅ

Ｐｕｍｐｉｎｇ

ＨｏｕｓｅｉｎＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ

ＴＡＮＧＨａｉ－ｐｉｎ，ＰＥＩ

Ｗｅｎ－ｌｏｎｇ

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｕａｎｇｘｉＮａｎｎｉｎｇ５３００２３）

ｓｔｒｅａｍｏｆＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒｈａｓｎａｒｒｏｗｆｉｖｅｒｃｈａｎｎｄａｎｄｄｅｅｐｃｕｔｔｉｎｇ；ｍｏｓｔｐａｒｔｓｏｆｆｉｖｅｒｂｅｄｓｂａｎｋｓｌｏｐｅａｒｅ

ｏｕｔｃｒｏｐｐｅｄｂｅｄｒｏｃｋｗｉｔｈｍａｎｙ

ｂｅａｃｈ

ａｎｄｕｒｇｅｎｔｆｌｏｗ，ａｎｄｔｈｅｖａｌｕｅｂｅｔｗｅｅｎｄｅｓｉｇｎｆｌｏｏｄ

ａｎｄ

ｄｅｓｉｇｎ

ｌｏｗｅｒｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｉｓｖｅｒｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．Ｌａｒｇｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｔａｋｅｎｆｒｏｍｆｉｖｅｒｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｉｆ

ｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｌａｒｇｅ—ｓｉｚｅｄｗａｔｅｒｉｎｔａｋｅｐｕｍｐｉｎｇｈｏｕｓｅｗｉｔｈ

ｔｙｐｅｓｏｆ

ｓｕｂｍｅｒｇｅｄｃｉｒｃｕｌａｒ，ｖｅｒｔｉｃａｌｓｈａｆｔｃｉｒｃｕｌａｒａｎｄｏｕｔｄｏｏｒｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｎ－

ｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｅｒｉｏｄｓ．’Ｔｂｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｅｗａｔｅｒｉｎｔａｋｅｐｕｍｐ—

ｈｏｕｓｅｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｓｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｅｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔｆｏｒｄｅｓｉｇｎ

ｏｆｗａｔｅｒｉｎｔａｋｅｐｕｍｐｈｏｕｓｅｆｒｏｍｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ．

ｗｏｒｄｓ：ＨｏｎｇＳｈｕｉ

Ｒｉｖｅｒ；ｓｕｂｍｅｒｇｅｄｃｉｒｃｕｌａｒｐｕｍｐｉｎｇｈｏｕｓｅ；ｖｅｒｔｉｃａｌ

ｓｈ硪ｃｉｒｃｕｌａｒ

ｐｕｍｐｉｎｇｈｏｕｓｅ；ｖｅｒｔｉｅａｉ

ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｐｕｍｐｉｎｇｈｏｕｓｅ；ｖｏｌｕｔｅ－ｐｕｍｐｏｆｄｉｒｅｃｔ—－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｔｙｐｅ；ｖｅｒｔｉｃａｌｍｉｘｅｄｆｌｏｗｐｕｍｐｗｉｔｈｆｏｕｎｄａｔ

万方数据

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３结语

发电厂单机容量和取水河段设计洪水位与设计枯水位差值的变化而引起循环水泵类型选择相应改变，也和社会经济条件密切相关。

入泵房的引桥较长时，潜没式圆形泵房既保持最优的结构形式，又大幅减少泵房高度尺寸，节省可观的钢筋混凝土用量，巧妙通过廊道解决交通运输、通风问题。具有浓郁的时空特点，反映了六、七十年代建设资金不足追求投资省的理念。但是洪水期存在一定安全隐患，本文介绍的泵房曾因通气天窗未及时关闭和检修时水泵进水阀门关闭不严造成水淹泵房，曾发生人员伤亡事故。

（ＧｕａｎｇｘｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｉｎａｎｄｌｅｖｅｌｄｉｒｅｃｔｔｈｒｅｅｅｒａｔｏｒ

ｉｎｇＫｅｙｓｈａｆｔｄｏｕｂｌｅ

红水河流域大型取水泵房的型式选择

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

汤海频， 裴文珑， TANG Hai-pin， PEI Wen-long广西电力工业勘察设计研究院,广西南宁,530023红水河

Hongshui River2011,30(5)

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