海水取水泵站取水泵運(yùn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

薛臘梅，唐智新

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

引言

某公司為實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的目標(biāo)，充分利用臨海靠海優(yōu)勢(shì)，積極實(shí)施了海水淡化、海水直流冷卻等項(xiàng)目，利用海洋資源給公司帶來(lái)了極大的益處[1][2]。海水淡化及海水直流冷卻等所需海水均由海水取水泵站供應(yīng)[3]，為進(jìn)一步降低公司的成本，對(duì)海水取水泵站運(yùn)行情況進(jìn)行分析，挖掘節(jié)能潛力。

1 海水取水泵站基本情況

海水取水泵站共設(shè)三個(gè)取水泵組。第一組：自備電站取水泵4臺(tái)；第二組：CCPP發(fā)電站取水泵4臺(tái)（預(yù)留）；第三組：海水淡化取水泵10臺(tái)，其中一期工程6 臺(tái)，預(yù)留4 臺(tái)泵位。18 臺(tái)水泵布置在13 個(gè)流道中，自備電站4 臺(tái)取水泵、CCPP 發(fā)電站4 臺(tái)取水泵，每臺(tái)各占一個(gè)流道，海水淡化10臺(tái)取水泵每?jī)膳_(tái)共用一個(gè)流道。

自備電站每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)水泵、1 條進(jìn)水壓力干管（PCCP管、管徑DN2400），兩臺(tái)機(jī)組循環(huán)水壓力干管之間設(shè)聯(lián)絡(luò)管（鋼管）及兩個(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)。一期海水淡化6臺(tái)水泵分為2組，相應(yīng)設(shè)置2條進(jìn)水壓力干管（PCCP管，管徑DN1200），每條壓力干管上設(shè)置回流管道（鋼管，管徑分別為DN400、DN600 和DN800），海水回流至取水前池,詳見(jiàn)圖1。

2 水泵設(shè)計(jì)參數(shù)及實(shí)際運(yùn)行情況

自備電站2臺(tái)機(jī)組配置4臺(tái)海水取水泵,技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。設(shè)計(jì)工況為冬季為2 用2 備，夏季為1 臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)水泵并聯(lián)，4 臺(tái)泵運(yùn)行無(wú)備用，并考慮3臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用的工況。實(shí)際運(yùn)行工況和設(shè)計(jì)工況一樣，冬季為2 用2 備，夏季為1 臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)水泵并聯(lián)，4 臺(tái)泵運(yùn)行無(wú)備用，取水泵出口壓力為0.17～0.19 MPa之間。

表1 自備電站取水泵主要技術(shù)參數(shù)

海水淡化取水泵設(shè)計(jì)一期一步3臺(tái)，無(wú)備用，一期二步3臺(tái)，無(wú)備用。實(shí)際運(yùn)行情況是一年四季開(kāi)3臺(tái)泵運(yùn)行（3 臺(tái)備用），供海水淡化四套裝置使用，并有部分富裕回流至前池，取水泵出口壓力為0.18 MPa左右,其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

圖1 海水取水泵站示意圖

表2 海水淡化取水泵主要技術(shù)參數(shù)

3 運(yùn)行優(yōu)化方案

自備電站取水泵實(shí)際運(yùn)行壓力為0.17～0.19 MPa 之間，海水淡化取水泵實(shí)際運(yùn)行壓力為0.18 MPa左右，兩者相差不大，可以并聯(lián)運(yùn)行。自備電站取水泵設(shè)計(jì)工況夏季取水量為67104 m3/h，冬季取水量33636 m3/h，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)進(jìn)凝汽器閥門(mén)沒(méi)有完全打開(kāi)，說(shuō)明流量富裕（沒(méi)有計(jì)量表，無(wú)法計(jì)量）。海水淡化取水泵常年運(yùn)行3 臺(tái)泵，供海水淡化四套裝置使用，并有部分富裕回流至前池，說(shuō)明海水淡化取水泵開(kāi)2 臺(tái)泵水量不夠使用，開(kāi)3 臺(tái)泵水量富裕。因此可以考慮將自備電站取水泵與海水淡化取水泵并聯(lián)，至少可以少開(kāi)1臺(tái)海水淡化取水泵。

3.1 方案1

從自備電站兩臺(tái)機(jī)組循環(huán)水壓力干管之間的聯(lián)絡(luò)管（鋼管）上，兩個(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)之間C 點(diǎn)接出DN1000 的鋼管至DN800 及DN600 的回流管道（鋼管）上B、A 點(diǎn)（詳見(jiàn)圖2）。為確保事故及檢修狀態(tài)下自備電站和海水淡化兩個(gè)取水系統(tǒng)完全隔斷，需在B—C 管道設(shè)置球閥及閘板閥各1 個(gè)。球閥平時(shí)保持全開(kāi)，事故及檢修狀態(tài)下全關(guān)，閘板閥用于平時(shí)調(diào)節(jié)水量。為節(jié)約資金，考慮DN1000 的管道上安裝DN800 的閥門(mén)，并在連接鋼管上安裝犧牲陽(yáng)極塊，防止腐蝕。為了便于調(diào)節(jié)兩個(gè)系統(tǒng)的供水壓力，自備電站及海水淡化取水泵出口壓力數(shù)據(jù)供水區(qū)和熱電分廠共享，在各自的主控室可以在線監(jiān)測(cè)。

該方案便于施工，連接路徑較短，且施工時(shí)不影響自備電站及海水淡化取水泵的正常運(yùn)行。

3.2 方案2

如圖3所示，從取水泵出口閥門(mén)井，將自備電站及海水淡化取水泵并聯(lián)，該方法是每臺(tái)取水泵出口管道上都接出支管，并在每個(gè)支管上設(shè)置閥門(mén)，支管都與聯(lián)絡(luò)總管連接。

方案2與方案1比較缺點(diǎn)如下：

(1)閥門(mén)井空間位置有限，施工困難；

(2)海水淡化取水泵出口閥門(mén)井內(nèi)有兩個(gè)閥門(mén)，管道沒(méi)有位置接支管，需進(jìn)行改造；

圖2 運(yùn)行優(yōu)化方案1示意圖

圖3 運(yùn)行優(yōu)化方案2示意圖

(3)所需管道及閥門(mén)較多，費(fèi)用較高；

(4)需等待冬季自備電站運(yùn)行兩臺(tái)取水泵或停機(jī)檢修時(shí)施工等。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

海水淡化取水泵電機(jī)功率為335 kW，如按少開(kāi)1 臺(tái)海水淡化取水泵，年運(yùn)行330 天，電價(jià)按0.4元/kWh計(jì)算，則每年可以節(jié)約電費(fèi)：

335kW×24h×330d×0.4元/kWh=1061280 元

5 結(jié)論

面對(duì)日益緊缺的水資源，向大海開(kāi)辟新的水源可以作為公司的安全保障，在利用海水資源的同時(shí)在設(shè)備管理上、運(yùn)行上可以進(jìn)一步挖掘節(jié)能降本潛力，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。