本文格式為Word版，下載可任意編輯——南沙濱海新城文章以柬埔寨兩個不同機(jī)組容量的燃煤電站工程為背景，研究了隔熱堤在濱海燃煤電站工程中對溫排水分散和電站取水溫升的影響。比較兩個電站不同循環(huán)水量條件下隔熱堤的作用及其對電站溫排水影響范圍和取水溫升的影響，通過研究確定了電站的取排水口和隔熱堤的布置方案，得志了電站取水溫升的設(shè)計要求。可為類似工程供給參考。

隔熱堤濱海電站取排水影響研究

在柬埔寨西哈努克港鄰近，由中國公司和馬來西亞公司投資創(chuàng)辦兩座燃煤電站，其裝機(jī)容量分別為7×135MW和2×50MW。由于兩座電站地處同一片海疆，電站投產(chǎn)后其溫排水會產(chǎn)生相互影響。電站取水口鄰近海水溫升和循環(huán)冷卻水使用效率受到潮流、波浪、風(fēng)、取排水口和隔熱堤平面布置等因素的影響[1-3]，需要用數(shù)學(xué)模型模擬研究溫排水分散規(guī)律、取水口溫升及兩電站之間的相互影響，確定取排水口和隔熱堤布置方案。

文章應(yīng)用潮流溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型計算電站溫排水的分散趨勢、影響范圍和取水口溫升，為電站平面布置方案確實定和環(huán)境影響評價供給依據(jù)。馬來西亞投資創(chuàng)辦2×50MW燃煤電站，其碼頭通過透空的引堤和實體引堤與后面電站相連，實體引堤兼做隔熱堤之用；中國投資創(chuàng)辦7×135MW燃煤電站，采用類似的布置形式。兩電站的平面布置見圖1。

1自然條件與輸入?yún)?shù)

統(tǒng)計工程鄰近氣象站17年的風(fēng)資料，在雨季（5月至10月），風(fēng)向主要為西向和西南向；在旱季（11月至4月），主要的風(fēng)向為北向和南向，年平均風(fēng)速約為4.5m/s。統(tǒng)計氣象站的相對濕度資料，多年平均相對濕度為81%。根據(jù)2022年2月份現(xiàn)場實測潮流資料，落潮流速略大于漲潮流速，漲潮最大流速達(dá)0.18m/s，落潮最大流速達(dá)0.20m/s，實測最大分層流速0.28m/s，工程海疆水滾動力較弱。

根據(jù)2022年工程現(xiàn)場實測的底質(zhì)和含沙量資料，并參考其研究成果[5]可以察覺，工程區(qū)域岸灘常年根本處于穩(wěn)定狀態(tài)，沿岸輸沙量分外微小；工程區(qū)泥沙，向岸沖刷厚度和向海淤積厚度均缺乏0.20m。所以抉擇工程平面布置方案的操縱因素為電站溫排水問題。在潮流溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型的建立、驗證和計算階段需要輸入的邊界條件和初始參數(shù)如下：風(fēng)速4.5m/s；空氣相對濕度81%；2×50MW電站循環(huán)水量8m3/s，初始排水溫升為8℃；7×135MW電站循環(huán)水量56m3/s，初始排水溫升為8℃。在溫排水模擬過程中考慮熱回歸效應(yīng)。

2模型介紹

本次研究采用局部加密的三角形網(wǎng)格，此網(wǎng)格能很好的模擬繁雜岸線，將重點的工程區(qū)域舉行局部加密，在保證工程區(qū)域水動力計算精度的同節(jié)令省計算時間[6]。其操縱方程包括連續(xù)性方程、運動方程和分散方程。在計算溫排水時考慮由溫度引起的密度變化，以及由密度變化所引起的密度流。

3潮流溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型及結(jié)果

3.1水動力模型建立及驗證

在研究溫排水分散范圍之前需要模擬出工程區(qū)域的水動力環(huán)境，其背景水動力和水位即為潮流和潮汐。根據(jù)2022年2月實測潮位測量數(shù)據(jù)，舉行調(diào)和分析得到工程海疆的潮汐分潮見表1，由分潮計算潮型系數(shù)如下：

由此判斷該區(qū)域潮汐為以全日潮為日朝[8]。結(jié)合現(xiàn)場實測潮流資料，對建立的潮流數(shù)學(xué)模型舉行驗證，各測點的流矢分布見圖2。

3.2溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型計算結(jié)果及分析

在驗證好的潮流模型根基上建立溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型。該模型采用了考慮密度梯度的斜壓方程，將密度變化對水流的影響包含在模型中。從工程平面布置看，取水頭位于擬建電站的西南側(cè)，水域相對開闊，水深相對較深；排水口位于擬建電站東北側(cè)的海灣內(nèi)，水域相對封閉，水深相對較淺。漲潮過程中潮水由取水口鄰近向排水口鄰近滾動，電站排放的高溫水體主要在灣內(nèi)分散，不會影響到取水口；落潮過程中，電站排放的高溫水體隨著落潮流，從灣內(nèi)向取水口方向分散，可以影響到電站取水，同時溫排水的影響范圍也比漲潮時要大。由于工程海疆的潮流流速較小，排水口的高溫水體需要較長的時間才能影響到取水口，大約需要7個潮周期的時間模型中的取水口溫升達(dá)成動態(tài)平衡。

2×50MW電站（1#）首先創(chuàng)辦和投產(chǎn)，所以先研究單個電站運行條件下溫排水的分散和取水口溫升。該工程創(chuàng)辦時碼頭引橋分為實體引堤（兼做隔熱堤）和透空段，各段長度根據(jù)溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型研究成果確定。排水口位于引堤的東側(cè)，采用近岸排水方式；取水口位于隔熱堤的西側(cè)，取水口位置海床高程-6.0m（MSL）。為了研究實體引堤對電站取水溫升的影響。分別計算了實體引堤長度為300m和400m的兩個方案，取水口溫升結(jié)果見表2。從計算結(jié)果可以看出，實體引堤長度為300m時電站取水口的溫升值較小，其理由為，實體引堤長度為400m時，排水口的高溫水體除了在引堤東側(cè)聚集外，在落潮過程中在隔熱堤的挑流作用下，高溫水體的流跡線剛好經(jīng)過取水口鄰近，造成取水口溫升相對較高。通過本次試驗研究可以察覺，對本工程而言，隔熱堤長度并非越長越好，需要結(jié)合工程位置的水動力特點和取、排水口的相對位置確定其長度，以保證取水口的溫升得志電站運行的要求。

在1#電站創(chuàng)辦開工不久，7×135MW（2#）電站的研究和設(shè)計工作也隨即開展。由于2#電站的機(jī)組容量、循環(huán)水量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了1#電站，并且兩者的取、排水口距離較近，所以在隨后的研究和設(shè)計中不但要考慮2#電站本身的溫排水分散和取水口溫升，還需要考慮兩者之間的相互影響。兩個電站取、排水布置形式好像，2#電站的排水口位于隔熱堤的東側(cè)，采用近岸排水；取水口位于隔熱堤西側(cè)，取水口位置處的海床高程為-7.0m（MSL）。為了能夠保證兩個電站均能正常運行，在2#電站排水口的西側(cè)修建了長度超過1000m的隔熱堤，將電站排水的高溫水體與兩個電站的取水口隔開（其布置見圖1）。為了保證電站的正常運行，通過潮流溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型研究確定合理的隔熱堤長度。

研究方案有多個，本文僅比較隔熱堤長度為1400m和1650m的方案。在本次試驗研究中，1#電站的隔熱堤長度為300m；兩個電站的循環(huán)水量分別為8m3/s和56m3/s。兩個電站的取水口溫升見表3。從研究結(jié)果看，隔熱堤長度為1650m時兩個電站的取水口溫升均較小，隔熱堤長度為1400m時取水口溫升相對較大。理由為較長的隔熱堤能更有效的將2#電站排出的高溫水體隔離在電站的東側(cè)，隔熱堤較短時其阻隔作用減弱。針對本電站而言，隔熱堤越長其取水溫升越小。隔熱堤概括長度需根據(jù)電站的設(shè)計要求和經(jīng)濟(jì)評價確定。

4結(jié)語

用平面二維水動力、溫排水?dāng)?shù)學(xué)模型計算了柬埔寨西哈努克港兩個鄰近燃煤電站循環(huán)冷卻水在不同隔熱堤長度處境下的分散規(guī)律和取水口溫升。通過比較研究不同取、排水口布置形式下的隔熱堤長度對取水口溫升的影響，可以得到如下結(jié)論：

（1）從電站取水溫升和工程投資角度考慮2×50MW電站的實體引堤的長度不宜超過300m；

（2）從7×135MW電站的取水口溫升結(jié)果看，其隔熱堤需要有足夠的長度才能保證兩個電站的正常運行；

（3）不同