DLT5489-2014火力发电厂循环水泵房进水流道设计规范

ICS27.100 P60 备案号：J1849-2014DL 中华人民共和国电力行业标准 p DL/T 5489 -2014 火力发电厂循环水泵房 进水流道设计规范 Technical code for design of inlet flow passage of circulating water pump house of fossil-fired power plant 2014-06-29发布2014-11-01实施 国家能据局发布 中华人民共和国电力行业标准 火力发电厂循环水泵房 进水流道设计规范 Technical code for design of inlet flow passage of circulating water pump house of fossil-fired power plant DL/T 5489-2014 主编部门：电力规划设计总院 批准部门：国家能源局 实施日期：2014年11月1日 中国计划出版社 2014北京 国家能源局 公 . 一一渠道过水断面平均流速（m/s); z一一渠道的水力坡降； 一一渠道过水断面面积Cm勺， R 水力半径（m； x 渠道湿周（m); C一流速系数； n一一粗糙系数，宜符合表3.2. 1的规定； y一指数。 表3.2. I 粗糙系数n值 n值 床面性质 最大 不加衬砌的岩石o. 045 土提按维护条件而定0.030 混凝土E钢筋混凝土护面o. 018 砌石护面0. 030 卵石护面0.030 最小 o. 025 0. 020 o. 013 o. 017 0.020 9 渠道不淤流速应根据渠道水流的含沙盘及其颗粒组成、渠 道过水断面等因素确定，但不宜低于0.5m/s。渠道不冲流速应根 据渠床土壤性质、护面种类及水深确定。 10 引水明渠末段的超高应按突然停机，压力管道倒流水量 与引渠来水量共同影响下水位蕴高的正波计算确定。 3. 2. 2 引水管、构的设计应符合下列规定： 1 引水管、沟宜采用自流方式。当基坑开挖较深时，可采用 顶管、盾构法施工自流管或采用虹吸管；当为岩石地基且条件允许 时，可采用虹吸管。 5 2 引水管材料应根据水质及施工条件确定，可采用钢管、钢 筋混凝土管或玻璃钢管等。 3 采用虹吸管时应保证管道的严密性。总虹吸利用高度可 采用4m6m，但不宜大于7mo虹吸管宜采用钢管。 4 达到规划容量时引水管不应少于2条。采用直流供水系 统且单机600MW级及以上容量的机组，每台机组宜配l条自流 引水管，当取水水域含沙量较小、取水口设有可靠的防沙和检修措 施时，可每2台机组配l条自流引水管。 s 自流管和虹吸管管内流速宜采用1.Om/s2. Om/s，但不 应小子0.7m/so当流速超过2.Om/s时，应根据具体情况经比较 确定。必要时自流管和虹吸管应有清淤措施。当以海水为水源 时，管内流速可适当提高。 3. 2. 3 敞开式岸边泵房引水的设计应符合下列规寇z 1 敞开式岸边泵房宜靠近主流，应有稳定的岸线、足够的水深、 较好的水质，减少对水域流态的影响，并应减少水流对岸线产生局 部冲刷或淤积，必要时冲淤程度及相应措施可通过模型试验确定。 Z在弯曲河段，泵房宜布置在凹岸，并避开主流在弯道处的 顶冲点。 3 进水前池前缘与天然水体相接处的设计横向流速应满足 航运要求。 4 泵房位置应具有良好的地形及地质条件，且应便于施工和 维护 s 泵房位置应避开易于发生泥沙淤积、漂浮物堵塞、冰凌窒 塞或浮冰撞击、鱼类等水生动物撞击、支流汇入及排水回流等影响 的取水水域地段。当难以避免时，应结合当地经验采取合理的工 程措施防止或减少上述各种因素产生的影响。 6 泵房位置不应妨碍取水水域的航运及排洪条件，应满足与 原有水工建筑物彼此间的影响要求，并与取水水域的综合利用规 划相适应。 6 7 当敞开式岸边泵房前缘取水水域的水面较宽时，其位置应 避开迎风面，并应避开波浪破碎带和泥沙沿岸流强烈的区段。必 要时可设置防止或减少水面波动及风浪掀起底沙进入进水前池的 工程措施。 8 当泵房前沿波浪较大时，应在泵房前m-设置消浪措施，必 要时进行模型试验。 9 应避开水生物和鱼类的产卵区、回游区、渔场等水域地段， 并应减少对水产资源的影响。 10 泵房进水底坎高于河、海床的高度，应根据取水水域的稳 定性、多年的冲淤变化规律、河流水文、泥沙特性等资料确定。当 取水水域处的河、海床稳定，冲淤变化不大或含沙量较少时，进水 底坎高于设计河床不应小于0.5m, 3.3前池 3.3.1 敞开式岸边泵房的前池宜按水泵台数进行单元分隔，各单 元应设置检修闸门。 3. 3. 2 敞开式岸边泵房（图3.3. 2）前缘宜与岸边齐平或适当凹 进。进水前池在平面上宜为矩形布置。 L, L1 Li 乓 c:t （）平面布置 7 L, L1 A D (b）立面布置 罔3.3. 2 敞开式岸边泵房 1 f由市机，2一滤网，L,引准段长度（m),L, 前池民皮（m) L, 咀水池民皮消污设备至后墙的距离）（m),D 吸点喇叭口ll径（m) F一喇叭口悬空商Cm);H，一吸喇叭口的战小摊没深度（m) B，一点泵进流逝底宽度（m);V, 横向流速（m/,); v, 流逝内流速Cm/,J;A一流逝隔墙前缘到消污设备后缘距离Cm) 3.3.3 明渠引水泵房的前池宜采用正面进水，当因条件限制采用 侧向进水时，宜设导流设施并通过水力模型试验验证。 3. 3. 4 采用引水明渠正面进水泵房（图3.3.4）时，进水前池过渡 段在平面上宜采用梯形。梯形的进水端密度应为渠道底宽，出水 端密度为泵房滤网间的宽度减去泵房两边侧墙的厚度。过渡段平 面扩散角宜为20。40。，纵向底坡不宜大于15。 前池长度宜按下式计算z L B-b 21 ，且i十A tan（2) 式中：B一一前池底宽度（m); 8 b一一引水渠出口底宽度（m); 一一前池过渡段扩散角（。）。 (3.3.4) L, Li L, 叫 A 卡 (a）平面布置 Li L, c:t 巳二艺 75 。）立面布置 ,/ 图3.3. 4 引水。l渠正而进水泵房 1 引水明ru,o前池过渡段底纵向坡度（）,L, 过遮段佳皮（m) 3.3.5 泵房采用管、沟引水泵房（图3.3. 5）时，进水前池过渡段 在平面上宜采用梯形。梯形的短边应为引水管的管径或引水沟的 宽度，长边等于泵房滤网间的宽度减去泵房两边侧墙的厚度。其 平面扩散角宜为2040，纵向底坡不宜大于15。 9 L1 L，叫 L1 A 了 (a）平面布置 (b）立面布置 图3.3. 5 管、沟引水泵房 L2 D 3. 3. 6 当前池因条件限制，不能按本标准第3.3. 5条的要求布 置，或计算出的前池长度过长时，可采取折线型或曲线前池池壁， 也可采取在前池适当部位加设开孔底和分水导流立柱或导流板等 整流措施，缩短前池的长度，必要时应通过水力模型试验最终确 定。 管、沟引水短前池泵房布置（图3.3.6）应符合下列规定： 10 1 开孔底坎在前池中的位置应按下列公式计算： L, =l1 +12 l, =(0. 250. 6)L, l2二三4h 式中l，一二号水渠（管）出口至底坎的距离（m); l, 底坎至清污设备的距离（m); h 底坎高度m）。 2 开孔底坎的断面尺寸应按下列公式计算 b,=(0.1o. 2)H b,=(0.150. 25) H h= (0. 25o. 65)H 式中b,底坎的上部宽度（m); b, 底坎的下部宽度（m); H一一前池最低运行水深（m）。 3 分水导流立柱（或导流板）设于底坎前，其形状、高度、数量 和位置应通过模型试验确定。 L1 Li L, 叫 A 1, 置 布 面 平 a (3. 3. 6 1) (3.3.62) (3.3.63) (3.3.64) (3.3.65) (3.3.66) 11 b Li A L2 b, 中：fJl. 卡4俨 (b）立面布置 图3.3. 6 管、沟引水短前池泵房布置 1 开孔底坎，2分导流立桂山清污设备至泵中心的距离【m), l, 吸水喇叭口中心距后墙的距离（m) 3.4吸水池 3. 4. 1 吸水池设计应符合下列规定： 1 吸水池设计应根据泵型、台数和当地自然条件等因素综合 确定。 2 湿室式泵房吸水池内布置2台或多台泵时，每台泵之间宜 设置隔墙，隔墙长度不应小于4倍吸水喇叭口直径，高度不应小于 水泵吸水池内最小水深。 3 立式混流泵、立式轴流泵直采用湿室式安装，卧式离心泵、 立式蜗壳泵应采用干室式安装。 4干室式泵房吸水池水下容积可按共用该水池的水泵 30倍50倍设计秒流量确定。 12 5 吸水池底板标高的确定应满足最低水位时水泵在不同工 况条件下允许吸上真空高度或必需汽蚀余量的要求。当电动机转 速与水泵额定转数不匹配时，应根据经过修正后的水泵允许吸上 真空高度或必需汽蚀余量确定。 6 水泵的淹没深度应满足取水泥沙含量对水泵吸水性能的 影响的要求。 7 吸水池的水力设计和布置在满足本标准要求的前提下，还 应满足水泵制造厂商对吸水性能的要求。 3. 4. 2 立式泵吸水池设计应符合下列规定： 1 采用湿室式安装的立式泵吸水池的设计，其尺寸应根据水 泵的吸水喇叭口直径确定。 2吸水池尺寸应按照表3.4. 2-1的规定取值。元厂家资 料时，喇叭口豆径和最小淹没深度宜按本标准附录B的规定 取值。 3 当采用侧面进水旋转滤网且水泵吸水池的布置因条 件限制，L，不能满足大于7.5D的要求时，宜通过模型试验 确定。 4 吸水喇叭口后部的一些死水区应加以回填，回填块与吸水 喇叭口边缘的净距应保持在O.15D0. 5D之间。 5 当水泵吸水池的布置因条件限制，不能满足淹没深度、 吸水喇叭口与底板的净距、清污设备后缘至后墙的距离及吸水 喇叭口中心与后墙的距离等要求时，可设置整流措施，并应通过 模型试验验证。常用的整流措施及适用条件宜符合表3.4.2亿 的规定。对水泵产生不良影响的水流条件可按本标准附录C的 规定确定。 13 :;:.I序号 项目 表一 围一 范一 值一 取一 寸一 尺一 池 bh - 3 - 眼 IE 句 J一罔 3 - E 表一值 取 吸水池的宽度B,2D2 SD 图例 2 吸7J 、司 序号喇叭口吸水方式 喇叭口垂直布 置 表3.4. 3 干室式卧式泵的吸水池布置尺寸 取值范用 (l)B，（23)D, (2) D注J.25d吸喇叭口 可采用直线型，其锥角不宜大 于30, (3)F（o 60. S)D. C4)H，注(10J. 25)D, (S)M宜为J.OD, ( 6）乌 co.sJ. oJD, (7）喇叭口中心至吸水池进 口距离应大于4D 图示 (a）下弯喇叭口立面布置 “ 。）下弯喇叭口平面布置 00 序号喇叭口吸水方式 喇叭口北平布 2 置 续表3.4.3 取值范围 ()B, 23D; (2)D注I.25d z吸串喇叭口 可采用直线型，其锥角不宜太 于30 (3)F（. O1. 25)D; (4)H，二到182 O)D; (5)M宜为1.OD; C6ll, co. s1. OlD. (7)喇叭口中心至吸71涡一7):面下 表面站性游涡 飞7 2 凹，且成下有浅层缓慢旋转 电 流，但向下延伸不明显 染色核涡一一水面下陷，且 ？口应 将染也注入时，染色体形 3 成漏斗状世旋涡柱进入吸水 口 挟物ill涡水面下陷明 誓：法物 4 显，杂物落激涡后随即下沉 被吸入吸水口但未进入空气 、 、 、 21 续表A.0. 2 序号水面涡定义水面涡图例 间歇吸气涡一JJ1400L/s 24 1.4 I I ,” -P 1.2 _!_ v0.9m!s _ 叫 v1 7m/s 推荐斗一 0.8 t=. VO？吧 0.0 0 200 哥 64 00 口J吾否 甘如佯写作2.7mis 0.2 400 600 800 流量Q（s) (b)Q主1400L/s 1000 1200 1400 图且0.3 喇叭口直径与流量、流速的关系曲线 B. 0. 4 产生最少水面前走涡的推荐最小淹没深度可根据最小淹没 深度与流量、喇叭口直径的关系曲线（图B.O.4）选取。 6.5 日 巳 I I I I I I I 1- 5.5 ! 4.5 罢3.5 埋 在2.5 2.lm/s流速喇叭口 直径曲线 “i.7mis流速睐仰L口士L 直径曲线二 +- 口 恻钱川 扭曲 i 时酣川 0 5 1 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16日0018000 20000 流量Q(Us) (a)Ql400L/s 25 2.4m/s流速喇q口 , 直径曲线 , , , 2.7m/s流速喇叭 , -=-09；.” Is流速喇叭口 口直径曲线 , , 直径曲线 , , ,- , , / , l.7m/s流速喇叭口, / , 直径曲线 , 在0叫速喇叭口 直径曲线 505 110 且可倒挺挝烧 FT 峭 26 2.5 2.0 00 0 200 400 600 800 1000 流量Q(Us) (b)QI水泵且 情况 简图 革统的影响 由于吸水池 - 中的障碍或进 人吸水池的不 引起J(泵叶片 规 模大 揣 流 良水流条件而 r, 引起的非稳定剖面 荷载分布不均匀， 流在这种揣 从而使水泵产生 流一般产生于 元维台 展从揣流区取水 振动和噪声 主墩后或其他 水泵之后 的尾流平面 平面 一般由水流 进入吸水池以 某种形式不均 扰被 动的 句分布而引起，主要影响是引 例如z一边比另 A B c D 起旋流和涡流在 一边流速大，底 -；f + 吸J(口附近的形 速 度 截 面比我面流速成，其结果如“旋 高等这种不 在A处闸门偏置 流”和“大规模揣 面 均匀分布是在 流”所述 吸戒口形成旋 流和祸流的主 要原因 30 续表C Jj(流 对Jj(泵且 形成且原因简图 情况 系统的影响 在吸入口上 面或后面的水 几乎是静止的， 这类死区的 唯一运动是由 主流区与死点死7J B=(22. 5） L= (3. 54.0） hk=(0.81. 0 R,=(0.81. O） R1=(O.50. 7) (D.1.1-1) (D. 1. 1-2) (D. 1. 1-3) (D. 1. 1-4) (D. 1. 1-5 h=(O 30. 4) B=(2a+D,)=(2. 52. 8)“ (E. 0. 1 1) CE. O. 1-2) (E. O. 1-3) (E. o. 1-4) 37 式中J一一叶轮直径。 D1=(l.31. 4）件 L= (3. 54 O） 1230 卢5012 (E. o. 1-5) (E. O. 1-6) (E. o. 1-7) (E. o. 1-8) 2 进水流道的进口上缘应淹没在进水池最低运行水位以下 至少0.5m。 E. 0. 2 喇叭管的设计应符合下列要求： I 根据水泵的结构、要求和水流条件确定K值，K值可按下 式计算： hD; K一一一是一(E. 0. 2) 1一（去） 2 假定一条基准线，按关系式Z;=KD；绘制喇叭管图 E. O. 2）的线型。 叶轮中已线1 0一一一一一一一卡一0 I 基准线 Q _l_J_一一一斗一一 图Eo. 2 喇叭管绘制简图 z，一基准线至喇叭营进口高度（m);Zo基准线亘喇叭营出口商度（m) z, 基准线至喇叭管任意断面高度Cm);D 喇叭管任意断面直径（m) E. 0. 3 导流锥图E.o. 3的设计方法与喇叭管基本相同。导流 锥应与水泵叶轮的轮毅相接，并留有一定的间隙。导流锥的高度 为h1+ho K值可按下式计算 38 e N 时电】岖 d, Q 图E.0.3导流锥 K (h, .！；号 二 l一（去） 式中，d,导流锥顶部直径（m); d, 导流锥底部直径（m）。 E. O. 4蜗壳吸水室的设计应符合下列要求： 1 吸水室宜采用对称蜗壳，蜗壳断面（图E.0.4）采用梯形断 面，其设计主要是确定不同角度时的蜗壳宽度值。 CE. 0. 3) Q 冉鱼也 国 (a）平面图 图E.0.4蜗壳计算断丽图 2确定蜗壳内的平均流速采用V为常数的方法进行设计， 即采用进入喇叭口至底板的圆柱面的流速作为蜗壳内的平均流 速，其值可按下式计算z 39 v Q D1h1 3 确定任意断面的流量可按下式计算 Q; =I _p;_计Q 360 I 4 任意断丽丽积可按下式计算： F=Q；D1h1、 ; l丁丽jl“; 5 断面宽度可按下式计算： f鸟鱼十Ch2-h1)a坠二业：cota CE. 0. 4 1) CE. o. 4-2) CE. O. 4-3) 360 a;= . CE. o. 4-4) 式中：a=O.1世； 4560; h,=(0.81. 2）久 40 本标准用词说明 1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1)表示很严格，非这样做不可的 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜气 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合 的规定”或“应按执行”。 41 引用标准名录 发电厂循环水系统进水流道水力模型试验规程DL/T286 河工模型试验规程师L99 42 中华人民共和国电力行业标准 火力发电厂循环水泵房 进水流道设计规范 DL/T 5489-2014 条文说明 制定说明 火力发电厂循环水泵房进水流道设计规范DL/T5489 2014，经国家能源局2014年6月29日以第4号公告批准发布。 本标准编制的主要原则： (1）遵照国家相关方针政策，严格执行国家法规、法律和电力 行业的规章制度回贯彻落实科学发展观，体现以人为本、服务电力 工程，着眼于发展的建设理念。 (2）以现有研究成果为基础，广泛吸纳国内外新技术和先进的 规范、标准，并结合火力发电厂循环水泵房进水流道设计的具体要 求和特点，使本标准更好地体现实效性、先进性、科学性和可操作 性。 尚需深入研究的有关问题：为适应核电厂大流量循环水泵房 的流道设计，后续还需对配置鼓型滤网的循环水泵房进水1m:道进 行深入研究。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 标准时能正确理解和执行条文规定，火力发电厂循环水泵房进水 流道设计规范编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明， 对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说 明和解释。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力， 仅供使用者作为理解和把握本标准的参考。 45 目次 1总则（4 9) 2术语.( 5 0) 3进水流道. . ( 5 1 ) 3. 1 一般规定 ( 5 1 ) 3. 2 引水段 (52) 3. 3 前池 (53) 3.4 吸水池 (55) 3. 5模型试验 ( 6 7 ) 附录A常见站在涡分类.(70) 附录B喇叭口直径与最小淹没深度的取值（7 1 ) 附录C对水泵产生不良影响的水流条件.（7 2) 附录D肘型进水流道.( 7 3) 附录E钟型进水流道（7 7) 47 1总则 1. o. 1 本条说明编制火力发电厂循环水泵房进水流道设计规 范的目的，强调保证循环水泵的安全、经济运行和节省基建投资。 1. o. 2 我国当前火力发电厂的单机容量为lOOOMW级及以下。 49 2术语 2. 0. 1 本标准规定的进水流道为火力发电厂循环水泵房的引水 段、前池及吸水池三部分。进水流道的范围在直流循环供水系统 中，根据其特性界定为取水口（不含取水口）至循环水泵房吸水池 的全部内容；循环供水系统中，则界定为冷却塔出口（不含冷却塔） 至循环水泵房吸水池的全部内容。 50 3进水流道 3. 1一般规定 3.1. 1 取水口的防漂浮物、防沙、防冰凌、防浪问题不是本标准的 内容范围，但与进水流道设计的关系密切，设计时应特别注意。 3. 1. 23. 1. 8 良好的水流流态是避免水泵发生汽蚀、振动等问 题的根本保证。如果吸水池内水流携带过剩的动能或出现射流、 脱流、高速水流、旋流、自由跌落流体及严重的水面波动等水流条 件，其在短的吸水池内不可能调整均匀，必将造成水泵进口处流速 和压力分布不均。 进水流道中流速过大，水流流态就难以调整均匀，因此在各断 面对水流平均流速应加以控制。英国水力机械研究协会的资料表 明z如果前池内的平均流速小于0.6m/s，吸水喇叭口附近的平均 流速不大于0.3m/s，且进水流道布置适当，池内便会有良好的水 流流态。工程设计巾，应使各断面的流速接近上述值。如与上述 值相差较大，则应采取工程措施。美国ANSI/Hl9.8Pump In take Design规定：在水泵进水流道最低水位、单泵最大流量的情 况下，进水流道流速应小于0.5m/s，如果不满足，必须增加流道的 宽度；同时还要求前池进口处的横向流速小于水泵流道流速的 50%，如果不满足，有必要进行水力模型试验研究。 有关吸水池和水泵位置的相对几何尺寸的试验表明z当水流 进入吸水池不对称分配时，将产生泵吸水管外环流和水平游涡。 若淹没深度小于规定值，会使水流流速变大，促进水流转动，在水 面附近增大垂直加速度，并有利于水面派涡的形成。吸水喇叭口 与底板的净距是一个临界参数。如果此值大了，就会增加吸水池 的开挖深度。若此值小于o.25D，则喇叭口边缘下的过流面积小 于进水喇叭口的过流面积而导致水流减速，在喇叭口处形成非稳 定流。若上游障碍物或过流断面突变处离后墙很近，贝Ll会影响吸 水喇叭口附近的水流流速分布，一般应大于4D。若吸水管与池壁 之间的距离过小，就容易发生侧墙和后墙游涡；若此值过大，就会 促进泵吸水管外环流和水面游涡的发生。 3. J. 9 多泵循环水泵房的吸水池设计应考虑前端设备安装尺寸、 结构壁厚要求的影响，要整体协调，避免因考虑不全面，导致前端 清污设备安装困难。已有工程出现过此类问题，应予以注意。 3. 2引水段 3. 2. 1 本条说明如下： 1 从明渠的施工和运行特点出发，引水明渠宜按规划容量一 次建成。 2、3为了减少工程量，寻水明渠线路宜短、宜直，引渠上的建 （构）筑物宜少。 4 由于电厂建设规模越来越大，电厂在电网中的作用和电厂 供水系统的重要性等因素，引水明渠输水能力应按保证率为97% 的低水位设计，并以保证率为99%的低水位校核。 59 这几款为明渠设计的基本要求。 10 对于高扬程泵房，引水明渠末段的超高值计算应满足突 然停机时引水明渠来水的率高及压力管道倒流水量的要求，其超 高值可按明渠不稳定流计算。计算公式详细参见泵站设计规范 GB 50265 2010第7.1. 3条的条文说明。必要时应设置退水设 施。 3.2.2 从一些工程采用虹吸引水管的运行实践来看，其使用情况 良好。因此，在非岩石地基，如基坑开挖较深等条件合适时，可采 用虹吸引水管。在岩石地基上，水下开挖难度更大，投资亦较大， 采用虹吸引水管的优越性更为明显。在规划容量时，引水管一般 不应少于2条，当其中1条发生故障时，其余的引水管通过水量不 作硬性规定，只需能满足本身所承担的设备要求，这样可避免引水 管与设备之间不相适应的矛盾。 3.2.3 本条说明如下： 1-9 这几款规定与现行行业标准火力发电厂水工设计规 范DL/T5339的有关要求一致。 10泥沙特性主要是含沙量、泥沙颗粒级配和含沙量垂线 分布曲线。一般情况下，进水孔口底坎设计标高应等于或略高 于“河、海床稳定性分析报告”提出的数据，或根据多年实测的取 水河、海段处的河、海床剖面图绘制取水河、海段的断面淤积、高 度外包线，再预留lm2m的淤积高度作为进水孔口底坎设计 标高。 3.3前池 3, 3. 1 当一台泵对应两个单元时，应考虑进水均匀性，可通过模 型试验进行验证。 3, 3. 3 前池有正面进水和侧向进水两种形式。正面进水的流态 较好，侧向进水的流态比较紊乱。实际工程运行情况和试验结果 都证明了这一点。一般原则，因条件限制不能采用正面进水时，才 采用侧向进水形式。试验表明，对侧向进水，为改善进水流道内的 水流流态，在引水段与前池连接处设置面向水泵吸水管中心并具 有流线型的导流装置是有效的。因此，建议在设计中尽量采用正 面进水形式。如因条件限制必须采用侧向进水时，应在前池内加 设导流设施。若没有试验成果和已建相似进水流道证实其可靠 性，如j宜通过模型试验验证。 3. 3. 43. 3. 5 前池是泵房的重要组成部分。池中的进水流态对 泵房装置的性能，特别是水泵吸水性能影响很大。如流速分布不 均，可能出现死水区、回流区及各种站在涡，消耗一定的能茧，并发生 池中淤积。从一些资料介绍来看，前池扩散角不太一致。美国 ANSI/Hl9. 8Pum户IntakeDesign规定前池扩散角不大于10，但 53 这样会使较长的取水构筑物需要布置较长的进水前池，占地和投 资都较大。目前国内一些工程通过物理模型试验表明，改善水泵 吸水条件的关键在于泵房的整个进水流道布置的合理性，而进水 前池的扩散角大小相对来说影响较小。鉴于上述情况以及工程的 实际经验，前池的扩散角为2040。较合适。 引水明渠（管、沟）末端高程一般比吸水池底部高，因此，当寻水 段与吸水池连接时，前池除了平面扩散外，往往有一个向吸水池倾 斜的纵坡。随着纵向底坡坡度的增加，基础开挖量可减少，但吸水 池中水流条件会变坏。美国ANSJ/HJ9.8Pum户IntakeDesign规j 定前池纵向底坡不大于10。，但这使前池长度和基础开挖量增加。 综合水力和工程量条件，纵向底坡采用不大于15为宜。 3. 3. 6 当前池因条件限制，难以按本标准第3.3. 5条的要求布置 时，采用折线型或曲线型前池池壁，可有效地缩短前池长度，从而 减少工程量。在前池内加设底坎，可造成坎后立面旋滚，使其在坎 后一定距离内与平面回流掺搓，相互作用，消除回流中的旋转动 能，并使坎后流态重新调整。在前池内加设若干立柱，可以分割和 挤压行进的水流。如在底坎前同时设置立柱，则能有效地防止回 流产生。如采用在底坎下面开孔和分水导流立柱（或导流板）丰目结 合的整流措施，则更能有效地消除底层回流。从底孔流出的几股 水流，在底层空间内形成了几股水舌和被涡区，在平面上向两侧扩 散，水流内部摩擦增强，其消耗作用也更明显，在前池底坎后部的 下层回流的范围和强度减少，从而使前池的流态得到了更好的改 善。 国内外大量的试验研究表明：整流部件的数量、尺寸及位置， 并不是吸水喇叭口直径或取水量的函数，而主要与进水流道内水 流的流态相关。由于行进水流流态的内在可变性和复杂性，必须 通过水力模型试验才能得到满意的进水流道设计。本条提供的数 据是根据模型试验及有关资料总结提出的。 54 3.4阪水池 3. 4. 1 本条说明如下： 1 各种水泵对吸水条件的要求差异很大，同时水泵台数及当 地的水文、气象、海拔等自然条件的影响不可忽视。 3火电厂循环水泵房常用的循环水泵有立式混流泵、立式 轴流泵、卧式或立式双吸式离心泵、立式混凝土蜗壳泵、半调节 泵和全调节泵等型式我国二十多年大中型火电厂实际工程 中，大部分采用的是湿室式配立式泵的进水流道及吸水池形式。 此形式已成为火力发电厂循环水泵房设计应用成熟并有众多研 究成果被证明是安全、合理、经济的布置安装形式，详细水泵形 式对比见表L 表1泵形式对比表 水草形式 优点快点适用性 。在流由斜向流出叶轮， 输送介质在叶轮中既受到 离心力的作用，卫有轴向升 力的作用 1)泵房进点流 2）湿井式安装，泵房体积 迫流态要求商 混 流 泵 立 式 2）零流量关闭 3)7)泵特性适用于流量 点扬程和轴i:IJ串单机容量为 大、低扬程供7l需要，最大流 较大，需罪用开阀300MW lk以上的 定叶固 量约6CCCOm/h. 300MW 启动。大中型此电厂最为 !OOOMW机组均宜使用 的当水源水位常见 的结构简单，当采用转动 变相较大时，泵轴 部件抽芯式结构时，检修维 较长，振动大 护方便， 5）性能可靠，运行效率 高 55 续表1 水泵形式优点缺点适用性 的除沿海地区潮位且机 的国内大喜量 立 组负荷变隔亢的机组外，宜 式混 流 军 ( IOOOMW机组单机容量为 罪用经济可靠的固定叶型 50%流量循环水300MW且以上的 式，叶片与轮毅铸成一体， 泵加工制造经验大中型虫电厂最为 定固 叶 叶片角度不能改变，通过开 不足，目前大多数常见 泵数量调节机组供71盘，达 需进口 到节能效果 I)水流由轴向流出叶轮，I）泵房结构宜 沿泵轴方向流动，输送介质杂，进京流逝流态 在叶轮中主要查轴向升力要求高 立 作用2）零流量关闭 式轴 流 泵 2）采用双层基础安装，泵点扬程和轴功率 适用于中小型火 安装在下基础，电机安装在 较大，需呆用开阔 定叶固 上基础启动 电厂 3) Jj(泵特性适用于较大3）最大流量约 流量、低扬程供7l需要36000m/h，无法满 的性能可靠，运行效率较足IOOOMW机组 高回到容量供7l需要 ）水流由径向流出叶轮， 输送介质在叶轮中主要受 离心力作用设计性能适 用范围广，运行可靠性和效）干井式安装， 率也较高泵房体积较大土 双 2）零流量关闭点轴功串 式离吸 建造价高 适用于小型虫电 仅为设计轴功串的30%,2）最大流量约 厂 也泵、 果用关阀启动，启动功率20000m /h，无法 小，还可以通过改变出口阅满足600MW1k以 门的开度方便地调节运行上机组供水需要 工况点 3）设备造价低，特别适用 于位变阳大的情况 56 续表1 71泵形式 适用性 立式泪凝土蜗壳泵 优点 1)水力性能好，一般运行 效串可达90%以上 2）最大流量约10仪泊岱n/h, 可以满足更大容量的机组 供水需要 的适应水源水位变蚓大， 水泵的吸人特性好，对前池 的流态要求较低 4泵轴t主度较短，振动 小，且不与介质接触 5）泵体大部分为混凝土 结构，与介质接触的盘属部 件少，海水条件下，防腐性 能较好 的较低的起吊设施高度 相起茸茸 7）同样为i!l口产品时，流 量大子10时；，特别是梅 源时，混凝土蜗壳泵比 通常的1流泵更经济 缺点 适用于流量大、 工WI茸的大型核电 工程 半调节泵 ！）卫称为静叶可调型，可 用在立式混流泵和立式轴 流泵 2）按不同季节和不同运 行工况，在循环水泵停运后 人工进行叶片角度的有级 调节，改变水泵的流量、扬 程运行特性 3）造价增加不事，有一定 节能效果 ！）泵吸弯道 的土建施工要求 高。 2）进水蜗壳流 道且叶轮检修维 护不便，需先期关 闭进口检修闸门， 并抽空军）h积水 3）干井式安装， 大型电动机泵坑 散热要求高 的目前均为进 口，造价高 ！）操作管理和 结护较为烦琐，故 障串高 2）只能实现季 节性工况调整，不 能实现最佳节能 效果 适用于水温变嗣 较大的火电厂 57 续表1 水泵形式优点缺点适用性 ！）卫称为动叶可调泵，可 用在立式泪流泵和立式轴1）设岳结构盟 流泵杂，检修维护要求 盯在不停泵条件下，通过高 液压或机械调节机构无级2）需配套编制 调节叶片或前置导叶的角智能化调叶软件， 圭 庭幸改变泵的流量、扬程根据电力负荷、水适用于机组负 调 运行特性，但效串变化不位、温等运行是荷、水温、水位变化 节泵 大，保证各种工况下循环水件，实现叶片角度大的火电厂 泵且循环水草统均在最优的自动调节 状态下运行，达到最佳节目E3）目前均为进 效果口，造价高，需经 的通过将叶片角度调到技肃经济比较，论 最小，有效降低在泵启动功证其合理性 串和军统锤压力 4为满足泵房连续正常运行的需要，进水池水下部分应保 证有适当的容积，如果容积过小，满足不了秒换水系数的要求， 如果容积过大，会增加吸水池的工程量，而且对改善吸水池内的 流态没有明显的作用。本款参照现行国家标准泵站设计规范 GB 50265提出，但对适用范围作了限制：对于湿室式水泵吸水池 容积，主要需满足水泵淹没深度、设备安装以及整流措施的技术要 求，不作为吸水池设计的控制性要求。 5、6吸水池底板标高的确定合理与否，除与水源取水条件及 取水设施有关外，还与水泵的必需汽蚀余量有关。影响水泵汽蚀 余量的因素很多，在实际工程中，有关电机转速与水泵额定转速不 同以及水泵取水含沙量对水泵汽蚀余量的影响往往被忽略。这关 系到水泵的使用寿命及运行的稳定性。现行国家标准泵站设计 规范GB50265提到，大型水泵的安装高程需要详细论证。以往 58 我们对泥沙影响水泵汽蚀余量的严重程度认识不足，导致安装高 度定得不够合理。近年来，我国学者做了不少实验与研究，所得的 结论是一致的：泥沙含量对水泵汽蚀性能有很大的影响。室内实 验证明，泥沙含量5kg/m310kg/m3时，水泵的允许吸上真空高 度降低0.5mo. Sm；泥沙含量l00kg/m3时，水泵的允许吸上真 空高度降低1.ZmZ. 6m；泥沙含量ZOOkg/m3时，水泵的允许吸 上真空高度降低Z.75m3. 15m。所以水泵安装高程应根据水源、 设计含沙量进行修正。 由水泵额定转数与配套电动机转速不一致而引起汽蚀余量的 变化往往被忽视。当水泵的工作转速不同于额定转速时，汽蚀余 量应按下式换算z NPSH=NP叫；）(1) 式中，NPSH一相应于工作转速n的汽蚀余量； NPSH一一相应于额定转速n的汽蚀余量。 基准面是指通过由叶轮叶片进口边的外端所描绘的圆中心的 水平面。 对于立式双吸泵，以上部叶片为基准；对于可调口十片的混流泵 和轴流泵，以叶片轴线与nt轮室表面的交点所描绘的圆的中心所 处水平面为基准。 中南电力设计院与武汉大学模型试验表明，缩短吸水池流道 长度、增加水泵淹没深度对减少水泵的效率损失是有帮助的。当 缩短到5.5D时，增加淹没深度可以补偿水泵效率损失，对水泵效 率补偿作用十分明显，并且提升很快；当淹没深度增加到3D以 后，继续加大水泵淹没深度，水泵效率补偿不明显，从而限制了水 泵吸水池长度进一步缩短的可能性。但该措施下的水泵效率与 9D吸水池长度下的水泵效率依然有一定幅度的下降；带有合适的 导流和整流设施的7D吸水池长度下的水泵效率与吸水池长度为 9D时相当。 59 3. 4. 2 本条说明如下： 2 单泵型吸水池的宽度B11英国水利机械研究协会的研究 资料表明，B1在2D4D范围内，水泵都能获得满意的流态效果， 推荐B1为2D2.5D；美国ANSI/HI规范推荐B1最小为2D；日 本推荐且为2D2.5D，武汉水利电力大学（现武汉大学模型 试验研究表明，且为3D时比为2.2D时的吸水池在流态和泵效 率上要好些，根据近些年成功运行的循环水泵房调研情况看，江西 丰城电厂、汉川电厂二期、襄樊电厂二期、华能玉环电厂吸水池宽 度矶的取值在1.95D2. 24D范围内，运行情况良好。因此队 的取值范围确定为2D2.SD, 吸水喇叭口中心与流道后墙的距离z.，武汉大学试验研究表 明，当l，等于0.65D时，流态和泵效率最好从增大，流态变差。英 国水利机械研究协会推荐为o.75D，美国ANSI/HI规范推荐 为o.75D，美国、日本的一些水泵制造厂推荐的为O.75DlD, 国内循环水泵吸水口以燕尾槽和导流锥形式最为常见，其喇叭口 中心线距后墙（或填充面距离在O.75D左右。综合考虑取值 范围为O.65D1. OD, 吸水喇叭口悬空高度F，武汉水利电力大学模型试验研究成 果为0.3D0. SD，国内大型水泵制造厂商引进型混流泵技术推 荐F值为0.3D; 2007年中南电力设计院会同武汉大学数模试验 推荐值为0.3DO. SD。结合试验研究成果及多年工程实际运行 情况，本标准规定F取值范围为0.3D0. SD。 吸水喇叭口最小淹没深度H，：根据武汉水利电力大学的试 验资料，淹没水深大于1.lSD时，基本未出现局部派涡。英国 水利机械研究协会规定最小淹没深度为1.SD。日本机械学会 标准5004-1984规定：直流型流道为1.5D，折线或侧面进水型 流道（转折处至水泵中心的距离小于SD）最小淹没深度为 1. 7D。工程调研情况表明，江西丰城电厂、汉川电厂二期、襄樊 电厂二期、华能玉环电厂最小淹没深度都在2D以上，水泵运行 60 情况良好。2007年中南电力设计院会同武汉大学专项物理模 型试验表明：淹没深度为1.5D时，喇叭口下方产生附壁涡 带，且吸水营周围有游移型漏斗涡产生，随着水深加大这些现象 有所缓解和消除，加设导水锥是消除附底涡带的有效办法。 增大吸水池内水深可以改善池内流态，提高水泵效率，特别是 在缩短吸水池长度的情况下效果更明显。水深由1.5D增大到 2. 78D时，9D池长泵效率提高0.78%,7D池长泵效率提高 1. 08% ,6D池长泵效率提高1.61%。但效率随水深提高的幅 度会逐渐减小。综合考虑工程实际及试验研究情况，本标准将 淹没深度取值范围进行了规定。 正面进水旋转滤网的吸水池长度L，对于正面进水旋转滤 网，取值范围4D5D，已经过诸多工程项目验证是合理的。 侧面进水旋转滤网的吸水池长度L，同济大学和华东电力设 计院联合做的“旋转滤网水力性能及其设置于进水流道水流相互 影响”试验研究，分别进行了正面进水旋转滤网距水泵中心4D，侧 面进水旋转滤网位置按距水泵中心6D、SD和9.5D三种布置形 式的试验，试验结果表明：在同等进水条件下，吸水喇叭口径向流 速的均匀性和吸水喇叭口喉部水流的旋转性，其从优至劣顺序为 9. 5D,8D、6D，福州电厂采用了侧丽进水网内进水网外出水方式 的旋转滤网，滤网出口距水泵中心SD，最小淹没深度为1.SD, 为防止表面涡，设计了防涡横梁，并做了模型试验，水泵运行情况 良好 近些年工程实际及试验研究成果表明，侧面进水旋转滤网 至吸水池后墙距离要求可以进一步优化，以减少工程投资。江 西丰城电厂、汉川电厂二期、襄樊电厂二期、华能玉环电厂采用 侧面造水旋转滤网，其L，取值范围为6D8.92D，循环水泵实 际运行情况良好。模型试验研究方面，江西丰城电厂三期工程、 印尼百通1600MW工程均做了物理模型试验，其中，5D、6D 吸水池长度，在采取适当的整流措施后可以获得良好的水泵吸 水条件。中南电力设计院会同武汉大学所做的模型试验成果表 明：当L，为6D时，通过一定的整流措施可以获得泵安全运行的 基本保障，经济运行与否应和投资的减少进行比较论证并进行 模型试验确定。L，为5.5D的模型试验结果比L，为6D时性能 有进一步下降，但没有十分明显的差别回在特殊的情况下，如果 要将槽长减小到5.5D，应进行模型试验和技术经济论证。综合 上述实际工程和研究试验情况，本标准规定当不采用整流和增 加淹没深度等措施时，取值范围为7.5D9D；当采用整流和增 加淹没深度等措施后，取值范围为5.5D7. 5D；取值范围不宜 小于5.5D。 本标准中吸水池各项尺寸的取值范围与英国、美国和日本研 究或规范的对比见表2。 表2吸水池备尺寸取值范围对比表 ll号 项目取值范回取值说明 英国在力机械研究协会（BHRA), 吸7J池 B, （22. 5)D 1 2D2. SD 宽度B,美国ANS/H!,B，；且D 日本的研究机构推荐，B，（22.5)D 英国7J力机械协会BHRA）的研究资 料推荐h为O.75D 吸7J喇叭 美国ANS/H!,I,o 75口 口中心与流 2 o. 65D1. OD 日本7J泵制造厂推荐的h为O.75D 道后墙距离 1. OD 武汉大学试验资料表明，归为o.65D, 必须超过推荐值时，需要设置辅助后墙 62 续表2 序号项目取值范围取值说明 吸喇 美国ANSI/HI,0. 3DO. SD 3 叭口是空0. 3DO. SD 武汉大学推荐值为O.3DO.BD 高度F国内厂商引进的技术推荐。.3D 最小淹没深度 英国水力机械研究协会的资料规定最 吸水喇 小淹没深度为！.SD 叭口最小淹 为！.BD，并且不能 美国ANSI/HI,H. DO 0十2.3F，时， 4 没深度H属 小于水泵生产厂 Fo为F，。d数，其值为FoVI 商要求的最小值 (gDJ,V为吸喇叭口流速 E面进 英美日的研究机构推荐L，的采用值为 水旋转滤 4QSD 4DSD 国内研究机构的资料的推荐值事数也 网的吸水 池t主皮L, 在此范围内 美国ANSI/Hl,H，二4.75D 当不来用整流 美国苏尔泵厂力研究推荐L，为9D 5 和增加淹没深度 武汉大学研究表明，采用7D并且适当 等设施时，取值范 采用整流措施后，流进中的流态以及武 侧面进因为7.SD9D, 水旋转滤当采用整流和增 泵性能，与9D流逝相当，采用5.SD并 网的吸水加淹没深度等设 且适当果用整流措施，同时增加班泵淹 池t是度L,施后取值范围 没深度，1J泵效串提升较快，淹没深度增 为5.SD7 SD, 加到3D后，继续增加淹没深度，在泵效 取值范围不宜小 串提升不明显，但与L，为9D时相比水 于5.SD 泵效串下降！%左右 63 3 提出侧面进水旋转滤网不满足大于7.5D吸水池长度要 求时，所采取的整流措施宜通过模型试验确定。 5 在实际应用中，除了标准中所列整流措施外，其他防止或 减弱水下涡的装置见表3。 表3其他防止或减弱水下涡的装置 型式特点应用 防止由于吸水管后 墙距过大，在吸水管下用于防止 游侧产生璇涡而形成或减弱吸水 1 世 回流widingflow), 管下游侧产 但设置阻涡隔端后空生的回流血 气吸人搅涡仍有可能滋润 产生 2 止接下 防立管 于弱水 用减吸 或在 后下 管水 水的 吸生 于产 由且 止不 防距 墙 涡而形成回流面形成的回 流及7l下涡 3 z l 曰问 可减 告业 组 1 防 的 地 2t 生 与刊产 lA流 同著回 显弱 64 序号型式 I J 4 I llL v_ 5 6 7 续表3 特点 防止由于吸水管喇 q口的悬空高